Funktionsprinzip und Heizschema für ein Privathaus mit Naturumlauf: Berechnungsmerkmale
Naturumlauf ist der Fluss des Kühlmittels im Heizsystem durch die Schwerkraft, ohne dass die Umwälzpumpe funktioniert.
Solch Bewegung wird durch die Schwerkraft erzeugt aufgrund der Eigenschaft von Flüssigkeiten, sich bei Erwärmung auszudehnen.
Die natürliche Schwerkraft ermöglicht das Erhitzen Arbeit ohne Pumpe und zusätzliche Stromkosten, im autonomen Modus. Woraus besteht eine Schwerkraftheizung und wie funktioniert sie?
Inhalt
Das Prinzip des natürlichen Kreislaufs
Beim Erhitzen in einem Kessel Wasser dehnt sich aus, wird leichter, steigt nach oben und macht Platz für den Zufluss gekühlter Flüssigkeit.
Stattdessen gelangt gekühltes Wasser in den Kessel. Wasser aus dem Heizkreislauf – das Wasser, das durch die Heizkörper geflossen ist, einen Teil der Wärme an den umgebenden Raum abgegeben und abgekühlt ist. Es hat einen niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten, seine Dichte ist höher und sein Gewicht ist höher.
Das abgekühlte Wasser verdrängt das erhitzte Wasser aus dem Kessel. Dadurch entsteht eine ständige Flüssigkeitszirkulation im Heizsystem, die sogenannte natürliche Zirkulation des Kühlmittels im Kreislauf.
Die Geschwindigkeit der Wasserbewegung durch die Schwerkraft hängt von mehreren Faktoren ab:
- die Temperaturdifferenz zwischen Kesselein- und -austritt – bildet den Gravitationsdruck der Flüssigkeit;
- Durchmesser der Innenkanäle im Heizsystem – kann die Durchflussrate reduzieren;
- indirekte Bewegung des Kühlmittels im System – Winkel, Biegungen, Verengung des Innendurchmessers von Rohren oder Strahlern – verringern den Wasserdruck und verlangsamen den Wasserfluss.
Vorteile und Nachteile
Die natürliche Zirkulation des Kühlmittels in einem Privathaus hat unbestreitbare Vorteile in Form von Autonomie und kostengünstigem Betrieb. Aber auch mit Nachteilen verbunden, mit denen man bei der Gestaltung rechnen muss.
Vorteile der Schwerkraftströmung:
- Autonomer Heizbetrieb, unabhängig von der Verfügbarkeit von Elektrizität.
- Bezahlbarer Preis, eine der kostengünstigsten Möglichkeiten zur Einrichtung eines Systems.
- Haltbarkeit – Die Verwendung von Gusseisenheizkörpern und Gusseisenrohren mit großem Querschnitt gewährleistet eine langfristige Beheizung eines zweistöckigen Hauses für 40-50 Jahre oder mehr.
Mängel:
- Das Heizsystem sieht sperrig aus - große Rohre entlang der Wände, Heizkörper aus Gusseisen.
- Der Einsatz von Thermostaten ist nicht möglich.
- Bei der Installation eines Verteilers auf dem Dachboden eine gute Wärmedämmung ist notwendig – um das Abkühlen und Gefrieren von Wasser zu verhindern.
- In den Rohrleitungen auf dem Dachboden und im Keller kommt es zu recht großen Wärmeverlusten. Dies führt zu erhöhten Kosten für die Beheizung des Hauses.
Konstruktionsmerkmale
Um die Bewegung von Flüssigkeiten durch die Schwerkraft zu organisieren Gehen Sie folgendermaßen vor:
- Der Heizkessel wird möglichst niedrig platziert – im Erdgeschoss oder im Keller. Der Verteiler wird höher gelegt – an die Decke oder auf den Dachboden des Gebäudes.
Somit erhält das Wasser die maximal zulässige Steighöhe für ein bestimmtes Gebäude. Dadurch entsteht der maximal mögliche Gravitationsdruck des Kühlmittels in den Rohren.
- Sie installieren Geräte mit großen Innenöffnungen. Rohre mit großem Durchmesser – mindestens 40 mm im Querschnitt. Heizkörper mit breitem Innendurchgang sind herkömmliche Gusseisenbatterien. Wenn Absperrvorrichtungen installiert werden müssen, werden Kugelhähne installiert, die in geöffneter Position den Innenabstand minimal verengen.
- Rohre werden mit einer minimalen Anzahl von Windungen verlegt, Winkel, ohne Windungen und ohne Spiralen.
- Die Vor- und Rücklaufleitungen sind abgewinkelt verlegt.
Aufmerksamkeit! Die oben aufgeführten Prinzipien ermöglichen es uns, natürlicher Wasserdruck und seine Bewegung mit der erforderlichen Geschwindigkeit.
Elemente eines Schwerkraftflusssystems: Woraus es besteht
Lassen Sie uns sie auflisten Geräte, aus dem ein Schwerkraftheizsystem zusammengesetzt ist:
- Heizkessel – kann mit verschiedenen Brennstoffarten betrieben werden – Gas, Holz, Kohle, Strom.
- Heizkörper – Direktheizgeräte – strahlen Wärme in den Raum ab.
- Hauptvorlauf- und Rücklaufleitung.
- Verteilersammler – befindet sich über dem Kessel. Das im Kessel erhitzte Wasser tritt in diesen Kessel ein und gelangt dann in die Hauptleitung (wird verteilt).
- Ausdehnungsgefäß – zur vorübergehenden Speicherung des Kühlmittels, das sich bei Erwärmung ausdehnt und sein Volumen vergrößert. Es befindet sich am höchsten Punkt des Systems und ist offen ausgeführt.
- Drehkugelhähne – am Zu- und Ablauf von Heizkörpern.
- Wasserablasshahn (auch Kugel) – am tiefsten Punkt des Systems.
Schauen wir uns nun genauer an, wie der maximal mögliche Druck sichergestellt wird.
Rohrneigung
Für die natürliche Zirkulation des Kühlmittels werden verschiedene Maßnahmen ergriffen, um seine Bewegung in Heizkörpern und Rohren zu erleichtern. Eine dieser Maßnahmen ist Verlegung von Vor- und Rücklaufleitungen mit leichtem Gefälle. Die Neigungsgröße wird ausgewählt - 2-3° pro Laufmeter.
Die angegebenen Neigungsgrade beeinträchtigen optisch nicht die Geometrie der Rohrverlegung, gewährleisten aber die Bewegung des Wassers durch die Schwerkraft. Sie ermöglichen auch das Ablassen von Flüssigkeit aus dem System, falls die Batterie ausgetauscht oder repariert werden muss.
Gravitationsdruck
Schwerkraftdruck entsteht als Unterschied im Wasserdruck in verschiedenen Abschnitten einer Rohrleitung.
In einem System mit natürlicher Bewegung des Kühlmittels entsteht Gravitationsdruck Erhitzen von Wasser und Anheben auf die Höhe des Dachbodens oder im zweiten Stock des Hauses. Dadurch wird der Schwerkraftfluss und der Heizbetrieb sichergestellt.
Ausmaß des Gravitationsdrucks bestimmt durch die Höhe des Aufzugs Wasser und der Temperaturunterschied.
Aufmerksamkeit! Wie stärkere Erwärmung Kühlmittel im Kessel, desto größer ist der Druckunterschied, und desto schneller fließt das Wasser durch die Rohre.
Mögliche Hindernisse
Um eine effektive natürliche Zirkulation zu gewährleisten, versuchen sie, die Anzahl der Faktoren zu reduzieren, die den Gravitationsdruck beeinträchtigen.
Das Programm wird organisiert mit einer minimalen Anzahl von Kurven und Wendungen. Anstatt Rohre rechtwinklig zu biegen, werden, wann immer möglich, sanfte Kurven gemacht. Damit das Wasser nicht auf Hindernisse stößt, werden diese entfernt Verengung von Lumen und Ventilen.
Die Innenquerschnitte der Heizkörper müssen ausreichend groß sein. Breite Öffnungen führen dazu, erhöhtes Kühlmittelvolumen, sowie die Trägheit des Heizsystems.
Schema einer Einrohrheizung in einem Privatgebäude
Ein Einrohrsystem ist die einfachste und kostengünstigste Möglichkeit, die natürliche Zirkulation des Kühlmittels in Rohren zu organisieren. Es funktioniert nach dem Prinzip Bewegung des Wassers durch die Schwerkraft beim Erhitzen in einem Kessel. Der Kühlmittelfluss innerhalb der Hauptleitung durchläuft nacheinander alle Heizkörper des Systems. Die Heizungsleitung beginnt und endet im Heizkessel.
Es gibt zwei Optionen serielle Verbindung von Batterien in einem Einrohrkreislauf:
- Die Autobahn führt direkt durch jeden Heizkörper im Raum.
- Die Autobahn führt neben den Batterien, Dabei zweigt vor jedem Heizkörper eine Abzweigleitung zur Warmwasserversorgung ab, von der das abgekühlte Kühlmittel aus den Heizkörpern in die Hauptleitung abgeführt wird.
Foto 1. Das Wesentliche eines Einrohrheizsystems ist die Bewegung des Wassers durch die Schwerkraft, wenn der Kessel aufheizt.
In beiden Systemen Das Wasser kühlt allmählich ab und bewegt sich vom ersten zum letzten Heizkörper. Deshalb sind die ersten Batterien im Kreislauf deutlich heißer als die letzten. Gleichzeitig im ersten Diagramm der Unterschied zwischen der Temperatur der Flüssigkeit im ersten und letzten Heizkörper ist größer als im zweiten. Daher zweites Schema sorgt für eine gleichmäßigere Erwärmung aller Räume.
Referenz! Das zweite Diagramm hat mehr Winkel., Windungen, die den hydrodynamischen Druck reduzieren und die Bewegung des Kühlmittels erschweren.
Vorteile eines Einrohrsystems mit Naturumlauf:
- Einfach zu installieren.
- Der günstigste Preis – Die Installation ist günstiger als bei allen anderen Heizungsarten.
- Technologische Zugänglichkeit – Ein Einrohrsystem ist einfacher zu installieren als ein Zweikreis-Heizsystem. Es ist auch einfacher, die natürliche Zirkulation des Kühlmittels in einem Einrohrsystem zu organisieren.
Zweirohrheizung in einem zweistöckigen Haus
Das Zweirohr-Heizsystem zeichnet sich aus das Vorhandensein von zwei Autobahnen. Erhitztes Wasser verlässt den Kessel über eine Leitung – den Zulauf. Abgekühltes Wasser gelangt über eine andere Leitung – den Rücklauf – in den Kessel.
Das Zweirohrsystem hat eine erhöhte Anzahl von Winkeln und Kurven. Darin Es ist schwieriger, einen spontanen Fluss zu organisieren Kühlmittel. Oft muss es in die Umwälzpumpe eingebaut werden.
Der Hauptvorteil eines Zweirohrsystems ist gleichmäßige Erwärmung aller Räume. Der Nachteil besteht in der Verringerung des Schwerkraftdrucks und der Schwierigkeit der natürlichen Flüssigkeitszirkulation in den Rohren.
Foto 2. Ein Zweirohr-Heizsystem hat zwei Hauptleitungen und eine größere Anzahl von Winkeln und Biegungen.
Für den direkten Schwerkraftfluss in einem Zweirohrsystem hohe Temperatur erforderlich Erwärmung von Wasser. Daher kann der Schwerkraftfluss je nach Größe mehr oder weniger effektiv sein. Für die Bewegung des Kühlmittels in die Hauptleitung sie schalten eine Pumpe in einem Parallelkreis ein. Damit es kein Hindernis darstellt und einen natürlichen Fluss ermöglicht.
Nützliches Video
Das Video zeigt eines der auf der Schwerkraft basierenden Heizsysteme für Wasser in einem zweistöckigen Haus.
Einrohr- oder Zweirohrsystem: Was ist besser?
Um die natürliche Zirkulation des Kühlmittels zu organisieren Das Einrohrsystem ist die beste Wahl Anschlüsse. Es erzeugt einen minimalen Widerstand gegen die Wasserbewegung und reduziert den Druck geringfügig. Seine Anordnung ist einfacher als bei einem Zweirohrsystem.
Doppelrohr Das System kann auch mit natürlicher Zirkulation sein. Allerdings ist seine Installation erfordert Fachwissen, Berechnungen und Erfahrung.
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