Každý pozná prírodný výber, a to platí aj v súvislosti s mnohými vynálezmi ľudstva. Postupom času niečo podobné prejdú aj oni. Niektoré technológie sa potopia do priepasti a zostanú navždy zabudnuté, zatiaľ čo iné sa stanú klasikou, ktorá je nesmrteľná a mimo konkurencie. Pokiaľ ide o druhý, patrí sem aj vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou (CO s EC). Napriek dostupnosti pokročilejších a funkčnejších riešení je táto technológia stále žiadaná, úspešne prešla skúškou časom.
Vlastnosti prirodzeného obehu
Tento systém má iné názvy: termosifón, gravitácia, gravitácia.
Zahŕňa niekoľko komponentov:
- Generátor tepla (kotol, kachle alebo krb s vodoukošeľa).
- Uzavretá slučka - potrubia, radiátory naplnené kvapalným nosičom tepla (voda, olej, nemrznúca zmes).
- Expanzná nádrž.
- Uzatváracie a regulačné ventily.
- Nástroje.
Zahriata chladiaca kvapalina z pece alebo kotla sa pohybuje v uzavretom okruhu a ohrieva radiátory. A tie zasa odovzdávajú energiu okolitému vzduchu v miestnosti. Hlavnou črtou tohto systému je špeciálny spôsob, ktorý zabezpečuje pohyb chladiacej kvapaliny.
Pre obyvateľov bytových domov je to výrazne jednoduchšie, keďže v bytoch je zavedené ústredné kúrenie. Vlastníci súkromných nehnuteľností si musia svojpomocne zriadiť ohrev vody s prirodzenou cirkuláciou pre svoje domy. Ako však daný systém funguje? Toto je popísané nižšie.
Princíp fungovania
Ako vieme zo školy, ak sa médium zahreje, jeho objem sa zväčší podľa známych fyzikálnych zákonov. Navyše zo strany chladnejšej oblasti na ňu začína pôsobiť Archimedova sila, ktorá ju núti stúpať.
Tento jav má aj svoj vlastný názov – konvekcia. Je to tá, ktorá pôsobí ako "hnacia jednotka" chladiacej kvapaliny, kde sa objavuje pojem "prirodzená cirkulácia". A keďže konvekcia úzko súvisí s gravitáciou, systém sa nazýva aj gravitačný.
Výkon konvekčného toku do značnej miery závisí od teplotného rozdielu medzi chladivom ohriatym v kotle alebo peci a v oblasti vstupujúceho média (spiatočka). Ako môžeš pochopiťčerpanie pracovného média sa vykonáva bez použitia čerpadla. A to znamená, že vykurovací systém jednoposchodového domu s prirodzenou cirkuláciou nepotrebuje elektrinu, to znamená, že je energeticky nezávislý. A keďže tu nie je žiadny elektrický spotrebič, úspory sú zrejmé.
Inými slovami, pri zahriatí voda (zvyčajne sa používa ako nosič tepla) stráca svoju hustotu a stúpa pozdĺž centrálnej stúpačky, tlačená studeným prúdom, ktorý sa vracia do kotla. Potom sa horúca voda posiela do radiátorov cez prívodné potrubie. Vydáva teplo, ochladzuje sa a gravitáciou sa vracia späť do generátora tepla (spiatočka) a cyklus sa nespočetnekrát opakuje.
Okrem toho, keďže tam nie je žiadne čerpadlo, nebude tam ani pretlak. Preto ako expanzná nádoba postačí otvorená nádoba. Jeho prítomnosť je spôsobená skutočnosťou, že vo vykurovacom systéme je udržiavaný konštantný tlak.
Významné faktory
Čo však ovplyvňuje rýchlosť vody v systéme vykurovania s prirodzenou cirkuláciou jednoposchodového domu? Zvyčajne je to spôsobené nasledujúcimi faktormi:
- Hodnota cirkulačného tlaku – čím viac, tým lepšie.
- Priemer potrubia – malý úsek vytvorí väčší odpor voči prúdeniu vody ako väčší priemer. V tomto ohľade sú rozmery pre vedenie zvyčajne od 32 do 40 mm.
- Materiál na výrobu potrubí – moderné polypropylénové riešenia sú menejodpor v porovnaní s kovovými rúrkami.
- Obrysové zákruty – ideálne, keď je potrubie rovné.
- Počet armatúr, adaptérov, prídržných podložiek – tu existujú obmedzenia, pretože každý ventil znižuje stupeň tlaku.
Pre vytvorenie optimálneho tlaku vo vykurovacom systéme s EC musí byť kotol umiestnený čo najnižšie pod okruhovým systémom. Spravidla ide o suterén. Z pochopiteľných dôvodov je expanzná nádrž inštalovaná čo najvyššie a vo väčšine prípadov je umiestnená v podkroví.
Treba si uvedomiť, že vykurovací systém domu s prirodzenou cirkuláciou má inertný charakter, čo znamená, že prúdi pomerne pomaly. Čas od zapálenia kotla po úplnú stabilizáciu teplotného režimu trvá niekoľko hodín.
Možnosti chladiacej kvapaliny
Spravidla sa ako chladivo používa voda alebo nemrznúca zmes. Ale keďže tento má vyššiu hustotu a nízky prenos tepla, jeho zahriatie, a teda aj paliva, zaberie oveľa viac času. V tomto ohľade je oveľa výhodnejšie používať vodu.
Okrem toho, keď sa nemrznúca zmes zahreje, oveľa viac expanduje. Výsledkom je, že pri výbere tejto chladiacej kvapaliny musí byť expanzná nádrž ešte väčšia ako pri vode.
Výhody EC vykurovacieho systému
Hlavné výhody domáceho vykurovania s prirodzenou cirkuláciou sú:
- Efekt nízkej cenyžiadne drahé obehové čerpadlo.
- Žiadny hluk. Aj tie najmodernejšie čerpadlá produkujú tichý hukot - cez deň ho nepočuť na pozadí okolitého hluku, no v noci ho počuť, čo spôsobuje nepohodlie.
- Poruchy čerpadla spôsobujú dodatočné náklady.
- Počet porúch je minimálny - prakticky sa tu nedá nič rozbiť, okrem kotla. Úniky sú zriedkavé a môžete ich ľahko opraviť sami.
Hlavná výhoda EC vykurovacieho systému však spočíva práve v jeho energetickej nezávislosti. V oblastiach, kde dochádza k neustálym výpadkom prúdu, je to najlepšia možnosť.
Zjavné nevýhody
Áno, a takýto zdanlivo dokonalý vykurovací systém jednoposchodového domu s prirodzenou cirkuláciou, fungujúci podľa všetkých fyzikálnych zákonov, má množstvo nevýhod.
Zjavné nevýhody zahŕňajú:
- Krátky dosah chladiacej kvapaliny.
- Neschopnosť regulovať teplotu v každej miestnosti zvlášť.
- Voda cirkuluje okruhom pod miernym tlakom, čo spôsobuje citeľný pokles teploty - čím ďalej je radiátor od kotla, tým je nižšia.
- Dlhý čas na to, aby systém prešiel do režimu plnej prevádzky.
- Keďže je expanzná nádrž umiestnená v studenej podkrovnej miestnosti (ktorá často nie je vykurovaná), existuje možnosť zamrznutia chladiacej kvapaliny.
Napriek všetkým týmto nevýhodámvykurovanie s EC je stále aktuálne. Možno je to spôsobené tým, že pre mnohých ľudí výhody prevažujú nad všetkými vyššie uvedenými nevýhodami.
Rôzne vykurovacie okruhy
Systém ohrevu vody s prirodzenou cirkuláciou môže byť vyrobený podľa jednej z niekoľkých schém:
- one-pipe;
- two-pipe;
- beam.
V tomto prípade všeobecné parametre ako dĺžka okruhu, počet batérií a množstvo ďalších nehrajú zvláštnu rolu. Môže však existovať oveľa viac špecifických schém. Nižšie však zvážime len tie najjednoduchšie z nich.
Jednorúrkové vedenie
Toto je najjednoduchšia schéma, kde sa jedno potrubie používa na prívod vody do radiátorov. V niektorých prípadoch sa však bez nich zaobídete, keďže teplo zabezpečuje samotná plocha potrubí.
Ak schéma stále predpokladá prítomnosť radiátorov, potom je potrebné vykonať správne výpočty pre počet batérií (sekcií). Optimálne množstvo nie je väčšie ako 5. Koniec koncov, keď voda prechádza každým bodom, ochladzuje sa. Okrem toho by sa vo vykurovacom systéme v súkromnom dome s prirodzenou cirkuláciou malo používať čo najmenej uzatváracích ventilov. Zároveň nie je potrebné výrazne zmenšovať dĺžku samotného obrysu.
Ideálnou možnosťou je v tomto prípade diagonálne usporiadanie. Inými slovami, chladiaca kvapalina vstúpi do radiátorov zhora a presmeruje sa do každého bodu. Po poslednej batérii sa ochladená voda vráti späťkotla cez výstupné potrubie nazývané spätné potrubie. Zároveň je celé potrubie rovnaké, čo je vlastne celá podstata jednorúrkového vedenia.
Dvojrúrkový systém
Táto schéma je trochu komplikovanejšia, no má aj svoje výhody. Tu je horúca chladiaca kvapalina vedená cez batérie jedným potrubím a v ochladenom stave sa vracia do kotla cez ďalšie potrubie. Výsledkom je zlepšenie účinnosti prenosu tepla z batérií pripojených k jednej horizontálnej nohe. Prívodné vedenie spravidla vedie pozdĺž stropu alebo je umiestnené v podkroví. Pokiaľ ide o spätné vedenie, je nad podlahou.
Napriek zjavnej výhode jednej linky (minimum materiálov, teda minimálne náklady) bude dvojrúrkový vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou dvojposchodového domu (alebo jednoposchodového) stále najlepším riešením. Navyše je rozdelený na dve vetvy s rovnakým počtom radiátorov.
Zároveň každá batéria dostáva chladiacu kvapalinu s rovnakou teplotou, čo je už plus a veľmi dôležité! Navyše je možné ho automaticky regulovať, keďže zariadenia na sebe nie sú závislé. Na základe uvedenej výhody jednorúrkovej schémy vyplýva nevýhoda dvojrúrkového systému - zvýšená spotreba materiálov. To platí najmä pre dvojposchodové domy.
Funkcie lúčovej schémy
V tomto prípade sú vstupné a výstupné vedenia pripojené k špeciálnemu rozdeľovaču. V skutočnosti ide o rozvodný hrebeň, v ktorom je každý výstup vybavený tlmivkou. Avšak pre každú batériudve rúrky sú dodávané.
Súdiac z hľadiska regulácie teploty je takýto vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou najvhodnejší. Inštalačné práce sú tu zároveň komplikovanejšie, pretože sa používa príliš veľa potrubí. Preto, aby sa nepokazil vzhľad miestnosti, sú odstránené na podlahu alebo schované za falošnými stenami. A to už vedie k výraznému zvýšeniu nákladov na prácu.
Funkcie budovania CO s EC
Keďže prevádzka CO s EC je založená na prírodných fyzikálnych zákonoch (vykurované prostredie vytvára vzostupný prúd), batérie musia byť umiestnené nad úrovňou kotla. Optimálne umiestnenie je suterén alebo suterén. Ak nie je k dispozícii ani jedno, ani druhé, potom sa v podlahe vytvorí výklenok vhodnej veľkosti na inštaláciu generátora tepla.
A to platí nielen pre súkromný dom, ale aj pre byty s autonómnym vykurovaním. Malá časť podlahy sa odreže spolu s poterom, aby bolo možné priamo na podlahovú dosku umiestniť vykurovací kotol s prirodzenou cirkuláciou.
Pre lepšiu prirodzenú cirkuláciu chladiacej kvapaliny je potrebný urýchľovací kolektor alebo vertikálna časť potrubia, ktorá vychádza z kotla a stúpa až po strop. Následne sa priestory spúšťajú z hlavnej cesty k radiátorom.
Minimálna výška prídavného potrubia musí byť aspoň 1 500 mm, pričom je potrebné mať na pamäti, že medzi horným vedením a stropom musí byť voľný priestorpriestor pre expanznú nádrž. A ako vieme, je to nepostrádateľný prvok celého vykurovacieho systému. Ak má dom nízke stropy, potom sa nádrž jednoducho odstráni do podkrovia a tieto miestnosti je potrebné izolovať. Uzavretý vykurovací systém môžete vytvoriť pomocou membránovej expanznej nádoby, ktorú je možné umiestniť na akékoľvek vhodné miesto.
Za zmienku stojí, že uzavretý vykurovací systém s prirodzenou cirkuláciou má svoje výhody:
- Tepelné straty sú výrazne znížené prostredníctvom expanznej nádoby.
- Uzavretý systém nevyžaduje pravidelné odvzdušňovanie.
- Objem expanznej nádoby je tiež znížený, to isté platí pre tepelnú zotrvačnosť systému.
Ako ste pochopili, prítomnosť druhého poschodia v dome výrazne zvyšuje účinnosť urýchľujúceho kolektora.
Z tohto dôvodu je oveľa jednoduchšie organizovať prirodzenú cirkuláciu chladiacej kvapaliny v dvojposchodovom sídle ako v jednoposchodovom dome.
Pravidlá pre inštaláciu vykurovacieho systému s EC
Ak existuje túžba alebo potreba zorganizovať vykurovací systém s EC, potom by sa malo vziať do úvahy niekoľko pravidiel:
- Horizontálne vetvy potrubí okruhu musia byť nevyhnutne naklonené v smere pohybu chladiacej kvapaliny. Až 10 mm na dlhých vedeniach a až 50 mm na krátkych úsekoch na meter.
- Pri vytváraní vykurovacieho systému s prirodzenou cirkuláciou vlastnými rukami by ste mali použiť všetky možné spôsobyskúste znížiť hydraulický odpor okruhu. Týmto pravidlom by ste sa mali riadiť pri výbere batérií – liatinové radiátory sú najlepšou voľbou pre ich malú vôľu.
- Polymérové rúry majú najnižší stupeň hydraulického odporu. Navyše nezarastajú vodným kameňom. Je však lepšie nepoužívať kovové plastové možnosti, pretože prietoková plocha je vďaka armatúram výrazne znížená. Najlepšou voľbou sú polypropylénové rúry, ich prevádzková teplota je 70 °. Ešte výhodnejšie sú možnosti zosieťovaného polyetylénu – ich teplotný prah je 95 °C.
- Ak sú vo vykurovacom okruhu odbočky, potom sa za každou z nich zvolí priemer potrubia o jednu veľkosť menší. Pre návrat platí opak - veľkosť sa zväčšuje.
Keďže z koncepcie vykurovacieho systému s prirodzenou cirkuláciou vyplýva absencia použitia elektriny, kotol musí byť aj energeticky nezávislý. A takéto modely vyrába veľa výrobcov.
Medzi zahraničné spoločnosti patria Bertta, Stropuva, Buderus. Dobré možnosti však môžu ponúknuť aj ruské spoločnosti - Energia, Ogonyok, Conord.
Záver
Ako vidíte, vykurovací systém s EC chladivom má svoje výhody aj nevýhody. Niekomu sa táto možnosť bude páčiť a bude ju chcieť implementovať. Iní v tom vidia len mínusy. V každom prípade takáto schéma vykurovania s prirodzenou cirkuláciou vyhovuje mnohýmmajitelia domov.
Väčšina z nich zároveň dáva na spätné potrubie obehové čerpadlo na zlepšenie účinnosti vykurovacieho systému. Len tá sa nachádza na obchvate. Takéto opatrenie vám umožňuje preniesť obvod na gravitáciu otvorením špeciálneho kohútika, keď je napájanie vypnuté.
