Typer oppvarming for naturlig sirkulasjon. Gjør-det-selv oppvarmingsordning (med naturlig sirkulasjon) for et privat hus. Hvordan skal et to-rørssystem ordnes?

Uansett hvordan ingeniører og byggherrer spådde på åttitallet, lever varmesystemet med naturlig sirkulasjon i beste velgående i det tjueførste århundre, og varmer til og med hjemmene våre. Pumpeutstyr øker kostnadene for kjelen betydelig og skaper avhengighet av det elektriske nettverket, så mange nekter det. Tyngdekraftssystemet er det billigste og enkleste designet. Det har selvfølgelig sine ulemper, hvorav den viktigste er begrensningen på byggeområdet. På grunn av sin lave treghet er den egnet for hus opp til hundre kvadratmeter.

Hvordan fungerer prinsippet om naturlig sirkulasjon?

Kjølevæsken, oftest vanlig vann, beveger seg langs kretsløp fra kjelen til radiatorene og tilbake på grunn av endringer i dens termodynamiske egenskaper. Når væskens tetthet ved oppvarming avtar og volumet øker, presses den ut av den kalde strømmen som går tilbake og stiger gjennom rørene. Ettersom kjølevæsken fordeles av tyngdekraften langs de horisontale grenene, synker temperaturen og den går tilbake til kjelen. Dette fullfører syklusen.

Diagram over et varmesystem med naturlig sirkulasjon: 1 - fast brenselkjele, 2 - hovedstigerør, 3 - distribusjonsledninger, 4 - ekspansjonstank, 5 - vanntank for etterfylling av ekspanderen, 6 - rør som drenerer overflødig kjølevæskevolum inn i kloakken (tank), 7 – varmevekslere, 8 – kuleventiler, 9 – kjele, 10 – retur, 11 – retur stigerør

Hvis vannoppvarming med naturlig sirkulasjon ble valgt for huset, legges alle horisontale seksjoner av rør med en skråning som går i retning av væskebevegelse. Dette lar deg effektivt håndtere "" batterier. Luft er lettere enn vann, så den suser opp gjennom rørene, kommer inn i ekspansjonstanken og deretter inn i atmosfæren.

Tanken aksepterer vann, hvis volum øker med økende temperatur, og skaper konstant trykk.

Hva er sirkulasjonstrykket avhengig av?

Opprettelsen av det nødvendige sirkulasjonstrykket må beregnes ved utforming av et varmesystem. Det avhenger av hvor forskjellig nivåene på midten av kjelen og den nederste radiatoren er. Jo større høydeforskjell, jo bedre beveger væsken seg gjennom systemet. Det påvirkes også av forskjellen i tetthet av varmt og avkjølt vann.

Sirkulasjonstrykket i varmesystemet avhenger først og fremst av høydeforskjellen mellom kjelen og den nedre radiatoren. Jo større denne forskjellen (h), jo større er trykket

Oppvarming med naturlig sirkulasjon er preget av en syklisk endring i temperaturen i varmevekslerne og i kjelen, som oppstår langs enhetenes sentrale akse. Varmt vann er øverst, kaldt vann er nederst. Under påvirkning av tyngdekraften beveger den avkjølte kjølevæsken seg ned gjennom rørene.

Sirkulasjonstrykket avhenger direkte av monteringshøyden til batteriene. Økningen forenkles også av helningsvinkelen til tilførselsledningen, rettet mot radiatorene, og helningen til returledningen som vender mot kjelen. Dette gjør at kjølevæsken lettere kan overvinne den lokale motstanden til rørene.

Når du installerer et varmesystem med naturlig sirkulasjon i et privat hus, installeres kjelen på det laveste punktet slik at alle radiatorer er høyere.

I en hytte, når du installerer et varmesystem med naturlig sirkulasjon, er kjelen installert på det laveste punktet. Alle varmevekslere (radiatorer) skal være plassert over

For leilighetsbygg brukes oppvarmingsordninger med naturlig sirkulasjon svært sjelden, siden når den er installert i en leilighet, senkes kjelen ned i en "grop" - direkte på gulvplaten. Gulvet rundt er skåret ut, og selve fordypningen og omkretsen rundt skal beskyttes med brannsikre materialer.

Ordninger av slike varmesystemer

Utformingen av varmesystemet, uavhengig av sirkulasjonsmetoden til kjølevæsken, avhenger av flere faktorer:

metode for å koble radiatorer til forsyningsstigerør. Her er det ett-rør og to-rør systemer;
steder hvor varmtvannsledningen legges. Du må velge mellom nedre og øvre ledninger;
hovedlinjeleggingsordninger: blindveisystem eller tilhørende bevegelse av kjølevæske i hovedlinjer;
arrangement av stigerør, som kan være enten horisontalt eller vertikalt.

Enkeltrørssystem: hvordan regulerer man temperaturen?

Den har bare ett ledningsalternativ - topp. Det er ingen returstige, så kjølevæsken som er avkjølt i batteriene går tilbake til tilførselsledningen. Væskebevegelse sikres av forskjellen i væsketemperatur i de nedre og øvre radiatorene.

For å sikre de samme temperaturforholdene i rom i forskjellige etasjer, bør overflaten til varmeanordninger i første etasje være litt større enn i andre og påfølgende. En blanding av varmt og avkjølt vann i de øvre varmevekslerne kommer inn i de nedre radiatorene.

I et ett-rørssystem kan det være to alternativer for bevegelse: i den første går en del til radiatoren, den andre går videre langs stigerøret til de nedre enhetene.

Ved parallell enkeltrørsfordeling får varmevekslere i de øverste etasjene varmt vann, og de nederste får avkjølt vann. Derfor må arealet til sistnevnte økes for å utjevne oppvarmingen av alle rom

I det andre tilfellet passerer hele volumet av vann gjennom hver varmeveksler, fra de øverste. Hovedtrekket i denne layouten er at radiatorene i første og kjelleretasjen kun mottar kjølt vann.

Med en gjennomstrømningsversjon av en enkeltrørsledning er det umulig å slå av eller begrense strømmen av kjølevæske inn i en separat radiator. Blokkering av en av dem ville føre til stopp i sirkulasjonen i hele systemet

Og hvis temperaturen i rommene i det første tilfellet kan kontrolleres ved hjelp av kraner, kan de i det andre ikke brukes, da dette vil føre til en reduksjon i tilførselen av væske til alle påfølgende varmevekslere. I tillegg vil en fullstendig stengning av kranen bety å stoppe sirkulasjonen av vannet i systemet.

Når du installerer et enkeltrørssystem, er det bedre å fokusere på ledningene, noe som gjør det mulig å regulere vannforsyningen til hver radiator. Dette vil tillate deg å regulere temperaturen i individuelle rom og, naturlig nok, gjør varmesystemet mer fleksibelt, og derfor mer effektivt.

Siden enkeltrørledninger bare kan være på toppen, er installasjonen bare mulig i bygninger med loftsplass. Det er her tilførselsrørledningen skal ligge. Den største ulempen er at oppvarming kun kan startes i hele bygget samtidig. Systemet har selvfølgelig også fordeler. De viktigste er enkel installasjon og lavere kostnad. Fra et estetisk synspunkt, jo færre rør, jo lettere er det å skjule dem.

Hvordan skal et to-rørssystem ordnes?

Denne versjonen av oppvarmingsordningen antar tilstedeværelsen av en tilførsels- og eksosledning. Varm kjølevæske sirkulerer i den øvre delen av systemet, og avkjølt kjølevæske sirkulerer i den nedre delen.

Et to-rørs varmesystem er mer fleksibelt når det gjelder temperaturregulering i enkeltrom. Det krever imidlertid flere materialer enn et enkeltrør

Et rør strekker seg fra kjelen og er koblet til ekspansjonstanken. Fra tanken kommer et rør for den varme ledningen til kretsen, som deretter kobles til ledningen. Avhengig av størrelsen på beholderen og vannvolumet i systemet, kan et overløpsrør strekke seg fra tanken. Det drenerer overflødig vann ut i kloakken.

Rørene som forlater bunnen av varmevekslerne er kombinert til en returledning. Gjennom den kommer den avkjølte kjølevæsken igjen inn i kjelen. Returen skal gå gjennom samme rom som tilførselsledningen.

Horisontalt eller vertikalt stigerør i ledningen?

Et varmesystem med et vertikalt stigerør innebærer å koble radiatorer til det fra forskjellige etasjer. Dens fordel: lavere risiko for å "lufte" systemet, ulempe - høyere kostnad.

Når varmevekslere fra en etasje kobles til et tilførselsrør, er dette et system med horisontalt stigerør. Dette alternativet vil koste huseiere mindre, men må løse problemet med luftlåser. Som regel er det nok å installere luftventiler.

Fordeler og ulemper med å arrangere oppvarming av denne typen

Når det gjelder fordelene med et varmesystem med naturlig sirkulasjon av vann, er det flere:

ingen problemer under installasjon, oppstart og drift;
termisk stabilitet av systemet. Basert på gravitasjonssirkulasjonen til kjølevæsken, sikrer den maksimal varmeoverføring og opprettholder innendørs mikroklima på et gitt nivå;
effektivitet (med riktig isolasjon av bygningen);
stille arbeid. Ingen pumpe – ingen støy og vibrasjoner;
uavhengighet fra strømbrudd. Naturligvis, i tilfelle når den installerte kjelen kan fungere uten strøm;
lang levetid. Med rettidig vedlikehold uten større reparasjoner kan systemet fungere i 35 år eller mer.

Den største ulempen med et gravitasjonsvarmesystem er begrensningene på bygningsarealet og aksjonsradiusen. Den er installert i hus hvis areal vanligvis ikke overstiger 100 kvadratmeter. På grunn av det lave sirkulasjonstrykket er systemets radius begrenset til tretti meter horisontalt. Et obligatorisk krav er tilstedeværelsen av et loftsrom i bygningen der ekspansjonstanken skal installeres.

En betydelig ulempe er den langsomme oppvarmingen av hele huset. Med et system med naturlig sirkulasjon er det nødvendig å isolere rør som går i uoppvarmede rom, da det er fare for vannfrysing.

Vanligvis brukes få materialer til slik kabling, men når den lokale motstanden til rørledningen må reduseres, øker kostnadene på grunn av behovet for å bruke rør med større diameter.

Konstruksjonen av et autonomt varmenettverk av gravitasjonstypen velges hvis det er upraktisk, og noen ganger umulig, å installere en sirkulasjonspumpe eller koble til en sentralisert strømforsyning.

Et slikt system er billigere å installere og er helt uavhengig av elektrisitet. Imidlertid avhenger ytelsen i stor grad av nøyaktigheten til designet.

For at et varmesystem med naturlig sirkulasjon skal fungere jevnt, er det nødvendig å beregne parametrene, installere komponentene riktig og med rimelighet velge vannkretsdesign. Vi vil hjelpe til med å løse disse problemene.

Vi beskrev hovedprinsippene for drift av gravitasjonssystemet, ga råd om valg av rørledning og skisserte reglene for montering av kretsen og plassering av arbeidsenheter. Vi ga spesiell oppmerksomhet til design- og driftsfunksjonene til ett- og to-rørs oppvarmingsordninger.

Prosessen med vannbevegelse i varmekretsen uten bruk av en sirkulasjonspumpe skjer på grunn av naturlige fysiske lover.

Å forstå arten av disse prosessene vil tillate deg å kompetent håndtere standard- og ikke-standardsaker.

Bildegalleri

Ved vannoppvarming med naturlig sirkulasjon avhenger hastigheten av følgende faktorer:

trykkforskjell mellom fragmenter av konturen på dets nedre punkt;
hydrodynamisk motstand varmesystem.

