Teplius
MontageAl meer dan twee eeuwen wordt een systeem met een natuurlijke circulatie van het koelmiddel gebruikt om het huis te verwarmen. Ondanks het verschijnen van circulatiepompen is dit systeem minder populair geworden. En dit is begrijpelijk, zoals stroomstoringen, met name in de particuliere sector en het huisje dorp, is de belangrijkste reden waarom de meerderheid van de eigenaren kiezen voor de pomp niet te installeren.
De essentie van het systeem
Hoe ontwikkelt de circulatiekop zich?
De stroming door de buizen van een warmtedragende vloeistof is te wijten aan het feit dat wanneer de temperatuur wordt verlaagd en verhoogd, het zijn dichtheid en massa verandert.
De temperatuur van het verwarmingsmedium wordt gewijzigd door de verwarming van de ketel.
In de verwarmingsbuizen is er een koelere vloeistof, die de verwarmers hun warmte gaf, dus de dichtheid en massa zijn groter. Onder invloed van zwaartekrachten in de radiator wordt het koelmiddel vervangen door heet koelmiddel.
Met andere woorden, als het bovenste punt is bereikt, begint warm water (het kan antivries zijn) gelijkmatig over de radiatoren verdeeld te worden, waardoor koud water uit de radiatoren wordt verplaatst. De afgekoelde vloeistof begint in het onderste deel van de batterij te vallen, waarna deze volledig door de leidingen naar de ketel gaat (deze wordt vervangen door heet water dat uit de ketel komt).
Zodra het hete koelmiddel in de radiator komt, begint het proces van warmteafgifte te gebeuren. De radiatormuren worden geleidelijk verwarmd en vervolgens wordt warmte naar de ruimte zelf overgebracht.
Het koelmiddel circuleert in het systeem tot de ketel in bedrijf is.
Voors en tegens
Hoewel het natuurlijke verwarmingssysteem erg populair is, is het niet zonder bepaalde nadelen.
Allereerst is dit de beperkte lengte van de pijplijn.
Een lange pijplijn kan de vloeistofdruk niet gelijkmatig over het hele systeem verdelen, dus de maximaal toegestane lengte is 30 meter horizontaal. Overtref dit cijfer is niet logisch, want hoe groter de afstand tussen de ketel en de pijp, hoe minder druk het heeft.
Ook de tekortkomingen van het systeem met de EC zijn de hoge kosten van de installatie.
Nog een negatieve eigenschap: langzaam verwarmen van radiatoren.
Maar de voordelen van een dergelijk systeem zijn ook niet klein.
Een systeem met natuurlijke circulatie is het meest betrouwbare type autonome verwarming in termen van kwantitatieve zelfregulering.
Zwaartekrachtsysteem voor het verwarmen van een huis met twee verdiepingen
Wanneer de temperatuur van het arbeidsfluïdum verandert, verandert ook de stroom ervan.
Hoe meer in het koelmiddelsysteem, hoe hoger de warmteafvoer van de radiatoren. Deze indicator werkt samen met het warmteverlies van de ruimte waarin ze zijn geïnstalleerd. Hoe groter het warmteverlies van de kamer, hoe hoger de warmteoverdracht.
Dit wordt zelfregulering genoemd.
Andere voordelen van het zwaartekrachtsysteem:
- eenvoud van installatie en bediening;
- de afwezigheid van een circulatiepomp, wat volledige energieonafhankelijkheid betekent;
- lange levensduur - ongeveer 40 jaar;
- hoge betrouwbaarheid.
Ontwerp- en installatiefuncties
De belangrijkste knopen van het gravitatiesysteem zijn:
- Een verwarmingsketel waarin water of antivries wordt verwarmd;
- pijplijn (dubbel of enkel);
- verwarmingsbatterijen;
- expansievat.
Bij het ontwerp en tijdens de installatie van het systeem is het zeer belangrijk om een verplichte voorwaarde in acht te nemen: de leiding waardoorheen het koelmiddel zal bewegen, moet zich onder de helling in de richting van de verwarmingsketel bevinden. De helling moet ten minste 0,005 m per één meter lange buis zijn.
Over het algemeen geldt dat als de ketel en de radiator zich op dezelfde verdieping bevinden, de ingang van de radiator van de buis iets hoger moet zijn.
Schema van zwaartekrachtsysteem met een helling van pijpen
De aanwezigheid van deze afwijking wordt verklaard door de volgende factoren:
- Op de hellende buis stroomt het koelmiddel sneller de ketel in;
- de aanwezigheid van een helling is ook noodzakelijk om ervoor te zorgen dat luchtbellen die verschijnen tijdens het verwarmen van het koelmiddel, efficiënter worden opgewekt in het expansievat waaruit ze in de atmosfeer verdampen.
Expansievat creëert extra druk, wat een gunstig effect heeft op de snelheid van waterbeweging door de leidingen.
Zwaartekracht in het verwarmingssysteem wordt tot op zekere hoogte besteed aan het overwinnen van de weerstand van de pijpleiding. Als extra obstakels zijn er bochten en splitsingen in het systeem, extra radiatoren.
Daarom, om de verwarming van de kamer te maximaliseren bij het ontwerpen van een zwaartekrachtsysteem, moet ervoor worden gezorgd dat dergelijke obstakels zo klein mogelijk zijn.
Aantal lussen in het systeem
Twee-pijp verwarmingssysteem van een privé-huis, die voorziet in de aanwezigheid van twee circuits, wordt beschouwd als de moeilijkste.
Op één circuit beweegt het verwarmde koelmiddel van de ketel naar de radiatoren en in de tweede, koelen de gekoelde koelvloeistof terug van de radiatoren naar de ketel. Een dergelijk schema met natuurlijke circulatie vereist een zorgvuldiger ontwerp en toegenomen materiaalverbruik (pijpen).
Rechtstreekse installatie van een zwaartekrachtsysteem met twee lussen is een nogal arbeidsintensief proces.
Het kan in verschillende fasen worden verdeeld:
- installatie van de hoofdstijgbuis, die vanuit het expansievat naar de ketel moet worden gelegd (er zal hete vloeistof langs bewegen);
- op een niveau van 1/3 van de hoogte van de ruimte vanaf het vloerniveau, is het noodzakelijk om de hoofdstijgbuis te verbinden met de bedrading van waaruit de leidingen naar de radiatoren worden gelegd;
- in het expansievat, is het nodig om de overlooppijp door te snijden, waardoor overtollige vloeistof in het riool zal wegvloeien;
- In het onderste deel van de radiatoren worden de retourleidingen doorgesneden waardoor het gekoelde koelmiddel zal stromen voor verwarming terug in de ketel.
Het belangrijkste is om het niveau van de locatie van het expansievat, de boiler en de radiatoren zorgvuldig te berekenen. Alleen met de juiste planning kunt u de nodige druk in het systeem realiseren.
Het schema van een eenpijpsverwarmingssysteem wordt als het eenvoudigst beschouwd. Het geeft de locatie van het verwarmingscircuit zo hoog mogelijk aan, praktisch onder het plafond, en de retourleidingen bevinden zich boven het vloerniveau.
Wat is de reden voor de populariteit van dit schema:
- laag materiaalverbruik tijdens installatie;
- de installatie van het systeem gaat snel en gemakkelijk, aangezien het niet nodig is om de buizen in de muur te ommuren;
- Het zal werken, zelfs als de radiatoren en de ketel op hetzelfde niveau zijn.
Het volume van de expansietank in een zwaartekrachtsysteem met één lus is rechtstreeks afhankelijk van de grootte en het aantal gebruikte radiatoren. Typisch, is de tank driekwart van zijn volume gevuld.
Bij het ontwerpen van een natuurlijk verwarmingssysteem moet speciale aandacht worden besteed aan de juiste verdeling van de warmtedrager en uniforme drukverdeling in alle knooppunten van het systeem.
Dit is een heel belangrijk punt dat autodidactische meesters niet altijd in aanmerking nemen.
Verkeerd gemonteerde systemen leveren veel problemen op tijdens gebruik. Om dit te voorkomen, is de installatie van een systeem met natuurlijke circulatie het beste toevertrouwd aan professionals.
Als u de voorkeur geeft aan ketels op basis van vaste brandstoffen, maar de financiën laten u niet toe om een aankoop te plannen, bieden wij een geweldige gids, waarmee u een zelfgemaakte ketel voor vaste brandstoffen kunt maken.
Gravitationeel verwarmingssysteem. Alles wat u over haar moet weten.
Groeten aan alle lezers van mijn blog! Vandaag in dit artikel zal ik je vertellen over zwaartekracht verwarmingssystemen. En specifiek over hoe ze werken en waar ze geschikt zijn om toe te passen. Ik zal, zoals gewoonlijk, proberen om kort te zijn, maar informatief, zodat ik zonder het extra "water" je het basis ding geef dat je over hen moet weten. Kortheidshalve zal ik ofwel het jargon "zwaartekracht" of de reductie van GSO gebruiken. Dit wordt gedaan om de tekst niet te overladen met lange woorden. Dus laten we gaan!
Werkingsprincipe van het zwaartekrachtverwarmingssysteem.
GSO is het meest archaïsche systeem van waterverwarming. Het werd voor het eerst gebruikt in de eerste helft van de 19e eeuw om kassen te verwarmen. Het fysische principe van zijn werking is gebaseerd op het feit dat de verwarmde vloeistof uitzet en de dichtheid verandert (de vloeistof wordt "lichter"). Binnen in de ketel is er een dichtheidsscheiding: het verwarmde koelmiddel stijgt langs de toevoerleiding en de koude neigt naar de achterkant in de richting van de ketel. Vanwege het effect van de continuïteit van de jet, begint de cirkelvormige beweging van de vloeistof - de circulatie -. De circulatiesnelheid in de GSO is afhankelijk van het niveauverschil (hieronder weergegeven in de figuur als H) van het verwarmingscentrum (ketel) en het koelcentrum (radiatoren). Hoe groter het verschil in niveaus, hoe groter de vloeistofsnelheid in het systeem.
Hoe is het zwaartekrachtverwarmingssysteem.
De GSO is eenvoudig geregeld. Om u niet te kwellen met overbodige woorden, passeren we de tekening:
De figuur toont een zwaartekrachtsysteem met twee buizen (ik schreef eerder een artikel over systemen met twee buizen en enkelsystemen raadde het aan om te lezen). Op het hoogste punt van het systeem is een expansietank met open type beschikbaar in de klassieke versie. Vanuit de ketel gaat de toevoerleiding (een hete lijn in de figuur), waardoorheen de verwarmde koelvloeistof naar de verwarmingsinrichtingen gaat, omhoog. In hen koelt het af en gaat terug naar de ketel op de retourleiding (in de figuur, de retourleiding). In een GSO met twee buizen worden de leidingen gelegd in overeenstemming met hellingen. Aan de toevoerleiding worden de hellingen naar de verwarmingsapparaten uitgevoerd, bij de retourleiding loopt de helling naar de ketel.
Laten we nu eens kijken naar een versie met één buis van het zwaartekrachtverwarmingssysteem:
GSO met één pijp werkt ook, evenals een tweepijps. Het verschil is hier de aanwezigheid van een versnellende collector - een speciale buis waarin de snelheid van het koelmiddel toeneemt door de zwaartekracht. Door de opeenvolgende passage van de radiatoren, daalt de temperatuur van het koelmiddel van de initiële radiator naar de laatste. Om dit te compenseren, is het noodzakelijk om het aantal secties in de laatste radiatoren te vergroten, en dit is niet altijd mogelijk vanwege de beperkte ruimte.
Een variant van GSO met een membraanexpansietank in plaats van een open tank is ook mogelijk. In dit geval is het wenselijk dat de ketel wordt ontworpen voor een druk van 3 atmosfeer, aangezien het nodig is om een veiligheidsgroep op de toevoerleiding te installeren. Het veiligheidsventiel in de standaard veiligheidsgroep is ontworpen voor 3 atmosfeer. Als uw ketel is ontworpen voor een open systeem (bij een druk van 1 - 1,5 atm), dan kan het met de installatie van een membraantank en een standaardgroep uitvallen. Het membraanexpansievat kan op elke geschikte plaats van de GSO worden geplaatst en aan de bovenkant van het systeem is het noodzakelijk om een ontluchter te installeren.
Laten we verder gaan. Laten we het hebben over hoe je het zwaartekrachtsysteem kunt berekenen en hoe je de diameter van de leidingen ervoor kunt kiezen.
Berekening van de parameters van het zwaartekrachtverwarmingssysteem.
Als je een zwaartekrachtverwarming gaat maken, moet je op zijn minst een minimum aan berekeningen maken. En het is beter om een volwaardig project te maken. Het zal ideaal zijn en als je budget zo verspild is, dan raad ik het ten zeerste aan. Misschien al in de projectfase, zal de ingenieur mogelijke problemen bij de implementatie identificeren en kunt u herwerken voorkomen. Dus laten we beginnen met het kijken naar formules!
De eerste formule die we nodig hebben:
Het is als volgt ontcijferd:
- pLO - druk op het lagere niveau.
- pver - druk op het hoogste niveau.
- ρ is de dichtheid van de vloeistof.
- g - versnelling van vrije val 9,8 m / s².
- h is het hoogteverschil tussen de niveaus.
Deze formule bepaalt de hydrostatische druk in het verwarmingssysteem. Hieruit volgt de voor de hand liggende conclusie dat de druk in het systeem groter zal zijn, des te hoger de hoogte. Maar de koelvloeistof (in het specifieke geval water) circuleert langs GSO en dit moment houdt rekening met de Bernoulli-vergelijking, die er als volgt uitziet:
De Bernoulli-vergelijking laat zien dat de totale druk niet alleen afhangt van de hoogte, maar ook van de snelheid van de vloeistof in het systeem. De bijdrage van de hydrodynamische druk aan het totaal is echter veel minder dan de hydrostatische druk (minder dan 5%), dus het wordt verwaarloosd vanwege de eenvoud van berekeningen. Zoals bekend, is de circulatie in GSO het gevolg van het verschil in druk gecreëerd door warm en koud water. Dit verschil wordt de natuurlijke circulatiedruk genoemd en wordt berekend met de volgende korte en eenvoudige formule:
Het staat voor:
- ρkoude - dichtheid van koud water.
- ρbergen - dichtheid van warm water.
- Δp is de natuurlijke circulatiedruk.
De waterdichtheden bij bepaalde temperaturen zijn referentiewaarden die eenvoudigweg uit de mappen worden geleerd. Deze formule is geschikt voor het berekenen van de natuurlijke circulatiedruk in een huis met één verdieping, waar zich één koelcentrum bevindt. in het huis met twee verdiepingen van dergelijke centra zullen er al 2 zijn en de formule zal de volgende vorm aannemen:
- h1, ρ1 - niveau van het koelcentrum, waterdichtheid op de eerste verdieping.
- h2, ρ2 - het niveau van het koelcentrum, de dichtheid van water op de tweede verdieping.
Na het berekenen van de natuurlijke circulatiedruk, is het noodzakelijk om de waterstroom te berekenen. Dit gebeurt als volgt:
Uitleg hier is dit:
- G - koelmiddelstroomsnelheid, kg / sec.
- Q is de hoeveelheid warmte die door de ketel wordt gegenereerd.
- C is de specifieke warmte.
- Δt is het temperatuurverschil tussen het warme en gekoelde koelmiddel.
Voor de duidelijkheid, stel ik voor om een korte video te zien met een voorbeeld van de berekening van GSO:
Selectie van leidingen voor het zwaartekrachtverwarmingssysteem.
Bij het kiezen van een buis, moeten we dat ze de vereiste waterhoeveelheid en natuurlijke circulatie druk moet voldoende zijn om te compenseren voor verliezen als gevolg van wrijving en het overwinnen van de lokale weerstanden (tees, ellebogen, kleppen, enz.) Muur. De drukval door wrijving wordt bepaald door de Darcy-Weisbach vergelijking:
- ΔP - drukval in het leidinggedeelte.
- λ is de wrijvingscoëfficiënt over de lengte van de sectie. De getabelleerde waarde.
- L is de lengte van het gedeelte.
- D is de diameter van de buis in de sectie.
- V is de snelheid van de vloeistof in de buis.
- ρ is de dichtheid van de vloeistof.
Het totale drukverlies in het systeem wordt bepaald als de som van verliezen in alle pijpsecties en lokale weerstanden (verliezen in lokale weerstanden worden gevonden door de formule ΔPbeslag = ξ * (v²ρ / 2), waarbij ξ getabelleerde coëfficiënten zijn). Ik schreef hierover in mijn artikel over hydraulische berekeningen. Om de circulatie te laten verschijnen, moet de natuurlijke circulatiedruk het totale drukverlies in de GSO overschrijden:
Δp ≥ ΔP + ΔPbeslag
Om tijd te winnen, hebben bouwers lange tijd speciale tafels ontwikkeld, die snel de vereiste leidingdiameter kunnen kiezen. Ik zal meteen zeggen dat in GSO een metalen buis begint vanaf de 50e diameter, en plastic buizen kunnen worden gebruikt vanaf een diameter van 63 mm. Hun grootste nadeel is hun prijs. Bovendien zijn er bepaalde problemen met de installatie ervan. Hier zal het nodig zijn om een ervaren persoon te betrekken die in staat is om alle afwijkingen en andere nuances van het systeem te observeren.
Resultaten van het artikel.
Dit artikel pretendeert natuurlijk niet de volledige dekking van het probleem en is bedoeld om de lezer alleen de eerste kennis over zwaartekrachtverwarmingssystemen te geven. Beoordeel daarom niet strikt. Het belangrijkste voordeel van een dergelijke verwarming is de onafhankelijkheid van de werking van pompen en de levensduur van het systeem. Het is het gemakkelijkst om te gebruiken in de afgelegen hoeken van ons land, waar er mogelijk lange stroomonderbrekingen zijn. Het grootste nadeel van GSO is de hoge initiële materiaalkosten en de complexiteit van de installatie. Maar de lange termijn van zijn dienst loont volledig alles. Op dit voor nu, wacht ik op uw vragen in de comments! Vergeet niet om het artikel via sociale netwerken te delen.
Wat is een zwaartekrachtverwarmingssysteem?
Zwaartekrachtverwarming - betekent verwarming van een kamer, appartement of woonhuis, met behulp van water, dat op natuurlijke wijze door de leidingen van de contour beweegt, vandaar de naam. Het systeem werkt zonder tussenkomst van elektrische apparatuur en installatie van de pomp. Het is een uitstekende oplossing voor gebruik in huisjes en particuliere woningen waar het risico bestaat op onderbrekingen in de elektriciteitsvoorziening.
Kenmerken en werkingsprincipes van het systeem
Met andere woorden, het systeem wordt zwaartekrachtstroming of natuurlijke circulatie genoemd. Bij verwarming heeft het water de eigenschap van "uitzetten", dit is het hele principe dat het water door de buizen circuleert door verschillende drukken te creëren langs een gesloten circuit. In eenvoudige taal komt het door de boiler verwarmde water naar de batterijen, geeft het zijn warmte af en keert terug, waardoor het verwarmde deel van het water wordt verplaatst. Dit komt omdat de massa gekoeld water groter is en de dichtheid hoger. Een dergelijk fenomeen wordt convectie genoemd. Het proces in het zwaartekrachtverwarmingssysteem wordt een oneindig aantal keren herhaald terwijl de ketel in bedrijf is. Om waterbeweging te geven, wordt de ketel bijgestaan door de versnellende collector. Het wordt verticaal boven de ketel geïnstalleerd, zo hoog mogelijk, soms naar de zolder van het huis, en de ketel zelf is zo laag mogelijk ten opzichte van de verwarmingsbatterijen. De snelheid die hij in het water verraadt en uitduwt, hangt direct af van de hoogte van deze verticale paal boven de ketel.
Het hele systeem bestaat uit de volgende elementen:
- boiler;
- Expansievat;
- Leidingen voor watercirculatie;
- Radiatoren (batterijen);
- Zwaartekrachtklep (indien nodig).
De snelheid van het circulerende water in het zwaartekrachtverwarmingssysteem wordt beïnvloed door een andere factor - hydraulische weerstand. Het hangt van de volgende parameters af:
- Van de bochten langs de contouren van de watercirculatie en van hun kwantiteit. Dit heeft direct invloed op de weerstand die op de weg door het water zal optreden;
- van de diameter van de pijp;
- van het aantal kleppen, kleppen, kleppen, enz.
Let op!
Om ervoor te zorgen dat de kranen de druk van het water niet hinderen om vrij door de buizen te kunnen bewegen, moeten ze open zijn en een vrije ruimte hebben die zo dicht mogelijk bij de diameter van de buis ligt.
Als het water constant in de opwarming is, zal een deel ervan verdwijnen onder het mom van verdamping. Voor dit doel is een expansievat geïnstalleerd aan de bovenkant van de structuur. De functies zijn als volgt:
- Uitvoer van de gevormde stoom uit het systeem;
- Compensatie voor het verloren volume water;
Zo'n schema met een expansievat wordt open genoemd. Het heeft zijn nadeel - het water verdampt snel genoeg. Om dergelijke situaties te voorkomen, gebruikt u een gesloten circuit voor grote zwaartekrachtverwarmingssystemen. Het verschilt van het open ervan:
- er is geen expansievat met open type. In plaats daarvan wordt op dezelfde plaats de ontluchter geïnstalleerd, deze werkt automatisch;
- het systeem beschermt het systeem tegen roest van leidingen en elementen die daarop zijn geïnstalleerd, door zuurstof uit het water te verwijderen;
- Om de druk van het gekoelde water te compenseren, is een expansievat met een membraan van het afgedichte type geïnstalleerd. Het is elastisch en speelt een compenserende rol bij het veranderen van de zwaartekracht in een gesloten lus.
montage
Nadat de keuze is gevallen op het systeem van zwaartekrachtverwarming, is het noodzakelijk om het ontwerpproces te starten. Neem het in geen geval voor jezelf. Alleen een installateur kan de situatie goed inschatten en een project correct opstellen, rekening houdend met alle subtiliteiten. Hij berekent alle parameters van het systeem en berekent de hydraulische parameters die van invloed zijn op de keuze van de diameter van de toekomstige pijplijn, dit is slechts een klein onderdeel van zijn werk. Als het uiterlijk van het systeem belangrijk is voor de klant, nodig je de ontwerper uit.
Welke pijpen moeten worden gebruikt?
De lengte en diameter van de pijpen zijn aan het einde van het project bekend. Het blijft om te beslissen over het materiaal. Gebruik voor de installatie stalen buizen, koper, roestvrij staal en polypropyleen. Dit laatste heeft een aantal voordelen ten opzichte van de andere. Dit is een lichtgewicht materiaal, het is ook handig in het installatieproces, heeft een hoge geluidsisolatie, anti-corrosie effect en weerstand tegen ontdooien.
Belangrijk!
Let bij het installeren van polypropyleen buizen op de temperatuur, waarvan het maximum kenmerkend is voor deze buis. Een belangrijke rol speelt een versterkende laag, die zal helpen de oorspronkelijke vorm van de pijpen te behouden en hen te beschermen tegen de gevolgen van hoge temperaturen.
Maar het omgekeerde deel van de buis, dat de ketel binnenkomt, wordt geadviseerd om uit staal te worden gehaald. Met zijn materiaal zorgt het voor een verlaging van de watertemperatuur en draagt het bij aan een vermindering van de hydraulische weerstand.
Soorten zwaartekracht verwarmingssysteem
Er zijn twee soorten zwaartekrachtverwarmingssystemen:
Het tweepijpssysteem is complexer en omvat twee circuits. In één circuit stroomt de koelvloeistof (water) van de boiler naar de batterijen en de tweede, het water keert terug naar de boiler. Vergeet niet dat dit type systeem zorgvuldiger moet worden ontworpen. Het installatieproces zal ook niet de gemakkelijkste zijn, we zullen het stap voor stap beschouwen:
- installatie van de riser, het zal de hoofdrol vervullen, het gaat van de tank naar de ketel;
- de hoofdstijgbuis met bedrading is verbonden met een niveau van 1/3 van de totale hoogte van de kamer vanaf het vloerniveau;
- de overlooppijp is bevestigd aan het expansievat, eroverheen gaat overtollige vloeistof naar het riool;
- zodat het water teruggaat naar de boiler, naar het onderste deel van de batterijen, de leidingen "terug" worden gesneden.
In een systeem met één circuit wordt de fundamentele rol gespeeld door het gewenste aantal radiatoren. Het volume van het expansievat hangt hiervan af. Meestal is het gevuld tot driekwart van het totale volume.
Het is noodzakelijk om constant het waterniveau in de tank te bewaken, het mag niet lager zijn dan het niveau van de buis waardoor het water op de radiatoren wordt verdeeld. Dit dreigt de circulatie van de koelvloeistof te stoppen.
Hoewel het systeem met één buis eenvoudig is, lijkt het alleen op het eerste gezicht. Een niet goed gedaan project, met veel problemen en gevolgen met zich meebrengt, vertrouwt deze zaak toe aan professionals.
Bij het ontwerpen van een natuurlijk systeem moet vooral aandacht worden besteed aan de uniforme drukverdeling langs een gesloten circuit en de juiste circulatie van het koelmiddel.
Aanbevelingen voor dit systeem
Om het bestaande schema te verbeteren, kunnen specialisten de volgende maatregelen voorstellen om de efficiëntie te verhogen:
- Installatie van de pomp. Het circuleert en staat op bypass. Zijn roeping is om de traagheid van het systeem te verminderen. Als de verwarmingstijd wordt overschreden, helpt de pomp het waterdebiet door de leidingen te verhogen om de vereiste temperatuur te verkrijgen;
- De hoofdgradiënt is om de optimale druk in het zwaartekrachtverwarmingssysteem te bereiken.
- Het verminderen van bochten over de gehele lengte van de pijpleiding. Dit helpt om het risico van het verminderen van de snelheid van water langs de snelweg te verminderen.
- Installatie van een retourvanger. Het zal voorkomen dat het water in de tegenovergestelde richting beweegt.
Vloerverwarming
Om de vloer warm te maken, hebt u verzamelresten nodig. Elk circuit is verbonden via een individuele temperatuurregelaar. Dit zal het ontwerp van het systeem als geheel bemoeilijken, maar zal extra comfort creëren. In dit geval moet het toevoerverdeelstuk op zolder worden geïnstalleerd, want daar, het hoogste punt van het huis, als de zolder niet is geïsoleerd, moet u dit zeker doen. Al deze maatregelen worden genomen voordat het volledige systeem wordt geïnstalleerd.
Voor- en nadelen van het zwaartekrachtverwarmingssysteem
Samenvattend, laten we de belangrijkste voordelen noemen die het zwaartekrachtsysteem heeft:
- Betrouwbaarheid (omdat het systeem is gemaakt van zeer sterk metaal en andere betrouwbare materialen, zullen reparatiewerkzaamheden zeer lang moeten wachten, omdat elementen die onderhevig zijn aan snelle verslechtering niet het geval zijn);
- Afwezigheid van afhankelijkheid van energievoorziening;
- Geen lawaai en trillingen;
- Bedieningsgemak.
Het lijkt erop dat er geen minnen zijn, maar ze zijn, hoewel niet significant:
- Op het eerste gezicht is het hele systeem vrij eenvoudig, maar dit geldt niet voor financiële investeringen voor de aanschaf ervan. Het bedrag zal groot genoeg zijn;
- Sommige bedradingsschema's wijzen op een groot temperatuurverschil tussen de batterijen;
- Als de circulatiesnelheid laag is, bestaat de mogelijkheid dat het expansievat en een deel van het systeem op zolder bevriezen, dus eerder werd er gezegd over de isolatie.
- Bij de eerste start van het systeem zal het verwarmen van alle radiatoren in het hele circuit enkele uren duren.
conclusie
Gravity verwarmingssysteem is een zeer succesvolle oplossing voor veel problemen, als er een factor van onzekerheid is, raadpleeg specialisten, bereken de kosten, weeg de voors en tegens, en dan zal de juiste beslissing niet lang duren!
Zwaartekracht verwarmingssysteem gemaakt van polypropyleen
Zwaartekracht verwarmingssysteem: constructie en advies over de inrichting
Klassieke zwaartekrachtverwarming
Gebruik verschillende verwarmingsschema's om een aangename temperatuur in huis te creëren. Het waarborgen van geforceerde circulatie van het koelmiddel is effectief, maar niet altijd mogelijk. Als in een landhuis er onderbrekingen kunnen zijn met de elektrische stroom of de afwezigheid ervan (zomerverblijf) - is de andere optie de beste optie. Ontworpen en geïnstalleerd door de handen van een zwaartekrachtverwarming van het gesloten type zal zijn functies uitvoeren zonder een pomp en andere elektrische apparatuur te installeren.
Kenmerken van het zwaartekrachtverwarmingssysteem
Het werkingsprincipe is gebaseerd op de eigenschap van water om bij toenemende temperatuur uit te zetten. Het creëren van een drukverschil in een gesloten lus van pijpen is de basis van de circulatie van de vloeistof. Vanwege dit effect heeft het zwaartekracht gesloten verwarmingssysteem een andere naam gekregen - zwaartekrachtstroom.
Structureel moet het uit de volgende elementen bestaan:
- Boiler. Het apparaat is bedoeld voor het overbrengen van de energie van de brandende brandstof (brandhout, kolen, gas, enz.) Naar de warmtedrager (water, antivries). In een zwaartekracht-gesloten verwarmingssysteem gebeurt dit door middel van een warmtewisselaar die zich zo dicht mogelijk in de ketel in de verbrandingskamer bevindt;
- Pijpleidingen. Het is noodzakelijk om de verwarmde vloeistof van de warmtewisselaar naar de verwarmingstoestellen te transporteren;
- Radiatoren. Zijn de belangrijkste warmtebron in de kamer. Hun groot oppervlak zorgt voor maximale warmte-uitwisseling tussen verwarmd water en lucht in de kamer;
- Bedienings- en veiligheidsapparatuur. Deze omvatten een expansievat, een zwaartekrachtklep voor verwarming, kleppen en smoorspoelen.
Tijdens het verwarmen van water in de warmtewisselaar, zet het uit, waardoor een overdruk ontstaat. Op zijn beurt heeft het koelmiddel van de retourleiding een hogere dichtheid en begint de vloeistof met een hoge temperatuur te verdringen. Als gevolg hiervan vindt er circulatie plaats.
Een van de belangrijkste elementen van het systeem is de overheadcollector - een verticale aftakleiding aangesloten op de ketel. Als een zwaartekrachtverwarmingssysteem door de eigen handen wordt gemaakt, moet het speciale aandacht besteden - uitgaande van het materiaal van de buisproductie en eindigend met hun diameter.
Hoe meer het volume van de versnellende collector, hoe hoger de snelheid van het koelmiddel. Om dit te doen, moet u de optimale doorsnede en hoogte berekenen.
Het zwaartekrachtverwarmingssysteem van een huis met twee verdiepingen moet zodanig zijn ontworpen dat de warmtedrager gelijkmatig over meerdere contouren kan worden verdeeld.
Gedetailleerde systeembeschrijving
Zwaartekrachtverwarming van open type
Tijdens het verwarmen van het water zal een deel ervan onvermijdelijk verdampen in de vorm van stoom. Om tijdig te worden verwijderd, wordt bovenaan het systeem een expansievat geïnstalleerd. Het voert 2 functies uit - overtollige stoom wordt verwijderd door de bovenste opening en automatisch verlies van vloeistofvolume wordt automatisch gecompenseerd. Zo'n schema werd open genoemd.
Het heeft echter één belangrijk nadeel - relatief snelle verdamping van water. Daarom geven ze er bij grote vertakte systemen de voorkeur aan om het gesloten zwaartekracht-verwarmingssysteem met eigen handen te maken. De belangrijkste verschillen van haar schema zijn de volgende.
- In plaats van een open expansievat, is een automatische ontluchter op het hoogste punt van de pijpleiding geïnstalleerd. Het gesloten gesloten circuit verwarmingssysteem genereert een grote hoeveelheid zuurstof uit het water tijdens het verwarmen van het koelmiddel, dat naast de overmatige druk een bron van roest van de metalen elementen is. Voor de tijdige verwijdering van stoom met een hoog zuurstofgehalte, is een automatische ontluchter geïnstalleerd;
- Om de druk van het reeds gekoelde koelmiddel te compenseren, wordt vóór het inlaatspruitstuk van de boiler een membraanexpansietank van het gesloten type geïnstalleerd. Als de zwaartekracht in het verwarmingssysteem de toegestane norm overschrijdt, compenseert het elastische membraan dit door het totale volume te verhogen.
Anders kunt u bij het ontwerpen en installeren van een zwaartekrachtverwarmingssysteem met uw eigen handen de gebruikelijke regels en aanbevelingen volgen.
Zwaartekracht-verwarmingsschema's voor een huis met één verdieping en twee verdiepingen
Verschillende opties voor het aansluiten van apparaten voor verwarming met één pijp
Als het de bedoeling is dat zwaartekrachtverwarming onder druk zal worden geïnstalleerd in een huis met één verdieping, kan een één-buis "Leningrad" -schema worden gebruikt.
Een kenmerk van deze schakeling is een enkele pijp, waaraan meerdere verwarmingsinrichtingen parallel zijn geschakeld. Dit leidt echter tot een ongelijkmatige warmteverdeling - hoe verder de radiator van de ketel - hoe lager de temperatuur van het water dat erin komt. Om dit probleem op te lossen, is het mogelijk om het gesloten zwaartekracht-verwarmingssysteem te moderniseren:
- Installatie van afsluiters. Met zijn hulp is het mogelijk om het volume van de warmtedrager voor de verwarmingsapparaten dichter bij de ketel te verlagen. Zo zal de warmteafgifte van energie in de eerste secties van het systeem afnemen;
- Verwijder bij het uit de ketel verwijderen van het aantal radiatorsecties;
- Monteer leidingen met een grotere diameter op het aansluitpunt van de spuitmonden voor de verwarmingstoestellen. Dit zal de zwaartekracht van het verwarmingssysteem in dit gebied verminderen, wat de snelheid van de watercirculatie in de radiator zal verminderen.
Zo'n schema is acceptabel met een kleine uitbreiding van de snelweg. Voor een huis met twee verdiepingen wordt het echter niet aanbevolen om het te installeren. In dit geval is een vertakt zwaartekrachtverwarmingssysteem met twee buizen vereist, waarvan de berekening op afzonderlijke secties wordt uitgevoerd.
Zwaartekrachtsysteem met topbedrading
Zijn eigenaardigheid is dat afzonderlijke contouren leiden naar de centrale pijp die zich bovenaan de hoofdlijn bevindt. Aan elk van hen zijn aangesloten verwarmingstoestellen. Het is belangrijk dat hun lengte hetzelfde is. Anders zal alle vloeistof naar het gebied van de kleinste weerstand snellen - in een kortsluiting.
Om de beweging van het koelmiddel naar de uitlaatpijp van de ketel te voorkomen, wordt een omgekeerde zwaartekrachtklep voor verwarming ingesteld. Dit is een onmisbaar element voor het zwaartekrachtverwarmingssysteem van een huis met twee verdiepingen.
Berekening van het zwaartekrachtverwarmingssysteem
De belangrijkste indicatoren van het zwaartekrachtverwarmingssysteem
Voordat u begint met de installatie van leidingen en verwarmingstoestellen, moet u de parameters van het hele systeem berekenen. Hiervoor worden de hydraulische eigenschappen berekend, die vervolgens van invloed zijn op de keuze van de optimale diameter van de pijpleiding. Voordat u het zwaartekracht verwarmingssysteem gaat berekenen, moet u de basisparameters kennen. Ze zijn nodig voor het berekenen van de werkelijke waarde van de circulatiekop (Рц):
- Afstand van het midden van de ketel tot het midden van de kachel (h). Hoe groter het is, des te beter zal de circulatie van de vloeistof zijn. Daarom is het aanbevolen om de zwaartekrachtverwarming met eigen handen te installeren om de ketel op het laagste punt van het huis te monteren - de kelder;
- De circulatiedruk van de verwarmde (Pr) en gekoelde (Po) koelvloeistof.
De waarde van de circulatiedruk
Ongeacht of het zwaartekrachtverwarmingssysteem wordt berekend voor een huis met twee etages of één verdieping, de waarde van de laatste parameters is rechtstreeks afhankelijk van het verschil in de watertemperatuur. Deze gegevens kunnen uit tabelgegevens worden gehaald.
Bijvoorbeeld, met een waarde van h-4 m en een temperatuurverschil van 20 ° (80/60), zal de zwaartekrachtverwarming een druk van 4 * 112 = 448 Pa hebben. Voor verdere berekeningen wordt het aanbevolen om gespecialiseerde softwarepakketten te gebruiken die rekening houden met alle parameters van het gesloten zwaartekrachtverwarmingssysteem.
Vaak de diameter van de buis. aangesloten op de uitlaat van de ketel moet DN 40 of DN 50 zijn. Dit zorgt voor minimale verliezen veroorzaakt door wrijving van water tegen de wand van de leidingen.
Een ander kenmerk is het temperatuurverschil van het koelmiddel. Hoe groter het is, hoe hoger de circulatiedruk. Daarom is het, naast de uniforme verdeling van warmte op verwarmingsapparaten tijdens het ontwerp van het zwaartekrachtverwarmingssysteem, noodzakelijk om de minimumtemperatuur van de vloeistof te garanderen voordat deze de warmtewisselaar van de ketel binnentreedt.
Selectie van componenten en materiaal van vervaardiging
PP-buizen in het verwarmingssysteem
Na het verschijnen van polymeerpijpen werd het zwaartekrachtverwarmingssysteem gemaakt van polypropyleen (PP) erg populair. Dit materiaal is eenvoudig te verwerken, voor het aansluiten van afzonderlijke secties is een minimum aan apparatuur vereist.
Niet al deze buizen zijn echter ontworpen voor installatie als verwarmingselement. Laten we eens kijken naar de basis selectiecriteria:
- Aanwezigheid van versterkende laag. Hoge temperatuurtemperaturen tot 95 ° C kunnen worden toegepast op het polypropyleen verwarmingssysteem. Om de oorspronkelijke vorm van de pijp te behouden, is een verstijver nodig, die een laag van folie of glasvezel is;
- Wanddikte. In een zwaartekrachtverwarmingssysteem met een gesloten expansievat kan veel druk worden gecreëerd. Om schade aan het net te voorkomen, moeten polypropyleenpijpen van PN20 of hoger zijn. De dikte van hun muren is afhankelijk van de diameter.
Deze pijp kan worden gebruikt om de versnellende collector uit te rusten. Om echter een temperatuurverschil te bereiken, wordt aanbevolen om de retourleiding van staal te maken. Naast het verlagen van de temperatuur van het koelmiddel voor het betreden van de ketel, helpt dit materiaal de hydraulische weerstand te verminderen.
Installatie-aanbevelingen
Helling van pijpen in het zwaartekracht verwarmingssysteem
Nadat u de berekening voor een zwaartekrachtverwarmingssysteem van polypropyleen of stalen buizen heeft uitgevoerd, kunt u doorgaan met de installatie ervan. Om een optimale efficiëntie te bereiken, raden experts aan om kleine maar belangrijke wijzigingen in het standaardschema aan te brengen:
- Hoofdlijnhelling. De optimale zwaartekrachtsdruk voor het verwarmingssysteem kan worden bereikt door de buizen na de ventilatieopening en op de retourleiding na de laatste verwarmingsinrichting af te schuinen;
- Installatie van de circulatiepomp op de bypass. Het zal helpen de traagheid van het systeem te verminderen. De verwarmingstijd van het verwarmingsmedium kan erg lang zijn, zodat de pomp de snelheid van zijn beweging langs de lijn kan verhogen totdat deze het gewenste temperatuurregime heeft bereikt;
- Het minimum aantal keer draaien in de pijplijn. Ze creëren overmatige hydraulische weerstand, die de afname van de snelheid van de waterbeweging beïnvloedt;
- Installatie van beschermende elementen. Door een terugslagklep voor zwaartekrachtverwarming te installeren, kunt u de watercirculatie in de verkeerde richting voorkomen. Dit is met name nodig voor een systeem met een bovenste bedrading en meerdere circuits.
De belangrijkste componenten van correct gemaakte zwaartekrachtverwarming onder druk zijn professioneel gemaakte voorlopige berekening, het kiezen van de juiste materialen en het volgen van de installatietechniek. Dit biedt de mogelijkheid om een effectief systeem te creëren om een aangename temperatuur in huis te houden.
Tips voor het aanbrengen en aanbrengen van een zwaartekrachtklep voor verwarming bij het installeren van een warme vloer, extra elementen, die u kunt zien in de video:
Voorverwarmend verwarmingssysteem met natuurlijke circulatie - berekeningen, neigingen, uitzichten
Het systeem met zwaartekrachtcirculatie is gevoelig voor fouten gemaakt tijdens de installatie van verwarming.
Het principe van de werking van een systeem met natuurlijke circulatie
Het schema van het verwarmen van een woonhuis met natuurlijke circulatie is populair vanwege de volgende voordelen:
- Eenvoudige installatie en onderhoud.
- Het is niet nodig om extra apparatuur te installeren.
- Energieonafhankelijkheid - tijdens bedrijf zijn geen extra energiekosten vereist. Wanneer de elektriciteit is uitgeschakeld, blijft het verwarmingssysteem werken.
Het principe van waterverwarming, waarbij de zwaartekrachtcirculatie wordt gebruikt, is gebaseerd op fysieke wetten. Bij verhitting nemen de dichtheid en het gewicht van de vloeistof af, en wanneer het vloeibare medium afkoelt, keren de parameters terug naar hun oorspronkelijke staat.
Tegelijkertijd is er vrijwel geen druk in het verwarmingssysteem. In de warmte-engineeringformules wordt de verhouding van 1 atm toegepast. voor elke 10 m van de kop van de waterkolom. Berekening van het verwarmingssysteem van een gebouw met 2 verdiepingen zal aantonen dat de hydrostatische druk niet groter is dan 1 atm. in gebouwen met één verdieping 0,5-0,7 atm.
Omdat tijdens het verwarmen de vloeistof in volume toeneemt, is voor de natuurlijke circulatie een expansievat vereist. Water dat door het watercircuit van de ketel stroomt, verwarmt, wat tot een toename van het volume leidt. Het expansiereservoir moet op de koelvloeistoftoevoer staan, helemaal bovenaan het verwarmingssysteem. Het doel van de buffertank is om de toename van het volume van de vloeistof te compenseren.
Verwarmingssysteem met zelfcirculatie kan in privéwoningen worden gebruikt, waardoor de volgende verbindingen mogelijk zijn:
- Verbinding met warme vloeren - vereist de installatie van een circulatiepomp, alleen op het watercircuit, in de vloer gelegd. De rest van het systeem blijft werken met natuurlijke circulatie. Na het uitschakelen van de elektriciteit zal de kamer worden verwarmd met behulp van geïnstalleerde radiatoren.
- Werken met een ketel voor indirecte waterverwarming - aansluiting op een systeem met natuurlijke circulatie is mogelijk, zonder dat pompapparatuur moet worden aangesloten. Hiervoor is de ketel bovenaan het systeem geïnstalleerd, net onder de luchtexpansietank van een gesloten of open type. Als dit niet mogelijk is, wordt de pomp rechtstreeks op de opslagtank geïnstalleerd en wordt bovendien een terugslagklep geïnstalleerd om hercirculatie van de koelvloeistof te voorkomen.
In systemen met zwaartekrachtcirculatie wordt de beweging van het koelmiddel uitgevoerd door de zwaartekracht. Vanwege de natuurlijke uitzetting stijgt de verwarmde vloeistof naar boven in het verspreidingsgebied en stroomt dan onder de helling "omlaag" door de leidingen die zijn verbonden met de radiatoren, terug naar de ketel.
Soorten verwarmingssystemen met zwaartekrachtcirculatie
Ondanks de eenvoudige installatie van een waterverwarmingssysteem met zelfcirculatie van het koelmiddel, zijn er ten minste vier populaire montageschema's. De keuze van het type bedrading hangt af van de kenmerken van het gebouw zelf en de verwachte prestaties.
Om te bepalen welk schema werkt, is het in elk afzonderlijk geval noodzakelijk om een hydraulische berekening van het systeem uit te voeren, rekening te houden met de kenmerken van de verwarmingseenheid, de diameter van de buis te berekenen, enzovoort. Bij het uitvoeren van berekeningen heeft u mogelijk professionele hulp nodig.
Gesloten systeem met zwaartekrachtcirculatie
In de EU-landen zijn gesloten systemen het populairst onder andere oplossingen. In Rusland is de regeling nog niet op grote schaal gebruikt. De principes van het gesloten waterverwarmingssysteem met een niet-pompcirculatie zijn als volgt:
- Wanneer de verwarming van het koelmiddel uitzet, wordt water uit het verwarmingscircuit verplaatst.
- Onder druk komt de vloeistof in het gesloten membraan-expansievat. Het ontwerp van de container is een holte gedeeld door een membraan in twee delen. De ene helft van de tank is gevuld met gas (de meeste modellen gebruiken stikstof). Het tweede deel blijft leeg voor het vullen met een koelvloeistof.
- Wanneer de vloeistof wordt verwarmd, wordt een voldoende druk gecreëerd om het membraan te persen en de stikstof samen te drukken. Na afkoeling vindt het omgekeerde proces plaats en knijpt het gas water uit de tank.
In de rest werken gesloten systemen, evenals andere circuits van verwarming met natuurlijke circulatie. Als een minus kan men de afhankelijkheid van het volume van de expansietank uitzoeken. Voor ruimten met een grote verwarmde ruimte, moet u een ruime capaciteit installeren, wat niet altijd raadzaam is.
Open systeem met zwaartekrachtcirculatie
Het open verwarmingssysteem verschilt alleen van het vorige type in het ontwerp van het expansievat. Dit schema werd het vaakst gebruikt in oude gebouwen. Voordelen van het open systeem is de mogelijkheid van zelfproductiecapaciteit uit geïmproviseerde materialen. De tank heeft meestal een bescheiden formaat en is geïnstalleerd op het dak of onder het plafond van de woonkamer.
Het grootste nadeel van open constructies is het binnendringen van lucht in leidingen en radiatoren, wat leidt tot verhoogde corrosie en snel falen van verwarmingselementen. Luchtstralen is ook een frequente "gast" in open-type schema's. Daarom zijn de radiatoren onder een hoek geïnstalleerd, de Mayevsky-kranen zijn noodzakelijkerwijs voorzien voor uitlopende lucht.
Eenpijpsysteem met zelfcirculatie
Een horizontaal systeem met enkele buis met natuurlijke circulatie heeft een lage warmte-efficiëntie, daarom wordt het extreem zelden gebruikt. De essentie van het schema is dat de toevoerleiding in serie is verbonden met de radiatoren. Verwarmd koelmiddel komt de bovenste tak van de batterij binnen en wordt afgevoerd door de onderste tak. Daarna gaat de warmte naar het volgende verwarmingsknooppunt en zo naar het laatste punt. De terugkeer van de retourbatterij gaat van de laatste batterij naar de ketel.
De voordelen van deze oplossing zijn verschillende:
- Er is geen stoompijp onder het plafond en boven de vloer.
- Fondsen voor installatie van het systeem worden opgeslagen.
De nadelen van een dergelijke oplossing liggen voor de hand. De warmteoverdracht van de radiatoren en de intensiteit van hun verwarming neemt af met de afstand tot de ketel. Zoals de praktijk laat zien, wordt een verwarmingssysteem met één buis van een huis met twee verdiepingen en natuurlijke circulatie, zelfs met alle afwijkingen en selectie van de juiste leidingdiameter, vaak opnieuw bewerkt (door het installeren van pompapparatuur).
Tweepijpssysteem met zelfcirculatie
Tweepijpsverwarmingssysteem in een woonhuis met natuurlijke circulatie, heeft de volgende ontwerpkenmerken:
- Voeding en terugvoer gaan door verschillende leidingen.
- De toevoerleiding is verbonden met elke radiator via de inlaattak.
- De tweede batterijverbinding is verbonden met de retour.
Als gevolg hiervan biedt het tweepijps radiateursysteem de volgende voordelen:
- Uniforme warmteverdeling.
- Het is niet nodig om radiatorsecties toe te voegen voor een betere opwarming.
- Het is eenvoudiger om het systeem aan te passen.
- De diameter van het watercircuit is ten minste kleiner dan in circuits met een enkele buis.
- Ontbreken van strikte regels voor het installeren van een tweepijpssysteem. Kleine afwijkingen van hellingen zijn toegestaan.
Het grote voordeel van een tweepijpsverwarmingssysteem met onderste en bovenste bedrading is de eenvoud en tegelijkertijd de efficiëntie van het ontwerp, waardoor het mogelijk is om fouten in berekeningen of tijdens installatiewerkzaamheden te nivelleren.
Hoe waterverwarming met natuurlijke circulatie te maken
Alle zwaartekrachtsystemen delen een gemeenschappelijk nadeel - het gebrek aan druk in het systeem. Elke overtreding tijdens de installatie, een groot aantal beurten, niet-naleving van hellingen, heeft onmiddellijk invloed op de prestaties van het watercircuit.
Om correct te verwarmen zonder een pomp, wordt het volgende in aanmerking genomen:
- Minimale hellingshoek.
- Type en diameter van de leidingen gebruikt voor het watercircuit.
- Voerkarakteristieken en type koelmiddel.
Welke pijpgradiënt is nodig voor zwaartekrachtcirculatie
De ontwerpnormen voor een eigen verwarmingssysteem met zwaartekrachtcirculatie zijn gedetailleerd in bouwvoorschriften. De vereisten houden rekening met het feit dat de beweging van vloeistof in het watercircuit de hydraulische weerstand verstoort, obstakels in de vorm van hoeken en bochten, enz.
De helling van verwarmingsbuizen wordt geregeld in SNiP. Volgens de normen die in het document worden gespecificeerd, moet voor elke lineaire meter een helling van 10 mm worden gemaakt. Naleving van deze voorwaarde zorgt voor een ongehinderde beweging van de vloeistof in het watercircuit. Overtreding van de helling tijdens het leggen van leidingen, leidt tot het luchten van het systeem, onvoldoende verwarming van de radiatoren op afstand van de ketel, en dientengevolge een vermindering in warmte-efficiëntie.
De normen voor de helling van leidingen met natuurlijke circulatie van het koelmiddel zijn vastgelegd in SNiP 41-01-2003 "Aanbrengen van verwarmingsleidingen".
Welke pijpen worden gebruikt voor de installatie
De keuze van buizen voor de productie van het verwarmingscircuit is belangrijk. Elk materiaal heeft zijn thermische eigenschappen, hydraulische weerstand, enz. Als de installatiewerkzaamheden onafhankelijk worden uitgevoerd, wordt bovendien rekening gehouden met de complexiteit van de installatie.
Gebruik meestal de volgende bouwmaterialen:
- Stalen buizen - de verdiensten van het materiaal omvatten: betaalbare kosten, hoge drukweerstand, thermische geleidbaarheid en sterkte. Het nadeel van staal is een complexe installatie, onmogelijk, zonder het gebruik van lasapparatuur.
- Metalen kunststof buizen - hebben een glad inwendig oppervlak, waardoor de contour niet verstopt, licht van gewicht en lineaire uitzetting, geen corrosie. De populariteit van metalen kunststof buizen wordt enigszins beperkt door een korte exploitatieperiode (15 jaar) en hoge materiaalkosten.
- Polypropyleen buizen - zijn breed toegepast dankzij de eenvoud van installatie, hoge dichtheid en duurzaamheid, lange levensduur en weerstand tegen dimensionering. Pijpen gemaakt van polypropyleen zijn gemonteerd met behulp van een soldeerbout. Levensduur is niet minder dan 25 jaar.
- Koperen buizen - hebben geen brede verspreiding gekregen ten koste van de grote kosten. Koper heeft de maximale warmteoverdracht. Bestand tegen opwarmen tot + 500 ° С, de levensduur is meer dan 100 jaar. Een speciale lof is het uiterlijk van de pijp. Onder invloed van de temperatuur is het oppervlak van koper bedekt met patina, wat de externe kenmerken van het materiaal alleen maar verbetert.
Welke diameter moeten de pijpen zonder pomp in de circulatie zijn
Juiste berekening van pijpdiameters voor waterverwarming met natuurlijke circulatie wordt in verschillende fasen uitgevoerd:
- De behoefte aan een ruimte in thermische energie wordt berekend. Voor het resultaat is ongeveer 20% toegevoegd.
- SNiP geeft de verhouding van het thermische vermogen tot het interne gedeelte van de buis aan. We berekenen de doorsnede van de pijpleiding volgens de bovenstaande formules. Om geen ingewikkelde berekeningen uit te voeren, is het de moeite waard om een onlinecalculator te gebruiken.
- De diameter van de leidingen van het systeem met natuurlijke circulatie moet worden gekozen volgens de berekeningen van de warmtebewerking. Een overmatig brede pijplijn leidt tot een afname van de warmteoverdracht en een toename van verwarmingskosten. De breedte van het gedeelte wordt beïnvloed door het type materiaal dat wordt gebruikt. Dus stalen buizen moeten niet al 50 mm zijn. in diameter.
Er is nog een regel die helpt de bloedcirculatie te versterken. Na elke vertakking van de buis, wordt de diameter versmald met één dimensie. In de praktijk betekent dit het volgende. Een buis van 2 inch is verbonden met de ketel. Na de eerste vertakking wordt de contour versmald tot 1 ¾, verder tot 1 ½ enzovoort. Omgekeerd wordt het tegenovergestelde verzameld met de extensie.
Als de diameterberekeningen correct zijn uitgevoerd en de hellingen van de pijpleidingen zijn waargenomen bij het ontwerpen en uitvoeren van de installatiewerkzaamheden van het verwarmingssysteem met zwaartekrachtcirculatie, zijn problemen tijdens het gebruik uiterst zeldzaam en treden voornamelijk op als gevolg van onjuist gebruik.
Welke botteling is het beste - onderaan of bovenaan
De natuurlijke circulatie van water in het verwarmingssysteem van een huis met één verdieping hangt grotendeels af van het gekozen schema voor het rechtstreeks aan de radiatoren toevoeren van het koelmiddel. Het wordt geaccepteerd om alle soorten verbindingen te classificeren of in twee categorieën in te vullen:
- Het onderste vulsysteem heeft een aantrekkelijk uiterlijk. Pijpen bevinden zich op het vloerniveau. Eénpijpsysteem met bodembedrading heeft een lage warmte-efficiëntie en vereist een zorgvuldige planning en berekening. Regelingen met bodemvulling zijn het meest gevraagd voor hogedrukpijpleidingen.
Fouten in de keuze van het type vulling leiden tot de noodzaak om het watercircuit te wijzigen door circulatieapparatuur te installeren.
Welk koelmiddel is beter voor systemen met zelfcirculatie
De optimale warmtedrager voor een verwarmingssysteem met een natuurlijke beweging van de vloeistof is water. Het feit is dat de antivries een hoge dichtheid en een lagere warmteoverdracht heeft. Om de glycolsamenstellingen in de vereiste toestand te verwarmen, duurt het langer voordat de brandstof verbrandt, terwijl de warmteoverdracht op het waterniveau blijft.
Voor het gebruik van niet-invriesvloeistof zijn er twee redenen om te argumenteren:
- Hoge vloeibaarheid van het materiaal, verbetert de bloedsomloop.
- Het vermogen om vloeibaarheid te behouden bij het bereiken van -10 ° C, -15 ° C.
Antivries wordt gebruikt als het niet is gepland om het pand gedurende lange tijd te verwarmen, of om het regelmatig te doen, maar er is geen mogelijkheid om het systeem permanent leeg te maken.
Welke verwarming is beter om te kiezen - natuurlijk of geforceerd?
De ontwerpkenmerken van het systeem met natuurlijke zwaartekrachtcirculatie, installatiegemak en de mogelijkheid van onafhankelijke uitvoering van het werk, maakten een dergelijk schema bij de consument thuis heel populair. Maar het zelfcirculerende ontwerp verliest in vergelijking met het circuit dat is aangesloten op de pompapparatuur in de volgende aspecten:
- Begin van het werk - het verwarmingssysteem met natuurlijke circulatie begint te werken bij een koelvloeistoftemperatuur van ongeveer 50 ° C. Het is nodig dat het water in volume uitzet. Bij aansluiting op de pomp beweegt de vloeistof onmiddellijk na het inschakelen langs het watercircuit.
- Dalende kracht van verwarmingsapparaten met natuurlijke circulatie van het koelmiddel tot op de afstand van de ketel. Zelfs bij een correct geassembleerd circuit is het temperatuurverschil in de orde van 5 ° C.
- Invloed van lucht - de belangrijkste reden voor het ontbreken van circulatie is het luchten van een deel van het watercircuit. Lucht in het verwarmingssysteem kan worden gevormd door niet-naleving van hellingen, het gebruik van een open expansievat en andere redenen. Om het systeem te duwen, moet u de ketel inschakelen voor maximaal vermogen, wat tot aanzienlijke kosten leidt.
- De verwarming van een huis met twee verdiepingen met natuurlijke circulatie van het koelmiddel is moeilijk vanwege de bestaande obstakels voor de beweging van de vloeistof.
- Met betrekking tot de regeling van verwarming zijn zelfcirculerende systemen ook slechter dan circuits die op pompen zijn aangesloten. Moderne circulatie-apparatuur is verbonden met kamerthermostaten, die de nauwkeurigheid van de warmteoverdracht en verwarming van de kamertemperatuur garanderen met een fout tot 1 ° C. Installatie van thermostaten is toegestaan in zelfcirculerende circuits, maar de nauwkeurigheid van de instellingen is 3-5 ° C.
Kies een systeem met natuurlijke circulatie, gerechtvaardigd, in het geval van het verwarmen van kleine gebouwen met één verdieping. Als het nodig is om huisjes en buitenhuizen met een oppervlakte van meer dan 150 - 200 m² te verwarmen, is installatie van circulatiemateriaal vereist.
Het grote voordeel van schema's met zelfcirculatie is hun energieonafhankelijkheid, maar door eenvoudige berekeningen te maken, kan men tot de conclusie komen dat besparing op elektriciteit het warmteverlies niet rechtvaardigt in het proces van onafhankelijke beweging van het koelmiddel. Circuits met geforceerde circulatie hebben een grote warmteoverdracht en efficiëntie.
Berekening van het vermogen en de temperatuur van de warmwatervloer
Gravitationeel verwarmingssysteem. Voors en tegens, installatie en aanbevelingen
Zwaartekrachtverwarming - betekent verwarming van een kamer, appartement of woonhuis, met behulp van water, dat op natuurlijke wijze door de leidingen van de contour beweegt, vandaar de naam. Het systeem werkt zonder tussenkomst van elektrische apparatuur en installatie van de pomp. Het is een uitstekende oplossing voor gebruik in huisjes en particuliere woningen waar het risico bestaat op onderbrekingen in de elektriciteitsvoorziening.
Kenmerken en werkingsprincipes van het systeem
Met andere woorden, het systeem wordt zwaartekrachtstroming of natuurlijke circulatie genoemd. Bij verwarming heeft het water de eigenschap van "uitzetten", dit is het hele principe dat het water door de buizen circuleert door verschillende drukken te creëren langs een gesloten circuit. In eenvoudige taal komt het door de boiler verwarmde water naar de batterijen, geeft het zijn warmte af en keert terug, waardoor het verwarmde deel van het water wordt verplaatst. Dit komt omdat de massa gekoeld water groter is en de dichtheid hoger. Een dergelijk fenomeen wordt convectie genoemd. Het proces in het zwaartekrachtverwarmingssysteem wordt een oneindig aantal keren herhaald terwijl de ketel in bedrijf is. Om waterbeweging te geven, wordt de ketel bijgestaan door de versnellende collector. Het wordt verticaal boven de ketel geïnstalleerd, zo hoog mogelijk, soms naar de zolder van het huis, en de ketel zelf is zo laag mogelijk ten opzichte van de verwarmingsbatterijen. De snelheid die hij in het water verraadt en uitduwt, hangt direct af van de hoogte van deze verticale paal boven de ketel.
Het hele systeem bestaat uit de volgende elementen:
- boiler;
- Expansievat;
- Leidingen voor watercirculatie;
- Radiatoren (batterijen);
- Zwaartekrachtklep (indien nodig).
De snelheid van het circulerende water in het zwaartekrachtverwarmingssysteem wordt beïnvloed door een andere factor - hydraulische weerstand. Het hangt van de volgende parameters af:
- Van de bochten langs de contouren van de watercirculatie en van hun kwantiteit. Dit heeft direct invloed op de weerstand die op de weg door het water zal optreden;
- van de diameter van de pijp;
- van het aantal kleppen, kleppen, kleppen, enz.
Om ervoor te zorgen dat de kranen de druk van het water niet hinderen om vrij door de buizen te kunnen bewegen, moeten ze open zijn en een vrije ruimte hebben die zo dicht mogelijk bij de diameter van de buis ligt.
Als het water constant in de opwarming is, zal een deel ervan verdwijnen onder het mom van verdamping. Voor dit doel is een expansievat geïnstalleerd aan de bovenkant van de structuur. De functies zijn als volgt:
- Uitvoer van de gevormde stoom uit het systeem;
- Compensatie voor het verloren volume water;
Zo'n schema met een expansievat wordt open genoemd. Het heeft zijn nadeel - het water verdampt snel genoeg. Om dergelijke situaties te voorkomen, gebruikt u een gesloten circuit voor grote zwaartekrachtverwarmingssystemen. Het verschilt van het open ervan:
- er is geen expansievat met open type. In plaats daarvan wordt op dezelfde plaats de ontluchter geïnstalleerd, deze werkt automatisch;
- het systeem beschermt het systeem tegen roest van leidingen en elementen die daarop zijn geïnstalleerd, door zuurstof uit het water te verwijderen;
- Om de druk van het gekoelde water te compenseren, is een expansievat met een membraan van het afgedichte type geïnstalleerd. Het is elastisch en speelt een compenserende rol bij het veranderen van de zwaartekracht in een gesloten lus.
Nadat de keuze is gevallen op het systeem van zwaartekrachtverwarming, is het noodzakelijk om het ontwerpproces te starten. Neem het in geen geval voor jezelf. Alleen een installateur kan de situatie goed inschatten en een project correct opstellen, rekening houdend met alle subtiliteiten. Hij berekent alle parameters van het systeem en berekent de hydraulische parameters die van invloed zijn op de keuze van de diameter van de toekomstige pijplijn, dit is slechts een klein onderdeel van zijn werk. Als het uiterlijk van het systeem belangrijk is voor de klant, nodig je de ontwerper uit.
Welke pijpen moeten worden gebruikt?
De lengte en diameter van de pijpen zijn aan het einde van het project bekend. Het blijft om te beslissen over het materiaal. Gebruik voor de installatie stalen buizen, koper, roestvrij staal en polypropyleen. Dit laatste heeft een aantal voordelen ten opzichte van de andere. Dit is een lichtgewicht materiaal, het is ook handig in het installatieproces, heeft een hoge geluidsisolatie, anti-corrosie effect en weerstand tegen ontdooien.
Let bij het installeren van polypropyleen buizen op de temperatuur, waarvan het maximum kenmerkend is voor deze buis. Een belangrijke rol speelt een versterkende laag, die zal helpen de oorspronkelijke vorm van de pijpen te behouden en hen te beschermen tegen de gevolgen van hoge temperaturen.
Maar het omgekeerde deel van de buis, dat de ketel binnenkomt, wordt geadviseerd om uit staal te worden gehaald. Met zijn materiaal zorgt het voor een verlaging van de watertemperatuur en draagt het bij aan een vermindering van de hydraulische weerstand.
Soorten zwaartekracht verwarmingssysteem
Er zijn twee soorten zwaartekrachtverwarmingssystemen:
Het tweepijpssysteem is complexer en omvat twee circuits. In één circuit stroomt de koelvloeistof (water) van de boiler naar de batterijen en de tweede, het water keert terug naar de boiler. Vergeet niet dat dit type systeem zorgvuldiger moet worden ontworpen. Het installatieproces zal ook niet de gemakkelijkste zijn, we zullen het stap voor stap beschouwen:
- installatie van de riser, het zal de hoofdrol vervullen, het gaat van de tank naar de ketel;
- de hoofdstijgbuis met bedrading is verbonden met een niveau van 1/3 van de totale hoogte van de kamer vanaf het vloerniveau;
- de overlooppijp is bevestigd aan het expansievat, eroverheen gaat overtollige vloeistof naar het riool;
- zodat het water teruggaat naar de boiler, naar het onderste deel van de batterijen, de leidingen "terug" worden gesneden.
In een systeem met één circuit wordt de fundamentele rol gespeeld door het gewenste aantal radiatoren. Het volume van het expansievat hangt hiervan af. Meestal is het gevuld tot driekwart van het totale volume.
Het is noodzakelijk om constant het waterniveau in de tank te bewaken, het mag niet lager zijn dan het niveau van de buis waardoor het water op de radiatoren wordt verdeeld. Dit dreigt de circulatie van de koelvloeistof te stoppen.
Hoewel het systeem met één buis eenvoudig is, lijkt het alleen op het eerste gezicht. Een niet goed gedaan project, met veel problemen en gevolgen met zich meebrengt, vertrouwt deze zaak toe aan professionals.
Bij het ontwerpen van een natuurlijk systeem moet vooral aandacht worden besteed aan de uniforme drukverdeling langs een gesloten circuit en de juiste circulatie van het koelmiddel.
Aanbevelingen voor dit systeem
Om het bestaande schema te verbeteren, kunnen specialisten de volgende maatregelen voorstellen om de efficiëntie te verhogen:
- Installatie van de pomp. Het circuleert en staat op bypass. Zijn roeping is om de traagheid van het systeem te verminderen. Als de verwarmingstijd wordt overschreden, helpt de pomp het waterdebiet door de leidingen te verhogen om de vereiste temperatuur te verkrijgen;
- De hoofdgradiënt is om de optimale druk in het zwaartekrachtverwarmingssysteem te bereiken.
- Het verminderen van bochten over de gehele lengte van de pijpleiding. Dit helpt om het risico van het verminderen van de snelheid van water langs de snelweg te verminderen.
- Installatie van een retourvanger. Het zal voorkomen dat het water in de tegenovergestelde richting beweegt.
Om de vloer warm te maken, hebt u verzamelresten nodig. Elk circuit is verbonden via een individuele temperatuurregelaar. Dit zal het ontwerp van het systeem als geheel bemoeilijken, maar zal extra comfort creëren. In dit geval moet het toevoerverdeelstuk op zolder worden geïnstalleerd, want daar, het hoogste punt van het huis, als de zolder niet is geïsoleerd, moet u dit zeker doen. Al deze maatregelen worden genomen voordat het volledige systeem wordt geïnstalleerd.
Voor- en nadelen van het zwaartekrachtverwarmingssysteem
Samenvattend, laten we de belangrijkste voordelen noemen die het zwaartekrachtsysteem heeft:
- Betrouwbaarheid (omdat het systeem is gemaakt van zeer sterk metaal en andere betrouwbare materialen, zullen reparatiewerkzaamheden zeer lang moeten wachten, omdat elementen die onderhevig zijn aan snelle verslechtering niet het geval zijn);
- Afwezigheid van afhankelijkheid van energievoorziening;
- Geen lawaai en trillingen;
- Bedieningsgemak.
Het lijkt erop dat er geen minnen zijn, maar ze zijn, hoewel niet significant:
- Op het eerste gezicht is het hele systeem vrij eenvoudig, maar dit geldt niet voor financiële investeringen voor de aanschaf ervan. Het bedrag zal groot genoeg zijn;
- Sommige bedradingsschema's wijzen op een groot temperatuurverschil tussen de batterijen;
- Als de circulatiesnelheid laag is, bestaat de mogelijkheid dat het expansievat en een deel van het systeem op zolder bevriezen, dus eerder werd er gezegd over de isolatie.
- Bij de eerste start van het systeem zal het verwarmen van alle radiatoren in het hele circuit enkele uren duren.
Gravitationeel verwarmingssysteem. is een zeer succesvolle oplossing voor veel problemen, als er een factor van onzekerheid is, raadpleeg dan specialisten, bereken de kosten, weeg de voors en tegens, en dan zal de juiste beslissing niet lang wachten!