Varmesystem med naturlig sirkulasjon: enhetsregler + analyse av typiske ordninger

For et enetasjes hus

Den enkleste enkeltrørsoppvarmingsordningen, som har blitt brukt av utviklere i mer enn et halvt århundre, er Leningradka.

Figuren viser en skisse av en modernisert versjon av Leningradka, med en diagonal tilkobling av radiatorer. Figuren viser følgende elementer (fra venstre til høyre):

• Varmeinstallasjon. Kjeler som opererer på fast brensel, gass (naturlig eller flytende) og elektrisitet er egnet for implementering av denne CO. Teoretisk sett er flytende brenselkjeler også egnet, men problemet med å lagre drivstoff i et privat hus oppstår.
• Sikkerhetsgruppe, som består av en sprengningsventil innstilt på et bestemt trykk i systemet, en automatisk lufteventil og en trykkmåler.
• Radiatorer koblet til systemet gjennom stengekuleventiler.Nålebalanseringsventiler er installert i jumperen mellom innløpet og utløpet til hver radiator.
• En membranekspansjonstank er installert på returgrenen til rørledningen for å kompensere for den termiske utvidelsen av kjølevæsken.
• En sirkulasjonspumpe som skaper en tvungen bevegelse av kjølevæsken gjennom CO.

Nå om det som ennå ikke er angitt på denne skissen, men er et uunnværlig element for pålitelig drift av denne kretsen. Bare pumpen ble nevnt ovenfor, men rørene ble ikke angitt, som inkluderer tre kuleavstengningsventiler, mellom hvilke et grovfilter og en pumpe er installert. Ganske ofte er en pumpegruppe med et rør koblet til CO gjennom en jumper, og danner derved en bypass.

Ofte spør utviklere om de trenger det bypass i et ettrørs varmesystem? Saken er at denne CO-ordningen er selvforsynt og effektiv. Men i tilfelle strømbrudd vil sirkulasjonspumpen stoppe og bevegelsen til kjølevæsken stopper. En bypass er valgfri, men det er bedre å bygge den for å bytte fra tvungen til naturlig sirkulasjon av kjølevæsken i nødstilfeller.

Når det gjelder rørledningen: siden temperaturen ved utløpet av kjelen kan nå 80 ° C, anbefales det å bruke forsterkede polypropylenrør med den nødvendige diameteren for Leningradka-kretsen. Hvorfor forsterket? Saken er at polymerrør er ganske billige og praktiske, de er enkle å installere og de har en liten masse. Men polymerrør endrer lengde når de varmes opp. Forsterket polymer lider ikke av en slik "sykdom".

Tips: til tross for at denne versjonen av CO gir en automatisk luftventil, er det tilfeller av lufting av kretsen. For å løse dette problemet anbefales det å bruke Mayevsky kraner på radiatorer.

Skjemaer for lukkede systemer

Følgende typer ledninger brukes til oppvarming av land- og landhus:

1. Enkelt rør. Alle radiatorer er koblet til en enkelt linje som går rundt omkretsen av rommet eller bygningen. Siden den varme og avkjølte kjølevæsken beveger seg langs samme rør, mottar hvert påfølgende batteri mindre varme enn det forrige.
2. To-rør. Her kommer oppvarmet vann inn i varmeapparatene gjennom en linje, og går gjennom den andre. Det vanligste og pålitelige alternativet for alle boligbygg.
3. Tilknyttet (Tikhelmans løkke). Samme som to-rør, kun kjølt vann renner i samme retning som varmt vann, og går ikke tilbake i motsatt retning (vist i diagrammet under).
4. Samler eller bjelke. Hvert batteri mottar kjølevæske gjennom en separat rørledning koblet til en felles kam.

Enkeltrørs horisontal ledning (Leningradka)

En enkeltrørs horisontal ordning rettferdiggjør seg i en-etasjes hus med et lite område (opptil 100 m²), der 4-5 radiatorer gir oppvarming. Du bør ikke koble flere til en gren, de siste batteriene blir for kalde. Alternativet med vertikale stigerør er egnet for en bygning på 2-3 etasjer, men under implementeringen må nesten hvert rom dekkes med rør.

Enkeltrørsopplegg med toppledninger og vertikale stigerør

To-rørskretsen med blindveisgrener (vist i begynnelsen av artikkelen) er ganske enkel, pålitelig og absolutt anbefalt for bruk.Hvis du er eier av en hytte med et areal på opptil 200 m² med en høyde på 2 etasjer, så lag ledningene til strømnettet med rør med en strømningsseksjon på DN 15 og 20 (ytre diameter - 20 og 25 mm), og for tilkobling av radiatorer, ta DN 10 (utenfor - 16 mm).

Bestått skjema for vannbevegelse (Tichelmanns løkke)

Tichelman-løkken er den mest hydraulisk balanserte, men vanskeligere å installere. Rørledninger må legges rundt omkretsen av rommene eller hele huset og passere under dørene. Faktisk vil en "tur" koste mer enn en to-rørs en, og resultatet vil være omtrent det samme.

Bjelkesystemet er også enkelt og pålitelig, i tillegg er alle ledninger med hell skjult i gulvet. Koblingen av de nærmeste batteriene til kammen utføres med 16 mm rør, de fjerne - 20 mm. Diameteren på ledningen fra kjelen er 25 mm (DN 20). Ulempen med dette alternativet - prisen på samleenheten og kompleksiteten av installasjonen med legging av motorveier, når gulvbelegget allerede er gjort.

Opplegg med individuell tilkobling av batterier til oppsamleren

Regler for valg og montering av rør

Valget mellom stål- eller polypropylenrør for enhver sirkulasjon skjer i henhold til kriteriet for deres bruk for varmt vann, så vel som fra synspunktet om pris, enkel installasjon og levetid.

Tilførselsstigerøret er montert fra et metallrør, siden vann med høyeste temperatur passerer gjennom det, og i tilfelle komfyroppvarming eller funksjonsfeil i varmeveksleren, kan damp passere gjennom.

Ved naturlig sirkulasjon er det nødvendig å bruke litt større rørdiameter enn ved bruk av sirkulasjonspumpe. Vanligvis, for romoppvarming opp til 200 kvm.m, diameteren på akselerasjonsmanifolden og røret ved inngangen til returen til varmeveksleren er 2 tommer.

Dette skyldes lavere vannhastighet i forhold til alternativ for tvungen sirkulasjon, som fører til følgende problemer:

• reduksjon i volumet av varme som overføres per tidsenhet fra kilden til det oppvarmede rommet;
• utseendet til blokkeringer eller luftstopp som et lite trykk ikke kan takle.

Spesiell oppmerksomhet ved bruk av naturlig sirkulasjon med et bunntilførselssystem må gis til problemet med å fjerne luft fra systemet. Den kan ikke fjernes helt fra kjølevæsken gjennom ekspansjonstanken, fordi

kokende vann kommer først inn i enhetene gjennom en linje plassert lavere enn dem selv.

Med tvungen sirkulasjon driver vanntrykket luften til luftsamleren installert på systemets høyeste punkt - en enhet med automatisk, manuell eller halvautomatisk kontroll. Ved hjelp av Mayevsky-kraner justeres varmeoverføringen hovedsakelig.

I gravitasjonsvarmenettverk med en forsyning plassert under apparatene, brukes Mayevsky-kraner direkte for å tømme luft.

Alle moderne varmeradiatorer har luftutløpsenheter, derfor, for å forhindre dannelse av plugger i kretsen, kan du lage en skråning og føre luft til radiatoren

Luft kan også fjernes ved hjelp av luftventiler installert på hvert stigerør eller på en luftledning som går parallelt med systemets strømnett. På grunn av det imponerende antallet luftavtrekksenheter, brukes tyngdekraftskretser med lavere ledninger ekstremt sjelden.

Med et lavt trykk kan en liten luftsluse stoppe varmesystemet fullstendig. Så, i henhold til SNiP 41-01-2003, er det ikke tillatt å legge rørledninger til varmesystemer uten skråning med en vannhastighet på mindre enn 0,25 m / s.

Med naturlig sirkulasjon er slike hastigheter uoppnåelige. Derfor, i tillegg til å øke diameteren på rørene, er det nødvendig å observere konstante skråninger for å fjerne luft fra varmesystemet. Skråningen er designet med en hastighet på 2-3 mm per 1 meter, i leilighetsnettverk når skråningen 5 mm per lineær meter av en horisontal linje.

Tilførselshellingen er laget i vannstrømmens retning slik at luften beveger seg til ekspansjonstanken eller luftavluftingssystemet som er plassert på toppen av kretsen. Selv om det er mulig å lage en motskråning, er det i dette tilfellet nødvendig å installere en luftventil i tillegg.

Helningen til returledningen er som regel laget i retning av det kjølte vannet. Da vil det nedre punktet på konturen falle sammen med innløpet til returrøret til varmegeneratoren.

Den vanligste kombinasjonen av strømnings- og returhellingsretning for fjerning luftlommer fra vannkrets med naturlig sirkulasjon

Når du installerer et varmt gulv i et lite område i en krets med naturlig sirkulasjon, er det nødvendig å forhindre at luft kommer inn i de smale og horisontale rørene til dette varmesystemet. Det skal plasseres luftavtrekk foran gulvvarmen.

Rørvalg

Materialvalget er også sterkt påvirket av kjelen, siden når det gjelder fast brensel, bør preferanse gis til stål, galvaniserte rør eller produkter i rustfritt stål, på grunn av den høye temperaturen til arbeidsvæsken.

Imidlertid krever metall-plast og forsterkede rør bruk av beslag, noe som reduserer klaringen betydelig, forsterkede polypropylenrør vil være et ideelt alternativ, ved en driftstemperatur på 70C og en topptemperatur på 95C.

Produkter laget av spesiell PPS-plast har en driftstemperatur på 95C, og en topptemperatur på opptil 110C, noe som gjør at de kan brukes i et åpent system.

Hvordan velge en varmepumpe

Best egnet for installasjon er spesielle støysvake sirkulasjonspumper av sentrifugaltype med rette blad. De skaper ikke for høyt trykk, men skyver kjølevæsken og akselererer bevegelsen (arbeidstrykket til et individuelt varmesystem med tvungen sirkulasjon er 1-1,5 atm, maksimum er 2 atm). Noen modeller av pumper har en innebygd elektrisk drift. Slike enheter kan installeres direkte i røret, de kalles også "våte", og det er enheter av "tørr" type. De skiller seg bare i installasjonsreglene.

På installasjon av enhver type sirkulasjonspumpe en installasjon med bypass og to kuleventiler er ønskelig, som gjør at pumpen kan fjernes for reparasjon/utskifting uten å slå av systemet.

Det er bedre å koble pumpen med en bypass - slik at den kan repareres / erstattes uten å ødelegge systemet

Ved å installere en sirkulasjonspumpe kan du justere hastigheten på kjølevæsken som beveger seg gjennom rørene. Jo mer aktivt kjølevæsken beveger seg, jo mer varme bærer den, noe som betyr at rommet varmes opp raskere. Etter at den innstilte temperaturen er nådd (enten graden av oppvarming av kjølevæsken eller luften i rommet overvåkes, avhengig av egenskapene til kjelen og/eller innstillingene), endres oppgaven - det er nødvendig å opprettholde den innstilte temperaturen og strømningshastigheten synker.

For et varmesystem med tvungen sirkulasjon er det ikke nok å bestemme pumpetypen

Det er viktig å beregne ytelsen. For å gjøre dette må du først og fremst vite varmetapet til lokalene / bygningene som skal varmes opp

De bestemmes basert på tap i den kaldeste uken. I Russland er de normalisert og installert av offentlige tjenester. De anbefaler å bruke følgende verdier:

• for en- og to-etasjers hus er tap ved den laveste sesongtemperaturen på -25 ° C 173 W / m 2. ved -30 ° C er tapene 177 W / m 2;
• fleretasjes bygninger taper fra 97 W/m 2 til 101 W/m 2.

Basert på visse varmetap (angitt med Q), kan du finne pumpeeffekten ved å bruke formelen:

c er den spesifikke varmekapasiteten til kjølevæsken (1,16 for vann eller en annen verdi fra de medfølgende dokumentene for frostvæske);

Dt er temperaturforskjellen mellom tilførsel og retur. Denne parameteren avhenger av systemtype og er: 20 o C for konvensjonelle systemer, 10 o C for lavtemperatursystemer og 5 o C for gulvvarmesystemer.

Den resulterende verdien må konverteres til ytelse, for hvilken den må deles med tettheten til kjølevæsken ved driftstemperatur.

I prinsippet, når du velger pumpekraft for tvungen sirkulasjon av oppvarming, er det mulig å bli veiledet av gjennomsnittlige normer:

• med systemer som varmer et område opp til 250 m 2. bruk enheter med en kapasitet på 3,5 m 3 / t og et hodetrykk på 0,4 atm;
• for et område fra 250m 2 til 350m 2 kreves en kraft på 4-4,5m 3 / t og et trykk på 0,6 atm;
• pumper med en kapasitet på 11 m 3 / t og et trykk på 0,8 atm er installert i varmesystemer for et område fra 350 m2 til 800 m2.

Men du må ta hensyn til at jo dårligere huset er isolert, desto større kraft kan utstyret (kjele og pumpe) være nødvendig og omvendt - i et godt isolert hus, halvparten av de angitte verdiene \u200b kan være nødvendig. Disse dataene er gjennomsnittlige. Det samme kan sies om trykket som skapes av pumpen: jo smalere rørene er og jo grovere deres indre overflate (jo høyere den hydrauliske motstanden til systemet), jo høyere skal trykket være. Full beregning er en kompleks og kjedelig prosess, som tar hensyn til mange parametere:

Kjelens kraft avhenger av området til det oppvarmede rommet og varmetapet.

• motstand av rør og beslag (les hvordan du velger diameteren på varmerør her);
• rørledningslengde og kjølevæsketetthet;
• antall, område og type vinduer og dører;
• materialet som veggene er laget av, deres isolasjon;
• veggtykkelse og isolasjon;
• tilstedeværelsen / fraværet av en kjeller, kjeller, loft, samt graden av deres isolasjon;
• type tak, sammensetning av takkaken m.m.

Generelt er varmeteknisk beregning en av de vanskeligste i regionen. Så hvis du vil vite nøyaktig hvilken kraft du trenger en pumpe i systemet, bestill en beregning fra en spesialist. Hvis ikke, velg basert på gjennomsnittlige data, og juster dem i en eller annen retning, avhengig av situasjonen din. Det er bare nødvendig å ta hensyn til at ved en utilstrekkelig høy bevegelseshastighet for kjølevæsken, er systemet veldig støyende. Derfor, i dette tilfellet, er det bedre å ta en kraftigere enhet - strømforbruket er lite, og systemet vil være mer effektivt.

To-rørs ordning for varmesystemer

I to-rørs ordninger tilføres den varme kjølevæsken til radiatoren og den avkjølte kjølevæsken fjernes fra radiatoren gjennom to forskjellige rørledninger til varmesystemene.

Det er flere alternativer for to-rørs ordninger: klassisk eller standard, passerende, vifte eller bjelke.

To-rørs klassisk kabling

Det klassiske to-rørs koblingsskjemaet til varmesystemet.

I det klassiske skjemaet er bevegelsesretningen til kjølevæsken i tilførselsrørledningen motsatt av bevegelsen i returrørledningen. Denne ordningen er mest vanlig i moderne varmesystemer, både i fleretasjesbygg og i private enkeltbygg. To-rørsskjemaet lar deg fordele kjølevæsken jevnt mellom radiatorene uten temperaturtap og effektivt regulere varmeoverføringen i hvert rom, inkludert automatisk ved å bruke termostatventiler med installerte termiske hoder.

En slik enhet har et to-rørs varmesystem i en fleretasjes bygning.

Bestått skjema eller "Tichelman loop"

Tilhørende varmeledningsskjema.

Den tilhørende ordningen er en variant av den klassiske ordningen med den forskjellen at bevegelsesretningen til kjølevæsken i tilførsel og retur er den samme. Denne ordningen brukes i varmesystemer med lange og eksterne grener. Bruken av et passeringsskjema lar deg redusere den hydrauliske motstanden til grenen og jevnt fordele kjølevæsken over alle radiatorer.

Vifte (stråle)

Vifte- eller bjelkeskjemaet benyttes i etasjesbygg for leilighetsoppvarming med mulighet for montering i hver leilighet varmemåler (varmemåler) og i privat boligbygging i anlegg med gulv-for-etasje røropplegg. Med et vifteformet opplegg i et fleretasjesbygg er det installert en solfanger i hver etasje med utganger til alle leiligheter med en egen rørledning og en installert varmemåler.Dette gjør at hver leilighetseier kan ta hensyn til og kun betale for den forbrukte varmen.

vifte eller strålevarmesystem.

I et privat hus brukes et viftemønster for gulvfordeling av rørledninger og for bjelketilkobling av hver radiator til en felles kollektor, det vil si at et separat tilførsels- og returrør fra kollektoren er koblet til hver radiator. Denne tilkoblingsmetoden lar deg fordele kjølevæsken så jevnt som mulig over radiatorene og redusere de hydrauliske tapene til alle elementene i varmesystemet.

Hva er varmesystemet laget av?

Fra selve navnet - et vannvarmesystem, blir det klart at vann er nødvendig for driften. I dette tilfellet er det en kjølevæske som hele tiden sirkulerer i en lukket sløyfe. Vann varmes opp i en spesiell kjele, og deretter - gjennom rør, leveres det til hovedvarmeelementet, som kan være et "varmt gulv" system eller radiatorer.

Selvfølgelig, for en bedre, sikrere og mer økonomisk drift av systemet, kan du bruke et stort antall hjelpeutstyr. Imidlertid ser det enkleste vannvarmesystemet slik ut:

Hovedelementene i varmesystemet

Varmesystemer kan variere i henhold til prinsippet om kjølesirkulasjon:

• vannoppvarming med tvungen sirkulasjon;
• med naturlig.

Naturlig sirkulasjonssystem

Et system med naturlig sirkulasjon er et perfekt eksempel på menneskets bruk av fysikkens elementære lover. Prinsippet for driften er faktisk enkelt - bevegelsen av kjølevæsken i rørene oppstår på grunn av forskjellen i tettheten til kaldt og varmt vann.

Varmesystem med naturlig sirkulasjon

Det vil si at kjølevæsken som er oppvarmet i kjelen blir lettere, dens tetthet reduseres. Varmt vann fortrenges fra kjelen ved at den kalde kjølevæsken kommer inn i den og suser lett opp det sentrale stigerøret. Og fra det - til radiatorene. Der avgir kjølevæsken varmen, kjøles ned, og etter å ha gjenvunnet sin tidligere tyngde og tetthet, går den tilbake gjennom returrørene til varmekjelen - og forskyver en ny del av den varme kjølevæsken fra den. Og denne syklusen gjentar seg i det uendelige.

For å uavhengig lage et vannvarmesystem med naturlig sirkulasjon av kjølevæsken, er det viktig å huske noen få enkle regler. Først av alt bør du velge rør med den mest passende diameteren for å lage en sentral stigerør, og i tillegg observere den nødvendige skråningsvinkelen når du legger rør. Imidlertid har det naturlige sirkulasjonssystemet også flere betydelige ulemper.

Først av alt, behovet for å bruke tungmetallrør (vansker oppstår under installasjonen). I tillegg utelukker et slikt system muligheten for å regulere oppvarmingsnivået til hvert enkelt rom. En annen ulempe med systemet kan kalles høyt drivstofforbruk.

Imidlertid har det naturlige sirkulasjonssystemet også flere betydelige ulemper. Først av alt, behovet for å bruke tungmetallrør (vansker oppstår under installasjonen). I tillegg utelukker et slikt system muligheten for å regulere oppvarmingsnivået til hvert enkelt rom. En annen ulempe med systemet kan kalles et høyt drivstofforbruk.

System med tvungen sirkulasjon av kjølevæsken

Varmesystem med tvungen sirkulasjon av kjølevæsken

Et særtrekk ved denne typen system er det obligatoriske tillegget av en sirkulasjonspumpe. Det er han som bidrar til bevegelsen av kjølevæsken gjennom rørene. Systemdiagrammet ser slik ut:

En av hovedfordelene med et tvungen sirkulasjonssystem er at slik vannoppvarming fra elektrisitet gjør det mulig å kontrollere trykknivået i hver radiator gjennom spesielle ventiler - dermed kontrolleres også oppvarmingsnivået i rommet. Dette faktum tillater til en viss grad å redusere mengden drivstoff som brukes til oppvarming av kjølevæsken.

Ulempen med systemet er dets energiavhengighet. I tilfelle strømstøt eller strømbrudd er mulig i hjemmet ditt, vil den rimeligste løsningen være å bruke et kombinert system som kombinerer tvungen og naturlig sirkulasjon av kjølevæsken.

Installasjon av varmesystem

Det mest praktiske er å lage et to-rørs varmesystem i huset. Den består av to kombinerte kretsløp, langs den ene (tilførselsrør) en varm kjølevæske beveger seg til radiatorene. Og det avkjølte vannet fra radiatoren går tilbake til kjelen gjennom den andre kretsen - returrørene.

Bevegelsen av kjølevæsken i varmesystemet

Et to-rørs tvungen sirkulasjonsvarmesystem er en utmerket løsning for ethvert privat hjem. Den lar deg koble til spesielle termostater som lar deg kontrollere oppvarmingsgraden på hver enkelt radiator. Systemet kan suppleres med spesielle samlere, som vil gjøre det enda mer effektivt.

Typer kjeler og andre varmtvannsberedere

Effektiviteten til oppvarming i et privat hus avhenger av installasjonen som varmer opp arbeidsvæsken (vann).En riktig valgt enhet genererer mengden varme som kreves for radiatorer og en indirekte varmekjele (hvis noen), og sparer energi.

Autonomt vannsystem kan drives av:

• en varmtvannskjele som bruker et visst drivstoff - naturgass, ved, kull, diesel;
• elektrisk kjele;
• vedovner med vannkrets (metall eller murstein);
• varmepumpe.

Oftest brukes kjeler til å organisere oppvarming i hytter - gass, elektrisk og fast brensel. Sistnevnte er laget kun i gulvversjonen, resten av varmegeneratorene - vegg og stasjonære. Dieselenheter brukes sjeldnere, årsaken er den høye prisen på drivstoff. Hvordan velge riktig varmtvannskjel til husholdningsbruk er omtalt i en detaljert veiledning.

Ovnfyring kombinert med vannregistre eller moderne radiatorer er en god løsning for hytteoppvarming, en garasje og et lite bolighus med et areal på 50-100 m². Ulempe - varmeveksleren plassert inne i ovnen varmer vannet ukontrollert

For å unngå koking er det viktig å sikre tvungen sirkulasjon i systemet

Moderne gravitasjonssystem uten pumpeenhet, drevet av vannkrets for teglovn

Varmepumper er ikke mye brukt i landene i det tidligere Sovjetunionen. Grunnene:

• hovedproblemet er de høye kostnadene for utstyr;
• på grunn av det kalde klimaet er luft-til-vann-enheter rett og slett ineffektive;
• geotermiske systemer "land - vann" er vanskelige å installere;
• elektroniske enheter og kompressorer til varmepumper er svært kostbare å reparere og vedlikeholde.

På grunn av den høye prisen overstiger tilbakebetalingstiden for enhetene 15 år.Men effektiviteten til installasjoner (3-4 kW varme per 1 kilowatt forbrukt elektrisitet) tiltrekker seg håndverkere som prøver å sette sammen hjemmelagde analoger fra gamle klimaanlegg.

Hvordan lage den enkleste versjonen av en varmepumpe med egne hender, se videoen: