Er worden verschillende verwarmingsschema's gebruikt om een aangename temperatuur in huis te creëren. Het voorzien van een geforceerde circulatie van de koelvloeistof is effectief, maar niet altijd mogelijk. Als er in een landhuis (zomerwoning) stroomuitval of geen elektriciteit kan zijn, is een andere regeling de beste optie. Een zelfontworpen en zelfgeïnstalleerd zwaartekrachtverwarmingssysteem van het gesloten type zal zijn functies vervullen zonder een pomp en andere elektrische apparatuur te installeren.
Kenmerken van het zwaartekrachtverwarmingssysteem
Het werkingsprincipe is gebaseerd op de eigenschap van water om uit te zetten bij toenemende temperatuur. Het creëren van een drukverschil in een gesloten kringloop van leidingen is de basis voor vloeistofcirculatie. Dankzij dit effect kreeg het gesloten zwaartekrachtverwarmingssysteem een andere naam - zwaartekracht.
Structureel moet het uit de volgende elementen bestaan:
- Boiler... Een apparaat dat is ontworpen om de energie van het verbranden van brandstof (hout, steenkool, gas, enz.) over te dragen naar een warmtedrager (water, antivries). Bij een zwaartekracht gesloten verwarmingssysteem wordt dit gedaan met behulp van een warmtewisselaar die zo dicht mogelijk bij de verbrandingskamer in de ketel is geplaatst;
- pijpleidingen... Noodzakelijk voor het transport van verwarmde vloeistof van de warmtewisselaar naar verwarmingstoestellen;
- radiatoren... Ze zijn de belangrijkste warmtebron in de kamer. Hun grote oppervlak zorgt voor maximale warmte-uitwisseling tussen verwarmd water en lucht in de kamer;
- Controle- en veiligheidsinrichtingen... Deze omvatten een expansievat, een zwaartekrachtklep voor verwarming, kleppen en smoorkleppen.
Tijdens het opwarmen van het water in de warmtewisselaar zet het uit, waardoor overdruk ontstaat. De koude warmtedrager uit de retourleiding heeft op zijn beurt een hogere dichtheid en begint de vloeistof met een hoge temperatuur te verplaatsen. Als gevolg hiervan vindt circulatie plaats.
Een van de belangrijkste elementen van het systeem is het boosterverdeelstuk - een verticale aftakleiding die is aangesloten op de ketel. Als een zwaartekrachtverwarmingssysteem met uw eigen handen wordt gemaakt, moet hij speciale aandacht besteden - van het materiaal voor de vervaardiging van buizen en eindigend met hun diameter.
Hoe groter het volume van het boost-spruitstuk, hoe hoger de snelheid van de koelvloeistof. Om dit te doen, moet u de optimale doorsnede en hoogte berekenen.
Het zwaartekrachtverwarmingssysteem van een huis met twee verdiepingen moet zo zijn ontworpen dat het koelmiddel zo gelijkmatig mogelijk over meerdere circuits kan worden verdeeld.
Gedetailleerde systeembeschrijving:
Tijdens het verwarmen van water zal een deel ervan onvermijdelijk verdampen in de vorm van stoom. Voor tijdige verwijdering is een expansievat helemaal bovenaan het systeem geïnstalleerd. Het heeft 2 functies - overtollige stoom wordt verwijderd via het bovenste gat en het verlies aan vloeistofvolume wordt automatisch gecompenseerd. Dit schema wordt open genoemd.
Het heeft echter één belangrijk nadeel: de relatief snelle verdamping van water. Daarom geven ze er voor grote vertakte systemen de voorkeur aan om met hun eigen handen een zwaartekrachtverwarmingssysteem van het gesloten type te maken. De belangrijkste verschillen tussen het schema zijn als volgt.
- In plaats van een open expansievat is op het hoogste punt van de leiding een automatische ontluchter geplaatst. Een zwaartekrachtverwarmingssysteem van het gesloten type, tijdens het verwarmen van het koelmiddel, produceert een grote hoeveelheid zuurstof uit water, dat, naast overdruk, een bron is van roesten van metalen elementen. Voor het tijdig afvoeren van stoom met een hoog zuurstofgehalte is een automatische ontluchter geïnstalleerd;
- Om de druk van de reeds gekoelde koelvloeistof te compenseren, wordt voor de inlaatkop van de ketel een membraanexpansievat van een gesloten type gemonteerd. Als de zwaartekracht in het verwarmingssysteem de toegestane norm overschrijdt, compenseert het elastische membraan dit door het totale volume te vergroten.
