Beregning av parametrene til et varmesystem med naturlig sirkulasjon: hvordan oppnå uavbrutt drift?
Et varmesystem med naturlig væskesirkulasjon er en lukket enhet av gravitasjonstypen (tyngdekraften), som tillater varme opp lokalene i et privat hus uavhengig av strømforsyning.
Denne designfordelen gjør det mulig å bruke det i områder med problemer eller fullstendig mangel på et sentralt elektrisk nettverk. økonomisk, men for at den skal fungere ordentlig det vil være nødvendig å gjøre nøyaktige beregninger.
Innhold
Beskrivelse av sirkulasjonsvarmesystemet uten pumpe
Enhet vannoppvarming, som fungerer ved hjelp av tyngdekraften, slår på varmeelementet (kjele), rør, lagt på forskjellige måter, ekspansjonstank og radiatorer.
Driftsprinsipp
Kjølevæskens rolle i kretsen spilles av vann, som beveger seg gjennom rørene under påvirkning av termodynamiske krefter. Systemets virkemåte er basert på om forskjellen i de fysiske egenskapene til varmt og kaldt vann.
Mens kjelen er i drift, er det alltid varmt vann i rørene, som gradvis avkjøles, passerer gjennom kretsen og avgir varme til omgivelsene.
Vannets tetthet og masse avtar når det varmes opp, så det blir lett presses oppover av den avkjølte væsken.
Etter å ha nådd toppen av kretsen, distribueres varmtvann gjennom rør koblet til radiatorer, avgir varme gjennom batterimaterialet, og strømmer deretter ned den nedre delen av kretsen til kjelen, hvor det varmes opp igjen.
Fordeler med installasjon
De viktigste fordeler Varmekretsene av gravitasjonstypen er:
- enkel å installere og bruke;
- høy varmeeffekt og mikroklima-stabilitet lokaler;
- ressurseffektivitet forutsatt at bygningen er godt isolert;
- fravær av støy;
- fullstendig uavhengighet fra elektrisitet;
- sjeldne havarier og lang levetid underlagt periodiske forebyggende tiltak.
Referanse! Det er mulig å designe et varmesystem med naturlig sirkulasjon på egenhånd. Riktig beregning av parametere, valg av koblingsskjema og kompetent installasjon av alle komponenter garanterer konstruksjonens levetid. opptil 35 år gammel.
Den største ulempen er at designet bare kan varme opp private hus område ikke mer enn 100 m2, som har en radius omtrent 30 meter.
Det finnes flere ulemper, som begrenser bruken av gravitasjonsstrømningsdesign:
- obligatorisk tilstedeværelse av loft for installasjon av ekspansjonstank;
- langsom oppvarming lokaler;
- behovet for å isolere kretsen i uoppvarmede områder for å hindre at vann fryser i rør.
Typer varmesystemer med naturlig sirkulasjon
Designene kan implementeres i ettrørs- eller torørsversjoner. Etter systemtype skilles det mellom lukkede og åpne installasjonsordninger. Riktig valgt type ordning vil sikre maksimal effektivitet.
Lukket type
Den lukkede sirkulasjonsdesignen har blitt utbredt i europeiske land, og bare i Russland begynner å bli populært.
Skjematisk diagram
Etter oppvarming stiger vannet under trykk til ekspansjonstanken, delt i 2 deler av en membran. Den nedre delen av tanken er fylt med vann, som komprimerer gassen (vanligvis nitrogen eller luft) som befinner seg i den øvre delen over membranen. Ytterligere arbeidstrykk skapes, noe som letter væskens bevegelse.
Foto 1. Lukket varmesystem med naturlig sirkulasjon. Må utstyres med en forseglet ekspansjonstank.
Særegenheter
Hovedtrekket ved den lukkede typen design er tankens tetthet og etableringen av ekstra trykk i rørledningen. Noen ganger brukes de for lukkede kretser Sirkulasjonspumper, som drives av strømnettet. På grunn av pumpens lave strømforbruk vil ikke et midlertidig strømbrudd påvirke systemets drift.
Fordeler og ulemper
De viktigste fordelene med lukkede varmesystemer er knyttet til tettheten. På grunn av dette lider systemet nesten ikke av luftlommer, er mindre utsatt for korrosjon og bruker mindre kjølevæske, som ikke bare kan være vann, men også frostvæske. krever ikke store rørledningsfall, spesielt hvis en pumpe brukes.
Oppmerksomhet! Den største ulempen med designet er behovet for å installere en stor tank, som krever plass. Langvarige strømbrudd vil føre til til en reduksjon i pumpekretsens effektivitet.
Åpen type
Et åpent varmesystem inkluderer en åpen, ikke-hermetisk ekspansjonstank. Denne designen brukes ofte i eldre bygninger. Selv om den mister popularitet, forblir den åpne ordningen pålitelig og effektiv.
Arbeidsplan
Varmesystemet med naturlig sirkulasjon av den åpne typen skiller seg fra den lukkede typen bare i tankens design og ikke behov for å installere en elektrisk avhengig enhet.
Foto 2. Åpent sirkulasjonsvarmesystem, utstyrt med en ikke-hermetisk ekspansjonstank, uten elektrisk pumpe.
Designforskjell
Tank for åpen enhet kan lages av skrapmaterialer og liten i størrelse. Beholderen trenger ikke nødvendigvis å være plassert på det høyeste punktet.
Positive og negative sider
Fordelene med designet inkluderer enkel installasjon, sikkerhet og uavhengighet fra eksterne strømkilder. Negative aspekter ved åpne systemer forbundet med luft som kommer inn i kretsen, som er årsaken til dannelsen av plugger, fordampning av vann og behovet for å kontrollere mengden, samt umuligheten av å bruke frostvæske på grunn av dens skadelige effekter.
Enkelt rør
Enkeltrørsdesignet bruker kun én rørledning. Den har lav effektivitet, så den brukes til oppvarming av små rom.
Krets
Rørene fra varmekjelen går langs hele omkretsen av rommet, og kobles sekvensielt til registrene.
Varmt vann kommer inn i radiatoren gjennom den øvre tilkoblingen, og renner ut gjennom den nedre. Fra siste register Den avkjølte væsken strømmer tilbake til kjelen ved hjelp av tyngdekraften.
Beskrivelse av designet
For at systemet skal fungere bra, konturen er installert under taket, og rørene som fører den avkjølte væsken til kjelen er under gulvflaten. Når man velger et ettrørssystem, kan kjelen med batterier plasseres på samme nivå. Ekspansjonstanken installeres på det høyeste punktet i kretsen.
Fordeler og ulemper
Den utvilsomme fordelen med designet er enkel installasjon og kostnadseffektivitet på grunn av det minimale antallet rør. Ulempene med en enkeltrørskrets inkluderer: varmetap fra register til register. Det anbefales ikke å bruke et slikt system til oppvarming av toetasjes bygninger.
Dobbeltrør
For å lage et to-rørssystem legges det en rørledning for direkte tilførsel og returstrøm av væske.
Planlegging og Installasjonen av strukturen er ganske komplisert, men gir effektiv oppvarming.
Driftsprinsipp
Disposisjonen må være nøye gjennomtenkt og utformet som følger:
- Hovedstigerøret som kommer fra kjelen er koblet til ekspansjonstanken i en avstand på omtrent 1/3 fra konturens totale høyde.
- Etter tanken er hovedrøret koblet til fordelingsrørene som det varme kjølevæsken tilføres gjennom.
- For å fjerne overflødig væske er tanken utstyrt med et overløpsrør., kobler den til kloakksystemet.
- Rørene som det avkjølte vannet vil bevege seg gjennom til kjelen, er installert i den nedre delen av registrene parallelt med rørene som inneholder den varme kjølevæsken.
Strukturelle trekk
Hovedstigerøret, samt rommet der tanken er plassert, er isolert, noe som vil forhindre varmetap og frysing av systemet. Varmekjelen er plassert lavest i nisjen eller i kjelleren.
Fordeler og ulemper
De viktigste fordelene med et to-rørs gravitasjonsvarmesystem er jevn varmefordeling mellom kretsnodene, enkel justering, muligheten for å bruke rør med mindre diameter.
Designet tillater korrigering av beregnings- og installasjonsfeil uten å redusere termisk effektivitet.
Systemet har så godt som ingen ulemper, med unntak av langsiktige forberedende aktiviteter. Men det er verdt tiden og innsatsen for å lage en velfungerende varmekrets.
Å lage en passende helling for tyngdekraftsstrøm
De viktigste kravene og standardene som gjelder for etablering av varmesystemer er presentert i SNiP 41-01-2003.
For å redusere faktorene som motvirker normal strømning av kjølevæsken i rørene (kretsbøyer, luftsluser), følg anbefalingene for helning på systemrørene. Helninger lages langs væskestrømmen basert på beregningen fra 1 til 5 % avhengig av rørledningens lengde. Takket være riktig helling vil luften som samler seg i rørene passere til ekspansjonstanken, hvor den slippes ut.
Viktig! Uansett rørenes helling, er lufteventiler installert i et åpent gravitasjonsvarmesystem. For to-rørskonstruksjoner installasjonen pågår tatt hensyn til helningen på begge deler av konturen.
Beregning av diameteren på kretsrørene
For tyngdekraftsbaserte konstruksjoner er det nødvendig å bruke rør med større diameter enn for systemer med tvungen sirkulasjon.
Følgende vil hjelpe deg med å beregne diameteren riktig: regler:
- Etter å ha beregnet den termiske energien som kreves for å varme opp rommet, økes resultatet med 20 %.
- I henhold til formlene gitt i SNiP ved hjelp av en online kalkulator beregne tverrsnittet av rør.
- Materialet i den fremtidige rørledningen tas i betraktning: Stålrør må ha en diameter på minst 50 mm. Det anbefales å koble denne typen rør til kjelen som et stigerør.
- Etter hver forgrening av kretsen reduser diameteren på rørene med 1 størrelse, for reversstrøm øker de tvert imot.
Riktig beregning av diameteren på rørene som brukes, samt deres helling, lar deg lage et varmesystem som fungerer uten problemer.
Nyttig video
Videoen gir en oversikt over varmesystemet, som kan fungere med både naturlig sirkulasjon og en pumpe.
Korte konklusjoner
Oppvarming av rom i den kalde årstiden med ustabil strømforsyning er et løst problem. Varmesystemer med naturlig sirkulasjon av kjølevæsken skaper komfortable forhold i private hjem uten bruk av strøm. Designene er økonomiske, effektive og trygge hvis kretsene planlegges og installeres riktig.
Kommentarer