Pentru a crea o temperatură confortabilă în casă, sunt utilizate diferite scheme de încălzire. Asigurarea circulației forțate a lichidului de răcire este eficientă, dar nu întotdeauna posibilă. Dacă ar putea exista întreruperi de curent sau lipsă de energie electrică într-o casă de țară (reședință de vară), o altă schemă ar fi cea mai bună opțiune. Un sistem de încălzire gravitațională de tip închis auto-proiectat și auto-instalat își va îndeplini funcțiile fără a instala o pompă și alte echipamente electrice.
Caracteristicile sistemului de încălzire gravitațională
Principiul de funcționare se bazează pe proprietatea apei de a se extinde odată cu creșterea temperaturii. Crearea unei diferențe de presiune într-o buclă închisă de țevi este baza circulației fluidului. Datorită acestui efect, sistemul de încălzire gravitațional închis a primit un alt nume - gravitație.
Structural, ar trebui să fie alcătuit din următoarele elemente:
- Cazan... Un dispozitiv conceput pentru a transfera energia unui combustibil care arde (lemn, cărbune, gaz etc.) către un purtător de căldură (apă, antigel). Într-un sistem de încălzire gravitațional închis, acest lucru se face folosind un schimbător de căldură situat cât mai aproape posibil de camera de ardere din cazan;
- Conducte... Necesar pentru transportul lichidului încălzit de la schimbătorul de căldură la dispozitivele de încălzire;
- Radiatoare... Ele sunt principala sursă de căldură din cameră. Suprafața lor mare asigură un schimb de căldură maxim între apa încălzită și aerul din cameră;
- Dispozitive de control și siguranță... Acestea includ un vas de expansiune, o supapă gravitațională pentru încălzire, supape și accelerații.
În timpul încălzirii apei din schimbătorul de căldură, aceasta se extinde, ceea ce creează o presiune excesivă. La rândul său, purtătorul de căldură rece din conducta de retur are o densitate mai mare și începe să deplaseze lichidul cu o temperatură ridicată. Ca urmare, circulația are loc.
Unul dintre elementele principale ale sistemului este colectorul de rapel - o conductă de ramificare verticală conectată la cazan. Dacă se realizează un sistem de încălzire gravitațională bricolaj, trebuie să acorde o atenție specială - începând de la materialul pentru realizarea conductelor și terminând cu diametrul acestora.
Cu cât volumul colectorului de alimentare este mai mare, cu atât este mai mare viteza lichidului de răcire. Pentru a face acest lucru, trebuie să calculați secțiunea și înălțimea optimă a acestuia.
Sistemul de încălzire gravitațională a unei case cu două etaje ar trebui să fie proiectat astfel încât lichidul de răcire să poată fi distribuit cât mai uniform posibil pe mai multe circuite.
Descriere detaliată a sistemului
În procesul de încălzire a apei, o parte din aceasta se va evapora inevitabil sub formă de abur. Pentru îndepărtarea la timp, un rezervor de expansiune este instalat chiar în partea superioară a sistemului. Acesta îndeplinește 2 funcții - excesul de abur este eliminat prin gaura superioară și pierderea volumului lichidului este compensată automat. Această schemă se numește deschisă.
Cu toate acestea, are un dezavantaj semnificativ - evaporarea relativ rapidă a apei. Prin urmare, pentru sistemele mari ramificate, preferă să facă un sistem de încălzire gravitațională de tip închis cu propriile mâini. Principalele diferențe dintre schema sa sunt următoarele.
- În locul unui rezervor de expansiune deschis, este instalat un orificiu de aerisire automat în cel mai înalt punct al conductei. Un sistem de încălzire gravitațional de tip închis, în procesul de încălzire a agentului de răcire, produce o cantitate mare de oxigen din apă, care, pe lângă presiunea în exces, este o sursă de ruginire a elementelor metalice. Pentru îndepărtarea în timp util a aburului cu un conținut ridicat de oxigen, este instalat un ventilator automat;
- Pentru a compensa presiunea lichidului de răcire deja răcit, un rezervor de expansiune cu membrană de tip închis este montat în fața capătului de admisie al cazanului. Dacă presiunea gravitațională din sistemul de încălzire depășește norma permisă, atunci membrana elastică compensează acest lucru prin creșterea volumului total.
În caz contrar, atunci când proiectați și instalați un sistem de încălzire gravitațională numai cu propriile mâini, puteți respecta regulile și recomandările obișnuite.
Scheme de încălzire gravitațională pentru o casă cu un etaj și două etaje
Dacă este planificat ca încălzirea gravitațională sub presiune să fie instalată într-o casă cu un etaj, puteți utiliza schema cu o singură țeavă "Leningrad".
O caracteristică a acestei scheme este o conductă la care sunt conectate mai multe dispozitive de încălzire în paralel. Cu toate acestea, acest lucru duce la o distribuție inegală a căldurii - cu cât radiatorul este mai departe de cazan, cu atât temperatura apei care intră în ea este mai scăzută. Pentru a rezolva această problemă, puteți actualiza sistemul de încălzire gravitațională de tip închis:
- Instalarea supapelor. Cu ajutorul acestuia, puteți reduce volumul lichidului de răcire pentru dispozitivele de încălzire situate mai aproape de cazan. Astfel, puterea de energie termică din primele secțiuni ale sistemului va scădea;
- Măriți numărul de secțiuni ale radiatorului cu distanța față de cazan;
- Instalați țevi cu un diametru mai mare în punctul în care conductele ramificate sunt conectate la dispozitivele de încălzire. Acest lucru va reduce presiunea gravitațională a sistemului de încălzire din această zonă, ceea ce va reduce viteza de circulație a apei în radiator.
Această schemă este acceptabilă pentru o lungime mică a autostrăzii. Cu toate acestea, nu este recomandat să îl instalați pentru o casă cu două etaje. În acest caz, va fi necesar un sistem de încălzire gravitațională cu două conducte ramificate, al cărui calcul se efectuează pe secțiuni separate.
Particularitatea sa constă în faptul că circuitele separate duc la conducta centrală situată în partea superioară a liniei. Dispozitivele de încălzire sunt conectate la fiecare dintre ele. Este important să aibă aceeași lungime. În caz contrar, tot lichidul se va repezi în zona cu cea mai mică rezistență - într-un scurtcircuit.
Pentru a preveni mișcarea lichidului de răcire la ieșirea din cazan, este instalată o supapă de control gravitațională pentru încălzire. Acesta este un element indispensabil sistemului de încălzire gravitațională a unei case cu două etaje.
Calculul sistemului de încălzire gravitațională
Înainte de a continua instalarea conductelor și a dispozitivelor de încălzire, este necesar să se calculeze parametrii întregului sistem. Pentru aceasta, se calculează caracteristicile hidraulice, care vor afecta ulterior selectarea diametrului optim al conductei. Înainte de a calcula un sistem de încălzire gravitațională, trebuie să cunoașteți parametrii de bază. Ei vor fi obligați să calculeze valoarea reală a capului de circulație (Рц):
- Distanța de la centrul cazanului până la centrul încălzitorului (h). Cu cât este mai mare, cu atât va fi mai bună circulația fluidului. Prin urmare, atunci când instalați un sistem de încălzire gravitațional cu propriile mâini, se recomandă montarea cazanului în cel mai jos punct al casei - subsolul;
- Presiunea de circulație a agentului de răcire încălzit (Pr) și răcit (Po).
Indiferent dacă sistemul de încălzire gravitațională este calculat pentru case cu două etaje sau cu un etaj, valoarea acestor din urmă parametri depinde direct de diferența de temperatură a apei. Aceste date pot fi preluate din date tabulare.
De exemplu, cu o valoare de h-4 m și o diferență de temperatură de 20 ° (80/60), încălzirea gravitațională va avea o presiune de 4 * 112 = 448 Pa. Pentru calcule suplimentare, se recomandă utilizarea sistemelor software specializate care iau în considerare toți parametrii unui sistem de încălzire gravitațională de tip închis.
Adesea, diametrul conductei conectate la ieșirea cazanului trebuie să fie DN 40 sau DN 50. Acest lucru va asigura pierderi minime care rezultă din fricțiunea apei pe pereții conductei.
O altă caracteristică este diferența de temperatură a lichidului de răcire. Cu cât este mai mare, cu atât este mai mare presiunea de circulație. Prin urmare, pe lângă distribuția uniformă a căldurii între dispozitivele de încălzire, în timpul proiectării sistemului de încălzire gravitațională, este necesar să se asigure în mod independent temperatura minimă a lichidului înainte de a intra în schimbătorul de căldură al cazanului.
Selectarea componentelor și a materialului de fabricație
După apariția țevilor din polimer, sistemul gravitațional de încălzire din polipropilenă (PP) a devenit foarte popular. Acest material este ușor de prelucrat; este necesar un echipament minim pentru conectarea secțiunilor individuale.
Cu toate acestea, nu toate tipurile de țevi sunt destinate instalării ca element de încălzire. Luați în considerare principalele criterii de selecție:
- Prezența unui strat de întărire... Sistemul gravitațional de încălzire din polipropilenă poate fi afectat de temperaturi ridicate - până la 95 ° C. Pentru a păstra forma inițială a țevii, este necesar un rigidizator, care este un strat de folie sau fibră de sticlă;
- grosimea peretelui... Într-un sistem de încălzire gravitațional cu un vas de expansiune închis, se poate acumula o presiune ridicată. Pentru a evita deteriorarea conductei, conductele din polipropilenă trebuie să fie PN20 sau mai mari. Grosimea pereților lor depinde de diametru.
Această conductă poate fi utilizată pentru echiparea unui colector de rapel. Cu toate acestea, pentru a atinge diferența de temperatură, se recomandă ca linia de retur să fie din oțel. Pe lângă scăderea temperaturii lichidului de răcire înainte de a intra în cazan, acest material ajută la reducerea rezistenței hidraulice.
Recomandări de instalare
După finalizarea calculului pentru un sistem de încălzire gravitațională din țevi din polipropilenă sau oțel, puteți începe instalarea acestuia. Pentru a obține o eficiență optimă, experții recomandă să facă modificări mici, dar importante la schema standard:
- Panta autostrăzilor... Presiunea gravitațională optimă pentru sistemul de încălzire poate fi atinsă prin panta țevilor după aerisirea aerului și pe conducta de retur după ultimul dispozitiv de încălzire;
- Instalarea unei pompe de circulație pe bypass... Acesta va ajuta la reducerea inerției sistemului. Timpul pentru încălzirea lichidului de răcire poate fi foarte lung, astfel încât pompa poate crește viteza de mișcare de-a lungul liniei până la atingerea regimului de temperatură dorit;
- Puncte minime de cotitură în conductă... Acestea creează o rezistență hidraulică inutilă, care afectează scăderea vitezei de mișcare a apei;
- Instalarea elementelor de protecție... Instalând o supapă de reținere pentru încălzirea gravitațională, este posibil să se evite circulația apei în direcția greșită. Acest lucru este necesar în special pentru un sistem cu rutare superioară și circuite multiple.
Principalele componente ale unei încălziri gravitaționale realizate în mod corespunzător sub presiune sunt calcule preliminare calculate profesional, selectarea materialelor potrivite și respectarea tehnologiei de instalare. Acest lucru va face posibilă crearea unui sistem eficient pentru menținerea unei temperaturi confortabile în casă.
Sfaturi pentru aranjarea și utilizarea unei supape gravitaționale pentru încălzire la instalarea unei podele calde, elemente suplimentare, pot fi văzute în videoclip:
