Систем гравитационог грејања. Све што треба да знате о њој.

Који је принцип гравитационог система грејања

Гравитационо грејање се назива и системом природне циркулације. За грејање кућа користи се од средине прошлог века. У почетку, обично становништво није веровало овој методи, али видећи њену сигурност и практичност, постепено су почели да замењују пећи од опеке грејањем воде.

Затим, појавом котлова на чврсто гориво, потреба за гломазним пећима је потпуно нестала. Гравитациони систем грејања ради на једноставном принципу. Вода у котлу се загрева и њена специфична тежина постаје мање хладна. Као резултат, подиже се дуж вертикалног успона до врха система. После тога вода за хлађење започиње кретање надоле и што се више хлади, то је већа брзина кретања. Ово ствара проток у цеви према најнижој тачки. Ова тачка је повратна цев инсталирана у котлу.

Како се креће од врха до дна, вода пролази кроз радијаторе грејања, остављајући део своје топлоте у соби. Циркулациона пумпа не учествује у кретању расхладне течности, чинећи овај систем независним. Стога се она не плаши нестанка струје.

Прорачун гравитационог система грејања врши се узимајући у обзир губитак топлоте куће. Израчунава се потребна снага уређаја за грејање и на основу тога се бира котао. Требало би да има резерву снаге један и по пута.

Опис кола

Да би такво грејање функционисало, морају се правилно одабрати односи цеви, њихови пречници и углови нагиба. Поред тога, неке врсте радијатора се не користе у овом систему.

Размотрите од којих се елемената састоји цела структура:

1. Котао на чврсто гориво. Улазак воде у њу треба да буде на најнижој тачки система. Теоретски, котао такође може бити електрични или гасни, али у пракси се не користе за такве системе.
2. Вертикални рисер. Његово дно је повезано са напајањем котла, а горње виљушке. Један део је повезан са доводном цеви, а други је повезан са експанзионим резервоаром.
3. Проширење резервоар. У њега се сипа вишак воде која настаје током ширења од грејања.
4. Доводни цевовод. Да би гравитациони систем грејања топле воде ефикасно функционисао, цевовод мора имати нижи нагиб. Његова вредност је 1-3%. Односно, за 1 метар цеви разлика треба да буде 1-3 центиметра. Поред тога, пречник цевовода треба да се смањује са удаљеношћу од котла. За ово се користе цеви различитих секција.
5. Уређаји за грејање. У њих су уграђене цеви великог пречника или радијатори од ливеног гвожђа М 140. Не препоручује се уградња модерних биметалних и алуминијумских радијатора. Имају малу површину протока. А пошто је притисак у гравитационом систему грејања низак, теже је прогурати расхладну течност кроз такве уређаје за грејање. Проток ће се смањити.
6. Повратни цевовод. Као и доводна цев, она има нагиб који омогућава да вода слободно тече према котлу.
7. Славине за одвод и унос воде. Одводни славина је постављена на најнижој тачки, непосредно поред котла. Славина за унос воде прави се где год је то погодно. Најчешће је ово место близу цевовода које се повезује са системом.

Карактеристике дизајна и уградње

Главни чворови гравитационог система укључују:

• котао за грејање у коме се загрева вода или антифриз;
• цевовод (двоструки или појединачни);
• грејне батерије;
• проширење резервоар.

Током дизајнирања, као и директно током инсталације система, то је врло важно је испунити један предуслов: цев кроз коју ће се расхладно средство кретати мора бити нагнута према котлу за грејање. Нагиб треба да буде најмање 0,005 м по једном линеарном метру цеви.

Генерално, ако се котао и радијатор налазе на истом поду, онда би улаз у цев хладњака требао бити мало већи.

Дијаграм гравитационог система са нагибом цеви

Присуство ове пристрасности објашњава се следећим факторима:

• хладна расхладна течност ће брже ући у котао кроз нагнуту цев;
• присуство нагиба је такође неопходно како би се мехурићи ваздуха који су се појавили током загревања расхладне течности ефикасније подигли у експанзиону посуду из које испаравају у атмосферу.

Експанзиона посуда ствара додатни притисак, што повољно утиче на брзину кретања воде кроз цеви.

Брзина кретања радне течности директно зависи од разлике у количинама као што су маса, густина и запремина расхладног средства у хладном и врућем стању. На брзину протока такође утиче ниво радијатора у односу на котао.

Гравитациони притисак у систему грејања се донекле троши како би се превазишао отпор цевовода. Окрети и гране у систему, додатни радијатори делују као додатне препреке.

Стога, да би се максимализовало загревање просторије, приликом дизајнирања гравитационог система, неопходно је осигурати да таквих препрека буде што мање.

недостаци

Присталице затворених система наводе пуно недостатака гравитационог загревања. Многи од њих изгледају претјерано, али ипак их наводимо:

1. Ружни изглед. Цеви за довод великог пречника пролазе испод плафона, нарушавајући естетику собе.
2. Потешкоће у инсталацији. Овде говоримо о чињеници да доводне и повратне цеви мењају свој пречник постепено у зависности од броја уређаја за грејање. Поред тога, систем гравитационог грејања приватне куће направљен је од челичних цеви, а теже их је инсталирати.
3. Ниска ефикасност. Верује се да је затворено грејање економичније, међутим, постоје добро осмишљени системи природне циркулације који не раде ништа горе.
4. Ограничена површина грејања. Гравитациони систем добро функционише на површинама до 200 квадратних метара. метара.
5. Ограничен број спратова. Такво грејање није инсталирано у кућама вишим од два спрата.

   

Поред наведеног, гравитационо снабдевање топлотом има највише 2 круга, док се у модерним кућама често прави неколико кола.

Принцип циркулације расхладне течности у систему

Ако говоримо о вишестамбеним зградама, онда је у таквим зградама циркулација воде у систему грејања последица пада притиска који се формира између доводних и излазних цевовода. Апсолутно је логично да ако притисак у једној цеви премаши притисак у другој, то ће неизбежно довести до померања воде у кругу (прочитајте: „Губици и пад притиска у систему грејања - решавамо проблем“).
Међутим, то није случај са приватним кућама. У тим структурама системи грејања врло често раде у аутономном режиму, а главни извор енергије у таквим системима је обично електрична енергија, понекад чврста горива. Ова опција омогућава кретање воде, што се изводи због рада циркулационе пумпе за грејање опремљеног електромотором мале снаге 100 В.

Али употреба такве модерне опреме је далеко од увек могуће, поред тога, такви механизми су се појавили на грађевинском тржишту релативно недавно.

Раније је главни тип снабдевања топлотом био гравитациони систем грејања, чији дијаграм детаљно приказује читав процес циркулације расхладне течности. У овом случају, кретање воде се догодило природно. У овом случају говоримо о таквом физичком феномену као што је конвекција, када се густина загрејаног материјала смањује, а његово место заузимају друге, теже супстанце. Ако цео овај процес сагорева у затвореном простору, загрејани материјал се подиже до горње тачке.

Да би се ефикасно користио такав механизам рада, потребно је опремити посебно коло одговарајућег облика, а захваљујући принципу конвекције, расхладна течност ће се континуирано кретати у круг.
Једноставније речено, дијаграм гравитационог система грејања састоји се од две комуникационе посуде које су међусобно повезане у прстен помоћу цеви или грејног круга. Прва од ових посуда је котао, а друга је грејни уређај који се користи.

Важно је запамтити да је висина котла за грејање, који је опремљен колектором за убрзавање радијатора грејања, директно пропорционалан брзини кретања расхладне течности унутар круга.

Вода која се загрева котлом тече према горе, а на њено место долази хладнија вода која долази из батерије, где се постепено загрева. Затим се подгрејано расхладно средство поново помера на радијатор, а већ охлађено улази на његово место. То је суштина природне циркулације, јер су ови циклуси бескрајни и не захтевају никакву људску интервенцију.

Да би такав затворени гравитациони систем грејања имао високу брзину циркулације расхладне течности, треба узети у обзир следеће тачке:

• котао за грејање мора бити постављен што је могуће ниже у односу на уређаје за грејање, а ако постоји подрум, биће боље да га тамо инсталирате;
• висина разводног колектора може бити различита, овај механизам се може налазити и директно испод плафона, и још већи, на пример, у поткровљу. Експанзиони резервоар за грејање такође треба инсталирати на истом месту (прочитајте такође: „Систем грејања колектора приватне куће - шема ожичења“);
• Побољшање циркулације воде такође ће омогућити уређај одређеног нагиба од резервоара до котла, с обзиром да оптимална шема гравитационог система грејања предвиђа кретање охлађене воде према овом принципу.

Такође не треба заборавити да два параметра утичу на брзину циркулације расхладне течности у систему: ово је разлика у кругу, као и индикатор хидрауличког отпора (око

Разлике у раду котла на чврсто гориво

Срце сваког система грејања је котао. Иако је могуће инсталирати исте моделе, рад са различитим врстама грејања ће се разликовати. За нормалан рад котла, температура водене кошуље мора бити најмање 55 ° Ц. Ако је температура нижа, онда ће у овом случају котао изнутра бити прекривен катраном и чађом, што ће резултирати смањењем његове ефикасности. Мораће да се непрестано чисти.

Да се ​​то не би догодило, у затвореном систему на излазу из котла инсталиран је тросмерни вентил, који покреће расхладну течност у малом кругу, заобилазећи грејне уређаје, све док се котао не загреје. Ако температура почне да прелази 55 ° Ц, тада се у овом случају вентил отвара и вода се додаје у велики круг.

Тросмерни вентил није потребан за гравитациони систем грејања. Чињеница је да овде циркулација не настаје због пумпе, већ због загревања воде, и док се не загреје до високе температуре, кретање не започиње. У овом случају, пећ котла остаје стално чиста.Тросмерни вентил није потребан, што систем чини јефтинијим и једноставнијим и додаје му плусеве.

Техничке карактеристике гравитационог система грејања

Ова верзија уређаја система грејања одликује се својим нијансама и има много очигледних и неспорних предности, које су уобичајене да укључују следеће:

• такав систем циркулације је у стању да самостално регулише радни процес и дистрибуира расхладну течност унутар кола тачно онако како коло захтева;
• отпорност на било каква механичка оштећења због снаге круга и употребљених цеви. Дизајн нема брзо хабајуће делове, због чега двоцевни гравитациони систем грејања, који је традиционални, може правилно да функционише више од пола века без потребе за било каквим поправкама;
• апсолутна аутономија рада, што је врло важна предност. Овај систем не зависи од тога да ли је укључена струја или не, што избегава разне непредвиђене ситуације;
• није тешко дизајнирати такво грејање сопственим рукама, пошто ће уређај кола и његова шема бити изузетно јасни чак и неискусном власнику. У случају потешкоћа, увек можете проучити разне фото и видео материјале који се могу наћи код специјалиста који састављају и повезују опрему ове врсте.

На овај или онај начин, традиционални гравитациони систем за снабдевање топлотом има неке негативне аспекте, који се такође не могу занемарити:

• инерцијалне перформансе ове опреме биће веома велике. То значи да ће проћи врло велика количина времена од тренутка када се котао до потпуног загревања;
• упркос чињеници да су цјевоводи изузетно једноставни, трошкови такве опреме су прилично високи. Дебела цев која се користи за уградњу има врло значајну цену;
• у случају да систем није сасвим правилно повезан, то ће проузроковати велику температурну разлику између радијатора;
• због чињенице да је брзина циркулације воде мала, постоји потенцијални ризик од смрзавања експанзионе посуде и оног дела кола који се налази у поткровљу.

Сигурност грејања

Као што је горе поменуто, притисак у затвореном систему је већи него у гравитационом. Због тога заузимају другачији приступ безбедности. У затвореном грејању, експанзија грејног медија надокнађује се у експанзионој посуди са мембраном.

Потпуно је заптивен и подесив. Након прекорачења максимално дозвољеног притиска у систему, вишак расхладне течности, савладавајући отпор мембране, одлази у резервоар.

Гравитационо грејање се назива отвореним због цурења експанзијског резервоара. Можете инсталирати мембрански резервоар и направити затворени гравитациони систем грејања, али његова ефикасност ће бити много мања, јер ће се повећати хидраулички отпор.

Запремина експанзијског резервоара зависи од количине воде. За прорачун се узима његова запремина и помножава са коефицијентом ширења, који зависи од температуре. Додајте 30% на резултат.

Коефицијент се бира према максималној температури коју вода достиже.

Поједностављена верзија система грејања са природном циркулацијом носача топлоте

Приликом избора приватног гравитационог система грејања, потребно је извршити бројне прорачуне како би се разумело како ће систем обезбедити грејање просторије. У нормалним условима, запремина појединачних просторија и снага радијатора за грејање уграђених у њима узимају се у обзир у распореду распореда цевовода. Када инсталирате радијаторе исте оцене, гравитациони систем грејања ће неједнако загревати просторије.Први радијатор најближи котлу загреваће се више, а у радијатору најудаљенијем од котла температура расхладне течности биће знатно нижа. Због тога се при одабиру уређаја за грејање први инсталирају са мањом снагом, а они који су даље морају бити снажнији.

Важно је одабрати прави експанзиони резервоар у избору структурних елемената. При израчунавању запремине експанзионог резервоара, уобичајено је да се за основу узима однос 1/10. Односно, када је запремина воде у систему око 250 литара, запремина резервоара мора бити најмање 25 литара.

Гравитациони систем грејања је веома захтеван за грађевинске материјале. Пре свега, ово се односи на цеви и цевоводе. Велика запремина расхладне течности и низак притисак у систему захтевају да се циркулација одвија са најмањим губицима, а то је могуће, било у челичним или у полипропиленским цевима. Али и овде постоје одређена ограничења. Дакле, челичне цеви морају бити повезане или гасним или електричним заваривањем, или помоћу навојних веза. А ако вам први тип омогућава да пружите поуздану везу практично без добијања завара унутар цеви, онда метод навоја може створити велики број неправилности унутар цевовода. Што се тиче полипропиленске цеви, она има један значајан недостатак. Овај недостатак се односи на способност цеви да издржи високе температуре - максимална температура коју таква цев може да поднесе је +95 степени, што није погодно за цев инсталирану непосредно након котла.

Али, упркос свим овим упозорењима, поједностављени дијаграм гравитационог система грејања значајно се разликује од система присилне циркулације.

Такав систем мора нужно да садржи:

• Котао за грејање (предуслов за такве системе је присуство котла са великом запремином вреле воде);
• Водене цеви великог пречника 11/2 инча;
• Експанзиони резервоар капацитета 1/10 запремине течности у систему;
• Доводне цеви пречника 1 инч;
• Радијатори различитих величина како би се осигурало равномерно грејање просторија;
• Повратна цев;
• Пипа за одвод течности;
• Термометар и мерач притиска у котлу и славине Мајевског у радијаторима уграђени су као контролни уређаји у систем.

Као што видите, систем има мали број структурних елемената и сасвим је погодан за самостално састављање.

Гужве у саобраћају и како се носити са њима

За нормалан рад грејања неопходно је да је систем у потпуности напуњен расхладном течношћу. Присуство ваздуха строго није дозвољено. Може створити блокаду која спречава пролазак воде. У овом случају, температура воденог плашта котла ће се веома разликовати од температуре грејача. Да би се уклонио ваздух, уграђени су ваздушни вентили и славине Маиевски. Инсталирају се на врху грејача, као и на врху система.

Међутим, ако гравитационо грејање има исправне нагибе доводних и повратних цеви, тада нису потребни вентили. Ваздух у нагнутом цевоводу слободно ће се подизати до горње тачке система, а тамо је, као што знате, отворен експанзиони резервоар. Такође додаје предност отвореног грејања смањивањем непотребних елемената.

Да ли је могуће монтирати систем цеви од полипропилена

Људи који самостално праве грејање често размишљају о томе да ли је могуће направити гравитациони систем грејања од полипропилена. На крају крајева, пластичне цеви је лакше инсталирати. Овде нема скупих послова заваривања или челичних цеви, а полипропилен може да издржи високе температуре. Можете одговорити да ће такво грејање радити. Бар на неко време. Тада ће ефикасност почети да опада.Шта је разлог? Поента је у косинама доводних и излазних цеви, које осигуравају гравитацију воде.

Полипропилен има веће линеарно ширење од челичних цеви. Након поновљених циклуса грејања топлом водом, пластичне цеви ће почети да улегну, прекидајући потребан нагиб. Као резултат овога, проток, ако се не заустави, значајно ће се смањити и мораћете да размислите о инсталирању циркулационе пумпе.

Потешкоће у инсталирању гравитационог система у двоспратној кући

Систем гравитационог грејања двоспратне куће такође може ефикасно да ради. Али његова инсталација је много тежа него за једноспратну. То је због чињенице да кровови поткровног типа нису увек направљени. Ако је други спрат поткровље, онда се поставља питање: шта радити са експанзионим резервоаром, јер би требало да буде на самом врху?

Други проблем са којим ће се морати суочити је тај што прозори првог и другог спрата нису увек на истој оси, стога горње батерије не могу бити повезане са доњим постављањем цеви на најкраћи начин. То значи да ћете морати да направите додатне завоје и завоје, што ће повећати хидраулички отпор у систему.

Трећи проблем је закривљеност крова, што може отежати одржавање исправних косина.

Препоруке за овај систем

Да би побољшали постојећу шему, стручњаци могу предложити следеће мере за повећање ефикасности:

1. Уградња пумпе. Циркулише и инсталира се на обилазници. Његов позив је да смањи инертност система. Ако је време грејања прекорачено, пумпа ће помоћи да се повећа брзина воде која пролази кроз цеви да би се добила потребна температура;
2. Главни нагиб - за постизање оптималног притиска у гравитационом систему грејања.
3. Смањене кривине дуж целе дужине цевовода. Ово помаже да се смањи ризик од смањења брзине воде дуж линије.
4. Постављање обрнутог замка. Спречиће могућност кретања воде у супротном смеру.

Подно грејање

Да би под био топао, потребан вам је вишеструки рез. Сваки круг је повезан преко појединачног регулатора температуре. Ово ће закомпликовати дизајн система у целини, али ће створити додатну удобност. У овом случају, неопходно је инсталирати доводни колектор у поткровљу, јер тамо, највиша тачка куће, ако поткровље није изоловано, то обавезно урадите. Све ове мере се предузимају пре инсталације целокупног система.

Предности и недостаци гравитационог система грејања

Резимирајући, наводимо главне предности гравитационог система:

1. Поузданост (пошто је систем направљен од метала високе чврстоће и других поузданих материјала, радови на поправци мораће да чекају веома дуго, јер нема елемената који су подложни брзом пропадању);
2. Недостатак зависности од снабдевања енергијом;
3. Недостатак буке и вибрација;
4. Једноставност рада.

Чини се да недостатака уопште нема, али јесу, мада нису значајни:

1. На први поглед, читав систем је прилично једноставан, али ово се не односи на финансијске инвестиције за његово стицање. Износ ће бити прилично велик;
2. Неки шеме повезивања претпостављају велике температурне разлике између батерија;
3. Ако је брзина циркулације мала, постоји могућност да се експанзиони резервоар и део система који се налазе у поткровљу смрзну, па је претходно речено о његовој изолацији.
4. При првом покретању система, загревање свих радијатора који се налазе дуж читавог круга трајаће неколико сати.

Савети за инсталирање гравитационог грејања у двоспратној кући

Већина ових проблема може се решити током фазе пројектовања куће. Постоји и мала тајна како повећати ефикасност грејања двоспратне куће. Излазне цеви радијатора инсталираних на другом спрату потребно је повезати директно на повратну цев првог спрата, а не повратну цев на другом.

Други трик је израда доводних и повратних цевовода од цеви великог пречника. Не мање од 50 мм.

Инсталација

Уградња гравитационог система

• Као што је већ поменуто, котао мора бити инсталиран на најнижој тачки.
• Ниједна цев не сме бити испод нивоа довода повратног тока у наш грејач. Занемаривање овог захтева довешће до значајног погоршања рада система грејања.
• На зидовима је направљена ознака места цеви и радијатора.
• Изводи се вешање радијатора - њихов положај проверава ниво зграде.
• Доводни колектор је постављен на доводну цев котла. Ово мора да је цев великог пречника.

Експанзиони резервоар за систем грејања куће

• На врху је инсталиран отворени експанзиони резервоар. Ако је у поткровљу, тада контејнер и цевовод морају бити темељно изоловани.
• Цеви су причвршћене са нагибом од 1 цм по линеарном метру цеви. Ако није могуће придржавати се ове норме, онда можете смањити разлику на 0,5 цм, али не мање. Треба имати на уму да се смањењем нагиба цеви смањује ефикасност целог система грејања.
• На правом месту, цев је урезана у радијатор. У металном цевоводу грана се може заварити или повезати кроз чахуру. Када радите са пластичним цевима, потребно је да користите фитинге, лемите их, не заборављајући на славине и термостате (ако је предвиђена њихова уградња).
• На најнижој тачки система (обично у близини котла), морате инсталирати славину са славином - кроз њу ће се вода сипати у систем.

Када планирате производњу гравитационог система у двоспратној кући, морате узети у обзир да се расхладна течност испоручује на други спрат, а затим се спушта низ успоне у радијаторе инсталиране на првом спрату.

Преостаје да систем напунимо водом и, проверивши да ли цури, загрејемо собу без бриге да ће струја бити прекинута.

Да ли је потребна пумпа у гравитационом систему грејања?

Понекад се појављује опција када је грејање погрешно инсталирано, а разлика између температуре плашта котла и повратка је веома велика. Вруће расхладно средство, немајући довољан притисак у цевима, хлади се пре него што стигне до последњих уређаја за грејање. Понављање свега је напоран посао. Како решити проблем са минималним трошковима? Уградња циркулационе пумпе у гравитациони систем грејања може бити од помоћи. У ове сврхе израђује се обилазница у коју је уграђена пумпа мале снаге.

Велика снага није потребна, јер се са отвореним системом ствара додатна глава у подизачу који излази из котла. Обилазница је потребна како би се оставила могућност рада без електричне енергије. Инсталира се на повратном воду испред котла.

На шта треба пазити приликом дизајнирања гравитационог система грејања

Главни проблем ефикасног рада система гравитационог грејања у приватним кућама са ниским растом је нетачан положај котла и радијатора једни према другима. Један од важних параметара система је вредност циркулационе главе. Приказује удаљеност од центра грејача до центра котла. Што је већи овај показатељ, то је ефикаснији рад читавог система.

Неефикасност и мала ефикасност котлова за грејање, како на чврсто гориво, тако и на гас, уграђених у гравитационе системе, често су повезане са малом разликом у висини између радијатора и котла. Дакле, у нормалним условима ова разлика је обично само 0,2-0,3 метра. Ова ситуација не дозвољава уштеду до 25% горива. Већина енергије троши се на прегревање течности. Истовремено, ако повећате висинску разлику за 0,5 метра и доведете је на 0,7-0,8 метара, тада ће се ефикасност повећати за 6-11%, а са разликом од 2,0 метра постаје могуће уштедети до 20 % енергије ...Због тога се приликом пројектовања гравитационих система грејања постављање котла планира на најнижој тачки, најчешће у подруму.

Истовремено, узимајући у обзир све могућности и методе за инсталирање система грејања у приватној кући, упркос наизглед једноставности примене овог пројекта, препоручује се да се то повери професионалцима. Искуство и доступност посебне опреме помоћи ће да се осигура брза и, што је најважније, лака инсталација све опреме, смањујући ризик од грешака.

Како даље побољшати ефикасност

Чини се да је систем са природном циркулацијом већ доведен до савршенства и немогуће је смислити било шта што повећава ефикасност, али то није тако. Погодност његове употребе може се знатно побољшати повећањем времена између котловских пећи. Да бисте то урадили, потребно је да инсталирате котао веће снаге него што је потребно за грејање и уклоните вишак топлоте у акумулатор топлоте.

Ова метода делује чак и без употребе циркулационе пумпе. На крају крајева, врућа расхладна течност такође може да се подигне узлазно из акумулатора топлоте, у време када је огревно дрво у котлу изгорело.