Sustav grijanja s prirodnom cirkulacijom: pravila uređaja + analiza tipičnih shema

Za jednokatnicu

Najjednostavnija shema grijanja s jednom cijevi, koju programeri koriste više od pola stoljeća, je Leningradka.

Na slici je prikazana skica modernizirane verzije Leningradke, s dijagonalnim spojem radijatora. Slika prikazuje sljedeće elemente (s lijeva na desno):

• Instalacija grijanja. Kotlovi koji rade na kruto gorivo, plin (prirodni ili ukapljeni) i električnu energiju prikladni su za provedbu ovog CO. Teoretski, kotlovi na tekuće gorivo također su prikladni, ali javlja se problem skladištenja goriva u privatnoj kući.
• Sigurnosna skupina, koja se sastoji od ventila za eksploziju postavljenog na određeni tlak u sustavu, automatskog ventila za zrak i manometra.
• Radijatori spojeni na sustav kroz zaporne kuglaste ventile.Igličasti balansni ventili ugrađeni su u kratkospojnik između ulaza i izlaza svakog radijatora.
• Membranski ekspanzijski spremnik ugrađen je na povratnu granu cjevovoda kako bi se kompenziralo toplinsko širenje rashladne tekućine.
• Cirkulacijska pumpa koja stvara prisilno kretanje rashladne tekućine kroz CO.

Sada o onome što još nije naznačeno na ovoj skici, ali je nezamjenjiv element za pouzdan rad ovog kruga. Gore je spomenuta samo crpka, ali nije naznačen njezin cjevovod, koji uključuje tri kuglasta zaporna ventila, između kojih su ugrađeni grubi filtar i pumpa. Vrlo često je crpna skupina s cjevovodom spojena na CO preko kratkospojnika, čime se formira premosnica.

Često programeri pitaju trebaju li im obilaznica u jednocijevnom sustavu grijanja? Stvar je u tome što je ova shema CO samodostatna i učinkovita. Ali u slučaju nestanka struje, cirkulacijska pumpa će se zaustaviti i kretanje rashladne tekućine će se zaustaviti. Zaobilaznica je neobavezna, ali bolje je izgraditi ju za prelazak s prisilne na prirodnu cirkulaciju rashladne tekućine u slučaju nužde.

Što se tiče cjevovoda: budući da temperatura na izlazu iz kotla može doseći 80 ° C, preporuča se koristiti ojačane polipropilenske cijevi potrebnog promjera za krug Leningradka. Zašto pojačani? Stvar je u tome što su polimerne cijevi prilično jeftine i praktične, lako se postavljaju i imaju malu masu. Ali polimerne cijevi mijenjaju svoju duljinu kada se zagrijavaju. Ojačani polimer ne pati od takve "bolesti".

Savjet: unatoč činjenici da ova verzija CO ima automatski otvor za zrak, postoje slučajevi provjetravanja kruga. Da biste riješili ovaj problem, preporuča se korištenje Mayevsky slavina na radijatorima.

Dijagrami zatvorenih sustava

Za grijanje seoskih i seoskih kuća koriste se sljedeće vrste ožičenja:

1. Jednostruka cijev. Svi radijatori su spojeni na jednu liniju koja prolazi po obodu prostorije ili zgrade. Budući da se vruća i ohlađena rashladna tekućina kreću duž iste cijevi, svaka sljedeća baterija prima manje topline od prethodne.
2. Dvocijevni. Ovdje zagrijana voda ulazi u uređaje za grijanje kroz jedan vod, a izlazi kroz drugi. Najčešća i pouzdana opcija za sve stambene zgrade.
3. Povezano (Tikhelmanova petlja). Isto kao i dvocijevni, samo ohlađena voda teče u istom smjeru kao i topla voda, a ne vraća se u suprotnom smjeru (prikazano na donjem dijagramu).
4. Kolektor ili greda. Svaka baterija prima rashladnu tekućinu kroz poseban cjevovod spojen na zajednički češalj.

Jednocijevno horizontalno ožičenje (Lenjingradka)

Jednocijevna horizontalna shema opravdava se u jednokatnim kućama male površine (do 100 m²), gdje 4-5 radijatora osiguravaju grijanje. Ne biste trebali spajati više na jednu granu, posljednje baterije će biti previše hladne. Opcija s vertikalnim usponima prikladna je za zgradu od 2-3 kata, ali u procesu implementacije gotovo svaka soba morat će biti prekrivena cijevima.

