I små privata hus och lägenheter värms oberoende av el. För små städer och byar är en typisk situation när en transformatorstation av olika anledningar går sönder, ledningar skadas och så vidare. Det naturliga cirkulationsvärmesystemet innehåller ingen modul som kan drivas av elnätet.
Funktioner i det naturliga cirkulationsvärmesystemet
Varje uppvärmningsschema innehåller flera obligatoriska element:
- Pannan som värmer vatten - gas, trä, torv. En förutsättning är piezo-antändning, annars är det omöjligt att starta enheten utan elektricitet.
- Tillförselledningen levererar uppvärmt vatten till radiatorerna. Rören placeras med en viss lutning - 0,5-1 cm per 1 m, så att vattnet kan röra sig genom tyngdkraften. "Varma" vattenledningar placeras med en lutning mot radiatorerna.
- Värmeenheter - batterier av alla slag. Huvudöverföringen av värme sker genom dem.
- Returledning - genom den återgår det kylda kylmediet till pannan. "Kalla" rör installeras med en lutning på 0,5-1 cm per 1 m mot pannan.
- Expansionstank - placerad på systemets högsta punkt. När vattnet värms upp expanderar det. Tanken kompenserar för detta överskott.
Systemet fungerar så här: vattnet värms upp i pannan, expanderar, dess densitet minskar och vätskan stiger längs den centrala stigaren. Expansionstanken fylls för att utjämna trycket mellan kallt och varmt vatten. Därefter, uppifrån, går vattnet ner genom tillförselsledningen till varje batteri, där det kyls och avger värme till luft och ytor. Den kylda vätskan rör sig genom returledningarna till pannan. Eftersom densiteten hos det kylda vattnet är lägre och återgår till pannan, pressar det ut den mindre täta uppvärmda vätskan och tvingar den att stiga.
Förutom tryckkompensationsfunktionen har expansionstanken också en annan roll. Luft kommer in i rören tillsammans med vatten. När det ackumuleras uppstår ett luftlås som inte tillåter kylvätskan att röra sig genom rören. I konvektiva system stiger emellertid luftbubblor in i expansionstanken på grund av den sluttande rörledningen. Eftersom den här enheten är öppen och i kontakt med luft, lämnar bubblor systemet.
Designen är enkel men kräver mycket exakta beräkningar. Vatten som rör sig genom röret skapar friktion, saktar ner och avger värme snabbare. När du ändrar riktning - svängar, grenar, kanaler i batterier - ökar friktionen. Om du inte tar hänsyn till vattenmotståndet i beräkningarna fungerar inte systemet.
Konvektiv uppvärmning fungerar bra i små områden. Således kan du bränna ett en- eller två våningar privat hus eller lägenhet. För en byggnad med 9 våningar är detta alternativ inte lämpligt.
Systemfördelar och nackdelar
Naturlig cirkulation ger värmesystemet följande fördelar:
- Den största fördelen är oberoende från el. Konvektiv uppvärmning fungerar under alla förhållanden.
- Med korrekt installation och underhåll fungerar tyngdkraftsversionen i mer än 30 år.
- Installationen är mycket enkel, förebyggande inspektion och reparation är inte heller svårt.
- Hög termisk tröghet - en stor volym vatten cirkulerar här. Det svalnar långsammare och avger värme längre.
- Uppvärmning av vattenkonvektion är tyst: det finns inga elektriska pumpar som genererar buller.
- Energiförbrukningen är minimal. Detta gäller dock om rören och byggnaden är väl isolerade.
- Lägsta kostnad för själva systemet och installation.
Det är inte svårt att integrera en pump i cirkulationskretsen. Detta kan göras under installationen eller senare. När det finns el fungerar värmen i tvångscirkulationsläge och i frånvaro växlar den automatiskt till läget för naturlig vattenrörelse.
Tyngdkraftsversionen har betydande nackdelar, vilket märkbart begränsar tillämpningen:
- Systemet serverar endast små stugor med en våning eller två våningar.
- För att minska hydrauliskt motstånd används rör med den största tillåtna diametern. Detta gör installationen svår och kostnaden för vattenledningar med stor diameter är högre.
- Det rekommenderas att endast använda stålrör. Det är tillåtet att använda polypropen. Andra icke-metalliska modeller är förbjudna.
- Det är inte möjligt att justera temperaturen i varje rum manuellt eller automatiskt.
- Indirekta värmepannor kan inte ingå i systemet, vilket ökar kostnaden för att få varmvatten.
- Det är omöjligt att utrusta ett varmt golv.
Driften av konvektiv uppvärmning påverkas avsevärt av förträngningar. Du kan inte använda metallplaströr, eftersom de är anslutna till beslag, vars diameter är mindre.
Typer av värmesystem
Värmekretsen kan innehålla 1 eller flera kretsar av olika längd, med olika radiatorer. Vilket alternativ som helst är dock en modifiering av endast två modeller - en-rör eller två-rör.
Enkelt rör
Enheten är så enkel som möjligt. Samma rör levererar i sin tur kylvätskan till varje kylare och återgår till pannan. Det billigaste alternativet och det mest problemfria är att bara värma med rör utan radiatorer. Om batterier ingår i kretsen bör det finnas ett minimum av rör och ventiler.
Vatten, som hela tiden flyttar till den sista kylaren, kyler mer och mer. Denna funktion tas med i beräkningen av antalet sektioner.
Det finns två scheman med en rörversion:
- Med den övre anslutningen - kommer vatten in i batteriet uppifrån genom det övre grenröret, ut genom det nedre. Systemets effektivitet är maximal för uppvärmning av varmvatten.
- Med en bottenanslutning - kommer kylvätskan in i kylaren från botten och går ut genom det nedre grenröret. Vägen för passage av vatten ökar, så systemets värmeöverföring blir märkbart lägre. Radiatorer med ett stort antal sektioner får inte installeras här. Trots den lägre effektiviteten föredrar han dock att installera ett sådant system i lägenheter, eftersom det är mer estetiskt.
Den klassiska versionen kan uppgraderas genom att installera en bypass - grenar med en trevägsventil och grenar med ventiler. Med deras hjälp kan du reglera vattentillförseln till en annan kylare och stänga av den vid behov.
Tvårörssystem
Versionen med returrör kallas en tvårörsversion. Varmt vatten tillförs kylaren under ett rör och kylt vatten släpps ut från varje värmeenhet genom returledningen. Systemet är mycket effektivare: varje kylare får nästan samma mängd värme. Uppvärmningsgraden kan justeras på varje batteri, uteslut vid behov det från värmekretsen. Ett stort plus är en enklare beräkning av parametrarna för rörledningen och batterierna.
Både topp- och bottenanslutningar görs:
- I det första fallet är rören placerade ovanför radiatorerna.
- I det andra placeras tilloppsröret under batteriet. Detta alternativ är mer estetiskt tilltalande, men tryckfallet är för lågt, så schemat används mycket sällan.
Beräkningarna tar hänsyn till vattendräneringsriktningen. Om den sammanfaller med den heta vätskans riktning, ett passeringsschema, är cyklernas längd lika. I det här fallet värms radiatorerna upp på samma sätt. Om en återvändsgränd används rör sig kallt och varmt vatten i olika riktningar, de batterier som har en kortare cykel värms upp snabbare.
Hur ser det cirkulerande huvudet ut?
Rörelsen av vatten vid konvektionsuppvärmning ger bara en skillnad i densiteten för varmt och kallt vatten. Vid uppvärmning minskar kylvätskans densitet och den stiger; när den kyls ökar den och den förskjuter en varmare vätska. Ju större skillnad i det hydrostatiska trycket i kall- och varmvattenpelaren, desto högre cirkulationshuvud, desto bättre fungerar uppvärmningen.
Huvuduppgiften i systemets organisation är att uppnå maximalt tryckfall.
- Ett obligatoriskt element i kretsen är accelerationsgrenröret eller huvudsteget. Det är ett vertikalt rör som stiger från värmeväxlaren till toppen av systemet. Här är en expansionsbehållare monterad - ett öppet eller stängt membran med luftventil för luftavlägsnande.
- Huvudsteget måste ha en maximal temperatur, så kollektorn är isolerad. Höjden är högst 10 m. Helst kommer stigaren inte i kontakt med returrören.
- För att skapa ett tillräckligt tryckfall måste en stor kolonn kall vätska skapas. Detta uppnås genom att installera pannan vid systemets lägsta punkt. I ett privat hus placeras enheten i en källare, i en lägenhet - i ett urtag. Ju högre batterinivån är över pannans nivå, desto mer tryck bildas kallt vatten och desto mer aktivt förskjuter det varmt vatten.
För att förbättra cirkulationstrycket väljs batterier med största möjliga arbetsyta. Ju bättre kylvätskan avger värme och ju kallare vattnet kommer in i pannan, desto bättre fungerar värmen.
Principen att bygga ett värmesystem med naturlig cirkulation
De viktigaste parametrarna för naturlig cirkulationsuppvärmning är cirkulationshuvud och hydrostatiskt motstånd. Den första indikatorn beräknas enligt följande:
P = h (p0-p1) = m (kg / m3-kg / m3) = kg / m2 = mm Hgvar:
- P - tryck i systemet;
- h - höjdskillnaden mellan det lägsta batteriets centrum och pannans mitt;
- p0 - densitet av den uppvärmda vätskan;
- p1Är densiteten hos kallt vatten.
Ju större höjdskillnad, desto högre tryckfall. Indikatorn har dock en begränsning - högst 3 m.
Det är nästan omöjligt att beräkna värdet på den andra faktorn - hydrauliskt motstånd. Modellen som beskriver den är extremt komplex och innehåller många variabler. Här är vi begränsade till ungefärliga beräkningar.
För att förbättra systemets effektivitet följs rekommendationerna:
- Rör med största möjliga diameter väljs. I det här fallet minskar flödeshastigheten något, men motståndet faller starkare.
- Installera så få ventiler som möjligt. Se till att kretsen innehåller ett minimum av varv och förträngningar.
- Med bottenanslutningen måste radiatorerna förses med Mayevsky-kranar för att avlufta överflödig luft.
- Ett metallrör används till grenröret, eftersom det är viktigt att uppnå maximal uppvärmning för att skapa ett tryckfall. Rören för batterierna kan vara gjorda av polypropen.
Korrekt värmeisolering förbättrar värmeprestanda. Isolera accelerationsuppsamlaren, försörjnings- och returledningarna om de passerar genom ouppvärmda rum.
