In kleinen Privathäusern und Wohnungen wird stromunabhängiges Heizen geschätzt. Für kleine Städte und Dörfer ist eine typische Situation, wenn aus verschiedenen Gründen ein Umspannwerk ausfällt, die Verkabelung beschädigt ist usw. Das Naturumlauf-Heizsystem enthält kein Modul, das vom Netz gespeist würde.
Merkmale der Naturumlaufheizung
Jedes Heizsystem enthält mehrere obligatorische Elemente:
- Der Kessel, der Wasser erhitzt - Gas, Holz, Torf. Voraussetzung ist eine Piezo-Zündung, da sonst ein Starten des Gerätes ohne Strom nicht möglich ist.
- Die Zuleitung versorgt die Heizkörper mit erwärmtem Wasser. Die Rohre werden mit etwas Gefälle verlegt - 0,5-1 cm pro 1 m, damit sich das Wasser durch die Schwerkraft bewegen kann. "Heiße" Wasserleitungen werden mit einem Gefälle zu den Heizkörpern verlegt.
- Heizgeräte - Batterien aller Art. Durch sie findet die Hauptwärmeübertragung statt.
- Rücklaufleitung - durch sie kehrt das abgekühlte Kühlmittel zum Kessel zurück. "kalte" Rohre werden mit einem Gefälle von 0,5-1 cm pro 1 m zum Kessel hin installiert.
- Ausdehnungsgefäß - befindet sich am höchsten Punkt des Systems. Wenn sich Wasser erwärmt, dehnt es sich aus. Der Tank gleicht diesen Überschuss aus.
Das System funktioniert so: Das Wasser erwärmt sich im Kessel, dehnt sich aus, seine Dichte nimmt ab und die Flüssigkeit steigt entlang der zentralen Steigleitung auf. Das Ausdehnungsgefäß wird befüllt, um den Druck zwischen Kalt- und Warmwasser auszugleichen. Von oben gelangt das Wasser dann durch die Versorgungsleitung zu den einzelnen Batterien nach unten, wo es gekühlt wird und Wärme an Luft und Oberflächen abgibt. Die abgekühlte Flüssigkeit fließt durch Rücklaufrohre zum Kessel. Da die Dichte des gekühlten Wassers geringer ist und zum Kessel zurückkehrt, drückt es die weniger dichte erhitzte Flüssigkeit aus und zwingt sie zum Aufsteigen.
Neben der Druckausgleichsfunktion kommt dem Ausdehnungsgefäß noch eine weitere Funktion zu. Luft tritt zusammen mit Wasser in die Rohre ein. Wenn es sich ansammelt, entsteht eine Luftschleuse, die es dem Kühlmittel nicht erlaubt, sich durch die Rohre zu bewegen. Bei konvektiven Systemen steigen jedoch aufgrund der schrägen Rohrleitung Luftblasen in das Ausdehnungsgefäß auf. Da dieses Gerät offen ist und mit Luft in Berührung kommt, verlassen Blasen das System.
Das Design ist einfach, erfordert aber sehr genaue Berechnungen. Wasser, das sich durch das Rohr bewegt, erzeugt Reibung, verlangsamt und gibt schneller Wärme ab. Beim Richtungswechsel - Wendungen, Abzweigungen, Kanäle in Batterien - nimmt die Reibung zu. Wird die Wasserdichtigkeit bei den Berechnungen nicht berücksichtigt, funktioniert das System nicht.
Konvektionsheizung funktioniert gut in kleinen Bereichen. So können Sie ein ein- oder zweistöckiges Privathaus oder eine Wohnung verbrennen. Diese Option ist nicht für ein 9-stöckiges Gebäude geeignet.
Vor- und Nachteile des Systems
Der Naturumlauf bietet dem Heizsystem folgende Vorteile:
- Der Hauptvorteil ist die Unabhängigkeit vom Strom. Konvektionsheizung funktioniert unter allen Bedingungen.
- Bei sachgemäßer Installation und Wartung funktioniert die Schwerkraftversion über 30 Jahre.
- Die Installation ist sehr einfach, vorbeugende Inspektion und Reparatur sind ebenfalls nicht schwierig.
- Hohe thermische Trägheit - hier zirkuliert eine große Wassermenge. Es kühlt langsamer ab und gibt länger Wärme ab.
- Die Wasserkonvektionsheizung ist geräuschlos: Es gibt keine geräuscherzeugenden Elektropumpen.
- Der Energieverbrauch ist minimal. Dies gilt jedoch, wenn die Rohre und das Gebäude gut isoliert sind.
- Die minimalen Kosten für das System selbst und die Installation.
Eine Pumpe in den Zirkulationskreislauf zu integrieren ist nicht schwierig. Dies kann während der Installation oder später erfolgen. Wenn Strom vorhanden ist, arbeitet die Heizung im Zwangsumlaufmodus und schaltet bei Abwesenheit automatisch auf den Modus der natürlichen Wasserbewegung um.
Die Gravity-Version hat erhebliche Nachteile, was die Anwendung merklich einschränkt:
- Das System bedient nur kleine einstöckige oder zweistöckige Cottages.
- Um den hydraulischen Widerstand zu reduzieren, werden Rohre mit dem größten zulässigen Durchmesser verwendet. Dies erschwert die Installation und die Kosten für Wasserrohre mit großem Durchmesser sind höher.
- Es wird empfohlen, nur Stahlrohre zu verwenden. Es ist erlaubt, Polypropylen zu verwenden. Andere nichtmetallische Modelle sind verboten.
- Es ist nicht möglich, die Temperatur in jedem Raum manuell oder automatisch einzustellen.
- Indirekte Heizkessel können nicht in die Regelung einbezogen werden, was die Kosten für die Warmwasserbereitung erhöht.
- Es ist unmöglich, einen warmen Boden auszustatten.
Der Betrieb der Konvektionsheizung wird durch Einschnürungen erheblich beeinträchtigt. Sie können keine Metall-Kunststoff-Rohre verwenden, da sie mit Fittings verbunden sind, deren Durchmesser kleiner ist.
Arten von Heizsystemen
Der Heizkreis kann einen oder mehrere Kreisläufe unterschiedlicher Länge mit unterschiedlichen Heizkörpern umfassen. Jede Option ist jedoch eine Modifikation von nur zwei Modellen - Einrohr oder Zweirohr.
Einzelrohr
Das Gerät ist so einfach wie möglich. Das gleiche Rohr führt wiederum das Kühlmittel zu jedem Heizkörper und kehrt zum Kessel zurück. Die günstigste und problemloseste Variante ist das Heizen nur mit Rohren, ohne Heizkörper. Wenn Batterien im Kreislauf enthalten sind, sollten möglichst wenige Rohre und Ventile vorhanden sein.
Wasser, das sich konsequent bis zum letzten Kühler bewegt, kühlt immer mehr ab. Dieses Merkmal wird bei der Berechnung der Anzahl der Abschnitte berücksichtigt.
Es gibt 2 Schemata der Einrohrversion:
- Beim oberen Anschluss - Wasser tritt von oben durch das obere Abzweigrohr in die Batterie ein, tritt durch das untere aus. Die Effizienz des Systems ist bei der Warmwasserbereitung maximal.
- Bei einem unteren Anschluss - das Kühlmittel tritt von unten in den Kühler ein und tritt auch durch das untere Abzweigrohr aus. Der Durchtrittsweg des Wassers nimmt zu, so dass die Wärmeübertragung des Systems merklich geringer ist. Heizkörper mit vielen Abschnitten dürfen hier nicht installiert werden. Trotz der geringeren Effizienz zieht er es jedoch vor, ein solches Schema in Wohnungen zu installieren, da es ästhetischer ist.
Die klassische Version kann durch Einbau eines Bypasses aufgerüstet werden - Abzweige mit Dreiwegeventil und Abzweige mit Ventilen. Mit ihrer Hilfe können Sie die Wasserzufuhr zu einem anderen Heizkörper regulieren und bei Bedarf abstellen.
Zweirohrsysteme
Die Version mit Rücklaufrohr wird als Zweirohrversion bezeichnet. Dem Heizkörper wird heißes Wasser unter einer Leitung zugeführt und gekühltes Wasser wird von jedem Heizgerät durch die Rücklaufleitung abgeführt. Das System ist viel effizienter: Jeder Heizkörper erhält fast die gleiche Wärmemenge. Der Heizgrad kann an jeder Batterie eingestellt werden, ggf. vom Heizkreis ausschließen Ein großes Plus ist eine einfachere Berechnung der Parameter der Pipeline und der Batterien.
Sowohl die obere als auch die untere Verbindung werden durchgeführt:
- Im ersten Fall befinden sich die Rohre über den Heizkörpern.
- Im zweiten Fall wird das Versorgungsrohr unter der Batterie platziert. Diese Option ist ästhetisch ansprechender, aber der Druckabfall ist zu gering, sodass das Schema sehr selten verwendet wird.
