Zavádění moderních technologií vedlo k postupné obměně samotížných topných systémů. Nové typy vytápění prostor jsou účinnější a vyžadují nižší náklady v chladném období. Proč jsou tedy gravitační systémy stále instalovány v moderních soukromých domech? Odpověď na tuto otázku je jednoduchá: mají velkou spolehlivost založenou na pochopení fyzikálních zákonů a také energetickou nezávislost na zdrojích elektrického proudu.
Na jakém principu funguje gravitační topný systém
Gravitační ohřev se také nazývá systém přirozené cirkulace. K vytápění domů se používá od poloviny minulého století. Obyčejní lidé této metodě zpočátku nedůvěřovali, ale vzhledem k její bezpečnosti a praktičnosti začali postupně nahrazovat zděná kamna ohřevem vody.
Poté s příchodem kotlů na tuhá palivapotřeba objemných pecí úplně zmizela. Systém gravitačního vytápění funguje na jednoduchém principu. Voda v kotli se ohřeje a její měrná hmotnost se méně ochladí. V důsledku toho stoupá podél vertikálního stoupacího potrubí do nejvyššího bodu systému. Poté se chladicí voda začne pohybovat směrem dolů a čím více se ochladí, tím větší bude rychlost jejího pohybu. V potrubí se vytváří proud směřující do nejnižšího bodu. Tímto bodem je zpětné potrubí instalované v kotli.
Jak se voda pohybuje shora dolů, prochází radiátory a zanechává část svého tepla v místnosti. Oběhové čerpadlo se nepodílí na procesu pohybu chladicí kapaliny, díky čemuž je tento systém nezávislý. Proto se nebojí výpadku proudu.
Výpočet samotížného topného systému se provádí s ohledem na tepelné ztráty domu. Vypočítá se požadovaný výkon topných zařízení a na základě toho se vybere kotel. Měl by mít rezervu chodu jedenapůlkrát.
Popis schématu
Aby takové vytápění fungovalo, musí být správně zvoleny poměry trubek, jejich průměry a úhly sklonu. Kromě toho se v tomto systému nepoužívají některé typy radiátorů.
Uvažujme, z jakých prvků se skládá celá struktura:
- Kotel na tuhá paliva. Vstup vody do něj by měl být v nejnižším bodě systému. Teoreticky může být kotel i elektrický nebo plynový, ale v praxi pro takové systémy nejsoupoužít.
- Svislá stoupačka. Jeho spodní část je napojena na přívod kotle a horní část se rozvětvuje. Jedna část je připojena k přívodnímu potrubí a druhá k expanzní nádrži.
- Expanzní nádrž. Nalévá se do něj přebytečná voda, která vzniká při expanzi z ohřevu.
- Zásobovací potrubí. Aby systém gravitačního ohřevu vody fungoval efektivně, musí mít potrubí sklon směrem dolů. Jeho hodnota je 1-3%. To znamená, že na 1 metr potrubí by měl být rozdíl 1-3 centimetry. Kromě toho by se měl průměr potrubí zmenšovat, když se vzdaluje od kotle. K tomu se používají trubky různých sekcí.
- Vytápěcí zařízení. Instalují se buď velkoprůměrové trubky nebo litinové radiátory M 140. Moderní bimetalové a hliníkové radiátory se nedoporučují. Mají malou průtokovou plochu. A protože tlak v gravitačním topném systému je malý, je obtížnější protlačit chladicí kapalinu přes taková topná zařízení. Průtok se sníží.
- Zpětné potrubí. Stejně jako přívodní potrubí má sklon, který umožňuje vodě volně proudit směrem ke kotli.
- Jeřáby pro odvodnění a odběr vody. Vypouštěcí kohout se instaluje v nejnižším bodě, přímo u kotle. Kohoutek pro příjem vody se provádí tam, kde je to vhodné. Nejčastěji se jedná o umístění blízko potrubí, které se připojuje k systému.
Výhody systému
Nejzákladnější výhodou gravitačního topného systému je jeho úplná autonomie. Kvůli jednoduchostijeho prvky nevyžadují elektřinu. Jeho dalším plusem je spolehlivost, protože čím je systém jednodušší, tím méně údržby vyžaduje. Je třeba poznamenat, že nižší tlak v gravitačním topném systému je méně nebezpečný.
Vady
Zastánci uzavřených systémů uvádějí mnoho nevýhod gravitačního vytápění. Mnohé z nich vypadají přitažené za vlasy, ale přesto je uveďme:
- Ošklivý vzhled. Přívodní potrubí velkého průměru vede pod stropem a narušuje estetiku místnosti.
- Potíže s instalací. Zde mluvíme o tom, že přívodní a výtlačné potrubí mění svůj průměr stupňovitě v závislosti na počtu topných zařízení. Kromě toho je gravitační topný systém soukromého domu vyroben z ocelových trubek, jejichž instalace je obtížnější.
- Nízká účinnost. Předpokládá se, že vnitřní vytápění je ekonomičtější, ale existují dobře navržené systémy přirozené cirkulace, které fungují stejně dobře.
- Omezená topná plocha. Gravitační systém funguje dobře na plochách do 200 metrů čtverečních. metry.
- Omezený počet podlaží. Takové vytápění není instalováno v domech nad dvěma podlažími.
Kromě výše uvedeného má gravitační zásobování teplem maximálně 2 okruhy, zatímco moderní domy mají často okruhů několik.
Rozdíly v provozu kotle na tuhá paliva
Srdcem každého topného systému je kotel. I když je možné nainstalovatstejné modely, práce s jiným typem vytápění se bude lišit. Pro normální provoz kotle musí být teplota vodního pláště minimálně 55 °C. Pokud je teplota nižší, pak v tomto případě bude kotel uvnitř pokryt dehtem a sazemi, v důsledku čehož se jeho účinnost sníží. Bude nutné jej neustále čistit.
Aby se tomu zabránilo, je v uzavřeném systému na výstupu z kotle instalován třícestný ventil, který pohání chladicí kapalinu v malém kruhu a obchází ohřívače, dokud se kotel nezahřeje. Pokud teplota začne překračovat 55 °C, pak se v tomto případě ventil otevře a voda se promíchá do velkého kruhu.
U samotížného topného systému není vyžadován třícestný ventil. Faktem je, že zde k cirkulaci nedochází kvůli čerpadlu, ale kvůli ohřevu vody, a dokud se nezahřeje na vysokou teplotu, pohyb nezačne. Topeniště kotle v tomto případě zůstává neustále čisté. Není vyžadován třícestný ventil, což snižuje náklady a zjednodušuje systém a přidává k jeho výhodám.
Bezpečnost vytápění
Jak bylo uvedeno výše, tlak v uzavřeném systému je větší než v gravitačním. Proto k bezpečnosti přistupují jinak. Při uzavřeném topení je expanze chladicí kapaliny kompenzována v expanzní nádrži pomocí membrány.
Je plně utěsněný a nastavitelný. Po překročení maximálního povoleného tlaku v systému jde přebytečné chladivo, překonávající odpor membrány, do nádrže.
Gravitační ohřev se nazývá otevřený kvůli netěsné expanzní nádobě. Můžete nainstalovat membránovou nádrž a vytvořit uzavřený gravitační topný systém, ale jeho účinnost bude mnohem nižší, protože se zvýší hydraulický odpor.
Objem expanzní nádoby závisí na množství vody. Pro výpočet se vezme jeho objem a vynásobí se koeficientem roztažnosti, který závisí na teplotě. Přidejte 30 % k výsledku.
Koeficient se vybírá podle maximální teploty, které voda dosáhne.
Ovzduší a jak se s nimi vypořádat
Pro normální provoz topení je nutné, aby byl systém zcela naplněn chladicí kapalinou. Přítomnost vzduchu je přísně zakázána. Může vytvořit blokádu, která brání průchodu vody. V tomto případě se teplota vodního pláště kotle bude velmi lišit od teploty ohřívačů. Pro odstranění vzduchu jsou namontovány vzduchové ventily, Mayevského kohoutky. Jsou instalovány v horní části topných zařízení a také v horních částech systému.
Pokud má však gravitační ohřev správný sklon vstupního a výstupního potrubí, nejsou nutné žádné ventily. Vzduch v nakloněném potrubí bude volně stoupat k horní části systému a tam, jak víte, je otevřená expanzní nádrž. Přidává také výhodu otevřeného vytápění snížením počtu nepotřebných položek.
Je možné namontovat systém polypropylenutrubky
Lidé, kteří si vytápění vyrábějí svépomocí, často přemýšlejí o tom, zda je možné vyrobit gravitační systém vytápění z polypropylenu. Plastové trubky se koneckonců montují snadněji. Nejsou zde žádné drahé svářečské práce a ocelové trubky a polypropylen odolává vysokým teplotám. Můžete odpovědět, že takové vytápění bude fungovat. Alespoň na chvíli. Poté začne účinnost klesat. Jaký je důvod? Jde o sklony přívodního a výtlačného potrubí, které zajišťují gravitační proudění vody.
Polypropylen má větší lineární roztažnost než ocelové trubky. Po opakovaných cyklech ohřevu horkou vodou se plastové trubky začnou prohýbat a narušovat požadovaný sklon. V důsledku toho se průtok, pokud se nezastaví, výrazně sníží a budete muset přemýšlet o instalaci oběhového čerpadla.
Potíže s instalací gravitačního systému ve dvoupatrovém domě
Systém gravitačního vytápění dvoupatrového domu může také fungovat efektivně. Jeho instalace je ale mnohem obtížnější než u jednopatrového. To je způsobeno skutečností, že střechy podkrovního typu nejsou vždy vyrobeny. Pokud je druhé patro podkroví, vyvstává otázka: kam umístit expanzní nádrž, protože by měla být úplně nahoře?
Druhým problémem, kterému budete muset čelit, je, že okna prvního a druhého patra nejsou vždy na stejné ose, takže horní baterie nelze propojit s těmi spodními položením trubek v nejkratším čase způsob. To znamená, že budou muset být provedeny další zatáčky a zatáčky, které zvýší hydraulikuodpor v systému.
Třetím problémem je zakřivení střechy, které může ztěžovat udržení správného sklonu.
Tipy pro instalaci samotížného vytápění ve dvoupatrovém domě
Většinu těchto problémů lze vyřešit ve fázi návrhu domu. Existuje také malé tajemství, jak zvýšit účinnost vytápění dvoupatrového domu. Výstupní potrubí radiátorů instalovaných ve 2. patře je nutné napojit přímo na vratné potrubí 1. patra, nikoliv zpětné potrubí ve 2. patře.
Dalším trikem je vyrobit přívodní a vratné potrubí z trubek velkých průměrů. Ne méně než 50 mm.
Potřebuji čerpadlo v gravitačním topném systému?
Někdy existuje možnost, kdy bylo topení nainstalováno nesprávně a rozdíl mezi teplotou pláště kotle a zpátečky je velmi velký. Horká chladicí kapalina, která nemá dostatečný tlak v potrubí, se ochladí před dosažením posledních topných zařízení. Přestavba všeho je dřina. Jak vyřešit problém s minimálními náklady? Pomoci může instalace oběhového čerpadla do samotížného topného systému. Pro tyto účely je vyroben obtok, do kterého je zabudováno nízkopříkonové čerpadlo.
Vysoký výkon není vyžadován, protože při otevřeném systému se ve stoupačce opouštějící kotel vytváří dodatečný tlak. Aby byla ponechána možnost práce bez elektřiny, je zapotřebí bypass. Instaluje se na zpátečku před kotlem.
Jak získat víceúčinnost
Zdálo by se, že systém s přirozenou cirkulací je již doveden k dokonalosti a nelze vymyslet nic pro zvýšení účinnosti, ale není. Pohodlí jeho používání můžete výrazně zvýšit prodloužením doby mezi požáry kotle. Chcete-li to provést, musíte nainstalovat kotel s větším výkonem, než je potřeba pro vytápění, a odvést přebytečné teplo do tepelného akumulátoru.
Tato metoda funguje i bez použití oběhového čerpadla. Horká chladicí kapalina totiž může stoupat i stoupačkou z tepelného akumulátoru v době, kdy v kotli dohořelo palivové dříví.