Anders kunt u zich bij het ontwerpen en installeren van een zwaartekrachtverwarmingssysteem alleen met uw eigen handen houden aan de gebruikelijke regels en aanbevelingen.
Zwaartekrachtverwarmingsschema's voor een huis met één verdieping en twee verdiepingen
Als het de bedoeling is dat zwaartekrachtverwarming onder druk wordt geïnstalleerd in een huis met één verdieping, kunt u het eenpijpsschema "Leningrad" gebruiken.
Een kenmerk van dit schema is één pijp waarop meerdere verwarmingsapparaten parallel zijn aangesloten. Dit leidt echter tot een ongelijkmatige warmteverdeling - hoe verder de radiator van de ketel is, hoe lager de temperatuur van het water dat erin komt. Om dit probleem op te lossen, kunt u het zwaartekrachtverwarmingssysteem van het gesloten type upgraden:
- Installatie van kleppen. Met zijn hulp kunt u het volume van de koelvloeistof verminderen voor verwarmingsapparaten die zich dichter bij de ketel bevinden. Zo zal de warmteafgifte van energie in de eerste secties van het systeem afnemen;
- Verhoog het aantal radiatorsecties met de afstand tot de ketel;
- Installeer leidingen met een grotere diameter op het punt waar de aftakleidingen op de verwarmingstoestellen worden aangesloten. Dit zal de zwaartekracht van het verwarmingssysteem in dit gebied verminderen, wat de snelheid van de watercirculatie in de radiator zal verminderen.
Dit schema is acceptabel voor een kleine lengte van de snelweg. Het wordt echter niet aanbevolen om het te installeren voor een huis met twee verdiepingen. In dit geval is een tweepijps vertakt zwaartekrachtverwarmingssysteem vereist, waarvan de berekening voor afzonderlijke secties wordt uitgevoerd.
Zijn eigenaardigheid ligt in het feit dat afzonderlijke circuits naar de centrale pijp leiden die zich in het bovenste deel van de lijn bevindt. Verwarmingsapparaten zijn op elk van hen aangesloten. Het is belangrijk dat ze even lang zijn. Anders zal alle vloeistof het gebied met de minste weerstand binnenstromen - in een kortsluiting.
Om de beweging van het koelmiddel naar de uitlaat van de ketel te voorkomen, is een zwaartekrachtterugslagklep geïnstalleerd voor verwarming. Dit is een onmisbaar element voor het zwaartekrachtverwarmingssysteem van een huis met twee verdiepingen.
Berekening van het zwaartekrachtverwarmingssysteem
Voordat u doorgaat met de installatie van leidingen en verwarmingsapparaten, moeten de parameters van het hele systeem worden berekend. Hiervoor worden hydraulische eigenschappen berekend, die vervolgens van invloed zijn op de selectie van de optimale pijpleidingdiameter. Voordat u een zwaartekrachtverwarmingssysteem berekent, moet u de basisparameters kennen. Ze zijn nodig om de werkelijke waarde van de circulatiekop (Рц) te berekenen:
- Afstand van het hart van de ketel tot het hart van de kachel (h). Hoe groter het is, hoe beter de vloeistofcirculatie zal zijn. Daarom wordt het aanbevolen om bij het installeren van een zwaartekrachtverwarmingssysteem met uw eigen handen de ketel op het laagste punt van het huis te monteren - de kelder;
- Circulatiedruk van het verwarmde (Pr) en gekoelde (Po) koelmiddel.
Ongeacht of het zwaartekrachtverwarmingssysteem wordt berekend voor huizen met twee verdiepingen of met één verdieping, de waarde van de laatste parameters hangt rechtstreeks af van het verschil in watertemperatuur. Deze gegevens kunnen worden ontleend aan tabelgegevens.
