Zavádzanie moderných technológií viedlo k postupnej výmene gravitačných vykurovacích systémov. Nové typy vykurovania priestorov sú efektívnejšie a vyžadujú nižšie náklady v chladnom období. Prečo sú potom gravitačné systémy stále inštalované v moderných súkromných domoch? Odpoveď na túto otázku je jednoduchá: majú veľkú spoľahlivosť založenú na pochopení fyzikálnych zákonov, ako aj energetickej nezávislosti od zdrojov elektrického prúdu.
Na akom princípe funguje gravitačný vykurovací systém
Gravitačný ohrev sa tiež nazýva systém s prirodzenou cirkuláciou. Na vykurovanie domov sa využíva už od polovice minulého storočia. Obyčajní ľudia tomuto spôsobu spočiatku nedôverovali, no vidiac jeho bezpečnosť a praktickosť, postupne začali nahrádzať murované kachle na ohrev vody.
Potom s príchodom kotlov na tuhé palivápotreba objemných pecí úplne zmizla. Gravitačný vykurovací systém funguje na jednoduchom princípe. Voda v bojleri sa ohrieva a jej merná hmotnosť je menej studená. V dôsledku toho stúpa pozdĺž vertikálneho stúpača do najvyššieho bodu systému. Potom sa chladiaca voda začne pohybovať smerom nadol a čím viac sa ochladzuje, tým väčšia je rýchlosť jej pohybu. V potrubí sa vytvára prúd smerujúci do najnižšieho bodu. Tento bod je spätné potrubie inštalované v kotle.
Pri pohybe zhora nadol voda prechádza cez radiátory a zanecháva časť tepla v miestnosti. Obehové čerpadlo sa nezúčastňuje na procese pohybu chladiacej kvapaliny, vďaka čomu je tento systém nezávislý. Výpadku elektriny sa preto nebojí.
Výpočet gravitačného vykurovacieho systému sa robí s prihliadnutím na tepelné straty domu. Vypočíta sa požadovaný výkon vykurovacích zariadení a na tomto základe sa vyberie kotol. Malo by mať výkonovú rezervu jeden a pol krát.
Popis schémy
Aby takéto vykurovanie fungovalo, musia byť správne zvolené pomery rúr, ich priemery a uhly sklonu. Okrem toho sa v tomto systéme nepoužívajú niektoré typy radiátorov.
Pozrime sa, z akých prvkov pozostáva celá štruktúra:
- Kotol na tuhé palivo. Vstup vody do nej by mal byť v najnižšom bode systému. Teoreticky môže byť kotol aj elektrický alebo plynový, ale v praxi pre takéto systémy nie súpoužiť.
- Vertikálna stúpačka. Jeho spodok je napojený na prívod kotla a vrch sa rozvetvuje. Jedna časť je pripojená k prívodnému potrubiu a druhá k expanznej nádrži.
- Expanzná nádrž. Naleje sa do nej prebytočná voda, ktorá vzniká pri expanzii zohrievaním.
- Zásobovacie potrubie. Aby systém gravitačného ohrevu vody fungoval efektívne, musí mať potrubie sklon smerom dole. Jeho hodnota je 1-3%. To znamená, že na 1 meter potrubia by mal byť rozdiel 1-3 centimetre. Okrem toho by sa priemer potrubia mal zmenšiť, keď sa pohybuje smerom od kotla. Na tento účel sa používajú rúry rôznych častí.
- Vykurovacie zariadenia. Inštalujú sa buď veľkopriemerové rúry alebo liatinové radiátory M 140. Moderné bimetalové a hliníkové radiátory sa neodporúčajú. Majú malú prietokovú plochu. A keďže tlak v gravitačnom vykurovacom systéme je malý, je ťažšie pretlačiť chladiacu kvapalinu cez takéto vykurovacie zariadenia. Prietok sa zníži.
- Spätné potrubie. Rovnako ako prívodné potrubie má sklon, ktorý umožňuje vode voľne prúdiť smerom ku kotlu.
- Žeriavy na vypúšťanie a odber vody. Vypúšťací kohút je inštalovaný v najnižšom bode, priamo vedľa kotla. Kohútik na prívod vody sa vykonáva tam, kde je to vhodné. Najčastejšie je to miesto blízko potrubia, ktoré sa pripája k systému.
Výhody systému
Najzákladnejšou výhodou gravitačného vykurovacieho systému je jeho úplná autonómia. Kvôli jednoduchostijeho prvky nevyžadujú elektrickú energiu. Jeho ďalším plusom je spoľahlivosť, pretože čím je systém jednoduchší, tým menej údržby vyžaduje. Je potrebné poznamenať, že nižší tlak v gravitačnom vykurovacom systéme je menej nebezpečný.
Chyby
Zástancovia uzavretých systémov uvádzajú množstvo nevýhod gravitačného vykurovania. Mnohé z nich vyzerajú pritiahnuté za vlasy, no aj tak si ich poďme vymenovať:
- Škaredý vzhľad. Prívodné potrubie veľkého priemeru vedie pod stropom a narúša estetiku miestnosti.
- Ťažkosti pri inštalácii. Tu hovoríme o tom, že prívodné a výtlačné potrubia menia svoj priemer v krokoch v závislosti od počtu vykurovacích zariadení. Okrem toho je gravitačný vykurovací systém súkromného domu vyrobený z oceľových rúr, ktorých inštalácia je náročnejšia.
- Nízka účinnosť. Verí sa, že vnútorné vykurovanie je ekonomickejšie, ale existujú dobre navrhnuté systémy s prirodzenou cirkuláciou, ktoré fungujú rovnako dobre.
- Obmedzená vykurovacia plocha. Gravitačný systém funguje dobre na plochách do 200 metrov štvorcových. metrov.
- Obmedzený počet podlaží. Takéto vykurovanie nie je inštalované v domoch nad dvoma poschodiami.
Okrem vyššie uvedeného má gravitačné zásobovanie teplom maximálne 2 okruhy, zatiaľ čo moderné domy majú často niekoľko okruhov.
Rozdiely v prevádzke kotla na tuhé palivo
Srdcom každého vykurovacieho systému je kotol. Aj keď je možné nainštalovaťrovnaké modely, práca s iným typom vykurovania bude iná. Pre normálnu prevádzku kotla musí byť teplota vodného plášťa minimálne 55 °C. Ak je teplota nižšia, potom bude v tomto prípade kotol vo vnútri pokrytý dechtom a sadzami, v dôsledku čoho sa jeho účinnosť zníži. Bude potrebné ho neustále čistiť.
Aby sa tomu zabránilo, je v uzavretom systéme na výstupe z kotla nainštalovaný trojcestný ventil, ktorý poháňa chladiacu kvapalinu v malom kruhu, obchádzajúc ohrievače, kým sa kotol nezohreje. Ak teplota začne presahovať 55 °C, potom sa v tomto prípade ventil otvorí a voda sa zmieša do veľkého kruhu.
Pre samospádový vykurovací systém nie je potrebný trojcestný ventil. Faktom je, že tu k cirkulácii nedochádza kvôli čerpadlu, ale kvôli ohrevu vody, a kým sa nezahreje na vysokú teplotu, pohyb sa nezačne. Pec kotla v tomto prípade zostáva neustále čistá. Nie je potrebný trojcestný ventil, čo znižuje náklady a zjednodušuje systém a pridáva k jeho výhodám.
Bezpečnosť vykurovania
Ako je uvedené vyššie, tlak v uzavretom systéme je väčší ako v gravitačnom. Preto k bezpečnosti pristupujú inak. Pri uzavretom ohreve je expanzia chladiacej kvapaliny kompenzovaná v expanznej nádrži s membránou.
Je plne utesnený a nastaviteľný. Po prekročení maximálneho povoleného tlaku v systéme ide prebytočná chladiaca kvapalina, ktorá prekonáva odpor membrány, do nádrže.
Gravitný ohrev sa nazýva otvorený kvôli netesnej expanznej nádrži. Môžete nainštalovať membránovú nádrž a vytvoriť uzavretý gravitačný vykurovací systém, ale jeho účinnosť bude oveľa nižšia, pretože sa zvýši hydraulický odpor.
Objem expanznej nádoby závisí od množstva vody. Na výpočet sa vezme jeho objem a vynásobí sa koeficientom rozťažnosti, ktorý závisí od teploty. Pridajte 30 % k výsledku.
Koeficient sa vyberá podľa maximálnej teploty, ktorú voda dosiahne.
Preťaženie vzduchu a ako sa s ním vysporiadať
Pre normálnu prevádzku vykurovania je potrebné, aby bol systém úplne naplnený chladiacou kvapalinou. Prítomnosť vzduchu je prísne zakázaná. Môže vytvoriť blokádu, ktorá bráni prechodu vody. V tomto prípade bude teplota vodného plášťa kotla veľmi odlišná od teploty ohrievačov. Na odstránenie vzduchu sú namontované vzduchové ventily, kohútiky Mayevsky. Inštalujú sa v hornej časti vykurovacích zariadení, ako aj v horných častiach systému.
Ak má však gravitačné vykurovanie správny sklon vstupného a výstupného potrubia, nie sú potrebné žiadne ventily. Vzduch v naklonenom potrubí bude voľne stúpať do hornej časti systému a tam, ako viete, je otvorená expanzná nádrž. Pridáva tiež výhodu otvoreného vykurovania znížením množstva nepotrebných položiek.
Je možné namontovať systém z polypropylénupotrubia
Ľudia, ktorí si vykurovanie vyrábajú svojpomocne, často premýšľajú o tom, či je možné vyrobiť gravitačný vykurovací systém z polypropylénu. Koniec koncov, plastové rúry sa ľahšie montujú. Neexistujú žiadne drahé zváracie práce a oceľové rúry a polypropylén odoláva vysokým teplotám. Môžete odpovedať, že takéto vykurovanie bude fungovať. Aspoň na chvíľu. Potom začne účinnosť klesať. Aky je dôvod? Ide o sklony prívodných a výtlačných potrubí, ktoré zabezpečujú gravitačný tok vody.
Polypropylén má väčšiu lineárnu rozťažnosť ako oceľové rúry. Po opakovaných cykloch vykurovania horúcou vodou sa plastové rúry začnú prehýbať, čím sa poruší požadovaný sklon. V dôsledku toho sa prietok, ak sa nezastaví, výrazne zníži a budete musieť premýšľať o inštalácii obehového čerpadla.
Ťažkosti pri inštalácii gravitačného systému v dvojposchodovom dome
Systém gravitačného vykurovania dvojposchodového domu môže tiež fungovať efektívne. Jeho inštalácia je však oveľa náročnejšia ako pri jednoposchodovom. Je to spôsobené tým, že nie vždy sa vyrábajú podkrovné strechy. Ak je druhé poschodie podkrovie, vyvstáva otázka: kam umiestniť expanznú nádrž, pretože by mala byť úplne hore?
Druhým problémom, ktorému budete musieť čeliť, je, že okná prvého a druhého poschodia nie sú vždy na rovnakej osi, preto horné batérie nie je možné spojiť so spodnými položením rúr v najkratšom spôsobom. To znamená, že budú musieť byť vykonané ďalšie otáčky a zákruty, ktoré zvýšia hydraulikuodpor v systéme.
Tretím problémom je zakrivenie strechy, ktoré môže sťažiť udržiavanie správnych sklonov.
Tipy na inštaláciu samospádového vykurovania v dvojposchodovom dome
Väčšinu týchto problémov je možné vyriešiť vo fáze projektovania domu. Existuje aj malé tajomstvo, ako zvýšiť účinnosť vykurovania dvojpodlažného domu. Výstupné potrubie radiátorov inštalovaných na druhom poschodí je potrebné napojiť priamo na spätné potrubie prvého poschodia, nie spätné potrubie na druhom poschodí.
Ďalším trikom je vyrobiť prívodné a spätné potrubie z rúr veľkých priemerov. Nie menej ako 50 mm.
Potrebujem čerpadlo v samospádovom vykurovacom systéme?
Niekedy existuje možnosť, keď bolo kúrenie nainštalované nesprávne a rozdiel medzi teplotou plášťa kotla a spiatočky je veľmi veľký. Horúca chladiaca kvapalina, ktorá nemá dostatočný tlak v potrubiach, sa ochladí pred dosiahnutím posledných vykurovacích zariadení. Prestavať všetko je náročná práca. Ako vyriešiť problém s minimálnymi nákladmi? Pomôcť môže inštalácia obehového čerpadla do gravitačného vykurovacieho systému. Pre tieto účely je vyrobený obtok, do ktorého je zabudované nízkoenergetické čerpadlo.
Vysoký výkon nie je potrebný, pretože pri otvorenom systéme sa v stúpačke opúšťajúcej kotol vytvára dodatočný tlak. Aby bola ponechaná možnosť práce bez elektriny, je potrebný bypass. Inštaluje sa na spiatočke pred kotlom.
Ako získať viacúčinnosť
Zdalo by sa, že systém s prirodzenou cirkuláciou je už dovedený k dokonalosti a nedá sa vymyslieť nič na zvýšenie účinnosti, ale nie je. Pohodlie jeho používania môžete výrazne zvýšiť zvýšením času medzi požiarmi kotla. Aby ste to dosiahli, musíte nainštalovať kotol s vyšším výkonom, ako je potrebný na vykurovanie, a odviesť prebytočné teplo do tepelného akumulátora.
Táto metóda funguje aj bez použitia obehového čerpadla. Horúca chladiaca kvapalina totiž môže stúpať aj stúpačkou z tepelného akumulátora v čase, keď v kotle dohorí palivové drevo.
