Гравітаційна система опалення.

22.09.2015

Гравітаційна система опалення.

Особливості гравітаційної системи опалення:

Основна особливість гравітаційної схеми опалення в тому, що вода самопливом циркулює по системі, в якій в якості опалювальних приладів найчастіше використовуються змійовики з труб великого діаметру.

Переваги систем з природною циркуляцією теплоносія в тому, що вони найпростіші, щодо довговічні (при правильній експлуатації можуть працювати більше 40 років без капітального ремонту) і функціонують на основі фізичних законів, не вимагаючи дорогого обладнання та додаткових джерел енергії.

Основні недоліки гравітаційної системи опалення:

— скорочений радіус дії до 30 м по горизонталі) з-за невеликого циркуляційного тиску;

— повільне включення в роботу з-за великої теплоємності води і слабкого циркуляційного тиску;

— небезпека замерзання води в розширювальному баку, змонтованому в неопалюваному приміщенні. «

Система опалення з природною циркуляцією теплоносія (рис. 1) складається з котла, трубопроводів (подаючого і зворотного), нагрівальних приладів і розширювального бака.

Малюнок 1. Схема гравітаційного опалення. 1-котел, 2-бак, 3-подає труба, 4 — радіатор, 5-зворотна труба.

Вода нагрівається в казані і надходить подає труб і стояків у нагрівальні прилади, віддає їм частину тепла, після чого за зворотним трубах повертається в котел. Там вона знову нагрівається до заданої температури, і цикл повторюється.

При цьому всі горизонтальні трубопроводи монтують з нахилом у бік руху води, завдяки чому нагріта вода, піднявшись по стояку з-за температурного розширення і виштовхування більш холодною водою зворотного трубопроводу, розходиться по горизонтальних відводів самопливом. Охолоджена вода теж самопливом надходить у котел.

Варто відзначити, що ухили трубопроводів також сприяють відведенню бульбашок повітря до розширювального баку: так як газ легше води, він іде вгору, а похилі ділянки труб не дають йому затримуватися, він безперешкодно надходить в розширювальний бак, а потім і в атмосферу.

Постійний тиск в системі створює розширювальний бак. Він приймає збільшується при нагріванні об’єм води і віддає воду назад в труби при її охолодженні.

Вода піднімається завдяки розширенню і гравітаційному тиску. Циркуляція відбувається з-за різниці густин нагрітої й охолодженої води. При цьому гравітаційний тиск витрачається на рух води і подолання опорів у трубопроводах. Останні викликаються тертя води об стінки труб і наявними в системі місцевими опорами, до яких відносяться і відгалуження вигини трубопроводів, арматура, а також нагрівальні прилади. Чим більше опорів, тим вище гравітаційний тиск. Щоб зменшити тертя води, використовують труби великого діаметру. Циркуляційний напір залежить від щільності гарячої та охолодженої води, а також від різниці відміток центру казана і центру нижнього опалювального приладу — чим більше різниця висот між ними, тим краще буде циркулювати вода в системі.

Двотрубна система опалення з верхнім розведенням і природньою циркуляцією теплоносія.

В такій системі вода з котла піднімається з подаючим трубах вгору і надходить по стояках і отводкам в нагрівальні прилади (рис. 2).Від радіаторів теплоносій за зворотним стояків і підводок йде у зворотний трубопровід, а потім в котел. Оскільки кожен прилад обслуговується двома трубопроводами, система називається двотрубної.

Малюнок 2. Двотрубна система опалення з верхнім розведенням і природньою циркуляцією теплоносія. а-загальний вигляд, б-розширювальний бак, в-схема підживлення, 1-трубопровід, що подає, 2-зворотний трубопровід, 3-сиггнальный трубопровід, 4-водопровід, 5-отвори для ручної заливки системи та відведення повітря, 6-подача, 7-перелив, 8-шаровий кран, 9-фільтр, 10-зворотний клапан.

Рисункок 3. Схема опалення з розширювальним бачком складної конструкції: а — загальний вигляд; б — схема розширювального бака; 1 — подає труба; 2 — зворотна труба; 3 — контрольна труба; 4— труба переливу

Розширювальний бак без циркуляції води — це ємність з двома трубками, одна з яких є спеціальним стояком системи опалення, а інша — сигналізатором, який попереджує про заповнення бака водою. Подає труба може бути вварена в бачок як збоку, так і знизу. Сигнальна труба монтується в бачок тільки збоку, в 10 см від верхнього краю. У такій конструкції бака є недоліки: по-перше, приблизно 1 раз в 6 місяців необхідно перевіряти наявність води в розширнику, по-друге, бачок слід утеплювати, так як вода остигає в ньому і може замерзнути при сильних морозах. В розширювальний бак складної конструкції (з циркуляцією води) вваривают 3-4 труби (рис. 3). Подає і зворотний труби забезпечують циркуляцію води в баку, знижуючи ймовірність її замерзання. Труби переливу і контролю регулюють рівень наповнення бачка. Коли система заповнюється водою, на нижньому кінці контрольної труби відкривають кран і, як тільки з нього поллється вода, заповнення системи зупиняють, кран закривають. Труба переливу функціонує в бачку складної конструкції та ж, як і в бачку без циркуляції води.

У такій системі котел встановлюють на початку контуру, а трубну розведення виконують зліва і праворуч від нього, оперізуючи таким чином весь будинок по периметру. При цьому довжина кільця по горизонталі не повинна бути більше 20 м. Чим довше кільце, тим сильніше в ньому гідравлічний опір.

Двоконтурна двотрубна система опалення з верхнім розведенням і природньою циркуляцією теплоносія.

У такій системі котел встановлюють у центрі, а трубну розведення виконують в обидві сторони від нього. При цьому довжина кільця по горизонталі не повинна перевищувати 20 м. Крім того, довжина кілець системи і кількість секцій радіаторів повинні бути приблизно однаковими. Це допомагає забезпечити гідравлічне балансування системи.

Двотрубна система опалення з нижнім розведенням і природньою циркуляцією теплоносія.

У такій системі подаючий трубопровід прокладають знизу поруч із зворотним (рис. 4), завдяки чому вода з подаючим стояках рухається знизу вгору, а потім, пройшовши через радіатори, за зворотним стояків і підводок надходить у зворотний трубопровід і котел.

Малюнок 4. Схема двотрубної системи опалення з нижнім розведенням і природньою циркуляцією теплоносія: 1 — подавальний трубопровід; 2 — зворотний трубопровід; 3 — сигнальний трубопровід; 4 — водовід; 5 — кран Маєвського.

Повітря видаляється з системи через крани Маєвського, які встановлюються на всіх радіаторах, або через автоматичні клапани-блузки.

Системи з нижнім розведенням можуть бути як одноконтурними, так і двоконтурними (рис. 5).

Малюнок. 5 одноконтурної Схеми і двоконтурної двотрубної системи опалення з нижнім розведенням і природньою циркуляцією теплоносія: а, б — двоконтурні системи; в — одноконтурна система із зустрічним рухом теплоносія; р — одноконтурна система з попутним рухом теплоносія.

Щоб уникнути постійного стравлювання повітря, систему можна обладнати так званими повітряними трубопроводами, які будуть збирати повітря і виводити його в розширювальний бак (рис. 6).

Малюнок 6. Схема системи опалення з природною циркуляцією, нижньою розводкою і відводить повітряною лінією: 1 — розширювальний бак; 2 — повітряний трубопровід

Однак така система не виправдовує себе, оскільки дуже нагадує систему з верхньою розводкою і вимагає такої ж кількості труб.

Однотрубна система опалення з природною циркуляцією теплоносія.

Така система влаштовується тільки з верхньою розводкою подаючого трубопроводу. Зворотні стояки в системі відсутні. Однотрубні системи монтуються за двома схемами — проточною і схемі з замикаючими ділянками. В проточній схемі подаючий стояк відсутня — радіатори по висоті будинку послідовно з’єднані один з одним. Гаряча вода йде зверху вниз, тече через всі радіатори. В нижні прилади вона надходить охолодженою, в результаті чого у верхніх кімнатах будинку тепло, а в нижніх — холодно. Ця проблема усувається встановленням на нижніх поверхах радіаторів з великою кількістю секцій.

Варто відзначити, що в проточній системі немає можливості встановити регулювальні крани, оскільки перекриття крана у будь-якого з радіаторів призведе до того, що вода перестане надходити у всі радіатори, приєднані до даного стояка. Також в такій системі виключена регулювання температури повітря в приміщеннях.

В схемі з замикаючими ділянками — байпасом — частина води з стояка йде у верхні радіатори. Залишилася вода надходить у нижні радіатори. В такій системі вода майже не остигає, і різниця температур в приміщеннях нижніх і верхніх поверхів невелика.

Типова система опалення будинку.

Система квартирного опалення — це система з природною циркуляцією теплоносія, призначена для забезпечення теплом однієї або декількох квартир на одному поверсі. У такій системі центр котла розташований вище центру радіаторів, тому гравітація в циркуляційному натиску відсутня або має від’ємні значення. Вода в системі циркулює тільки за рахунок різниці щільності.

Щоб змусити циркулює теплоносій, котел встановлюють як можна нижче, труби монтують з ухилом, стояк з гарячою водою утеплюють до розведення, а останню розміщують під стелею.

Система квартирного опалення (рис. 7) складається з котла, який встановлюють, як правило, на кухні, головного стояка, прокладеного під стелею гарячого подаючого трубопроводу, гарячих стояків, нагрівальних приладів, зворотних стояків і зворотного трубопроводу.

Розширювальний бак встановлюють в теплому приміщенні і з’єднують з головним стояком. Від розширювального бака прокладають трубу, яка служить одночасно переливний, сигнальної і повітряної, до кухонній раковині.

Малюнок 7. Схема опалення будинку: а — загальний вигляд; б — під’єднання труб до котла; 1 — подає труба; 2 — труба з функціями переливний, сигнальної і повітряної; 3 — водопровід; 4 — зворотна труба

Короткий опис статті: система опалення Схеми і принцип роботи гравітаційного опалення.

Джерело: Гравітаційна система опалення.

Також ви можете прочитати