Ganz gleich, wie Ingenieure und Bauherren es in den 80er-Jahren vorhersagten, das Heizsystem mit Naturumlauf ist auch im 21. Jahrhundert lebendig und wärmt sogar unsere Häuser. Pumpenausrüstung erhöht die Kosten des Kessels erheblich und macht abhängig vom Stromnetz, weshalb viele Menschen dies ablehnen. Das Schwerkraftsystem ist das günstigste und einfachste Design. Es hat natürlich seine Nachteile, der größte davon ist die Beschränkung der Baufläche. Aufgrund seiner geringen Trägheit eignet es sich für Häuser bis zu hundert Quadratmetern.
Wie funktioniert das Prinzip der Naturzirkulation?
Das Kühlmittel, meist normales Wasser, bewegt sich aufgrund von Änderungen seiner thermodynamischen Eigenschaften entlang der Kreisläufe vom Kessel zu den Heizkörpern und zurück. Wenn beim Erhitzen die Dichte der Flüssigkeit abnimmt und das Volumen zunimmt, wird sie durch den zurückströmenden kalten Strom herausgedrückt und steigt durch die Rohre auf. Da das Kühlmittel durch die Schwerkraft entlang der horizontalen Zweige verteilt wird, sinkt die Temperatur und es kehrt zum Kessel zurück. Damit ist der Zyklus abgeschlossen.
Schema eines Heizsystems mit natürlicher Zirkulation: 1 – Festbrennstoffkessel, 2 – Hauptsteigleitung, 3 – Verteilungsleitungen, 4 – Ausdehnungsgefäß, 5 – Wassertank zum Nachfüllen des Expanders, 6 – Rohr, das überschüssiges Kühlmittelvolumen in den Abwasserkanal ableitet (Tank), 7 – Wärmetauscher, 8 – Kugelhähne, 9 – Kessel, 10 – Rücklauf, 11 – Rücklaufsteigleitung
Wenn für das Haus eine Warmwasserbereitung mit natürlicher Zirkulation gewählt wurde, werden alle horizontalen Rohrabschnitte mit einem Gefälle in Richtung der Flüssigkeitsbewegung verlegt. Dadurch können Sie effektiv mit „“-Batterien umgehen. Luft ist leichter als Wasser, daher strömt sie durch die Rohre nach oben, gelangt in den Ausgleichsbehälter und dann entsprechend in die Atmosphäre.
Der Tank nimmt Wasser auf, dessen Volumen mit steigender Temperatur zunimmt und einen konstanten Druck erzeugt.
Wovon hängt der Kreislaufdruck ab?
Bei der Auslegung einer Heizungsanlage muss die Erzeugung des erforderlichen Zirkulationsdrucks berechnet werden. Es kommt darauf an, wie unterschiedlich die Niveaus der Kesselmitte und des untersten Heizkörpers sind. Je größer der Höhenunterschied, desto besser bewegt sich die Flüssigkeit durch das System. Es wird auch durch den Unterschied in der Dichte von heißem und gekühltem Wasser beeinflusst.
Der Zirkulationsdruck im Heizsystem hängt in erster Linie vom Höhenunterschied zwischen Kessel und unterem Heizkörper ab. Je größer dieser Unterschied (h) ist, desto größer ist der Druck
Die Heizung mit Naturumlauf zeichnet sich durch eine zyklische Temperaturänderung in den Wärmetauschern und im Kessel aus, die entlang der Mittelachse der Geräte erfolgt. Oben ist heißes Wasser, unten ist kaltes Wasser. Unter dem Einfluss der Schwerkraft bewegt sich das abgekühlte Kühlmittel durch die Rohre nach unten.
Der Zirkulationsdruck hängt direkt von der Einbauhöhe der Batterien ab. Seine Erhöhung wird auch durch den Neigungswinkel der zu den Heizkörpern gerichteten Vorlaufleitung und die Neigung der zum Kessel gerichteten Rücklaufleitung begünstigt. Dadurch kann das Kühlmittel den örtlichen Widerstand der Rohre leichter überwinden.
Bei der Installation einer Heizungsanlage mit Naturumlauf in einem Privathaus wird der Heizkessel am tiefsten Punkt installiert, sodass alle Heizkörper höher liegen.
In einem Ferienhaus wird bei der Installation einer Heizungsanlage mit natürlicher Zirkulation der Kessel am tiefsten Punkt installiert. Alle Wärmetauscher (Radiatoren) müssen oben angeordnet sein
Bei Mehrfamilienhäusern kommen Heizsysteme mit Naturumlauf sehr selten zum Einsatz, da der Kessel beim Einbau in eine Wohnung in eine „Grube“ abgesenkt wird – direkt auf die Bodenplatte. Der Boden um ihn herum wird ausgeschnitten und die Aussparung selbst und der Umfang um sie herum müssen mit feuerfesten Materialien geschützt werden.
Schemata solcher Heizsysteme
Die Auslegung des Heizsystems hängt unabhängig von der Art der Kühlmittelzirkulation von mehreren Faktoren ab:
- Methode zum Anschließen von Heizkörpern an Versorgungssteigleitungen. Dabei gibt es Einrohr- und Zweirohrsysteme;
- Orte, an denen die Warmwasserversorgungsleitung verlegt ist. Sie müssen zwischen der unteren und oberen Verkabelung wählen;
- Hauptleitungsverlegungsschemata: Sackgassensystem oder damit verbundene Kühlmittelbewegung in Hauptleitungen;
- Anordnung der Steigleitungen, die entweder horizontal oder vertikal sein können.
Einrohrsystem: Wie reguliert man die Temperatur?
Es gibt nur eine Verkabelungsoption – oben. Es gibt keine Rücklaufleitung, sodass das in den Batterien abgekühlte Kühlmittel in die Versorgungsleitung zurückfließt. Die Flüssigkeitsbewegung wird durch die unterschiedlichen Flüssigkeitstemperaturen im unteren und oberen Kühler gewährleistet.
Um gleiche Temperaturverhältnisse in Räumen auf verschiedenen Etagen zu gewährleisten, sollte die Oberfläche der Heizgeräte im ersten Stockwerk etwas größer sein als im zweiten und den folgenden. Eine Mischung aus heißem und gekühltem Wasser in den oberen Wärmetauschern gelangt in die unteren Heizkörper.
Bei einem Einrohrsystem kann es zwei Bewegungsmöglichkeiten geben: Bei der ersten geht ein Teil zum Heizkörper, der andere geht weiter entlang der Steigleitung zu den unteren Geräten.
Bei der parallelen Einrohrverteilung erhalten die Wärmetauscher in den oberen Etagen Warmwasser und in den untersten Etagen gekühltes Wasser. Daher muss dessen Fläche vergrößert werden, um die Erwärmung aller Räume auszugleichen
Im zweiten Fall strömt die gesamte Wassermenge durch jeden Wärmetauscher, beginnend mit den oberen. Das Hauptmerkmal dieser Anordnung besteht darin, dass die Heizkörper im Erdgeschoss und im Untergeschoss ausschließlich gekühltes Wasser erhalten.
Bei einer Durchflussversion einer Einrohrinstallation ist es unmöglich, den Kühlmittelfluss in einen separaten Kühler abzuschalten oder zu begrenzen. Die Blockierung eines davon würde zum Stillstand der Zirkulation im gesamten System führen
Und wenn im ersten Fall die Temperatur in den Räumen über Wasserhähne gesteuert werden kann, können diese im zweiten Fall nicht verwendet werden, da dies zu einer Verringerung der Flüssigkeitszufuhr zu allen nachfolgenden Wärmetauschern führt. Darüber hinaus würde das vollständige Schließen des Wasserhahns bedeuten, dass die Wasserzirkulation im System unterbrochen wird.
Bei der Installation eines Einrohrsystems ist es besser, sich auf die Verkabelung zu konzentrieren, die es ermöglicht, die Wasserzufuhr zu jedem Heizkörper zu regulieren. Dadurch können Sie die Temperatur in einzelnen Räumen regulieren und das Heizsystem natürlich flexibler und damit effizienter machen.
Da die Einrohrverkabelung nur oben erfolgen kann, ist der Einbau nur in Gebäuden mit Dachboden möglich. Hier sollte die Versorgungsleitung liegen. Der Hauptnachteil besteht darin, dass die Heizung nur im gesamten Gebäude auf einmal gestartet werden kann. Das System hat natürlich auch Vorteile. Die wichtigsten sind die einfache Installation und die geringeren Kosten. Aus ästhetischer Sicht gilt: Je weniger Rohre, desto einfacher ist es, sie zu verstecken.
Wie sollte ein Zweirohrsystem aufgebaut sein?
Diese Version des Heizschemas setzt das Vorhandensein einer Zu- und Abluftleitung voraus. Im oberen Teil des Systems zirkuliert heißes Kühlmittel, im unteren Teil gekühltes Kühlmittel.
Eine Zweirohrheizung ist hinsichtlich der Temperaturregelung einzelner Räume flexibler. Es erfordert jedoch mehr Material als ein Einzelrohr
Vom Kessel geht ein Rohr ab, das mit dem Ausdehnungsgefäß verbunden ist. Vom Tank führt ein Rohr für die Warmwasserleitung des Kreislaufs, das dann an die Verkabelung angeschlossen wird. Abhängig von der Größe des Behälters und der Wassermenge im System kann ein Überlaufrohr vom Tank ausgehen. Es leitet überschüssiges Wasser in die Kanalisation ab.
Die unten aus den Wärmetauschern austretenden Rohre werden zu einer Rücklaufleitung zusammengefasst. Dadurch gelangt das abgekühlte Kühlmittel wieder in den Kessel. Der Rücklauf muss durch die gleichen Räume führen wie die Versorgungsleitung.
Horizontale oder vertikale Steigleitung in der Verkabelung?
Bei einem Heizsystem mit vertikalem Steigrohr werden Heizkörper von verschiedenen Etagen aus daran angeschlossen. Sein Vorteil: geringeres Risiko einer „Lüftung“ des Systems, Nachteil – höhere Kosten.
Wenn Wärmetauscher einer Etage an eine Versorgungsleitung angeschlossen werden, handelt es sich um ein System mit horizontaler Steigleitung. Diese Option kostet Hausbesitzer weniger, muss aber das Problem der Luftschleusen lösen. In der Regel genügt der Einbau von Lüftungsschlitzen.
Vor- und Nachteile einer solchen Heizungsanlage
Was die Vorteile eines Heizsystems mit natürlicher Wasserzirkulation angeht, gibt es mehrere:
- keine Schwierigkeiten bei Installation, Inbetriebnahme und Betrieb;
- thermische Stabilität des Systems. Basierend auf der Schwerkraftzirkulation des Kühlmittels sorgt es für eine maximale Wärmeübertragung und hält das Mikroklima im Raum auf einem bestimmten Niveau;
- Effizienz (bei ordnungsgemäßer Isolierung des Gebäudes);
- ruhige Arbeit. Keine Pumpe – keine Geräusche und Vibrationen;
- Unabhängigkeit von Stromausfällen. Natürlich, wenn der installierte Kessel ohne Strom betrieben werden kann;
- lange lebensdauer. Bei rechtzeitiger Wartung ohne größere Reparaturen kann das System 35 Jahre oder länger betrieben werden.
Der Hauptnachteil einer Schwerkraftheizung ist die Einschränkung der Gebäudefläche und des Aktionsradius. Es wird in Häusern installiert, deren Fläche in der Regel 100 Quadratmeter nicht überschreitet. Aufgrund des geringen Zirkulationsdrucks ist der Radius der Anlage horizontal auf dreißig Meter begrenzt. Eine zwingende Voraussetzung ist das Vorhandensein eines Dachbodens im Gebäude, in dem das Ausdehnungsgefäß installiert werden soll.
Ein wesentlicher Nachteil ist die langsame Erwärmung des gesamten Hauses. Bei einem System mit Naturumlauf ist es notwendig, Rohre, die in unbeheizten Räumen verlaufen, zu isolieren, da die Gefahr des Einfrierens des Wassers besteht.
Normalerweise werden für eine solche Verkabelung nur wenige Materialien verwendet. Wenn jedoch der lokale Widerstand der Rohrleitung verringert werden muss, steigen die Kosten aufgrund der Notwendigkeit, Rohre mit größerem Durchmesser zu verwenden.
Der Bau eines autonomen Schwerkraftwärmenetzes wird dann gewählt, wenn die Installation einer Umwälzpumpe oder der Anschluss an eine zentrale Stromversorgung unpraktisch und manchmal unmöglich ist.
Ein solches System ist kostengünstiger zu installieren und völlig unabhängig von Strom. Seine Leistung hängt jedoch weitgehend von der Genauigkeit des Designs ab.
Damit ein Heizsystem mit Naturumlauf reibungslos funktioniert, ist es notwendig, seine Parameter zu berechnen, die Komponenten richtig zu installieren und die Gestaltung des Wasserkreislaufs sinnvoll zu wählen. Wir helfen bei der Lösung dieser Probleme.
Wir haben die wichtigsten Funktionsprinzipien des Schwerkraftsystems beschrieben, Ratschläge zur Auswahl einer Rohrleitung gegeben und die Regeln für den Zusammenbau des Kreislaufs und die Platzierung von Arbeitseinheiten dargelegt. Besonderes Augenmerk haben wir auf die Konstruktions- und Betriebsmerkmale von Ein- und Zweirohr-Heizsystemen gelegt.
Der Prozess der Wasserbewegung im Heizkreislauf ohne Einsatz einer Umwälzpumpe erfolgt aufgrund natürlicher physikalischer Gesetze.
Wenn Sie die Natur dieser Prozesse verstehen, können Sie Standard- und Nicht-Standardfälle kompetent bearbeiten.
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Bei der Warmwasserbereitung mit Naturumlauf hängt die Geschwindigkeit von folgenden Faktoren ab:
- Druckunterschied zwischen Fragmenten der Kontur an ihrem unteren Punkt;
- hydrodynamischer Widerstand Heizsystem.
Methoden zur Gewährleistung einer maximalen Druckdifferenz wurden oben diskutiert. Der hydrodynamische Widerstand eines realen Systems kann aufgrund des komplexen mathematischen Modells und der großen Anzahl von Eingabedaten, deren Genauigkeit nur schwer garantiert werden kann, nicht genau berechnet werden.
Es gibt jedoch allgemeine Regeln, deren Einhaltung den Widerstand des Heizkreises verringert.
Die Hauptgründe für die Verringerung der Geschwindigkeit der Wasserbewegung sind der Widerstand der Rohrwände und das Vorhandensein von Verengungen aufgrund vorhandener Armaturen oder Absperrventile. Bei geringen Durchflussraten gibt es praktisch keinen Wandwiderstand.
Die Ausnahme bilden lange und dünne Rohre, die typisch für das Heizen sind. Dafür sind in der Regel eigene Kreisläufe mit Zwangsumlauf vorgesehen.
Bei der Auswahl der Rohrtypen für einen natürlichen Zirkulationskreislauf müssen Sie bei der Installation des Systems das Vorhandensein technischer Einschränkungen berücksichtigen. Daher ist der Einsatz mit natürlicher Wasserzirkulation unerwünscht, da sie mit Armaturen mit deutlich geringerem Innendurchmesser verbunden sind.
Regeln für die Auswahl und Installation von Rohren
Das Gefälle der Rücklaufleitung erfolgt üblicherweise in Bewegungsrichtung des Kaltwassers. Dann fällt der tiefste Punkt des Kreislaufs mit dem Eingang der Rücklaufleitung zum Wärmeerzeuger zusammen.
Die gebräuchlichste Kombination aus Vorlauf- und Rücklaufrohr-Neigungsrichtungen zum Entfernen von Lufteinschlüssen aus einem Wasserkreislauf mit natürlicher Zirkulation
Offene Wasserheizsysteme werden hauptsächlich in Privathäusern eingesetzt, wo die Möglichkeit besteht, einen Heizkessel und ein Ausdehnungsgefäß zu installieren. Wenn der Anschluss eines Gaskessels nicht möglich ist, können Sie Abfall- oder Festbrennstoffkessel verwenden.
Warum entscheiden sich Besitzer kleiner Ferienhäuser für ein Heizsystem mit Naturumlauf? Das Schwerkraftheizsystem gilt als das kostengünstigste aller verfügbaren Systeme. Der Einbau einer Zirkulationsvorrichtung ist nicht erforderlich, da sich das Wasser auf natürliche Weise durch die Rohre bewegt.
Für die Installation einer Heizungsanlage benötigen Sie einen Heizkessel, eine Rohrleitung, hochwertige Batterien und ein Ausdehnungsgefäß. Die Besonderheit des Schwerkraftsystems besteht darin, dass das im Kessel erhitzte Wasser aufsteigt und sich im gesamten System verteilt, wodurch kaltes Wasser zum Erhitzen zurück in den Kessel gedrückt wird.
Die wichtigste Voraussetzung bei der Installation des Systems ist, dass die Rohre, durch die das Warmwasser fließt, mit einem leichten Gefälle verlegt werden müssen.
Das Gefälle der Rohre ist notwendig, um den Kaltwasserfluss von den Heizkörpern in den Heizkessel zu erleichtern. Je höher die Heizkörper entlang der vertikalen Achse liegen und je niedriger der Kessel, desto schneller bewegt sich das Kühlmittel durch das System.
In einem Schwerkraftheizsystem aus Polypropylen empfiehlt es sich, einen Vorratsbehälter zu installieren – einen Ausgleichsbehälter, der zusätzlichen Druck erzeugt und die Wasserbewegung durch die Rohre beschleunigt. Die Kühlmittelzirkulation erfolgt kontinuierlich, während die Heizeinheit in Betrieb ist.
Natürliche Wasserzirkulation im Heizsystem: Vor- und Nachteile
In einem Schwerkraftheizsystem bewegt sich das Kühlmittel durch die Schwerkraft durch die Rohre, ohne dass eine Pumpe beteiligt ist. Wasser bewegt sich durch Rohre, die leicht geneigt angeordnet sind. Der Wasserkreislauf im System wird besser, wenn die Rohre einen größeren Durchmesser haben. Kunststoffrohre gelten als Standard, obwohl sie bei Überhitzung des Kessels reißen können. Metallrohre speichern die Wärme gut und halten länger, allerdings ist ihre Installation mit finanziellen Kosten verbunden.
Das System muss offen bleiben; für eine ordnungsgemäße Funktion muss Luft verfügbar sein.
Befindet sich eine große Wassermenge im Tank, ist die Schwerkraftheizung inaktiv. Nach dem Abschalten des Kessels kann sich das Kühlmittel noch lange durch das System bewegen und die Heizkörper erwärmen. Dadurch sinkt die Raumtemperatur langsam. Dieses System ist nicht auf Strom angewiesen.
Schwerkraftheizung hat Nachteile:
- Es gibt keine Möglichkeit, die Temperatur zu regulieren;
- Fällt eine Batterie aus, fällt die gesamte Heizungsanlage aus;
- Es ist nicht möglich, eine Fußbodenheizung an das System anzuschließen;
- Geringe Effizienz.
Angesichts der Komplexität der Installation und der anschließenden Wartung wird davon ausgegangen, dass es für den Eigentümer durchaus verständlich ist, ein Heizsystem mit natürlicher Zirkulation selbst zu installieren.
Was ist gut an einer Einrohrheizung mit Naturumlauf?
Die Einrohr-Warmwasserbereitung gilt als am einfachsten zu installieren und zu warten. Bei diesem Heizsystem werden die Heizrohre möglichst hoch unter der Decke verlegt, die Rücklaufrohre liegen darunter und führen zurück zum Heizkessel.
Bei einem Einrohrsystem dürfen Kessel und Heizgeräte auf gleicher Höhe installiert werden.
Ein geschlossenes Einrohrsystem ist mit einem Ausgleichsbehälter ausgestattet, der dabei hilft, Luft im System zu entfernen und die Änderung des Kühlmittelvolumens in den Rohren zu regulieren.
Grundlegende Installationsprinzipien:
- Der Neigungswinkel von Rohrleitungen beträgt nicht mehr als 7 Grad;
- Zur Batterie führende Metall-Kunststoff-Rohre müssen einen Durchmesser von 20 mm haben;
- Das Volumen des Ausgleichsbehälters beträgt 30 l, wobei ein Viertel des Behälters unbefüllt bleiben sollte;
- An jedem Heizkörper ist ein Luftventil installiert, wodurch es möglich ist;
- Die Installation von Thermoköpfen an einem Heizkörper hilft dabei, die Temperatur in jedem einzelnen Raum zu regulieren.
Bei einem Einrohr-Schwerkraftheizsystem kommt es vor allem darauf an, dass der Wasserstand im Tank nicht unter das Austrittsrohr sinkt, da sonst die Zufuhr von heißem Kühlmittel zum System unterbrochen wird. Um die Wassermenge im Tank aufzufüllen, empfiehlt es sich, einen Schlauch mit Hahn zu installieren, über den Sie die Kühlmittelmenge im System auffüllen können.
Es ist zu beachten, dass dieses System nicht für ein zweistöckiges Haus geeignet ist – in diesem Fall ist es erforderlich.
Moderne Geräte ermöglichen die Installation einer autonomen Heizung in einem Mehrfamilienhaus. Dies wird in unserem Material besprochen: .
Zweirohr-Heizungsschema für ein Privathaus mit natürlicher Zirkulation
Ein Zweirohr-Schwerkraftheizsystem ist um eine Größenordnung komplexer und teurer als ein Einrohr-Heizsystem. Bei dieser Heizungskonstruktion werden zwei Leitungen installiert – eine zirkuliert heißes Wasser, die zweite führt das gekühlte Kühlmittel zum Kessel zurück. Bevor Sie das System installieren, müssen Sie die Materialien berechnen.
Installationsschritte:
- Vom Kessel führt ein Rohr nach oben, das mit dem Ausdehnungsgefäß verbunden ist. Der Tank kann unter der Decke oder auf dem Dachboden platziert werden.
- Unten ist ein Rohr für den heißen Kühlmittelkreislauf mit dem Tank verbunden, der zur Verteilung im ganzen Haus führt. Auf der anderen Seite ist ein Rohr zum Abwasserkanal mit dem Tank verbunden, um überschüssiges Kühlmittel abzuleiten.
- Im ganzen Haus sind Verteilerrohre verlegt und mit Heizkörpern verbunden.
- Von der Unterseite des Kühlers führt ein Rücklaufrohr, durch das das abgekühlte Kühlmittel zum Heizkessel zurückgeführt wird. Die Rücklaufleitung verläuft parallel zu den Warmwasserleitungen.
Bei der Installation einer Zweirohrheizung mit freiem Umlauf ist zu berücksichtigen, dass eine Isolierung des Dachbodenraums, in dem sich das Ausdehnungsgefäß befindet, dringend empfohlen wird. So verhindern Sie ein Auskühlen oder teilweises Einfrieren der Heizungsanlage.
Die richtige Planung der Platzierung des Kessels und des Ausdehnungsgefäßes ist der Schlüssel zum effizienten Betrieb des gesamten Heizsystems. In diesem Fall sollte der Heizkessel möglichst tief platziert werden, idealerweise im speziell für das Gerät ausgestatteten Keller.
Arten von Heizsystemen mit natürlicher Zirkulation (Video)
Bei ordnungsgemäßer Installation einer Schwerkraftheizung ist eine Nutzung von bis zu 40 Jahren möglich. Ein solches System ist die beste Lösung für ein Landhaus, das nicht an eine Zentralheizung angeschlossen werden kann.
Die Möglichkeit, ein Heizsystem mit natürlicher Zirkulation eines einstöckigen Hauses (Schwerkraft- oder Schwerkraftsystem) zu nutzen, erfreut sich trotz des erreichten technischen Fortschritts immer noch großer Beliebtheit. Dies lässt sich einfach erklären: Systeme mit natürlicher Flüssigkeitszirkulation (LC) arbeiten autonom und müssen nicht an Stromquellen angeschlossen werden.
Daher ist die Bedeutung eines solchen Heizsystems mit natürlicher Zirkulation für ein einstöckiges Landhaus an einem Standort, an dem keine Möglichkeit besteht, Strom anzuschließen, um Umwälzpumpen zu installieren, kaum zu überschätzen. Oder an Orten, an denen es häufig zu Stromausfällen kommt.
Zum Funktionsprinzip von Schwerkraftzirkulationssystemen
Die Funktionsweise des Gravitationssystems basiert auf dem aus Schulzeiten bekannten Prinzip der Ausdehnung einer Flüssigkeit bei Erwärmung. Das heißt, durch die Erwärmung nehmen Gewicht und Dichte des Wassers ab und kehren beim Abkühlen zu ihren vorherigen Werten zurück.
Der Prozess der natürlichen Zirkulation im Heizsystem ist wie folgt: Wenn ein Kessel ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen erhitzt, dehnt sich die Flüssigkeit aus und steigt aufgrund der Abnahme der Dichte zum oberen Punkt des Schwerkraftheizsystems auf, verdrängt von dichterer Kälte Lagen. Die Flüssigkeit kreist um das Heizsystem, kühlt allmählich ab und kehrt zur Heizquelle selbst zurück. Dieser Zyklus wird dann wiederholt.
Das Grundprinzip der Erwärmung durch zirkulierendes warmes Wasser basiert auf der Nutzung des Unterschieds im hydrostatischen Druck der kalten und heißen Flüssigkeitssäulen. Wenn heißes Wasser durch kaltes Wasser verdrängt wird, das zum Wärmetauscher fließt, steigt das erwärmte Wasser durch das Rohr. Die Höhe des Zirkulationsdrucks hängt direkt von der Lage der Kesselmitte und des tiefsten Heizkörpers im Haus ab. Mit zunehmendem Höhenunterschied nimmt die Geschwindigkeit der Flüssigkeitsbewegung durch die Rohre zu. So funktioniert das Schema mit natürlicher Flüssigkeitszirkulation.
Herkömmlicherweise kann der Heizkreislauf eines Gebäudes in einzelne Abschnitte unterteilt werden: „heiß“ mit nach oben fließender Flüssigkeit und „kalt“ – mit nach unten fließendem Wasser. Die Rolle der Grenzen zwischen Fragmenten spielen die unteren und oberen Punkte des Heizkreislaufs.
Bei der Modellierung von Schwerkraftsystemen ist es wichtig, einen maximalen Unterschied zwischen den Druckniveaus der Flüssigkeitssäulen im „kalten“ und „heißen“ Kreislauf sicherzustellen.
In der Regel ist das System so ausgelegt, dass eine maximale Übereinstimmung der oberen Extrempunkte des Beschleunigungsverteilers (des vom Wärmetauscher ausgehenden Hauptsteigrohrs) und des restlichen Kreislaufs gewährleistet ist. Auf Höhe des oberen Punktes ist zusätzlich der Abgang zum Ausdehnungsgefäß bzw. Entlüftungsventil (bei Verwendung eines Membranbehälters) angebracht. Dadurch wird der „heiße“ Teil der Gesamtkontur so kurz wie möglich gehalten. Dank dieser Maßnahme erfolgt die Wasserzirkulation im Heizsystem in diesem Abschnitt mit minimalem Wärmeverlust.
Eine akzeptable Geschwindigkeit der Flüssigkeitsbewegung entlang des Kreislaufs ist möglich, wenn zwischen dem Ausgangskreislauf (vom Kessel) und dem Eingangskreislauf ein Temperaturunterschied von mindestens 25 °C besteht. Darüber hinaus sollte mit zunehmender Länge der Rohrleitung der Temperaturunterschied zunehmen.
Über die Typen und Diagramme dieser Systeme
Es gibt zwei Möglichkeiten, die Kreisläufe einer Schwerkraftheizung zu installieren. Wir sprechen von Einrohr- und Zweirohrkreisläufen. Im ersten Fall erfolgt die Entnahme und Zufuhr von Wasser aus dem Kühler über dasselbe Rohr, im zweiten Fall sind zwei verschiedene Rohre für die Entnahme und den Eintritt der Flüssigkeit zuständig. Es kommen auch offene und geschlossene Kreislaufsysteme zum Einsatz.
Einrohrig
Es zeichnet sich durch eine einfache Installation und eine niedrige (nahezu bodennahe) Platzierung der Rohrleitung aus. Ein Einrohr-Heizsystem wird durch eine Steigleitung dargestellt, an deren oberstem Punkt ein möglichst weit nach unten gerichtetes Beschleunigungsrohr verläuft, das mit einem Versorgungskreislauf endet. Der Anschluss des Systems (Wassereinlass und -auslass) an die Batterien erfolgt von unten über ein Rohrpaar mit kleinerem Durchmesser (wenn es sich um eine 2-Zoll-Rohrleitung handelt, empfiehlt sich die Verwendung von ¾-Zoll-Bögen). . Als nächstes bewegt sich das Kühlmittel von den Batterien in Richtung Kessel.
Der Nachteil eines solchen Schemas mit natürlicher Kühlmittelzirkulation ist sein geringer Wirkungsgrad: Beim Kühlen gelangt die Flüssigkeit in dieselbe Rohrleitung, durch die warmes Wasser zur nächsten Batterie gelangt. Dadurch ist der Wärmeverlust jedes nachfolgenden Heizkörpers deutlich unterschiedlich, was zu einer ungleichmäßigen Erwärmung des Hauses führt. Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, die Anzahl der Abschnitte jeder nachfolgenden Batterie zu erhöhen.
Geschlossen
Einer der beliebtesten in Europa. Es unterscheidet sich positiv von herkömmlichen Schwerkraftheizsystemen durch das Vorhandensein eines Ausdehnungsgefäßes. Dieser Prozess kann in Phasen unterteilt werden:
- Durch die Temperaturerhöhung wird das erwärmte Kühlmittel durch kalte Schichten verdrängt und verlässt den Heizkreislauf;
- Die erhitzte Flüssigkeit landet in einem geschlossenen Expansionsmembrantank (in einem durch eine Trennmembran in zwei Hälften geteilten Behälter, wobei eine Hälfte mit Wasser gefüllt ist und die zweite Hälfte Gas enthält – meist Stickstoff);
- Das Erhitzen des Wassers führt zu einem Druckanstieg, wodurch das Gas in der zweiten Hälfte des Tanks komprimiert wird, das Abkühlen des Kühlmittels zum umgekehrten Vorgang führt – das sich ausdehnende Gas drückt die Flüssigkeit aus dem Tank.
Der Nachteil, wenn große Flächen beheizt werden müssen, kann darin bestehen, dass ein ausreichend großer Tank installiert werden muss.
Offenes System
Es unterscheidet sich vom vorherigen Diagramm durch die Gestaltung des Ausgleichsbehälters. In diesem Fall wird es unabhängig hergestellt und auf dem Dachboden oder direkt unter der Decke installiert. Typischerweise wird ein offenes System zur Beheizung kleiner Räume verwendet.
Die Kehrseite ist das häufige „Verschlucken“ von Luft und deren Eindringen in die Batterien, was sich negativ auf den Betrieb des Gesamtsystems auswirkt und zudem zu einem vorzeitigen Verschleiß der Batterien und Metallrohre durch verstärkte Korrosionsprozesse führt. Zur Bekämpfung der Batterieentlüftung werden Mayevsky-Kräne empfohlen.
Zweirohr
Sorgt durch die strikte Trennung von Kalt- und Warmkreisläufen für eine effizientere Wärmenutzung und bietet die Möglichkeit, eine erhebliche Anzahl von Batterien anzuschließen.
Von einem Versorgungsrohr, das sich in der Nähe der Decke befindet und vom Verteiler ausgeht, werden mehrere Rohre (mit einem oberen Anschluss) abgesenkt (eines zu jedem Heizkörper). Entlang des Bodens verläuft eine Rücklaufleitung, in der das aus den Batterien kommende abgekühlte Kühlmittel gesammelt wird (untere diagonale Verbindung). Dadurch vermischen sich gekühlte und heiße Flüssigkeiten nicht, was eine gleichmäßige Erwärmung aller Räume im Haus gewährleistet.
Radial
Es handelt sich um einen Hybrid, der die Funktionsprinzipien eines Zweirohr-Heizkreises und eines Warmwasserbodens kombiniert. Die Vor- und Rücklaufkreise gehen vom Verteiler ab. In diesem Fall wird die Rücklaufleitung unter dem Boden verlegt. Der direkte Anschluss an Heizkörper erfolgt mit einem Minimum an Windungen.
Über die Vor- und Nachteile einer Schwerkraftheizung
Bei der Auflistung der Vorteile von Heizsystemen mit natürlicher Kühlmittelzirkulation sind folgende hervorzuheben:
- einfache Installation, Inbetriebnahme und Wartung;
- Unabhängigkeit vom Zugang zu Stromquellen;
- gute Wärmeleistung;
- Effizienz (vorbehaltlich einer guten Wärmedämmung der Wände und Fensteröffnungen des Gebäudes);
- geräuschloser Betrieb, da keine Pumpe erforderlich ist, was oft zu einer Geräuschkulisse führt, die für Ruhe und Arbeit ungünstig ist;
- Haltbarkeit (Mindestlebensdauer - 30-35 Jahre, vorbehaltlich der Installation aus neuen hochwertigen Rohren).
Wenn man über die Nachteile dieser Art der Wärmeversorgung für Privathäuser spricht, kann man nicht umhin, Folgendes zu sagen:
- begrenzte Reichweite des Systems (nicht mehr als 30 Meter);
- geringe Produktivität bei Installation in Gebäuden mit einer Fläche von mehr als 100 m2;
- die Notwendigkeit, Systeme mit einem Ausdehnungsgefäß auf Dachböden zu installieren;
- der erhebliche Zeitaufwand, der zum Aufwärmen aller Räume im Gebäude erforderlich ist;
- die Notwendigkeit einer Isolierung von Rohren, die in unbeheizten Räumen verlegt werden;
- steigende Kosten für den Kauf von Rohren mit großem Durchmesser, die zur Reduzierung des Widerstands beim Wasserdurchgang dienen.
Zur Berechnung der Parameter eines Heizsystems mit natürlicher Zirkulation für ein einstöckiges Haus
Aufgrund des Fehlens zusätzlicher Mechanismen in den Schwerkraftheizsystemen eines einstöckigen Gebäudes, die für einen konstant hohen Druck sorgen, kann ein möglicher Verstoß bei der Installation der Rohrleitung zu Problemen bei der Wärmeversorgung führen. Zu diesen Verstößen gehören:
- Vernachlässigung der Notwendigkeit, Neigungswinkel einzuhalten;
- falsche Rohrauswahl;
- überschüssige Windungen bei der Installation des Systems.
Das Gefälle bei der Installation einer Heizungsleitung in einem Privathaus wird durch die Bestimmungen von SNiPs geregelt. Demnach ist für jeden laufenden Meter ein Gefälle von 1 cm erforderlich. Dies gewährleistet eine normale Bewegung des Kühlmittels durch die Rohrleitung. Bei einem Verstoß gegen diese Norm kann es zu einer Luftfüllung im System kommen und der Gesamtwirkungsgrad sinkt.
Über die Berechnung von Druck und Heizleistung
Basierend auf den Bestimmungen von SNiP soll jedes kW Wärmeleistung eine Fläche von 10 Quadratmetern des Hauses heizen. Bei der Berechnung der Leistungswerte für Regionen mit heißem oder kaltem Klima sollten spezielle Koeffizienten verwendet werden. Im ersten Fall liegt sie zwischen 0,7 und 0,9, im zweiten zwischen 1,5 und 2.
Allerdings ist eine Berechnungsmethode, die die Deckenhöhe vernachlässigt, nicht immer ideal. Daher gibt es eine andere Möglichkeit – basierend auf dem Raumvolumen. In diesem Fall basieren die Berechnungen auf den Wärmeleistungsindikatoren (40 Watt) pro Kubikmeter. In diesem Fall erhöht das Vorhandensein von Fenstern die resultierende Zahl um 100 Watt (für jedes Fenster) und Türen um 200 Watt (für jedes). In diesem Fall wird für einstöckige Privathäuser ein Koeffizient von 1,5 angewendet.
Tatsächlich erfordert die bei der Planung privater einstöckiger Gebäude übliche Energiemenge eine Heizleistung von mindestens 50 Watt pro 1 m².
Berechnung des Rohrdurchmessers in einem System mit Naturzirkulation
Der Durchmesser von Rohren in Schwerkraftsystemen wird berechnet auf Basis von:
- Gebäudebedarf an Wärmeenergie (+20 %);
- Bestimmung des erforderlichen Rohrmaterialtyps (z. B. muss der Durchmesser eines Stahlrohrs mindestens 0,5 cm betragen);
- SNiP-Daten zum Verhältnis von Leistung und Innendurchmesser des Rohrs.
Es ist zu bedenken, dass bei der Wahl von Rohren mit einem unverhältnismäßig großen Querschnitt die Heizkosten steigen können, während die Wärmeübertragung abnimmt. Die Berechnung des Rohrdurchmessers für Systeme mit Selbstzirkulation erfordert die Befolgung einer weiteren einfachen Regel, die darin besteht, den Rohrdurchmesser nach jedem Abzweig um eine Größe zu verengen.
So heizen Sie ein Privathaus mit natürlicher Zirkulation selbst
Eine hochwertige Heizungsanlage für ein Privathaus mit Naturzirkulation kann selbstständig und ohne Einschaltung von Spezialisten installiert werden. Dazu müssen Sie die erforderlichen Berechnungen durchführen und die detaillierten Anweisungen spezieller Handbücher strikt befolgen, die Schritt für Schritt den gesamten Prozess der Installation von Warmwasserbereitungssystemen mit natürlicher Zirkulation in einem Privathaus beschreiben.
Bei privaten Landhäusern und Ferienhäusern wird häufig eine Heizungsanlage mit natürlicher Kühlmittelzirkulation installiert. Diese Entscheidung hat ihre positiven und negativen Seiten. Das Schema wird auf vier verschiedene Arten durchgeführt.
Ein System mit Schwerkraftzirkulation reagiert empfindlich auf Fehler bei der Heizungsinstallation.
Das Funktionsprinzip eines natürlichen Zirkulationssystems
Das Heizkonzept für ein Privathaus mit Naturzirkulation ist aufgrund folgender Vorteile beliebt:- Einfache Installation und Wartung.
- Es müssen keine zusätzlichen Geräte installiert werden.
- Energieunabhängigkeit – im Betrieb fallen keine zusätzlichen Energiekosten an. Bei einem Stromausfall läuft die Heizung weiter.
Gleichzeitig herrscht im Heizsystem praktisch kein Druck. In wärmetechnischen Formeln wird ein Verhältnis von 1 atm pro 10 m Wassersäulendruck angenommen. Die Berechnung des Heizsystems eines zweistöckigen Gebäudes zeigt, dass der hydrostatische Druck 1 atm nicht überschreitet, in einstöckigen Gebäuden 0,5 bis 0,7 atm.
Da die Flüssigkeit beim Erhitzen an Volumen zunimmt, ist für die natürliche Zirkulation ein Ausdehnungsgefäß erforderlich. Das durch den Kesselwasserkreislauf strömende Wasser erwärmt sich, was zu einer Volumenvergrößerung führt. Der Ausgleichsbehälter sollte sich an der Kühlmittelzufuhr ganz oben im Heizsystem befinden. Die Aufgabe des Puffertanks besteht darin, die Zunahme des Flüssigkeitsvolumens auszugleichen.
In Privathäusern kann eine Zirkulationsheizung eingesetzt werden, die folgende Anschlüsse ermöglicht:
- Anschluss an Fußbodenheizung– erfordert die Installation einer Umwälzpumpe nur an einem im Boden verlegten Wasserkreislauf. Der Rest der Anlage wird weiterhin im Naturumlauf betrieben. Nach einem Stromausfall wird der Raum weiterhin über die installierten Heizkörper beheizt.
- Arbeiten mit einem indirekten Wasserheizkessel– Der Anschluss an ein System mit natürlicher Zirkulation ist möglich, ohne dass Pumpgeräte angeschlossen werden müssen. Dazu wird der Kessel am obersten Punkt der Anlage direkt unter dem Luftausdehnungsgefäß geschlossener oder offener Bauart installiert. Ist dies nicht möglich, wird die Pumpe direkt am Lagertank montiert und zusätzlich ein Rückschlagventil eingebaut, um eine Rückführung des Kühlmittels zu vermeiden.
In Systemen mit Schwerkraftzirkulation bewegt sich das Kühlmittel durch die Schwerkraft. Dank der natürlichen Ausdehnung steigt die erhitzte Flüssigkeit in der Beschleunigungsstrecke nach oben und „fließt“ dann ein Gefälle hinunter durch mit den Heizkörpern verbundene Rohre zurück zum Kessel.
Arten von Heizsystemen mit Schwerkraftzirkulation
Trotz des einfachen Aufbaus eines Wasserheizsystems mit Selbstzirkulation des Kühlmittels gibt es mindestens vier gängige Installationsschemata. Die Wahl der Verkabelungsart hängt von den Eigenschaften des Gebäudes selbst und der erwarteten Leistung ab.Um festzustellen, welches Schema funktioniert, ist es in jedem Einzelfall erforderlich, eine hydraulische Berechnung des Systems durchzuführen, die Eigenschaften der Heizeinheit zu berücksichtigen, den Rohrdurchmesser zu berechnen usw. Möglicherweise benötigen Sie bei der Durchführung der Berechnungen professionelle Hilfe.
Geschlossenes System mit Schwerkraftzirkulation
In EU-Ländern sind unter anderem geschlossene Systeme die beliebtesten Lösungen. In der Russischen Föderation hat das System noch keine breite Anwendung gefunden. Die Funktionsprinzipien eines geschlossenen Warmwasserbereitungssystems mit pumpenloser Zirkulation sind wie folgt:- Bei Erwärmung dehnt sich das Kühlmittel aus und Wasser wird aus dem Heizkreislauf verdrängt.
- Unter Druck gelangt die Flüssigkeit in den Ausgleichsbehälter. Das Design des Behälters besteht aus einem Hohlraum, der durch eine Membran in zwei Teile geteilt ist. Der Tank ist zur Hälfte mit Gas gefüllt (die meisten Modelle verwenden Stickstoff). Der zweite Teil bleibt zum Befüllen mit Kühlmittel leer.
- Wenn die Flüssigkeit erhitzt wird, entsteht ein ausreichender Druck, um die Membran zu durchdringen und den Stickstoff zu komprimieren. Nach dem Abkühlen erfolgt der umgekehrte Vorgang und das Gas drückt Wasser aus dem Tank.
Ansonsten funktionieren geschlossene Systeme wie andere Heizsysteme mit Naturumlauf. Zu den Nachteilen gehört die Abhängigkeit vom Volumen des Ausgleichsbehälters. Bei Räumen mit einer großen beheizten Fläche müssen Sie einen geräumigen Container aufstellen, was nicht immer ratsam ist.
Offenes System mit Schwerkraftzirkulation
Das offene Heizsystem unterscheidet sich vom Vorgängertyp lediglich durch die Gestaltung des Ausdehnungsgefäßes. Dieses Schema wurde am häufigsten in alten Gebäuden verwendet. Der Vorteil eines offenen Systems ist die Möglichkeit, Behälter aus Abfallmaterialien selbstständig herzustellen. Der Tank hat meist bescheidene Abmessungen und wird auf dem Dach oder unter der Decke des Wohnzimmers installiert.Der Hauptnachteil offener Strukturen ist das Eindringen von Luft in Rohre und Heizkörper, was zu erhöhter Korrosion und schnellem Ausfall der Heizelemente führt. Auch die Belüftung des Systems ist ein häufiger „Gast“ in offenen Kreisläufen. Daher werden Heizkörper schräg eingebaut; zur Entlüftung müssen Mayevsky-Ventile vorgesehen werden.
Selbstzirkulierendes Einrohrsystem
Ein Einrohr-Horizontalsystem mit natürlicher Zirkulation hat einen geringen thermischen Wirkungsgrad und wird daher äußerst selten eingesetzt. Der Kern des Kreislaufs besteht darin, dass die Versorgungsleitung in Reihe mit den Heizkörpern verbunden ist. Das erwärmte Kühlmittel gelangt in das obere Abzweigrohr der Batterie und wird über den unteren Auslass abgeführt. Danach fließt die Wärme zur nächsten Heizeinheit und so weiter bis zum letzten Punkt. Der Rücklauf fließt von der äußersten Batterie zurück zum Kessel.
Diese Lösung hat mehrere Vorteile:
- Unter der Decke und über dem Bodenniveau gibt es keine gepaarte Rohrleitung.
- Spart Geld bei der Systeminstallation.
Zweirohr-Selbstzirkulationssystem
Eine Zweirohrheizung in einem Privathaus mit Naturzirkulation weist folgende Konstruktionsmerkmale auf:
Dadurch bietet ein Zweirohr-Heizkörpersystem folgende Vorteile:
- Gleichmäßige Wärmeverteilung.
- Für eine bessere Erwärmung müssen keine Heizkörperabschnitte hinzugefügt werden.
- Einfachere Anpassung des Systems.
- Der Durchmesser des Wasserkreislaufs ist mindestens eine Größe kleiner als bei Einrohrkreisläufen.
- Fehlen strenger Regeln für die Installation eines Zweirohrsystems. Kleinere Abweichungen hinsichtlich der Steigung sind zulässig.
Der Hauptvorteil eines Zweirohr-Heizsystems mit Boden- und Deckenverkabelung ist die Einfachheit und gleichzeitig Effizienz der Konstruktion, die es Ihnen ermöglicht, Fehler bei Berechnungen oder bei Installationsarbeiten zu vermeiden.
So machen Sie die Warmwasserbereitung mit natürlicher Zirkulation richtig
Alle Schwerkraftsysteme haben einen gemeinsamen Nachteil: den fehlenden Druck im System. Eventuelle Verstöße bei Installationsarbeiten, viele Kurvenfahrten, Nichteinhaltung von Gefällen wirken sich unmittelbar auf die Leistung des Wasserkreislaufs aus.Um eine ordnungsgemäße Heizung ohne Pumpe zu gewährleisten, müssen Sie Folgendes berücksichtigen:
- Minimaler Neigungswinkel.
- Art und Durchmesser der für den Wasserkreislauf verwendeten Rohre.
- Merkmale der Versorgung und Art des Kühlmittels.
Welche Rohrneigung ist für die Schwerkraftzirkulation erforderlich?
Die Auslegungsnormen für eine Hausheizungsanlage mit Schwerkraftzirkulation sind in den Bauordnungen detailliert festgelegt. Die Anforderungen berücksichtigen, dass die Flüssigkeitsbewegung im Wasserkreislauf durch hydraulischen Widerstand, Hindernisse in Form von Ecken und Biegungen usw. behindert wird.Die Neigung von Heizungsrohren wird durch SNiP reguliert. Gemäß den im Dokument angegebenen Normen ist pro Laufmeter ein Gefälle von 10 mm erforderlich. Die Einhaltung dieser Bedingung gewährleistet eine ungehinderte Bewegung der Flüssigkeit im Wasserkreislauf.
Eine Verletzung des Gefälles beim Verlegen von Rohren führt zu einer Belüftung des Systems, einer unzureichenden Erwärmung der vom Kessel entfernten Heizkörper und damit zu einer Verringerung des thermischen Wirkungsgrades.
Die Rohrneigungsnormen für die natürliche Kühlmittelzirkulation sind in (ehemals SNiP 41-01-2003) „Verlegung von Heizungsleitungen“ festgelegt.
Welche Rohre werden für die Installation verwendet?
Die Wahl der Rohre für die Herstellung des Heizkreislaufs ist wichtig. Jedes Material hat seine eigenen thermischen Eigenschaften, seinen eigenen hydraulischen Widerstand usw. Berücksichtigen Sie bei Eigenmontagearbeiten zusätzlich die Komplexität der Montage.Die am häufigsten verwendeten Baumaterialien sind:
- Stahlrohre – Zu den Vorteilen des Materials zählen: erschwingliche Kosten, Beständigkeit gegen hohen Druck, Wärmeleitfähigkeit und Festigkeit. Der Nachteil von Stahl ist seine aufwendige Montage, die ohne den Einsatz von Schweißgeräten nicht möglich ist.
- Metall-Kunststoff-Rohre– haben eine glatte Innenfläche, die ein Verstopfen des Kreislaufs verhindert, geringes Gewicht und lineare Ausdehnung, keine Korrosion. Die Beliebtheit von Metall-Kunststoff-Rohren wird durch ihre kurze Lebensdauer (15 Jahre) und die hohen Materialkosten etwas eingeschränkt.
- Polypropylenrohre– werden aufgrund ihrer einfachen Installation, hohen Dichtheit und Festigkeit, langen Lebensdauer und Frostbeständigkeit häufig verwendet. Polypropylenrohre werden mit einem Lötkolben installiert. Lebensdauer von mindestens 25 Jahren.
- Kupferrohre werden aufgrund ihrer hohen Kosten nicht häufig verwendet. Kupfer hat eine maximale Wärmeübertragung. Beständig gegen Erwärmung bis + 500°C, Lebensdauer über 100 Jahre. Besonderes Lob verdient das Aussehen der Pfeife. Unter Temperatureinfluss überzieht die Kupferoberfläche eine Patina, die die äußeren Eigenschaften des Materials nur verbessert.
Welchen Durchmesser sollten die Rohre für eine Zirkulation ohne Pumpe haben?
Die korrekte Berechnung der Rohrdurchmesser für die Warmwasserbereitung mit Naturumlauf erfolgt in mehreren Schritten:- Der Bedarf des Raumes an Wärmeenergie wird berechnet. Zum erhaltenen Ergebnis werden etwa 20 % addiert.
- SNiP gibt das Verhältnis der Wärmeleistung zum Innenquerschnitt des Rohres an. Wir berechnen den Querschnitt der Rohrleitung anhand der angegebenen Formeln. Um komplexe Berechnungen zu vermeiden, sollten Sie einen Online-Rechner verwenden.
- Der Durchmesser der Rohre des Naturumlaufsystems muss nach wärmetechnischen Berechnungen gewählt werden. Eine zu breite Rohrleitung führt zu einer verringerten Wärmeübertragung und erhöhten Heizkosten. Die Breite des Abschnitts wird durch die Art des verwendeten Materials beeinflusst. Daher sollten Stahlrohre nicht schmaler als 50 mm sein. im Durchmesser.
Wenn bei der Planung und Durchführung von Installationsarbeiten an einer Heizungsanlage mit Schwerkraftzirkulation die Durchmesserberechnungen korrekt durchgeführt und die Gefälle der Rohrleitungen beachtet wurden, sind Betriebsprobleme äußerst selten und treten hauptsächlich aufgrund unsachgemäßer Bedienung auf.
Welche Abfüllung ist besser – unten oder oben?
Die natürliche Wasserzirkulation im Heizsystem eines einstöckigen Hauses hängt weitgehend vom gewählten Schema der direkten Zufuhr von Kühlmittel zu den Heizkörpern ab. Es ist üblich, alle Arten von Verbindungen oder Füllungen in zwei Kategorien einzuteilen:
Fehler bei der Auswahl der Befüllungsart führen dazu, dass der Wasserkreislauf durch den Einbau von Zirkulationsgeräten angepasst werden muss.
Welches Kühlmittel ist besser für Selbstzirkulationssysteme?
Das optimale Kühlmittel für ein Heizsystem mit natürlicher Flüssigkeitsbewegung ist Wasser. Tatsache ist, dass Frostschutzmittel eine höhere Dichte und eine geringere Wärmeübertragung haben. Um Glykolverbindungen auf den erforderlichen Zustand zu erhitzen, dauert die Verbrennung des Kraftstoffs länger, während die Wärmeübertragung auf dem Wasserspiegel bleibt.Es gibt zwei Argumente für die Verwendung von Frostschutzmittel:
- Hohe Fließfähigkeit des Materials, wodurch die Durchblutung verbessert wird.
- Fähigkeit, die Fließfähigkeit bei Erreichen von -10 °C und -15 °C aufrechtzuerhalten.
Welche Heizung ist besser zu wählen – natürlich oder forciert?
Die Konstruktionsmerkmale des Systems mit natürlicher Schwerkraftzirkulation, einfache Installation und die Möglichkeit, Arbeiten selbstständig durchzuführen, haben dieses Schema bei Haushaltsverbrauchern sehr beliebt gemacht.Aber das selbstzirkulierende Design verliert im Vergleich zu einem Kreislauf, der an Pumpgeräte angeschlossen ist, in folgenden Aspekten:
- Inbetriebnahme – die Heizungsanlage mit Naturumlauf beginnt bei einer Kühlmitteltemperatur von ca. 50°C zu arbeiten. Dies ist notwendig, damit sich das Wasservolumen ausdehnt. Bei Anschluss an eine Pumpe bewegt sich die Flüssigkeit unmittelbar nach dem Einschalten durch den Wasserkreislauf.
- Eine Abnahme der Leistung von Heizgeräten während der natürlichen Zirkulation des Kühlmittels mit zunehmender Entfernung vom Kessel. Selbst bei einer ordnungsgemäß aufgebauten Schaltung beträgt der Temperaturunterschied etwa 5 °C.
- Lufteinfluss – Hauptgrund für die mangelnde Zirkulation ist die Belüftung eines Teils des Wasserkreislaufs. Durch die Nichteinhaltung von Gefällen, die Verwendung eines offenen Ausdehnungsgefäßes und aus anderen Gründen kann es zur Luftbildung in der Heizungsanlage kommen. Um das System unter Druck zu setzen, muss der Kessel mit maximaler Leistung eingeschaltet werden, was zu erheblichen Kosten führt.
- Das Heizen eines zweistöckigen Hauses mit natürlicher Kühlmittelzirkulation ist aufgrund vorhandener Hindernisse für die Flüssigkeitsbewegung schwierig.
- Auch hinsichtlich der Heizungsregelung sind selbstzirkulierende Systeme den mit Pumpen verbundenen Kreisläufen unterlegen. Moderne Zirkulationsgeräte sind an Raumthermostate angeschlossen, die eine genaue Wärmeübertragung und Erwärmung der Raumtemperatur mit einem Fehler von bis zu 1 °C gewährleisten. Der Einbau von Thermostaten ist auch in Kreisläufen mit Selbstzirkulation zulässig, allerdings beträgt der Einstellfehler 3-5°C.
Der Hauptvorteil von Selbstzirkulationssystemen ist ihre Energieunabhängigkeit, aber nach einfachen Berechnungen können wir zu dem Schluss kommen, dass die Stromeinsparungen den Wärmeverlust während der unabhängigen Bewegung des Kühlmittels nicht rechtfertigen. Zwangsumlaufkreisläufe bieten eine höhere Wärmeübertragung und einen höheren Wirkungsgrad.
