Naravno selekcijo poznajo vsi in to velja tudi za številne izume človeštva. Čez čas nekaj podobnega tudi minejo. Nekatere tehnologije bodo potonile v brezno in ostale za vedno pozabljene, druge pa bodo postale nesmrtne in izven konkurence klasike. Pri slednjem spada tudi ogrevalni sistem z naravno cirkulacijo (CO z EC). Kljub razpoložljivosti naprednejših in funkcionalnih rešitev je tehnologija še vedno v povpraševanju, uspešno je prestala preizkus časa.
Lastnosti naravne cirkulacije
Ta sistem ima druga imena: termosifon, gravitacija, gravitacija.
Vključuje več komponent:
- Agregat toplote (kotel, peč ali kamin z vodosrajca).
- Zaprta zanka - cevi, radiatorji napolnjeni s tekočim toplotnim nosilcem (voda, olje, antifriz).
- ekspanzijska posoda.
- Zaporni in regulacijski ventili.
- instrumenti.
Ogrevano hladilno sredstvo iz peči ali kotla se giblje v zaprtem krogu in segreva radiatorje. Ti pa prenašajo energijo v okoliški zrak v prostoru. Glavna značilnost tega sistema je v posebnem načinu, ki zagotavlja gibanje hladilne tekočine.
Za stanovalce stanovanjskih stavb je opazno lažje, saj je v stanovanjih vzpostavljeno centralno ogrevanje. Lastniki zasebnih nepremičnin morajo sami vzpostaviti ogrevanje vode z naravno cirkulacijo za svoje domove. Toda kako zadevni sistem deluje? To je obravnavano spodaj.
Načelo delovanja
Kot vemo iz šole, se bo, če se medij segreje, njegova prostornina povečala v skladu z znanimi zakoni fizike. Poleg tega s strani hladnejšega območja nanj začne delovati Arhimedova sila, ki jo prisili v dvig.
Ta pojav ima tudi svoje ime – konvekcija. Prav to deluje kot "napajalna enota" hladilne tekočine, kjer se pojavi koncept "naravnega kroženja". In ker je konvekcija tesno povezana z gravitacijo, se sistem imenuje tudi gravitacijski.
Moč konvekcijskega toka je v veliki meri odvisna od temperaturne razlike med hladilno tekočino, segreto v kotlu ali peči, in v območju vhodnega medija (povratka). Kako lahko razumeščrpanje delovnega medija se izvaja brez uporabe črpalke. In to pomeni, da ogrevalni sistem enonadstropne hiše z naravno cirkulacijo ne potrebuje električne energije, torej je nehlapen. In ker ni električnega aparata, je prihranek očiten.
Z drugimi besedami, voda (ponavadi se uporablja kot nosilec toplote) pri segrevanju izgubi svojo gostoto in se dviga vzdolž osrednjega dvižnega voda, ki ga potiska hladen tok, ki se vrača v kotel. Po tem se vroča voda pošlje v radiatorje skozi dovodne cevi. Oddaja toploto, se ohladi in se z gravitacijo vrne nazaj v generator toplote (povratek) in cikel se ponovi neštetokrat.
Poleg tega, ker ni črpalke, ne bo nadtlaka. Zato kot ekspanzijski rezervoar zadostuje odprta posoda. Njegova prisotnost je posledica dejstva, da se v ogrevalnem sistemu vzdržuje stalen tlak.
Pomembni dejavniki
Kaj pa vpliva na hitrost vode v ogrevalnem sistemu z naravno cirkulacijo enonadstropne hiše? To je običajno posledica naslednjih dejavnikov:
- Vrednost cirkulacijskega tlaka - več kot je, tem bolje.
- Premer cevovodov - majhen odsek bo ustvaril večjo odpornost na vodni tok kot večji premer. V zvezi s tem so dimenzije za ožičenje običajno od 32 do 40 mm.
- Material za izdelavo cevovodov - sodobne rešitve polipropilena so manjodpornost v primerjavi s kovinskimi cevmi.
- Obrni zavoji - idealno, ko je cevovod ravna.
- Število fitingov, adapterjev, zadrževalnih podložk - tukaj obstajajo omejitve, saj vsak ventil zmanjša stopnjo tlaka.
Za ustvarjanje optimalnega tlaka v ogrevalnem sistemu z EC je treba kotel postaviti čim nižje pod sistem krogotoka. Praviloma je to klet. Iz očitnih razlogov je ekspanzijski rezervoar nameščen čim višje in v večini primerov nameščen na podstrešju.
Upoštevati je treba, da ima ogrevalni sistem hiše z naravno cirkulacijo inerten značaj, kar pomeni, da teče precej počasi. Od vžiga kotla do popolne stabilizacije temperaturnega režima traja nekaj ur.
Možnosti hladilne tekočine
Praviloma je običajno, da se kot hladilno sredstvo uporablja voda ali antifriz. Ker pa ima slednji večjo gostoto in nizek prenos toplote, bo za ogrevanje in s tem goriva potrebno veliko več časa. V zvezi s tem je veliko bolj donosna uporaba vode.
Poleg tega se antifriz pri segrevanju veliko bolj razširi. Zaradi tega mora biti pri izbiri te hladilne tekočine ekspanzijska posoda celo večja kot z vodo.
Prednosti EC ogrevalnega sistema
Ključne prednosti ogrevanja doma z naravno cirkulacijo so:
- Učinek nizke cenebrez drage obtočne črpalke.
- Brez hrupa. Tudi najsodobnejše črpalke proizvajajo tiho brnenje - podnevi se ne sliši v ozadju hrupa iz okolice, ponoči pa se sliši brnenje, ki povzroča nelagodje.
- Okvare črpalke povzročijo dodatne stroške.
- Število okvar je minimalno - tukaj se praktično nič ne zlomi, razen kotla. Puščanja so redka in jih je mogoče enostavno popraviti sami.
A glavna prednost ogrevalnega sistema EC je ravno v njegovi energetski neodvisnosti. Na območjih, kjer prihaja do stalnih izpadov električne energije, je to najboljša možnost.
Očitne slabosti
Da, in tako na videz popoln ogrevalni sistem enonadstropne hiše z naravno cirkulacijo, ki deluje po vseh zakonih fizike, ima številne pomanjkljivosti.
Očitne pomanjkljivosti vključujejo:
- Kratek doseg hladilne tekočine.
- Nezmožnost uravnavanja temperature v vsaki sobi posebej.
- Voda kroži skozi krogotok pod rahlim pritiskom, kar povzroči opazno znižanje temperature - dlje kot je radiator od kotla, nižji je.
- Dolgo obdobje, da sistem vstopi v poln način delovanja.
- Ker se ekspanzijski rezervoar nahaja v hladnem podstrešnem prostoru (ki pogosto ni ogrevan), obstaja možnost zmrzovanja hladilne tekočine.
Kljub vsem tem pomanjkljivostim,ogrevanje z EC je še vedno aktualno. Morda je to posledica dejstva, da za mnoge ljudi koristi odtehtajo vse zgoraj navedene slabosti.
Različice ogrevalnih krogov
Sistem za ogrevanje vode z naravno cirkulacijo je mogoče izdelati po eni od več shem:
- one-pipe;
- dvocevni;
- žarek.
V tem primeru splošni parametri, kot so dolžina vezja, število baterij in številni drugi, nimajo posebne vloge. Vendar pa lahko obstaja veliko bolj specifičnih shem. Vendar bomo spodaj obravnavali le najpreprostejše od njih.
Enocevni vod
To je najpreprostejša shema, kjer se za dovod vode do radiatorjev uporablja ena cev. Vendar pa lahko v nekaterih primerih brez njih, saj toploto zagotavlja območje samih cevovodov.
Če shema še vedno pomeni prisotnost radiatorjev, je potrebno narediti pravilne izračune za število baterij (odsekov). Optimalna količina ni večja od 5. Konec koncev, ko voda prehaja skozi vsako točko, se ohladi. Poleg tega je treba v ogrevalnem sistemu v zasebni hiši z naravno cirkulacijo uporabiti čim manj zapornih ventilov. Hkrati dolžine same konture ni treba močno zmanjšati.
Idealna možnost v tem primeru je diagonalna razporeditev. Z drugimi besedami, hladilna tekočina bo vstopila v radiatorje od zgoraj in se preusmerila na vsako točko. Po zadnji bateriji se ohlajena voda vrne nazajkotel skozi odvodno cev, imenovano povratna cev. Hkrati je celoten cevovod enak, kar je pravzaprav celotno bistvo enocevnega voda.
dvocevni sistem
Ta shema je nekoliko bolj zapletena, vendar ima tudi svoje prednosti. Tukaj se vroča hladilna tekočina prenaša skozi baterije po enem cevovodu, v ohlajenem stanju pa se vrne v kotel po drugi liniji. Posledično se izboljša učinkovitost prenosa toplote iz baterij, povezanih na eno vodoravno nogo. Praviloma napajalni vod poteka vzdolž stropa ali se nahaja na podstrešju. Kar zadeva povratno črto, je nad tlemi.
Kljub očitni prednosti ene linije (minimalni materiali, torej minimalni stroški), bo dvocevni ogrevalni sistem z naravno cirkulacijo dvonadstropne hiše (ali enonadstropne) še vedno najboljša rešitev. Poleg tega je razdeljen na dve veji z enakim številom radiatorjev.
Hkrati vsaka baterija prejme hladilno tekočino z enako temperaturo, kar je že plus in zelo pomembno! Poleg tega ga je mogoče samodejno regulirati, saj naprave niso odvisne ena od druge. Na podlagi omenjene prednosti enocevne sheme sledi pomanjkljivost dvocevnega sistema - povečana poraba materialov. To še posebej velja za dvonadstropne hiše.
Značilnosti sheme žarkov
V tem primeru sta dovodni in izstopni vodi povezani s posebnim razdelilnikom. Pravzaprav je to razdelilni glavnik, v katerem je vsaka vtičnica opremljena z dušilko. Vendar za vsako baterijodve cevi sta priloženi.
Sodeč z vidika nadzora temperature je takšen ogrevalni sistem z naravno cirkulacijo najbolj priročen. Hkrati so montažna dela tukaj bolj zapletena, saj se uporablja preveč cevi. Zato, da ne bi pokvarili videza prostora, jih odstranimo na tla ali skrijemo za lažne stene. In to že vodi do občutnega povečanja stroškov dela.
Značilnosti gradnje CO z EC
Ker delovanje CO z EC temelji na naravnih fizikalnih zakonih (ogreto okolje ustvarja tok navzgor), morajo biti baterije nameščene nad nivojem kotla. Optimalna lokacija je klet ali klet. Če ne enega ne drugega ni na voljo, se v tleh naredi vdolbina ustrezne velikosti za namestitev toplotnega generatorja.
In to ne velja samo za zasebno hišo, ampak tudi za stanovanja z avtonomnim ogrevanjem. Majhen del tal je odrezan skupaj z estrihom, tako da se lahko ogrevalni kotel z naravno cirkulacijo postavi neposredno na talno ploščo.
Za boljšo naravno cirkulacijo hladilne tekočine je potreben pospeševalni zbiralnik ali navpični cevni odsek, ki izvira iz kotla in se dviga do samega stropa. V nadaljevanju se prostor spusti z glavne avtoceste do radiatorjev.
Najmanjša višina kolektorja mora biti najmanj 1.500 mm, pri tem pa je treba upoštevati, da mora biti med zgornjo črto in stropom prost prostorprostor za ekspanzijsko posodo. In kot vemo, je to nepogrešljiv element celotnega ogrevalnega sistema. Če ima hiša nizke strope, se rezervoar samo odstrani na podstrešje in te prostore je treba izolirati. Ogrevalni sistem zaprtega tipa lahko izdelate z uporabo membranske ekspanzijske posode, ki jo lahko postavite na katero koli priročno mesto.
Omeniti velja, da ima zaprt ogrevalni sistem z naravno cirkulacijo svoje prednosti:
- Izguba toplote se v veliki meri zmanjša preko ekspanzijske posode.
- Zaprt sistem ne zahteva rednega prezračevanja.
- Zmanjša se tudi prostornina ekspanzijske posode, enako velja za toplotno vztrajnost sistema.
Kot razumete, prisotnost drugega nadstropja v hiši znatno poveča učinkovitost pospeševalnega zbiralnika.
Zato je veliko lažje organizirati naravno kroženje hladilne tekočine v dvonadstropnem dvorcu kot v enonadstropni hiši.
Pravila za vgradnjo ogrevalnega sistema z EC
Če obstaja želja ali potreba po organizaciji ogrevalnega sistema z EC, je treba upoštevati številna pravila:
- Vodoravne veje cevovodov vezja morajo biti nujno nagnjene v smeri gibanja hladilne tekočine. Do 10 mm na dolgih progah in do 50 mm na kratkih odsekih na meter.
- Pri ustvarjanju ogrevalnega sistema z naravno cirkulacijo z lastnimi rokami uporabite vse možne načineposkusite zmanjšati hidravlični upor vezja. Tega pravila je treba upoštevati pri izbiri baterij – radiatorji iz litega železa so najboljša izbira zaradi majhne zračnosti.
- Polimerne cevi imajo najnižjo stopnjo hidravličnega upora. Poleg tega ne zaraščajo luske. Vendar je bolje, da ne uporabljate kovinsko-plastičnih možnosti, saj se območje pretoka zaradi okovja opazno zmanjša. Najboljša izbira so polipropilenske cevi, njihova delovna temperatura je 70 °. Možnosti zamreženega polietilena so še bolj zaželene - njihov temperaturni prag je 95 ° C.
- Če so v ogrevalnem krogu veje, se za vsako od njih izbere premer cevi za eno velikost manjši. Za vračilo velja ravno nasprotno - velikost se poveča.
Ker koncept ogrevalnega sistema z naravno cirkulacijo pomeni odsotnost porabe električne energije, mora biti kotel tudi nehlapen. In takšne modele izdelujejo številni proizvajalci.
Med tujimi podjetji so Bertta, Stropuva, Buderus. Toda ruska podjetja lahko ponudijo tudi dobre možnosti - Energia, Ogonyok, Conord.
Sklep
Kot vidite, ima ogrevalni sistem z EC hladilno tekočino svoje prednosti in slabosti. Nekomu bo ta možnost všeč in jo bodo želeli uresničiti. Drugi v tem vidijo le slabosti. Vsekakor pa takšna ogrevalna shema z naravno cirkulacijo ustreza mnogimlastniki stanovanj.
Hkrati jih večina na povratni cevovod postavi obtočno črpalko za izboljšanje učinkovitosti ogrevalnega sistema. Le ta se nahaja na obvoznici. Tak ukrep vam omogoča, da vezje prenesete na gravitacijo tako, da odprete posebno pipo, ko je napajanje izklopljeno.