Jednocijevna shema s gornjim ožičenjem i vertikalnim usponima

Dvocijevni krug s slijepim ograncima (prikazano na početku članka) prilično je jednostavan, pouzdan i definitivno preporučljiv za korištenje.Ako ste vlasnik vikendice s površinom do 200 m² s visinom od 2 kata, tada izvršite ožičenje mreže cijevima s protočnim presjekom DN 15 i 20 (vanjski promjer - 20 i 25 mm), a za spajanje radijatora uzmite DN 10 (vanjski - 16 mm).

Prolazna shema kretanja vode (Tichelmannova petlja)

Tichelmanova petlja je hidraulički najizbalansiranija, ali je teža za ugradnju. Cjevovodi će se morati položiti po obodu prostorija ili cijele kuće i proći ispod vrata. Zapravo, "vožnja" će koštati više od dvocijevne, a rezultat će biti približno isti.

Sustav greda je također jednostavan i pouzdan, osim toga, sva ožičenja uspješno su skrivena u podu. Spajanje najbližih baterija na češalj izvodi se cijevima od 16 mm, udaljenih - 20 mm. Promjer voda od kotla je 25 mm (DN 20). Nedostatak ove opcije - cijena kolektorske jedinice i složenost montaže s polaganjem autocesta, kada je podnica već napravljena.

Shema s pojedinačnim spajanjem baterija na kolektor

Pravila za odabir i ugradnju cijevi

Izbor između čeličnih ili polipropilenskih cijevi za bilo koju cirkulaciju odvija se prema kriteriju njihove uporabe za toplu vodu, kao i sa stajališta cijene, jednostavnosti ugradnje i vijeka trajanja.

Dovodni uspon montiran je iz metalne cijevi, jer kroz njega prolazi voda najviše temperature, a u slučaju grijanja peći ili kvara izmjenjivača topline, može proći para.

Kod prirodne cirkulacije potrebno je koristiti nešto veći promjer cijevi nego u slučaju korištenja cirkulacijske pumpe. Obično za grijanje prostora do 200 četvornih metara.m, promjer razdjelnika za ubrzanje i cijevi na ulazu povratka u izmjenjivač topline je 2 inča.

To je zbog sporije brzine vode u usporedbi s opcija prisilne cirkulacije, što dovodi do sljedećih problema:

• smanjenje volumena prijenosa topline po jedinici vremena od izvora do grijane prostorije;
• pojava začepljenja ili zračnih zastoja s kojima se mali pritisak ne može nositi.

Posebna pozornost pri korištenju prirodne cirkulacije s donjom opskrbnom shemom mora se posvetiti problemu uklanjanja zraka iz sustava. Ne može se potpuno ukloniti iz rashladne tekućine kroz ekspanzijski spremnik, jer

kipuća voda prvo ulazi u uređaje kroz vod koji se nalazi niže od njih samih.

S prisilnom cirkulacijom, tlak vode tjera zrak u zračni kolektor instaliran na najvišoj točki sustava - uređaj s automatskim, ručnim ili poluautomatskim upravljanjem. Uz pomoć dizalica Mayevsky, prijenos topline se uglavnom prilagođava.

U gravitacijskim mrežama grijanja s dovodom koji se nalazi ispod uređaja, slavine Mayevsky koriste se izravno za odzračivanje zraka.

Svi radijatori modernog tipa imaju uređaje za odvod zraka, stoga, kako biste spriječili stvaranje čepova u krugu, možete napraviti nagib, tjerajući zrak u radijator

Zrak se također može ukloniti pomoću ventilacijskih otvora instaliranih na svakom usponu ili na nadzemnom vodu koji ide paralelno s mrežom sustava. Zbog impresivnog broja uređaja za ispuštanje zraka, gravitacijski krugovi s nižim ožičenjem koriste se iznimno rijetko.

Uz niski tlak, mala zračna brava može potpuno zaustaviti sustav grijanja. Dakle, prema SNiP 41-01-2003, nije dopušteno polaganje cjevovoda sustava grijanja bez nagiba pri brzini vode manjoj od 0,25 m / s.

Uz prirodnu cirkulaciju takve brzine su nedostižne. Stoga, osim povećanja promjera cijevi, potrebno je promatrati stalne nagibe za uklanjanje zraka iz sustava grijanja. Nagib je projektiran brzinom od 2-3 mm na 1 metar, u stambenim mrežama nagib doseže 5 mm po linearnom metru vodoravne linije.

Nagib dovoda je napravljen u smjeru strujanja vode tako da se zrak kreće do ekspanzijskog spremnika ili sustava za odzračivanje zraka koji se nalazi na vrhu kruga. Iako je moguće napraviti kontra-nagib, u ovom slučaju potrebno je dodatno ugraditi ventil za odzračivanje zraka.

Nagib povratnog voda se u pravilu izvodi u smjeru ohlađene vode. Tada će se donja točka konture podudarati s ulazom povratne cijevi u generator topline.

Najčešća kombinacija smjera protoka i povratnog nagiba za uklanjanje zračni džepovi iz vodeni krug s prirodnom cirkulacijom

Prilikom postavljanja toplog poda na malom prostoru u krugu s prirodnom cirkulacijom, potrebno je spriječiti ulazak zraka u uske i vodoravne cijevi ovog sustava grijanja. Ispred podnog grijanja mora se postaviti usisnik zraka.

Izbor cijevi

Također, na izbor materijala uvelike utječe i kotao, budući da kod krutog goriva prednost treba dati čeličnim, pocinčanim cijevima ili proizvodi od nehrđajućeg čelika, zbog visoke temperature radnog fluida.

Međutim, metal-plastične i ojačane cijevi zahtijevaju korištenje spojnica, što značajno sužava zazor, ojačane polipropilenske cijevi će biti idealna opcija, pri radnoj temperaturi od 70C i vršnoj temperaturi od 95C.

Proizvodi izrađeni od posebne PPS plastike imaju radnu temperaturu od 95C, a vršnu temperaturu do 110C, što im omogućuje korištenje u otvorenom sustavu.

Kako odabrati pumpu za grijanje

Najprikladnije za ugradnju su posebne niskošumne centrifugalne cirkulacijske crpke s ravnim noževima. Ne stvaraju pretjerano visok tlak, već guraju rashladnu tekućinu, ubrzavajući njezino kretanje (radni tlak pojedinačnog sustava grijanja s prisilnom cirkulacijom je 1-1,5 atm, maksimum je 2 atm). Neki modeli pumpi imaju ugrađen električni pogon. Takvi se uređaji mogu ugraditi izravno u cijev, nazivaju se i "mokri", a postoje i uređaji "suhog" tipa. Razlikuju se samo u pravilima instalacije.

Na ugradnja bilo koje vrste cirkulacijske pumpe poželjna je instalacija s obilaznicom i dva kuglasta ventila, što omogućuje skidanje crpke radi popravka/zamjene bez gašenja sustava.

Crpku je bolje spojiti na premosnicu - tako da se može popraviti / zamijeniti bez uništavanja sustava

Ugradnja cirkulacijske crpke omogućuje vam podešavanje brzine rashladne tekućine koja se kreće kroz cijevi. Što se rashladna tekućina aktivnije kreće, to više topline nosi, što znači da se soba brže zagrijava. Nakon postizanja zadane temperature (prati se ili stupanj zagrijavanja rashladne tekućine ili zraka u prostoriji, ovisno o mogućnostima kotla i/ili postavkama), zadatak se mijenja - potrebno je održavati zadanu temperaturu i brzina protoka se smanjuje.

Za sustav grijanja s prisilnom cirkulacijom nije dovoljno odrediti vrstu crpke

Važno je izračunati njegovu učinkovitost. Da biste to učinili, prije svega, morate znati gubitak topline prostorija / zgrada koje će se grijati

Oni se određuju na temelju gubitaka u najhladnijem tjednu. U Rusiji ih normaliziraju i instaliraju komunalne službe. Oni preporučuju korištenje sljedećih vrijednosti:

• za jednokatne i dvokatne kuće gubici na najnižoj sezonskoj temperaturi od -25 ° C iznose 173 W / m 2. na -30 ° C gubici su 177 W / m 2;
• Višekatne zgrade gube od 97 W / m 2 do 101 W / m 2.