Bijvoorbeeld, met een waarde van h-4 m en een temperatuurverschil van 20 ° (80/60), zal zwaartekrachtverwarming een druk hebben van 4 * 112 = 448 Pa. Voor verdere berekeningen wordt aanbevolen om gespecialiseerde softwaresystemen te gebruiken die rekening houden met alle parameters van een zwaartekrachtverwarmingssysteem van het gesloten type.
Vaak moet de diameter van de leiding die is aangesloten op de uitlaat van de ketel DN 40 of DN 50 zijn. Dit zorgt voor minimale verliezen door wrijving van water tegen de leidingwanden.
Een ander kenmerk is het verschil in koelvloeistoftemperaturen. Hoe groter het is, hoe hoger de circulatiedruk. Daarom is het, naast de uniforme verdeling van warmte over de verwarmingsapparaten, tijdens het ontwerp van het zwaartekrachtverwarmingssysteem noodzakelijk om onafhankelijk de minimumtemperatuur van de vloeistof te waarborgen voordat deze de warmtewisselaar van de ketel binnengaat.
Selectie van componenten en fabricagemateriaal
Na de komst van polymeerbuizen werd het zwaartekrachtverwarmingssysteem van polypropyleen (PP) erg populair. Dit materiaal is gemakkelijk te verwerken; er is een minimum aan apparatuur nodig om afzonderlijke secties te verbinden.
Niet elk type van deze buizen is echter bedoeld voor installatie als verwarmingselement. Overweeg de belangrijkste selectiecriteria:
- De aanwezigheid van een versterkende laag... Het zwaartekracht-polypropyleen verwarmingssysteem kan worden beïnvloed door hoge temperaturen - tot 95 ° C. Om de oorspronkelijke vorm van de buis te behouden, is een verstijver nodig, dit is een laag folie of glasvezel;
- Wanddikte... In een zwaartekrachtverwarmingssysteem met een gesloten expansievat kan hoge druk ontstaan. Om schade aan de pijpleiding te voorkomen, moeten polypropyleenpijpen PN20 of hoger zijn. De dikte van hun muren hangt af van de diameter.
Deze leiding kan worden gebruikt om een boosterverdeelstuk uit te rusten. Om het temperatuurverschil te bereiken, wordt echter aanbevolen om de retourleiding van staal te maken. Naast het verlagen van de temperatuur van het koelmiddel voordat het de ketel ingaat, helpt dit materiaal de hydraulische weerstand te verminderen.
Installatie-aanbevelingen
Na het voltooien van de berekening voor een zwaartekrachtverwarmingssysteem gemaakt van polypropyleen of stalen buizen, kunt u beginnen met het installeren ervan. Om een optimale efficiëntie te bereiken, raden experts aan om kleine maar belangrijke wijzigingen aan te brengen in het standaardschema:
- Helling van snelwegen... De optimale zwaartekracht voor het verwarmingssysteem kan worden bereikt door de helling van de leidingen na de ontluchter en op de retourleiding na de laatste verwarmingsinrichting;
- Installatie van een circulatiepomp op de bypass... Het zal helpen om de traagheid van het systeem te verminderen. De verwarmingstijd van het verwarmingsmiddel kan erg lang zijn, zodat de pomp de snelheid van zijn voortgang langs de lijn kan verhogen totdat het vereiste temperatuurregime is bereikt;
- Minimale keerpunten in de pijplijn... Ze creëren onnodige hydraulische weerstand, wat de afname van de snelheid van waterbeweging beïnvloedt;
- Installatie van beschermende elementen... Door een terugslagklep voor zwaartekrachtverwarming te installeren, is het mogelijk om watercirculatie in de verkeerde richting te voorkomen. Dit is vooral nodig voor een systeem met toprouting en meerdere circuits.
De belangrijkste componenten van een goed uitgevoerde zwaartekrachtverwarming onder druk zijn professioneel berekende voorcalculaties, selectie van de juiste materialen en het naleven van installatietechniek. Dit maakt het mogelijk om een effectief systeem te creëren voor het handhaven van een comfortabele temperatuur in huis.
Tips voor het plaatsen en gebruiken van een zwaartekrachtklep voor verwarming bij het installeren van een warme vloer, extra elementen, zijn te zien in de video:
