Loodusliku tsirkulatsiooniga küttesüsteem: ühised veeahela skeemid

Autonoomse gravitatsiooni tüüpi küttevõrgu ehitamine valitakse juhul, kui tsirkulatsioonipumba paigaldamine või tsentraliseeritud toiteallikaga ühendamine on ebapraktiline ja mõnikord võimatu.

Sellist süsteemi on odavam paigaldada ja see on elektrist täiesti sõltumatu. Kuid selle jõudlus sõltub suuresti disaini täpsusest.

Loodusliku tsirkulatsiooniga küttesüsteemi tõrgeteta toimimiseks on vaja arvutada selle parameetrid, õigesti paigaldada komponendid ja mõistlikult valida veekontuuri disain. Aitame neid probleeme lahendada.

Kirjeldasime gravitatsioonisüsteemi põhilisi tööpõhimõtteid, andsime nõu torustiku valimisel ning tõime välja ahela kokkupaneku ja töösõlmede paigutamise reeglid. Erilist tähelepanu pöörasime ühe- ja kahetoruliste kütteskeemide konstruktsioonile ja tööomadustele.

Loodusliku tsirkulatsiooni protsessi põhimõtted

Vee liikumise protsess kütteringis ilma tsirkulatsioonipumpa kasutamata toimub looduslike füüsikaliste seaduste tõttu.

Nende protsesside olemuse mõistmine võimaldab pädevat töötada välja küttesüsteemi projekt standardsete ja mittestandardsete juhtumite jaoks.

Maksimaalne hüdrostaatilise rõhu erinevus

Mis tahes jahutusvedeliku (vesi või antifriis) peamine füüsiline omadus, mis hõlbustab selle liikumist mööda vooluringi loomuliku ringluse ajal, on tiheduse vähenemine temperatuuri tõustes.

Kuuma vee tihedus on väiksem kui külmal ja seetõttu on sooja ja külma vedelikusamba hüdrostaatilise rõhu erinevus. Külm vesi, mis voolab soojusvahetisse, tõrjub kuuma vee torust üles.

Vee liikumapanev jõud loodusliku ringluse ajal on külma ja kuuma vedelikusamba hüdrostaatilise rõhu erinevus

Maja küttekontuuri saab jagada mitmeks killuks. Vesi suunatakse mööda “kuumaid” fragmente ülespoole ja mööda “külmi” fragmente allapoole.Fragmentide piirid on küttesüsteemi ülemised ja alumised punktid.

Peamine ülesanne modelleerimisel loodusliku tsirkulatsiooni süsteemidvesi peab saavutama maksimaalse võimaliku erinevuse vedelikusamba rõhu vahel "kuuma" ja "külma" fragmentides.

Loodusliku ringluse veeahela klassikaline element on kiirenduskollektor (peamine tõusutoru) - vertikaalne toru, mis on suunatud soojusvahetist ülespoole.

Kiirenduskollektoril peab olema maksimaalne temperatuur, nii et see on kogu pikkuses isoleeritud. Kuigi kui kollektori kõrgus pole kõrge (nagu ühekorruseliste majade puhul), ei pruugita isolatsiooni läbi viia, kuna selles olev vesi ei jõua jahtuda.

Tavaliselt on süsteem konstrueeritud nii, et kiirenduskollektori ülemine punkt langeb kokku kogu vooluringi ülemise punktiga. Seal on väljapääs avatud paisupaak või õhutusventiil, kui kasutate membraanpaaki.

Siis on "kuuma" vooluahela fragmendi pikkus minimaalne võimalik, mis viib soojuskadude vähenemiseni selles piirkonnas.

Samuti on soovitav, et ahela "kuum" osa ei oleks ühendatud pikaajalise jahutusvedelikku transportiva sektsiooniga. Ideaalis langeb veeringi madalaim punkt kokku kütteseadmesse paigutatud soojusvaheti madalaima punktiga.

Mida madalamal asub boiler küttesüsteemis, seda madalam on vedelikusamba hüdrostaatiline rõhk vooluringi kuumas osas

Veeringluse "külmal" segmendil on ka oma reeglid, mis suurendavad vedeliku rõhku:

• seda suurem on soojuskadu küttevõrgu "külmas" osas, mida madalam on vee temperatuur ja seda suurem on selle tihedus, seetõttu on loodusliku tsirkulatsiooniga süsteemide toimimine võimalik ainult märkimisväärse soojusülekandega;
• seda suurem on kaugus ahela alumisest punktist radiaatori ühenduseni, seda suurem on veesamba pindala minimaalse temperatuuri ja maksimaalse tihedusega.

Selle viimase reegli järgimise tagamiseks paigaldatakse ahi või katel sageli maja kõige madalamasse kohta, näiteks keldrisse. Selline katla paigutus tagab maksimaalse võimaliku kauguse radiaatorite alumise taseme ja vee soojusvahetisse sisenemise koha vahel.

Kuid loodusliku ringluse ajal ei tohiks veeringi alumise ja ülemise punkti vaheline kõrgus olla liiga kõrge (praktikas mitte rohkem kui 10 meetrit). Ahi või boiler soojendab ainult soojusvahetit ja kiirenduskollektori alumist osa.

Kui see fragment on veeringluse kogu kõrguse suhtes ebaoluline, on rõhu langus vooluringi "kuuma" fragmendis tähtsusetu ja tsirkulatsiooniprotsess ei alga.

Loodusliku tsirkulatsiooni süsteemide kasutamine kahekorruselistes majades on üsna õigustatud, kuid suuremate hoonete jaoks on vaja tsirkulatsioonipumpa

Vähendab takistust vee liikumisele

Loodusliku tsirkulatsiooniga süsteemi projekteerimisel tuleb arvestada jahutusvedeliku liikumise kiirusega mööda vooluringi.

Esiteks, mida suurem on kiirus, seda kiiremini toimub soojusülekanne läbi süsteemi „boiler – soojusvaheti – veering – kütteradiaatorid – ruum”.

Teiseks, mida suurem on vedeliku kiirus läbi soojusvaheti, seda väiksem on tõenäosus keema minna, mis on eriti oluline ahikütte puhul.

Vee keetmine süsteemis võib olla väga kulukas – soojusvaheti demonteerimise, parandamise ja uuesti paigaldamise kulud nõuavad palju aega ja raha

Süsteemides sunnitud tsirkulatsiooniga küte vee liikumise kiirus sõltub peamiselt parameetritest tsirkulatsioonipump.

Loodusliku tsirkulatsiooniga vee soojendamise korral sõltub kiirus järgmistest teguritest:

• rõhu erinevus kontuuri fragmentide vahel selle alumises punktis;
• hüdrodünaamiline takistus küttesüsteem.

Maksimaalse rõhuerinevuse tagamise meetodeid käsitleti eespool. Reaalse süsteemi hüdrodünaamilist takistust ei saa täpselt arvutada keeruka matemaatilise mudeli ja sisendandmete suure hulga tõttu, mille täpsust on raske tagada.

Siiski on üldreeglid, mille järgimine vähendab kütteringi takistust.

Vee liikumise kiiruse vähenemise peamised põhjused on toruseinte takistus ja liitmike või sulgeventiilide olemasolust tingitud ahenemiste olemasolu. Madala vooluhulga korral seina takistus praktiliselt puudub.

Erandiks on pikad ja õhukesed torud, mis on tüüpilised kütmiseks soojendusega põrand. Reeglina eraldatakse selle jaoks eraldi sundringlusega ahelad.

Loodusliku tsirkulatsiooni ahela jaoks torutüüpide valimisel peate süsteemi paigaldamisel arvestama tehniliste piirangute olemasoluga. Sellepärast metall-plasttorud Neid ei ole soovitav kasutada loodusliku veeringlusega, kuna need on ühendatud oluliselt väiksema siseläbimõõduga liitmikega.

Metallplasttorude liitmikud kitsendavad mõnevõrra siseläbimõõtu ja on tõsiseks takistuseks madala rõhuga veele (+)

Torude valimise ja paigaldamise reeglid

Valikus terasest või polüpropüleenist torud mis tahes tsirkulatsioon toimub vastavalt nende kuuma vee jaoks kasutamise võimaluse kriteeriumile, samuti hinna, paigaldamise lihtsuse ja kasutusea seisukohalt.

Toitetoru on paigaldatud metalltorust, kuna seda läbib kõrgeima temperatuuriga vesi ja ahjukütte või soojusvaheti rikke korral võib aur läbida.

Loodusliku tsirkulatsiooni korral on vaja kasutada toru läbimõõtu, mis on veidi suurem kui tsirkulatsioonipumba kasutamisel. Tavaliselt ruumide kütmiseks kuni 200 ruutmeetrit. m, kiirenduskollektori ja soojusvaheti tagasivoolu sisselaskeava toru läbimõõt on 2 tolli.

Selle põhjuseks on madalam veekiirus võrreldes sundringluse võimalusega, mis toob kaasa järgmised probleemid:

• ülekantava soojushulga vähendamine ajaühikus allikast köetavasse ruumi;
• ummistuste või õhutaskute ilmnemine, mida väike surve ei talu.

Alumise toiteahelaga loodusliku tsirkulatsiooni kasutamisel tuleb erilist tähelepanu pöörata süsteemist õhu eemaldamise probleemile. Seda ei saa paisupaagi kaudu jahutusvedelikust täielikult eemaldada, kuna Keev vesi siseneb seadmetesse esmalt neist madalamal asuva liini kaudu.

Sundtsirkulatsiooni korral juhib veesurve õhu süsteemi kõrgeimasse punkti paigaldatud õhukollektorisse - automaatse, käsitsi või poolautomaatse juhtimisega seadmesse. Kasutades Mayevsky kraanad Põhimõtteliselt reguleeritakse soojusülekannet.

Gravitatsiooniküttevõrkudes, mille toide asub seadmete all, kasutatakse Mayevsky kraane otse õhu väljalaskmiseks.

Kõigil kaasaegsetel kütteradiaatoritel on õhu väljalaskmise seadmed, seetõttu saate vooluringis pistikute tekkimise vältimiseks teha kalde, mis juhib õhku radiaatorisse

Õhku saab eemaldada ka igale tõusutorule või süsteemi vooluvõrguga paralleelsele õhuliinile paigaldatud tuulutusavade abil. Õhu väljalaskeseadmete muljetavaldava arvu tõttu kasutatakse põhjajuhtmestikuga gravitatsiooniahelaid äärmiselt harva.

Madala rõhu korral võib väike õhulukk küttesüsteemi täielikult peatada. Seega ei ole SNiP 41-01-2003 kohaselt lubatud paigaldada küttesüsteemi torustikke ilma kaldeta veekiirusel alla 0,25 m/s.

Loodusliku tsirkulatsiooni korral on sellised kiirused saavutamatud. Seetõttu on lisaks torude läbimõõdu suurendamisele vaja säilitada pidevad nõlvad, et eemaldada küttesüsteemist õhk. Kalle on projekteeritud kiirusega 2-3 mm 1 meetri kohta, korterivõrkudes ulatub kalle 5 mm horisontaaljoone lineaarmeetri kohta.

Toitekalle tehakse vee liikumise suunas, nii et õhk liigub paisupaaki või õhu väljalaskesüsteemi, mis asub vooluringi ülemises punktis. Kuigi on võimalik teha vastukalle, on sel juhul vaja täiendavalt paigaldada õhutusventiil.

Tagasivoolu kalle tehakse tavaliselt jahutatud vee liikumise suunas. Siis langeb vooluringi madalaim punkt kokku tagasivoolutoru sissepääsuga soojusgeneraatorisse.

Kõige tavalisem toite- ja tagasivoolutoru kaldesuundade kombinatsioon õhutaskute eemaldamiseks looduslikust tsirkulatsioonist

Kell põrandakütte paigaldamine väike ala loodusliku tsirkulatsiooniga vooluringis, on vaja vältida õhu sattumist selle küttesüsteemi kitsastesse ja horisontaalselt paiknevatesse torudesse.Sooja põranda ette on vaja paigaldada õhueemaldusseade.

Ühetoru- ja kahetorukütteskeemid

Loodusliku veeringlusega maja kütteskeemi väljatöötamisel on võimalik projekteerida üks või mitu eraldi ahelat. Need võivad üksteisest oluliselt erineda. Sõltumata pikkusest, radiaatorite arvust ja muudest parameetritest on need valmistatud ühetoru- või kahetoruskeemi järgi.

Ringlus ühe rea abil

Küttesüsteemi, mis kasutab sama toru radiaatorite järjestikuseks veevarustuseks, nimetatakse ühetoruliseks. Lihtsaim ühetoru variant on küte metalltorudega ilma radiaatoreid kasutamata.

See on odavaim ja kõige vähem probleemne viis maja kütmiseks, valides jahutusvedeliku loomuliku ringluse. Ainus märkimisväärne puudus on mahukate torude välimus.

Kõige ökonoomsemal ühetoru versioon Kütteradiaatorite puhul voolab soe vesi järjestikku läbi iga seadme. Siin on vaja minimaalset arvu torusid ja sulgeventiile.

Nagu te lähete jahutusvedelik jahtub, mistõttu järgnevad radiaatorid saavad külmemat vett, mida tuleb sektsioonide arvu arvutamisel arvestada.

Lihtne ühetoruahel (ülal) nõuab minimaalselt paigaldustööd ja investeeringuid. Allpool toodud keerulisem ja kallim variant võimaldab teil radiaatorid välja lülitada ilma kogu süsteemi peatamata

Kõige tõhusam viis kütteseadmete ühendamiseks ühe toruga võrku peetakse diagonaalseks võimaluseks.

Selle loodusliku tsirkulatsiooniga küttekontuuride skeemi kohaselt siseneb kuum vesi ülalt radiaatorisse ja pärast jahutamist juhitakse see välja allpool asuva toru kaudu.Selliselt läbimisel annab kuumutatud vesi maksimaalselt soojust välja.

Kui nii sisselaske- kui ka väljalasketoru ühendatakse akuga põhjas, väheneb soojusülekanne oluliselt, sest kuumutatud jahutusvedelik peab liikuma võimalikult pika tee. Märkimisväärse jahutuse tõttu ei kasutata sellistes vooluringides suure hulga sektsioonidega akusid.

“Leningradkat” iseloomustavad muljetavaldavad soojuskaod, mida tuleb süsteemi arvutamisel arvestada. Selle eeliseks on see, et sisse- ja väljalasketorude sulgeventiilide kasutamisel saab seadmeid remondiks valikuliselt välja lülitada ilma küttetsüklit peatamata (+)

Radiaatorite sarnase ühendusega küttekontuure nimetatakse "Leningradka". Vaatamata märgitud soojuskadudele eelistatakse neid elamute küttesüsteemide paigutusel, mis on tingitud torustiku esteetilisemast välimusest.

Ühetoruvõrkude oluliseks puuduseks on suutmatus välja lülitada üks küttesektsioon, peatamata vee ringlust kogu vooluringis.

Seetõttu kasutavad nad tavaliselt klassikalise skeemi moderniseerimist koos installiga "möödasõit» radiaatorist möödaviimiseks, kasutades kahe kuulventiiliga haru või kolmekäigulist ventiili. See võimaldab teil reguleerida radiaatori veevarustust, isegi täielikult välja lülitades.

Kahe- või enamakorruseliste hoonete puhul kasutatakse vertikaalsete püstikutega ühetoruskeemi variante. Sel juhul on sooja vee jaotus ühtlasem kui horisontaalsete püstikute puhul. Lisaks on vertikaalsed püstikud lühemad ja sobivad paremini maja sisemusse.

Kahekorruseliste ruumide kütmisel loodusliku tsirkulatsiooniga kasutatakse edukalt vertikaalse juhtmestikuga ühetoruskeemi. Esitatud on ülemiste radiaatorite väljalülitamise võimalus

Võimalus kasutada tagasivoolutoru

Kui ühte toru kasutatakse sooja vee tarnimiseks radiaatoritesse ja teist toru jahutamiseks katlasse või ahju, nimetatakse seda kütteskeemi kahetoruga küttesüsteemiks. Kütteradiaatorite juuresolekul kasutatakse sellist süsteemi sagedamini kui ühetorusüsteemi.

See on kallim, kuna see nõuab täiendava toru paigaldamist, kuid sellel on mitmeid olulisi eeliseid:

• ühtlasem temperatuurijaotus radiaatoritesse tarnitud jahutusvedelik;
• lihtsam arvutada radiaatori parameetrite sõltuvus köetava ruumi pindalast ja nõutavatest temperatuuriväärtustest;
• tõhusam soojusjuhtimine igale radiaatorile.

Sõltuvalt jahutatud vee liikumissuunast kuuma vee suhtes, kahetorusüsteemid jagatud mööduvaks ja ummikuks. Seotud ahelates toimub jahutatud vee liikumine kuuma veega samas suunas, seega on kogu ahela tsükli pikkus sama.

Tupikkontuurides liigub jahutatud vesi kuuma vee suunas, mistõttu erinevate radiaatorite puhul on jahutusvedeliku tsirkulatsioonitsüklite pikkused erinevad. Kuna kiirus süsteemis on madal, võib kütteaeg oluliselt erineda. Need radiaatorid, mille veetsükli pikkus on lühem, soojenevad kiiremini.

Ummiku ja sellega seotud kütteskeemide valimisel lähtutakse eelkõige tagasivoolutoru paigaldamise mugavusest

Kütteradiaatorite suhtes on voodri asukohta kahte tüüpi: ülemine ja alumine.Ülemise ühenduse korral asub sooja vett andev toru kütteradiaatorite kohal ja alumise ühendusega allpool.

Alumise ühendusega on võimalik õhku eemaldada läbi radiaatorite ja ülevalt pole vaja torusid vedada, mis on ruumikujunduse seisukohalt hea.

Kuid ilma kiirenduskollektorita on rõhulang palju väiksem kui ülemise joone kasutamisel. Seetõttu ei kasutata ruumide kütmisel loodusliku tsirkulatsiooni põhimõttel põhjavooderdust praktiliselt.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Elektrikatlal põhineva ühetoruahela korraldamine väikese maja jaoks:

Pika põlemisega tahkekütuse katla baasil ühekorruselise puitmaja kahetorusüsteemi töö:

Loodusliku tsirkulatsiooni kasutamine vee liikumise ajal küttekontuuris nõuab täpseid arvutusi ja tehniliselt pädevaid paigaldustöid. Kui need tingimused on täidetud, kütab küttesüsteem tõhusalt eramaja ruume ja vabastab omanikud pumbamürast ja elektrisõltuvusest.

Kui teil on selle teema kohta küsimusi või soovite jagada oma isiklikku kogemust gravitatsiooni tüüpi küttesüsteemi korraldamisel ja käitamisel, jätke selle artikli kohta kommentaarid. Tagasisideplokk asub allpool.