Värmesystem med naturlig cirkulation: enhetsregler + analys av typiska scheman

För ett enplanshus

Det enklaste enrörsuppvärmningsschemat, som har använts av utvecklare i mer än ett halvt sekel, är Leningradka.

Figuren visar en skiss av en moderniserad version av Leningradka, med en diagonal anslutning av radiatorer. Bilden visar följande element (från vänster till höger):

• Värmeinstallation. Pannor som drivs med fast bränsle, gas (naturlig eller flytande) och elektricitet är lämpliga för implementeringen av denna CO. Teoretiskt sett är pannor för flytande bränsle också lämpliga, men problemet med att lagra bränsle i ett privat hus uppstår.
• Säkerhetsgrupp, som består av en sprängventil inställd på ett visst tryck i systemet, en automatisk luftventil och en tryckmätare.
• Radiatorer anslutna till systemet genom avstängda kulventiler.Nålbalanseringsventiler är installerade i bygeln mellan inloppet och utloppet på varje radiator.
• En membranexpansionstank är installerad på rörledningens returgren för att kompensera för kylvätskans termiska expansion.
• En cirkulationspump som skapar en forcerad rörelse av kylvätskan genom CO.

Nu om vad som ännu inte anges på denna skiss, men är ett oumbärligt element för tillförlitlig drift av denna krets. Endast pumpen nämndes ovan, men dess rörledning indikerades inte, som inkluderar tre kulavstängningsventiler, mellan vilka ett grovfilter och en pump är installerade. Ganska ofta är en pumpgrupp med ett rör ansluten till CO genom en bygel och bildar därigenom en bypass.

Ofta frågar utvecklare om de behöver bypass i ett enrörsvärmesystem? Saken är att detta CO-system är självförsörjande och effektivt. Men i händelse av ett strömavbrott kommer cirkulationspumpen att stanna och kylvätskans rörelse stoppas. Bypass är valfritt, men det är bättre att bygga det för att byta från påtvingad till naturlig cirkulation av kylvätskan i händelse av en nödsituation.

När det gäller rörledningen: eftersom temperaturen vid pannans utlopp kan nå 80 ° C, rekommenderas det att använda förstärkta polypropenrör med den erforderliga diametern för Leningradka-kretsen. Varför förstärkt? Saken är att polymerrör är ganska billiga och praktiska, de är lätta att installera och de har en liten massa. Men polymerrör ändrar sin längd när de värms upp. Förstärkt polymer lider inte av en sådan "sjukdom".

Tips: trots att denna version av CO ger en automatisk luftventil, finns det fall av luftning av kretsen. För att lösa detta problem rekommenderas det att använda Mayevsky kranar på radiatorer.

Diagram för slutna system

Följande typer av ledningar används för uppvärmning av hus och hus på landet:

1. Enkelrör. Alla radiatorer är anslutna till en enda linje som löper runt omkretsen av rummet eller byggnaden. Eftersom det varma och kylda kylmediet rör sig längs samma rör, får varje efterföljande batteri mindre värme än det föregående.
2. Tvårör. Här kommer uppvärmt vatten in i värmeanordningarna genom en linje och går ut genom den andra. Det vanligaste och pålitliga alternativet för alla bostadshus.
3. Associerad (Tikhelmans loop). Samma som tvårör, endast kylt vatten rinner i samma riktning som varmvatten, och går inte tillbaka i motsatt riktning (visas i diagrammet nedan).
4. Samlare eller balk. Varje batteri tar emot kylvätska genom en separat rörledning ansluten till en gemensam kam.

Enrörs horisontell ledning (Leningradka)

Ett enrörs horisontellt system motiverar sig i envåningshus med ett litet område (upp till 100 m²), där 4-5 radiatorer ger uppvärmning. Du ska inte ansluta fler till en gren, de sista batterierna blir för kalla. Alternativet med vertikala stigare är lämpligt för en byggnad på 2-3 våningar, men under genomförandet måste nästan alla rum täckas med rör.

