В малките частни къщи и апартаменти се оценява отоплението, независимо от електричеството. За малките градове и села типична ситуация е, когато поради различни причини подстанцията се повреди, окабеляването е повредено и т.н. Системата за отопление с естествена циркулация не включва никакъв модул, който би се захранвал от електрическата мрежа.
Характеристики на отоплителната система с естествена циркулация
Всяка схема за отопление включва няколко задължителни елемента:
- Котелът, който загрява вода - газ, дърва, торф. Предпоставка е пиезо запалване, в противен случай ще бъде невъзможно стартирането на устройството без електричество.
- Захранващият тръбопровод подава загрята вода към радиаторите. Тръбите се поставят с някакъв наклон - 0,5-1 см на 1 м, така че водата да може да се движи чрез гравитация. „Топли“ водопроводи са поставени с наклон към радиаторите.
- Нагревателни устройства - батерии от всякакъв тип. Основният трансфер на топлина се осъществява чрез тях.
- Обратен тръбопровод - през него охладената охлаждаща течност се връща в котела. Монтират се "студени" тръби с наклон 0,5-1 см на 1 м към котела.
- Разширителен резервоар - разположен в най-високата точка на системата. Когато водата се нагрява, тя се разширява. Резервоарът компенсира този излишък.
Системата работи по следния начин: водата се загрява в котела, разширява се, плътността му намалява и течността се издига по централния щранг. Разширителният резервоар се пълни, за да се изравни налягането между студена и гореща вода. След това отгоре водата се спуска през захранващия тръбопровод към всяка батерия, където се охлажда, отделяйки топлина на въздуха и повърхностите. Охладената течност се движи през връщащите тръби към котела. Тъй като плътността на охладената вода е по-малка, връщайки се в котела, тя изцежда по-малко плътната нагрята течност, принуждавайки я да се издигне.
В допълнение към функцията за компенсиране на налягането, разширителният резервоар има и друга роля. Въздухът влиза в тръбите заедно с водата. Когато се натрупва, възниква въздушна брава, която не позволява на охлаждащата течност да се движи през тръбите. В конвективните системи обаче въздушните мехурчета се издигат в разширителния резервоар поради наклонените тръбопроводи. Тъй като това устройство е отворено и е в контакт с въздуха, балончетата напускат системата.
Дизайнът е прост, но изисква много точни изчисления. Водата, движеща се през тръбата, създава триене, забавя се и отделя топлина по-бързо. При смяна на посоката - завои, разклонения, канали в батериите - триенето се увеличава. Ако не вземете предвид водоустойчивостта при изчисленията, системата няма да работи.
Конвективното отопление работи добре в малки площи. По този начин можете да изгорите едно- или двуетажна частна къща или апартамент. За 9-етажна сграда тази опция не е подходяща.
Системни предимства и недостатъци
Естествената циркулация осигурява на отоплителната система следните предимства:
- Основното предимство е независимостта от електричество. Конвективното отопление работи при всякакви условия.
- При правилна инсталация и поддръжка, гравитационната версия функционира повече от 30 години.
- Инсталацията е много проста, превантивната проверка и ремонт също не са трудни.
- Висока термична инерция - тук циркулира голям обем вода. Охлажда се по-бавно и отдава топлина по-дълго.
- Нагряването с конвекция на водата е безшумно: няма електрически помпи, генериращи шум.
- Консумацията на енергия е минимална. Това обаче е вярно, ако тръбите и сградата са добре изолирани.
- Минималните разходи за самата система и инсталация.
Не е трудно да се интегрира помпа в циркулационната верига. Това може да се направи по време на инсталацията или по-късно. Когато има електричество, отоплението работи в режим на принудителна циркулация и при негово отсъствие автоматично преминава в режим на естествено движение на водата.
Гравитационната версия има значителни недостатъци, което значително ограничава приложението:
- Системата обслужва само малки едноетажни или двуетажни вили.
- За намаляване на хидравличното съпротивление се използват тръби с най-голям допустим диаметър. Това затруднява монтажа, а цената на водопроводи с голям диаметър е по-висока.
- Препоръчително е да се използват само стоманени тръби. Позволено е да се използва полипропилен. Други неметални модели са забранени.
- Не е възможно да регулирате температурата във всяка стая ръчно или автоматично.
- Котлите за непряко отопление не могат да бъдат включени в схемата, което увеличава разходите за получаване на топла вода.
- Невъзможно е да се оборудва топъл под.
Работата на конвективното отопление е значително повлияна от стеснения. Не можете да използвате металопластикови тръби, тъй като те са свързани с фитинги, чийто диаметър е по-малък.
Видове отоплителни системи
Отоплителният кръг може да включва 1 или повече вериги с различна дължина, с различни радиатори. Всяка опция обаче е модификация само на два модела - еднотръбен или двутръбен.
Единична тръба
Устройството е възможно най-просто. Същата тръба от своя страна подава охлаждащата течност към всеки радиатор и се връща в котела. Най-евтиният вариант и най-безпроблемното е отоплението само с тръби, без радиатори. Ако в схемата са включени батерии, трябва да има минимум тръби и клапани.
Водата, като постоянно се движи до последния радиатор, се охлажда все повече и повече. Тази функция се взема предвид при изчисляване на броя на секциите.
Има 2 схеми на еднотръбна версия:
- С горната връзка - водата попада в акумулатора отгоре през горния разклонител, излиза през долния. Ефективността на системата е максимална за отопление с топла вода.
- С долна връзка - охлаждащата течност влиза в радиатора отдолу и също излиза през долната разклонителна тръба. Пътят на преминаване на водата се увеличава, така че топлопредаването на системата е значително по-ниско. Тук не трябва да се монтират радиатори с голям брой секции. Въпреки това, въпреки по-ниската ефективност, той предпочита да инсталира такава схема в апартаменти, тъй като тя е по-естетична.
Класическата версия може да бъде надградена чрез инсталиране на байпас - клонове с трипътен клапан и клонове с клапани. С тяхна помощ можете да регулирате подаването на вода към различен радиатор и да го изключите, ако е необходимо.
Двутръбни системи
Версията с връщаща тръба се нарича двутръбна версия. Топлата вода се подава към радиатора под една тръба, а охладената вода се извежда от всяко отоплително устройство през връщащата тръба. Системата е много по-ефективна: всеки радиатор получава почти същото количество топлина. Степента на нагряване може да се регулира за всяка батерия, ако е необходимо, изключете я от отоплителния кръг. Голям плюс е по-простото изчисляване на параметрите на тръбопровода и батериите.
Извършват се както горната, така и долната връзка:
- В първия случай тръбите са разположени над радиаторите.
- Във втория захранващата тръба е поставена под батерията. Тази опция е по-естетически приятна, но спадът на налягането е твърде нисък, така че схемата се използва много рядко.
Изчисленията отчитат посоката на оттичане на водата. Ако съвпада с посоката на горещата течност, преминаваща схема, дължината на циклите е равна. В този случай радиаторите се загряват по същия начин. Ако се използва задънена улица, студена и топла вода се движат в различни посоки, тези батерии, които имат по-кратък цикъл, се загряват по-бързо.
Как се появява циркулиращата глава?
Движението на водата при конвективно нагряване осигурява само разлика в плътността на топлата и студената вода. При нагряване плътността на охлаждащата течност намалява и тя се повишава; при охлаждане се увеличава и измества по-топла течност. Колкото по-голяма е разликата в хидростатичното налягане на колоната за студена и гореща вода, толкова по-висока е циркулационната глава, толкова по-добре работи отоплението.
Основната задача в организацията на системата е да се постигне максимален спад на налягането.
- Задължителен елемент на веригата е колекторът за ускорение или основният щранг. Това е вертикална тръба, която се издига от топлообменника до горната част на системата. Тук е монтиран разширителен резервоар - отворена или затворена мембрана с въздушен клапан за отвеждане на въздуха.
- Основният щранг трябва да има максимална температура, така че колекторът е изолиран. Височината му е не повече от 10 м. В идеалния случай щрангът не влиза в контакт с връщащите тръби.
- За да се създаде достатъчен спад на налягането, трябва да се създаде голяма колона със студена течност. Това се постига чрез инсталиране на котела в най-ниската точка на системата. В частна къща устройството е поставено в мазе, в апартамент - във вдлъбнатина. Колкото по-високо е нивото на батериите над нивото на котела, толкова повече се образува студена вода под налягане и толкова по-активно тя измества горещата вода.
За подобряване на циркулационното налягане се избират батерии с възможно най-голяма работна повърхност. Колкото по-добре охлаждащата течност отделя топлина и колкото по-студена вода навлиза в котела, толкова по-добре работи отоплението.
Принципът на изграждане на отоплителна система с естествена циркулация
Основните параметри на отоплението с естествена циркулация са циркулационната глава и хидростатичното съпротивление. Първият показател се изчислява, както следва:
P = h (p0-p1) = m (kg / m3-kg / m3) = kg / m2 = mm Hgкъдето:
- P - налягане в системата;
- з - разликата във височината между центъра на най-ниската батерия и центъра на котела;
- p0 - плътност на нагрятата течност;
- p1Е плътността на студената вода.
Колкото по-голяма е разликата във височината, толкова по-голям е спадът на налягането. Индикаторът обаче има ограничение - не повече от 3 m.
Почти е невъзможно да се изчисли стойността на втория фактор - хидравлично съпротивление. Моделът, който го описва, е изключително сложен и включва много променливи. Тук сме ограничени до приблизителни изчисления.
За да подобрите ефективността на системата, следвайте препоръките:
- Избират се тръби с възможно най-голям диаметър. В този случай дебитът намалява леко, но съпротивлението пада по-силно.
- Инсталирайте възможно най-малко клапани. Уверете се, че веригата включва минимум завои и ограничения.
- В долната връзка радиаторите трябва да бъдат снабдени с кранове на Маевски, за да се отдели излишният въздух.
- За колектора се използва метална тръба, тъй като е важно да се постигне максимално нагряване, за да се създаде спад на налягането. Тръбите, обслужващи батериите, могат да бъдат направени от полипропилен.
Правилната топлоизолация подобрява отоплителните характеристики. Изолирайте колектора за ускорение, захранващата и връщащата тръби, ако преминават през неотопляеми помещения.
