Doğal sirkülasyonlu ısıtma sistemi: ortak su devre şemaları

Otonom yerçekimi tipi bir ısıtma ağının inşası, bir sirkülasyon pompası kurmanın veya merkezi bir güç kaynağına bağlanmanın pratik olmaması ve bazen imkansız olması durumunda seçilir.

Böyle bir sistemin kurulumu daha ucuzdur ve elektrikten tamamen bağımsızdır. Ancak performansı büyük ölçüde tasarımın doğruluğuna bağlıdır.

Doğal sirkülasyonlu bir ısıtma sisteminin sorunsuz çalışması için parametrelerini hesaplamak, bileşenleri doğru bir şekilde monte etmek ve su devresi tasarımını makul bir şekilde seçmek gerekir. Bu sorunların çözümüne yardımcı olacağız.

Yerçekimi sisteminin ana çalışma prensiplerini açıkladık, bir boru hattı seçimi konusunda tavsiyelerde bulunduk ve devrenin montajı ve çalışma birimlerinin yerleştirilmesine ilişkin kuralları özetledik. Tek ve iki borulu ısıtma şemalarının tasarım ve işletme özelliklerine özellikle dikkat ettik.

Doğal dolaşım sürecinin ilkeleri

Sirkülasyon pompası kullanılmadan ısıtma devresindeki suyun hareketi süreci, doğal fizik yasalarından kaynaklanmaktadır.

Bu süreçlerin doğasını anlamak, yetkinliğe olanak sağlayacaktır. ısıtma sistemi projesi geliştirmek standart ve standart dışı durumlar için.

Maksimum hidrostatik basınç farkı

Doğal sirkülasyon sırasında devre boyunca hareketini kolaylaştıran herhangi bir soğutucunun (su veya antifriz) temel fiziksel özelliği, artan sıcaklıkla yoğunluğun azalmasıdır.

Sıcak suyun yoğunluğu soğuk suyunkinden daha azdır ve bu nedenle sıcak ve soğuk sıvı kolonlarının hidrostatik basıncında bir fark vardır. Isı eşanjörüne akan soğuk su, sıcak suyu borunun yukarısına doğru iter.

Doğal sirkülasyon sırasında suyun devredeki itici gücü, soğuk ve sıcak sıvı kolonları arasındaki hidrostatik basınç farkıdır.

Bir evin ısıtma devresi birkaç parçaya ayrılabilir. Su, "sıcak" parçalar boyunca yukarıya, "soğuk" parçalar boyunca aşağıya doğru yönlendirilir.Parçaların sınırları ısıtma sisteminin üst ve alt noktalarıdır.

Modellemede ana görev doğal dolaşım sistemlerisu, "sıcak" ve "soğuk" parçalardaki sıvı kolonunun basıncı arasında mümkün olan maksimum farkı elde etmektir.

Doğal sirkülasyon için su devresinin klasik bir elemanı, ısı eşanjöründen yukarı doğru yönlendirilen dikey bir boru olan hızlanma manifoldudur (ana yükseltici).

İvme manifoldunun maksimum sıcaklığa sahip olması gerekir, bu nedenle tüm uzunluğu boyunca yalıtılmıştır. Kolektörün yüksekliği yüksek olmasa da (tek katlı evlerde olduğu gibi), içindeki suyun soğumaya vakti olmayacağından yalıtım yapılmayabilir.

Tipik olarak sistem, ivme toplayıcının en üst noktası tüm devrenin en üst noktasıyla çakışacak şekilde tasarlanmıştır. Bir çıkış var açık genleşme tankı veya membranlı tank kullanılıyorsa bir havalandırma valfi.

Daha sonra devrenin "sıcak" parçasının uzunluğu mümkün olan minimumdur, bu da bu alandaki ısı kaybının azalmasına yol açar.

Devrenin "sıcak" kısmının, soğutulmuş soğutucuyu taşıyan uzun süreli bir bölümle birleştirilmemesi de arzu edilir. İdeal olarak su devresinin en alt noktası, ısıtma cihazına yerleştirilen ısı eşanjörünün alt noktasıyla çakışır.

Kazan ısıtma sisteminde ne kadar alçakta bulunursa, devrenin sıcak kısmındaki sıvı kolonunun hidrostatik basıncı o kadar düşük olur

Su devresinin "soğuk" bölümünün de sıvı basıncını artıran kendi kuralları vardır:

• ısıtma ağının “soğuk” bölümündeki ısı kaybı ne kadar büyük olursasuyun sıcaklığı ne kadar düşükse ve yoğunluğu o kadar büyükse, bu nedenle doğal sirkülasyonlu sistemlerin çalışması ancak önemli ısı transferiyle mümkündür;
• devrenin alt noktasından radyatör bağlantısına olan mesafe ne kadar büyük olursaminimum sıcaklık ve maksimum yoğunluğa sahip su sütununun alanı ne kadar büyük olursa.

Bu son kurala uygunluğu sağlamak için, genellikle fırın veya kazan bodrum gibi evin en alt noktasına kurulur. Kazanın bu şekilde yerleştirilmesi, radyatörlerin alt seviyesi ile suyun ısı eşanjörüne giriş noktası arasında mümkün olan maksimum mesafeyi sağlar.

Ancak doğal sirkülasyon sırasında su devresinin alt ve üst noktaları arasındaki yükseklik çok yüksek olmamalıdır (pratikte 10 metreyi geçmemelidir). Fırın veya kazan yalnızca ısı eşanjörünü ve hızlanma manifoldunun alt kısmını ısıtır.

Bu parça su devresinin tüm yüksekliğine göre önemsizse, devrenin "sıcak" bölümündeki basınç düşüşü önemsiz olacak ve sirkülasyon süreci başlamayacaktır.

İki katlı binalar için doğal sirkülasyon sistemlerinin kullanılması oldukça haklıdır, ancak daha büyük binalar için bir sirkülasyon pompasına ihtiyaç duyulacaktır.

Su hareketine karşı direncin en aza indirilmesi

Doğal sirkülasyonlu bir sistem tasarlarken, soğutucunun devre boyunca hareket hızını hesaba katmak gerekir.

İlk öncehız ne kadar yüksek olursa, “kazan - ısı eşanjörü - su devresi - kalorifer radyatörleri - oda” sistemi üzerinden ısı transferi o kadar hızlı gerçekleşir.

ikinci olarakSıvının ısı eşanjöründeki hızı ne kadar hızlı olursa, kaynama olasılığı o kadar az olur, bu özellikle soba ısıtması için önemlidir.

Sistemde suyun kaynatılması çok pahalı olabilir - ısı eşanjörünün sökülmesi, onarılması ve yeniden takılması maliyeti çok fazla zaman ve para gerektirir

Sistemlerde cebri sirkülasyonlu ısıtma su hareketinin hızı esas olarak parametrelere bağlıdır sirkülasyon pompası.

Doğal sirkülasyonlu su ısıtmada hız aşağıdaki faktörlere bağlıdır:

• basınç farklılığı alt noktasındaki konturun parçaları arasında;
• hidrodinamik direnç Isıtma sistemi.

Maksimum basınç farkını sağlamaya yönelik yöntemler yukarıda tartışılmıştır. Gerçek bir sistemin hidrodinamik direnci, karmaşık matematiksel model ve doğruluğunun garanti edilmesi zor olan çok sayıda girdi verisi nedeniyle doğru bir şekilde hesaplanamaz.

Ancak uyulması halinde ısıtma devresinin direncini azaltacak genel kurallar vardır.

Suyun hareket hızındaki azalmanın ana nedenleri boru duvarlarının direnci ve bağlantı parçaları veya kapatma vanalarının varlığı nedeniyle daralmaların varlığıdır. Düşük akış hızlarında neredeyse hiç duvar direnci yoktur.

Bunun istisnası, ısıtma için tipik olan uzun ve ince borulardır. ısıtmalı zemin. Kural olarak, bunun için zorunlu sirkülasyonlu ayrı devreler tahsis edilmiştir.

