Berechnung der Parameter einer Heizungsanlage mit Naturumlauf: Wie erreicht man einen unterbrechungsfreien Betrieb?
Ein Heizsystem mit natürlicher Flüssigkeitszirkulation ist ein geschlossenes Gerät vom Gravitationstyp (Schwerkraft), das ermöglicht Heizen Sie die Räumlichkeiten in einem Privathaus unabhängig von der Stromversorgung.
Dieser Konstruktionsvorteil ermöglicht den Einsatz in Regionen mit Problemen oder völligem Fehlen eines zentralen Stromnetzes. Das System wirtschaftlich, aber für sein ordnungsgemäßes Funktionieren es wird notwendig sein, genaue Berechnungen durchzuführen.
Inhalt
Beschreibung des Heizsystems vom Zirkulationstyp ohne Pumpe
Gerät Wassererwärmung durch Schwerkraft, schaltet das Heizelement ein (Kessel), Rohre, auf unterschiedliche Weise gelegt, Ausgleichsbehälter und Kühler.
Funktionsprinzip
Die Rolle des Kühlmittels im Kreislauf übernimmt Wasser, das sich unter dem Einfluss thermodynamischer Kräfte durch die Rohre bewegt. Das Funktionsprinzip des Systems basiert auf über die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften von heißem und kaltem Wasser.
Während der Kessel in Betrieb ist, befindet sich in den Rohren ständig heißes Wasser, das nach und nach abkühlt, durch den Kreislauf fließt und dabei Wärme an die Umgebung abgibt.
Die Dichte und Masse des Wassers nimmt beim Erhitzen ab, so dass es leicht wird durch die gekühlte Flüssigkeit nach oben gedrückt.
Nachdem das heiße Wasser den oberen Teil des Kreislaufs erreicht hat, wird es durch an Heizkörper angeschlossene Rohre verteilt, gibt Wärme durch das Material der Batterien ab und fließt dann durch den unteren Teil des Kreislaufs zum Kessel, wo es erneut erhitzt wird.
Vorteile der Installation
Die wichtigsten Vorteile Der Heizkreis des Schwerkrafttyps besteht aus:
- einfach zu installieren und zu verwenden;
- hohe Heizleistung und Mikroklimastabilität Firmengelände;
- Ressourceneffizienz vorausgesetzt, das Gebäude ist gut isoliert;
- Abwesenheit von Lärm;
- völlige Unabhängigkeit von Elektrizität;
- seltene Ausfälle und lange Lebensdauer unterliegen regelmäßigen Präventivmaßnahmen.
Referenz! Es ist möglich, ein Heizsystem mit natürlicher Zirkulation zu entwerfen auf eigene Faust. Die korrekte Berechnung der Parameter, die Auswahl des Schaltplans und die fachgerechte Installation aller Komponenten garantieren die Lebensdauer der Struktur bis 35 Jahre.
Der Hauptnachteil besteht darin, dass das Design nur Privathäuser heizen kann Fläche nicht mehr als 100 m2mit einem Radius ca. 30 m.
Es gibt noch mehrere Nachteile, was die Verwendung des Schwerkraftflussdesigns einschränkt:
- obligatorische Anwesenheit eines Dachbodens zur Installation eines Ausdehnungsgefäßes;
- langsames Erhitzen Firmengelände;
- die Notwendigkeit, den Stromkreis in unbeheizten Bereichen zu isolieren um das Einfrieren von Wasser in Rohren zu verhindern.
Arten von Heizungssystemen mit natürlicher Zirkulation
Die Entwürfe können umgesetzt werden in Einrohr- oder Doppelrohrausführung. Je nach Systemtyp werden geschlossene und offene Installationsschemata unterschieden. Der richtig ausgewählte Schematyp gewährleistet maximale Effizienz.
Geschlossener Typ
Das geschlossene Zirkulationsdesign hat sich in europäischen Ländern und nur in Russland weit verbreitet beginnt, an Popularität zu gewinnen.
Schematische Darstellung
Nach dem Erhitzen steigt das Wasser unter Druck zum Ausdehnungsgefäß auf, durch eine Membran in 2 Teile geteilt. Der untere Teil des Tanks ist mit Wasser gefüllt, das das im oberen Teil über der Membran befindliche Gas (normalerweise Stickstoff oder Luft) komprimiert. Dadurch entsteht zusätzlicher Arbeitsdruck, der die Bewegung der Flüssigkeit erleichtert.
Foto 1. Geschlossenes Heizsystem mit natürlicher Zirkulation. Muss mit einem abgedichteten Ausdehnungsgefäß ausgestattet sein.
Besonderheiten
Das Hauptmerkmal der geschlossenen Bauweise ist die Dichtheit des Tanks und die Erzeugung von zusätzlichem Druck in der Rohrleitung. Manchmal verwenden sie für geschlossene Kreisläufe Umwälzpumpen, die über das Stromnetz betrieben werden. Aufgrund des geringen Stromverbrauchs der Pumpe beeinträchtigt ein vorübergehender Stromausfall den Betrieb des Systems nicht.
Für und Wider
Die Hauptvorteile geschlossener Heizsysteme liegen in ihrer Dichtheit. Dadurch kommt es kaum zu Lufteinschlüssen im System, es ist weniger korrosionsanfällig und verbraucht weniger Kühlmittel, das nicht nur Wasser, sondern auch Frostschutzmittel sein kann. Schema erfordert keine großen Rohrleitungsneigungen, insbesondere wenn eine Pumpe verwendet wird.
Aufmerksamkeit! Der Hauptnachteil dieser Konstruktion ist die Notwendigkeit, einen großen Tank zu installieren, der Platz benötigt. Längere Stromausfälle führen zu zu einer Verringerung der Effizienz des Pumpkreislaufs.
Offener Typ
Ein offenes Heizsystem umfasst ein offenes, nicht hermetisches Ausdehnungsgefäß. Diese Bauweise wird häufig in älteren Gebäuden eingesetzt. Obwohl es an Popularität verliert, bleibt das offene System bestehen. zuverlässig und effizient.
Arbeitsplan
Das Heizsystem mit natürlicher Zirkulation des offenen Typs unterscheidet sich vom geschlossenen Typ nur in der Konstruktion des Tanks und Es ist nicht erforderlich, eine stromabhängige Einheit zu installieren.
Foto 2. Offenes Zirkulationsheizsystem, ausgestattet mit einem nicht hermetischen Ausdehnungsgefäß, ohne elektrische Pumpe.
Designunterschied
Tank für offenes Gerät kann aus Schrottmaterialien hergestellt werden und klein in der Größe. Der Container muss nicht unbedingt am höchsten Punkt stehen.
Positive und negative Seiten
Zu den Vorteilen des Designs zählen die einfache Installation, Sicherheit und Unabhängigkeit von externen Stromquellen. Negative Aspekte offener Systeme verbunden mit Lufteintritt in den Kreislauf, was die Ursache für die Bildung von Pfropfen, die Verdunstung von Wasser und die Notwendigkeit einer Kontrolle seiner Menge ist, sowie die Unmöglichkeit, Frostschutzmittel aufgrund seiner schädlichen Wirkung zu verwenden.
Einzelrohr
Die Einrohrkonstruktion verwendet nur eine Pipeline-Linie. Der Wirkungsgrad ist gering, daher wird es zum Heizen kleiner Räume verwendet.
Schaltung
Die Rohre vom Heizkessel verlaufen entlang des gesamten Raumumfangs und sind nacheinander mit den Registern verbunden.
Warmwasser gelangt durch den oberen Anschluss in den Heizkörper und fließt durch den unteren ab. Vom letzten Register Die abgekühlte Flüssigkeit fließt durch die Schwerkraft zurück zum Kessel.
Beschreibung des Designs
Damit das System gut funktioniert, die Kontur wird unter der Decke installiert, und die Rohre, die die gekühlte Flüssigkeit zum Kessel führen, befinden sich unter der Bodenoberfläche. Bei der Wahl eines Einrohrsystems können Kessel und Batterien auf gleicher Höhe platziert werden. Das Ausdehnungsgefäß wird am höchsten Punkt des Kreislaufs installiert.
Vorteile und Nachteile
Der unbestrittene Vorteil des Designs ist die einfache Installation und Wirtschaftlichkeit aufgrund der minimalen Anzahl von Rohren. Zu den Nachteilen eines Einrohrkreislaufs gehören: Wärmeverlust von Register zu Register. Es wird nicht empfohlen, ein solches System zum Heizen zweistöckiger Gebäude zu verwenden.
Doppelrohr
Um ein Zweirohrsystem zu erstellen, wird eine Rohrleitung für den direkten Zu- und Rückfluss der Flüssigkeit verlegt.
Planung und Die Installation der Struktur ist ziemlich kompliziert, sorgen aber für eine effiziente Heizung.
Funktionsprinzip
Die Gliederung muss sorgfältig durchdacht und wie folgt gestaltet sein:
- Die vom Kessel kommende Hauptsteigleitung ist im Abstand von ca. 1/3 mit dem Ausdehnungsgefäß verbunden von der Gesamthöhe der Kontur.
- Nach dem Tank ist die Hauptleitung mit den Verteilungsleitungen verbunden, durch die das heiße Kühlmittel zugeführt wird.
- Zum Ablassen überschüssiger Flüssigkeit ist der Tank mit einem Überlaufrohr ausgestattet.und es an das Abwassersystem anzuschließen.
- Die Rohre, durch die das gekühlte Wasser zum Kessel gelangt, sind im unteren Teil der Register parallel zu den Rohren mit dem heißen Kühlmittel installiert.
Strukturelle Merkmale
Die Hauptsteigleitung sowie der Raum, in dem sich der Tank befindet, sind isoliert, was verhindert Wärmeverlust und Einfrieren des Systems. Der Heizkessel befindet sich am tiefsten Punkt in der Nische oder im Keller.
Vorteile und Nachteile
Die Hauptvorteile eines Zweirohr-Schwerkraftheizsystems sind eine gleichmäßige Wärmeverteilung zwischen den Schaltungsknoten, eine einfache Einstellung, die Möglichkeit, Rohre mit kleinerem Durchmesser zu verwenden.
Das Design ermöglicht die Korrektur von Berechnungs- und Installationsfehlern, ohne die thermische Effizienz zu verringern.
Das System hat praktisch keine Nachteile, mit Ausnahme von langfristige vorbereitende Aktivitäten. Doch der Aufwand für einen gut funktionierenden Heizkreislauf lohnt sich.
Erstellen einer geeigneten Neigung für den Schwerkraftfluss
Die wichtigsten Anforderungen und Normen für die Erstellung von Heizungsanlagen werden in SNiP 41.01.2003.
Um die Faktoren zu reduzieren, die dem normalen Kühlmittelfluss in den Rohren entgegenwirken (Kreisbögen, Lufteinschlüsse), befolgen Sie die Empfehlungen zur Neigung der Systemrohre. Die Neigungen werden entlang des Flüssigkeitsflusses basierend auf der Berechnung vorgenommen von 1 bis 5 %, abhängig von der Länge der Rohrleitung. Dank der richtigen Neigung gelangt die in den Rohren angesammelte Luft zum Ausdehnungsgefäß, wo sie freigesetzt wird.
Wichtig! Unabhängig von der Neigung der Rohre werden in einer offenen Schwerkraftheizung Entlüftungsventile eingebaut. Für Zweirohrkonstruktionen Die Installation wird ausgeführt unter Berücksichtigung der Neigung beider Konturteile.
Berechnung des Durchmessers der Kreislaufrohre
Bei Freispiegelströmungskonstruktionen ist die Verwendung von Rohren mit größerem Durchmesser erforderlich als bei Systemen mit Zwangsumlauf.
Um den Durchmesser richtig zu berechnen, hilft Ihnen folgendes: Regeln:
- Nach der Berechnung der zum Heizen des Raumes benötigten Wärmeenergie wird das erhaltene Ergebnis um 20 % erhöht.
- Nach den in SNiP angegebenen Formeln mit einem Online-Rechner Berechnen Sie den Querschnitt von Rohren.
- Das Material der zukünftigen Pipeline wird berücksichtigt: Stahlrohre müssen einen Durchmesser von mindestens 50 mm haben. Es empfiehlt sich, diese Art von Rohr als Steigleitung an den Kessel anzuschließen.
- Nach jeder Verzweigung des Stromkreises Reduzieren Sie den Durchmesser der Rohre um 1 Größe, bei Rückstrom hingegen nehmen sie zu.
Durch die korrekte Berechnung des Durchmessers der verwendeten Rohre sowie ihrer Neigung können Sie ein problemlos funktionierendes Heizsystem erstellen.
Nützliches Video
Das Video gibt einen Überblick über das Heizsystem, das sowohl mit Naturumlauf als auch mit Pumpe betrieben werden kann.
Kurze Schlussfolgerungen
Heizräume in der kalten Jahreszeit mit instabiler Stromversorgung sind ein gelöstes Problem. Heizsysteme mit natürlicher Zirkulation des Kühlmittels schaffen komfortable Bedingungen in Privathäusern ohne den Einsatz von Elektrizität. Die Konstruktionen sind wirtschaftlich, effizient und sicher, wenn die Schaltkreise richtig geplant und installiert werden.
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