Cirkulační topný systém. Výhody topného systému s přirozenou cirkulací. Realita a klam

Jak funguje systém vytápění s přirozenou cirkulací

Hlavní úkol systému ohřevu vody - toto zajišťuje cirkulaci chladicí kapaliny potrubím. Aby se dům zahřál, musí horká voda z kotle protékat do potrubí a radiátorů. Topný systém s přirozenou cirkulací funguje na principu gravitace. Kapalina se pohybuje potrubím gravitačním způsobem bez použití čerpadla. Hustota a hmotnost kapaliny se při zahřátí zmenší a po ochlazení se vrátí do původního stavu.

V takovém zařízení není prakticky žádný tlak. Podle výpočtů je vidět, že při tlaku 10 metrů vodního sloupce je tlak 1 atmosféry. Ukázalo se, že v topném zařízení jednopatrového domu tlak bude od 0,5 do 0,7 atm. a ve dvoupodlažním domě - ne více než 1 atm.

Výhody a nevýhody vytápění přirozenou cirkulací

Stejně jako u každého zařízení má ohřev vody s přirozenou cirkulací své výhody, ale také nevýhody. Proč je systém dobrý?

1. Jednoduchá instalace a údržba, snadné spuštění systému. Veškerou instalaci můžete provést sami.
2. Není třeba kupovat drahé vybavení.
3. Systém funguje stabilně. Nosič tepla poskytuje největší tepelný výkon a udržuje požadovanou teplotu v místnosti.
4. Žádná závislost na elektřině. Zařízení bude pokračovat v práci, pokud dojde k přerušení napájení.
5. Pokud je dům dobře izolovaný, pak s takovým systémem můžete hodně ušetřit.
6. Žádné čerpadlo, které vydává hodně hluku.
7. Pokud je údržba prováděna včas, může topné zařízení fungovat déle než 35 let.

Nevýhody systému:

• Navzdory skutečnosti, že topný systém vyžaduje jen málo materiálů, náklady se mnohem sníží, když se sníží místní odpor potrubí. Protože budete muset instalovat větší potrubí.
• Dům se zahřívá mnohem pomaleji.
• Pokud potrubí prochází nevytápěnými místnostmi, měly by být tyto oblasti izolovány. V opačném případě existuje riziko, že kapalina zamrzne.
• Takový topný systém je vhodný pouze pro soukromé domy o rozloze nejvýše 100 čtverečních metrů. m., protože pracuje v okruhu až 30 metrů. To je způsobeno skutečností, že systém má malou kruhovou hlavu.
• Hlavní podmínkou je podkroví v domě. Tam je nainstalována expanzní nádrž.

Jednootrubkový topný systém

V každodenním životě se jí často říká „Leningrad“. Toto je nejlevnější varianta - radiátory jsou jednoduše spojeny jeden po druhém, jako by je byly navlečeny na jednu trubku. Během jízdy po okruhu má chladicí kapalina čas na silné ochlazení, což se zdá být dobré pro přirozenou cirkulaci.

Avšak díky sériovému připojení zařízení má systém značný hydraulický odpor, což může vyvrátit výhodu velkého teplotního rozdílu.

Instalace otopného tělesa na měď (jednootrubkový topný systém)

Z tohoto důvodu je při instalaci systému s jedním potrubím důležité vyhnout se zbytečným zatáčkám nebo zúžení a některé radiátory, například ocelové deskové radiátory, mohou obecně blokovat cirkulaci pracovního média.

Významnou nevýhodou systému s jedním potrubím je neschopnost vyvážit okruh nezávislou regulací přenosu tepla na každém radiátoru.

Proto nejčastěji používají vylepšenou verzi Leningradu, ve které je paralelně s každým radiátorem uspořádán obtok (propojka) s regulačními ventily.

Otevíráním nebo zavíráním ventilu na obtoku odpovídajícím způsobem snižujeme nebo zvyšujeme průtok chladicí kapaliny chladičem. V tomto případě se také změní výkon přenosu tepla.

Typy systémů přirozené cirkulace

Před vytvořením okruhu pro vytápění soukromého domu nejprve spočítejte množství tepla potřebného pro daný objekt. Výpočet zahrnuje údaje o kotli, umístění a průměr trubek, jakož i úroveň tepelné izolace vnějších stěn. I ty nejmenší chyby ve výpočtech mohou ovlivnit kvalitu vytápění domu. Proto je lepší, když všechny výpočty provádí odborníci. Topné systémy jsou několika typů:

• Otevřený a uzavřený typ (liší se podle expanzní nádrže).
• Jednopotrubní a dvoutrubkový (topná tělesa jsou připojena různými způsoby).

Otevřený systém

Součástí otevřeného zařízení je zásobník (otevřená nádrž), který je vybaven trubkou (nouzový přepad). Potrubí je napojeno na kanalizaci nebo vyvedeno na ulici. Nádrž je instalována pod stropem, někdy v podkroví. Nádrž otevřeného typu může být vyrobena z jakékoli velikosti vlastními rukama, což je její hlavní výhoda. Má dostupnou cenu... Nevýhody zařízení:

• Do otevřené nádrže musíte neustále doplňovat vodu, protože se rychle odpařuje. Aby nedošlo k neustálému ručnímu doplňování vody, lze do nádrže přivést vodní potrubí.
• Na kovových prvcích obvodu se často tvoří koroze. Vzhledem k tomu, že kyslík neustále proudí do otevřené nádrže.
• Do potrubí vstupuje vzduch. Upevněním radiátorů v mírném svahu a instalací automatických větracích otvorů se můžete problému zbavit.

Uzavřený systém

Systém přirozené cirkulace uzavřená chladicí kapalina je vhodná pro jednopodlažní i dvoupodlažní domy. V topném okruhu je instalována membránová nádrž. Díky nádrži jsou kovové části zařízení méně náchylné ke korozi. Uzavřené zařízení funguje následovně:

1. Uzavřená flexibilní membránová nádrž je membránová expanzní nádrž. Membrána vytváří v nádrži dvě sekce. První část je pro chladicí kapalinu, druhá obsahuje vzduch nebo dusík. Během expanze chladicí kapaliny jde přebytečná voda z topného okruhu do nádrže.
2. Membrána se začne roztahovat kvůli horké vodě a plyn ve druhé části se začne zmenšovat.
3. Když voda ochlazuje, plyn se opět zvyšuje a tlačí chladicí kapalinu zpět do systému. Dochází tedy k nepřetržitému plnění vodního okruhu chladicí kapalinou.

Pokud si vyberete mezi otevřeným systémem a uzavřeným systémem, je levnější koupit nebo vytvořit otevřenou nádrž vlastními rukama. Membránová nádrž stojí několikanásobně více, takže se používá jen zřídka.

Jednopotrubní systém

U jednopodlažních domů s malou plochou je vhodné vytápění jedním potrubím. Ve dvoupodlažním domě bude tento typ vytápění neúčinný. Výhodou systému je levná instalace, jednoduchý design, potrubí není instalováno pod stropem, což znamená, že se celkový interiér místnosti nezhorší. Jednopotrubní typ vytápění funguje podle následujícího principu:

• Kapalina stoupá podél svislé části potrubí.
• Poté se chladicí kapalina přesune do vodorovné trubky. Toto potrubí spojuje topná tělesa.
• Ochlazená kapalina se vrací zpět do kotle z vnějšího radiátoru.

Tento systém má své nevýhody. Čím dále stoupá přívod, tím nižší je teplota radiátorů. Obtoky pomohou zvýšit produktivitu. Pro zajištění jednotného vytápění domu jsou propojky umístěny v místech, kde jsou připojeny radiátory. I po provedení přesných výpočtů, systém s jedním potrubím bude neúčinný, pokud má jednopodlažní dům více než tři místnosti. Problém lze vyřešit upgradem systému pomocí kruhového čerpadla.

Schéma dvoutrubkového ohřevu vody pro soukromý dům s přirozenou cirkulací

Dvoutrubkový typ vytápění je vhodný pro vytápění dvoupatrového domu. Pokud porovnáme systém s jednou trubkou a dvěma trubkami, pak ve druhém - kapalina se dodává do všech radiátorů horká. Dvoutrubkový okruh má speciální konstrukci skládající se ze dvou trubek. Jeden pro zásobování, druhý pro návrat. Ke každému topnému zařízení je připojeno přívodní potrubí. Připojení se provádí samostatným vstupním kohoutkem. A zpětné potrubí je připojeno samostatně. Výhodou topného systému s horním a dolním vedením je jeho velmi jednoduchá instalace a efektivní provozní vlastnosti. U takového systému:

1. Je možné nepřidávat do chladiče další sekce, aby se zlepšilo vytápění.
2. Na rozdíl od jednopotrubního okruhu se k pokládání potrubí v tomto systému používají trubky menšího průměru.
3. Snadné nastavení systému.
4. Teplo je rovnoměrně rozloženo.

V současné době je možné vytvořit vlastními silami dvoutrubkový typ vytápění s přirozenou cirkulací... K jeho výrobě se používají ocelové nebo polymerní trubky..

Schéma výpočtu topného systému s přirozenou cirkulací

Nejtěžší věcí při navrhování topného systému je správný výpočet. To, jak dobře bude zařízení fungovat, závisí na délce a úhlu trubek, stejně jako na počtu otáček na něm. Musíte to vědět, protože v okruhu není žádný tlak. Co musíte vzít v úvahu při sestavování diagramu a výpočtu:

1. Jaký je průměr trubek a materiál, ze kterého jsou vyrobeny.
2. Úhel sklonu trubek.
3. Druhy chladicích kapalin.
4. Způsoby dodávky chladicí kapaliny.

Schémata zapojení

Ohřev vody v jednopodlažním domě s přirozenou cirkulací lze provádět podle několika různých schémat.

Dvoutrubkový CO

Práce, bez ohledu na zvolené schéma, začínají vytvořením plánu vytápění pro jednopatrový dům s přirozenou cirkulací.

Uvedené schéma předpokládá pokládku dvou potrubí po obvodu konstrukce. Používá se, když je potřeba ohřát dostatečně velké plochy. Horní slouží k přívodu teplé vody do CO, spodní slouží k návratu chlazeného nosiče tepla do kotle. Mezi nimi jsou namontovány radiátory. Je-li to možné, je kotel namontován pod ním. Potrubí se pokládá se sklonem průtoku vody nejméně 5 stupňů.

Plnění, zejména v místech, kde je napájeno více radiátorů najednou, musí být provedeno pomocí potrubí o průměru ≥ 32 mm. Nejvhodnější je kovoplastová nebo polymerová trubka. Připojení přímo ke každému radiátoru by mělo být provedeno trubkou o průměru 20 mm.

Pokud jsou správně zvoleny průměry potrubí, není nutné takové vyvážení CO. Navzdory tomu by měly být na připojení k radiátorům instalovány tlumivky.

Vytápění jednopatrového domu s přirozenou cirkulací, vyrobené podle dvoutrubkového schématu, je nejdražší možností, pokud jde o jeho provedení (materiály, práce), proto se zřídka používá.

One-pipe CO

Nejjednodušší systém, který vám umožňuje zajistit vytápění jednopatrového soukromého domu vlastními rukama, vyrobeného podle uvedeného schématu, je Leningradka. Podmínky instalace (úhel sklonu a průměry potrubí) jsou podobné jako u předchozí verze.

Specifičnost spočívá v tom, že radiátory, v tomto případě, se zařezávají do hlavního topného prstence (rovnoběžně s hlavní trubkou).

Kromě expanzní nádrže jsou na každém z radiátorů povinně instalovány odvzdušňovací ventily.Tepelné hlavy nebo škrticí klapky jsou umístěny na radiátorech nejblíže ke kotli a na nejvzdálenější od něj, což pomáhá vyrovnat teplotu v nich.

Paprsek CO

Při výběru uvedené možnosti vypadá schéma, podle kterého je vytápěn jednopodlažní dům s přirozenou cirkulací, následovně.

Na úsecích potrubí, které dodávají horkou vodu do CO a odvádějí studenou vodu do kotle, jsou instalovány speciální kolektory, které jsou hřebeny, na každé větvi je instalován plyn. Každý z radiátorů má dvě potrubí, jednu od přívodu a zpátečky.

Tato verze je z hlediska možností úpravy nejpohodlnější. Ale jeho instalace je poměrně komplikovaná, existuje příliš mnoho potrubí, které, aby byl zachován přijatelný design prostor, budou muset být odstraněny do podlah nebo za falešné stěny, což automaticky vede k výraznému zvýšení nákladů práce a nakoupeného materiálu. Je snadné se toho ujistit, stačí se podívat na dříve vypracovaný plán vytápění jednopodlažního domu s přirozenou cirkulací.

Jaký je nejlepší materiál potrubí?

Způsob instalace obvodu, ochrana proti korozi a hydraulický odpor, všechny tyto indikátory budou záviset na materiálu, ze kterého je potrubí vyrobeno. Pro topný systém můžete použít polypropylen, ocelové, kovoplastové a měděné trubky.

• Polypropylenový materiál. Polypropylenové trubky dobře odolávají vysokým teplotám, mají dlouhou životnost (více než 25 let) a jsou uvnitř hladké. Instalace vyžaduje speciální nástroje a je nákladná.
• Ocel. Navzdory skutečnosti, že takové trubky jsou poměrně odolné a mají přijatelnou cenu, jsou náchylné ke korozi a nadměrnému růstu. Instalace navíc vyžaduje svařování nebo více tvarovek.
• Kov-plast. Lehké trubky mají dokonale hladký vnitřní povrch. Díky tomu jsou bez koroze a usazenin. Ale po instalaci budete muset neustále tahat za závitové tvarovky, což je velká nevýhoda. Jejich životnost je asi 15 let a pro potrubí je to velmi krátké. Mají vysoké náklady.
• Měděné trubky. Měděné trubky mají krásný vzhled a životnost více než 100 let. Pájení se používá pro instalaci, velmi nákladné.

Chcete-li zjistit, jaký průměr potrubí vhodné pro zahřátí vašeho domova, musíte vědět, že:

1. Průměr trubky se volí podle materiálu, ze kterého jsou trubky vyrobeny, a podle provedených tepelně technických výpočtů.
2. Vypočítejte potřebné množství tepla pro místnost a k výsledku přidejte 20%.
3. Pomocí hodnot uvedených v tabulkách SNiP se vypočítá průřez potrubí. Pro výpočet se odečítají údaje o tepelné kapacitě a velikosti potrubí (vnitřní část).

Pokud po každém větvení nainstalujete přívodní potrubí o 1 velikost menší než předchozí, cirkulace tepelného výměníku bude několikrát intenzivnější. Zpětné potrubí je namontováno s prodloužením. Tím se vypočítá minimální průměr dvou trubek. Při dodržení získaných hodnot je pro každý úsek potrubí stanovena vlastní velikost.

Jak funguje obvod s přirozenou cirkulací

Jako chladicí kapalina se nejčastěji používá běžná voda, která se v důsledku změny termodynamických vlastností pohybuje kolem okruhů od kotle k bateriím a zpět. To znamená, že při zahřátí klesá hustota kapaliny a zvyšuje se objem, je vytlačován studeným proudem, který se vrací zpět a stoupá trubkami. Zatímco se chladivo rozbíhá podél vodorovných větví, jeho teplota klesá a vrací se zpět do kotle. Tak kruh je uzavřen.

Pokud bylo pro soukromý dům zvoleno vytápění s přirozenou cirkulací, jsou všechny vodorovné trubky položeny se sklonem ve směru chladicí kapaliny.To umožňuje, aby radiátory nebyly „vzdušné“. Vzduch je lehčí než kapalina, proto stoupá trubkami, vstupuje do expanzní nádrže a poté odpovídajícím způsobem do vzduchu.

Kapalina se odvádí do nádrže, jejíž objem se zvyšuje se zvyšující se teplotou a vytváří nepřetržitý tlak.

Způsoby dodávky chladicí kapaliny

Topné médium může cirkulovat z kotle do topného zařízení dvěma způsoby. Skrz spodní nebo horní plnění.

• Spodní plnění. Tato metoda plnění se používá pouze pro systémy s jedním potrubím. Potrubí je položeno na úrovni podlahy, zatímco vertikální potrubí lze vynechat. Bez kruhového čerpadla je plnění dna neúčinné.
• Horní náplň. Používají se pro jednopotrubní i dvoutrubkové systémy. Vzhledem k tomu, že distribuční potrubí je instalováno pod stropem, je horká chladicí kapalina aktivně přiváděna do každého radiátoru. Dále se voda ochlazuje a jde do zpětného potrubí namontovaného podél podlahy.

Typy a vlastnosti topení s jedním potrubím

H2_2
Chladicí voda prochází radiátorem a vstupuje do své spodní části a v uzavřeném kruhu spěchá zpět k tepelnému generátoru, což usnadňuje mírný sklon. Jednopotrubní systém vytápění soukromého dvoupatrového domu nemá zpětné stoupačky. Výhodou takového vytápění venkovského dvoupatrového domu je snadná instalace a také skutečnost, že pro jejich instalaci je zapotřebí méně materiálu.

Systém s jedním potrubím pro venkovský dům může být dvou typů:

1. S blížícím se pohybem vody. V takových potrubích proudí voda po průchodu kotelem a radiátory se srážejí ve svislých úsecích;
2. Při pomalém pohybu vody. Při pohybu takovým potrubím chladicí kapalina nenarazí na žádné překážky v cestě, protože radiátory stejné úrovně nejsou vzájemně propojeny.

Společné schéma vytápění s přirozenou cirkulací pro dvoupodlažní venkovský dům s názvem "Leningrad". Liší se tím, že všechny radiátory stejné úrovně jsou instalovány v sérii.

Rovněž lze vytvořit jednotrubkový gravitační systém vytápění soukromého domu s obtokem (nastavitelný nebo s uzavíracími ventily). Ve druhém případě můžete upravit směr vody tak, abyste v domě vytvořili optimální teplotu.

Skutečnost! Existují systémy s automatickou regulací těchto jeřábů. Kotel je nainstalován a připojen pod úrovní radiátoru.

Vlastnosti organizace systému

Mělo by být zřejmé, že pro stabilní cirkulaci chladicí kapaliny je zapotřebí důkladnější a pečlivější přístup k fázím návrhu a instalace. Jakákoli chyba způsobí výskyt uvíznutí vzduchu, což bude pro přirozený systém vytápění problematické.

Na základě toho zdůrazníme řadu hlavních funkcí, které je třeba vzít v úvahu při výběru tohoto způsobu vytápění v soukromém domě.

Použití trubek s větším průměrem

Vzhledem k tomu, že v takovém topném systému je pokles tlaku napříč přívodem chladicí kapaliny a zpětným potrubím minimální, má pohybující se voda poměrně hmatatelný odpor. Z tohoto důvodu je nutné použít trubky s větším průměrem. U topných systémů soukromého domu s nuceným oběhem není taková potřeba.

Nejčastěji se během instalace používají materiály následujícího průměru:

• Po připojení k zařízení kotle jsou instalovány trubky o průměru 50 mm.
• Pro připojení ke skupině radiátorů se používá trubka 32 mm.
• Pro připojení jednotlivých radiátorů se obvykle používají trubky o průměru 20 mm.

Důležité! Při správném výběru potrubí není obvykle nutná instalace dalších vyvažovacích zařízení. Ve většině případů se průměr obvykle zmenšuje v toku ve směru pohybu chladicí kapaliny z kotle a ve zpětném toku se zvyšuje.A vytápění dvoupodlažního domu s přirozenou cirkulací má obvykle složitější schéma a bez vyvážení je extrémně vzácné.

Dodržování svahů vodorovných dálnic

Sklon je dalším důležitým ukazatelem, který je důležité dodržovat při instalaci přirozeného vytápění. Díky tomu jsou vytvářeny příznivější podmínky pro zajištění gravitačního pohybu chladicí kapaliny. Porušení sklonu vede ke zvýšení odporu sítě; v tomto případě je téměř nemožné dosáhnout normálního provozu systému.

Důležité! Praxe ukázala, že nejefektivnějších výsledků lze dosáhnout vytvořením sklonu do 5 mm pro každý běžný metr. Tyto hodnoty budou dostačující pro téměř všechny nejběžnější topné systémy pro jednopodlažní dům s přirozenou cirkulací.

Rozdíl teploty chladicí kapaliny v přívodním a zpětném potrubí

Tento indikátor nezáleží na vytápění jednopodlažního domu s nuceným oběhem. Ale pro přirozené je to velmi důležité. Čím větší je teplotní rozdíl, tím nižší je hustota horké chladicí kapaliny. Díky tomu může chlazená voda ze zpátečky tlačit do systému.

Důležité! Čím větší je teplotní rozdíl, tím vyšší je rychlost cirkulace chladicí kapaliny v topném systému soukromého domu, což znamená, že se ohřívá mnohem rychleji.

