Zasada działania i schemat ogrzewania domu jednorodzinnego z obiegiem naturalnym: cechy obliczeniowe

Cyrkulacja naturalna to przepływ czynnika chłodzącego w układzie grzewczym przez grawitację, bez pracy pompy obiegowej.

Taki ruch jest generowany przez siły grawitacji ze względu na właściwość cieczy polegającą na rozszerzaniu się pod wpływem ciepła.

Naturalna grawitacja umożliwia ogrzewanie praca bez pompy i dodatkowych kosztów energii elektrycznej, w trybie autonomicznym. Z czego składa się system ogrzewania grawitacyjnego i jak działa?

Zasada krążenia naturalnego

Podgrzany w kotle woda rozszerza się, staje się lżejsza, unosi się ku górze i robi miejsce na napływ schłodzonej cieczy.

W jego miejsce do kotła trafia schłodzona woda. woda z obiegu grzewczego - ta, która przeszła przez grzejniki, oddała część ciepła do otaczającej przestrzeni i ostygła. Ma niższy współczynnik rozszerzalności, większą gęstość i większą wagę.

Schłodzona woda wypiera podgrzaną wodę z kotła. Dzięki temu w układzie grzewczym powstaje stała cyrkulacja cieczy, zwana naturalną cyrkulacją czynnika chłodzącego w obwodzie.

Prędkość ruchu wody pod wpływem grawitacji zależy od kilku czynników:

• różnica temperatur pomiędzy wlotem i wylotem kotła – tworzy ciśnienie grawitacyjne cieczy;
• średnica wewnętrznych przejść w instalacji grzewczej – może zmniejszyć natężenie przepływu;
• pośredni ruch chłodziwa w układzie – kąty, zakręty, zwężenia średnicy wewnętrznej rur lub emiterów – obniżają ciśnienie wody i spowalniają jej przepływ.

Zalety i wady

Naturalny obieg czynnika chłodzącego w domu prywatnym ma niezaprzeczalne zalety w postaci autonomii i niskich kosztów eksploatacji. Ale także z towarzyszącymi wadami, z którymi trzeba się uporać podczas jego aranżacji.

Zalety przepływu grawitacyjnego:

• Autonomiczne działanie ogrzewania, niezależnie od dostępności energii elektrycznej.
• Przystępna cena, jedna z najtańszych opcji zorganizowania systemu.
• Trwałość – zastosowanie żeliwnych grzejników i rur żeliwnych o dużym przekroju zapewnia długotrwałe ogrzewanie domu dwukondygnacyjnego na 40-50 lat lub więcej.

Wady:

• System ogrzewania wygląda na masywny - duże rury wzdłuż ścian, żeliwne grzejniki.
• Nie ma możliwości stosowania termostatów.
• Podczas montażu rozdzielacza na poddaszu dobra izolacja termiczna jest konieczna – aby zapobiec wychłodzeniu i zamarzaniu wody.
• Dość duże straty ciepła występują w rurach na poddaszu i w piwnicy. Oznacza to wzrost kosztów ogrzewania domu.

Cechy konstrukcyjne

Zorganizować ruch cieczy za pomocą grawitacji wykonaj następujące czynności:

• Kocioł grzewczy umieszcza się możliwie najniżej – na pierwszym piętrze lub w piwnicy. Rozdzielacz podnoszony jest wyżej – do sufitu lub na poddasze budynku.

W ten sposób woda otrzymuje maksymalną dopuszczalną wysokość podnoszenia dla danego budynku. Co powoduje maksymalne możliwe ciśnienie grawitacyjne chłodziwa w rurach.

• Montują urządzenia z szerokimi otworami wewnętrznymi. Rury o dużej średnicy – nie mniej niż 40 mm w przekroju poprzecznym. Grzejniki o szerokim wewnętrznym przejściu to tradycyjne baterie żeliwne. Jeśli zachodzi konieczność zainstalowania urządzeń odcinających, montuje się zawory kulowe, które w pozycji otwartej minimalnie zwężają prześwit wewnętrzny.

• Rury układa się z minimalną liczbą zwojów, kątowe, bez zwojów i bez spirali.
• Przewody zasilające i powrotne ułożone są pod kątem.

Elementy układu przepływu grawitacyjnego: z czego się składa

Wypiszmy je urządzenia, z którego zmontowano system ogrzewania grawitacyjnego:

• 

  Kocioł grzewczy – mogą być zasilane różnymi rodzajami paliwa – gazem, drewnem, węglem, energią elektryczną.
• Grzejniki – urządzenia grzewcze bezpośrednie – oddają ciepło do przestrzeni pomieszczenia.
• Główny przewód zasilający i powrotny.
• Kolektor dystrybucyjny – znajduje się nad kotłem. Woda podgrzana w kotle wpływa do niego, a następnie przemieszcza się (jest rozprowadzana) do przewodu głównego.
• Zbiornik wyrównawczy – do tymczasowego przechowywania czynnika chłodzącego, który rozszerza się i zwiększa objętość podczas ogrzewania. Znajduje się w najwyższym punkcie układu i jest wykonany w formie otwartej.
• Zawory kulowe obrotowe – na wlocie i wylocie grzejników.
• Kran spustowy wody (również piłka) – w najniższym punkcie układu.

Przyjrzyjmy się teraz bliżej, w jaki sposób zapewniane jest maksymalne możliwe ciśnienie.

Może Cię również zainteresować:

Sposób na jeszcze większe oszczędności: zalety i wady automatyki do ogrzewania domu jednorodzinnego

Rozwiązywanie problemów w celu rozwiązania problemu: dlaczego ciśnienie w instalacji grzewczej domu prywatnego spada, a nie ma przecieków?

Możesz to łatwo zrobić sam! Rejestry grzewcze: co to jest, rodzaje

Nachylenie rury

W celu zapewnienia naturalnego obiegu czynnika chłodzącego stosuje się szereg środków ułatwiających jego ruch wewnątrz grzejników i rur. Jednym z takich środków jest układanie rur zasilających i powrotnych pod niewielkim spadkiem. Wybrano rozmiar nachylenia - 2-3° na metr bieżący.

Podane stopnie nachylenia nie naruszają wizualnie geometrii ułożenia rur, ale zapewniają ruch wody grawitacyjnie. Umożliwiają również odprowadzenie cieczy z układu, jeśli konieczna jest wymiana akumulatora lub jego naprawa.

Ciśnienie grawitacyjne

Ciśnienie grawitacyjne powstaje w wyniku różnicy ciśnień wody w różnych segmentach rurociągu.

W układzie z naturalnym ruchem chłodziwa powstaje ciśnienie grawitacyjne podgrzewanie wody i podnoszenie jej do wysokości poddasza lub drugie piętro domu. Zapewnia to przepływ grawitacyjny i działanie ogrzewania.

Wielkość ciśnienia grawitacyjnego określone przez wysokość windy woda i różnica temperatur.

Możliwe przeszkody

Aby zapewnić efektywną naturalną cyrkulację, starają się ograniczyć liczbę czynników zakłócających ciśnienie grawitacyjne.

Trwają prace nad organizacją programu z minimalną liczbą zakrętów i skrętów. Zamiast zginać rury pod kątem prostym, kiedy tylko jest to możliwe, wykonuje się płynne zakręty. Aby woda nie napotykała przeszkód, są one usuwane zwężenie światła i zaworów.

Wewnętrzne sekcje grzejników muszą być wystarczająco duże. Konsekwencją szerokich otworów jest zwiększona objętość chłodziwaoraz bezwładność układu grzewczego.

Schemat instalacji grzewczej jednorurowej w budynku prywatnym

System jednorurowy jest najprostszym i najbardziej dostępnym sposobem organizacji naturalnego obiegu chłodziwa w rurach. Działa na zasadzie ruch wody pod wpływem grawitacji podczas podgrzewania jej w kotle. Przepływ czynnika chłodzącego wewnątrz głównej rury, przechodzący kolejno przez wszystkie grzejniki systemu. Główna instalacja grzewcza zaczyna się i kończy w kotle grzewczym.

Tam są dwie opcje szeregowe łączenie akumulatorów w układzie jednorurowym:

• Przejazd autostradowy bezpośrednio do każdego grzejnika w pomieszczeniu.
• Przejazd autostradowy obok baterii, W tym przypadku odgałęzienie, które dostarcza gorącą wodę, odchodzi od niego przed każdym grzejnikiem. Następnie schłodzony płyn chłodzący jest odprowadzany z grzejników do głównego przewodu.

Zdjęcie 1. Istotą działania jednorurowego systemu grzewczego jest ruch wody pod wpływem grawitacji podczas nagrzewania się kotła.

W obu schematach woda stopniowo się ochładza, przemieszczając się od pierwszego grzejnika do ostatniego. Dlatego pierwsze baterie w obwodzie będą znacznie cieplejsze niż ostatnie. Jednocześnie na pierwszym schemacie różnica między temperaturą cieczy w pierwszym i ostatnim grzejniku będzie większa niż w drugim. Dlatego drugi schemat zapewnia bardziej równomierne ogrzewanie wszystkich pomieszczeń.

Zalety systemu jednorurowego z cyrkulacją naturalną:

• Łatwy w instalacji.
• Najbardziej przystępna cena – montaż jest tańszy niż w przypadku wszystkich innych rodzajów ogrzewania.
• Dostępność technologiczna – system jednorurowy jest łatwiejszy w montażu niż dwuobwodowy system ogrzewania. Łatwiej jest również zorganizować naturalny obieg czynnika chłodzącego w systemie jednorurowym.

Dwururowy system ogrzewania w domu dwupiętrowym

Dwururowy system ogrzewania wyróżnia się obecność dwóch autostrad. Podgrzana woda przemieszcza się z kotła jedną linią – zasilaniem. A schłodzona woda wchodzi do kotła drugą linią – powrotem.

System dwururowy ma zwiększoną liczbę kątów i zakrętów. W nim trudniej jest zorganizować spontaniczny przepływ chłodziwo. Często – musi być wbudowane w pompę obiegową.

Główną zaletą systemu dwururowego jest równomierne ogrzewanie wszystkich pomieszczeń. Wadą jest zmniejszenie ciśnienia grawitacyjnego i utrudnienie naturalnej cyrkulacji cieczy w rurach.

Zdjęcie 2. Dwururowy system grzewczy posiada dwa przewody główne oraz większą liczbę kątów i zakrętów.

Do bezpośredniego przepływu grawitacyjnego w układzie dwururowym wymagana wysoka temperatura podgrzewania wody. Dlatego w zależności od jej wielkości, przepływ grawitacyjny może być bardziej lub mniej skuteczny. Do przemieszczania się chłodziwa do głównego włączyli pompę w obwodzie równoległym. Aby nie stwarzać przeszkód i umożliwić naturalny przepływ.

Przydatny film

Na filmie widać jeden z systemów ogrzewania wykorzystujący grawitacyjny przepływ wody w dwupiętrowym domu.

System jednorurowy czy dwururowy: który jest lepszy?

Aby zorganizować naturalną cyrkulację chłodziwa System jednorurowy jest najlepszym wyborem znajomości. Tworzy minimalny opór dla ruchu wody, nieznacznie obniża ciśnienie. Jego układ jest prostszy niż w systemie dwururowym.

Podwójna rura System może być również z obiegiem naturalnym. Jednak jego instalacja będzie wymagać profesjonalnej wiedzy, obliczeń i doświadczenia.