Aby stworzyć komfortową temperaturę w domu, stosuje się różne schematy ogrzewania. Zapewnienie wymuszonej cyrkulacji chłodziwa jest skuteczne, ale nie zawsze możliwe. Jeśli w wiejskim domu (rezydencja letnia) mogą wystąpić przerwy w dostawie prądu lub brak prądu, najlepszym rozwiązaniem będzie inny program. Zaprojektowany i samodzielnie zmontowany system ogrzewania grawitacyjnego typu zamkniętego będzie spełniał swoje funkcje bez instalowania pompy i innych urządzeń elektrycznych.
Cechy grawitacyjnego systemu grzewczego
Zasada działania opiera się na właściwości wody do rozszerzania się wraz ze wzrostem temperatury. Wytworzenie różnicy ciśnień w zamkniętej pętli rur jest podstawą cyrkulacji płynu. Dzięki temu efektowi grawitacyjny zamknięty system grzewczy otrzymał inną nazwę - grawitacja.
Strukturalnie powinien składać się z następujących elementów:
- Bojler... Urządzenie przeznaczone do przenoszenia energii palącego się paliwa (drewna, węgla, gazu itp.) do nośnika ciepła (woda, płyn niezamarzający). W grawitacyjnym zamkniętym systemie grzewczym odbywa się to za pomocą wymiennika ciepła umieszczonego jak najbliżej komory spalania w kotle;
- Rurociągi... Niezbędne do transportu ogrzanej cieczy z wymiennika ciepła do urządzeń grzewczych;
- Grzejniki... Są głównym źródłem ciepła w pomieszczeniu. Ich duża powierzchnia zapewnia maksymalną wymianę ciepła pomiędzy ogrzewaną wodą a powietrzem w pomieszczeniu;
- Urządzenia sterujące i zabezpieczające... Należą do nich naczynie wzbiorcze, zawór grawitacyjny do ogrzewania, zawory i przepustnice.
Podczas podgrzewania wody w wymienniku ciepła rozszerza się, co powoduje powstanie nadciśnienia. Z kolei zimny nośnik ciepła z rury powrotnej ma większą gęstość i zaczyna wypierać ciecz o wysokiej temperaturze. W rezultacie następuje krążenie.
Jednym z głównych elementów systemu jest kolektor wspomagający - pionowa rura odgałęziona połączona z kotłem. Jeśli wykonany jest system ogrzewania grawitacyjnego zrób to sam, musi zwrócić szczególną uwagę - zaczynając od materiału, z którego wykonane są rury, a kończąc na ich średnicy.
Im większa objętość kolektora doładowania, tym wyższa prędkość chłodziwa. Aby to zrobić, musisz obliczyć jego optymalny przekrój i wysokość.
Grawitacyjny system ogrzewania dwupiętrowego domu powinien być zaprojektowany w taki sposób, aby chłodziwo mogło być rozprowadzane możliwie równomiernie na kilka obwodów.
Szczegółowy opis systemu
W procesie podgrzewania wody część z nich nieuchronnie wyparuje w postaci pary. W celu szybkiego usunięcia na samej górze systemu zainstalowany jest zbiornik wyrównawczy. Pełni 2 funkcje - nadmiar pary odprowadzany jest przez górny otwór, a ubytek objętości cieczy jest automatycznie kompensowany. Ten schemat nazywa się otwartym.
Ma jednak jedną istotną wadę – stosunkowo szybkie parowanie wody. Dlatego w przypadku dużych rozgałęzionych systemów wolą własnoręcznie wykonać grawitacyjny system ogrzewania typu zamkniętego. Główne różnice między jego schematem są następujące.
- Zamiast otwartego zbiornika wyrównawczego w najwyższym punkcie rurociągu zainstalowany jest automatyczny odpowietrznik. System ogrzewania grawitacyjnego typu zamkniętego, w procesie nagrzewania chłodziwa, wytwarza z wody dużą ilość tlenu, który oprócz nadciśnienia jest źródłem rdzewienia elementów metalowych. W celu szybkiego usunięcia pary o wysokiej zawartości tlenu zainstalowany jest automatyczny odpowietrznik;
- Aby zrekompensować ciśnienie już schłodzonego chłodziwa, przed kolektorem wlotowym kotła zamontowany jest membranowy zbiornik wyrównawczy typu zamkniętego. Jeśli ciśnienie grawitacyjne w systemie grzewczym przekracza dopuszczalną normę, elastyczna membrana kompensuje to, zwiększając całkowitą objętość.
W przeciwnym razie, projektując i instalując grawitacyjny system grzewczy tylko własnymi rękami, możesz przestrzegać zwykłych zasad i zaleceń.
Schematy ogrzewania grawitacyjnego dla domu parterowego i piętrowego
Jeśli planuje się, że ogrzewanie grawitacyjne pod ciśnieniem zostanie zainstalowane w parterowym domu, możesz skorzystać z jednorurowego schematu „Leningrad”.
Cechą tego schematu jest jedna rura, do której równolegle podłączonych jest kilka urządzeń grzewczych. Prowadzi to jednak do nierównomiernego rozprowadzania ciepła – im dalej grzejnik znajduje się od kotła, tym niższa temperatura wpływającej do niego wody. Aby rozwiązać ten problem, możesz zmodernizować system ogrzewania grawitacyjnego typu zamkniętego:
- Montaż zaworów. Za jego pomocą możesz zmniejszyć objętość chłodziwa do urządzeń grzewczych znajdujących się bliżej kotła. W ten sposób zmniejszy się moc cieplna energii w pierwszych sekcjach systemu;
- Zwiększ liczbę sekcji grzejników wraz z odległością od kotła;
- Zainstalować rury o większej średnicy w miejscu, w którym rury odgałęzione są połączone z urządzeniami grzewczymi. Zmniejszy to ciśnienie grawitacyjne systemu grzewczego w tym obszarze, co zmniejszy prędkość cyrkulacji wody w grzejniku.
Ten schemat jest akceptowalny dla niewielkiej długości autostrady. Nie zaleca się jednak instalowania go w dwupiętrowym domu. W takim przypadku wymagany będzie dwururowy rozgałęziony system ogrzewania grawitacyjnego, dla którego obliczenia są wykonywane na osobnych sekcjach.
Jego osobliwość polega na tym, że oddzielne obwody prowadzą do centralnej rury znajdującej się w górnej części linii. Do każdego z nich podłączone są urządzenia grzewcze. Ważne, aby były tej samej długości. W przeciwnym razie cała ciecz wpadnie w obszar najmniejszego oporu - w zwarcie.
Aby zapobiec ruchowi chłodziwa do wylotu kotła, do ogrzewania zainstalowano grawitacyjny zawór zwrotny. Jest to niezbędny element grawitacyjnego systemu ogrzewania dwupiętrowego domu.
Obliczanie grawitacyjnego systemu grzewczego
Przed przystąpieniem do montażu rur i urządzeń grzewczych konieczne jest obliczenie parametrów całego systemu. W tym celu obliczane są charakterystyki hydrauliczne, które następnie wpłyną na wybór optymalnej średnicy rurociągu. Przed obliczeniem grawitacyjnego systemu grzewczego musisz znać podstawowe parametry. Będą musieli obliczyć rzeczywistą wartość głowicy cyrkulacyjnej (Рц):
- Odległość od środka kotła do środka grzałki (h). Im jest większy, tym lepszy będzie krążenie płynów. Dlatego przy instalacji grawitacyjnego systemu grzewczego własnymi rękami zaleca się zamontowanie kotła w najniższym punkcie domu - piwnicy;
- Ciśnienie obiegu chłodziwa ogrzanego (Pr) i schłodzonego (Po).
Niezależnie od tego, czy grawitacyjny system grzewczy jest liczony dla domów parterowych czy parterowych, wartość tych ostatnich parametrów bezpośrednio zależy od różnicy temperatur wody. Dane te można pobrać z danych tabelarycznych.
Na przykład przy wartości h-4 mi różnicy temperatur 20 ° (80/60) ogrzewanie grawitacyjne będzie miało ciśnienie 4 * 112 = 448 Pa. Do dalszych obliczeń zaleca się stosowanie specjalistycznych systemów oprogramowania, które uwzględniają wszystkie parametry grawitacyjnego systemu grzewczego typu zamkniętego.
Często średnica rury podłączonej do wylotu kotła musi wynosić DN 40 lub DN 50. Zapewni to minimalne straty wynikające z tarcia wody o ścianki rury.
Kolejną cechą jest różnica temperatur chłodziwa. Im jest większy, tym wyższe ciśnienie w obiegu. Dlatego oprócz równomiernego rozprowadzania ciepła pomiędzy urządzeniami grzewczymi, podczas projektowania grawitacyjnego systemu grzewczego konieczne jest samodzielne zapewnienie minimalnej temperatury cieczy przed wejściem do wymiennika ciepła kotła.
Dobór komponentów i materiałów do produkcji
Po pojawieniu się rur polimerowych, grawitacyjny system grzewczy wykonany z polipropylenu (PP) stał się bardzo popularny. Ten materiał jest łatwy w obróbce, do połączenia poszczególnych sekcji wymagany jest minimalny sprzęt.
Jednak nie każdy rodzaj tych rur jest przeznaczony do montażu jako element grzejny. Rozważ główne kryteria wyboru:
- Obecność warstwy wzmacniającej... Na system ogrzewania grawitacyjnego z polipropylenu mogą mieć wpływ wysokie temperatury - do 95°C. Aby zachować oryginalny kształt rury, wymagany jest usztywniacz, który jest warstwą folii lub włókna szklanego;
- grubość ściany... W grawitacyjnym systemie grzewczym z zamkniętym naczyniem wzbiorczym może powstać wysokie ciśnienie. Aby uniknąć uszkodzenia rurociągu, rury polipropylenowe muszą być PN20 lub wyższe. Grubość ich ścian zależy od średnicy.
Ta rura może być używana do wyposażenia kolektora wspomagającego. Jednak dla uzyskania różnicy temperatur zaleca się wykonanie przewodu powrotnego ze stali. Oprócz obniżenia temperatury chłodziwa przed wejściem do kotła, materiał ten pomaga zmniejszyć opór hydrauliczny.
Zalecenia instalacyjne
Po wykonaniu obliczeń dla grawitacyjnego systemu grzewczego wykonanego z rur polipropylenowych lub stalowych, możesz rozpocząć jego instalację. Aby osiągnąć optymalną wydajność, eksperci zalecają wprowadzanie małych, ale ważnych zmian w standardowym schemacie:
- Nachylenie autostrad... Optymalne ciśnienie grawitacyjne dla systemu grzewczego można osiągnąć poprzez nachylenie rur za odpowietrznikiem i na rurze powrotnej za ostatnim urządzeniem grzewczym;
- Montaż pompy obiegowej na obejściu... Pomoże to zmniejszyć bezwładność systemu. Czas podgrzewania chłodziwa może być bardzo długi, więc pompa może zwiększać prędkość ruchu wzdłuż linii, aż do osiągnięcia pożądanego reżimu temperatury;
- Minimalne punkty zwrotne w rurociągu... Tworzą niepotrzebny opór hydrauliczny, który wpływa na zmniejszenie prędkości ruchu wody;
- Montaż elementów ochronnych... Instalując zawór zwrotny do ogrzewania grawitacyjnego, można uniknąć cyrkulacji wody w niewłaściwym kierunku. Jest to szczególnie konieczne w przypadku systemu z górnym routingiem i wieloma obwodami.
Głównymi elementami prawidłowo wykonanego ogrzewania grawitacyjnego pod ciśnieniem są profesjonalnie obliczone wstępne obliczenia, dobór odpowiednich materiałów oraz przestrzeganie technologii montażu. Umożliwi to stworzenie skutecznego systemu utrzymania komfortowej temperatury w domu.
Wskazówki dotyczące aranżacji i używania zaworu grawitacyjnego do ogrzewania podczas instalowania ciepłej podłogi, dodatkowych elementów, można zobaczyć na filmie:
