Každý zná přírodní výběr, a to platí i ve vztahu k četným vynálezům lidstva. Postupem času něco podobného také projde. Některé technologie se ponoří do propasti a zůstanou navždy zapomenuty, zatímco jiné se stanou klasikou, která je nesmrtelná a mimo konkurenci. Pokud jde o posledně jmenované, zahrnuje to také systém vytápění s přirozenou cirkulací (CO s EC). Navzdory dostupnosti pokročilejších a funkčnějších řešení je tato technologie stále žádaná, úspěšně prošla zkouškou času.
Vlastnosti přirozeného oběhu
Tento systém má jiná jména: termosifon, gravitace, gravitace.
Zahrnuje několik součástí:
- Generátor tepla (kotel, kamna nebo krb s vodoukošile).
- Uzavřená smyčka - potrubí, radiátory naplněné kapalným nosičem tepla (voda, olej, nemrznoucí směs).
- Expanzní nádrž.
- Uzavírací a regulační ventily.
- Nástroje.
Zahřátá chladicí kapalina z pece nebo kotle se pohybuje v uzavřeném okruhu a zahřívá radiátory. A ty zase předávají energii okolnímu vzduchu v místnosti. Hlavní rys tohoto systému spočívá ve speciálním způsobu, který zajišťuje pohyb chladicí kapaliny.
Pro obyvatele obytných domů je to znatelně jednodušší, protože v bytech je zavedeno ústřední topení. Vlastníci soukromých nemovitostí si musí vlastními silami zřídit ohřev vody s přirozenou cirkulací pro své domy. Jak ale dotyčný systém funguje? To je diskutováno níže.
Princip fungování
Jak víme ze školy, pokud se médium zahřeje, jeho objem se zvětší podle známých fyzikálních zákonů. Navíc ze strany chladnější oblasti na ni začíná působit Archimédova síla, která ji nutí vstát.
Tento jev má také své jméno – konvekce. Právě ona funguje jako „pohonná jednotka“chladicí kapaliny, kde se objevuje pojem „přirozená cirkulace“. A protože konvekce úzce souvisí s gravitací, systém se také nazývá gravitační.
Výkon konvekčního proudění do značné míry závisí na teplotním rozdílu mezi chladivem ohřátým v kotli nebo peci a v oblasti vstupního média (zpátečky). Jak můžeš rozumětčerpání pracovního média se provádí bez použití čerpadla. A to znamená, že topný systém jednopatrového domu s přirozenou cirkulací nepotřebuje elektřinu, to znamená, že je energeticky nezávislý. A protože zde není žádný elektrický spotřebič, úspory jsou zřejmé.
Jinými slovy, při zahřívání voda (obvykle se používá jako nosič tepla) ztrácí svou hustotu a stoupá podél centrální stoupačky, tlačena studeným proudem, který se vrací do kotle. Poté je horká voda přiváděna do radiátorů přes přívodní potrubí. Vydává teplo, ochlazuje se a gravitací se vrací zpět do generátoru tepla (zpátky) a cyklus se nesčetněkrát opakuje.
Kromě toho, protože zde není žádné čerpadlo, nebude zde žádný přetlak. Jako expanzní nádoba tedy postačí otevřená nádoba. Jeho přítomnost je způsobena skutečností, že v topném systému je udržován konstantní tlak.
Významné faktory
Co ale ovlivňuje rychlost vody v systému vytápění s přirozenou cirkulací v jednopatrovém domě? To je obvykle způsobeno následujícími faktory:
- Hodnota cirkulačního tlaku – čím více, tím lépe.
- Průměr potrubí – malý úsek vytvoří větší odpor vůči proudění vody než větší průměr. V tomto ohledu jsou rozměry pro vedení obvykle od 32 do 40 mm.
- Materiál pro výrobu potrubí – moderní polypropylenová řešení jsou méněodpor ve srovnání s kovovými trubkami.
- Otáčení obrysu – ideálně, když je potrubí rovné.
- Počet armatur, adaptérů, přídržných podložek – zde jsou omezení, protože každý ventil snižuje stupeň tlaku.
Pro vytvoření optimálního tlaku v otopném systému s EC musí být kotel umístěn co nejníže pod oběhovým systémem. Zpravidla se jedná o suterén. Z pochopitelných důvodů je expanzní nádrž instalována co nejvýše a ve většině případů je umístěna v podkroví.
Je třeba vzít v úvahu, že otopný systém domu s přirozenou cirkulací má inertní charakter, to znamená, že proudí spíše pomalu. Doba od zapálení kotle po úplnou stabilizaci teplotního režimu trvá několik hodin.
Možnosti chladicí kapaliny
Zpravidla je obvyklé používat jako chladicí kapalinu vodu nebo nemrznoucí kapalinu. Ale protože posledně jmenovaný má vyšší hustotu a nízký přenos tepla, zahřeje jej a tím i palivo mnohem déle. V tomto ohledu je mnohem výhodnější používat vodu.
Když se navíc nemrznoucí směs zahřeje, mnohem více expanduje. Výsledkem je, že při výběru této chladicí kapaliny musí být expanzní nádrž ještě větší než u vody.
Výhody EC topného systému
Hlavní výhody domácího vytápění s přirozeným oběhem jsou:
- Efekt nízkých nákladůžádné drahé oběhové čerpadlo.
- Žádný hluk. I nejmodernější čerpadla produkují tichý hukot - ve dne není slyšet na pozadí okolního hluku, ale v noci je slyšet hukot, což způsobuje nepohodlí.
- Poruchy čerpadla mají za následek dodatečné náklady.
- Počet poruch je minimální - kromě kotle zde prakticky není co rozbít. Úniky jsou vzácné a lze je snadno opravit sami.
Hlavní výhoda EC topného systému však spočívá právě v jeho energetické nezávislosti. V oblastech, kde dochází k neustálým výpadkům proudu, je to nejlepší volba.
Zjevné nevýhody
Ano, a takový zdánlivě dokonalý systém vytápění jednopatrového domu s přirozenou cirkulací, fungující podle všech fyzikálních zákonů, má řadu nevýhod.
Zjevné nevýhody zahrnují:
- Krátký dosah chladicí kapaliny.
- Neschopnost regulovat teplotu v každé místnosti zvlášť.
- Voda cirkuluje okruhem pod mírným tlakem, což způsobuje znatelný pokles teploty - čím dále je radiátor od kotle, tím je nižší.
- Dlouhá doba pro přechod systému do plného provozního režimu.
- Vzhledem k tomu, že expanzní nádoba je umístěna v chladné podkrovní místnosti (která často není vytápěna), existuje možnost zamrznutí chladicí kapaliny.
Navzdory všem těmto nevýhodámvytápění pomocí EC je stále aktuální. Možná je to způsobeno tím, že pro mnoho lidí výhody převažují nad všemi výše uvedenými nevýhodami.
Růdy topných okruhů
Systém ohřevu vody s přirozenou cirkulací lze vyrobit podle jednoho z několika schémat:
- one-pipe;
- two-pipe;
- beam.
V tomto případě obecné parametry jako délka obvodu, počet baterií a řada dalších nehrají zvláštní roli. Může však existovat mnohem více specifických schémat. Níže však zvážíme pouze ty nejjednodušší z nich.
Jednotrubkové vedení
Toto je nejjednodušší schéma, kde jedna trubka slouží k přívodu vody do radiátorů. V některých případech se však bez nich obejdete, protože teplo zajišťuje samotná plocha potrubí.
Pokud schéma stále implikuje přítomnost radiátorů, je nutné provést správné výpočty pro počet baterií (sekcí). Optimální množství není větší než 5. Když totiž voda prochází každým bodem, ochlazuje se. Kromě toho by v topném systému v soukromém domě s přirozenou cirkulací mělo být použito co nejméně uzavíracích ventilů. Délku samotné kontury přitom není nutné výrazně zkracovat.
Ideální možností je v tomto případě diagonální uspořádání. Jinými slovy, chladicí kapalina vstoupí do radiátorů shora a přesměruje se do každého bodu. Po poslední baterii se ochlazená voda vrátí zpět dokotle přes výstupní potrubí nazývané vratné potrubí. Přitom celé potrubí je stejné, což je vlastně celá podstata jednotrubkového vedení.
Dvoutrubkový systém
Toto schéma je trochu složitější, ale má také své výhody. Zde je horká chladicí kapalina vedena přes baterie jedním potrubím a ve vychlazeném stavu se vrací do kotle dalším potrubím. Výsledkem je zlepšení účinnosti přenosu tepla z baterií připojených k jedné horizontální noze. Přívodní potrubí zpravidla vede podél stropu nebo je umístěno v podkroví. Pokud jde o zpětné vedení, je nad podlahou.
Navzdory zjevné výhodě jediné linky (minimum materiálů, tedy minimální náklady) bude dvoutrubkový systém vytápění s přirozenou cirkulací dvoupodlažního domu (nebo jednopatrového) stále nejlepším řešením. Navíc je rozdělena na dvě větve se stejným počtem radiátorů.
Zároveň každá baterie přijímá chladicí kapalinu se stejnou teplotou, což je již plus a velmi důležité! Navíc je možné jej automaticky regulovat, jelikož zařízení na sobě nejsou závislá. Na základě zmíněné výhody jednotrubkového schématu vyplývá nevýhoda dvoutrubkového systému - zvýšená spotřeba materiálů. To platí zejména pro dvoupatrové domy.
Funkce paprskového schématu
V tomto případě jsou vstupní a výstupní potrubí připojena ke speciálnímu rozdělovači. Ve skutečnosti se jedná o rozvodný hřeben, ve kterém je každý vývod vybaven tlumivkou. Nicméně pro každou bateriidvě trubky jsou dodávány.
Soudě z hlediska regulace teploty je takový systém vytápění s přirozenou cirkulací nejvhodnější. Instalační práce je zde zároveň složitější, protože se používá příliš mnoho trubek. Proto, aby se nezkazil vzhled místnosti, jsou odstraněny na podlahu nebo se schovávají za falešnými stěnami. A to již vede k výraznému nárůstu nákladů na práci.
Funkce budování CO s EC
Protože provoz CO s EC je založen na přírodních fyzikálních zákonech (ohřáté prostředí vytváří vzestupné proudění), musí být baterie umístěny nad úrovní kotle. Optimální umístění je suterén nebo suterén. Pokud není k dispozici ani jedno, ani druhé, je v podlaze vytvořeno vybrání vhodné velikosti pro instalaci generátoru tepla.
A to platí nejen pro soukromý dům, ale i pro byty s autonomním vytápěním. Malá část podlahy je odříznuta spolu s potěrem, aby bylo možné přímo na podlahovou desku umístit topný kotel s přirozenou cirkulací.
Pro lepší přirozenou cirkulaci chladicí kapaliny je nutný urychlovací kolektor nebo vertikální trubkový úsek, který vychází z kotle a stoupá až ke stropu. Následně se prostory sjedou z hlavní silnice k radiátorům.
Minimální výška potrubí boosteru musí být alespoň 1 500 mm, přičemž je třeba mít na paměti, že mezi horním vedením a stropem musí být volný prostorprostor pro expanzní nádobu. A jak víme, jedná se o nepostradatelný prvek celého topného systému. Pokud má dům nízké stropy, pak je nádrž pouze odstraněna do podkroví a tyto místnosti je třeba izolovat. Uzavřený topný systém můžete vytvořit pomocí membránové expanzní nádoby, kterou lze umístit na libovolné vhodné místo.
Za zmínku stojí, že uzavřený systém vytápění s přirozenou cirkulací má své výhody:
- Tepelné ztráty jsou výrazně sníženy prostřednictvím expanzní nádrže.
- Uzavřený systém nevyžaduje pravidelné odvětrávání.
- Objem expanzní nádoby je také snížen, totéž platí pro tepelnou setrvačnost systému.
Jak jistě chápete, přítomnost druhého patra v domě výrazně zvyšuje účinnost urychlujícího kolektoru.
Z tohoto důvodu je mnohem snazší zorganizovat přirozenou cirkulaci chladicí kapaliny ve dvoupatrovém domě než v jednopatrovém domě.
Pravidla pro instalaci topného systému s EC
Pokud existuje přání nebo potřeba organizovat topný systém s EC, je třeba vzít v úvahu řadu pravidel:
- Vodorovné větve potrubí okruhu musí být nutně nakloněny ve směru pohybu chladicí kapaliny. Až 10 mm na dlouhých tratích a až 50 mm na krátkých úsecích na metr.
- Při vytváření systému vytápění s přirozenou cirkulací vlastníma rukama byste měli použít všechny možné způsobyzkuste snížit hydraulický odpor obvodu. Tímto pravidlem je třeba se řídit při výběru baterií – litinové radiátory jsou nejlepší volbou kvůli jejich malé vůli.
- Polymerové trubky mají nejnižší stupeň hydraulického odporu. Navíc nezarůstají vodním kamenem. Je však lepší nepoužívat kovové plastové možnosti, protože průtoková plocha je díky armaturám výrazně snížena. Nejlepší volbou jsou polypropylenové trubky, jejich provozní teplota je 70 °. Ještě výhodnější jsou možnosti zesíťovaného polyethylenu – jejich teplotní práh je 95 °C.
- Pokud jsou v topném okruhu odbočky, pak se za každou z nich zvolí průměr trubky o jednu velikost menší. Pro návrat platí opak - velikost se zvětší.
Vzhledem k tomu, že koncept otopného systému s přirozenou cirkulací znamená absenci použití elektřiny, kotel musí být také energeticky nezávislý. A takové modely vyrábí mnoho výrobců.
Mezi zahraniční společnosti patří Bertta, Stropuva, Buderus. Ale ruské společnosti mohou také nabídnout dobré možnosti - Energia, Ogonyok, Conord.
Závěr
Jak vidíte, topný systém s EC chladivem má své výhody i nevýhody. Někomu se tato možnost bude líbit a bude ji chtít implementovat. Ostatní v tom vidí jen zápory. V každém případě takové schéma vytápění s přirozenou cirkulací vyhovuje mnohýmmajitelé domů.
Současně většina z nich umísťuje na vratné potrubí oběhové čerpadlo, aby se zlepšila účinnost topného systému. Pouze se nachází na obchvatu. Takové opatření vám umožňuje převést obvod na gravitaci otevřením speciálního kohoutku, když je napájení vypnuto.