Enkelrörsschema med toppledningar och vertikala stigare

Tvårörskretsen med döda grenar (visas i början av artikeln) är ganska enkel, pålitlig och definitivt rekommenderad för användning.Om du är ägare till en stuga med en yta på upp till 200 m² med en höjd av 2 våningar, gör sedan ledningar för elnätet med rör med en flödessektion på DN 15 och 20 (yttre diameter - 20 och 25 mm), och för att ansluta radiatorer, ta DN 10 (utanför - 16 mm).

Passerande schema för vattenrörelser (Tichelmanns loop)

Tichelman-slingan är den mest hydrauliskt balanserade, men svårare att installera. Rörledningar måste läggas runt omkretsen av rummen eller hela huset och passera under dörrarna. Faktum är att en "tur" kommer att kosta mer än en tvårörs, och resultatet blir ungefär detsamma.

Balksystemet är också enkelt och pålitligt, dessutom är alla ledningar framgångsrikt gömda i golvet. Anslutningen av de närmaste batterierna till kammen utförs med 16 mm rör, de avlägsna - 20 mm. Diametern på ledningen från pannan är 25 mm (DN 20). Nackdelen med detta alternativ - priset på uppsamlarenheten och komplexiteten i installationen med läggning av motorvägar, när golvet redan har gjorts.

Schema med individuell anslutning av batterier till uppsamlaren

Regler för val och installation av rör

Valet mellan stål- eller polypropenrör för varje cirkulation sker enligt kriteriet för deras användning för varmvatten, såväl som ur prissynpunkt, enkel installation och livslängd.

Tillförselstigaren är monterad från ett metallrör, eftersom vatten med högsta temperatur passerar genom det, och i fallet med spisuppvärmning eller en funktionsfel i värmeväxlaren kan ånga passera igenom.

Med naturlig cirkulation är det nödvändigt att använda en något större rördiameter än vid användning av en cirkulationspump. Vanligtvis för uppvärmning av upp till 200 kvm.m, diametern på accelerationsgrenröret och röret vid inloppet av returen till värmeväxlaren är 2 tum.

Detta beror på den lägre vattenhastigheten jämfört med alternativ för tvångscirkulation, vilket leder till följande problem:

• minskning av volymen värme som överförs per tidsenhet från källan till det uppvärmda rummet;
• uppkomsten av blockeringar eller luftstopp som ett litet tryck inte klarar av.

Särskild uppmärksamhet vid användning av naturlig cirkulation med ett bottentillförselschema måste ägnas problemet med att avlägsna luft från systemet. Det kan inte tas bort helt från kylvätskan genom expansionstanken, eftersom

kokande vatten kommer först in i enheterna genom en linje som ligger lägre än dem själva.

Med forcerad cirkulation driver vattentrycket luften till luftkollektorn installerad på systemets högsta punkt - en enhet med automatisk, manuell eller halvautomatisk styrning. Med hjälp av Mayevsky-kranar justeras värmeöverföringen huvudsakligen.

I gravitationsvärmenätverk med en försörjning placerad under apparaterna används Mayevsky kranar direkt för att tömma luft.

Alla moderna värmeradiatorer har luftutloppsanordningar, därför, för att förhindra bildandet av pluggar i kretsen, kan du göra en lutning och driva luft till radiatorn

Luft kan också avlägsnas med hjälp av luftventiler installerade på varje stigrör eller på en luftledning som går parallellt med systemets elnät. På grund av det imponerande antalet luftutblåsningsanordningar används gravitationskretsar med lägre ledningar extremt sällan.

Med ett lågt tryck kan ett litet luftsluss helt stoppa värmesystemet. Så enligt SNiP 41-01-2003 är det inte tillåtet att lägga rörledningar av värmesystem utan en lutning med en vattenhastighet på mindre än 0,25 m / s.

Med naturlig cirkulation är sådana hastigheter ouppnåeliga. Därför, förutom att öka diametern på rören, är det nödvändigt att observera konstanta sluttningar för att avlägsna luft från värmesystemet. Lutningen är utformad med en hastighet av 2-3 mm per 1 meter, i lägenhetsnätverk når lutningen 5 mm per linjär meter av en horisontell linje.

Tillförsellutningen görs i vattenflödets riktning så att luften rör sig till expansionstanken eller luftavluftningssystemet som är placerat i toppen av kretsen. Även om det är möjligt att göra en motlutning, är det i det här fallet nödvändigt att installera en ventilationsventil.

Returledningens lutning görs som regel i riktning mot det kylda vattnet. Då kommer konturens nedre punkt att sammanfalla med inloppet av returröret till värmegeneratorn.

Den vanligaste kombinationen av flödes- och returlutningsriktning för borttagning luftfickor från vattenkrets med naturlig cirkulation

När du installerar ett varmt golv i ett litet område i en krets med naturlig cirkulation är det nödvändigt att förhindra att luft kommer in i de smala och horisontella rören i detta värmesystem. Framför golvvärmen ska ett luftutsug placeras.

Rörval

Dessutom påverkas materialvalet i hög grad av pannan, eftersom i fallet med fast bränsle bör företräde ges till stål, galvaniserade rör eller rostfria produkter, på grund av arbetsvätskans höga temperatur.

Men metall-plast och armerade rör kräver användning av beslag, vilket avsevärt minskar spelet, förstärkta polypropenrör kommer att vara ett idealiskt alternativ, vid en driftstemperatur på 70C och en topptemperatur på 95C.

Produkter gjorda av speciell PPS-plast har en driftstemperatur på 95C och en topptemperatur på upp till 110C, vilket gör att de kan användas i ett öppet system.

Hur man väljer en värmepump

Bäst lämpade för installation är speciella lågljudscirkulationspumpar av centrifugaltyp med raka blad. De skapar inte överdrivet högt tryck, utan trycker på kylvätskan och accelererar dess rörelse (arbetstrycket för ett individuellt värmesystem med tvångscirkulation är 1-1,5 atm, max är 2 atm). Vissa modeller av pumpar har en inbyggd elektrisk drivning. Sådana enheter kan installeras direkt i röret, de kallas också "våta", och det finns enheter av "torr" typ. De skiljer sig endast i installationsreglerna.

På installation av alla typer av cirkulationspumpar en installation med bypass och två kulventiler är önskvärt, vilket gör att pumpen kan tas bort för reparation/byte utan att systemet stängs av.

Det är bättre att ansluta pumpen med en bypass - så att den kan repareras / bytas ut utan att förstöra systemet

Installationen av en cirkulationspump låter dig justera hastigheten på kylvätskan som rör sig genom rören. Ju mer aktivt kylvätskan rör sig, desto mer värme bär den, vilket gör att rummet värms upp snabbare. Efter att den inställda temperaturen har uppnåtts (antingen uppvärmningsgraden av kylvätskan eller luften i rummet övervakas, beroende på pannans kapacitet och / eller inställningar), ändras uppgiften - det krävs för att bibehålla den inställda temperaturen och flödeshastigheten minskar.

För ett värmesystem med tvångscirkulation räcker det inte att bestämma typen av pump

Det är viktigt att beräkna dess prestanda. För att göra detta måste du först och främst känna till värmeförlusten för lokalerna / byggnaderna som kommer att värmas upp

De bestäms utifrån förluster under den kallaste veckan. I Ryssland är de normaliserade och installerade av allmännyttiga företag. De rekommenderar att du använder följande värden:

• för en- och tvåvåningshus är förlusterna vid den lägsta säsongstemperaturen på -25 ° C 173 W / m 2. vid -30 ° C är förlusterna 177 W / m 2;
• flervåningsbyggnader förlorar från 97 W / m 2 till 101 W / m 2.

Baserat på vissa värmeförluster (betecknade med Q), kan du hitta pumpeffekten med formeln:

c är kylvätskans specifika värmekapacitet (1,16 för vatten eller annat värde från de medföljande dokumenten för frostskyddsmedel);

Dt är temperaturskillnaden mellan framledning och retur. Denna parameter beror på typ av system och är: 20 o C för konventionella system, 10 o C för lågtemperatursystem och 5 o C för golvvärmesystem.

Det resulterande värdet måste omvandlas till prestanda, för vilket det måste delas med kylvätskans densitet vid driftstemperatur.

I princip, när man väljer pumpkraft för tvångscirkulation av uppvärmning, är det möjligt att styras av genomsnittliga normer:

• med system som värmer ett område upp till 250 m 2. använd enheter med en kapacitet på 3,5 m 3 / h och ett huvudtryck på 0,4 atm;
• för ett område från 250m 2 till 350m 2 krävs en effekt på 4-4,5m 3 / h och ett tryck på 0,6 atm;
• pumpar med en kapacitet på 11 m 3 / h och ett tryck på 0,8 atm installeras i värmesystem för ett område från 350 m2 till 800 m2.

Men du måste ta hänsyn till att ju sämre huset är isolerat, desto större kraft kan utrustningen (panna och pump) krävas och vice versa - i ett välisolerat hus, hälften av de angivna värdena \u200b kan krävas. Dessa data är genomsnittliga. Detsamma kan sägas om trycket som skapas av pumpen: ju smalare rören är och ju grovare deras inre yta (ju högre systemets hydrauliska motstånd), desto högre bör trycket vara. Fullständig beräkning är en komplex och trist process som tar hänsyn till många parametrar:

Pannans kraft beror på området för det uppvärmda rummet och värmeförlusten.

• motstånd hos rör och rördelar (läs hur du väljer diameter på värmerör här);
• rörledningslängd och kylvätskedensitet;
• antal, område och typ av fönster och dörrar;
• materialet från vilket väggarna är gjorda, deras isolering;
• väggtjocklek och isolering;
• närvaron / frånvaron av en källare, källare, vind, såväl som graden av deras isolering;
• typ av tak, sammansättning av taktårtan m.m.

I allmänhet är värmeteknisk beräkning en av de svåraste på området. Så om du vill veta exakt vilken effekt du behöver en pump i systemet, beställ en beräkning från en specialist. Om inte, välj baserat på genomsnittliga data, justera dem i en eller annan riktning, beroende på din situation. Det är bara nödvändigt att ta hänsyn till att vid en otillräckligt hög rörelsehastighet för kylvätskan är systemet mycket bullrigt. Därför är det i det här fallet bättre att ta en kraftfullare enhet - strömförbrukningen är liten och systemet blir mer effektivt.

Tvårörsschema för värmesystem

I tvårörsscheman tillförs den varma kylvätskan till kylaren och den kylda kylvätskan avlägsnas från kylaren genom två olika rörledningar i värmesystemen.

Det finns flera alternativ för tvårörsscheman: klassisk eller standard, passerande, fläkt eller beam.

Tvårörs klassiska ledningar

Det klassiska tvårörs kopplingsschemat för värmesystemet.

I det klassiska schemat är rörelseriktningen för kylvätskan i tillförselledningen motsatt till rörelsen i returröret. Detta system är vanligast i moderna värmesystem, både i flervåningsbyggnader och i privata byggnader. Tvårörsschemat gör att du kan fördela kylvätskan jämnt mellan radiatorerna utan temperaturförlust och effektivt reglera värmeöverföringen i varje rum, inklusive automatiskt genom att använda termostatventiler med installerade termiska huvuden.

En sådan anordning har ett tvårörsvärmesystem i en flervåningsbyggnad.

Godkänt schema eller "Tichelman loop"

Tillhörande kopplingsschema för värme.

Det tillhörande schemat är en variant av det klassiska schemat med skillnaden att rörelseriktningen för kylvätskan i tillförsel och retur är densamma. Detta schema används i värmesystem med långa och avlägsna grenar. Användningen av ett passerschema gör att du kan minska grenens hydrauliska motstånd och jämnt fördela kylvätskan över alla radiatorer.

Fläkt (stråle)

Fläkt- eller balkschemat används i flervåningsbyggande för lägenhetsuppvärmning med möjlighet till installation i varje lägenhet värmemätare (värmemätare) och i privat bostadsbyggande i system med golv-för-våning-rör. Med ett fläktformat schema i en flervåningsbyggnad installeras en kollektor på varje våning med utgångar till alla lägenheter i en separat rörledning och en installerad värmemätare.Detta gör att varje lägenhetsägare kan ta hänsyn till och betala endast för den värme som förbrukas av honom.

fläkt eller strålningsvärmesystem.

I ett privat hus används ett fläktmönster för golvfördelning av rörledningar och för strålanslutningen av varje radiator till en gemensam kollektor, det vill säga ett separat tillförsel- och returrör från kollektorn är anslutet till varje radiator. Denna anslutningsmetod gör att du kan fördela kylvätskan så jämnt som möjligt över radiatorerna och minska de hydrauliska förlusterna av alla element i värmesystemet.

Vad är värmesystemet gjort av?

Från själva namnet - ett vattenvärmesystem, blir det tydligt att vatten behövs för dess drift. I det här fallet är det ett kylmedel som ständigt cirkulerar i en sluten slinga. Vatten värms upp i en speciell panna, och sedan - genom rör, levereras det till huvudvärmeelementet, som kan vara ett "varmt golv" -system eller radiatorer.

Naturligtvis, för bättre, säkrare och mer ekonomisk drift av systemet, kan du använda ett stort antal extrautrustning. Men det enklaste vattenvärmesystemet ser ut så här:

Huvudelementen i värmesystemet

Värmesystem kan skilja sig beroende på principen för kylvätskecirkulation:

• vattenuppvärmning med forcerad cirkulation;
• med naturliga.

Naturligt cirkulationssystem

Ett system med naturlig cirkulation är ett perfekt exempel på människans användning av fysikens elementära lagar. Principen för dess funktion är faktiskt enkel - rörelsen av kylvätskan i rören uppstår på grund av skillnaden i densiteten av kallt och varmt vatten.

Värmesystem med naturlig cirkulation

Det vill säga att kylvätskan som värms upp i pannan blir lättare, dess densitet minskar. Varmvatten förskjuts från pannan genom att den kalla kylvätskan kommer in i den och rusar lätt upp det centrala stigröret. Och från det - till radiatorerna. Där avger kylvätskan sin värme, svalnar och, efter att ha återvunnit sin tidigare tyngd och täthet, återvänder den tillbaka genom returrören till värmepannan - och förskjuter en ny del av det varma kylvätskan från den. Och denna cykel upprepar sig i det oändliga.

För att självständigt skapa ett vattenvärmesystem med naturlig cirkulation av kylvätskan är det viktigt att komma ihåg några enkla regler. Först och främst bör du välja rör med den mest lämpliga diametern för att skapa en central stigare, och dessutom observera den erforderliga lutningsvinkeln när du lägger rör. Det naturliga cirkulationssystemet har emellertid också flera betydande nackdelar.

Först av allt, behovet av att använda tungmetallrör (svårigheter uppstår under installationen). Dessutom utesluter ett sådant system möjligheten att reglera uppvärmningsnivån för varje enskilt rum. En annan nackdel med systemet kan kallas hög bränsleförbrukning.

Det naturliga cirkulationssystemet har emellertid också flera betydande nackdelar. Först av allt, behovet av att använda tungmetallrör (svårigheter uppstår under installationen). Dessutom utesluter ett sådant system möjligheten att reglera uppvärmningsnivån för varje enskilt rum. En annan nackdel med systemet kan kallas hög bränsleförbrukning.

System med forcerad cirkulation av kylvätskan

Värmesystem med forcerad cirkulation av kylvätskan

En utmärkande egenskap hos denna typ av system är det obligatoriska tillägget av en cirkulationspump. Det är han som bidrar till kylvätskans rörelse genom rören. Systemdiagrammet ser ut så här:

En av de främsta fördelarna med ett tvångscirkulationssystem är att sådan vattenuppvärmning från el gör det möjligt att kontrollera trycknivån i varje radiator genom speciella ventiler - sålunda styrs även uppvärmningsnivån i rummet. Detta faktum gör det i viss mån möjligt att minska mängden bränsle som används för att värma kylvätskan.

Nackdelen med systemet är dess energiberoende. I händelse av att strömstörningar eller strömavbrott är möjliga i ditt hem, skulle den rimligaste lösningen vara att använda ett kombinerat system som kombinerar påtvingad och naturlig cirkulation av kylvätskan.

Installation av värmesystem

Det mest praktiska är skapandet av ett tvårörsvärmesystem i huset. Den består av två kombinerade kretsar, längs den ena (tillförselrör) en varm kylvätska rör sig till radiatorerna. Och det kylda vattnet från kylaren går tillbaka till pannan genom den andra kretsen - returrören.

Kylvätskans rörelse i värmesystemet

Ett tvårörs cirkulationsvärmesystem är en utmärkt lösning för alla privata hem. Det låter dig ansluta speciella termostater som låter dig styra graden av uppvärmning på varje enskild radiator. Systemet kan kompletteras med speciella uppsamlare, vilket gör det ännu mer effektivt.

Typer av pannor och andra varmvattenberedare

Effektiviteten av uppvärmning i ett privat hus beror på installationen som värmer arbetsvätskan (vatten).En korrekt vald enhet genererar den mängd värme som krävs för radiatorer och en indirekt värmepanna (om någon), vilket sparar energi.

Autonoma vattensystem kan drivas av:

• en varmvattenpanna som använder ett visst bränsle - naturgas, ved, kol, dieselbränsle;
• elpanna;
• vedeldade kaminer med en vattenkrets (metall eller tegelsten);
• värmepump.

Oftast används pannor för att organisera uppvärmning i stugor - gas, el och fast bränsle. De senare tillverkas endast i golvversionen, resten av värmegeneratorerna - vägg och stationära. Dieselenheter används mindre ofta, anledningen är det höga bränslepriset. Hur man väljer rätt tappvarmvattenpanna diskuteras i en detaljerad guide.

Spisvärme kombinerat med vattenregister eller moderna radiatorer är en bra lösning för stuguppvärmning, ett garage och ett litet bostadshus med en yta på 50-100 m². Nackdel - värmeväxlaren placerad inuti kaminen värmer vattnet okontrollerat

För att undvika kokning är det viktigt att säkerställa forcerad cirkulation i systemet

Modernt gravitationssystem utan pumpaggregat, drivs av tegelugns vattenkrets

Värmepumpar används inte i stor utsträckning i länderna i fd Sovjetunionen. Anledningarna:

• huvudproblemet är den höga kostnaden för utrustning;
• på grund av det kalla klimatet är luft-till-vatten-enheter helt enkelt ineffektiva;
• geotermiska system "land - vatten" är svåra att installera;
• elektroniska enheter och kompressorer av värmepumpar är mycket dyra att reparera och underhålla.

På grund av det höga priset överstiger återbetalningstiden för enheterna 15 år.Men effektiviteten hos installationer (3-4 kW värme per 1 kilowatt förbrukad el) lockar hantverkare som försöker montera hemmagjorda analoger från gamla luftkonditioneringsapparater.

Hur man gör den enklaste versionen av en värmepump med egna händer, se videon: