Werkingsprincipe en verwarmingsschema voor een privéwoning met natuurlijke circulatie: berekeningskenmerken
Natuurlijke circulatie is de stroming van het koelmiddel in het verwarmingssysteem door de zwaartekracht, zonder dat de circulatiepomp werkt.
Zo een beweging wordt gegenereerd door de zwaartekracht vanwege de eigenschap van vloeistof om uit te zetten wanneer deze wordt verhit.
Natuurlijke zwaartekracht zorgt voor verwarming werken zonder pomp en extra elektriciteitskosten, in autonome modus. Waaruit bestaat een zwaartekrachtverwarmingssysteem en hoe werkt het?
Inhoud
Het principe van natuurlijke circulatie
Bij verhitting in een ketel water zet uit, wordt lichter, stijgt omhoog en maakt ruimte voor de instroom van gekoelde vloeistof.
In plaats daarvan stroomt er afgekoeld water de ketel in. Water uit het verwarmingscircuit - het water dat door de radiatoren is gestroomd, een deel van de warmte aan de omringende ruimte heeft afgegeven en is afgekoeld. Het heeft een lagere uitzettingscoëfficiënt, een hogere dichtheid en een hoger gewicht.
Het gekoelde water verdringt het verwarmde water uit de boiler. Hierdoor ontstaat er een constante circulatie van vloeistof in het verwarmingssysteem, ook wel natuurlijke circulatie van het koelmiddel in het circuit genoemd.
De snelheid waarmee water door zwaartekracht wordt verplaatst, hangt van verschillende factoren af:
- het temperatuurverschil tussen de inlaat en uitlaat van de ketel – vormt de zwaartekracht van de vloeistof;
- diameter van de interne doorgangen in het verwarmingssysteem – kan de stroomsnelheid verminderen;
- indirecte beweging van koelmiddel in het systeem – hoeken, bochten, vernauwing van de binnendiameter van leidingen of emitters – verminderen de waterdruk en vertragen de waterstroom.
Voor- en nadelen
Natuurlijke circulatie van het koelmiddel in een privéwoning heeft onmiskenbare voordelen in de vorm van autonomie en lage bedrijfskosten. Maar ook gepaard gaande met nadelen, waar men rekening mee moet houden bij het regelen ervan.
Voordelen van zwaartekrachtstroming:
- Autonome verwarmingswerking, onafhankelijk van de beschikbaarheid van elektriciteit.
- Betaalbare prijs, een van de goedkoopste opties voor het inrichten van een systeem.
- Duurzaamheid – het gebruik van gietijzeren radiatoren en grote gietijzeren buizen zorgt voor een langdurige verwarming van een huis met twee verdiepingen voor 40-50 jaar of meer.
Gebreken:
- Het verwarmingssysteem ziet er omvangrijk uit - grote buizen langs de muren, gietijzeren radiatoren.
- Het is niet mogelijk om thermostaten te gebruiken.
- Bij het installeren van een verdeelstuk op zolder een goede thermische isolatie is noodzakelijk – om afkoeling en bevriezing van het water te voorkomen.
- In de leidingen op zolder en in de kelder ontstaan vrij grote warmteverliezen. Dit betekent hogere kosten voor het verwarmen van het huis.
Kenmerken van de constructie
Om de beweging van vloeistof door zwaartekracht te organiseren Doe het volgende:
- De verwarmingsketel wordt zo laag mogelijk geplaatst: op de eerste verdieping of in de kelder. De verdeelleiding wordt op een hoger niveau geplaatst: tot aan het plafond of tot op de zolder van het gebouw.
Zo krijgt het water de maximaal toegestane stijghoogte voor een bepaald gebouw, wat de maximaal mogelijke zwaartekrachtdruk van het koelmiddel in de leidingen creëert.
- Ze installeren apparaten met brede interne openingen. Buizen met grote diameter – niet minder dan 40 mm in doorsnede. Radiatoren met een brede doorlaat zijn traditionele gietijzeren batterijen. Indien het nodig is om afsluitkranen te installeren, worden kogelkranen gebruikt die in geopende stand de speling minimaal verkleinen.
- Buizen worden gelegd met een minimaal aantal windingen, hoeken, zonder spoelen en zonder spiralen.
- De aanvoer- en retourleidingen zijn schuin aangelegd.
Aandacht! De hierboven genoemde principes stellen ons in staat om: natuurlijke waterdruk en de beweging ervan met de vereiste snelheid.
Elementen van een zwaartekrachtstroomsysteem: waaruit het bestaat
Laten we ze eens opsommen apparaten, waaruit een zwaartekrachtverwarmingssysteem is samengesteld:
- Verwarmingsketel – kan op verschillende soorten brandstof werken: gas, hout, kolen, elektriciteit.
- Radiatoren – directe verwarmingsapparaten – stralen warmte uit in de ruimte.
- Hoofdtoevoer- en retourleiding.
- Distributiecollector – bevindt zich boven de ketel. Het in de ketel verwarmde water komt erin en stroomt vervolgens door de hoofdleiding (wordt verdeeld).
- Expansievat – voor tijdelijke opslag van het koelmiddel, dat uitzet en in volume toeneemt bij verhitting. Het bevindt zich op het hoogste punt van het systeem en is open van vorm.
- Draaikogelkranen – bij de in- en uitlaat van verwarmingsradiatoren.
- Waterafvoerkraan (ook wel bal) – op het laagste punt van het systeem.
Laten we eens nader bekijken hoe de maximaal mogelijke druk wordt gegarandeerd.
Pijphelling
Voor een natuurlijke circulatie van het koelmiddel worden een aantal maatregelen genomen om de beweging ervan in radiatoren en leidingen te vergemakkelijken. Een van die maatregelen is: het aanleggen van aanvoer- en retourleidingen op een lichte helling. De hellinggrootte is geselecteerd - 2-3 ° per strekkende meter.
De gespecificeerde hellingsgraden verstoren visueel de geometrie van de leiding niet, maar zorgen voor de zwaartekrachtverplaatsing van het water. Ze maken het ook mogelijk om vloeistof uit het systeem af te tappen als de batterij vervangen of gerepareerd moet worden.
zwaartekrachtdruk
De zwaartekracht ontstaat doordat er een verschil is in waterdruk in de verschillende delen van een pijpleiding.
In een systeem met natuurlijke beweging van het koelmiddel ontstaat zwaartekracht het verwarmen van water en het oppompen ervan tot de hoogte van de zolder of de tweede verdieping van het huis. Dit zorgt voor zwaartekrachtstroming en verwarming.
Omvang van de zwaartekrachtdruk bepaald door de hoogte van de lift water en het temperatuurverschil.
Aandacht! Hoe sterkere verwarming koelmiddel in de ketel, hoe groter het drukverschil zal zijn, en hoe sneller het water door de leidingen stroomt.
Mogelijke obstakels
Om een effectieve natuurlijke circulatie te garanderen, proberen ze het aantal factoren die de zwaartekracht beïnvloeden, te beperken.
Het plan wordt georganiseerd met een minimum aan hoeken en bochten. In plaats van buizen haaks te buigen, worden waar mogelijk vloeiende bochten gemaakt. Om te voorkomen dat het water obstakels tegenkomt, worden deze verwijderd. vernauwing van lumina en kleppen.
De binnendiameters van de radiatoren moeten voldoende groot zijn. Het gevolg van brede openingen is verhoogd volume koelmiddel, evenals de traagheid van het verwarmingssysteem.
Schema van een enkelpijpsverwarmingssysteem in een privégebouw
Een enkelpijpssysteem is de eenvoudigste en meest toegankelijke manier om de natuurlijke circulatie van het koelmiddel in de leidingen te organiseren. Het werkt volgens het principe verplaatsing van water door zwaartekracht wanneer het in een ketel wordt verwarmd. De stroom van het koelmiddel in de hoofdleiding, die achtereenvolgens door alle radiatoren van het systeem stroomt. De hoofdleiding voor de verwarming begint en eindigt in de verwarmingsketel.
Er zijn twee opties serieschakeling van batterijen in een enkelpijpscircuit:
- De snelweg passeert rechtstreeks via elke radiator in de kamer.
- De snelweg passeert naast de batterijen, In dit geval gaat er een aftakking van de radiator naar de hoofdleiding die warm water levert. De afgekoelde koelvloeistof wordt vervolgens via de radiatoren naar de hoofdleiding afgevoerd.
Foto 1. De essentie van een éénpijpsverwarmingssysteem is de beweging van water door zwaartekracht wanneer de ketel opwarmt.
In beide schema's Het water koelt geleidelijk af, van de eerste radiator naar de laatste. Daarom zullen de eerste batterijen in het circuit aanzienlijk heter zijn dan de laatste. Tegelijkertijd in het eerste diagram het temperatuurverschil tussen de vloeistof in de eerste en laatste radiator zal groter zijn dan in de tweede. Daarom tweede regeling zorgt voor een gelijkmatigere verwarming van alle ruimtes.
Referentie! Het tweede diagram heeft meer hoeken., draaien die de hydrodynamische druk verminderen en de beweging van het koelmiddel bemoeilijken.
Voordelen van een éénpijpssysteem met natuurlijke circulatie:
- Eenvoudig te installeren.
- De meest betaalbare prijs – de installatie is goedkoper dan alle andere soorten verwarming.
- Technologische toegankelijkheid – een éénpijpssysteem is eenvoudiger te installeren dan een verwarmingssysteem met twee circuits. Het is ook gemakkelijker om de natuurlijke circulatie van het koelmiddel in een éénpijpssysteem te organiseren.
Tweepijpsverwarmingssysteem in een huis met twee verdiepingen
Het tweepijpsverwarmingssysteem valt op de aanwezigheid van twee snelwegen. Verwarmd water stroomt vanuit de ketel via één leiding - de aanvoerleiding. Afgekoeld water komt de ketel binnen via een andere leiding - de retourleiding.
Het tweepijpssysteem heeft een groter aantal hoeken en bochten. het is moeilijker om een spontane stroom te organiseren Koelvloeistof. Vaak moet het in de circulatiepomp worden ingebouwd.
Het belangrijkste voordeel van een tweepijpssysteem is gelijkmatige verwarming van alle ruimtes. Nadeel is de afname van de zwaartekrachtdruk en de moeilijkheid van natuurlijke circulatie van vloeistof in de leidingen.
Foto 2. Een tweepijpsverwarmingssysteem heeft twee hoofdleidingen en een groter aantal hoeken en bochten.
Voor directe zwaartekrachtstroming in een tweepijpssysteem hoge temperatuur vereist verwarming van water. Afhankelijk van de grootte kan de zwaartekrachtstroming daarom meer of minder effectief zijn. Voor de beweging van het koelmiddel naar de hoofdleiding ze schakelen een pomp in een parallel circuit inZodat het geen obstakel vormt en een natuurlijke doorstroming mogelijk maakt.
Nuttige video
De video toont een van de verwarmingssystemen die gebaseerd is op zwaartekrachtwaterstroming in een huis met twee verdiepingen.
Eén-pijps- of tweepijpssysteem: wat is beter?
Om de natuurlijke circulatie van het koelmiddel te organiseren Het one-pipe systeem is de beste keuze verbindingen. Het creëert minimale weerstand tegen waterbewegingen en verlaagt de druk enigszins. De constructie is eenvoudiger dan in een tweepijpssysteem.
Dubbele pijp Het systeem kan ook met natuurlijke circulatie worden geïnstalleerd. vereist vakkennis, berekeningen en ervaring.
Reacties