Beräkning av parametrarna för ett värmesystem med naturlig cirkulation: hur uppnår man oavbruten drift?
Ett värmesystem med naturlig vätskecirkulation är en sluten anordning av gravitationstyp, vilket möjliggör värma upp lokalerna i ett privat hus oavsett strömförsörjning.
Denna designfördel gör det möjligt att använda det i regioner med problem eller fullständig avsaknad av ett centralt elnät. ekonomisk, men för dess korrekta funktion det kommer att vara nödvändigt att göra exakta beräkningar.
Innehåll
Beskrivning av värmesystemet av cirkulationstyp utan pump
Anordning vattenuppvärmning, som arbetar med gravitation, slår på värmeelementet (panna), rör, lagda på olika sätt, expansionskärl och radiatorer.
Funktionsprincip
Kylvätskans roll i kretsen spelas av vatten, som rör sig genom rören under påverkan av termodynamiska krafter. Systemets funktionsprincip är baserad på om skillnaden i fysikaliska egenskaper hos varmt och kallt vatten.
Medan pannan är i drift finns det alltid varmt vatten i rören, som gradvis kyls ner, passerar genom kretsen och avger värme till omgivningen.
Vattnets densitet och massa minskar när det värms upp, så det blir lätt tvingas uppåt av den avsvalnade vätskan.
Efter att ha nått toppen av kretsen distribueras varmvatten genom rör anslutna till radiatorer, avger värme genom batterimaterialet och rinner sedan ner i den nedre delen av kretsen till pannan, där det värms upp igen.
Fördelar med installationen
De viktigaste fördelar Värmekretsarna av gravitationstyp är:
- lätt att installera och använda;
- hög värmeeffekt och mikroklimatstabilitet lokal;
- resurseffektivitet förutsatt att byggnaden är välisolerad;
- frånvaro av buller;
- fullständigt oberoende från elektricitet;
- sällsynta haverier och lång livslängd föremål för regelbundna förebyggande åtgärder.
Hänvisning! Det är möjligt att designa ett värmesystem med naturlig cirkulation på egen hand. Korrekt beräkning av parametrar, val av kopplingsschema och kompetent installation av alla komponenter garanterar konstruktionens livslängd. upp till 35 år gammal.
Den största nackdelen är att designen bara kan värma upp privata hus område högst 100 m2, med en radie cirka 30 meter.
Det finns flera fler nackdelar, vilket begränsar användningen av gravitationsflödesdesign:
- obligatorisk närvaro av en vind för installation av expansionskärl;
- långsam uppvärmning lokal;
- behovet av att isolera kretsen i ouppvärmda utrymmen för att förhindra att vatten fryser i rören.
Typer av värmesystem med naturlig cirkulation
Designen kan implementeras i enrörs- eller tvårörsversioner. Beroende på systemtyp skiljer man mellan slutna och öppna installationsscheman. Rätt vald typ av schema säkerställer maximal effektivitet.
Sluten typ
Den slutna cirkulationsdesignen har blivit utbredd i europeiska länder, och endast i Ryssland börjar bli populärt.
Schematiskt diagram
Efter uppvärmning stiger vattnet under tryck till expansionskärlet, delad i 2 delar av ett membran. Den nedre delen av tanken är fylld med vatten, vilket komprimerar gasen (vanligtvis kväve eller luft) som finns i den övre delen ovanför membranet. Ytterligare arbetstryck skapas, vilket underlättar vätskans rörelse.
Foto 1. Slutet värmesystem med naturlig cirkulation. Måste vara utrustat med en sluten expansionsbehållare.
Särdrag
Huvuddragen i den slutna konstruktionen är tankens täthet och skapandet av ytterligare tryck i rörledningen. Ibland används de för slutna kretsar Cirkulationspumpar, som drivs av elnätet. På grund av pumpens låga strömförbrukning kommer ett tillfälligt strömavbrott inte att påverka systemets drift.
För- och nackdelar
De främsta fördelarna med slutna värmesystem är relaterade till deras täthet. På grund av detta lider systemet nästan inte av luftlås, är mindre känsligt för korrosion och förbrukar mindre kylvätska, vilket kan vara inte bara vatten utan även frostskyddsmedel. kräver inte stora lutningar på rörledningen, särskilt om en pump används.
Uppmärksamhet! Den största nackdelen med konstruktionen är behovet av att installera en stor tank, vilket kräver utrymme. Långa strömavbrott leder till till en minskning av pumpkretsens effektivitet.
Öppen typ
Ett öppet värmesystem inkluderar en öppen, icke-hermetisk expansionsbehållare. Denna design används ofta i äldre byggnader. Även om den förlorar i popularitet kvarstår det öppna systemet. pålitlig och effektiv.
Arbetsschema
Värmesystemet med naturlig cirkulation av den öppna typen skiljer sig från den slutna typen endast i tankens design och inget behov av att installera en elektriskt beroende enhet.
Foto 2. Öppet cirkulationsvärmesystem, utrustat med en icke-hermetisk expansionsbehållare, utan elektrisk pump.
Designskillnad
Tank för öppen enhet kan tillverkas av skrotmaterial och liten i storlek. Behållaren behöver inte nödvändigtvis vara placerad på den högsta punkten.
Positiva och negativa sidor
Fördelarna med designen inkluderar enkel installation, säkerhet och oberoende av externa strömkällor. Negativa aspekter av öppna system i samband med luft som kommer in i kretsen, vilket är orsaken till bildandet av pluggar, avdunstning av vatten och behovet av att kontrollera dess mängd, samt omöjligheten att använda frostskyddsmedel på grund av dess skadliga effekter.
Enkelt rör
Enkelrörskonstruktionen använder endast en rörledningslinje. Den har låg effektivitet, så den används för att värma upp små rum.
Krets
Rören från värmepannan löper längs hela rummets omkrets och ansluts sekventiellt till registren.
Varmt vatten kommer in i radiatorn genom den övre anslutningen och rinner ut genom den nedre. Från sista registret Den kylda vätskan strömmar tillbaka till pannan genom gravitationen.
Beskrivning av designen
För att systemet ska fungera bra, konturen är installerad under taket, och rören som transporterar den kylda vätskan till pannan är under golvytan. Vid val av ett enrörssystem kan pannan med batterier placeras på samma nivå. Expansionskärlet installeras på kretsens högsta punkt.
Fördelar och nackdelar
Den otvivelaktiga fördelen med designen är dess enkla installation och kostnadseffektivitet på grund av det minimala antalet rör. Nackdelarna med en enrörskrets inkluderar: värmeförlust från register till register. Det rekommenderas inte att använda ett sådant system för uppvärmning av tvåvåningshus.
Dubbelrör
För att skapa ett tvårörssystem läggs en rörledning för direkt tillförsel och returflöde av vätska.
Planering och installationen av strukturen är ganska komplicerad, men ger effektiv uppvärmning.
Funktionsprincip
Dispositionen måste noggrant genomtänkas och utformas enligt följande:
- Huvudstigröret som kommer från pannan är anslutet till expansionskärlet på ett avstånd av cirka 1/3 från konturens totala höjd.
- Efter tanken är huvudröret anslutet till fördelningsrören genom vilka det varma kylvätskan tillförs.
- För att avlägsna överflödig vätska är tanken utrustad med ett överloppsrör., ansluter den till avloppssystemet.
- Rören genom vilka det kylda vattnet kommer att röra sig till pannan, är installerade i den nedre delen av registren parallellt med rören som innehåller den varma kylvätskan.
Strukturella egenskaper
Huvudstigröret, liksom rummet där tanken är placerad, är isolerade, vilket kommer att förhindra värmeförlust och frysning av systemet. Värmepannan är placerad lägst i nischen eller i källaren.
Fördelar och nackdelar
De viktigaste fördelarna med ett tvårörs gravitationsvärmesystem är jämn värmefördelning mellan kretsnoderna, enkel justering, möjligheten att använda rör med mindre diameter.
Konstruktionen möjliggör korrigering av beräknings- och installationsfel utan att minska den termiska verkningsgraden.
Systemet har i princip inga nackdelar, med undantag för långsiktiga förberedande aktiviteter. Men det är värt tiden och ansträngningen att skapa en välfungerande värmekrets.
Skapa en lämplig lutning för gravitationsflöde
De viktigaste kraven och standarderna som tillämpas vid konstruktion av värmesystem presenteras i SNiP 41-01-2003.
För att minska de faktorer som motverkar kylvätskans normala flöde i rören (kretsböjar, luftlås), följ rekommendationerna för systemrörens lutning. Lutningar görs längs vätskeflödet baserat på beräkningen. från 1 till 5 % beroende på rörledningens längd. Tack vare rätt lutning kommer luften som ackumulerats i rören att passera till expansionskärlet, där den släpps ut.
Viktig! Oavsett rörens lutning installeras avluftningsventiler i ett öppet gravitationsvärmesystem. För tvårörskonstruktioner installationen pågår med hänsyn till lutningen på båda delarna av konturen.
Beräkning av diametern på kretsrören
För gravitationsbaserade flödeskonstruktioner är det nödvändigt att använda rör med större diameter än för system med forcerad cirkulation.
Följande hjälper dig att beräkna diametern korrekt: regler:
- Efter beräkning av den värmeenergi som krävs för att värma rummet ökas det erhållna resultatet med 20 %.
- Enligt formlerna som anges i SNiP med hjälp av en online-kalkylator beräkna rörens tvärsnitt.
- Materialet i den framtida rörledningen beaktas: Stålrör måste ha en diameter på minst 50 mm. Det rekommenderas att ansluta denna typ av rör till pannan som en stigledning.
- Efter varje förgrening av kretsen minska rörens diameter med 1 storlek, för omvänd ström ökar de tvärtom.
Korrekt beräkning av diametern på de använda rören, såväl som deras lutning, gör att du kan skapa ett värmesystem som fungerar utan problem.
Användbar video
Videon ger en översikt över värmesystemet, som kan fungera med både naturlig cirkulation och en pump.
Korta slutsatser
Att värma rum under den kalla årstiden med instabil strömförsörjning är ett löst problem. Värmesystem med naturlig cirkulation av kylvätskan skapar bekväma förhållanden i privata hus utan användning av elektricitet. Konstruktionerna är ekonomiska, effektiva och säkra om kretsarna planeras och installeras korrekt.
Kommentarer