Doğal sirkülasyon devresi için boru tiplerini seçerken, sistemi kurarken teknik kısıtlamaların varlığını dikkate almanız gerekecektir. Bu yüzden metal-plastik borular İç çapı önemli ölçüde daha küçük olan bağlantı parçalarıyla bağlantıları nedeniyle doğal su sirkülasyonu ile kullanılması istenmez.

Metal-plastik borulara yönelik bağlantı parçaları iç çapı bir miktar daraltır ve düşük basınçlı (+) suya ciddi bir engel oluşturur.

Boruların seçimi ve montajı için kurallar

Çelik veya arasında seçim polipropilen borular Herhangi bir sirkülasyon, sıcak su için kullanılma ihtimalinin yanı sıra fiyat, kurulum kolaylığı ve hizmet ömrü açısından da kritere göre gerçekleşir.

Besleme yükselticisi metal bir borudan monte edilir, çünkü en yüksek sıcaklıktaki su içinden geçer ve sobanın ısıtılması veya ısı eşanjörünün arızalanması durumunda buhar geçebilir.

Doğal sirkülasyonda sirkülasyon pompası kullanıldığından biraz daha büyük bir boru çapı kullanılması gerekir. Genellikle 200 metrekareye kadar odaları ısıtmak için. m, hızlanma manifoldunun ve ısı eşanjörüne dönüş girişindeki borunun çapı 2 inçtir.

Bunun nedeni, zorunlu sirkülasyon seçeneğine kıyasla daha düşük su hızıdır ve bu da aşağıdaki sorunlara yol açar:

• aktarılan ısı miktarında azalma kaynaktan ısıtılan odaya birim zaman başına;
• tıkanıklıkların veya hava ceplerinin görünümübiraz baskının üstesinden gelemeyeceği bir durum.

Alt besleme devresi ile doğal sirkülasyon kullanıldığında, sistemden havanın çıkarılması sorununa özel dikkat gösterilmelidir. Genleşme deposu aracılığıyla soğutma sıvısından tamamen çıkarılamaz çünkü Kaynar su önce cihazlara kendilerinden daha alçakta bulunan bir hattan girer.

Zorunlu sirkülasyonla, su basıncı havayı sistemin en yüksek noktasına monte edilen hava toplayıcıya (otomatik, manuel veya yarı otomatik kontrole sahip bir cihaz) yönlendirir. Kullanarak Mayevsky vinçleri Temel olarak ısı transferi ayarlanır.

Cihazların altında bir besleme bulunan yerçekimsel ısıtma ağlarında, Mayevsky muslukları doğrudan havayı boşaltmak için kullanılır.

Tüm modern ısıtma radyatörleri hava tahliyesi için cihazlara sahiptir, bu nedenle devrede fiş oluşumunu önlemek için radyatöre hava vererek eğim yapabilirsiniz.

Hava, her bir yükselticiye veya sistem şebekesine paralel döşenen bir havai hatta monte edilen hava delikleri kullanılarak da çıkarılabilir. Etkileyici sayıda hava egzoz cihazı nedeniyle, alttan kablolu yerçekimi devreleri son derece nadiren kullanılır.

Düşük basınçta küçük bir hava kilidi ısıtma sistemini tamamen durdurabilir. Bu nedenle, SNiP 41-01-2003'e göre, ısıtma sistemi boru hatlarının 0,25 m/s'den daha düşük bir su hızında eğimsiz olarak döşenmesine izin verilmemektedir.

Doğal dolaşımla bu hızlara ulaşılamaz. Bu nedenle, boruların çapını arttırmanın yanı sıra, ısıtma sistemindeki havanın uzaklaştırılması için sabit eğimlerin muhafaza edilmesi gerekmektedir. Eğim 1 metrede 2-3 mm oranında tasarlanmıştır, apartman ağlarında eğim yatay çizginin doğrusal metresi başına 5 mm'ye ulaşır.

Besleme eğimi, havanın devrenin en üst noktasında bulunan genleşme deposuna veya hava alma sistemine doğru hareket etmesini sağlayacak şekilde su hareketi yönünde yapılır. Karşı eğim yapmak mümkün olsa da, bu durumda ek olarak kurulum yapılması gerekir. havalandırma valfi.

Dönüş hattının eğimi genellikle soğutulmuş suyun hareketi yönünde yapılır. Daha sonra devrenin en alt noktası, dönüş borusunun ısı jeneratörüne girişi ile çakışacaktır.

Doğal sirkülasyon su devresindeki hava boşluklarını gidermek için besleme ve dönüş borusu eğim yönlerinin en yaygın kombinasyonu

Şu tarihte: ısıtmalı zeminlerin montajı Doğal sirkülasyonlu bir devrede küçük bir alanda, bu ısıtma sisteminin dar ve yatay olarak yerleştirilmiş borularına hava girmesinin önlenmesi gerekir.Isıtılan zeminin önüne bir hava tahliye cihazı takılması gereklidir.

Tek borulu ve iki borulu ısıtma şemaları

Doğal su sirkülasyonlu bir ev için ısıtma şeması geliştirirken, bir veya daha fazla ayrı devre tasarlamak mümkündür. Birbirlerinden önemli ölçüde farklı olabilirler. Uzunluk, radyatör sayısı ve diğer parametrelere bakılmaksızın tek borulu veya iki borulu şemaya göre yapılır.

Tek hat kullanan devre

Radyatörlere sıralı su temini için aynı boruyu kullanan ısıtma sistemine tek borulu denir. En basit tek borulu seçenek, radyatör kullanmadan metal borularla ısıtmaktır.

Bu, doğal soğutucu sirkülasyonunu seçerken bir evi ısıtmanın en ucuz ve en az problemli yoludur. Tek önemli dezavantaj hacimli boruların ortaya çıkmasıdır.

En ekonomik şekilde tek borulu versiyon Isıtma radyatörlerinde sıcak su her cihazdan sırayla akar. Burada minimum sayıda boru ve kapatma vanası gereklidir.

Sen giderken soğutucu soğur, böylece sonraki radyatörler daha soğuk su alır, bu da bölüm sayısını hesaplarken dikkate alınmalıdır.

Basit bir tek borulu devre (yukarıda) minimum miktarda kurulum işi ve yatırım gerektirir. Aşağıdaki daha karmaşık ve pahalı seçenek, tüm sistemi durdurmadan radyatörleri kapatmanıza olanak tanır

Isıtma cihazlarını tek borulu bir ağa bağlamanın en etkili yolu çapraz seçenek olarak kabul edilir.

Doğal sirkülasyon tipindeki bu ısıtma devreleri şemasına göre, sıcak su radyatöre yukarıdan girer ve soğuduktan sonra aşağıda bulunan borudan boşaltılır.Bu şekilde geçerken ısıtılmış su maksimum miktarda ısı verir.

Hem giriş hem de çıkış boruları alttaki aküye bağlandığında, ısıtılan soğutucunun mümkün olan en uzun yolu kat etmesi gerektiğinden ısı transferi önemli ölçüde azalır. Önemli soğutma nedeniyle bu tür devrelerde çok sayıda bölmeli piller kullanılmaz.

"Leningradka", sistem hesaplanırken dikkate alınması gereken etkileyici ısı kayıpları ile karakterizedir. Avantajı, giriş ve çıkış borularında kapatma vanaları kullanıldığında, ısıtma döngüsünü durdurmadan cihazların onarım için seçici olarak kapatılabilmesidir (+)

Benzer radyatör bağlantısına sahip ısıtma devrelerine “Leningradka". Belirtilen ısı kayıplarına rağmen boru hattının daha estetik görünümü nedeniyle konut ısıtma sistemlerinin düzenlenmesinde tercih edilmektedir.

Tek borulu ağların önemli bir dezavantajı, tüm devre boyunca su dolaşımını durdurmadan ısıtma bölümlerinden birinin kapatılmasının mümkün olmamasıdır.

Bu nedenle kurulumla birlikte genellikle klasik şemanın modernizasyonunu kullanıyorlar”kalp ameliyati» İki küresel vanalı veya üç yollu vanalı bir branşman kullanarak radyatörü baypas etmek için. Bu, radyatöre giden su beslemesini düzenlemenize, hatta tamamen kapatmanıza olanak tanır.

İki veya daha fazla katlı binalar için, dikey yükselticilere sahip tek borulu şemanın çeşitleri kullanılır. Bu durumda sıcak suyun dağıtımı yatay yükselticilere göre daha düzgündür. Ayrıca dikey yükselticiler daha kısadır ve evin iç kısmına daha iyi uyum sağlar.

Doğal sirkülasyon kullanarak iki katlı odaları ısıtırken dikey kablolu tek borulu şema başarıyla kullanılır. Üst radyatörleri devre dışı bırakabilen bir seçenek sunuldu

Dönüş borusu kullanma seçeneği

Radyatörlere sıcak su sağlamak için bir boru kullanıldığında ve ikincisi soğutulmuş suyu bir kazana veya fırına boşaltmak için kullanıldığında, bu ısıtma şemasına iki borulu ısıtma sistemi denir. Isıtma radyatörlerinin varlığında böyle bir sistem, tek borulu sistemden daha sık kullanılır.

Ek bir borunun kurulumunu gerektirdiğinden daha pahalıdır, ancak bir takım önemli avantajlara sahiptir:

• daha düzgün sıcaklık dağılımı radyatörlere sağlanan soğutucu;
• hesaplamak daha kolay radyatör parametrelerinin ısıtılan odanın alanına ve gerekli sıcaklık değerlerine bağımlılığı;
• daha verimli ısı kontrolü her radyatöre.

Soğutulmuş suyun sıcak suya göre hareket yönüne bağlı olarak, iki borulu sistemler geçiş ve çıkmaz olarak bölünmüştür. İlgili devrelerde, soğutulmuş suyun hareketi sıcak suyla aynı yönde meydana gelir, dolayısıyla tüm devrenin döngü uzunluğu aynıdır.

Çıkmaz devrelerde, soğutulmuş su sıcak suya doğru hareket eder, dolayısıyla farklı radyatörler için soğutucu sirkülasyon döngülerinin uzunlukları farklılık gösterir. Sistemde hız düşük olduğundan ısıtma süresi önemli ölçüde değişiklik gösterebilir. Su çevrim çevrim süresi kısa olan radyatörler daha çabuk ısınacaktır.

Çıkmaz ve ilgili ısıtma şemalarını seçerken, öncelikle dönüş borusunu takmanın rahatlığından yola çıkarlar

Astarın ısıtma radyatörlerine göre iki tip konumu vardır: üst ve alt.Üst bağlantıda sıcak su sağlayan boru, ısıtma radyatörlerinin üstünde, alt bağlantıda ise altta bulunur.

Alttan bağlantıyla, radyatörlerden havayı çıkarmak mümkündür ve boruları yukarıdan geçirmeye gerek yoktur, bu da oda tasarımı açısından iyidir.

Bununla birlikte, hızlanma manifoldu olmadan basınç düşüşü, üst hattın kullanılmasına göre çok daha az olacaktır. Bu nedenle, doğal dolaşım prensibine göre tesislerin ısıtılmasında alt astar pratikte kullanılmaz.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Küçük bir ev için elektrikli kazana dayalı tek borulu devrenin organizasyonu:

Uzun yanan katı yakıtlı bir kazana dayanan tek katlı bir ahşap ev için iki borulu sistemin çalışması:

Isıtma devresinde suyun hareketi sırasında doğal dolaşımın kullanılması, doğru hesaplamalar ve teknik açıdan yetkin kurulum çalışmaları gerektirir. Bu koşullar yerine getirilirse, ısıtma sistemi özel bir evin binalarını verimli bir şekilde ısıtacak ve sahiplerini pompa gürültüsünden ve elektriğe bağımlılıktan kurtaracaktır.

Konuyla ilgili herhangi bir sorunuz varsa veya yerçekimi tipi ısıtma sisteminin düzenlenmesi ve çalıştırılması konusundaki kişisel deneyiminizi paylaşmak istiyorsanız, lütfen bu makaleye yorumlarınızı bırakın. Geri bildirim bloğu aşağıda yer almaktadır.