給湯器がなぜこんなに人気なのか？その特徴と仕組み

給湯 - 液体熱媒体を用いた住宅暖房技術熱エネルギーは、ラジエーター、パイプレジスター、コンベクターによって部屋に伝達されます。

建物の暖房用 各部屋にレジスターを設置します。

給湯器が作動しているとき、液体の冷媒は暖房ボイラーで加熱され、パイプを通って室内に流れ込み、そこで熱を放出し、すでに冷却された状態でボイラーに戻り、新しいサイクルに入ります。

これ このプロセスは絶えず繰り返される 部屋を暖めます。

動作原理による給湯システムの分類

動作原理によれば、加熱は冷媒の自然循環と強制循環によって行われます。

自然な循環で

小さな家の暖房に使用されます。冷却剤はパイプを通って移動します 自然対流のおかげです。

写真1. 自然循環式給湯システムの概略図。配管はわずかに傾斜させて設置する必要があります。

物理法則によれば、温かい液体は上昇します。ボイラー内で加熱された水は上昇し、その後パイプを通ってシステムの最後のラジエーターへと流れていきます。冷却された水は戻りパイプに入り、ボイラーに戻ります。

自然循環システムを使用する場合は、冷却剤の流れをスムーズにするために傾斜を設ける必要があります。水平パイプの長さは、 30メートルを超えることはできません — システム内の最も外側のラジエーターからボイラーまでの距離。

このようなシステムは、安価で、追加の機器を購入する必要がなく、動作時にほとんど騒音が出ないことが魅力です。欠点は、 パイプは直径が大きく、できるだけ均等に敷設する必要がある （冷媒圧力がほとんどないため）大きな建物を暖めることは不可能です。

強制循環回路

ポンプを使用する方式はより複雑です。バッテリーの加熱に加えて、循環ポンプが設置され、冷却剤を加熱システム内を循環させます。 圧力はより高いので、次のようになります。

• 曲げたパイプを敷設することも可能です。
• 大きな建物（複数階建ての建物も含む）を暖房するのが簡単になります。
• 小径パイプが適しています。

写真2. 強制循環式暖房システムの図。ポンプを使用して冷媒をパイプ内を移動させます。

多くの場合、これらのシステムは閉鎖的である酸素の存在は金属腐食につながるため、暖房装置と冷却水への空気の侵入を防ぎます。このようなシステムでは、安全弁と空気抜き装置を備えた密閉式膨張タンクが必要です。これにより、あらゆる規模の住宅を暖房でき、運転時の信頼性も向上します。

インストール方法

小さな家の場合 2～3部屋から、彼らは使用する 単管パイプ システムです。冷却剤はすべてのバッテリーを順番に通過し、最終地点に到達して戻り管を通ってボイラーに戻ります。バッテリーは下から接続されています。欠点は、遠くの部屋に供給される冷却剤が既にわずかに冷えているため、遠くの部屋の温度がさらに高くなることです。

より完璧 2パイプ システム - 遠方のラジエーターまで配管を敷設し、そこから他のラジエーターへ分岐させます。ラジエーター出口の冷媒は戻り配管に入り、ボイラーへと戻ります。この方式はすべての部屋を均一に暖め、不要なラジエーターを停止することができますが、設置が複雑なことが主な欠点です。

コレクター加熱

1管式および2管式システムの主な欠点は、冷却剤が急速に冷えることである。 コレクターで 接続システム この欠点は存在しません。

写真3. 集水器加熱システム。専用の分配ユニットが使用されています。

コレクター加熱の主な要素と基礎は 特別配送ユニット、 一般的にコームと呼ばれます。冷媒を独立したメインとリング、循環ポンプ、安全装置、膨張タンクを通して分配するために必要な特殊な配管継手。

2パイプ用マニホールドユニット 暖房システム 2つの部分から構成されます:

• 入力 - 加熱装置に接続され、高温の冷却剤を受け取って回路に分配します。
• 休日 — 回路の戻りパイプに接続され、冷却された冷媒を収集してボイラーに供給するために必要なもの。

コレクター システムの主な違いは、家中の各バッテリーが個別に接続されているため、それぞれの温度を調節したり、オフにしたりできることです。 混合配線が使用される場合もある複数の回路がコレクターに独立して接続されていますが、回路内ではバッテリーが直列に接続されています。

冷却剤は最小限の損失でラジエーターに熱を伝達し、このシステムの効率が向上し、より少ない電力でボイラーを使用でき、より少ない燃料消費が可能になります。

しかし、コレクター加熱システムも 欠点がないわけではありません。欠点としては、次のようなものがあります。

• 消費 パイプ。 支出が必要になる 2～3回 バッテリーを直列に接続する場合よりもパイプの数が多くなります。
• 必要性 施設 循環 パンプス。 システム内の圧力を高める必要があります。
• エネルギー依存。 電源が途切れる恐れのある場所では使用しないでください。

自分でお湯を沸かす方法

独立した家庭用暖房システム、 中央よりも経済的 暖房。上部配管または下部配管を備えたシステムを構築することが可能です。さまざまな種類の熱媒体が使用されますが、水が最も安価と考えられています。

デザイン

平 特別に作成されたプログラム必要なデータが不足しているため、暖房システムのパラメータを正しく計算できません。

実際の熱損失の計算

まず、建物の熱損失を計算することです。計算は次のように行われます。 この地域の最大値によって — 屋外の気温が最も低いときに、家やアパートからどれだけの熱が失われるか。

部屋の熱損失の計算

計算するには、次のデータが必要です。

• 敷地面積 （プランに記載されています）。
• 部屋は通りに面しています 1つまたは複数の壁を通り抜ける または建物の真ん中にいることもあります。
• 建物の位置を方位との関係で考慮します。 太陽は北側を暖めることはありませんが、南側はほぼ一日中暖めます。
• 地域ごとに風向きが異なります。風配図は、風が最もよく吹く方向を示します（インターネットで検索してください）。
• 各地域には独自の温度指標があります。 最も寒い時期（データはインターネットおよび SNiP で入手できます）。
• 外壁は 絶縁または非絶縁。
• それは床下で起こる 単純な土壌、断熱されていない部屋、断熱された部屋。
• 考慮に入れると、 部屋の上にあります。
• 窓から多くの熱が失われます。 （デザイン、数量、面積によって異なります）。
• 玄関ドア - 熱エネルギー損失の抜け穴。

測定によると 各部屋の外部囲いの面積を計算する、およびは、総熱損失を計算する式で使用されます。の値もここで役立ちます。 Rこれは、壁の厚さを、そこに使用されている建築材料の熱損失係数で割ることによって計算されます（新しい金属プラスチック窓の場合） R 窓を設置した会社がこれを提供します。

冬の熱損失は 2 つの部分から構成されます。

• 外壁からの損失。
• 換気空気の加熱に費やされる損失。

熱エネルギーコストを計算するための基本的な式は次のようになります。

Q = 1/R x (tв - tн) x S x (1+ ∑β)。 ここで、

• 質問 — 熱エネルギー損失、W
• R — 壁材の温度抵抗、m²°С/W
• S — 壁面積、m²;
• テレビ — 室内気温、℃
• tн — 最低外気温、°C
• β — 建物の立地により、さらなる熱損失が発生する可能性があります。

壁が 2つの異なる素材両方の熱抵抗を計算し、その結果を加算します。建物外の温度は基準と観測値に基づいて設定され、建物内は任意に設定されます。追加の熱損失（特殊係数）

• 建物の屋根や壁の一部が北向きの場合、 β = 0.1;
• 壁が西または南東を向いている場合、 β = 0.05;
• β = 0南を向いて。

燃料の種類別の暖房ボイラーの種類

家が大きいほど、より強力なボイラーを設置する必要があります。

計算するには、次のことを知っておく必要があります 10平方メートルあたり エリアが必要になります 1kW 熱（部屋の天井が 3メートル以下（ただし、地域によって特徴は異なります。SNiPには特別な気候係数が存在します。）

暖房ボイラーは種類に分けられます: 液体燃料、固形燃料、電気、ガス。建物にガスが供給されている場合は、より良い燃料を選ぶ必要はありません。経済的な実現可能性を考慮して、他の選択肢を検討する必要があります。電気に問題がある場合は、固形燃料ボイラーを選択することをお勧めします。

写真 4. 膨張タンクを備えた壁掛け式ガスボイラー。パイプで給湯システムに接続されています。

パイプ

暖房システムには、高温に耐えられる耐熱プラスチックパイプのみを設置してください。パイプの直径はシステム全体を計算した上で選定されますが、 40mm以上バッテリーへの接続用 直径20～25mmのものを使用してください。

ラジエーター

現在、業界では 4 種類のバッテリーが提供されています。

• 鋳鉄。
• スチール製（パネル型とチューブ型のものがあります）。
• アルミニウム。
• バイメタル（内部に鋼管があり、上部がアルミニウムで覆われている）。

それぞれの種には その長所と短所。 例えば、 鋳鉄 温まるのに時間がかかりますが、冷めるのにも時間がかかります。

アルミニウム製 熱伝導率が高く、他の素材よりも熱伝導率が高いが、腐食に弱い。最適な選択肢は、 スチール電池またはバイメタル電池。

部屋に必要なセクションの数を計算することが重要です。部屋に入る熱エネルギーの量は、この値に直接依存します。そのためには、部屋全体の面積、各セクションが放出できる熱量、そして部屋の面積と熱出力の割合を考慮する必要があります。

膨張タンク

膨張タンクの容量と種類の選択は、暖房システムの設置において重要なポイントです。その目的は、 加熱による水量の増加を補うさらに、空気を除去する役割も果たします。

膨張タンクには開放型と閉鎖型のものがあります。 開ける — 上部が開いたシンプルな容器。システムの最も高い位置に設置されます。上部の開口部から水が蒸発するため、定期的に補給する必要があります。 閉鎖 — 内部にゴム膜が取り付けられた密閉容器で、パイプ内に圧力をかける役割を果たします。密閉型は、循環ポンプを備えたシステムで最もよく使用されます。

膨張タンクは、 冷却剤の15%がシステムに注入されます。 ボイラー内の液体の容量はパスポートに記載されています。最も難しいのは、パイプ内の冷却剤の量を把握することです。これは、パイプの直径と全長を考慮し、シリンダーの容積を計算する公式を用いて計算する必要があります。

循環ポンプ

このような装置は必要である 強制循環による加熱用。 そのおかげで、パイプ内に圧力が生じ、冷却剤の移動速度が上がります。

ポンプの主な特性は生産性です。計算式は次のとおりです。 Q = N/1.16 x (tout - tin)、ここで

• 1.16 — 水の熱容量係数
• トゥートとティン — ボイラー入口および出口の温度の測定値。
• 北 — 発電機の電力を示します。

温度差 — これは測定が必要な特性ですが、システムが稼働するまでは測定できません。そのため、平均データが使用されます。

アパートの暖房として水システムを使用する特徴

自律システムの利点:

• 家の暖房をつけることができます いつでも、 暖房シーズン中だけではありません。
• サポートされている 室内の快適な温度、 セントラルヒーティングを使用する場合、これは困難です。
• 加熱 カスタマイズが簡単、 たとえば、住民がしばらく留守にしていた場合、ボイラーを全開にしても意味がありません。
• 夏季にはセントラルヒーティングの料金も請求され、自律暖房では、 メーターに応じて支払うだけです （電気またはガス）。

短所:

• 仕事は法律に従って行われなければなりません。無許可の再建では、公共料金の支払いが免除されるわけではなく、行政罰金が課せられる恐れがあります。
• 見つける必要がある 換気の良い場所 機器の設置用。
• システムのインストール 専門家が実行する必要があります。
• 事務経費、 自律加熱要素の購入にも使用されます。
• すべての責任は不動産の所有者にあります。 機器の動作は専門機関によって監視されます。

役に立つビデオ

自然循環式と強制循環式の給湯システムを比較したビデオをご覧ください。

自分で暖房を設置する価値はあるでしょうか?

暖房システムは、設備コストや運転効率がそれぞれ異なります。しかし、共通点が一つあります。 暖房設計には正確な計算が必要となる そして 適切な機器の選択正しく設置する必要がありますが、ご自身で暖房を設置すれば経済的なメリットが確実に得られます。