Driftsprinsipp og oppvarmingsordning for et privat hus med naturlig sirkulasjon: beregningsfunksjoner

Naturlig sirkulasjon er strømmen av kjølevæske i varmesystemet av tyngdekraften, uten at sirkulasjonspumpen fungerer.

Slik bevegelsen genereres av tyngdekreftene på grunn av væskens egenskap til å utvide seg når den varmes opp.

Naturlig tyngdekraft tillater oppvarming arbeid uten pumpe og ekstra strømkostnader, i autonom modus. Hva er et gravitasjonsvarmesystem laget av, og hvordan fungerer det?

Prinsippet om naturlig sirkulasjon

Når den varmes opp i en kjele vann utvider seg, blir lettere, stiger oppover og gir plass til tilstrømningen av avkjølt væske.

I stedet kommer avkjølt vann inn i kjelen. vann fra varmekretsen – den som har passert gjennom radiatorene, avgitt noe av varmen til det omkringliggende rommet og blitt avkjølt. Den har en lavere utvidelseskoeffisient, tettheten er høyere og vekten er tyngre.

Det avkjølte vannet fortrenger det oppvarmede vannet fra kjelen. Dette skaper en konstant sirkulasjon av væske i varmesystemet, kalt naturlig sirkulasjon av kjølevæsken i kretsen.

Hastigheten på vannets bevegelse ved hjelp av tyngdekraften avhenger av flere faktorer:

• temperaturforskjellen mellom kjelens innløp og utløp – danner væskens gravitasjonstrykk;
• diameteren på de indre passasjene i varmesystemet – kan redusere strømningshastigheten;
• indirekte bevegelse av kjølevæske i systemet – vinkler, svinger, innsnevring av den indre diameteren på rør eller emittere – reduserer vanntrykket og senker strømningen.

Fordeler og ulemper

Naturlig sirkulasjon av kjølevæsken i et privat hus har ubestridelige fordeler i form av autonomi og lav driftskostnad. Men også ledsaget av ulemper, som man må forholde seg til når man arrangerer det.

Fordeler med tyngdekraftsstrøm:

• Autonom oppvarmingsdrift, uavhengig av tilgjengeligheten av strøm.
• Rimelig pris, et av de rimeligste alternativene for å arrangere et system.
• Varighet – bruk av støpejernsradiatorer og støpejernsrør med stort tverrsnitt sikrer langsiktig oppvarming av et toetasjes hus i 40–50 år eller mer.

Mangler:

• Varmesystemet ser klumpete ut - store rør langs veggene, støpejernsradiatorer.
• Det er ikke mulig å bruke termostater.
• Ved installasjon av fordelingsmanifold på loftet god varmeisolasjon er nødvendig – for å forhindre avkjøling og frysing av vann.
• Det oppstår ganske store varmetap i rørene på loft og i kjeller. Dette betyr økte kostnader til oppvarming av huset.

Funksjoner ved konstruksjon

Å organisere væskebevegelsen ved hjelp av tyngdekraften gjør følgende:

• Varmekjelen plasseres så lavt som mulig – i første etasje eller i kjelleren. Fordelingsmanifolden heves høyere – til taket eller til loftet i bygningen.

Dermed får vannet den maksimalt tillatte stigningshøyden for en gitt bygning. Noe som skaper det maksimalt mulige gravitasjonstrykket fra kjølevæsken i rørene.

• De installerer enheter med brede indre åpninger. Rør med stor diameter – ikke mindre enn 40 mm i tverrsnitt. Radiatorer med bred innvendig passasje er tradisjonelle støpejernsbatterier. Hvis det er nødvendig å installere avstengningsanordninger, installeres kuleventiler, som i åpen stilling minimalt begrenser den innvendige klaringen.

• Rør legges med et minimum antall omdreininger, vinkler, uten spoler og uten spiraler.
• Tilførsels- og returledningene er lagt i en vinkel.

Elementer i et gravitasjonsstrømningssystem: hva det består av

La oss liste dem opp enheter, hvorfra et gravitasjonsvarmesystem er satt sammen:

• 

  Varmekjele – kan drives av ulike typer brensel – gass, ved, kull, elektrisitet.
• Radiatorer – direkte varmeapparater – utstråler varme inn i rommet.
• Hovedtilførsels- og returrør.
• Distribusjonsinnsamler – er plassert over kjelen. Vann som varmes opp i kjelen kommer inn i den, og beveger seg deretter (fordeles) inn i hovedrøret.
• Ekspansjonstank – for midlertidig lagring av kjølevæsken, som utvider seg og øker i volum når den varmes opp. Den er plassert på systemets høyeste punkt og er laget i åpen form.
• Roterende kuleventiler – ved innløp og utløp av varmeradiatorer.
• Vannavløpskran (også ball) – på systemets laveste punkt.

La oss nå se nærmere på hvordan maksimalt mulig trykk sikres.

Du kan også være interessert i:

En måte å spare enda mer på: fordeler og ulemper med automatisering for oppvarming av et privat hus

Feilsøking for å løse problemet: hvorfor faller trykket i varmesystemet til et privat hus, men det er ingen lekkasjer?

Du kan enkelt lage det selv! Varmeregistre: hva er det, typer

Rørhelling

For naturlig sirkulasjon av kjølevæsken iverksettes en rekke tiltak for å lette bevegelsen inne i radiatorer og rør. Et av slike tiltak er legging av tilførsels- og returrør med svak helling. Størrelsen på hellingen er valgt - 2–3 ° per løpemeter.

De angitte hellingsgradene bryter ikke visuelt med geometrien til rørleggingen, men sikrer vannbevegelse ved hjelp av tyngdekraften. De tillater også drenering av væske fra systemet hvis det er nødvendig å bytte ut batteriet eller reparere det.

Gravitasjonstrykk

Tyngdekraftstrykk oppstår som en forskjell i vanntrykk i forskjellige segmenter av en rørledning.

I et system med naturlig bevegelse av kjølevæsken skapes det gravitasjonstrykk oppvarming av vann og heving av det til loftshøyden eller andre etasje i huset. Dette sikrer tyngdekraftsstrøm og varmedrift.

Størrelsen på gravitasjonstrykket bestemt av heisens høyde vann og temperaturforskjellen.

Mulige hindringer

For å sikre effektiv naturlig sirkulasjon prøver de å redusere antallet faktorer som forstyrrer gravitasjonstrykket.

Ordningen blir organisert med et minimum antall hjørner og svinger. I stedet for å bøye rør i rette vinkler, gjøres det myke svinger når det er mulig. For at vannet ikke skal støte på hindringer, fjernes de innsnevring av lumen og ventiler.

De innvendige delene av radiatorene må være store nok. Konsekvensen av store åpninger er økt volum av kjølevæske, samt tregheten til varmesystemet.

Skjema for et enkeltrørs varmesystem i en privat bygning

Et ettrørssystem er den enkleste og mest tilgjengelige måten å organisere naturlig sirkulasjon av kjølevæsken i rør. Det fungerer etter prinsippet bevegelse av vann ved hjelp av tyngdekraften når det varmes opp i en kjele. Kjølevæskestrømmen inne i hovedrøret, som passerer suksessivt gjennom alle radiatorene i systemet. Varmeledningen begynner og slutter i varmekjelen.

Det finnes to alternativer Seriekobling av batterier i en enkeltrørskrets:

• Motorveien passerer direkte gjennom hver radiator i rommet.
• Motorveien passerer ved siden av batteriene, I dette tilfellet går en grenledning som forsyner varmtvann fra den foran hver radiator. Og deretter slippes den avkjølte kjølevæsken ut fra radiatorene til hovedledningen.

Foto 1. Essensen av et ett-rørs varmesystem er bevegelsen av vann ved hjelp av tyngdekraften når kjelen varmes opp.

I begge ordningene Vannet kjøles gradvis ned, og beveger seg fra den første radiatoren til den siste. Det er derfor de første batteriene i kretsen vil være betydelig varmere enn de siste. Samtidig i det første diagrammet Forskjellen mellom temperaturen på væsken i den første og siste radiatoren vil være større enn i den andre. Derfor andre ordning sikrer jevnere oppvarming av alle rom.

Fordeler med et ettrørssystem med naturlig sirkulasjon:

• Enkel å installere.
• Den rimeligste prisen – installasjon er billigere enn alle andre typer oppvarming.
• Teknologisk tilgjengelighet – et ett-rørssystem er enklere å installere enn et to-krets varmesystem. Det er også enklere å organisere naturlig sirkulasjon av kjølevæsken i et ett-rørssystem.

To-rørs varmesystem i et toetasjes hus

To-rørs varmesystemet skiller seg ut tilstedeværelsen av to motorveier. Oppvarmet vann beveger seg fra kjelen langs én linje – tilførselsledningen. Og avkjølt vann kommer inn i kjelen langs en annen linje – returledningen.

To-rørssystemet har et økt antall vinkler og svinger. I det det er vanskeligere å organisere en spontan flyt kjølevæske. Ofte må den bygges inn i sirkulasjonspumpen.

Hovedfordelen med et to-rørssystem er jevn oppvarming av alle rom. Ulempen er reduksjonen av gravitasjonstrykk og vanskeligheten med naturlig sirkulasjon av væske i rørene.

Foto 2. Et to-rørs varmesystem har to hovedledninger og et større antall vinkler og svinger.

For direkte tyngdekraftstrøm i et to-rørssystem høy temperatur kreves oppvarming av vann. Derfor, avhengig av størrelsen, kan tyngdekraftstrømmen være mer eller mindre effektiv. For bevegelse av kjølevæsken inn i hovedvannet de koblet inn en pumpe i en parallellkretsSlik at det ikke skaper en hindring og tillater naturlig flyt.

Nyttig video

Videoen viser et av varmesystemene basert på tyngdekraftsstrøm av vann i et toetasjes hus.

Ett-rørs eller to-rørs system: hvilket er bedre?

For å organisere naturlig sirkulasjon av kjølevæsken Ettrørssystemet er det beste valget forbindelser. Den skaper minimal motstand mot vannbevegelse, reduserer trykket litt. Arrangementet er enklere enn i et to-rørssystem.

Dobbeltrør Systemet kan også ha naturlig sirkulasjon. Installasjonen er imidlertid vil kreve fagkunnskap, beregninger og erfaring.