Gravitační topný systém: princip činnosti, prvky, schémata

Jak a jakým způsobem gravitační vytápění funguje? Co ovlivňuje cirkulaci chladicí kapaliny? Jaké vybavení potřebujete pro plný a bezproblémový provoz systému? V tomto článku se pokusíme najít odpovědi na tyto a mnoho dalších otázek.

Co to je?

V každém systému ohřevu vody je funkce přenosu a distribuce tepla do topných zařízení prováděna chladící kapalinou - kapalnou látkou s významnou specifickou tepelnou kapacitou.

Nejčastěji tato role hraje obyčejná voda; avšak v případech, kdy může dům zůstat bez zimního chlazení, jsou často používány kapaliny s nižšími teplotami fázového přechodu.

Bez ohledu na typ chladicí kapaliny je nutno ji přemísťovat, přenášet teplo.

Neexistuje mnoho způsobů, jak to udělat.

• V systémech ústředního vytápění je funkcí podpory cirkulace tlaková ztráta mezi přívodním a vratným potrubím topného systému.

• Autonomní systémy s nuceným oběhem za tímto účelem jsou doplněny cirkulačními čerpadly..
• Nakonec se chladivo v gravitačním (gravitačním) systému pohybuje pouze změnou své vlastní hustoty během ohřevu..

Jak to funguje

Zásada

Pokusme se více vizuálně představit mechanismus fungování takového systému.

Jednoduše řečeno, skládá se ze dvou komunikujících nádob, které jsou připojeny potrubím (topný okruh) do jednoho kroužku. První nádoba je kotel, druhý je vytápěcí systém sám, skládající se z radiátorů, lahví a spojů. Výška obou plavidel je stejná.

Upřesněte, že topný okruh má zpravidla značnou výšku. Alespoň - mnohem víc než kotel. Pro překonání tohoto problému je okruh bezprostředně po dokončení kotle doplněn akceleracím kolektorem - vertikální částí, do které je vytápěna chladicí kapalina.

Po zahřátí výměníku tepla se jeho obsah vytéká nahoru a přemístí se chladnějšími hmotami. Po dosažení horního bodu zrychlujícího kolektoru začne horká chladicí kapalina klesat, prochází ohřívači po cestě a postupně jim dodává tepelnou energii.

Při ochlazování zvyšuje jeho hustotu a ve spodní části své trasy je již připraveno vytlačit ohřívanou kapalinu v kotlovém výměníku tepla do akceleračního kolektoru a zahájit nový provozní cyklus systému.

Faktory

Je zřejmé, že čím větší je rychlost cirkulace - tím je rovnoměrnější rozložení tepla v obvodu, tím menší bude změna teploty baterií. Co určuje tuto rychlost?

Bilance dvou protikladných faktorů: vznikla při tlakovém systému a hydraulickém odporu obvodu.

Na čem závisí každý z faktorů?

Tlak hlavy

• Z výšky horní části okruhu (tj. Celkové výšky průřezu kotle - horní kolektor). Aby se zvýšil, je kotel případně umístěn v suterénu a horní část náplně je vedena do podkroví.
• Ze svahu plnění. Zpravidla se stává trvalým: od vrchního bodu se plnění dostane do kotle a ztrácí alespoň centimetr nad podlahovou hladinou na lineární metr délky. Díky sklonu se chladicí chladicí kapalina stává svou cestou, odnesenou vlastní hmotností.

Hydraulický odpor

Čím nižší je, tím je jednodušší, aby se voda nebo jiná chladicí kapalina dostala do cesty pevnou hlavou.

Co ovlivňuje hydraulický odpor systému?

• Průměr plnění. Čím větší je, tím menší odpor má trubka k toku vody. Absolutní minimální průměr je 32 milimetrů; častěji při stavbě gravitačního systému s vlastními rukama se jako plnění používá potrubí o rozměrech 40 až 50 mm.
• Délka plnění. Obrys o délce více než sto metrů s rozumným průměrem bude prostě nefunkční. Obvykle gravitační vytápěcí systémy nevystačí déle než 40-50 metrů.
• Počet ohybů a přechodů průměru. Každý z nich zvyšuje odolnost vůči pohybu vody.
• Počet a typ ventilů. Čím méně zákrutů na sytičových zařízeních, tím lépe.

Praktický důsledek: lepší je nepoužívat šnekový ventil v gravitačním systému. Kromě toho, že jejich konstrukce je už dávno zastaralá morálně, jejich pohyby vytvářejí mnohem větší hydraulický odpor než hladký kulový kohout.

• Nakonec potrubní materiál a jeho věk mají silný vliv na odolnost proti průtoku. Přesněji, určujícím faktorem je tzv. Koeficient drsnosti. Porovnejte jeho hodnotu pro různé trubky.

Praktický důsledek: při instalaci je lepší použít plast nebo kovový plast. Nemůžete se bát přehřátí: pokud je v okruhu voda, teplota trubek nepřesáhne 100 stupňů.

Zařízení

Gravitační může být buď uzavřený systém, který nekomunikuje s atmosférickým vzduchem, ani není otevřen atmosféře. Typ zařízení, který potřebuje, závisí na typu systému.

Otevřít

Ve skutečnosti je jediným povinným prvkem otevřená expanzní nádoba.

Kombinuje několik funkcí:

• Při přehřátí drží nadbytečnou vodu.
• Odvzdušňuje vzduch a páru vytvářenou vroucí vodou v okruhu.
• Používá se k doplňování vody, aby se kompenzovalo jeho netěsnost a odpařování.

V případech, kdy jsou radiátory umístěny nad nimi v určitých oblastech plnění, jsou horní zátky doplněny odvzdušňovačem. V této roli mohou být použity Mayevsky kohoutky i obyčejné vodovodní baterie.

Chcete-li resetovat systém, je obvykle doplněn odbočkou vedoucí do kanalizace nebo prostě mimo dům.

Zavřeno

V uzavřeném gravitačním systému jsou funkce otevřené nádrže distribuovány do několika nezávislých zařízení.

• Membránová expanzní nádrž vytápěcího systému zajišťuje možnost rozšíření chladicí kapaliny během ohřevu. Zpravidla se jeho objem rovná 10% celkového objemu systému.
• Bezpečnostní ventil uvolňuje nadměrný tlak, když je nádrž plná.
• Manuální odvzdušnění (například stejný Mayevsky jeřáb) nebo automatický odvzdušňovací ventil jsou odpovědné za odvod vzduchu.
• Tlakoměr ukazuje tlak.

Důležité: v gravitačním systému musí být v nejvyšším bodě přítomen alespoň jeden odvzdušňovací ventil. Na rozdíl od schématu s nucenou cirkulací zde vzduchový uzávěr jednoduše neumožňuje pohyb chladicí kapaliny.

Navíc k výše uvedenému je uzavřený systém obvykle opatřen propojkou se systémem studené vody, která umožňuje plnění po výboji nebo kompenzovat únik vody.

Rozvržení

Pokyny pro distribuci radiátorů jsou určeny především počtem podlah v domě.

Jedno patro

Při distribuci na jedno podlaží autor důrazně doporučuje, aby nebylo znovu objeveno kolo a používalo časově prověřené Leningrad. Při správné realizaci se jedná o prstenec položený podél obvodu domu, s ohřívacími přístroji vloženými paralelně k tomuto prstenci.

Každý radiátor je připojen ze spodu ke spodku nebo diagonálně. Vedení je dodáváno se dvěma ventily nebo ventilem v přívodu a tlumivkou na vratném potrubí. Uzavírací ventily vám umožní odpojit baterie k opravě, aniž byste museli zastavit celý okruh nebo klapit část topných zařízení pro vyrovnání teplot.

Dvě poschodí

V případě dvou podlaží je však dvou-trubková schéma optimální s opět zvýšeným průměrem plnění lahví a pohotovostním připojením radiátorů. Ve skutečnosti vytváříme schéma typické top plnění: po zrychlování kolektoru se kapalina pro přenos tepla tlačí do přívodního potrubí a odtud gravitačně se vrací do výplně zpětného toku radiátory.

Nejdůležitějším bodem je, že stoupačky jsou nutně vyrovnány pro vyvažování. Bez ní budeme mít extrémně nerovnoměrné rozložení teploty: celá chladicí kapalina bude procházet stoupačkami, které jsou nejblíže kotli.

Pokud je váš kotel namontován v suterénu, bude logické přivést do něj spodní lahví.

Samozřejmě v závislosti na jedné ze dvou podmínek:

1. Podlaha je izolovaná a má celoročně kladnou teplotu.
2. Váš topný systém - s nemrznoucí kapalinou nebo jiným nemrznoucím prostředkem.

Klady a zápory

Co je gravitační vytápění na pozadí systému s nuceným oběhem? Stojí za to zastavit při výběru vlastní chalupy?

Zásluhy

• Systém je naprosto bezpečné. Neexistují žádné pohyblivé nebo opotřebované části; Nezáleží na vnějších faktorech, včetně nestabilního napájení mimo město.
• Gravitační schéma je samoregulační. Čím je chladnější zpětný tok, tím rychlejší je cirkulace chladicí kapaliny: koneckonců má vyšší hustotu než maso vyhřívané v kotli.
• Konečně, při navrhování tohoto systému není nutné provádět složité výpočty, speciální dovednosti se nevyžadují: tyto programy navrhli i naši dědečkové. Ve venkovských oblastech je stále možné nalézt obrysy spojené s ocelovým trubkovým výměníkem tepla umístěným v ruské peci.

Nevýhody

Ne bez nich.

• Systém se zahřívá poměrně pomalu. Od zapálení kotle na výstup baterií až po pracovní teplotu může uplynout jedna a půl až dvě hodiny.

Mimochodem: díky velkému objemu chladiva se také ochlazují. Zvláště pokud jsou jako vyhřívací zařízení instalovány litinové radiátory nebo masivní regály ocelové.

• Jednoduchost systému neznamená, že jeho cena bude výrazně nižší než u alternativ. Pevný průměr náplně bude mít značné náklady. Zde je výňatek z aktuálního ceníku pro vyztužené polypropylenové trubky od jedné z ruských firem:

• Bez vyvažování mohou být výrazné změny teploty mezi radiátory.
• Konečně, s malým přenosem tepla z kotle, mohou být místa plnění v podkroví nebo v suterénu zachycena ledem v těžkých mrazivech.

Dva v jednom

Chcete-li vyřešit všechny uvedené problémy gravitačního schématu, můžete jej vylepšit pomocí čerpadla na bočním panelu. V takovém případě systém zachová schopnost pracovat s přirozenou cirkulací.

Při provádění této práce stojí za to dodržovat několik jednoduchých pravidel.

• Mezi body závitníku je na čerpadle umístěn ventil nebo mnohem lépe kulový zpětný ventil. Pokud je čerpadlo v provozu, neumožní obežnému kolesu řídit vodu v malém kruhu.
• Před čerpadlem je zapotřebí bahenní nádrž. Bude chrání ložiska rotoru a čerpadla před vážením a pískem.
• Vázání na čerpadlo je omezeno na dvojici ventilů, které umožňují vyčistit filtr nebo odstranit čerpadlo pro opravu bez ztráty chladiva.

Závěr

Doufáme, že jsme mohli odpovědět na všechny otázky, které se v čtečce shromáždily. Jako vždy se v přiloženém videu nacházejí další informace o principu fungování gravitačních systémů a jejich zařízení. Úspěchy!