За създаване на комфортна температура в къщата се използват различни схеми за отопление. Осигуряването на принудителна циркулация на охлаждащата течност е ефективно, но не винаги е възможно. Ако може да има прекъсвания на тока или липса на електричество в селска къща (лятна резиденция), друга схема би била най-добрият вариант. Самопроектирана и самоинсталирана гравитационна отоплителна система от затворен тип ще изпълнява функциите си, без да инсталира помпа и друго електрическо оборудване.
Характеристики на гравитационната отоплителна система
Принципът на действие се основава на свойството на водата да се разширява с повишаване на температурата. Създаването на разлика в налягането в затворен контур от тръби е основата за циркулация на течността. Благодарение на този ефект гравитационната затворена отоплителна система получи друго име - гравитация.
Структурно той трябва да се състои от следните елементи:
- Котел... Устройство, предназначено да прехвърля енергията от изгаряне на гориво (дърва, въглища, газ и др.) Към топлоносител (вода, антифриз). В гравитационна затворена отоплителна система това се прави с помощта на топлообменник, разположен възможно най-близо до горивната камера в котела;
- Тръбопроводи... Необходимо за транспортиране на нагрята течност от топлообменника до отоплителни устройства;
- Радиатори... Те са основният източник на топлина в стаята. Голямата им площ осигурява максимален топлообмен между нагрята вода и въздух в помещението;
- Устройства за контрол и безопасност... Те включват разширителен съд, гравитационен клапан за отопление, клапани и дросели.
По време на нагряването на водата в топлообменника тя се разширява, което създава излишно налягане. На свой ред студеният топлоносител от връщащата тръба има по-висока плътност и започва да измества течността с висока температура. В резултат на това се получава циркулация.
Един от основните елементи на системата е бустерният колектор - вертикална разклонителна тръба, свързана с котела. Ако гравитационната отоплителна система е направена със собствените си ръце, той трябва да обърне специално внимание - от материала за производството на тръби и завършващ с диаметъра им.
Колкото по-голям е обемът на усилващия колектор, толкова по-висока е скоростта на охлаждащата течност. За да направите това, трябва да изчислите оптималното му сечение и височина.
Гравитационната отоплителна система на двуетажна къща трябва да бъде проектирана по такъв начин, че охлаждащата течност да може да се разпредели възможно най-равномерно по няколко вериги.
Подробно описание на системата
В процеса на нагряване на водата част от нея неизбежно ще се изпари под формата на пара. За своевременно отстраняване е разположен разширителен резервоар в самия връх на системата. Той изпълнява 2 функции - излишната пара се отстранява през горния отвор и загубата на течност се компенсира автоматично. Тази схема се нарича отворена.
Той обаче има един съществен недостатък - относително бързото изпаряване на водата. Следователно за големи разклонени системи те предпочитат да направят гравитационна отоплителна система от затворен тип със собствените си ръце. Основните разлики между неговата схема са както следва.
- Вместо отворен разширителен резервоар, в най-високата точка на тръбопровода е инсталиран автоматичен обезвъздушител. Гравитационната отоплителна система от затворен тип, в процеса на нагряване на охлаждащата течност, произвежда голямо количество кислород от водата, която освен свръхналягането е източник на ръждясване на метални елементи. За своевременно отстраняване на парата с високо съдържание на кислород е инсталиран автоматичен отдушник;
- За да се компенсира налягането на вече охладената охлаждаща течност, пред входящия колектор на котела е монтиран мембранен разширителен резервоар от затворен тип. Ако гравитационното налягане в отоплителната система надвишава допустимата норма, тогава еластичната мембрана компенсира това, като увеличава общия обем.
В противен случай, когато проектирате и инсталирате гравитационна отоплителна система само със собствените си ръце, можете да се придържате към обичайните правила и препоръки.
Гравитационни схеми за отопление за едноетажна и двуетажна къща
Ако се планира гравитационно отопление под налягане да бъде инсталирано в едноетажна къща, можете да използвате еднотръбната схема "Ленинград".
Характеристика на тази схема е една тръба, към която паралелно са свързани няколко отоплителни устройства. Това обаче води до неравномерно разпределение на топлината - колкото по-далеч е радиаторът от котела, толкова по-ниска е температурата на водата, влизаща в него. За да разрешите този проблем, можете да надстроите гравитационната отоплителна система от затворен тип:
- Монтаж на клапани. С негова помощ можете да намалите обема на охлаждащата течност за отоплителни устройства, разположени по-близо до котела. По този начин топлинната мощност на енергия в първите секции на системата ще намалее;
- Увеличете броя на радиаторните секции с разстояние от котела;
- Монтирайте тръби с по-голям диаметър на мястото, където разклонителните тръби са свързани към отоплителните устройства. Това ще намали гравитационното налягане на отоплителната система в тази зона, което ще намали скоростта на циркулация на водата в радиатора.
Тази схема е приемлива за малка дължина на магистралата. Не се препоръчва обаче да го инсталирате за двуетажна къща. В този случай ще е необходима двутръбна гравитационна гравитационна отоплителна система, чието изчисление се извършва за отделни секции.
Неговата особеност се крие във факта, че отделни вериги водят до централната тръба, разположена в горната част на линията. Към всеки от тях са свързани отоплителни устройства. Важно е те да са с еднаква дължина. В противен случай цялата течност ще се втурне в зоната с най-малко съпротивление - в късо съединение.
За да се предотврати движението на охлаждащата течност към изхода на котела, за отопление е монтиран гравитационен възвратен клапан. Това е незаменим елемент за гравитационната отоплителна система на двуетажна къща.
Изчисляване на гравитационната отоплителна система
Преди да продължите с монтажа на тръби и отоплителни устройства, е необходимо да изчислите параметрите на цялата система. За това се изчисляват хидравлични характеристики, които впоследствие ще повлияят на избора на оптимален диаметър на тръбопровода. Преди да изчислите гравитационна отоплителна система, трябва да знаете основните параметри. Те ще трябва да изчислят действителната стойност на циркулационната глава (Рц):
- Разстояние от центъра на котела до центъра на нагревателя (h). Колкото по-голям е той, толкова по-добра ще бъде циркулацията на течността. Ето защо, когато инсталирате гравитационна отоплителна система със собствените си ръце, препоръчително е да монтирате котела в най-ниската точка на къщата - мазето;
- Циркулационно налягане на нагрятата (Pr) и охладена (Po) охлаждаща течност.
Независимо дали гравитационната отоплителна система е изчислена за двуетажни или едноетажни къщи, стойността на последните параметри директно зависи от разликата в температурата на водата. Тези данни могат да бъдат взети от таблични данни.
Например, при стойност h-4 m и температурна разлика от 20 ° (80/60), гравитационното отопление ще има налягане 4 * 112 = 448 Pa. За по-нататъшни изчисления се препоръчва използването на специализирани софтуерни системи, които отчитат всички параметри на гравитационна отоплителна система от затворен тип.
Често диаметърът на тръбата, свързана с изхода на котела, трябва да бъде DN 40 или DN 50. Това ще гарантира минимални загуби, произтичащи от триенето на водата по стените на тръбата.
Друга характеристика е разликата в температурите на охлаждащата течност. Колкото по-голям е той, толкова по-високо е циркулационното налягане. Следователно, в допълнение към равномерното разпределение на топлината между отоплителните устройства, по време на проектирането на гравитационната отоплителна система е необходимо независимо да се осигури минималната температура на течността, преди да влезе в топлообменника на котела.
Избор на компоненти и материал за производство
След появата на полимерни тръби, гравитационната отоплителна система от полипропилен (PP) стана много популярна. Този материал е лесен за обработка; за свързване на отделни секции е необходимо минимум оборудване.
Не всеки вид от тези тръби обаче е предназначен за монтаж като нагревателен елемент. Помислете за основните критерии за подбор:
- Наличието на подсилващ слой... Гравитационната полипропиленова отоплителна система може да бъде повлияна от високи температури - до 95 ° C. За да се запази оригиналната форма на тръбата, се изисква усилвател, който представлява слой от фолио или фибростъкло;
- дебелина на стената... В гравитационна отоплителна система със затворен разширителен съд може да се натрупа високо налягане. За да се избегне повреда на тръбопровода, полипропиленовите тръби трябва да са PN20 или по-висока. Дебелината на стените им зависи от диаметъра.
Тази тръба може да се използва за оборудване на бустер колектор. За да се постигне температурната разлика обаче, връщащата тръба се препоръчва да бъде направена от стомана. В допълнение към понижаването на температурата на охлаждащата течност преди влизане в котела, този материал спомага за намаляване на хидравличното съпротивление.
Препоръки за инсталиране
След като завършите изчислението за гравитационна отоплителна система, изработена от полипропиленови или стоманени тръби, можете да започнете да я инсталирате. За да се постигне оптимална ефективност, експертите препоръчват да се направят малки, но важни промени в стандартната схема:
- Наклон на магистрали... Оптималното гравитационно налягане за отоплителната система може да се постигне чрез наклона на тръбите след отвора за въздух и на връщащата тръба след последното отоплително устройство;
- Монтаж на циркулационна помпа на байпаса... Това ще помогне за намаляване на инерцията на системата. Времето за нагряване на отоплителния агент може да бъде много дълго, така че помпата може да увеличи скоростта на своето движение по линията, докато се достигне необходимия температурен режим;
- Минимални точки на завиване в тръбопровода... Те създават ненужно хидравлично съпротивление, което влияе върху намаляването на скоростта на движение на водата;
- Монтаж на защитни елементи... Чрез инсталиране на възвратен клапан за гравитационно отопление е възможно да се избегне циркулацията на водата в грешна посока. Това е особено необходимо за система с горна маршрутизация и множество вериги.
Основните компоненти на правилно направеното гравитационно отопление под налягане са професионално изчислени предварителни изчисления, избор на правилните материали и спазване на технологията за монтаж. Това ще направи възможно създаването на ефективна система за поддържане на комфортна температура в къщата.
Съвети за подреждане и използване на гравитационен клапан за отопление при монтаж на топъл под, допълнителни елементи, можете да видите във видеото:
