Затворена отоплителна система: диаграми и характеристики на инсталиране на система от затворен тип
Основната характеристика, по която затворената отоплителна система се различава от отворената, е нейната изолация от влиянието на околната среда.Тази схема включва циркулационна помпа, която стимулира движението на охлаждащата течност. Схемата е лишена от много от недостатъците, присъщи на отворена отоплителна верига.
Ще научите всичко за плюсовете и минусите на затворените схеми за отопление, като прочетете статията, която сме предложили. Той подробно разглежда опциите на устройството, спецификата на монтажа и работата на системи от затворен тип. За независими занаятчии е даден пример за хидравлично изчисление.
Представената за преглед информация се основава на строителните разпоредби. За да се оптимизира възприемането на трудна тема, текстът е допълнен с полезни диаграми, колекции от снимки и видео уроци.
Съдържанието на статията:
Принцип на работа на затворена система
Температурните разширения в затворена система се компенсират с помощта на мембранен разширителен съд, напълнен с вода по време на нагряване. При охлаждане водата от резервоара се връща в системата, като по този начин поддържа постоянно налягане във веригата.
Налягането, създадено в затворения отоплителен кръг по време на монтажа, се предава на цялата система. Циркулацията на охлаждащата течност е принудителна, така че тази система е енергозависима. Без циркулационна помпа няма да има движение на загрята вода през тръбите към уредите и обратно към топлогенератора.
Основни елементи на затворен контур:
- котел;
- вентил за освобождаване на въздух;
- термостатен вентил;
- радиатори;
- тръби;
- разширителен резервоар, който не е в контакт с атмосферата;
- балансиращ вентил;
- сферичен кран;
- помпа, филтър;
- предпазен клапан;
- манометър;
- фитинги, крепежни елементи.
Ако захранването на къщата е непрекъснато, тогава затворената система работи ефективно. Често дизайнът е допълнен с „топли подове“, които повишават неговата ефективност и топлопренос.
Това разположение ви позволява да не се придържате към определен диаметър на тръбопровода, да намалите разходите за закупуване на материали и да не поставяте тръбопровода под наклон, което опростява монтажа. Помпата трябва да получава течност при ниска температура, в противен случай нейната работа е невъзможна.
Тази опция има и един отрицателен нюанс - докато при постоянен наклон отоплението работи дори при липса на захранване, тогава при строго хоризонтално положение на тръбопровода затворената система не работи. Този недостатък се компенсира от висока ефективност и редица положителни аспекти в сравнение с други видове отоплителни системи.
Монтажът е относително прост и възможен в стая с всякакъв размер. Не е необходимо да се изолира тръбопроводът, нагряването става много бързо, ако има термостат във веригата, тогава може да се настрои температурният режим. Ако системата е проектирана правилно, тогава няма загуба на охлаждаща течност и следователно няма причина да я допълвате.
Безспорното предимство на отоплителна система от затворен тип е, че температурната разлика между подаването и връщането позволява да се увеличи експлоатационният живот на котела. Тръбопроводът в затворена верига е по-малко податлив на корозия. Има възможност за качване на веригата антифриз вместо водакогато отоплението трябва да бъде изключено през зимата за дълго време.
Защита на системата от въздух
Теоретично въздухът не трябва да влиза в затворена отоплителна система, но всъщност той все още присъства там. Натрупването му се наблюдава, когато тръбите и батериите се пълнят с вода. Втората причина може да бъде разхерметизиране на ставите.
В резултат на появата на въздушни джобове, топлообменът на системата намалява. За да се бори с това явление, системата включва специални вентили и вентили за обезвъздушаване.
За да се сведе до минимум вероятността от въздушни джобове, трябва да се спазват определени правила при пълнене на затворена система:
- Подайте вода отдолу нагоре. За да направите това, поставете тръбите така, че водата и освободеният въздух да се движат в една и съща посока.
- Оставете вентилационните вентили отворени и вентилите за източване на водата затворени. По този начин, с постепенно повишаване на охлаждащата течност, въздухът ще излиза през отворени вентилационни отвори.
- Затворете вентилационния клапан веднага щом водата започне да тече през него. Продължете процеса плавно, докато веригата се напълни напълно с охлаждаща течност.
- Стартирайте помпата.
Ако в отоплителния кръг алуминиеви радиатори, тогава са необходими вентилационни отвори на всеки един.Алуминият, в контакт с охлаждащата течност, провокира химическа реакция, придружена от освобождаване на кислород. При частично биметалните радиатори проблемът е същият, но се произвежда много по-малко въздух.
При 100% биметални радиатори охлаждащата течност не влиза в контакт с алуминий, но професионалистите настояват за наличието на вентилационен отвор и в този случай. Специфичният дизайн на стоманените панелни радиатори вече е оборудван с вентили за обезвъздушаване по време на производствения процес.
При стари чугунени радиатори въздухът се отстранява с помощта на сферичен кран, други устройства тук са неефективни.
Критичните точки в отоплителния кръг са завоите на тръбите и най-високите точки на системата, така че на тези места са монтирани устройства за отвеждане на въздуха. В затворена верига се използва Кранове Майевски или автоматични поплавъчни клапани, които позволяват изпускането на въздух без човешка намеса.
Тялото на това устройство съдържа полипропиленова плувка, свързана чрез кобилица с макара. Когато камерата на поплавъка се напълни с въздух, поплавъкът се спуска и при достигане на долната позиция отваря клапана, през който излиза въздухът.
Водата навлиза в обема, освободен от газ, поплавъкът се втурва нагоре и затваря макарата. За да се предотврати навлизането на отпадъци вътре в последния, той е покрит със защитна капачка.
Има модификации, при които този процес протича по различен начин, но принципът е същият: поплавъкът е в долно положение - газът се освобождава; поплавъкът е повдигнат - вентилът е затворен, въздухът се натрупва. Цикълът се повтаря автоматично и не изисква човешко присъствие.
Прочети статията: 22 най-добри автоматични и ръчни вентилационни отвори: преглед, качество, цена.
Хидравлично изчисление за затворена система
За да не се допусне грешка при избора на тръби според диаметъра и мощността на помпата, е необходимо хидравлично изчисление на системата.
Ефективната работа на цялата система е невъзможна без да се вземат предвид основните 4 точки:
- Определяне на количеството охлаждаща течност, която трябва да се подаде към отоплителните уреди, за да се осигури даден топлинен баланс в къщата, независимо от външната температура.
- Максимално намаляване на оперативните разходи.
- Намаляване на финансовите инвестиции до минимум, в зависимост от избрания диаметър на тръбопровода.
- Стабилна и безшумна работа на системата.
Хидравличните изчисления ще помогнат за решаването на тези проблеми, като ви позволяват да изберете оптималните диаметри на тръбите, като вземете предвид икономически обоснованите дебити на охлаждащата течност, да определите загубите на хидравлично налягане в отделните секции, да свържете и балансирате клоновете на системата. Това е сложен и отнемащ време, но необходим етап на проектиране.
Правила за изчисляване на потока на охлаждащата течност
Изчисленията са възможни при наличие на топлотехнически изчисления и след избор на радиатори по мощност. Топлотехническите изчисления трябва да съдържат разумни данни за обема на топлинната енергия, товарите и топлинните загуби.Ако тези данни не са налични, тогава мощността на радиатора се взема въз основа на площта на помещението, но резултатите от изчислението ще бъдат по-малко точни.
Те започват с диаграма. По-добре е да го направите в аксонометрична проекция и да начертаете всички известни параметри. Дебитът на охлаждащата течност се определя по формулата:
G =860q/∆t kg/h,
където q е мощността на радиатора в kW, ∆t е температурната разлика между връщащата и захранващата линия. След като се определи тази стойност, напречното сечение на тръбите се определя с помощта на таблиците на Шевелев.
За да използвате тези таблици, резултатът от изчислението трябва да се преобразува в литри в секунда по формулата: GV = G /3600ρ. Тук GV означава дебита на охлаждащата течност в l/sec, ρ е плътността на водата, равна на 0,983 kg/l при температура 60 градуса C. От таблиците можете просто да изберете напречното сечение на тръбата, без да извършвате пълно изчисление.
Изчислителната последователност е по-лесна за разбиране, като се използва проста диаграма, която включва котел и 10 радиатора. Диаграмата трябва да бъде разделена на секции, където напречното сечение на тръбите и дебитът на охлаждащата течност са постоянни стойности.
Първият участък е линията, минаваща от котела до първия радиатор. Вторият е участъкът между първия и втория радиатор. Третият и следващите раздели се разграничават по същия начин.
Температурата от първото до последното устройство постепенно намалява. Ако в първата секция топлинната енергия е 10 kW, тогава при преминаването на първия радиатор охлаждащата течност му дава определено количество топлина и загубената топлина намалява с 1 kW и т.н.
Дебитът на охлаждащата течност може да се изчисли по формулата:
Q=(3,6xQuch)/(сх(tr-to))
Тук Qch е топлинното натоварване на площта, c е специфичният топлинен капацитет на водата, който има постоянна стойност от 4,2 kJ/kg x s, tr е температурата на горещата охлаждаща течност на входа, to е температурата на охладената охлаждаща течност на изхода.
Оптималната скорост на движение на горещата охлаждаща течност през тръбопровода е от 0,2 до 0,7 m / s. Ако стойността е по-ниска, в системата ще се появят въздушни джобове. Този параметър се влияе от материала на продукта и грапавостта вътре в тръбата.
Както в отворени, така и в затворени отоплителни кръгове се използват тръби от черна и неръждаема стомана, мед, полипропилен, полиетилен с различни модификации, полибутилен и др.
Когато скоростта на охлаждащата течност е в препоръчителните граници, 0,2-0,7 m / s, ще се наблюдават загуби на налягане от 45 до 280 Pa / m в полимерния тръбопровод и от 48 до 480 Pa / m в стоманени тръби.
Вътрешният диаметър на тръбите в секцията (din) се определя въз основа на големината на топлинния поток и температурната разлика на входа и изхода (∆tco = 20 градуса C за 2-тръбна отоплителна схема) или потока на охлаждащата течност. За това има специална таблица:
За да изберете верига, трябва да разгледате едно- и двутръбните вериги отделно. В първия случай се изчислява щрангът с най-голямо количество оборудване, а във втория случай се изчислява натоварената верига. Дължината на обекта се взема от план, начертан в мащаб.
Извършването на точни хидравлични изчисления може да се извърши само от специалист с подходящ профил.Има специални програми, които ви позволяват да извършвате всички изчисления относно термичните и хидравличните характеристики, които могат да се използват, когато проектиране на отоплителна система за вашия дом.
Избор на циркулационна помпа
Целта на изчислението е да се получи налягането, което помпата трябва да развие, за да премести водата през системата. За да направите това, използвайте формулата:
P = Rl + Z
при което:
- P е загубата на налягане в тръбопровода в Pa;
- R—специфично съпротивление на триене в Pa/m;
- l е дължината на тръбата в проектното сечение в m;
- Z - загуба на налягане в "тесни" участъци в Pa.
Тези изчисления са опростени от същите таблици на Шевелев, от които можете да намерите стойността на съпротивлението на триене, само 1000i ще трябва да се преизчисли за конкретна дължина на тръбата. Така че, ако вътрешният диаметър на тръбата е 15 mm, дължината на участъка е 5 m и 1000i = 28,8, тогава Rl = 28,8 x 5/1000 = 0,144 Bar. След като се намерят стойностите на Rl за всеки раздел, те се сумират.
Стойността на загубата на налягане Z както за котела, така и за радиаторите е в паспорта. За други съпротивления експертите съветват да се вземат 20% от Rl, последвано от сумиране на резултатите за отделните секции и умножаване по коефициент 1,3. Резултатът ще бъде желаното налягане на помпата. За едно- и двутръбни системи изчислението е същото.
В случай помпата е избрана за съществуващ котел, тогава използвайте формулата: Q=N/(t2-t1), където N е мощността на нагревателя във W, t2 и t1 са температурата на охлаждащата течност на изхода на котела и на връщане, респ.
Как да изчислим разширителен резервоар?
Изчислението се свежда до определяне на количеството, с което обемът на охлаждащата течност ще се увеличи по време на нагряването му от средната стайна температура от + 20 градуса C до работната температура - от 50 до 80 градуса. Тези изчисления не са лесни, но има друг начин за решаване на проблема: професионалистите съветват да изберете резервоар с обем, равен на 1/10 от общото количество течност в системата.
Тези данни можете да разберете от паспортите на оборудването, в които е посочен капацитетът на водната риза на котела и 1 радиаторна секция. След това се изчислява площта на напречното сечение на тръбите с различни диаметри и се умножава по съответната дължина.
Резултатите се сумират, към тях се добавят данни от паспортите и от общата сума се вземат 10%. Ако цялата система побира 200 литра охлаждаща течност, тогава е необходим разширителен резервоар с обем 20 литра.
Критерии за избор на резервоар
Производство разширителни резервоари от стомана. Вътре има мембрана, разделяща контейнера на 2 отделения. Първият е пълен с газ, а вторият с охлаждаща течност. Когато температурата се повиши и водата изтича от системата в резервоара, газът се компресира под нейното налягане. Охлаждащата течност не може да заеме целия обем поради наличието на газ в резервоара.
Капацитетът на разширителните резервоари варира. Този параметър е избран така, че когато налягането в системата достигне своя връх, водата не се издига над зададеното ниво. За да се предпази резервоарът от преливане, в конструкцията е включен предпазен клапан. Нормалното пълнене на резервоара е от 60 до 30%.
Избор на оптимална схема
При инсталиране на отопление в частна къща се използват два вида схеми: еднотръбна и двутръбна. Ако ги сравним, второто е по-ефективно. Основната им разлика е в методите за свързване на радиатори към тръбопроводи. В двутръбна система задължителен елемент на отоплителния кръг е индивидуален щранг, през който охладената охлаждаща течност се връща в котела.
Инсталирането на еднотръбна система е по-просто и по-евтино финансово. Затвореният контур на тази система съчетава захранващия и връщащия тръбопровод.
Еднотръбна отоплителна система
В едноетажни и двуетажни къщи с малка площ се е доказала добре схемата на еднотръбна отоплителна верига от затворен тип, която се състои от окабеляване от 1 тръба и редица радиатори, свързани към нея последователно.
Понякога тя е популярно наричана "Ленинградка". Охлаждащата течност, която отдава топлина на радиатора, се връща в захранващата тръба и след това преминава през следващата батерия. Последните радиатори получават по-малко топлина.
Предимството на тази схема е икономичната инсталация - отнема по-малко материали и време от двутръбната система. Ако един радиатор се повреди, останалите ще работят нормално при използване на байпас.
Възможностите на еднотръбна верига са ограничени - тя не може да се стартира на етапи, радиаторите се нагряват неравномерно, така че секциите трябва да се добавят към последната във веригата. За да предотвратите толкова бързо охлаждане на охлаждащата течност, е необходимо да увеличите диаметъра на тръбите. Препоръчително е да свържете не повече от 5 радиатора за всеки етаж.
Има 2 вида системи: хоризонтални и вертикални. В едноетажна сграда хоризонталната отоплителна система е инсталирана както над, така и под пода. Препоръчително е батериите да се монтират на едно и също ниво, а хоризонталният захранващ тръбопровод под лек наклон по посока на потока на охлаждащата течност.
При вертикално разпределение водата от котела се издига нагоре по централния щранг, навлиза в тръбопровода, разпределя се по отделни щрангове и от тях - през радиатори. Охлаждайки, течността пада по същия щранг, преминавайки през всички устройства там, завършвайки във връщащия тръбопровод, а оттам помпата я изпомпва обратно към котела.
След като изберете затворен тип отоплителна система, монтажът се извършва в следната последователност:
- Монтирайте котела. Най-често за него се отделя място на приземния или първия етаж на къщата.
- Тръбите се свързват към входните и изходните тръби на котела и се прокарват по периметъра на всички помещения. Връзките се избират в зависимост от материала на главните тръби.
- Инсталирайте разширителния резервоар, като го поставите в най-високата точка. В същото време е инсталирана група за безопасност, свързваща я към главната линия чрез тройник. Фиксирайте вертикалния главен щранг и го свържете към резервоара.
- Те инсталират радиатори с инсталиране на кранове на Mayevsky. Най-добрият вариант: байпас и 2 спирателни крана - един на входа, а другият на изхода.
- Инсталирайте помпата в зоната, където охладената охлаждаща течност навлиза в котела, като предварително сте инсталирали филтър пред мястото на нейното инсталиране. Роторът е разположен строго хоризонтално.
Някои занаятчии инсталират помпа с байпас, за да не източват водата от системата в случай на ремонт или подмяна на оборудване.
След като инсталирате всички елементи, отворете вентила, напълнете линията с охлаждаща течност и отстранете въздуха. Проверете дали въздухът е напълно отстранен, като развиете винта, разположен на капака на корпуса на помпата. Ако изпод него излиза течност, това означава, че оборудването може да бъде стартирано, като първо затегнете предварително развития централен винт.
С проверени в практиката схеми еднотръбни отоплителни системи и опции за устройства можете да намерите в друга статия на нашия уебсайт.
Двутръбна отоплителна система
Както в случая на еднотръбна система, има хоризонтално и вертикално окабеляване, но тук има както захранваща, така и връщаща линия. Всички радиатори загряват еднакво. Един тип се различава от друг по това, че в първия случай има един щранг и всички отоплителни уреди са свързани към него.
Вертикалната схема включва свързване на радиатори към щранг, разположен вертикално. Предимството му е, че в многоетажна сграда всеки етаж е свързан към щранга поотделно.
Особеност на двутръбната схема е наличието на тръби, свързани към всяка батерия: една директна, а другата връщаща. Има 2 схеми за свързване на отоплителни уреди. Един от тях е тип колектор, когато 2 тръби преминават от колекторите към батерията.
Схемата се характеризира със сложен монтаж и голям разход на материал, но температурата във всяка стая може да се регулира.
Втората е по-проста паралелна верига. Щранговете са монтирани около периметъра на къщата и към тях са свързани радиатори. По целия етаж има шезлонг, към който са свързани щрангове.
Компонентите на такава система са:
- котел;
- предпазен клапан;
- манометър;
- автоматичен обезвъздушител;
- термостатен вентил;
- батерии;
- помпа;
- филтър;
- устройство за балансиране;
- резервоар;
- клапан.
Преди да продължите с монтажа, трябва да решите въпроса за вида на енергоносителя. След това монтирайте котела в отделно котелно помещение или в сутерена.Основното е, че там има добра вентилация. Инсталирайте колектор, ако е предвиден от проекта, и помпа. До котела е монтирана апаратура за настройка и измерване.
Към всеки бъдещ радиатор се свързва линия, след което се монтират самите батерии. Отоплителните уреди се окачват на специални конзоли по такъв начин, че до пода остават 10-12 см, а от стените 2-5 см. Отворите на уредите на входа и изхода са оборудвани със спирателни и контролни устройства. устройства.
След монтажа на всички компоненти на системата тя се херметизира. Това трябва да се направи от професионалисти, защото само те могат да издадат съответния документ.
Подробности за дизайна на двутръбна отоплителна система описани тук, статията представя различни схеми и техния анализ.
Изводи и полезно видео по темата
Този видео материал представя пример за подробно хидравлично изчисление на двутръбна отоплителна система от затворен тип за двуетажна къща в програмата VALTEC.PRG:
Ето подробно описание на дизайна на еднотръбна отоплителна система:
Възможно е сами да инсталирате затворена версия на отоплителната система, но не можете да го направите без консултация със специалисти. Ключът към успеха е правилно изпълнен проект и качествени материали.
Имате ли въпроси относно спецификата на затворен отоплителен кръг? Има ли информация по темата, която би представлявала интерес за посетителите на сайта и за нас? Моля, напишете коментари в блока по-долу.
Но не е подходящ за всеки тип дом, това също си струва да се обмисли. Системата, разбира се, е изключително ефективна, но опитайте да я инсталирате в къщи, които вече са на „единадесет“ години и просто дори са планирани за различна отоплителна мрежа. Струва си да се има предвид, че тази опция е подходяща само за модерни сгради, в които дори самият дизайн на къщата първоначално е бил предназначен да бъде такъв. Въпреки че не изключвам, че може да греша, не бих рискувал в стари къщи.
В старите къщи няма риск, но все пак е препоръчително да ремонтирате цялата система, включително тръбите и радиаторите. Например при смяна на бойлер. Всъщност модерните стенни котли вече се предлагат с вградени помпи и разширителни резервоари. И така, остава само да сменим тръбите и най-добре радиаторите. Още по-добре, инсталирайте топъл под. Печалбата ще бъде както в дизайна, така и в ефективността.