V majhnih zasebnih hišah in stanovanjih se ceni ogrevanje, neodvisno od električne energije. Za majhna mesta in vasi je tipična situacija, ko se iz različnih razlogov pokvari transformatorska postaja, poškoduje ožičenje itd. Ogrevalni sistem z naravno cirkulacijo ne vključuje niti enega modula, ki deluje iz električnega omrežja.
Značilnosti ogrevalnega sistema z naravno cirkulacijo
Vsak ogrevalni krog vključuje več potrebnih elementov:
- Kotel za ogrevanje vode - plin, drva, šota. Predpogoj je piezo vžig, sicer brez elektrike ne bo mogoče zagnati naprave.
- Dovodni cevovod dovaja ogrevano vodo do radiatorjev. Cevi so nameščene z rahlim naklonom - 0,5–1 cm na 1 m, tako da se voda lahko premika gravitacijsko. Cevi za "toplo" vodo so postavljene z naklonom proti radiatorjem.
- Grelne naprave - baterije katere koli vrste. Skozi njih poteka glavni prenos toplote.
- Povratni cevovod - skozi njega se ohlajeno hladilno sredstvo vrne v kotel."Hladne" cevi so nameščene z naklonom 0,5–1 cm na 1 m proti kotlu.
- Ekspanzijska posoda - nahaja se na najvišji točki sistema. Ko se voda segreje, poveča prostornino. Rezervoar kompenzira ta presežek.
Sistem deluje takole: voda se v kotlu segreje, razširi, njena gostota se zmanjša in tekočina se dvigne skozi osrednji dvižni vod. Ekspanzijska posoda se napolni, da se izenači tlak med hladno in toplo vodo. Nato se voda od zgoraj spusti skozi dovodni cevovod do vsake baterije, kjer se ohladi in oddaja toploto zraku in površinam. Ohlajena tekočina se premika skozi povratne cevi do kotla. Ker je gostota ohlajene vode manjša, ko se vrne v kotel, iztisne segreto tekočino manjše gostote in povzroči njeno dvigovanje.
Poleg funkcije kompenzacije tlaka ima ekspanzijska posoda še eno vlogo. Zrak vstopa v cevi skupaj z vodo. Ko se kopiči, nastane zračna zapora, ki ne dopušča gibanja hladilne tekočine skozi cevi. V konvektivnih sistemih pa se zaradi naklona cevovoda dvignejo zračni mehurčki v ekspanzijsko posodo. Ker je ta naprava odprta in v stiku z zrakom, mehurčki zapustijo sistem.
Zasnova je preprosta, vendar zahteva zelo natančne izračune. Voda, ki se giblje skozi cev, povzroča trenje, se upočasnjuje in hitreje oddaja toploto. Pri spreminjanju smeri - zavoji, veje, kanali v baterijah - se poveča trenje. Če pri izračunih ne upoštevate vodoodpornosti, sistem ne bo deloval.
Konvektivno ogrevanje odlično deluje na majhnih površinah.Na ta način lahko zažgete eno- ali dvonadstropno zasebno hišo ali stanovanje. Ta možnost ni primerna za 9-nadstropno stavbo.
Prednosti in slabosti sistema
Naravna cirkulacija zagotavlja ogrevalnemu sistemu naslednje prednosti:
- Glavna prednost je neodvisnost od električne energije. Konvektivno ogrevanje deluje v vseh pogojih.
- S pravilno namestitvijo in vzdrževanjem bo gravitacijska možnost delovala več kot 30 let.
- Montaža je zelo preprosta, preventivni pregled in popravilo tudi nista težavna.
- Visoka toplotna vztrajnost - tukaj kroži velika količina vode. Počasneje se ohlaja in dlje oddaja toploto.
- Vodno konvekcijsko ogrevanje je tiho: električne črpalke ne povzročajo hrupa.
- Poraba energije je minimalna. Vendar to velja, če so cevi in zgradba dobro izolirani.
- Minimalni stroški samega sistema in namestitve.
Črpalke ni težko vključiti v obtočni krog. To lahko storite med namestitvijo ali pozneje. Ko je elektrika, ogrevanje deluje v načinu prisilnega kroženja, v odsotnosti pa samodejno preklopi v način naravnega gibanja vode.
Gravitacijska možnost ima pomembne pomanjkljivosti, ki znatno omejujejo njeno uporabo:
- Sistem služi le majhnim enonadstropnim ali dvonadstropnim hišam.
- Za zmanjšanje hidravličnega upora se uporabljajo cevi z največjim dovoljenim premerom. To oteži namestitev, stroški vodovoda z večjim premerom pa so višji.
- Priporočljivo je, da uporabite samo jeklene cevi. Dovoljena je uporaba polipropilena.Drugi nekovinski modeli so prepovedani.
- Nemogoče je regulirati temperaturo v vsaki sobi ročno ali samodejno.
- Kotlov za indirektno ogrevanje ni mogoče vključiti v shemo, kar poveča stroške pridobivanja tople vode.
- Nemogoče je namestiti ogrevana tla.
Na delovanje konvektivnega ogrevanja pomembno vplivajo zožitve. Ne morete uporabiti kovinsko-plastičnih cevi, ker so povezane s fitingi, katerih premer je manjši.
Vrste ogrevalnih sistemov
Ogrevalni krog lahko vključuje 1 ali več krogov različnih dolžin, z različnimi radiatorji. Vendar pa je katera koli možnost modifikacija samo dveh modelov - enocevne ali dvocevne.
Enocevka
Naprava je čim bolj preprosta. Ista cev dovaja hladilno tekočino v vsak radiator in se vrne v kotel. Najcenejša in najbolj nemoteča možnost je ogrevanje samo s cevmi, brez radiatorjev. Če so v tokokrog vključene baterije, mora biti najmanj cevi in zapornih ventilov.
Voda, ki se dosledno premika do zadnjega radiatorja, se vse bolj ohlaja. Ta funkcija se upošteva pri izračunu števila odsekov.
Obstajata 2 enocevni shemi:
- Z zgornjim priključkom - voda vstopi v baterijo od zgoraj skozi zgornjo cev in pride ven skozi dno. Učinkovitost sistema je največja pri ogrevanju vode.
- S spodnjim priključkom - hladilno sredstvo vstopi v radiator od spodaj in tudi izstopi skozi spodnjo cev. Poveča se pot prehoda vode, zato je prenos toplote sistema opazno manjši. Tukaj ni mogoče namestiti radiatorjev z velikim številom odsekov.Toda kljub nižji učinkovitosti ljudje raje namestijo takšno shemo v stanovanja, saj je bolj estetsko prijetna.
Klasično izvedbo lahko posodobimo z vgradnjo obvoda - odcepi s tripotnim ventilom in odcepi s pipami. Z njihovo pomočjo lahko regulirate dovod vode v različne radiatorje in ga po potrebi izklopite.
Dvocevni sistemi
Možnost s povratno cevjo se imenuje dvocevna. Topla voda se v radiator dovaja po eni cevi, ohlajena voda pa se odvaja iz vsake grelne naprave skozi povratno cev. Sistem je veliko bolj učinkovit: vsak radiator prejme skoraj enako količino toplote. Stopnjo ogrevanja lahko prilagodite na vsaki bateriji in jo po potrebi izključite iz ogrevalnega kroga. Velik plus je lažji izračun parametrov cevovoda in baterije.
Narejene so zgornje in spodnje povezave:
- V prvem primeru so cevi nameščene nad radiatorji.
- V drugem je dovodna cev nameščena pod baterijo. Ta možnost je bolj estetsko prijetna, vendar je padec tlaka prenizek, zato se shema uporablja zelo redko.
Pri izračunu upoštevajte smer odtekanja vode. Če sovpada s smerjo vroče tekočine, je vzorec vzporeden, dolžina ciklov je enaka. Hkrati se radiatorji enakomerno segrevajo. Če se uporablja slepa voda, se hladna in vroča voda premikata v različnih smereh, tiste baterije, katerih cikel kroženja je krajši, se hitreje segrejejo.
Kako se pojavi cirkulacijski tlak?
Gibanje vode pri konvekcijskem ogrevanju zagotavlja le razlika v gostoti tople in hladne vode. Pri segrevanju se gostota hladilne tekočine zmanjša in se dvigne; ko se ohladi, se poveča in izpodriva toplejšo tekočino. Večja kot je razlika v hidrostatičnem tlaku stolpca hladne in tople vode, višji je obtočni tlak, bolje deluje ogrevanje.
Glavna naloga pri organizaciji sistema je doseči največji padec tlaka.
- Obvezen element vezja je pospeševalni kolektor ali glavni dvižni vod. To je navpična cev, ki se dviga od izmenjevalnika toplote do vrha sistema. Tukaj je nameščena ekspanzijska posoda - odprta ali zaprta membrana z zračnim ventilom za odvajanje zraka.
- Glavni dvižni vod mora imeti maksimalno temperaturo, zato je kolektor izoliran. Njegova višina ni večja od 10 m. V idealnem primeru dvižni vod ne pride v stik s povratnimi cevmi.
- Če želite ustvariti zadostno razliko v tlaku, morate ustvariti velik stolpec hladne tekočine. To dosežemo z vgradnjo kotla na najnižjo točko sistema. V zasebni hiši je naprava nameščena v kleti, v stanovanju - v vdolbini. Višji kot so akumulatorji nad nivojem kotla, večji pritisk ustvarja hladna voda in bolj aktivno izpodriva toplo vodo.
Za izboljšanje cirkulacijskega tlaka izberite baterije s čim večjo delovno površino. Bolje kot hladilno sredstvo prenaša toploto in hladnejša ko voda vstopa v kotel, bolje deluje ogrevanje.
Načelo gradnje ogrevalnega sistema z naravno cirkulacijo
Glavna parametra ogrevanja z naravno cirkulacijo sta cirkulacijski tlak in hidrostatična upornost. Prvi indikator se izračuna na naslednji način:
P=h(p0-p1)=m(kg/kub.m.-kg/kub.m.)=kg/sq.m=mm.Hg, kjer:
- p – tlak v sistemu;
- h – višinska razlika med središčem najnižje baterije in središčem kotla;
- p0 – gostota segrete tekočine;
- p1– gostota hladne vode.
Večja kot je razlika v višini, večji je padec tlaka. Vendar pa ima indikator omejitev - ne več kot 3 m.
Skoraj nemogoče je izračunati vrednost drugega faktorja - hidravlični upor. Model, ki ga opisuje, je izjemno kompleksen in vključuje veliko spremenljivk. Tukaj smo omejeni na približne izračune.
Za izboljšanje učinkovitosti sistema upoštevajte priporočila:
- Izberite cevi z največjim možnim premerom. V tem primeru se hitrost toka nekoliko zmanjša, upor pa pade močneje.
- Namestite čim manj zapornih ventilov. Prepričajte se, da diagram vsebuje najmanj zavojev in zožitev.
- Pri nižjem priključku morajo biti radiatorji opremljeni s pipami Mayevsky za odvajanje odvečnega zraka.
- Za zbiralnik se uporablja kovinska cev, saj je pomembno doseči maksimalno ogrevanje, da se ustvari padec tlaka. Cevi, ki služijo baterijam, so lahko izdelane iz polipropilena.
Ustrezna toplotna izolacija izboljša učinkovitost ogrevanja. Izolirajte pospeševalni razdelilnik, dovodne in povratne cevi, če potekajo skozi neogrevane prostore.
