Princíp fungovania a schéma vykurovania súkromného domu s prirodzenou cirkuláciou: výpočtové funkcie

Prirodzená cirkulácia je tok chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme. gravitáciou, bez zapnutého obehového čerpadla.

Takéto pohyb je generovaný gravitačnými silami kvôli vlastnosti kvapaliny rozpínať sa pri zahrievaní.

Prirodzená gravitácia umožňuje ohrev fungujú bez čerpadla a dodatočných nákladov na elektrinu, v autonómnom režime. Z čoho sa skladá gravitačný vykurovací systém a ako funguje?

Princíp prirodzenej cirkulácie

Pri ohrievaní v kotli voda sa rozpína, stáva sa ľahšou, stúpa nahor a vytvára priestor pre prítok ochladenej kvapaliny.

Namiesto toho vstupuje do kotla ochladená voda. voda z vykurovacieho okruhu - tá, ktorá prešla cez radiátory, odovzdala časť tepla do okolitého priestoru a ochladila sa. Má nižší koeficient rozťažnosti, vyššiu hustotu a väčšiu hmotnosť.

Ochladená voda vytlačí zohriatu vodu z kotla. Vďaka tomu dochádza k neustálej cirkulácii kvapaliny vo vykurovacom systéme, ktorá sa nazýva prirodzená cirkulácia chladiacej kvapaliny v okruhu.

Rýchlosť pohybu vody gravitáciou závisí od niekoľkých faktorov:

• teplotný rozdiel medzi vstupom a výstupom z kotla – vytvára gravitačný tlak kvapaliny;
• priemer vnútorných priechodov vo vykurovacom systéme – môže znížiť prietok;
• nepriamy pohyb chladiacej kvapaliny v systéme – uhly, otáčky, zúženie vnútorného priemeru potrubí alebo výfukových systémov – znižujú tlak vody a spomaľujú jej prietok.

Výhody a nevýhody

Prirodzená cirkulácia chladiacej kvapaliny v súkromnom dome má nepopierateľné výhody v podobe autonómie a nízkonákladovej prevádzky. Ale aj sprevádzané nevýhodami, s čím sa človek musí vysporiadať pri jeho zariaďovaní.

Výhody gravitačného prúdenia:

• Autonómna prevádzka kúrenia, nezávisle od dostupnosti elektriny.
• Dostupná cena, jedna z najlacnejších možností usporiadania systému.
• Trvanlivosť – použitie liatinových radiátorov a liatinových rúr s veľkým prierezom zabezpečuje dlhodobé vykurovanie dvojposchodového domu 40-50 rokov alebo viac.

Nedostatky:

• Vykurovací systém vyzerá mohutne - veľké potrubia pozdĺž stien, liatinové radiátory.
• Nie je možné použiť termostaty.
• Pri inštalácii rozdeľovacieho rozdeľovača v podkroví je potrebná dobrá tepelná izolácia – aby sa zabránilo ochladeniu a zamrznutiu vody.
• V potrubiach na povale a v suteréne dochádza k pomerne veľkým tepelným stratám. To znamená zvýšené náklady na vykurovanie domu.

Vlastnosti konštrukcie

Organizovať pohyb kvapaliny gravitáciou urobte nasledovné:

• Vykurovací kotol sa umiestňuje čo najnižšie – na prvom poschodí alebo v suteréne. Rozdeľovacie potrubie sa zdvíha vyššie – k stropu alebo k podkroviu budovy.

Voda tak dostáva maximálnu povolenú výšku stúpania pre danú budovu. Čo vytvára maximálny možný gravitačný tlak chladiacej kvapaliny v potrubiach.

• Inštalujú zariadenia so širokými vnútornými otvormi. Potrubia s veľkým priemerom – prierez najmenej 40 mm. Radiátory so širokým vnútorným priechodom sú tradičné liatinové batérie. Ak je potrebné nainštalovať uzatváracie zariadenia, inštalujú sa guľové ventily, ktoré v otvorenej polohe minimálne zužujú vnútornú vôľu.

• Potrubia sa kladú s minimálnym počtom otáčok, uhly, bez cievok a bez špirál.
• Prívodné a spätné potrubie sú položené pod uhlom.

Prvky systému gravitačného prúdenia: z čoho pozostáva

Vymenujme ich zariadenia, z ktorého je zostavený gravitačný vykurovací systém:

• 

  Vykurovací kotol – môže fungovať na rôzne druhy paliva – plyn, drevo, uhlie, elektrinu.
• Radiátory – priamo vykurovacie zariadenia – vyžarujú teplo do priestoru miestnosti.
• Hlavné prívodné a spätné potrubie.
• Distribučný kolektor – nachádza sa nad kotlom. Voda ohriata v kotli doň vstupuje a potom sa pohybuje (rozvádza) do hlavného potrubia.
• Expanzná nádrž – na dočasné uskladnenie chladiacej kvapaliny, ktorá sa pri zahrievaní rozpína ​​a zväčšuje svoj objem. Nachádza sa v najvyššom bode systému a je vyrobená v otvorenom tvare.
• Rotačné guľové ventily – na vstupe a výstupe vykurovacích telies.
• Vypúšťací kohútik (tiež guľa) – v najnižšom bode sústavy.

Teraz sa bližšie pozrime na to, ako sa zabezpečí maximálny možný tlak.

Mohlo by vás tiež zaujímať:

Spôsob, ako ušetriť ešte viac: výhody a nevýhody automatizácie vykurovania súkromného domu

Riešenie problému: prečo klesá tlak vo vykurovacom systéme súkromného domu, ale nedochádza k únikom?

Môžete si to ľahko vyrobiť sami! Vykurovacie registre: čo to je, typy

Sklon potrubia

Pre prirodzenú cirkuláciu chladiacej kvapaliny sa prijíma množstvo opatrení na uľahčenie jej pohybu vo vnútri radiátorov a potrubí. Jedným z takýchto opatrení je pokládka prívodného a spätného potrubia s miernym sklonom. Veľkosť svahu je vybraná - 2-3 ° na lineárny meter.

Uvedené stupne sklonu vizuálne nenarúšajú geometriu potrubia, ale zabezpečujú pohyb vody samospádom. Umožňujú tiež vypustiť kvapalinu zo systému, ak je potrebné vymeniť batériu alebo ju opraviť.

Gravitačný tlak

Gravitačný tlak vzniká ako rozdiel tlaku vody v rôznych úsekoch potrubia.

V systéme s prirodzeným pohybom chladiacej kvapaliny sa vytvára gravitačný tlak ohrev vody a jej zdvihnutie do výšky podkrovia alebo druhé poschodie domu. To zabezpečuje samospádové prúdenie a vykurovaciu prevádzku.

Veľkosť gravitačného tlaku určené výškou zdvihu voda a teplotný rozdiel.

Možné prekážky

Aby sa zabezpečila efektívna prirodzená cirkulácia, snažia sa znížiť počet faktorov, ktoré narúšajú gravitačný tlak.

Schéma sa organizuje s minimálnym počtom zákrut a otáčok. Namiesto ohýbania rúrok v pravom uhle sa vždy, keď je to možné, robia plynulé otáčky. Aby voda nenarazila na prekážky, sú odstránené. zúženie lúmenov a chlopní.

Vnútorné časti radiátorov musia byť dostatočne veľké. Dôsledkom širokých otvorov je zvýšený objem chladiacej kvapaliny, ako aj zotrvačnosť vykurovacieho systému.

Schéma jednorúrkového vykurovacieho systému v súkromnej budove

Jednorúrkový systém je najjednoduchší a najdostupnejší spôsob, ako organizovať prirodzenú cirkuláciu chladiacej kvapaliny v potrubiach. Funguje na princípe pohyb vody samospádom pri ohrievaní v kotli. Prietok chladiacej kvapaliny vo vnútri hlavného potrubia, postupne prechádzajúce cez všetky radiátory systému. Vykurovacie potrubie začína a končí vo vykurovacom kotli.

Existujú dve možnosti sériové pripojenie batérií v jednorúrkovom obvode:

• Diaľnica prechádza priamo cez každý radiátor v miestnosti.
• Diaľnica prechádza vedľa batérií, V tomto prípade z neho pred každým radiátorom vychádza odbočka, ktorá privádza teplú vodu. A potom sa ochladená chladiaca kvapalina z radiátorov vypúšťa do hlavnej rúry.

Foto 1. Podstatou jednorúrkového vykurovacieho systému je pohyb vody gravitáciou pri zahrievaní kotla.

V oboch schémach Voda sa postupne ochladzuje a presúva sa od prvého radiátora k poslednému. Preto budú prvé batérie v okruhu výrazne teplejšie ako posledné. Zároveň v prvom diagrame rozdiel medzi teplotou kvapaliny v prvom a poslednom radiátore bude väčší ako v druhom. Preto druhá schéma zabezpečuje rovnomernejšie vykurovanie všetkých miestností.

Výhody jednorúrkového systému s prirodzenou cirkuláciou:

• Jednoduchá inštalácia.
• Najdostupnejšia cena – inštalácia je lacnejšia ako všetky ostatné typy vykurovania.
• Technologická dostupnosť – jednorúrkový systém sa inštaluje jednoduchšie ako dvojokruhový vykurovací systém. V jednorúrkovom systéme je tiež jednoduchšie zorganizovať prirodzenú cirkuláciu chladiacej kvapaliny.

Dvojrúrkový vykurovací systém v dvojposchodovom dome

Dvojrúrkový vykurovací systém vyniká prítomnosť dvoch diaľnic. Ohriata voda sa pohybuje z kotla pozdĺž jedného potrubia - prívodu. A ochladená voda vstupuje do kotla pozdĺž iného potrubia - spiatočky.

Dvojrúrkový systém má zvýšený počet uhlov a zákrut. V ňom je ťažšie zorganizovať spontánny tok chladiaca kvapalina. Často – musí byť zabudovaná do obehového čerpadla.

Hlavnou výhodou dvojrúrkového systému je rovnomerné vykurovanie všetkých miestností. Nevýhodou je zníženie gravitačného tlaku a ťažkosti s prirodzenou cirkuláciou kvapaliny v potrubiach.

Foto 2. Dvojrúrkový vykurovací systém má dve hlavné vedenia a väčší počet uhlov a zákrut.

Pre priame gravitačné prúdenie v dvojrúrkovom systéme potrebná vysoká teplota ohrev vody. Preto v závislosti od jej veľkosti môže byť gravitačný tok viac alebo menej účinný. Pre pohyb chladiacej kvapaliny do hlavného potrubia zapli čerpadlo v paralelnom obvode, Aby nevytvárala prekážku a umožňovala prirodzený tok.

Užitočné video

Video ukazuje jeden z vykurovacích systémov založených na gravitačnom prúdení vody v dvojposchodovom dome.

Jednorúrkový alebo dvojrúrkový systém: ktorý je lepší?

Organizovať prirodzenú cirkuláciu chladiacej kvapaliny Jednorúrkový systém je najlepšou voľbou pripojenia. Vytvára minimálny odpor voči pohybu vody, mierne znižuje tlak. Jeho usporiadanie je jednoduchšie ako v dvojrúrkovom systéme.

Dvojité potrubie Systém môže byť aj s prirodzenou cirkuláciou. Jeho inštalácia však bude vyžadovať odborné znalosti, výpočty a skúsenosti.