V malých soukromých domech a bytech se oceňuje topení nezávislé na elektřině. Pro malá města a vesnice je typická situace, kdy z různých důvodů dojde k poruše rozvodny, poškození kabeláže atd. Topný systém s přirozenou cirkulací neobsahuje žádný modul, který by byl napájen ze sítě.
Vlastnosti topného systému s přirozenou cirkulací
Jakékoli schéma vytápění obsahuje několik povinných prvků:
- Kotel na vodu - plyn, dřevo, rašelina. Předpokladem je piezo zapalování, jinak nebude možné zařízení spustit bez elektřiny.
- Přívodní potrubí dodává ohřátou vodu do radiátorů. Trubky jsou umístěny s určitým sklonem - 0,5-1 cm na 1 m, aby se voda mohla pohybovat gravitací. „Horké“ rozvody vody jsou umístěny se sklonem k radiátorům.
- Topná zařízení - baterie jakéhokoli typu. Jejich prostřednictvím dochází k hlavnímu přenosu tepla.
- Zpětné potrubí - skrz něj se chladicí kapalina vrací do kotle. „Studená“ potrubí jsou instalována se sklonem 0,5–1 cm na 1 m směrem k kotli.
- Expanzní nádrž - nachází se v nejvyšším bodě systému. Když se voda zahřeje, expanduje. Nádrž tento přebytek kompenzuje.
Systém funguje takto: voda se v kotli ohřívá, rozšiřuje se, klesá její hustota a kapalina stoupá podél centrální stoupačky. Expanzní nádrž je naplněna, aby se vyrovnal tlak mezi studenou a teplou vodou. Poté shora voda klesá přívodním potrubím ke každé baterii, kde je ochlazována, a vydává teplo vzduchu a povrchům. Ochlazená kapalina se pohybuje zpětným potrubím do kotle. Protože hustota ochlazené vody je nižší a vrací se do kotle, vytlačuje méně hustou ohřátou kapalinu a nutí ji stoupat.
Kromě funkce kompenzace tlaku má expanzní nádrž také další roli. Vzduch vstupuje do potrubí spolu s vodou. Když se hromadí, dojde k vzduchovému uzávěru, který neumožňuje pohyb chladicí kapaliny potrubím. V konvekčních systémech však vzduchové bubliny stoupají do expanzní nádrže v důsledku šikmého potrubí. Protože je toto zařízení otevřené a je ve styku se vzduchem, bubliny opouštějí systém.
Návrh je jednoduchý, ale vyžaduje velmi přesné výpočty. Voda pohybující se potrubím vytváří tření, zpomaluje a rychleji vydává teplo. Při změně směru - zatáčky, větve, kanály v bateriích - se zvyšuje tření. Pokud nebude při výpočtech zohledněn odpor vody, systém nebude fungovat.
Konvekční vytápění funguje dobře na malých plochách. Můžete tedy vypálit jedno- nebo dvoupodlažní soukromý dům nebo byt. Tato možnost není vhodná pro 9podlažní budovu.
Výhody a nevýhody systému
Přirozená cirkulace poskytuje topnému systému následující výhody:
- Hlavní výhodou je nezávislost na elektřině. Konvekční vytápění funguje za všech podmínek.
- Při správné instalaci a údržbě funguje gravitační verze více než 30 let.
- Instalace je velmi jednoduchá, preventivní kontrola a opravy nejsou také obtížné.
- Vysoká tepelná setrvačnost - cirkuluje zde velké množství vody. Ochlazuje se pomaleji a déle vydává teplo.
- Konvekční ohřev vody je tichý: neexistují žádná elektrická čerpadla generující hluk.
- Spotřeba energie je minimální. To však platí, pokud jsou potrubí a budova dobře izolované.
- Minimální náklady na samotný systém a instalaci.
Není obtížné integrovat čerpadlo do cirkulačního okruhu. To lze provést během instalace nebo později. Pokud je k dispozici elektřina, topení pracuje v režimu nuceného oběhu, a pokud není k dispozici, automaticky se přepne do režimu přirozeného pohybu vody.
Gravitační verze má významné nevýhody, které aplikaci znatelně omezují:
- Systém obsluhuje pouze malé jednopodlažní nebo dvoupodlažní chaty.
- Ke snížení hydraulického odporu se používají trubky s největším přípustným průměrem. To ztěžuje instalaci a náklady na vodovodní potrubí s velkým průměrem jsou vyšší.
- Doporučuje se používat pouze ocelové trubky. Je povoleno používat polypropylen. Jiné nekovové modely jsou zakázány.
- Není možné nastavit teplotu v každé místnosti ručně nebo automaticky.
- Do schématu nelze zahrnout kotle na nepřímé vytápění, což zvyšuje náklady na přípravu teplé vody.
- Je nemožné vybavit teplou podlahu.
Provoz konvekčního vytápění je významně ovlivněn zúžením. Nemůžete použít kovoplastové trubky, protože jsou spojeny s tvarovkami, jejichž průměr je menší.
Typy topných systémů
Topný okruh může obsahovat 1 nebo více okruhů různých délek s různými radiátory. Jakákoli možnost je však modifikací pouze dvou modelů - jednoho potrubí nebo dvou potrubí.
Jedno potrubí
Zařízení je co nejjednodušší. Stejná trubka zase dodává chladicí kapalinu do každého chladiče a vrací se do kotle. Nejlevnější a nejproblematičtější možností je vytápění pouze pomocí potrubí, bez radiátorů. Pokud jsou v obvodu zahrnuty baterie, mělo by existovat minimum potrubí a ventilů.
Voda, která se soustavně pohybuje k poslednímu radiátoru, ochlazuje stále více a více. Tato funkce se bere v úvahu při výpočtu počtu sekcí.
Existují 2 schémata verze s jedním potrubím:
- Při horním připojení - voda vstupuje do baterie shora přes horní odbočku, vystupuje přes spodní. Účinnost systému je u ohřevu teplé vody maximální.
- Se spodním připojením - chladicí kapalina vstupuje do chladiče ze spodní části a také vystupuje spodním odbočným potrubím. Cesta průchodu vody se zvyšuje, takže přenos tepla systému je znatelně nižší. Radiátory s velkým počtem sekcí zde nesmí být instalovány. I přes nižší účinnost však raději instaluje takové schéma v bytech, protože je estetičtější.
Klasickou verzi lze upgradovat instalací obtoku - odbočky s trojcestným ventilem a odbočky s ventily. S jejich pomocí můžete regulovat přívod vody do jiného radiátoru a v případě potřeby jej vypnout.
Dvoutrubkové systémy
Verze se zpětným potrubím se nazývá dvoutrubková verze. Horká voda je přiváděna do chladiče pod jedním potrubím a ochlazená voda je odváděna z každého topného zařízení zpětným potrubím. Systém je mnohem efektivnější: každý radiátor přijímá téměř stejné množství tepla. Stupeň ohřevu lze upravit na každé baterii, v případě potřeby ji vyloučit z topného okruhu. Velkým plusem je jednodušší výpočet parametrů potrubí a baterií.
Provádí se horní i spodní připojení:
- V prvním případě jsou trubky umístěny nad radiátory.
- Ve druhém je přívodní potrubí umístěno pod baterií. Tato možnost je estetičtější, ale pokles tlaku je příliš nízký, proto se schéma používá velmi zřídka.
Výpočty zohledňují směr odtoku vody. Pokud se to shoduje se směrem horké kapaliny, procházejícím schématem, je délka cyklů stejná. V tomto případě se radiátory ohřívají stejným způsobem. Pokud se použije slepá ulička, studená a horká voda se pohybují různými směry, baterie, které mají kratší cyklus, se rychleji zahřívají.
Jak vypadá cirkulující hlava?
Pohyb vody v konvekčním ohřevu poskytuje pouze rozdíl v hustotě teplé a studené vody. Při zahřátí klesá hustota chladicí kapaliny a stoupá; po ochlazení se zvyšuje a vytěsňuje teplejší kapalinu. Čím větší je rozdíl v hydrostatickém tlaku sloupce studené a horké vody, čím vyšší je cirkulační výška, tím lépe funguje vytápění.
Hlavním úkolem v organizaci systému je dosáhnout maximální tlakové ztráty.
- Povinným prvkem okruhu je rozdělovač zrychlení nebo hlavní stoupačka. Jedná se o svislou trubku, která stoupá od výměníku tepla k horní části systému. Zde je namontována expanzní nádrž - otevřená nebo uzavřená membrána se vzduchovým ventilem pro odvod vzduchu.
- Hlavní stoupačka musí mít maximální teplotu, takže kolektor je izolován. Jeho výška není větší než 10 m. V ideálním případě stoupačka nepřichází do styku s vratnými potrubími.
- Aby se dosáhlo dostatečného poklesu tlaku, musí být vytvořen velký sloupec studené kapaliny. Toho je dosaženo instalací kotle v nejnižším bodě systému. V soukromém domě je zařízení umístěno v suterénu, v bytě - ve výklenku. Čím vyšší je úroveň baterií nad úrovní kotle, tím více se vytváří studená voda pod tlakem a tím aktivněji vytěsňuje horkou vodu.
Pro zlepšení cirkulačního tlaku jsou vybrány baterie s co největší pracovní plochou. Čím lépe chladicí kapalina vydává teplo a čím chladnější voda vstupuje do kotle, tím lépe funguje vytápění.
Princip budování topného systému s přirozenou cirkulací
Hlavními parametry ohřevu s přirozenou cirkulací jsou cirkulační výška a hydrostatický odpor. První indikátor se počítá takto:
P = h (p0-p1) = m (kg / m3-kg / m3) = kg / m2 = mm Hgkde:
- P - tlak v systému;
- h - výškový rozdíl mezi středem nejnižší baterie a středem kotle;
- p0 - hustota ohřáté kapaliny;
- p1Je hustota studené vody.
Čím větší je výškový rozdíl, tím vyšší je pokles tlaku. Indikátor má však omezení - ne více než 3 m.
Je téměř nemožné vypočítat hodnotu druhého faktoru - hydraulického odporu. Model, který jej popisuje, je extrémně složitý a zahrnuje mnoho proměnných. Zde jsme omezeni na přibližné výpočty.
Pro zlepšení efektivity systému jsou dodržována doporučení:
- Jsou vybrány trubky s největším možným průměrem. V tomto případě průtok mírně klesá, ale odpor klesá silněji.
- Nainstalujte co nejméně ventilů. Ujistěte se, že obvod zahrnuje minimum zatáček a zúžení.
- U spodního připojení musí být radiátory napájeny Mayevského kohoutky, aby se odvzdušnil přebytečný vzduch.
- Pro potrubí se používá kovová trubka, protože je důležité dosáhnout maximálního zahřátí, aby se vytvořil pokles tlaku. Trubky sloužící k bateriím mohou být vyrobeny z polypropylenu.
Správná tepelná izolace zlepšuje topný výkon. Izolujte kolektor zrychlení, přívodní a vratné potrubí, pokud procházejí nevytápěnými místnostmi.