Metoder for å sikre maksimal trykkforskjell ble diskutert ovenfor. Den hydrodynamiske motstanden til et reelt system kan ikke beregnes nøyaktig på grunn av den komplekse matematiske modellen og det store antallet inngangsdata, hvis nøyaktighet er vanskelig å garantere.

Imidlertid er det generelle regler som, hvis de følges, vil redusere motstanden til varmekretsen.

Hovedårsakene til reduksjonen i hastigheten på vannbevegelsen er motstanden til rørveggene og tilstedeværelsen av innsnevringer på grunn av tilstedeværelsen av beslag eller avstengningsventiler. Ved lave strømningshastigheter er det praktisk talt ingen veggmotstand.

Unntaket er lange og tynne rør, typisk for oppvarming med. Som regel er det tildelt separate kretser med tvungen sirkulasjon.

Når du velger typer rør for en naturlig sirkulasjonskrets, må du ta hensyn til tilstedeværelsen av tekniske begrensninger når du installerer systemet. Derfor er det uønsket å bruke dem med naturlig vannsirkulasjon fordi de er forbundet med beslag med en betydelig mindre indre diameter.

Regler for valg og montering av rør

Hellingen til returledningen er vanligvis laget i bevegelsesretningen til det avkjølte vannet. Da vil det laveste punktet i kretsen falle sammen med inngangen til returrøret til varmegeneratoren.

Den vanligste kombinasjonen av hellingsretninger for tilførsel og returrør for å fjerne luftlommer fra en naturlig sirkulasjonsvannkrets

Åpent vann naturlige varmesystemer brukes hovedsakelig i private hjem, hvor det er mulig å installere en varmekjele og en ekspansjonstank. Hvis det ikke er mulig å koble til en gasskjele, kan du bruke avfallskjeler eller fastbrenselkjeler.

Hvorfor velger eiere av små hytter et varmesystem med naturlig sirkulasjon? Tyngdekraftsvarmesystemet regnes som det billigste av alle tilgjengelige. Det innebærer ikke installasjon av en sirkulasjonsanordning, siden vannet beveger seg naturlig gjennom rørene.

For å installere et varmesystem trenger du en kjele, en rørledning, høykvalitets batterier og en ekspansjonstank. Det særegne ved gravitasjonssystemet er at vannet som er oppvarmet i kjelen stiger og sprer seg gjennom systemet, og skyver kaldt vann tilbake i kjelen for oppvarming.

Hovedbetingelsen ved installasjon av systemet er at rørene som varmtvann strømmer gjennom må plasseres i en svak helling.

Hellingen på rørene er nødvendig for å lette bevegelsen av kaldt vann fra radiatorene inn i varmekjelen. Jo høyere radiatorene er langs den vertikale aksen, og følgelig, jo lavere kjelen er, jo raskere vil kjølevæsken bevege seg gjennom systemet.

I et gravitasjonsvarmesystem laget av polypropylen, anbefales det å installere et reservoar - en ekspansjonstank, som vil skape ekstra trykk og øke hastigheten på vannbevegelsen gjennom rørene. Kjølevæskesirkulasjonen vil være kontinuerlig mens varmeenheten er i drift.

Naturlig sirkulasjon av vann i varmesystemet: fordeler og ulemper

I et tyngdekraftsvarmesystem beveger kjølevæsken seg gjennom rørene ved tyngdekraften, uten deltagelse av en pumpe. Vann beveger seg gjennom rør som er plassert i en liten vinkel. Vannkretsløpet i systemet blir bedre hvis rørene har større diameter. Plastrør anses som standard, selv om de kan sprekke hvis kjelen overopphetes. Metallrør holder godt på varmen og vil vare lenger, selv om installasjonen medfører økonomiske kostnader.

Systemet må forbli åpent og kreve lufttilgang for riktig funksjon.

Hvis det er et stort volum vann i tanken, vil gravitasjonsoppvarmingen være inert. Etter at kjelen er slått av, vil kjølevæsken kunne bevege seg gjennom systemet i lang tid og varme opp radiatorene. Dermed vil romtemperaturen synke sakte. Dette systemet er ikke avhengig av elektrisitet.

Tyngdekraftsoppvarming har ulemper:

Det er ingen måte å regulere temperaturen på;
Hvis ett batteri bryter sammen, svikter hele varmesystemet;
Det er ikke mulig å koble et oppvarmet gulv til systemet;
Lav effektivitet.

Å dømme etter kompleksiteten til installasjon og påfølgende vedlikehold, antas det at et varmesystem med naturlig sirkulasjon er ganske forståelig for eieren å installere det med egne hender.

Hva er bra med et enkeltrørs varmesystem med naturlig sirkulasjon?

Enkeltrørs vannoppvarming anses som den enkleste å installere og vedlikeholde. Dette varmesystemet innebærer å plassere varmerør i maksimal høyde under taket, og returrør er plassert under og leder tilbake til kjelen.

I et enkeltrørsystem er det tillatt å installere kjelen og varmeenhetene på samme nivå.

Et lukket ettrørssystem er utstyrt med en ekspansjonstank, som hjelper til med å kvitte seg med luft i systemet og regulerer endringen i volumet av kjølevæske i rørene.

Grunnleggende installasjonsprinsipper:

Hellingsvinkelen til rørledninger er ikke mer enn 7 grader;
Metall-plastrør som fører til batteriet må ha en diameter på 20 mm;
Volumet på ekspansjonstanken er 30 l, mens en fjerdedel av tanken skal forbli ufylt;
En luftventil er installert på hver radiator, takket være det er det mulig;
Installering av termiske hoder på en radiator vil bidra til å regulere temperaturen i hvert enkelt rom.

Med et enkeltrørs gravitasjonsvarmesystem er det viktigste at vannnivået i tanken ikke faller under røret som forlater det, ellers vil tilførselen av varm kjølevæske til systemet stoppe. For å fylle på volumet av vann i tanken, anbefales det å installere en slange med en kran som du kan fylle på mengden kjølevæske i systemet.

Det er verdt å merke seg at dette systemet ikke er egnet for et to-etasjers hus - i dette tilfellet er det nødvendig.

Moderne utstyr gjør det mulig å installere autonom oppvarming i en bygård. Dette er omtalt i vårt materiale: .

To-rørs oppvarmingsordning for et privat hus med naturlig sirkulasjon

Et to-rørs gravitasjonsvarmesystem er en størrelsesorden mer komplekst og dyrere enn et enkeltrør. Denne oppvarmingsdesignen innebærer å installere to linjer - en sirkulerer varmt vann, den andre returnerer den avkjølte kjølevæsken til kjelen. Før du installerer systemet, må du beregne materialene.

Installasjonstrinn:

Et rør renner opp fra kjelen, som kobles til ekspansjonstanken. Tanken kan plasseres under taket eller på loftet.
I bunnen er et rør for den varme kjølevæskekretsen koblet til tanken, som fører til ledninger i hele huset. På den andre siden er et rør som fører til kloakken koblet til tanken for å fjerne overflødig kjølevæske.
Fordelingsrør kobles i hele huset og kobles til radiatorer.
Fra bunnen av radiatoren er det et returrør gjennom hvilket den avkjølte kjølevæsken vil bli returnert til varmekjelen. Returledningen er plassert parallelt med varmtvannsrørene.

Når du installerer et to-rørs varmesystem med fri sirkulasjon, bør det tas hensyn til at loftsrommet hvor ekspansjonstanken er plassert anbefales sterkt å isolere. På denne måten unngår du nedkjøling eller delvis frysing av varmesystemet.

Riktig planlegging av plassering av kjelen og ekspansjonstanken er nøkkelen til effektiv drift av hele varmesystemet. I dette tilfellet bør varmekjelen plasseres så lavt som mulig, ideelt sett i kjelleren, spesielt utstyrt for enheten.

Typer varmesystemer med naturlig sirkulasjon (video)

Riktig installasjon av et gravitasjonsvarmesystem gjør det mulig å bruke det i opptil 40 år. Et slikt system er den beste løsningen for et landsted som ikke kan kobles til en sentralvarmeledning.

Muligheten for å bruke et varmesystem med naturlig sirkulasjon av et en-etasjes hus (tyngdekraft eller gravitasjonssystem) er fortsatt populært, til tross for det oppnådde nivået av teknisk fremgang. Dette forklares enkelt: Systemer for naturlig væskesirkulasjon (LC) fungerer autonomt og trenger ikke å kobles til strømkilder.

Derfor er det vanskelig å overvurdere viktigheten av et slikt varmesystem med naturlig sirkulasjon for et en-etasjes landsted som ligger på et sted hvor det ikke er mulighet for å koble til strøm for å installere sirkulasjonspumper. Eller på steder hvor det er hyppige strømbrudd.

På driftsprinsippet til

Driften av gravitasjonssystemet er basert på prinsippet om utvidelse av en væske ved oppvarming, kjent fra skoletiden. Det vil si, som et resultat av oppvarming, reduseres vekten og tettheten til vannet, og når de avkjøles, går de tilbake til sine tidligere verdier.

Prosessen med naturlig sirkulasjon i varmesystemet er som følger: når en kjele varmer opp et visst volum væske, utvider væsken seg og, på grunn av en reduksjon i tetthet, stiger den til topppunktet av gravitasjonsvarmesystemet, fortrengt av tettere kulde lag. Ved å lage en sirkel rundt varmesystemet, kjøles væsken gradvis ned og går tilbake til selve varmekilden. Denne syklusen gjentas deretter.

Det vil si at det grunnleggende prinsippet for oppvarming ved å sirkulere varmt vann er basert på bruken av forskjellen i nivåene av hydrostatisk trykk av kalde og varme væskekolonner. Når varmtvann fortrenges av kaldt vann som strømmer mot varmeveksleren, stiger det oppvarmede vannet gjennom røret. Størrelsen på sirkulasjonstrykket er direkte avhengig av plasseringen av midten av kjelen og den laveste radiatoren i huset. Når høydeforskjellen øker, øker hastigheten på væskebevegelsen gjennom rørene. Slik fungerer ordningen med naturlig sirkulasjon av væske.

Konvensjonelt kan varmekretsen til en bygning deles inn i separate fragmenter: "varm" med væske som strømmer oppover og "kald" - med vann som strømmer nedover. Rollen som grenser mellom fragmenter vil bli spilt av de nedre og øvre punktene i varmekretsen.

Ved modellering av gravitasjonssystemer er det viktig å sikre en maksimal forskjell mellom trykknivåene til væskesøyler i de "kalde" og "varme" kretsene.

Som regel er systemet utformet på en slik måte at det sikres maksimalt sammenfall av de øvre ytterpunktene til akselerasjonsmanifolden (hovedstigerøret som strekker seg fra varmeveksleren) og resten av kretsen. På nivå med topppunktet er også utløpet til ekspansjonstanken eller lufteventilen installert (ved bruk av membrantank). Dette bidrar til å gjøre den "varme" delen av den totale konturen så kort som mulig. Takket være dette tiltaket vil vannsirkulasjonen i varmesystemet i denne seksjonen utføres med minimalt varmetap.

En akseptabel hastighet på væskebevegelse langs kretsen er mulig hvis det er en temperaturforskjell mellom de utgående (fra kjelen) og innkommende kretser - ikke mindre enn 25 0 C grader. Dessuten, når lengden på rørledningen øker, bør temperaturforskjellen øke.

Om typene og diagrammene til disse systemene

Det er to måter å installere kretsene til et gravitasjonsvarmesystem på. Vi snakker om ett-rør og to-rør kretser. I det første tilfellet fjernes vann og tilføres fra radiatoren gjennom samme rør, i det andre er to forskjellige rør ansvarlige for fjerning og innføring av væske. Åpne og lukkede sirkulasjonssystemer brukes også.

Enkeltrør

Den utmerker seg ved dens enkle installasjon og lave (nesten gulvnivå) plassering av rørledningen. Et enkeltrørs varmesystem er representert av et stigerør med et akselererende rør som strekker seg fra topppunktet og rettet så langt ned som mulig, som ender med en forsyningskrets. Koblingen av systemet (vanninntak og -utløp) til batteriene utføres nedenfra ved hjelp av et par rør med mindre diameter (hvis vi snakker om en to-tommers rørledning, anbefales det å bruke ¾-tommers bøyer) . Deretter beveger kjølevæsken fra batteriene seg mot kjelen.

Ulempen med en slik ordning med naturlig kjølevæskesirkulasjon er dens lave effektivitet: ved avkjøling kommer væsken inn i samme rørledning som varmt vann går til neste batteri. Dermed er varmetapet til hver påfølgende radiator merkbart forskjellig, noe som forårsaker ujevn oppvarming av huset. For å løse dette problemet er det nødvendig å øke antall seksjoner av hvert påfølgende batteri.

Lukket

En av de mest populære i Europa. Det skiller seg gunstig fra konvensjonelle ved tilstedeværelsen av en ekspansjonstank. Denne prosessen kan deles inn i stadier:

På grunn av temperaturøkningen blir den oppvarmede kjølevæsken fortrengt av kalde lag og forlater varmekretsen;
Den oppvarmede væsken ender opp i en lukket ekspansjonsmembrantank (i en beholder delt i to ved hjelp av en skillemembran, med den ene halvparten fylt med vann, og den andre inneholder gass - oftest nitrogen);
Oppvarming av vannet fører til en økning i trykket, som et resultat av at gassen i andre halvdel av tanken komprimeres, avkjøling av kjølevæsken fører til den motsatte prosessen - gassen, ekspanderende, skyver væsken ut av tanken.

Dens ulempe, hvis det er nødvendig å varme opp store områder, kan være behovet for å installere en tilstrekkelig stor tank.

Åpent system

Det skiller seg fra det forrige diagrammet i utformingen av ekspansjonstanken. I dette tilfellet er det laget uavhengig og installert på loftet eller rett under taket. Vanligvis brukes et åpent system til å varme opp små rom.

Ulempen er den hyppige "svelgingen" av luft og dens inntreden i batteriene, noe som påvirker driften av hele systemet negativt, og fører også til for tidlig slitasje på batteriene og metallrørene på grunn av økte korrosjonsprosesser. For å bekjempe batterilufting anbefales Mayevsky-kraner.

To-rør

Gir mer effektiv bruk av varme på grunn av streng adskillelse av kalde og varme kretser og gir muligheten til å koble til et betydelig antall batterier.

Fra et tilførselsrør som ligger nær taket og som strekker seg fra manifolden, senkes flere rør (med toppkobling) (ett til hver radiator). Et returrør går langs gulvet, hvori den avkjølte kjølevæsken som kommer fra batteriene samles opp (nedre diagonalkobling). Som et resultat blandes ikke avkjølte og varme væsker, noe som sikrer jevn oppvarming av alle rom i huset.

Radial

Det er en hybrid som kombinerer driftsprinsippene til en to-rørs varmekrets og et varmtvannsgulv. Tilførsels- og returkretsene går fra fordelingsmanifolden. I dette tilfellet legges returledningen under gulvet. Direkte tilkobling til radiatorer brukes med et minimum av svinger.

Om fordeler og ulemper med et gravitasjonsvarmesystem

Når du lister opp fordelene med varmesystemer med naturlig kjølesirkulasjon, er det verdt å nevne:

enkel installasjon, oppstart og vedlikehold;
uavhengighet fra tilgang til strømkilder;
god termisk effekt;
effektivitet (avhengig av god varmeisolasjon av bygningens vegger og vindusåpninger);
stille drift, siden det ikke er nødvendig å bruke en pumpe, som ofte skaper en lydbakgrunn som er ugunstig for hvile og arbeid;
holdbarhet (minimum levetid - fra 30-35 år, med forbehold om installasjon fra nye høykvalitetsrør).

Når vi snakker om ulempene med denne typen varmeforsyning for private hus, kan man ikke unngå å si noe om:

begrenset rekkevidde til systemet (ikke mer enn 30 meter);
lav produktivitet når den er installert i bygninger med et areal på mer enn 100 m2;
behovet for loft for å installere systemer med ekspansjonstank;
den betydelige tiden som kreves for å varme opp alle rom i bygningen;
behovet for isolasjon av rør lagt i uoppvarmede rom;
økende kostnader for kjøp av rør med betydelig diameter, brukt til å redusere motstanden under vannpassasjen.

På beregning av parametrene til et varmesystem med naturlig sirkulasjon for et en-etasjes hus

På grunn av fraværet av ytterligere mekanismer i gravitasjonsvarmesystemene til en en-etasjes bygning som gir konsekvent høyt trykk, kan ethvert mulig brudd under installasjonen av rørledningen føre til problemer med varmeforsyningen. Slike brudd inkluderer:

neglisjerer behovet for å opprettholde helningsvinkler;
feil valg av rør;
overflødige svinger ved installasjon av systemet.

Nivået på skråningen ved installasjon av en varmerørledning i et privat hus er regulert av bestemmelsene i SNiPs. I samsvar med dem kreves det en helning på 1 cm for hver lineær meter. Dette sikrer normal bevegelse av kjølevæsken gjennom rørledningen. Hvis denne standarden brytes, kan systemet bli luftfylt og det totale effektivitetsnivået kan reduseres.

Om beregning av trykk og varmeeffekt

Basert på bestemmelsene i SNiP, er hver kW termisk kraft ment å varme opp et område på 10 kvadratmeter av huset. Ved beregning av effektnivåer for regioner med varmt eller kaldt klima bør spesielle koeffisienter brukes. I det første tilfellet vil det være fra 0,7 til 0,9, i det andre - fra 1,5 til 2.

En beregningsmetode som neglisjerer takhøyden er imidlertid ikke alltid ideell. Derfor er det et annet alternativ - basert på volumet på rommet. I dette tilfellet er beregningene basert på termisk effektindikatorer (40 watt) for hver kubikkmeter. I dette tilfellet øker tilstedeværelsen av vinduer det resulterende antallet med 100 watt (for hvert vindu), og dører - med 200 watt (for hver). I dette tilfellet brukes en koeffisient på 1,5 for en-etasjes private hus.

Faktisk krever standard mengden strøm som er inkludert i utformingen av private en-etasjes bygninger en varmeeffekt på minst 50 watt per 1 kvm.

Beregning av rørdiameter i et system med naturlig sirkulasjon

Diameteren på rør i gravitasjonssystemer beregnes basert på:

bygningsbehov for termisk energi (+20%);
bestemme den nødvendige typen rørmateriale (for eksempel må diameteren til et stålrør være minst 0,5 cm);
SNiP-data angående forholdet mellom kraft og rørets indre diameter.

Det er verdt å tenke på at ved valg av rør med urimelig stort tverrsnitt kan oppvarmingskostnadene øke mens varmeoverføringen avtar. Å beregne diameteren på rør for systemer med selvsirkulasjon innebærer å følge en annen enkel regel, som innebærer å innsnevre rørets diameter med en størrelse etter hver gren.

Hvordan lage din egen oppvarming av et privat hus med naturlig sirkulasjon

Et høykvalitets varmesystem for et privat hus med naturlig sirkulasjon kan installeres uavhengig, uten involvering av spesialister. For å gjøre dette, må du utføre de nødvendige beregningene og strengt følge de detaljerte instruksjonene i spesielle manualer som beskriver trinn for trinn hele prosessen med å installere vannvarmesystemer med naturlig sirkulasjon i et privat hjem.

For private landhus og hytter er det ofte installert et varmesystem med naturlig kjølesirkulasjon. Denne avgjørelsen har sine positive og negative sider. Opplegget utføres på fire forskjellige måter.

Et system med gravitasjonssirkulasjon er følsomt for feil som gjøres under varmeinstallasjon.

Prinsippet for drift av et naturlig sirkulasjonssystem

Oppvarmingsordningen for et privat hus med naturlig sirkulasjon er populær på grunn av følgende fordeler:

Enkel installasjon og vedlikehold.
Det er ikke nødvendig å installere tilleggsutstyr.
Energiuavhengighet – ingen ekstra energikostnader kreves under drift. Når strømmen går, fortsetter varmesystemet å fungere.

Driftsprinsippet for vannoppvarming, ved hjelp av gravitasjonssirkulasjon, er basert på fysiske lover. Ved oppvarming avtar væskens tetthet og vekt, og når det flytende mediet avkjøles, går parametrene tilbake til sin opprinnelige tilstand.

Samtidig er det praktisk talt ikke noe trykk i varmesystemet. I termotekniske formler aksepteres et forhold på 1 atm for hver 10 m vannkolonnetrykk. Beregning av varmesystemet til en 2-etasjers bygning vil vise at hydrostatisk trykk ikke overstiger 1 atm, i en-etasjes bygninger 0,5-0,7 atm.

Siden væsken øker i volum ved oppvarming, er det nødvendig med en ekspansjonstank for naturlig sirkulasjon. Vannet som passerer gjennom kjelevannkretsen varmes opp, noe som fører til en økning i volum. Ekspansjonstanken skal være plassert på kjølevæsketilførselen, helt øverst i varmesystemet. Formålet med buffertanken er å kompensere for økningen i væskevolum.

Et selvsirkulerende varmesystem kan brukes i private hjem, noe som gjør følgende tilkoblinger mulig:

Tilkobling til gulvvarme– krever installasjon av en sirkulasjonspumpe kun på en vannkrets lagt i gulvet. Resten av systemet vil fortsette å operere med naturlig sirkulasjon. Etter et strømbrudd vil rommet fortsatt varmes opp ved hjelp av de installerte radiatorene.
Arbeid med en indirekte vannvarmekjele– tilkobling til et system med naturlig sirkulasjon er mulig, uten behov for å koble til pumpeutstyr. For å gjøre dette er kjelen installert på toppen av systemet, rett under luftekspansjonstanken av lukket eller åpen type. Hvis dette ikke er mulig, installeres pumpen direkte på lagertanken, og installerer i tillegg en tilbakeslagsventil for å unngå resirkulering av kjølevæsken.

I systemer med gravitasjonssirkulasjon beveger kjølevæsken seg ved hjelp av tyngdekraften. Takket være naturlig ekspansjon stiger den oppvarmede væsken opp i akselerasjonsseksjonen, og "flyter" deretter nedover en skråning gjennom rør koblet til radiatorene tilbake til kjelen.

Typer varmesystemer med gravitasjonssirkulasjon

Til tross for den enkle utformingen av et vannvarmesystem med selvsirkulasjon av kjølevæske, er det minst fire populære installasjonsordninger. Valget av ledningstype avhenger av egenskapene til selve bygningen og forventet ytelse.

For å bestemme hvilken ordning som vil fungere, er det i hvert enkelt tilfelle nødvendig å utføre en hydraulisk beregning av systemet, ta hensyn til egenskapene til varmeenheten, beregne diameteren på røret, etc. Du kan trenge profesjonell hjelp når du skal utføre beregningene.

Lukket system med gravitasjonssirkulasjon

I EU-land er lukkede systemer de mest populære blant andre løsninger. I Den russiske føderasjonen har ordningen ennå ikke fått utbredt bruk. Driftsprinsippene for et lukket vannvarmesystem med pumpeløs sirkulasjon er som følger:

Ved oppvarming utvider kjølevæsken seg og vann fortrenges fra varmekretsen.
Under trykk kommer væsken inn i ekspansjonstanken. Utformingen av beholderen består av et hulrom delt av en membran i to deler. Den ene halvdelen av tanken er fylt med gass (de fleste modeller bruker nitrogen). Den andre delen forblir tom for fylling med kjølevæske.
Når væsken varmes opp, skapes det tilstrekkelig trykk til å presse gjennom membranen og komprimere nitrogenet. Etter avkjøling skjer den omvendte prosessen og gassen presser vann ut av tanken.

Ellers fungerer lukkede systemer som andre oppvarmingsordninger med naturlig sirkulasjon. Ulempene inkluderer avhengigheten av volumet til ekspansjonstanken. For rom med et stort oppvarmet område, må du installere en romslig beholder, noe som ikke alltid er tilrådelig.

Åpent system med gravitasjonssirkulasjon

Det åpne varmesystemet skiller seg fra den forrige typen bare i utformingen av ekspansjonstanken. Denne ordningen ble oftest brukt i gamle bygninger. Fordelen med et åpent system er muligheten til uavhengig å produsere beholdere fra skrapmaterialer. Tanken har vanligvis beskjedne dimensjoner og er installert på taket eller under taket i stuen.

Den største ulempen med åpne strukturer er at luft kommer inn i rør og varmeradiatorer, noe som fører til økt korrosjon og rask svikt i varmeelementer. Lufting av systemet er også en hyppig "gjest" i åpne kretser. Derfor er radiatorer installert i en vinkel, Mayevsky-ventiler må leveres for å tømme luft.

Enkeltrørs selvsirkulerende system

Et ettrørs horisontalt system med naturlig sirkulasjon har lav termisk effektivitet og brukes derfor ekstremt sjelden. Essensen av kretsen er at tilførselsrøret er koblet i serie til radiatorene.

Den oppvarmede kjølevæsken kommer inn i det øvre grenrøret til batteriet og slippes ut gjennom det nedre utløpet. Etter dette går varmen til neste varmeenhet og så videre til siste punkt. Returstrømmen går tilbake fra det ytterste batteriet til kjelen.

Denne løsningen har flere fordeler:

Det er ingen parrørledning under tak og over gulvnivå.
Sparer penger på systeminstallasjon.

Ulempene med denne løsningen er åpenbare. Varmeoverføringen til varmeradiatorer og intensiteten på oppvarmingen avtar med avstanden fra kjelen. Som praksis viser, blir et enkeltrørs varmesystem for et to-etasjes hus med naturlig sirkulasjon, selv om alle skråninger er observert og riktig rørdiameter valgt, ofte omgjort (gjennom installasjon).

To-rørs selvsirkulerende system

Et to-rørs varmesystem i et privat hus med naturlig sirkulasjon har følgende designfunksjoner:

Som et resultat gir et to-rørs radiatorsystem følgende fordeler:

Jevn varmefordeling.
Ingen grunn til å legge til radiatorseksjoner for bedre oppvarming.
Lettere å justere systemet.
Vannkretsens diameter er minst én størrelse mindre enn i enkeltrørskretser.
Mangel på strenge regler for installasjon av et to-rørssystem. Små avvik angående bakker er tillatt.

Hovedfordelen med et to-rørs varmesystem med bunn- og toppledninger er enkelheten og samtidig effektiviteten til designet, som lar deg eliminere feil som er gjort i beregninger eller under installasjonsarbeid.

Hvordan lage vannoppvarming riktig med naturlig sirkulasjon

Alle gravitasjonssystemer har en felles ulempe - mangelen på trykk i systemet. Eventuelle brudd under installasjonsarbeid, et stort antall svinger, manglende overholdelse av skråninger, påvirker umiddelbart ytelsen til vannkretsen.

For å lage riktig oppvarming uten pumpe, ta hensyn til følgende:

Minste skråningsvinkel.
Type og diameter på rørene som brukes til vannkretsen.
Egenskaper for tilførsel og type kjølevæske.

Hvilken rørhelling er nødvendig for gravitasjonssirkulasjon

Designstandardene for et internt varmesystem med gravitasjonssirkulasjon er spesifisert i detalj i byggeforskrifter. Kravene tar hensyn til at bevegelsen av væske inne i vannkretsen vil bli hemmet av hydraulisk motstand, hindringer i form av hjørner og svinger, etc.

Helningen på varmerør reguleres av SNiP. I henhold til standardene spesifisert i dokumentet kreves en helning på 10 mm for hver lineær meter. Overholdelse av denne betingelsen garanterer uhindret bevegelse av væske i vannkretsen.

Brudd på skråningen ved legging av rør fører til lufting av systemet, utilstrekkelig oppvarming av radiatorer fjernt fra kjelen, og som et resultat en reduksjon i termisk effektivitet.

Rørhellingsstandardene for naturlig kjølesirkulasjon er spesifisert i (tidligere SNiP 41-01-2003) "Legging av varmerørledninger".

Hvilke rør brukes til installasjon

Valget av rør for fremstilling av varmekretsen er viktig. Hvert materiale har sine egne termiske egenskaper, hydraulisk motstand, etc. Når du utfører installasjonsarbeid selv, ta i tillegg hensyn til kompleksiteten til installasjonen.

De mest brukte byggematerialene er:

Stålrør - fordelene med materialet inkluderer: rimelig pris, motstand mot høyt trykk, termisk ledningsevne og styrke. Ulempen med stål er dens komplekse installasjon, som er umulig uten bruk av sveiseutstyr.
Metall-plastrør– har en glatt indre overflate som forhindrer at kretsen tetter seg, lav vekt og lineær ekspansjon, ingen korrosjon. Populariteten til metall-plastrør er noe begrenset av deres korte levetid (15 år) og de høye kostnadene for materialet.
Polypropylenrør– er mye brukt på grunn av enkel installasjon, høy tetthet og styrke, lang levetid og motstand mot frysing. Polypropylenrør installeres ved hjelp av et loddejern. Levetid på minst 25 år.
Kobberrør er ikke mye brukt på grunn av deres høye kostnader. Kobber har maksimal varmeoverføring. Tåler oppvarming opp til + 500°C, levetid over 100 år. Utseendet til røret fortjener spesiell ros. Under påvirkning av temperatur blir overflaten av kobber dekket med en patina, som bare forbedrer materialets ytre egenskaper.

Hvilken diameter skal rørene ha for sirkulasjon uten pumpe?

Riktig beregning av rørdiametre for vannoppvarming med naturlig sirkulasjon utføres i flere trinn:

Rommets behov for termisk energi beregnes. Omtrent 20 % legges til det oppnådde resultatet.
SNiP indikerer forholdet mellom termisk kraft og rørets indre tverrsnitt. Vi beregner tverrsnittet av rørledningen ved å bruke de gitte formlene. For å unngå å utføre komplekse beregninger bør du bruke en nettbasert kalkulator.
Diameteren på rørene til det naturlige sirkulasjonssystemet må velges i henhold til termiske beregninger. En for bred rørledning fører til redusert varmeoverføring og økte oppvarmingskostnader. Bredden på seksjonen påvirkes av typen materiale som brukes. Så stålrør bør ikke være smalere enn 50 mm. i diameter.

Det er en regel til som bidrar til å øke sirkulasjonen. Etter hver forgrening av røret blir diameteren innsnevret med en størrelse. I praksis betyr dette følgende. Et to-tommers rør er koblet til kjelen. Etter den første forgreningen blir konturen innsnevret til 1 ¾, deretter til 1 ½, etc. Tvert imot er returledningen satt sammen med en utvidelse.

Hvis diameterberegningene ble utført riktig og hellingene til rørledningene ble observert ved utforming og utførelse av installasjonsarbeid på et varmesystem med gravitasjonssirkulasjon, er driftsproblemer ekstremt sjeldne og oppstår hovedsakelig på grunn av feil drift.

Hvilken tapping er bedre - bunn eller topp?

Den naturlige sirkulasjonen av vann i varmesystemet til et en-etasjes hus avhenger i stor grad av den valgte ordningen for tilførsel av kjølevæske direkte til radiatorene. Det er vanlig å klassifisere alle typer tilkobling eller fylling i to kategorier:

Feil ved valg av fyllingstype fører til behovet for å modifisere vannkretsen ved å installere sirkulasjonsutstyr.

Hvilken kjølevæske er bedre for selvsirkulasjonssystemer

Den optimale kjølevæsken for et varmesystem med naturlig væskebevegelse er vann. Faktum er at frostvæske har høyere tetthet og mindre varmeoverføring. For å varme glykolforbindelser til nødvendig tilstand, tar det mer tid å brenne drivstoff, mens varmeoverføringen forblir på vannnivået.

Det er to argumenter for å bruke frostvæske:

Høy fluiditet av materialet, forbedrer sirkulasjonen.
Evne til å opprettholde flyten når den når -10°C, -15°C.

Frostvæske brukes hvis du planlegger å ikke varme opp rommet på lang tid, eller gjøre det med jevne mellomrom, og det er ikke mulig å konstant tømme væsken fra systemet.

Hvilken oppvarming er bedre å velge - naturlig eller tvungen?

Designfunksjonene til systemet med naturlig gravitasjonssirkulasjon, enkel installasjon og muligheten til å utføre arbeid uavhengig har gjort denne ordningen ganske populær blant innenlandske forbrukere.

Men den selvsirkulerende designen taper sammenlignet med en krets koblet til pumpeutstyr i følgende aspekter:

Start av drift - varmesystemet med naturlig sirkulasjon begynner å fungere ved en kjølevæsketemperatur på ca. 50°C. Dette er nødvendig for at vannet skal utvide seg i volum. Når den er koblet til en pumpe, beveger væsken seg gjennom vannkretsen umiddelbart etter at den er slått på.
En reduksjon i kraften til varmeanordninger under naturlig sirkulasjon av kjølevæsken når avstanden fra kjelen øker. Selv med en riktig sammensatt krets er temperaturforskjellen ca. 5°C.
Påvirkning av luft - hovedårsaken til mangelen på sirkulasjon er lufting av en del av vannkretsen. Luft i varmesystemet kan dannes på grunn av manglende overholdelse av skråninger, bruk av åpen ekspansjonsbeholder og andre årsaker. For å sette systemet under trykk, må du slå på kjelen med maksimal effekt, noe som fører til betydelige kostnader.
Oppvarming av et to-etasjers hus med naturlig kjølesirkulasjon er vanskelig på grunn av eksisterende hindringer for bevegelse av væske.
Når det gjelder varmeregulering, er selvsirkulerende systemer også dårligere enn kretser koblet til pumper. Moderne sirkulasjonsutstyr er koblet til romtermostater, som sikrer nøyaktig varmeoverføring og oppvarming av romtemperaturen med en feil på opptil 1°C. Installasjon av termostater er også tillatt i kretser med selvsirkulasjon, men innstillingsfeilen vil være 3-5°C.

Å velge et system med naturlig sirkulasjon er berettiget ved oppvarming av små en-etasjes bygninger. Hvis du trenger å varme opp hytter og landsteder med et areal på mer enn 150-200 m², må du installere sirkulasjonsutstyr.

Den største fordelen med selvsirkulasjonsordninger er deres energiuavhengighet, men etter å ha gjort enkle beregninger kan vi komme til den konklusjon at besparelsene på elektrisitet ikke rettferdiggjør varmetapet under den uavhengige bevegelsen av kjølevæsken. Tvunget sirkulasjonskretser har større varmeoverføring og effektivitet.