自然循環を備えた民家の動作原理と暖房計画：計算機能

自然循環とは、暖房システム内の冷媒の流れのことである。 重力によって循環ポンプが作動していない状態です。

そのような 動きは重力によって生み出される 液体は加熱すると膨張する性質があるため。

自然の重力により加熱が可能 ポンプや追加の電気代なしで作業できます自律モードで。重力暖房システムは何でできていて、どのように機能するのでしょうか？

自然循環の原理

ボイラーで加熱すると 水は膨張し、軽くなる上方に上昇し、冷却された液体が流入する余地を作ります。

その代わりに、冷却された水がボイラーに入ります。 暖房回路からの水 - ラジエーターを通過し、周囲の空間に熱の一部を放出して冷却された水。膨張係数は低く、密度は高く、重量は重い。

冷却された水はボイラーからの加熱された水と置き換わります。 これにより、加熱システム内で液体の一定の循環が生まれ、回路内の冷媒の自然循環と呼ばれます。

重力による水の移動速度は、いくつかの要因によって異なります。

• ボイラー入口と出口の温度差 – 液体の重力圧力を形成します。
• 暖房システムの内部通路の直径 – 流量を減らすことができます。
• システム内の冷却剤の間接的な移動 – 角度、曲がり、パイプまたはエミッターの内径の狭まり – により水圧が低下し、水の流れが遅くなります。

利点と欠点

住宅における冷媒の自然循環は、自立性と低コストの運転という点で紛れもない利点があります。しかし、 デメリットを伴う、それを配置するときに対処する必要があります。

重力流の利点:

• 自律暖房運転電気の利用可能性とは無関係です。
• 手頃な価格システムを構成するための最も安価なオプションの 1 つです。
• 耐久性 – 鋳鉄製ラジエーターと大断面鋳鉄パイプの使用により、2階建て住宅の長期的な暖房が保証されます。 40～50年以上。

欠点:

• 暖房システムはかさばりそうだ - 壁に沿った大きなパイプ、鋳鉄製ラジエーター。
• サーモスタットは使用できません。
• 屋根裏に配管マニホールドを設置する場合 良好な断熱性が必要である – 水の冷却と凍結を防ぐため。
• 屋根裏や地下室のパイプではかなり大きな熱損失が発生します。 これは家の暖房にかかるコストの増加を意味します。

構造の特徴

重力による液体の動きを整理する 次の操作を行います。

• 暖房ボイラーは、1 階または地下室など、できるだけ低い場所に設置します。 配管マニホールドは、建物の天井または屋根裏など、さらに高い位置に設置されます。

これにより、水は所定の建物の最大許容上昇高さまで到達します。これにより、パイプ内の冷却剤に最大限の重力圧力がかかります。

• 内部の開口部が広い装置を設置します。 大口径パイプ – 断面積が40mm以上であること。 内部通路が広いラジエーターは、従来の鋳鉄製バッテリーです。遮断装置を設置する必要がある場合は、ボールバルブが設置されます。ボールバルブは開位置で内部クリアランスを最小限に狭めます。

• パイプは最小限の巻き数で敷設されます、角度があり、コイルやスパイラルはありません。
• 供給ラインと戻りラインは斜めに敷設されています。

重力流システムの要素：その構成

リストアップしてみましょう デバイス重力加熱システムが組み立てられるもの：

• 

  暖房ボイラー – ガス、木材、石炭、電気など、さまざまな種類の燃料で稼働できます。
• ラジエーター – 直接暖房装置 – 室内空間に熱を放射します。
• 主供給パイプと戻りパイプ。
• 配布コレクター – はボイラーの上にあります。ボイラーで加熱された水はここに入り、その後、主配管へと移動（分配）されます。
• 膨張タンク – 加熱されると膨張して体積が増加する冷却剤を一時的に貯蔵するためのものです。システムの最も高い位置にあり、開放型になっています。
• ロータリーボールバルブ – 暖房ラジエーターの入口と出口。
• 排水栓 (ボールともいう) – システムの最も低いポイント。

それでは、最大限の圧力がどのように確保されるかを詳しく見てみましょう。

パイプの勾配

冷却水の自然循環のために、ラジエーターやパイプ内での冷却水の流れをスムーズにするための様々な対策が講じられています。その一つが 供給パイプと戻りパイプをわずかな傾斜で敷設します。 傾斜サイズが選択されます - 1メートルあたり2〜3°。

指定された勾配は、配管の幾何学的形状を視覚的に損なうことなく、重力による水の流れを確保します。また、バッテリーの交換や修理が必要な場合でも、システムから液体を排出することができます。

重力圧

重力圧力は、パイプラインの異なるセグメントにおける水圧の差として発生します。

冷却剤の自然な動きを伴うシステムでは、重力圧力が生み出される。 水を加熱して屋根裏の高さまで上げる または家の2階に設置します。これにより、重力流と暖房運転が確保されます。

重力圧の大きさ リフトの高さによって決まる 水 そして温度差。

起こりうる障害

効果的な自然循環を確保するために、重力圧を妨げる要因の数を減らすよう努めています。

この計画は組織化されている コーナーや曲がり角を最小限に抑えます。 パイプを直角に曲げるのではなく、可能な限り滑らかな曲げ加工を施します。水が障害物に当たらないように、障害物は取り除きます。 内腔と弁の狭窄。

ラジエーターの内部は十分な大きさでなければなりません。開口部が広いと、 冷却剤の量の増加、および暖房システムの慣性。

民間ビルにおける単管暖房システムの概略図

単管システムは、配管内の冷媒の自然循環を組織する最もシンプルでアクセスしやすい方法です。その原理は以下のとおりです。 ボイラーで加熱されたときに重力によって水が動くこと。 メインパイプ内の冷却剤の流れは、システム内のすべてのラジエーターを順に通過します。暖房メインは暖房ボイラーで始まり、暖房ボイラーで終わります。

がある 2つの選択肢 単管回路における電池の直列接続：

• 高速道路は 室内の各ラジエーターを通して直接送られます。
• 高速道路は 電池の横に この場合、各ラジエーターの前に温水を供給する分岐ラインが設けられ、冷却された冷却水はラジエーターからメインラインへと排出されます。

写真 1. 単管暖房システムの本質は、ボイラーが加熱されたときに重力によって水が移動することです。

どちらの計画でも 水は最初のラジエーターから最後のラジエーターへと徐々に冷えていきます。そのため、回路の最初のバッテリーは最後のバッテリーよりもかなり高温になります。同時に 最初の図では 最初のラジエーターと最後のラジエーターの液体の温度差は、2番目のラジエーターの液体の温度差よりも大きくなります。したがって 2番目の計画 すべての部屋をより均一に暖めます。

自然循環を備えた単管システムの利点：

• インストールも簡単です。
• 最も手頃な価格 – 他のすべてのタイプの暖房よりも設置が安価です。
• 技術的なアクセシビリティ – 単管式システムは、2回路式暖房システムよりも設置が簡単です。また、冷媒の自然循環も容易に構築できます。

2階建て住宅の2パイプ暖房システム

2パイプ暖房システムが際立っている 2つの高速道路の存在。 加熱された水はボイラーから給水管を通って流れ、冷却された水は戻り管を通ってボイラーに入ります。

2パイプシステムでは、角度と曲がりの数が増えます。 自発的な流れを組織することはより困難である 冷却剤。多くの場合、循環ポンプに組み込む必要があります。

2パイプシステムの主な利点は すべての部屋を均一に暖めます。 欠点は、重力圧力の減少とパイプ内の液体の自然循環の困難さです。

写真 2. 2 パイプ暖房システムには 2 本の主配管と、より多くの角度と曲がり角があります。

2管システムにおける直接重力流用 高温が必要 水の加熱。したがって、重力流は、その大きさに応じて、多かれ少なかれ効果的である。冷却剤を主冷却管へ移動させるには、 並列回路のポンプを切断する障害にならず、自然な流れが保たれるようにします。

役に立つビデオ

このビデオは、2階建て住宅における重力による水の流れを利用した暖房システムの1つを示しています。

1 パイプ システムと 2 パイプ システム、どちらが優れていますか?

冷却剤の自然循環を組織する ワンパイプシステムが最良の選択です 接続。 水の流れに対する抵抗を最小限に抑え、圧力をわずかに軽減します。2管式システムよりも配置がシンプルです。

二重パイプ このシステムは自然循環式にもできますが、設置には 専門的な知識、計算、経験が必要になります。