Die Berechnungen berücksichtigen die Richtung des Wasserabflusses. Wenn es mit der Richtung der heißen Flüssigkeit übereinstimmt, ist ein Durchgangsschema, die Länge der Zyklen gleich. In diesem Fall heizen sich die Heizkörper auf die gleiche Weise auf. Wenn eine Sackgasse verwendet wird, bewegen sich kaltes und heißes Wasser in unterschiedliche Richtungen, die Batterien, die einen kürzeren Zyklus haben, erwärmen sich schneller.
Wie sieht der umlaufende Kopf aus?
Die Wasserbewegung bei der Konvektionsheizung bewirkt nur einen Unterschied in der Dichte von heißem und kaltem Wasser. Beim Erhitzen nimmt die Dichte des Kühlmittels ab und sie steigt; beim Abkühlen nimmt es zu und verdrängt eine wärmere Flüssigkeit. Je größer die Differenz des hydrostatischen Drucks von Kalt- und Warmwassersäule, je höher die Umwälzhöhe, desto besser funktioniert die Heizung.
Die Hauptaufgabe bei der Organisation des Systems besteht darin, den maximalen Druckabfall zu erreichen.
- Ein obligatorisches Element der Strecke ist der Beschleunigungsverteiler oder die Hauptsteigleitung. Es ist ein vertikales Rohr, das vom Wärmetauscher zur Oberseite des Systems aufsteigt. Hier wird ein Ausdehnungsgefäß montiert - eine offene oder geschlossene Membran mit einem Luftventil zur Luftabfuhr.
- Die Hauptsteigleitung muss eine maximale Temperatur haben, damit der Kollektor isoliert ist. Seine Höhe beträgt nicht mehr als 10 m, idealerweise kommt die Steigleitung nicht mit Rücklaufrohren in Berührung.
- Um einen ausreichenden Druckabfall zu erzeugen, muss eine große Säule mit kalter Flüssigkeit erzeugt werden. Dies wird erreicht, indem der Kessel am tiefsten Punkt der Anlage installiert wird. In einem Privathaus befindet sich das Gerät in einem Keller, in einer Wohnung - in einer Nische. Je höher das Niveau der Batterien über dem Niveau des Boilers liegt, desto mehr Druck bildet sich kaltes Wasser und desto aktiver verdrängt es heißes Wasser.
Um den Umlaufdruck zu verbessern, werden Batterien mit möglichst großer Arbeitsfläche gewählt. Je besser das Kühlmittel Wärme abgibt und je kälter das Wasser in den Kessel gelangt, desto besser funktioniert die Heizung.
Das Prinzip des Bauens einer Heizungsanlage mit Naturumlauf
Die Hauptparameter der natürlichen Zirkulationsheizung sind die Zirkulationshöhe und der hydrostatische Widerstand. Der erste Indikator wird wie folgt berechnet:
P = h (p0-p1) = m (kg / m3-kg / m3) = kg / m2 = mm Hgwo:
- P - Druck im System;
- ha - der Höhenunterschied zwischen der Mitte der untersten Batterie und der Mitte des Kessels;
- p0 - Dichte der erhitzten Flüssigkeit;
- p1Ist die Dichte von kaltem Wasser.
Je größer der Höhenunterschied, desto höher der Druckabfall. Der Indikator hat jedoch eine Einschränkung - nicht mehr als 3 m.
Es ist fast unmöglich, den Wert des zweiten Faktors - des hydraulischen Widerstands - zu berechnen. Das Modell, das es beschreibt, ist äußerst komplex und enthält viele Variablen. Hier beschränken wir uns auf ungefähre Berechnungen.
Um die Effizienz des Systems zu verbessern, werden die Empfehlungen befolgt:
- Es werden Rohre mit dem größtmöglichen Durchmesser gewählt. In diesem Fall nimmt die Durchflussmenge leicht ab, dafür fällt der Widerstand stärker.
- Installieren Sie so wenige Ventile wie möglich. Stellen Sie sicher, dass der Rundkurs ein Minimum an Kurven und Engstellen enthält.
- Am unteren Anschluss müssen die Heizkörper mit Mayevsky-Hähnen versorgt werden, um überschüssige Luft abzulassen.
- Für den Verteiler wird ein Metallrohr verwendet, da es wichtig ist, eine maximale Erwärmung zu erreichen, um einen Druckabfall zu erzeugen. Die den Batterien dienenden Rohre können aus Polypropylen bestehen.
Die richtige Wärmedämmung verbessert die Heizleistung. Isolieren Sie Beschleunigungssammler, Vor- und Rücklaufleitungen, wenn sie durch unbeheizte Räume führen.
