Принцип дії і пристрій системи опалювання з природною циркуляцією
Дана система водяного опалювання є найбільш простій і традиційно застосовується в невеликих житлових будинках на всій території України.
Принципова схема системи водяного опалювання з природною циркуляцією показана на малюнку.
Вода від казана до опалювальних приладів і назад рухається під дією гідростатичного натиску, що виникає завдяки різній щільності охолодженої і гарячої води.
Оскільки щільність охолодженої води більша, ніж щільність нагрітої, загальна вага правого вертикального стовпа води в циркуляційному кільці більше ваги лівого вертикального стовпа.
Різниця ваги цих стовпів і є рушійний циркуляційний натиск. Величина циркуляційного натиску залежить від різниці рівнів опалювальних приладів і електроказана. Чим нижче по відношенню до опалювальних приладів розташований казан, тим більше величина
натиску, що розташовується. Із зменшенням висоти будівлі, величина гравітаційного натиску, що розташовується, також знижується, природно, що в одноповерхових будинках це значення мінімальне.
За відсутності підвалу, електроказан в індивідуальному будинку зазвичай не заглиблюється. При цьому трапляється, що висота, на якій знаходяться опалювальні прилади і казан, приблизно однакова. Здавалося б, що в цьому випадку гідростатичний натиск не повинен виникати і теплоносій в системі циркулювати не буде. Проте і в цьому випадку утворюватиметься гідростатичний натиск із-за охолоджування води в трубопроводах, що підводять гарячу воду до опалювальних приладів, а також відвідних охолоджену воду від приладів до казана.
Це охолоджування корисне для створення гідростатичного натиску, тому, вказані трубопроводи прокладають відкрито і не ізолюють.
Навпаки, охолоджування води в підйомному трубопроводі нагрітої води шкідливо, бо приводить до підвищення щільності і зменшення гідростатичного натиску. У зв'язку з цим підйомний стояк від казана необхідно ізолювати.
Опалювальна система є в цілому герметичною конструкцією, хоча у верхній крапці за допомогою розширювального бака вона з'єднується з атмосферою. Це необхідно для того, щоб в системі не створювалося підвищений тиск при розширенні нагрітої води.
Систему з розширювальною судиною заповнюють водопровідною водою. Для контролю рівня води при затоці і в процесі експлуатації судину можна обладнати водовказівником. Також розширювальну судину необхідно обладнати переливною трубкою.
Розширювальна судина служить для збору додаткового об'єму води, що утворюється унаслідок розширення при нагріванні, а також збору повітря, що виділяється з води при її нагріванні в казані. Повітря в систему потрапляє з водопровідною водою, в якій при кімнатній
температурі його розчинено приблизно 40 мг/л. При нагріванні до максимальної розрахункової температури опалювання 85 °С розчинність повітря у воді зменшується приблизно до 4 мг/л. Повітряні бульбашки, що виділилися, спливають у водяному потоці по головному стояку в розширювальну судину, з якої віддаляються в атмосферу. За відсутності втрат води з системи опалювання виділення повітря з води здійснюється одноразово, до завершення дегазації залитого в систему об'єму води. Проте, якщо мають місце витоки води, її доводиться підживлювати свіжій водою, з якою в трубопроводи заносяться нові порції повітря.
Переваги системи опалювання з природною циркуляцією:
Відсутність циркуляційного насоса.
Простота виконання.
Низький рівень витрат на споруду оскільки не потрібна спеціальна сантехнічна арматура.
Недоліки системи опалювання з природною циркуляцією:
Повільний «розгін» системи опалювання.
Жорсткі вимозі до конфігурації системи опалювання в просторі і до ухилів труб.
Необхідність застосовувати труби великого діаметру для прискорення циркуляції.
Не естетичність оскільки для поліпшення циркуляції і збільшення тепловіддачі в приміщення потрібна прокладка відкритих не ізольованих трубопроводів, що підводять і відвідних.
До того як ми перейдемо до розгляду системи опалювання з примусовою циркуляцією, розглянемо варіанти спільної роботи твердопаливного казана і електроказана «ЭКОН-20».
Варианты совместной работы котлов для систем отопления с естественной циркуляцией и систем с принудительной циркуляцией практически идентичны. Единственное, что их отличает, отсутствие либо наличие циркуляционного насоса.
Как Вы видите, при любом положении электрокотла «ЭКОН-20» он подключается параллельно твердотопливному котлу. В обратные линии обоих котлов врезаны вентили. Параллельное подключение делается для устранения потерь тепла при прохождении нагретой воды через твердотопливный котел. Вентили в обратных линиях котлов необходимы для устранения циркуляции через не работающий в данный момент котел. Установка вентилей особенно актуальна при использовании циркуляционного насоса. (На нижнем рисунке, в обратной линии твердотопливного котла вентиль условно не показан). Т.к. в данной системе
опалювання підйомний стояк є одночасно і розширювальним трубопроводом, то згідно п. 11.8.7. «Правила пристрою і безпечної експлуатації парових і водогрійних казанів».
« Установка запірної арматури на цьому трубопроводі
забороняється»
Найбільш поширена квартирна система опалювання - водяна система з природною циркуляцією.
Трубопроводи системи опалювання прокладають по приміщеннях без теплової ізоляції за винятком трубопроводу, що йде від казана до розширеної судини. Ділянку зворотного трубопроводу, що перетинає дверний отвір одного з приміщень, прокладають з тепловою ізоляцією в конструкції підлоги і ізолюють пухшнуром в бавовняному обплетенні завтовшки 30 мм з подальшою обмоткою склотканиною. Перед тепловою ізоляцією труби очищають від грязі і іржі і покривають антикорозійним лаком за два рази.
Трубопроводи і опалювальні прилади квартирної системи опалювання кріплять до стіни за допомогою кронштейнів і хомутів.
Розширений бак встановлюють над верхньою крапкою системи опалювання. Від бачка відводять трубу діаметром 15 мм в раковину для скидання води і повітря. Якщо бак розташований в неопалювальному приміщенні, його потрібне теплоізолювати. Рівень води в розширювальному бачку не повинен опускатися до дна, для чого необхідно періодично підживлювати систему водою.
При припиненні топкі в зимовий період більш ніж на добу воду з системи зливають.
Після закінчення опалювального сезону систему залишають заповненою водою, в уникненні корозії металу.
Принцип дії і пристрій системи опалювання з примусовою
циркуляцією.
На даному малюнку зображена система опалювання з примусовою циркуляцією теплоносія за допомогою циркуляційного насоса, встановленого в зворотній трубі системи опалювання, безпосередньо перед входом в електроказан. Далі, між казаном і циркуляційним насосом встановлена демпфуючої розширювальна судина. Нагріта в порожнині казана вода поступає на т.з. «гребінку» на якій встановлені:
Запобіжний клапан на 2,5 кг/см2, повітряний клапан, службовець для видалення повітря з системи опалювання, термометр, для контролю температури витікаючого теплоносія. Туди ж підходять стояки системи. У верхній точці системи рекомендується встановити додатковий повітряний клапан. На вході кожного опалювального приладу встановлений терморегулятор службовець для підтримки оптимальної температури повітря в приміщеннях, шляхом зміни витрати теплоносія, що подається на опалювальні прилади. Охолоджена вода з системи опалювання збирається на другій «гребінці» і далі цикл повторюється. У нижнюю на малюнку «гребінку» врізана лінія підживлення. Для
обмеження тиску в системі опалювання застосовується регулятор тиску з вихідним тиском 2,0 кг/см2. У цю ж лінію встановлюється зворотний клапан, службовець для запобігання зливу теплоносія з системи опалювання у разі зникнення води в лінії підживлення.
Преваги системи опалювання з примусовою циркуляцією теплоносія.
Швидкий «розгін» системи.
Низька металоємність, оскільки можна застосовувати труби малого діаметру.
Зручність регулювання теплоросподілення як по стояках, так і по кожному опалювальному приладу.
Можливість прихованої прокладки трубопроводів без дотримання ухилів.
Можливість монтажу елеваторного вузла, розширювальної судини, лінії підживлення і електроказана в одному приміщенні, без дотримання різниці висот.
Недоліки системи опалювання з примусовою циркуляцією.
Неможливість роботи у разі виходу з ладу циркуляційного насоса.
Висока вартість як самого насоса, так і додаткової арматури.
Ну от і все. Тепер ви маєте загальне уявлення про системи опалювання, можете самостійно розрахувати необхідну потужність електроказана і опалювальних приладів. І що найголовніше зможете майже на рівних розмовляти з фахівцями які вестимуть монтаж Вашої системи.
Ще раз нагадую, що все викладене в цьому документі не можна сприймати як догму, кожна опалювальна система має індивідуальну конструкцію і особливості, обумовлені місцевими умовами. Тому Вашим основним завданням є вибір фірми, яка проводитиме проектування і монтаж Вашої системи опалювання.