I přes to, že se topná technika každým rokem zdokonaluje a doplňuje o nová progresivní technická řešení a vysoce účinná zařízení, zaujímají systémy vodního ohřevu s přirozenou cirkulací chladiva i nadále velmi významný podíl na zásobování teplem. Jsou široce a úspěšně používány jak v individuální bytové a chatové výstavbě, tak při výstavbě zařízení v oblastech, kde napájení chybí nebo je přerušované.
Systém gravitačního ohřevu vody, jehož princip fungování je znázorněn v obr. 1, byl vynalezen již v roce 1777 francouzským fyzikem Bonnemanem (Bonneman) k ohřevu inkubátoru.
Počínaje rokem 1818 se Bonnemannovy topné systémy začaly široce používat v Evropě, především však pro skleníky a zimní zahrady. Základy metodiky pro tepelný a hydraulický výpočet soustav s přirozenou cirkulací vyvinul Angličan Hood v roce 1841. Byl to on, kdo teoreticky dokázal úměrnost rychlostí cirkulace chladiva k druhé odmocnině rozdílu výšek topného centra. a chladící centrum, tedy výškový rozdíl mezi kotlem a radiátorem. Přirozená cirkulace vody v topných systémech byla poměrně dobře prostudována a má silnou teoretickou podporu. S příchodem přečerpávacích systémů vytápění však zájem vědců o „gravitační“ postupně vyprchal. Teorie přirozené cirkulace je stručně a povrchně pokryta v kurzech institutu. Při instalaci takových systémů používají montéři hlavně rady “zkušených” a ty skoupé požadavky, které jsou uvedeny v regulačních dokumentech. Normativní dokumenty však pouze diktují požadavky, ale nevysvětlují důvody pro vznik toho či onoho „postulátu“. V tomto ohledu koluje v okruhu specialistů spousta mýtů, které bych rád trochu rozptýlil.
Rýže. 2. Příklad dvoutrubkového topného systému s přirozenou cirkulací
K tomu použijeme příklad klasického dvoutrubkového gravitačního topného systému (obr. 2), s následujícími počátečními údaji: počáteční objem chladicí kapaliny v systému je 100 l; výška od středu kotle k povrchu ohřáté chladicí kapaliny v nádrži Н = 7 m; vzdálenost od povrchu ohřáté chladicí kapaliny v nádrži ke středu chladiče druhé vrstvy h1 = 3 m, vzdálenost ke středu radiátoru prvního patra h2 = 6 m.
Teplota na výstupu z kotle je 90 °C, na vstupu do kotle – 70 °C. Aktuální cirkulační tlak pro radiátor druhé vrstvy lze určit podle vzorce:
Δp2 = (ρ2 – ρ1) g (H – h1) u977d (965–9,8) 7 (3–470,4) uXNUMXd XNUMX Pa.
Pro radiátor první úrovně to bude:
Δp1 = (ρ2 – ρ1) g (H – h1) u977d (965–9,8) 7 (6–117,6) uXNUMXd XNUMX Pa.
Přesnější výpočty zohledňují i chlazení vody v potrubí.
Mýtus 1. Potrubí by mělo být položeno se sklonem ve směru pohybu chladicí kapaliny. Nehádáme se, nebylo by to špatné, ale v praxi se tento požadavek ne vždy podaří splnit. Někde překáží střešní nosník, někde jsou stropy uspořádány v různých úrovních atd. Co se stane, když je přívodní potrubí provedeno s protispádem (obr. 3)?
Rýže. 3. Příklad horního plnění s protisvahem
Pokud správně přistoupíte k řešení tohoto problému, nestane se nic hrozného. Pokud cirkulační tlak klesne, pak bude zanedbatelně malý (několik pascalů), a to kvůli parazitnímu efektu chlazení chladicí kapaliny v horní náplni. Vzduch ze systému bude muset být odstraněn pomocí průtokového sběrače vzduchu a odvzdušňovacího ventilu. Příklad tohoto zařízení je uveden v obr. 4. Vypouštěcí kohout se používá k vypuštění vzduchu, když je systém naplněn chladicí kapalinou. V režimu „cestování“ je tento ventil uzavřen. Takový systém zůstane plně funkční.
Obr. 4. Příklad zařízení pro odvětrání vzduchu z horního plnění
Mýtus 2. V systémech s přirozenou cirkulací se chlazená chladicí kapalina nemůže pohybovat nahoru. To vůbec není pravda. Pro oběhový systém je pojem „nahoře“ a „dole“ velmi libovolný. Pokud vratné potrubí v některém úseku stoupá, pak někde klesá do stejné výšky. To znamená, že gravitační síly jsou vyvážené. Je to všechno o překonání dalších místních odporů v ohybech a lineárních úsecích potrubí. S tím vším, stejně jako s možným ochlazením chladiva ve vzestupných úsecích, je třeba počítat ve výpočtech. Pokud je systém správně vypočítán, pak schéma uvedené v obr. 5, má právo na existenci. Navíc na začátku minulého století byla taková schémata široce používána, navzdory jejich slabé hydraulické stabilitě.
Rýže. 5. Schéma s horním vratným potrubím
Mýtus 3. V gravitačních systémech musí přívodní potrubí vést přes všechny vrstvy radiátorů. To také není nezbytně nutné. Správně vyspádované přívodní potrubí pod stropem nejvyššího patra nebo v podkroví umožňuje odvětrání vzduchu ze systému přes otevřenou expanzní nádobu. Problém odvodu vzduchu lze však také vyřešit pomocí automatických větracích otvorů (obr. 6) nebo samostatné nadzemní vedení.
Rýže. 6. Schéma s nižším umístěním přívodního vedení
Mýtus 4. Při přirozené cirkulaci chladicí kapaliny musí být radiátory umístěny nad středem generátoru tepla (kotle). Toto tvrzení platí pouze tehdy, když jsou topná zařízení umístěna v jedné vrstvě. Pokud je počet pater dva a více, mohou být radiátory nižšího patra umístěny pod kotlem, což je samozřejmě nutné zkontrolovat hydraulickým výpočtem. Zejména pro příklad uvedený v obr. 7Na H = 7 m, h1 = 3 m, h2 = 8 m, efektivní cirkulační tlak bude:
g [H (ρ2 – ρ1) – h1 (ρ2– ρ1) – h2 (ρ2– ρ3)] = 9,9 · [ 7 · (977 – 965) – 3 · (973 – 965) – 6 · (977 – 973)] = 352,8 Pa.
Zde: r1 u965d 3 kg / m 90 – hustota vody při XNUMX ° С; p2 u977d 3 kg / m 70 – hustota vody při XNUMX ° С; p3 u973d 3 kg / m 80 – hustota vody při XNUMX ° С.
Cirkulační tlak je pro provoz takového systému zcela dostatečný.
Rýže. 7. Jednotrubkový samotížný systém s radiátory umístěnými pod kotlem
Mýtus 5. Gravitační topný systém určený pro vodní chladicí kapalinu lze bezbolestně přenést na nemrznoucí chladicí kapalinu. Bez výpočtu může taková výměna vést k úplnému selhání topného systému. Faktem je, že roztoky ethylenu a polypropylenglykolu mají výrazně vyšší viskozitu než voda. Kromě toho je měrná tepelná kapacita těchto směsí o něco nižší než u vody, což vyžaduje za jinak stejných podmínek zrychlenou cirkulaci chladicí kapaliny. Tyto dva faktory společně výrazně zvyšují vypočítaný hydraulický odpor systému naplněného chladicími kapalinami s nízkým bodem tuhnutí.
Mýtus 6. Do otevřené expanzní nádoby je nutné neustále doplňovat chladicí kapalinu, protože. intenzivně se odpařuje. Ano, to je skutečně velká nepříjemnost, ale lze ji snadno opravit. K tomu se používá vzduchová trubice a hydraulické těsnění, které se obvykle instalují blíže k nejnižšímu bodu systému, vedle kotle (obr. 8). Taková trubka slouží jako vzduchová klapka mezi hydraulickým těsněním a hladinou chladicí kapaliny v nádrži, takže čím větší je její průměr, tím lépe. Nižší bude úroveň kolísání hladiny v nádrži vodního uzávěru. Některým řemeslníkům se daří pumpovat dusík nebo inertní plyny do vzduchové trubice, čímž chrání systém před pronikáním kyslíku.
Rýže. 8. Vzduchová trubice s vodním těsněním
Mýtus 7. Čerpadlo instalované na obtoku hlavního stoupacího potrubí nevytvoří cirkulační efekt, protože instalace uzavíracích ventilů na hlavní stoupačku mezi kotlem a expanzní nádobou je zakázána. Čerpadlo můžete umístit na obtok zpátečky a mezi kohouty čerpadla nainstalovat kulový ventil. Toto řešení není příliš pohodlné, protože. před každým zapnutím čerpadla nezapomeňte uzavřít kohoutek a po vypnutí čerpadla jej otevřete. Montáž klasického pružinového zpětného ventilu není možná kvůli jeho značnému hydraulickému odporu. Domácí řemeslníci se snaží zpětné ventily rozřezat tak, že z nich úplně odstraní pružiny nebo je nainstalují „obráceným způsobem“ (otočením ventilu do polohy normálně otevřené). Takto přestavěné ventily vytvoří v systému jedinečné zvukové efekty díky neustálému „šuchání“ s periodou úměrnou rychlosti chladicí kapaliny.obr. 9), který se brzy objeví v řadě VALTEC. Plovák ventilu v režimu přirozené cirkulace je otevřený a nezasahuje do pohybu chladicí kapaliny. Když je obtokové čerpadlo zapnuto, ventil uzavře hlavní stoupačku a směruje veškerý průtok přes obtok s čerpadlem.
Rýže. 9. Instalace plovákového normálně otevřeného zpětného ventilu
Systémy ohřevu vody s přirozenou cirkulací jsou opředeny mnoha dalšími mýty, které vám doporučujeme rozptýlit sami:
- expanzní nádrž lze vložit pouze nad hlavní stoupačku;
- v takových systémech není možné instalovat membránovou expanzní nádrž;
- není možné regulovat tok tepla z radiátorů v gravitačních systémech;
- mimo sezónu nefunguje přirozený oběh;
- obtoky před radiátory v takových systémech jsou nepřijatelné;
- vodou vyhřívané podlahy v gravitačních systémech nebudou fungovat.
Autor: V.I. Polyakov
© Držitel autorských práv Vesta Regions LLC, 2010
Všechna autorská práva vyhrazena. Při kopírování článku je povinný odkaz na držitele autorských práv a/nebo na webovou stránku www.valtec.ru.
Soubory cookie používáme ke zlepšení webu a jeho uživatelské zkušenosti. Pokračováním v používání stránek souhlasíte s používáním cookies. Cookies můžete vždy zakázat v nastavení vašeho prohlížeče.
© 2023 LLC “REGIONY VESTY”
Všechna práva vyhrazena.
MOSKVA
108851, Moskva, Shcherbinka,
Svatý. Zheleznodorozhnaya, 32, budova 1
tel.: +7 (495) 228-30-30
SAINT PETERSBURG
192019, Petrohrad,
Svatý. Profesorky Kachalové, 11
tel.: +7 (812) 324-77-50
SAMARA
443031, Samara,
9 paseka, 2. průchod, 16 A
tel.: +7 (846) 269-64-54
ROSTOV-NA-DON
344091, Rostov na Donu,
Svatý. Malinovskij, 3
tel.: +7 (863) 261-84-08
KRASNODAR
350033, Krasnodar,
Svatý. Stavropolskaja, 5 B
tel.: +7 (861) 214-98-92
JEKATERINBURG
620016, Jekatěrinburg,
Svatý. Akademik Vonsovský, 1 A
tel.: +7 (343) 278-24-90