Na temelju određenih gubitaka topline (označenih s Q), možete pronaći snagu crpke pomoću formule:

c je specifični toplinski kapacitet rashladne tekućine (1,16 za vodu ili druga vrijednost iz popratnih dokumenata za antifriz);

Dt je temperaturna razlika između dovoda i povrata. Ovaj parametar ovisi o vrsti sustava i iznosi: 20 o C za konvencionalne sustave, 10 o C za niskotemperaturne sustave i 5 o C za sustave podnog grijanja.

Rezultirajuća vrijednost mora se pretvoriti u performanse, za koje se mora podijeliti s gustoćom rashladne tekućine na radnoj temperaturi.

U principu, pri odabiru snage crpke za prisilnu cirkulaciju grijanja, moguće je voditi se prosječnim normama:

• sa sustavima koji zagrijavaju površinu do 250 m 2. koriste jedinice kapaciteta 3,5 m 3 / h i tlaka glave od 0,4 atm;
• za područje od 250 m 2 do 350 m 2 potrebna je snaga od 4-4,5 m 3 / h i tlak od 0,6 atm;
• crpke kapaciteta 11 m 3 / h i tlaka od 0,8 atm ugrađene su u sustave grijanja za područje od 350 m2 do 800 m2.

Ali morate uzeti u obzir da što je kuća lošija izolirana, to može biti potrebna veća snaga opreme (kotla i pumpe) i obrnuto - u dobro izoliranoj kući, polovica naznačenih vrijednosti \u200b Možda će biti potrebno. Ovi podaci su prosječni. Isto se može reći i o tlaku koji stvara crpka: što su cijevi uže i što je njihova unutarnja površina grublja (što je veći hidraulički otpor sustava), to bi tlak trebao biti veći. Potpuni izračun je složen i mukotrpan proces koji uzima u obzir mnoge parametre:

Snaga kotla ovisi o površini grijane prostorije i gubitku topline.

• otpor cijevi i fitinga (pročitajte kako odabrati promjer cijevi za grijanje ovdje);
• duljina cjevovoda i gustoća rashladne tekućine;
• broj, površina i vrsta prozora i vrata;
• materijal od kojeg su zidovi izrađeni, njihova izolacija;
• debljina zida i izolacija;
• prisutnost / odsutnost podruma, podruma, potkrovlja, kao i stupanj njihove izolacije;
• vrsta krova, sastav krovnog kolača itd.

Općenito, proračun toplinske tehnike jedan je od najtežih u regiji. Dakle, ako želite točno znati koju snagu trebate crpku u sustavu, naručite izračun od stručnjaka. Ako ne, odaberite na temelju prosječnih podataka, prilagođavajući ih u jednom ili drugom smjeru, ovisno o vašoj situaciji. Potrebno je samo uzeti u obzir da je pri nedovoljno velikoj brzini kretanja rashladne tekućine sustav vrlo bučan. Stoga je u ovom slučaju bolje uzeti snažniji uređaj - potrošnja energije je mala, a sustav će biti učinkovitiji.

Dvocijevna shema sustava grijanja

U dvocijevnim shemama, vruća rashladna tekućina se dovodi u radijator, a ohlađena rashladna tekućina se uklanja iz radijatora kroz dva različita cjevovoda sustava grijanja.

Postoji nekoliko opcija za dvocijevne sheme: klasična ili standardna, prolazna, ventilator ili greda.

Dvocijevno klasično ožičenje

Klasični dvocijevni dijagram ožičenja sustava grijanja.

U klasičnoj shemi, smjer kretanja rashladne tekućine u dovodnom cjevovodu je suprotan kretanju u povratnom cjevovodu. Ova shema je najčešća u modernim sustavima grijanja, kako u višekatnim zgradama, tako iu privatnim pojedinačnim zgradama. Dvocijevna shema omogućuje vam ravnomjernu distribuciju rashladne tekućine između radijatora bez gubitka temperature i učinkovito reguliranje prijenosa topline u svakoj prostoriji, uključujući i automatsko korištenje termostatskih ventila s instaliranim toplinskim glavama.

Takav uređaj ima dvocijevni sustav grijanja u višekatnoj zgradi.

Shema prolaska ili "Tichelmanova petlja"

Povezani dijagram ožičenja grijanja.

Povezana shema je varijacija klasične sheme s tom razlikom da je smjer kretanja rashladne tekućine u dovodu i povratu isti. Ova se shema koristi u sustavima grijanja s dugim i udaljenim granama. Korištenje sheme prolaza omogućuje vam smanjenje hidrauličkog otpora grane i ravnomjernu distribuciju rashladne tekućine po svim radijatorima.

ventilator (snopa)

Shema ventilatora ili greda koristi se u višekatnoj gradnji za grijanje stanova s ​​mogućnošću ugradnje u svaki stan mjerač topline (mjerilo topline) iu privatnoj stambenoj gradnji u sustavima s cjevovodom kat po kat. S shemom u obliku ventilatora u višekatnoj zgradi, kolektor je instaliran na svakom katu s izlazima na sve stanove zasebnog cjevovoda i ugrađenim mjeračem topline.To omogućuje svakom vlasniku stana da uzme u obzir i plati samo potrošenu toplinu.

ventilator ili zračni sustav grijanja.

U privatnoj kući, uzorak ventilatora koristi se za podnu distribuciju cjevovoda i za spajanje grede svakog radijatora na zajednički kolektor, odnosno odvojena dovodna i povratna cijev iz kolektora spojena je na svaki radijator. Ova metoda spajanja omogućuje vam što ravnomjerniju distribuciju rashladne tekućine preko radijatora i smanjenje hidrauličnih gubitaka svih elemenata sustava grijanja.

Od čega se sastoji sustav grijanja?

Iz samog imena - sustav grijanja vode, postaje jasno da je za njegov rad potrebna voda. U ovom slučaju, to je rashladna tekućina koja stalno cirkulira u zatvorenoj petlji. Voda se zagrijava u posebnom kotlu, a zatim - kroz cijevi, isporučuje se do glavnog grijaćeg elementa, koji može biti sustav "toplog poda" ili radijatori.

Naravno, za bolji, sigurniji i ekonomičniji rad sustava možete koristiti veliki broj pomoćne opreme. Međutim, najjednostavniji sustav grijanja vode izgleda ovako:

Glavni elementi sustava grijanja

Sustavi grijanja mogu se razlikovati prema principu cirkulacije rashladne tekućine:

• grijanje vode s prisilnom cirkulacijom;
• s prirodnim.

Sustav prirodne cirkulacije

Sustav s prirodnom cirkulacijom savršen je primjer čovjekove upotrebe elementarnih zakona fizike. Načelo njegovog rada zapravo je jednostavno - kretanje rashladne tekućine u cijevima nastaje zbog razlike u gustoći hladne i tople vode.

Sustav grijanja s prirodnom cirkulacijom

To jest, rashladna tekućina zagrijana u kotlu postaje lakša, gustoća se smanjuje. Topla voda se istiskuje iz bojlera hladnim rashladnim sredstvom koje ulazi u njega i lako juri kroz središnju usponsku cijev. A od njega - do radijatora. Tamo rashladna tekućina daje toplinu, hladi se i, nakon što je povratila svoju prijašnju težinu i gustoću, vraća se natrag kroz povratne cijevi u kotao za grijanje - istiskujući iz njega novi dio vruće rashladne tekućine. I ovaj ciklus se ponavlja u nedogled.

Da biste samostalno stvorili sustav grijanja vode s prirodnom cirkulacijom rashladne tekućine, važno je zapamtiti nekoliko jednostavnih pravila. Prije svega, trebate odabrati cijevi najprikladnijeg promjera za stvaranje središnjeg uspona, a osim toga, promatrati potrebni kut nagiba prilikom polaganja cijevi. Međutim, sustav prirodne cirkulacije također ima nekoliko značajnih nedostataka.

Prije svega, potreba za korištenjem cijevi od teških metala (poteškoće nastaju tijekom instalacije). Osim toga, takav sustav isključuje mogućnost regulacije razine grijanja svake pojedine prostorije. Još jedan nedostatak sustava može se nazvati visoka potrošnja goriva.

Međutim, sustav prirodne cirkulacije također ima nekoliko značajnih nedostataka. Prije svega, potreba za korištenjem cijevi od teških metala (poteškoće nastaju tijekom instalacije). Osim toga, takav sustav isključuje mogućnost regulacije razine grijanja svake pojedine prostorije. Još jedan nedostatak sustava može se nazvati visoka potrošnja goriva.

Sustav s prisilnom cirkulacijom rashladne tekućine

Sustav grijanja s prisilnom cirkulacijom rashladne tekućine

Posebnost ove vrste sustava je obvezni dodatak cirkulacijske crpke. On je taj koji pridonosi kretanju rashladne tekućine kroz cijevi. Dijagram sustava izgleda ovako:

Jedna od glavnih prednosti sustava s prisilnom cirkulacijom je da takvo grijanje vode iz struje omogućuje kontrolu razine tlaka u svakom radijatoru kroz posebne ventile - tako se također kontrolira razina grijanja prostorije. Ova činjenica do neke mjere omogućuje smanjenje količine goriva koje se koristi za zagrijavanje rashladne tekućine.

Nedostatak sustava je njegova energetska ovisnost. U slučaju da su u vašem domu mogući udari struje ili nestanci struje, najrazumnije rješenje bi bilo korištenje kombiniranog sustava koji kombinira prisilnu i prirodnu cirkulaciju rashladne tekućine.

Instalacija sustava grijanja

Najpraktičnije je stvaranje dvocijevnog sustava grijanja u kući. Sastoji se od dva kombinirana kruga, duž jednog od kojih (dovodnih cijevi) vruća rashladna tekućina kreće do radijatora. A ohlađena voda iz radijatora vraća se u kotao kroz drugi krug - povratne cijevi.

Kretanje rashladne tekućine u sustavu grijanja

Dvocijevni sustav grijanja s prisilnom cirkulacijom izvrsno je rješenje za svaku privatnu kuću. Omogućuje vam spajanje posebnih termostata koji vam omogućuju kontrolu stupnja zagrijavanja na svakom pojedinom radijatoru. Sustav se može nadopuniti posebnim kolektorima, što će ga učiniti još učinkovitijim.

Vrste bojlera i drugih bojlera

Učinkovitost grijanja u privatnoj kući ovisi o instalaciji koja zagrijava radnu tekućinu (vodu).Pravilno odabrana jedinica stvara potrebnu količinu topline za radijatore i kotao za neizravno grijanje (ako postoji), štedeći energiju.

Autonomni vodovodni sustav može se napajati:

• toplovodni kotao koji koristi određeno gorivo - prirodni plin, ogrjev, ugljen, dizelsko gorivo;
• električni kotao;
• peći na drva s vodenim krugom (metalne ili cigle);
• toplinska pumpa.

Najčešće se kotlovi koriste za organiziranje grijanja u vikendicama - plin, električna i kruta goriva. Potonji su izrađeni samo u podnoj verziji, a ostali generatori topline - zidni i stacionarni. Dizelske jedinice se koriste rjeđe, razlog je visoka cijena goriva. O tome kako odabrati pravi kotao za toplu vodu za kućanstvo raspravlja se u detaljnom vodiču.

Grijanje peći u kombinaciji s vodenim registrima ili modernim radijatorima je dobro rješenje za grijanje vikendice, garaža i manja stambena kuća površine 50-100 m². Nedostatak - izmjenjivač topline smješten unutar peći nekontrolirano zagrijava vodu

Kako bi se izbjeglo vrenje, važno je osigurati prisilnu cirkulaciju u sustavu

Suvremeni gravitacijski sustav bez crpne jedinice, na pogon vodeni krug peći za opeku

Toplinske pumpe nisu u širokoj upotrebi u zemljama bivšeg Sovjetskog Saveza. Razlozi:

• glavni problem je visoka cijena opreme;
• zbog hladne klime uređaji zrak-voda jednostavno su neučinkoviti;
• geotermalni sustavi "kopno - voda" teško se postavljaju;
• elektroničke jedinice i kompresori toplinskih pumpi vrlo su skupi za popravak i održavanje.

Zbog visoke cijene, rok povrata jedinica prelazi 15 godina.Ali učinkovitost instalacija (3-4 kW topline po 1 kilovatu potrošene električne energije) privlači obrtnike koji pokušavaju sastaviti domaće analoge iz starih klima uređaja.

Kako napraviti najjednostavniju verziju toplinske pumpe vlastitim rukama, pogledajte video: