Systém gravitačního vytápění: Vše, co potřebujete vědět | Články – Stout

Hlavním účelem použití samotížného topného systému jsou časté výpadky proudu. Obyvatelé venkovských oblastí, zejména těch vzdálených od města, preferují ve svých domovech gravitační systém vytápění.

Za prvé, je levnější než systém vytápění s nuceným oběhem.

Za druhé, vyžaduje nižší náklady na údržbu.

Za třetí, v podmínkách výpadků proudu je spolehlivější a odolnější.

Přes zdánlivou jednoduchost je obtížné vypočítat a implementovat gravitační systém. Chyby v návrhu a instalaci vedou k nesprávné funkci nebo dokonce k nefunkčnosti.

Gravitační topný systém soukromého domu zahrnuje ohřev prvků přirozenou cirkulací kapaliny uvnitř potrubí, kde není čerpadlo.

Podívejme se podrobněji na podmínky pro výpočet přirozeného vytápění.

Jak se počítá gravitační systém?

Nejlepším a pravděpodobně jediným kvalitním příkladem využití gravitačního proudění bude jednopodlažní dům o malé ploše.

Předpokladem dobrého provozu gravitačního proudění je přítomnost půdního prostoru. Pro umístění expanzní nádrže je nutné podkroví. Cirkulace probíhá na gravitačním principu. Princip fungování gravitace a pohybu kapaliny tedy spočívá v rozdílu v ohřevu vody.

Ohřátá voda váží méně než studená voda. Voda expanduje a stoupá podél stoupačky, poté se pohybuje horizontálními potrubími „lůžky“, ochlazuje se a klesá dolů.

• Jedna kostka vody zahřátá na teplotu 90 o C váží 965,3 kg.
• Voda o teplotě 80 o C – 971 kg.
• Voda o teplotě 40 o C – 992 kg.
• Ohřátá voda 30 o C – 995 kg.

Tato čísla jsou potřebná pro představu o pohybu chladicí kapaliny. Rozdíl v hmotnosti určuje pohyb chladicí kapaliny.

Ztráta energie a pohyb tekutin

Jaké podmínky jsou nutné pro zajištění cirkulace chladicí kapaliny:

• Pro gravitační proudění určitě potřebujete speciální kotel, vyznačuje se velkými průměry otvorů pro vstupní a výstupní potrubí.
• Přítomnost podkroví, kde je nutné umístit expandér.
• Trubky o průměru 1,5 palce (přibližně 40 mm).
• Středová osa radiátorů musí být výše než středová osa kotle.
• Kotel by měl být umístěn v jímce, přibližně 20-30 cm pod úrovní podlahy. Tato podmínka je nutná, aby „zpátečka“, kde přechází dveře, ležela pod a na úrovni prahu.

Dodržení podmínek znamená žádné energetické ztráty a zajištění bezproblémové cirkulace chladicí kapaliny.

Tlak vody v gravitačním systému se vypočítává pomocí konvenčního kruhového diagramu. Vzestupný tah z kotle prochází podél jedné svislice, celková hmotnost sloupce chladiva s odpovídajícími teplotami. Na druhé svislici je klesající sekce s chladicí vodou a udávanou hmotností sloupu s odpovídající teplotou. To znamená, že rozdíl v hmotnostech obou polovin je požadovaný cirkulační tlak systému.

V tomto případě nepotřebujete znát ani geometrii sítě, ani průměry potrubí, ale pouze rozdíl mezi horním a dolním bodem a teplotní rozdíly podél vertikálních úseků. Znáte-li gravitační tlak, můžete pro něj navrhnout síť, vybrat průměry a vypočítat odpory.

Předpokládá se, že gravitační systém vyžaduje sklon. To však není vždy důležité. Topný systém lze provozovat se sklonem nebo bez něj. K práci dojde v důsledku zahřívání chladicí kapaliny. I když systém samozřejmě funguje lépe se sklonem.

Sklon je důležitý, protože při ultranízkých průtokech potrubím o velkém průměru dochází k tepelnému vrstvení nejen po délce potrubí, ale také podél svislých úseků potrubí. Teplotní rozdíl je patrný již na průřezu ležící trubky.

Při nízkém topném výkonu mezi sezónami je možné, že v horní lavici s protispádem bude studená voda stékat po zpětném spádu zpět do kotle horním přívodním potrubím, aniž by se dostala ani k radiátorům. Ukazuje se, že uvnitř jedné trubky je jakýsi protiproud.

Tento jev je široce známý z provozu radiátorů na 30% výkon, kdy je uzavřen pouze horní kohout v bočním připojení. V tomto případě přes spodní připojení proudí chladicí kapalina dovnitř podél horní poloviny potrubí a studená voda vytéká spodní částí potrubí.

Vlastnosti topného systému s přirozenou cirkulací

Existuje nuance: v takovém systému neexistuje automatická regulace. Pohyb je možné regulovat ručně: přiváděním paliva do plynového kotle. Hořák zhasneme změnou polohy ovládacího knoflíku plynového ventilu. Je-li horká, snižuje se přívod paliva, je-li studená, zvyšuje se přívod plynu. Gravitační proudění „žere“ palivo o řád více než u čerpadla, kde lze teplotu regulovat.

Funkce, které ovlivňují náklady

Gravitační proudění vyžaduje instalaci potrubí s velkým průměrem. Jsou dražší a ne vždy se hodí do interiéru. Navzdory své zdánlivé jednoduchosti bude gravitační proudění dražší než vytápění čerpadlem. Cena je ovlivněna:

• velké průměry potrubí;
• svářečské práce: kvůli přítomnosti velkého počtu zkroucení je to zdroj netěsností a pronájem kompetentního svářeče je drahý;
• velké množství materiálu a složitost práce.

Které trubky použít

Průměr trubek je minimálně 32 mm, ale praktici říkají, že nejlepší je, když je průměr 40 mm. Trubky 50 mm nebudou horší, díky nim bude systém mnohem efektivnější.

Potrubí v místnostech je umístěno otevřeně. To se provádí za účelem zlepšení cirkulace chlazením vody v potrubí a udržení hydrostatického tlaku. Nejlepší volbou jsou kovové trubky. Samy jsou doplňkovým topným tělesem a přenášejí teplo do místnosti.

Kotel, radiátorový expandér

Pro gravitační proudění je nutný speciální kotel, který má svůj hydraulický odpor. Nejlepší možnost:

• Kotel na tuhá paliva na dřevo.
• Podlahový plynový kotel z litiny Proterm Grizzly KLO o výkonu od 65 do 150 kW.

Vlastnosti kotle

Kotel s topným systémem, který není naplněn chladicí kapalinou, nelze uvést do provozu. Chladicí kapalina musí expandovat a zvětšovat svůj objem. Jedná se o takzvané „dýchání“ vody při zahřátí.

Existují dva způsoby, jak zajistit „dýchání“ chladicí kapaliny:

• nainstalujte otevřený expandér v horním bodě – „otevřený“ systém;
• použijte expanzní nádrž membránového typu – „uzavřený“ systém.

Faktorem, který vyrovnává expanzi při otevřeném ohřevu, je sloupec vody před expandérem. Jeho instalace je v horním topném bodě.

Expanzní nádrž

Existují možnosti instalace otevřené expanzní nádrže. Expandér vyžaduje neustále otevřený plnicí otvor nahoře a přepadovou trubku na straně. Přítomnost dostatečného množství vody v nádrži je vhodné hlídat pevným ukazatelem hladiny. Nádrž by měla být umístěna ve vytápěné místnosti nebo v podkroví.

Hladina v expandéru by neměla klesnout o více než ¼ jeho výšky. Chcete-li to provést, musíte sledovat hladinu a pravidelně doplňovat systém chladicí kapalinou.

Radiátory

Pro gravitační proudění jsou potřeba litinové, hliníkové nebo bimetalové radiátory s nízkým hydraulickým odporem a velkým vnitřním průměrem.

Pokládání potrubí v podkroví

Hlavní podmínkou takového systému je zvednuté potrubí pro zpětný pohyb chladicí kapaliny do kotle. Tato metoda je možná pouze tehdy, když není možné položit zpětné cirkulační potrubí na dno kvůli přítomnosti dveří, není suterén atd.

Potrubí pro dvě křídla

Co je to dvoukřídlý ​​systém vytápění? Z jednoho topeniště uhelného nebo plynového kotle jde jedno společné přívodní potrubí doleva a doprava. Návratový bod pro návrat je společný. Tento systém je účinný pouze u kamen na uhlí a zde je důvod.

Vše je o teplotě chladicí kapaliny na výstupu. Ohřívá se na teplotu nad 120 o C, u plynových kotlů je teplota ohřevu chladiva 80 o C. Uhelný kotel tedy dává chladivu přirozený přísun. Při 80 o C k takovému tlačení nedojde. V tomto případě bude jedno křídlo pracovat na 80 %, druhé bude vyhříváno přibližně na 30 %.

Pro efektivní využití plynového kotle je nutné zajistit paralelní rozvod chladicí kapaliny speciálními výtahy s ventilovou regulací.

Na dvě patra

U dvoupodlažní budovy je relativně dobře fungující gravitační proudění možné pouze v případě vybaveného podkroví. Problém je, že druhé patro většiny domů je podřadné a je podkroví. Obtížnost v tomto případě:

• není možné instalovat expanzní nádrž, musí být umístěna uvnitř;
• Je obtížné položit rovné úseky potrubí ve dvoupatrové budově se šikmou střechou;
• další otáčky, ohyby, každý s vlastním hydraulickým odporem, zvyšují hydrauliku celého systému;
• ve dvoupatrové budově s podkrovím může potrubí křížit dveřní nebo okenní otvory;
• Designové přání zákazníka ohledně použitých radiátorů je v rozporu s technickým zdůvodněním projektu.

Pro dvě patra je to obtížné, drahé a neefektivní.

Principy a závěry

Nevýhoda gravitačního ohřevu: plně funguje pouze při vysokých teplotách. Lze jej používat pouze při nízkých teplotách, pokud jsou splněny všechny podmínky instalace a provozu.

První podmínka. Průřez trubek je velký, průměr minimálně 50 mm. To je ideální průměr, při kterém bude systém bezchybně fungovat.

Druhá podmínka. Otevřená expanzní nádoba připojená k hlavní stoupačce nebo zpětnému potrubí. Pokud je membránový expandér připojen k „zpátečce“, můžete systém zavřít a bude pokračovat v práci.

Svah na „horizontálech“ důležité pro odvod vzduchu a odtok ochlazené vody po dně potrubí správným směrem, to znamená od kotle k radiátoru na horní palubě a od radiátoru ke kotli na spodní palubě.