Instalace expanzní nádrže otevřeného typu

Expanzní nádrž slouží jako bezpečnostní zařízení, aby se zabránilo nárůstu tlaku v systému a zabránění jeho prasknutí. Přirozené vytápění zahrnuje instalaci takové nádrže v nejvyšším bodě sítě. Kromě toho musí být otevřeného typu, to znamená, že musí komunikovat s okolní atmosférou.

Pozornost! Když se chladicí kapalina zahřeje, dojde k jejímu výraznému roztažení. Síť není schopna přizpůsobit tento objem, voda je tlačena do expanzní nádrže. Pokud jej uzavřete, vede zvýšený tlak, zejména při použití kotlů na tuhá paliva s nízkým rozsahem nastavení, k poruše nádrže. V důsledku toho existuje nebezpečí poškození stavebních konstrukcí domu a popálení jeho majitelem.

Instalace kotle

Doporučuje se, aby zpětné potrubí bylo co nejnižší k úrovni topných těles v prvním patře. Díky tomu je zajištěn větší pokles tlaku v síti, díky čemuž přirozený tok chladicí kapaliny překoná menší odpor.

Ve většině případů je kotelní zařízení instalováno ve zvláštních místnostech, jejichž úroveň je ve srovnání s obytnými místnostmi nižší. U nuceného oběhu není taková potřeba, jako příklad lze uvést autonomní topné systémy v bytech, ve kterých jsou všechna zařízení namontována prakticky na stejné úrovni.

Typy systémů pro takový oběh

V závislosti na vlastnostech dispozice domu, přítomnosti podkrovních místností a řadě dalších faktorů lze zajistit přirozenou cirkulaci chladicí kapaliny v topném systému při instalaci několika různých schémat směrování potrubí:

• Jedno potrubí - známý jako „Leningrad“. Jedna z nejlevnějších možností směrování, která vyžaduje instalaci pouze jednoho prstencového potrubí. To šetří spotřebu materiálu. Liší se tím, že všechna topná zařízení stříhají paralelně s hlavním topným prstencem. Dávej pozorže kromě expanzní nádrže vyžaduje takový systém instalaci ventilů pro odvádění vzduchu a také další vyvažovací zařízení pro vyrovnání teplot ve všech radiátorech.

• Dvoutrubková - nejběžnější schéma zapojení, zahrnující pokládku dvou potrubních obvodů, pro návrat a napájení. Používá se pro nucený i přirozený oběh.I přes zvýšenou spotřebu materiálů bude takový systém fungovat efektivněji. Umožňuje rovnoměrnější ohřev radiátorů. Dávej pozor! Obzvláště důležité je dodržování svahů. Toto uspořádání se doporučuje pro domy s velkou plochou.

• Paprsek - Tento systém je stále populárnější. Jedná se o zapojení dvou trubek ke každému radiátoru - přívodu a návratu. Díky tomu je možné regulovat teplotu každého topného zařízení samostatně, vypínat nouzové sekce nezávisle na zbytku sítě. Je však třeba poznamenat, že pokud jde o spotřebu potrubí, jedná se o jeden z nejprostornějších způsobů zapojení během instalace.

Na čem závisí tlak?

Pro vytvoření potřebného cirkulačního tlaku je při návrhu soukromého domu nutné vypočítat celý topný systém. To záleží na uprostřed kotle a nejnižší baterie. Čím větší je výškový rozdíl, tím lépe se kapalina pohybuje systémem. Je také ovlivněn rozdílem v hustotě mezi horkou a chlazenou kapalinou.
Topný systém s přirozenou cirkulací je charakterizován změnou teploty v radiátorech a v kotli, ke které dochází podél středové osy zařízení. Horká voda je nahoře, studená voda dole. Pod vlivem gravitace se chlazená kapalina pohybuje dolů po potrubí.

Pohyb přímo závisí na výšce instalace radiátorů. Jeho zvětšení usnadňuje úhel sklonu přívodního potrubí, který je směrován k bateriím, a sklon zpětného potrubí, který směřuje k kotli. To umožňuje tekutině snadněji překonat místní odpor potrubí.

Při instalaci topného systému v soukromém domě s přirozenou cirkulací je kotel umístěn v nejnižším bodě, aby byly všechny baterie vyšší.