K vytvoření příjemné teploty v domě se používají různá schémata vytápění. Zajištění nuceného oběhu chladicí kapaliny je účinné, ale ne vždy možné. Pokud by mohlo dojít k výpadku proudu nebo nedostatku elektřiny ve venkovském domě (letní sídlo), byl by nejlepším řešením jiný režim. Samonavrhovaný a samostatně instalovaný gravitační topný systém uzavřeného typu bude plnit své funkce bez instalace čerpadla a dalšího elektrického zařízení.
Vlastnosti gravitačního topného systému
Princip činnosti je založen na vlastnosti vody expandovat s rostoucí teplotou. Vytvoření tlakového rozdílu v uzavřené smyčce potrubí je základem pro cirkulaci kapaliny. Díky tomuto efektu dostal gravitační uzavřený topný systém další název - gravitace.
Strukturálně by měl sestávat z následujících prvků:
- Kotel... Zařízení určené k přenosu energie spalujícího paliva (dřevo, uhlí, plyn atd.) Na nosič tepla (voda, nemrznoucí směs). V gravitačním uzavřeném topném systému se to provádí pomocí tepelného výměníku umístěného co nejblíže spalovací komoře v kotli;
- Potrubí... Nezbytné pro přepravu ohřáté kapaliny z výměníku tepla do topných zařízení;
- Radiátory... Jsou hlavním zdrojem tepla v místnosti. Jejich velká plocha zajišťuje maximální výměnu tepla mezi ohřátou vodou a vzduchem v místnosti;
- Ovládací a bezpečnostní zařízení... Mezi ně patří expanzní nádoba, gravitační ventil pro vytápění, ventily a škrticí klapky.
Během ohřevu vody ve výměníku tepla se rozpíná, což vytváří přetlak. Chladný nosič tepla ze zpětného potrubí má zase vyšší hustotu a začíná vytěsňovat kapalinu s vysokou teplotou. V důsledku toho dochází k oběhu.
Jedním z hlavních prvků systému je rozdělovací potrubí - vertikální odbočka připojená ke kotli. Pokud je gravitační topný systém vyroben vlastními rukama, musí věnovat zvláštní pozornost - od materiálu pro výrobu trubek a končícího jejich průměrem.
Čím větší je objem sběrného potrubí, tím vyšší je rychlost chladicí kapaliny. Chcete-li to provést, musíte vypočítat jeho optimální průřez a výšku.
Gravitační topný systém dvoupatrového domu by měl být navržen tak, aby bylo možné chladicí médium distribuovat co nejrovnoměrněji do několika okruhů.
Podrobný popis systému
V procesu ohřevu vody se část z ní nevyhnutelně odpaří ve formě páry. Pro včasné vyjmutí je na samém vrcholu systému nainstalována expanzní nádrž. Plní 2 funkce - přebytečná pára je odváděna horním otvorem a ztráta objemu kapaliny je automaticky kompenzována. Toto schéma se nazývá otevřené.
Má však jednu významnou nevýhodu - relativně rychlé odpařování vody. Proto pro velké rozvětvené systémy dávají přednost výrobě gravitačního systému uzavřeného typu vlastníma rukama. Hlavní rozdíly mezi jeho schématem jsou následující.
- Namísto otevřené expanzní nádrže je v nejvyšším bodě potrubí instalován automatický odvzdušňovací ventil. Gravitační topný systém uzavřeného typu v procesu ohřevu chladicí kapaliny produkuje velké množství kyslíku z vody, která je kromě přetlaku zdrojem rezivění kovových prvků. Pro včasné odstranění páry s vysokým obsahem kyslíku je nainstalován automatický odvzdušňovací ventil;
- Pro vyrovnání tlaku již chlazeného chladicího média je před vstupním hrdlem kotle namontována membránová expanzní nádrž uzavřeného typu. Pokud gravitační tlak ve vytápěcím systému překročí přípustnou normu, pružná membrána to kompenzuje zvýšením celkového objemu.
Jinak můžete při navrhování a instalaci gravitačního topného systému pouze s vlastními rukama dodržovat obvyklá pravidla a doporučení.
Gravitační schémata vytápění pro jednopodlažní a dvoupodlažní dům
Pokud se plánuje, že gravitační vytápění pod tlakem bude instalováno v jednopodlažním domě, můžete použít jednopotrubní schéma "Leningrad".
Funkce tohoto schématu je jedna trubka, ke které je paralelně připojeno několik topných zařízení. To však vede k nerovnoměrnému rozložení tepla - čím dále je radiátor od kotle, tím nižší je teplota vody, která do něj vstupuje. Chcete-li tento problém vyřešit, můžete upgradovat gravitační systém uzavřeného typu:
- Instalace ventilů. S jeho pomocí můžete snížit objem chladicí kapaliny pro topná zařízení umístěná blíže k kotli. Tepelný výkon energie v prvních částech systému se tedy sníží;
- Zvyšte počet článků chladiče se vzdáleností od kotle;
- Namontujte potrubí většího průměru v místě, kde jsou odbočky připojeny k topným zařízením. Tím se sníží gravitační tlak topného systému v této oblasti, což sníží rychlost cirkulace vody v radiátoru.
Toto schéma je přijatelné pro malou délku dálnice. Nedoporučuje se jej však instalovat pro dvoupodlažní dům. V tomto případě bude vyžadován dvoutrubkový rozvětvený gravitační topný systém, jehož výpočet se provádí pro jednotlivé úseky.
Jeho zvláštnost spočívá ve skutečnosti, že oddělené obvody vedou k centrálnímu potrubí umístěnému v horní části vedení. Ke každému z nich jsou připojena topná zařízení. Je důležité, aby byly stejně dlouhé. Jinak se veškerá kapalina vrhne do oblasti s nejnižším odporem - ke zkratu.
Aby se zabránilo pohybu chladicí kapaliny k výstupu z kotle, je nainstalován gravitační zpětný ventil pro vytápění. Toto je nepostradatelný prvek pro gravitační topný systém dvoupatrového domu.
Výpočet gravitačního topného systému
Před zahájením instalace potrubí a topných zařízení je nutné vypočítat parametry celého systému. Za tímto účelem se vypočítají hydraulické charakteristiky, které následně ovlivní výběr optimálního průměru potrubí. Před výpočtem gravitačního topného systému musíte znát základní parametry. Budou povinni vypočítat skutečnou hodnotu cirkulující hlavy (Рц):
- Vzdálenost od středu kotle ke středu ohřívače (h). Čím větší je, tím lepší bude cirkulace tekutin. Proto při instalaci gravitačního topného systému vlastními rukama se doporučuje namontovat kotel v nejnižším bodě domu - v suterénu;
- Cirkulační tlak ohřáté (Pr) a chlazené (Po) chladicí kapaliny.
Bez ohledu na to, zda se gravitační topný systém počítá pro dvoupodlažní nebo jednopodlažní domy, hodnota těchto parametrů přímo závisí na rozdílu teploty vody. Tato data lze převzít z tabulkových dat.
Například s hodnotou h-4 ma teplotním rozdílem 20 ° (80/60) bude mít gravitační ohřev tlak 4 * 112 = 448 Pa. Pro další výpočty se doporučuje použít specializované softwarové systémy, které zohledňují všechny parametry gravitačního systému uzavřeného typu.
Průměr potrubí připojeného k výstupu kotle musí být často DN 40 nebo DN 50. Tím budou zajištěny minimální ztráty vznikající třením vody o stěny potrubí.
Další vlastností je rozdíl teplot chladicí kapaliny. Čím větší je, tím vyšší je cirkulující tlak. Proto je kromě rovnoměrného rozložení tepla mezi topnými zařízeními při návrhu gravitačního topného systému nutné nezávisle zajistit minimální teplotu kapaliny před vstupem do výměníku tepla kotle.
Výběr součástí a materiálu výroby
Po příchodu polymerních trubek se stal velmi populární gravitační systém z polypropylenu (PP). Tento materiál se snadno zpracovává; pro připojení jednotlivých sekcí je zapotřebí minimální vybavení.
Ne každý typ těchto trubek je však určen k instalaci jako topný článek. Zvažte hlavní kritéria výběru:
- Přítomnost výztužné vrstvy... Gravitační polypropylenový topný systém může být ovlivněn vysokými teplotami - až 95 ° C. Pro zachování původního tvaru trubky je nutná výztuha, kterou je vrstva fólie nebo skleněných vláken;
- tloušťka stěny... V gravitačním topném systému s uzavřenou expanzní nádobou může vzrůst vysoký tlak. Aby nedošlo k poškození potrubí, musí být polypropylenové trubky PN20 nebo vyšší. Tloušťka jejich stěn závisí na průměru.
Tímto potrubím lze vybavit rozdělovač posilovače. Aby se však dosáhlo teplotního rozdílu, doporučuje se, aby zpětné potrubí bylo vyrobeno z oceli. Kromě snížení teploty chladicí kapaliny před vstupem do kotle pomáhá tento materiál snížit hydraulický odpor.
Doporučení k instalaci
Po dokončení výpočtu gravitačního systému z polypropylenových nebo ocelových trubek jej můžete začít instalovat. K dosažení optimální účinnosti odborníci doporučují provést malé, ale důležité změny standardního schématu:
- Sklon dálnic... Optimálního gravitačního tlaku pro topný systém lze dosáhnout sklonem potrubí po odvzdušnění a na zpětném potrubí za posledním topným zařízením;
- Instalace oběhového čerpadla na obtoku... Pomůže to snížit setrvačnost systému. Doba ohřevu topného činidla může být velmi dlouhá, takže čerpadlo může zvyšovat rychlost svého postupu podél potrubí, dokud nebude dosaženo požadovaného teplotního režimu;
- Minimální body obratu v potrubí... Vytvářejí zbytečný hydraulický odpor, který ovlivňuje snížení rychlosti pohybu vody;
- Instalace ochranných prvků... Instalací zpětného ventilu pro gravitační ohřev je možné zabránit cirkulaci vody ve špatném směru. To je obzvláště nutné u systému se špičkovým směrováním a více okruhy.
Hlavními složkami správně provedeného gravitačního ohřevu pod tlakem jsou profesionálně vypočítané předběžné výpočty, výběr správných materiálů a dodržování instalační technologie. To umožní vytvořit efektivní systém pro udržování příjemné teploty v domě.
Tipy pro uspořádání a použití gravitačního ventilu pro vytápění při instalaci teplé podlahy, dalších prvků, lze vidět na videu:
