Однотрубная система отопления с естественной циркуляцией: Система отопления с естественной циркуляцией

alexxlab

Система отопления с естественной циркуляцией в спектре двухтрубной и однотрубной системы отопления

В системах теплоснабжения с естественной циркуляцией передвижение теплоносителя обеспечивается при помощи разности плотностей подогретой и охлажденной жидкостей под действием гидростатического напора. Именно система отопления с естественной циркуляцией сегодня обладает наибольшей популярностью. Этому есть ряд объяснений.

Давайте немного разберемся, что же собой представляет сила, заставляющая теплоноситель передвигаться естественным образом от теплогенератора к отопительным приборам и обратно. (См. также: Современное водяное отопление)

Нагреваясь в отопительном агрегате, вода приобретает меньшую плотность по сравнению с охлажденной жидкостью. Вода, имеющая высокую температуру, поднимается по стояку вверх. Оттуда теплоноситель распределяется по трубам, ведущим к отопительным приборам. Здесь остывшая вода становится более плотной, и, как следствие, более тяжелой. Она по обратному трубопроводу возвращается к теплогенератору. Опускаясь в котел, охлажденный теплоноситель своей массой выталкивает вверх горячую воду.

Этот процесс постоянно повторяется и приводит к непрерывному круговому движению теплоносителя. Сила, с которой происходит такая циркуляция, зависит от разностей температур горячей и охлажденной жидкостей.

Особенности работы однотрубных и двухтрубных систем с естественной циркуляцией

В двухтрубных системах, функционирующих на принципе естественной циркуляции, отопительные приборы, которые располагаются либо ниже уровня котла, либо вровень с ним, работать не будут. Существуют нормы, которые устанавливают разницу между центрами радиаторов и котла. Она должна быть не меньше 3 метров. Котельные должны быть заглублены для обеспечения нормального функционирования системы. (См. также: Системы отопления частного дома)

Однотрубные системы с таким же принципом циркуляции теплоносителя не имеют данного недостатка. В данном случае гидростатический напор, который обеспечивает движение теплоносителя в системе, образуется благодаря охлаждению воды в отопительных приборах и далее в отводящих трубах.

Такое охлаждения является полезным, поскольку, во-первых, обеспечивает движение теплоносителя, а, во-вторых, является источником дополнительного тепла в помещении. Поэтому такой трубопровод прокладывается открыто, без использования теплоизоляции. Охлаждение же теплоносителя в главном подающем стояке является вредным, поскольку является причиной снижения напора. Такой стояк требует максимальной теплоизоляции.

Условия нормальной работы данных систем обогрева

Необходимым условием нормального функционирования данной отопительной системы является создание такого давления, которое смогло бы обеспечить преодоление всех видов сопротивлений, встречающихся на пути воды. Это – трение теплоносителя о трубы, а также местные виды сопротивлений – тройники, переходы, вентили, крестовины, радиаторы, котел. (См. также: Отопление «Ленинградка»)

Величина сопротивления трения зависит от диаметра трубы, ее протяженности, скорости движения жидкости.

Величина местных сопротивлений находится в прямой зависимости от скорости движения воды, которая зависит от изменения диаметра трубы, направления тока теплоносителя и количественных изменений воды.

Использование естественной циркуляции  в данное время находит все меньшее применение при устройстве систем обогрева и пригодно лишь для зданий, имеющих небольшие отапливаемые площади. (См. также: Расчёт системы отопления)

Система отопления с естественной циркуляцией

Система отопления с естественной циркуляцией не предусматривает применение циркуляционных насосов для переноса теплоносителя по системе отопления. Системы отопления с естественной циркуляцией обычно применяются для отопления не больших одно или двухэтажных домов площадью до 150 кв.м.

Движение теплоносителя осуществляется за счет естественной конвекции. Более плотный теплоноситель из более холодной обратной ветви системы отопления поступает в котел и выдавливает вверх из котла менее плотный уже нагретый теплоноситель. Горячий теплоноситель, проходя через нагревательные приборы системы отопления (радиаторы), остывает и по обратной ветви опять поступает в котел. Процесс повторяется.

Основным достоинством системы отопления с естественной циркуляцией (при использовании газового котла в качестве теплового генератора) является ее полная независимость от электричества.

Циркуляционное давление такой системы зависит от перепада высот установки котла и отопительного прибора. Для надежной работы системы отопления с естественной циркуляцией рекомендуется устанавливать котел в подвальном помещении (в самой нижней точке системы отопления). Если котел и радиаторы системы отопления устанавливаются приблизительно на одном уровне (без использования подвальных помещений), то используют верхнюю раздачу теплоносителя (подающая труба от котла сначала поднимается на максимальную высоту под потолок, а затем при подходе к радиаторам опускается вниз). Для уменьшения гидравлического сопротивления при проектировании системы отопления с естественной циркуляцией используются трубы с достаточно большим внутренним диаметром (не менее 50 мм). Кроме того при монтаже необходимо строго выдержать правильные углы наклона при установке труб и угловых переходов. Они не должны иметь минусового горизонтального наклона, чтобы исключить образование воздушных пробок.

Обычно в системах отопления с естественной циркуляцией для компенсации увеличения объема теплоносителя при нагреве используются расширительные баки открытого типа.

В системах отопления с естественной циркуляцией используются как последовательная схема подключения радиаторов (однотрубная), так и параллельная (двухтрубная).

При последовательной схеме подключения теплоноситель последовательно передается по радиаторам от первого к последнему. Недостаток такой схемы в том, что теплоноситель, проходя по радиаторам, остывает, и как следствие в каждом последующем радиаторе теплоноситель может отдать меньшее количество тепла, тем самым снижая эффективность каждого последующего радиатора.

Естественная циркуляция отопления


Смотрите это видео на YouTube

При параллельной схеме используются две трубы (первая для подачи теплоносителя, вторая – для отвода), к которым параллельно подключены все радиаторы. В этом случае, температура на входе всех радиаторов одинакова, и все радиаторы работают с той же эффективностью. Кроме того, двухтрубная система позволяет устанавливать дополнительную запорную и регулирующую арматуру на каждый радиатор, что позволяет производить замену конкретного радиатора или регулировать его теплоотдачу без влияния на работу остальных радиаторов, включенных в систему. Еще одно дополнительное преимущество двухтрубной системы отопления в том, что ее ввод в эксплуатацию можно проводить поэтапно.

По своим эксплуатационным характеристикам двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией предпочтительнее однотрубной, однако, с точки зрения затрат на изготовление однотрубная система дешевле двухтрубной. Поэтому, окончательный выбор: какую систему использовать, остается за потребителем.

Центральное отопление — HVAC Global

Что такое центральное отопление?

Центральное отопление – это отопление, осуществляемое путем создания отдельных котельных в подвалах отапливаемых зданий и направления тепла, произведенного в котлах, к нагревателям, размещенным в желаемой среде, с помощью теплоносителя.

Системы водяного отопления

Система горячего водоснабжения, как правило, состоит из водогрейного котла, водопроводных труб, нагревательных элементов, циркуляционного насоса, расширительного бака, устройств автоматического управления и распорок. В качестве теплоносителя используется горячая вода с температурой ниже 110 °C. Большинство систем горячего водоснабжения открыты в атмосферу, а температура воды не превышает 90 °С. Горячая вода, полученная в водогрейном котле, подается к нагревательным элементам, таким как радиаторы и аппараты горячего воздуха, размещенным в обогреваемых объемах по трубам. Здесь горячая вода, остывшая и отдавшая свое тепло объему помещения, возвращается в котел.

Магистральные системы, применяемые в системах горячего водоснабжения

а- Система отопления с нижним распределением и нижним сбором,

b- Система отопления с верхним распределением и нижним сбором,

c- Система отопления с верхним распределением и верхним сбором

a-Система нижнего распределения и нижнего сбора

В этих системах главный подводящий трубопровод, выходящий из водогрейного котла, который обычно размещается в подвале, подходит к всасывающему коллектору циркуляционных насосов. Выходной коллектор насоса действует как распределительный коллектор. Распределение производится от распределительного коллектора до нужных точек на уровне потолка подвала с горизонтальными магистральными трубами подачи. Из этих точек вода поступает на верхние этажи по вертикальным трубам, называемым питающими колонками. Горячая вода подключена к каждому радиатору от подающей колонки с ответвлениями. Обратные колонны соединяются с горизонтальными магистральными трубами, собранными в подвале. Таким образом, вода, собранная со всех радиаторов, достигает обратного коллектора. В верхней части здания есть расширительный бак. Этот сосуд соединяется с входом и выходом из котла с помощью подающей и обратной предохранительных труб без каких-либо промежуточных клапанов. Кроме того, все выходные колонки соединены с расширительным баком воздушной трубой. Горизонтальные трубы и ответвления должны иметь наклон. Таким образом, воздух, который должен образоваться в системе, автоматически выбрасывается в верхнюю точку.

На рис. 2.1 и рис. 2.2 показана система нижнего распределения и нижнего сбора с открытым расширительным баком и закрытым расширительным баком.

b-Система отопления с верхним распределением и нижним сбором

Эта система применяется в зданиях без террасы и с полноценным подвалом. Все этажи можно отапливать на одном уровне, то есть однородно. По этой причине она известна как лучшая рабочая система.

В системе отопления с верхним распределением и нижним коллектором, показанной на рис. 2.3, вода достигает чердака, а основной питательный столб выходит из котла. Отсюда он достигает вертикальных колонн крыши с распределительными трубами с уклоном 1% или 2%. Питаются радиаторы горячей водой по вертикальным питающим колонкам и патрубкам. Возврат такой же, как и в предыдущей системе.

На рис. 2.4 показана система отопления с верхним распределением и нижним сбором с закрытым расширительным баком. Воздушная трубка, 1/2-дюймовый выпускной клапан и автоматический воздухоотводчик должны быть установлены в верхней точке подающей трубы, ведущей на верхний этаж.

Система отопления с верхним распределением и верхним сбором

Если нет места для прокладки труб в подвале, можно использовать систему отопления с верхним распределением и верхним сбором, называемую зонтичной системой. Так как система работает против естественной циркуляции с помощью насоса, то в расчете потерь напора 9-го трубопровода на 1 м вертикальной трубы необходимо добавить 12,5 мм сс.Система 0/70 °C. (К сумме труб подачи и обратки следует добавить 25 мм сс.) Это система, которая является наиболее нежелательной с точки зрения отопления. Он применяется в обязательных ситуациях и представляет собой систему, которая сегодня редко применяется.

На рис. 2.5 показана система отопления с верхним распределением и верхним сбором.

Отвод воздуха в системах водяного отопления

В системах водяного отопления воздух препятствует циркуляции воды в системе и вызывает коррозию. Это возможно. Трубы и радиаторы, производящие воздух, плохо работают. Фактически циркуляция в одной части системы может полностью прекратиться. Количество воздуха в воде зависит от температуры и давления. Воздух, который тает в воде, когда она холодная, при нагревании выделяется в виде газа. Чем выше скорость этого воздуха, увлекаемого водой, тем труднее его отделить от воды. Полезно останавливать насос во время забора воздуха из системы отопления. Основными источниками образования воздуха в системах горячего водоснабжения являются; в систему подаются свежая вода и открытые расширительные баки. Расплавленный воздух, поступающий из этих источников, высвобождается газификацией в верхних этажах, где при нагреве в котле давление низкое.

На практике горизонтальные трубы имеют небольшой уклон вверх (1 % или 2 %) в направлении потока, чтобы направить движение образующегося воздуха к самой высокой точке трубопроводной системы.

Вентиляционные трубы расположены между крышей. Возможность вывода вентиляционных труб на крышу Можно подсоединить к предохранительной подающей трубе или другой колонке, собрав под потолком в местах, где она недоступна. В местах, где нет возможности выхода вентиляционной трубы, конец столба потока можно поднять на 500 мм с помощью трубы 1/2”, а воздушную трубу или воздухоотводчик разместить на трубе.

Предотвращение замерзания в системах водяного отопления

При проектировании систем горячего водоснабжения необходимо принять необходимые меры предосторожности для предотвращения падения температуры воды ниже точки замерзания. При наличии труб, проходящих через неотапливаемые объемы, температура воды в этих трубах будет опускаться ниже точки замерзания, что приведет к растрескиванию труб.

При отоплении больших зданий существует большая вероятность недомерзания элементов в системе таким образом. Пока продолжается циркуляция, то есть насос работает, замерзания нет. Даже если котел не работает, замерзание не происходит до тех пор, пока температура воды во всей системе не упадет ниже точки замерзания.

По этой причине циркуляционный насос следует эксплуатировать постоянно в холодном климате, в ночное время и в выходные дни, на неработающих рабочих местах. Если система должна быть остановлена ​​на длительное время, то необходимо полностью слить всю воду в системе отопления. На практике было замечено, что небольшое количество воды, остающееся в нижних частях секций радиатора, замерзает и вызывает в этих местах трещины.

В системах водяного отопления в холодных регионах существует вероятность замерзания негазированной воды в кровельной установке, даже если система работает. Для предотвращения такой ситуации расширительный бачок между крышей, все воздуховоды, предохранительные трубы должны быть очень хорошо изолированы.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Возможна балансировка однотрубной системы? Или все замки должны быть полностью открыты.

Джонных22