בניית רשת חימום אוטונומית מסוג כוח הכבידה נבחרה אם היא לא מעשית, ולעתים בלתי אפשרית, להתקין משאבת זרימה או להתחבר לספק כוח מרכזי.
מערכת כזו זולה יותר להתקנה ובלתי תלויה לחלוטין בחשמל. עם זאת, הביצועים שלו תלויים במידה רבה ברמת הדיוק של העיצוב.
על מנת שמערכת החימום עם זרימת הדם הטבעית תפעל בצורה חלקה, יש צורך בחישוב הפרמטרים שלה, התקנה נכונה של הרכיבים ובצדק לבחור את מעגל המים. אנו נעזור בפתרון סוגיות אלה.
תיארנו את העקרונות הבסיסיים של מערכת הכבידה, נתנו עצות בבחירת צינור, התארנו את הכללים להרכבת המעגל והצבת צמתי עבודה. הקדשנו תשומת לב מיוחדת לעיצוב ותפקודם של מעגלי חימום עם שני צינורות.
עקרונות התהליך הטבעי במחזור הדם
תהליך תנועת המים במעגל החימום ללא שימוש במשאבת זרימה מתרחש בגלל חוקים פיזיקלים טבעיים.
הבנת אופי התהליכים הללו תאפשר לנו לפתח בצורה מיומנת תכנון של מערכת חימום למקרים טיפוסיים ולא סטנדרטיים.
גלריית תמונות
תמונה מאת
אפשרות חימום טבעית
מיכל הרחבה פתוח
תרשים חיווט צינור יחיד
זנים דו צינוריים
מגבלות חימום הכבידה
הפשטות של מערכת חימום טבעית
דוודים טבעיים
בחירת מכשירי חימום וציוד
ההבדל המרבי בלחץ ההידרוסטטי
המאפיין הפיזי העיקרי של כל נוזל קירור (מים או נוזל לרדיאטור), התורם לתנועתו לאורך המעגל במהלך זרימת הטבע, הוא ירידה בצפיפות עם עליית הטמפרטורה.
הצפיפות של מים חמים היא פחות מקרה, ולכן יש הבדל בלחץ ההידרוסטטי של עמוד הנוזל החם והקר. מים קרים הזורמים למחלף החום מזיזים מים חמים במעלה הצינור.
הכוח המניע של המים במעגל במהלך זרימת דם טבעית הוא ההבדל בלחץ ההידרוסטטי בין העמודים הקרים לחמים של נוזל
ניתן לחלק את מעגל החימום של הבית למספר שברים. מים מכוונים כלפי מעלה לאורך שברים "חמים", ומורדים לאורך שברים "קרים". גבולות השברים הם הנקודות העליונות והתחתונות של מערכת החימום.
המשימה העיקרית במודלים של מערכת עם זרימת מים טבעית היא להשיג את ההבדל המרבי האפשרי בין הלחץ של עמוד הנוזל בשברים "החמים" וה"קר ".
האלמנט של מעגל המים, הקלאסי לתפוצה טבעית, הוא אספן ההאצה (המעלה הראשי) - צינור אנכי המופנה כלפי מעלה ממחלף החום.
על אספן התאוצה להיות בעל טמפרטורה מקסימאלית, כך שהוא מבודד לאורך כל אורכו. אם כי, אם גובה האספן אינו גדול (כמו לבתים חד קומתיים), אינך יכול לנהל בידוד, מכיוון שהמים בתוכו לא יספיקו להתקרר.
בדרך כלל, המערכת מתוכננת בצורה כזו שהנקודה העליונה של אספן ההאצה תואמת את הנקודה העליונה של המעגל כולו. שם הם מקימים מוצא למיכל התפשטות מסוג פתוח או שסתום להאוורור אוויר אם משתמשים במיכל קרום.
ואז אורך השבר "החם" של המעגל הוא המינימלי האפשרי, מה שמביא לירידה באובדן החום באזור זה.
רצוי גם כי השבר "החם" של המעגל לא ישולב עם קטע ארוך המעביר את נוזל הקירור המצונן. באופן אידיאלי, הנקודה התחתונה של מעגל המים חופפת את הנקודה התחתונה של מחליף החום המונח במכשיר החימום.
ככל שהדוד נמצא במערכת החימום, הלחץ ההידרוסטטי של עמוד הנוזל נמוך יותר בשבר החם של המעגל.
לקטע ה"קר "של מעגל המים יש גם חוקים משלו המגדילים את לחץ הנוזל:
- כך יש יותר אובדן חום בחלק ה"קר "של רשת החימום, ככל שהטמפרטורה של המים נמוכה יותר וצפיפותם גדולה יותר, כך שתפקוד מערכות עם זרימה טבעית אפשרי רק עם העברת חום משמעותית;
- כך המרחק מהנקודה התחתונה של המעגל לחיבור הרדיאטורים גדול יותר, כך חלקו של עמוד המים גדול יותר עם טמפרטורה מינימלית וצפיפות מקסימאלית.
כדי להבטיח ציות לכלל האחרון, לרוב מותקנים תנור או דוד בנקודה הנמוכה ביותר של הבית, למשל, במרתף. סידור זה של הדוד מספק את המרחק המרבי האפשרי בין המפלס התחתון של הרדיאטורים לנקודת הכניסה של מים למחליף החום.
עם זאת, הגובה בין הנקודות התחתונות והעליון של מעגל המים בזמן זרימת הטבע לא אמור להיות גדול מדי (בפועל, לא יותר מ -10 מטרים). תנור או דוד, רק מחליף החום והחלק התחתון של אספן ההאצה מחוממים.
אם שבר זה אינו משמעותי ביחס לכל גובה מעגל המים, אז ירידת הלחץ בשבר "החם" של המעגל תהיה לא משמעותית ותהליך זרימת הדם לא יתחיל.
השימוש במערכות זרימה טבעיות לבניינים דו קומתיים מוצדק, ויש צורך במשאבת זרימה עבור קומות גדולות יותר
מזעור העמידות לתנועת מים
בעת תכנון מערכת עם זרימה טבעית, יש לקחת בחשבון את מהירות נוזל הקירור לאורך המעגל.
קוֹדֶם כֹּלככל שהמהירות מהירה יותר, כך העברת החום מהירה יותר דרך מערכת "הדוד - מחליף חום - מעגל מים - רדיאטורים - חדר".
שניתככל שמהירות הנוזל מהירה יותר דרך מחליף החום, כך סביר להניח שהוא ירתח, וזה חשוב במיוחד בעת תנורי חימום.
מים רותחים במערכת יכולים להיות יקרים מאוד - עלות פירוק, תיקון והתקנת מחליף החום דורשת זמן רב וכסף
במערכות חימום במחזור כפייה מהירות תנועת המים תלויה בעיקר בפרמטרים של משאבת הסירקולציה.
עם חימום מים במחזור טבעי, המהירות תלויה בגורמים הבאים:
- הפרשי לחץ בין שברי קווי המתאר בנקודה התחתונה;
- התנגדות הידרודינמית מערכת חימום.
דרכים להבטיח הבדלי לחץ מירביים נדונו לעיל. לא ניתן לחשב במדויק את ההתנגדות ההידרודינמית של מערכת אמיתית בגלל מודל מתמטי מורכב ומספר גדול של נתוני קלט, שקשה להבטיח את רמת הדיוק שלהם.
עם זאת, ישנם כללים כלליים, שהעמידה בהם תפחית את ההתנגדות של מעגל החימום.
הסיבות העיקריות להפחתת מהירות תנועת המים הן ההתנגדות של קירות הצינור ונוכחות היצרות בגלל נוכחות אביזרי או שסתומים. בקצב זרימה נמוך, ההתנגדות לקיר נעדרת למעשה.
יוצא הדופן הוא צינורות ארוכים ודקים, האופייניים לחימום בחימום תת רצפתי. ככלל, נבדלים מעגלים נפרדים עם תפוצה מאולצת.
בעת בחירת סוגי צינורות למעגל עם זרימה טבעית, יש צורך לקחת בחשבון את נוכחותן של מגבלות טכניות במהלך התקנת המערכת. לכן צינורות פלסטיק לשימוש במחזור הטבעי של מים אינם רצויים בגלל חיבור אביזרים, בקוטר פנימי קטן משמעותית.
אביזרי צנרת מתכת-פלסטיק מצמצמים מעט את הקוטר הפנימי ומהווים מכשול רציני לזרימת מים בלחץ נמוך (+)
כללים לבחירת והתקנת צינורות
הבחירה בין צינורות פלדה או פוליפרופילן לכל מחזור הדם מתרחשת על פי הקריטריון לאפשרות השימוש בהם למים חמים, כמו גם מבחינת המחיר, קלות ההתקנה ואורך החיים השימושיים.
המעלה מורכב מצינור מתכת, מכיוון שמים בטמפרטורה הגבוהה ביותר עוברים דרכו, ובמקרה של חימום תנור או תקלה של מחליף החום, האפשרות של העברת אדים אפשרית.
עם זרימה טבעית, יש צורך להשתמש בקוטר צינור שגדול מעט יותר מאשר במקרה של משאבת זרימה. בדרך כלל, לחימום חדרים עד 200 מ"ר. מ ', קוטרו של אספן ההאצה והצינור בכניסת החזרה למחליף החום הוא 2 אינץ'.
זה נגרם על ידי מהירות מים נמוכה בהשוואה לאפשרות זרימת הכפייה, מה שמוביל לבעיות הבאות:
- העברת חום מופחתת ליחידת זמן מהמקור לחדר המחומם;
- סתימה או עומס אוויר, שלא מצליחים להתמודד עם לחץ קטן.
יש להקדיש תשומת לב מיוחדת בעת שימוש במחזור טבעי עם מעגל אספקה נמוך יותר לבעיית הוצאת האוויר מהמערכת. זה לא ניתן להסיר לחלוטין מהנוזל קירור דרך מיכל הרחבה, כמו מים רותחים נכנסים תחילה למכשירים בכביש המהיר הנמצא נמוך משל עצמם.
בעת זרימת כפייה, לחץ המים מניע את האוויר אל אספן האוויר המותקן בנקודה הגבוהה ביותר של המערכת - מכשיר עם בקרה אוטומטית, ידנית או חצי אוטומטית. בעזרת מנופי מאבסקי, העברת החום מותאמת בעיקר.
ברשתות חימום כוח משיכה עם הזנה מתחת למכשירים, הברזים של מייבסקי משמשים ישירות לאוויר מדמם.
כל הרדיאטורים המודרניים מצוידים במכשירי פליטה של אוויר, לכן, כדי למנוע היווצרות תקעים במעגל, אתה יכול לעשות שיפוע, להניע את האוויר לרדיאטור
ניתן גם לפתוח אוויר באמצעות פתחי אוורור המותקנים על כל מגדל הקו או על קו תקורה הפועל במקביל לכבישים המהירים של המערכת. בגלל המספר המרשים של מכשירי פליטה של אוויר, מעגלי הכבידה עם החיווט התחתון הם נדירים ביותר.
בלחץ נמוך, תקע אוויר קטן יכול לעצור לחלוטין את מערכת החימום. לכן, על פי SNiP 41-01-2003, אסור להניח צינורות של מערכת חימום ללא שיפוע במהירות מים נמוכה מ -0.25 מ / ש.
עם זרימת דם טבעית, מהירויות כאלה אינן ניתנות להשגה. לכן, בנוסף להגדלת קוטר הצינורות, יש להקפיד על מדרונות קבועים ליציאת האוויר ממערכת החימום. המדרון מעוצב בקצב של 2-3 מ"מ למטר. ברשתות דירות המדרון מגיע ל -5 מ"מ למטר ליניארי של הקו האופקי.
שיפוע ההזנה נעשה בכיוון התנועה של המים, כך שהאוויר עובר למיכל ההרחבה או למערכת דימום האוויר שנמצאת בנקודה העליונה של המעגל. אמנם אתה יכול לבצע הטיה נגדית, אבל במקרה זה יש צורך להתקין שסתום נוסף לאוורור.
שיפוע קו החזרה נעשה ככלל לכיוון התנועה של מים צוננים. ואז הנקודה התחתונה של המעגל תעלה בקנה אחד עם כניסת צינור ההחזרה לגנרטור החום.
השילוב הנפוץ ביותר של שיפוע צינורות האספקה והחזרה להסרת מנעולי אוויר ממעגל המים במחזור הטבעי
בעת התקנת חימום רצפה קטן במעגל עם זרימה טבעית, יש צורך למנוע כניסה של אוויר לצינורות הצרים והאופקיים של מערכת חימום זו. יש צורך למקם את המכשיר להסרת האוויר מול הרצפה החמה.
תוכניות חימום עם צנרת אחת ושני צינורות
כאשר מפתחים תוכנית חימום לבית עם זרימת מים טבעית, ניתן לתכנן שניהם מעגלים נפרדים או כמה. הם יכולים להיות שונים זה מזה באופן משמעותי. ללא קשר לאורך, מספר הרדיאטורים והפרמטרים האחרים, הם מבוצעים על פי מערך אחד או שני צינורות.
מעגל קו יחיד
מערכת חימום המשתמשת באותו צינור לצורך אספקה רציפה של מים לרדיאטורים נקראת צינור יחיד. האפשרות הפשוטה ביותר עם צינור יחיד היא חימום בצינורות מתכתיים ללא שימוש ברדיאטורים.
זו הדרך הזולה והפחות בעייתית לפתור חימום ביתי כשבוחרים לטובת זרימת הדם הטבעית של נוזל הקירור. המינוס המשמעותי היחיד הוא המראה של צינורות מגושמים.
עם הגרסה החסכונית ביותר לתכנית הצינורית האחת עם רדיאטורים, מים חמים זורמים ברצף דרך כל מכשיר. כאן אתה צריך מספר מינימלי של צינורות ושסתומים.
ככל שהוא עובר, נוזל הקירור מתקרר, ולכן הרדיאטורים הבאים מקבלים מים קרים יותר, אותם יש לקחת בחשבון בעת חישוב מספר הקטעים.
תוכנית פשוטה עם צינור אחד (למעלה) דורשת מינימום עבודות התקנה וכספים מושקעים. אפשרות מורכבת ויקרה יותר למטה מאפשרת לכבות את הרדיאטורים מבלי לעצור את המערכת כולה
הדרך היעילה ביותר לחיבור מכשירי חימום לרשת צנרת אחת היא האופציה האלכסונית.
על פי תוכנית זו של מעגלי חימום עם סוג טבעי של זרימת מים, מים חמים נכנסים לרדיאטור מלמעלה, לאחר הקירור הם מוזרמים דרך הצינור הממוקם למטה. כאשר עוברים בדרך זו, מים מחוממים מפטרים את כמות החום המרבית.
עם חיבור נמוך יותר לסוללה, הן לצינור הכניסה והן לצינור הפלט, העברת החום מצטמצמת משמעותית, מכיוון שצריכת הקירור המחוממת חייבת להימשך זמן רב ככל האפשר. בגלל הקירור המשמעותי בתכניות אלה, לא משתמשים בסוללות עם מספר רב של קטעים.
"לנינגרדקה" מאופיין באובדן חום מרשים, שיש לקחת בחשבון בעת חישוב המערכת. היתרון שלו הוא שכאשר משתמשים בשסתומי כיבוי על חרירי הכניסה והיציאות, ניתן לכבות את המכשירים לתיקון מבלי לעצור את מחזור החימום (+)
מעגלי חימום עם חיבור דומה לרדיאטורים נקראים "לנינגרדקה". למרות הפסדי החום שצוינו, הם מועדפים בסידור מערכות חימום דירה, בגלל המראה האסתטי יותר של הצינור.
החיסרון המשמעותי של רשתות צנרת אחת הוא חוסר היכולת לכבות את אחד ממקטעי החימום מבלי לעצור את זרימת המים ברחבי המעגל.
לכן הם בדרך כלל מיישמים את המודרניזציה של המעגל הקלאסי עם התקנת "עוקף" כדי לעקוף את הרדיאטור באמצעות ענף עם שני שסתומי כדור או שסתום תלת-כיווני. זה מאפשר לך להתאים את אספקת המים לרדיאטור, עד לכיבויו המלא.
עבור שני בניינים או יותר קומות, משתמשים בגרסאות של מערך צינור יחיד עם מגדלים אנכיים. במקרה זה, חלוקת המים החמים אחידה יותר מאשר עם העליות האופקיות. בנוסף, התרמויים האנכיים מורחבים פחות ומתאימים טוב יותר לפנים הבית.
מערך צינורות יחיד עם חיווט אנכי משמש בהצלחה לחימום חדרים עם שתי קומות תוך שימוש במחזור טבעי. מוצגת האפשרות עם כיבוי הרדיאטורים העליונים.
אפשרות להחזיר צינור
כאשר משמש צינור אחד לאספקת מים חמים לרדיאטורים, והשני - לניקוז צונן לדוד או לתנור, נקראת תוכנית חימום זו שתי צינורות. מערכת דומה בנוכחות רדיאטורים חימום משמשת לעתים קרובות יותר מאשר מערכת בעלת צינור אחד.
זה יקר יותר, מכיוון שהוא דורש התקנה של צינור נוסף, אך יש לו מספר יתרונות משמעותיים:
- חלוקת טמפרטורה אחידה יותר מנשא חום המסופק לרדיאטורים;
- קל יותר לבצע את החישוב התלות של הפרמטרים של רדיאטורים באזור החדר המחומם וערכי הטמפרטורה הדרושים;
- בקרת חום יעילה יותר לכל רדיאטור.
בהתאם לכיוון התנועה של מים צוננים חמים יחסית, מערכות דו צינורות מחולקות לקצוות משויכים ומבוי ם. במעגלים המשויכים התנועה של מים צוננים מתרחשת באותו כיוון של חם, ולכן אורך המחזור של כל המעגל עולה בקנה אחד.
במערכות נעילה, מים צוננים נעים לעבר חם, לכן, עבור רדיאטורים שונים, אורכי מחזור המהפכה של נוזל הקירור שונים. מכיוון שהמהירות במערכת קטנה, זמן החימום יכול להיות שונה משמעותית. אותם רדיאטורים עם מחזור מים קצר יותר יתחממו מהר יותר.
בעת בחירת מבוי סתום ותוכניות חימום נלוות, הם ממשיכים בעיקר מהנוחות של ביצוע צינור החזרה
ישנם שני סוגים של מיקום אייליינר ביחס לרדיאטור החימום: עליון ותחתון. עם החיבור העליון, צינור אספקת המים החמים ממוקם מעל הרדיאטורים, ועם החיבור התחתון הוא נמוך יותר.
עם החיבור התחתון, ניתן להסיר אוויר דרך רדיאטורים ואין צורך להחזיק צינורות למעלה, וזה טוב מבחינת עיצוב החדר.
עם זאת, ללא סעפת תאוצה, ירידת הלחץ תהיה הרבה פחות מאשר בשימוש באספקה העליונה. לפיכך, השימוש באייליינר התחתון כמעט אינו משמש בעת חימום המקום באמצעות העיקרון של זרימת הטבע.
ארגון מערך צינור יחיד על בסיס דוד חשמלי לבית קטן:
עבודתה של מערכת דו צינורית לבית עץ בן קומות אחת, המבוססת על דוד דלק מוצק של שריפה ארוכה:
השימוש במחזור טבעי במהלך תנועת מים במעגל החימום דורש חישובים מדויקים ועבודות התקנה מוכשרות טכנית. בתנאים אלה, מערכת החימום תחמם את חדרי הבית הפרטי ותשחרר את בעלי רעש המשאבה והתלות בחשמל.
אם יש לך שאלות בנושא או שאתה מעוניין לחלוק ניסיון אישי בארגון והפעלה של מערכת חימום מסוג כוח הכבידה, אנא השאר הערות למאמר זה. תיבת המשוב נמצאת למטה.