Přírodní cirkulační vytápěcí systém: pravidla instalace + typová schémata

Pro jednopodlažní dům

Nejjednodušší jednotrubkové vytápění, které stavitelé používají již více než půl století, je "Leningradka".

Na obrázku je nákres modernizované verze "Leningradky" s diagonálně zapojenými radiátory. Na výkresu jsou vyznačeny následující prvky (zleva doprava):

• Instalace vytápění. Pro realizaci tohoto CO jsou vhodné kotle na tuhá paliva, plynové (zemní plyn nebo LPG) a elektrické kotle. Teoreticky jsou vhodné i kotle na kapalná paliva, ale je zde problém se skladováním paliva v soukromém domě.
• Bezpečnostní skupina, která se skládá z pojistného ventilu nastaveného na určitý tlak v systému, automatického odvzdušnění a manometru.
• Radiátory připojené k systému pomocí uzavíracích kulových ventilů. Jehlové vyvažovací ventily jsou instalovány na spojnici mezi vstupem a výstupem každého radiátoru.
• Ve vratném potrubí je instalována membránová expanzní nádoba, která kompenzuje tepelnou roztažnost chladicí kapaliny.
• Oběhové čerpadlo, které vytváří nucený průtok chladicí kapaliny přes CO.

Nyní o tom, co v tomto náčrtu ještě není zmíněno, ale je to povinný prvek pro spolehlivé fungování tohoto schématu. Výše bylo zmíněno pouze čerpadlo, nikoli však potrubí, které zahrnuje tři kulové ventily s hrubým filtrem a čerpadlem mezi nimi. Často je čerpadlová skupina s potrubím připojena k CO přes propojku, čímž vzniká obtok.

Stavebníci se často ptají, zda je obchvat nutný. obtok v jednotrubkovém topném systému? Tento systém CO je totiž soběstačný a funkční. V případě výpadku proudu se však oběhové čerpadlo zastaví a průtok topného média se zastaví. Obtok není nutný, ale je lepší ho vybudovat pro přepnutí z nuceného na přirozený oběh v případě nouze.

Pokud jde o potrubí: Vzhledem k tomu, že teplota na výstupu z kotle může dosahovat až 80 °C, doporučuje se pro okruh Leningradka použít zesílené polypropylenové trubky požadovaného průměru. Proč zesílené? Důvodem je, že polymerové trubky jsou dostatečně levné a praktické, snadno se instalují a mají nízkou hmotnost. Polymerové trubky však při zahřátí mění svou délku. Zesílené polymerové trubky touto "nemocí" netrpí.

Tip: Přestože je tento typ CO vybaven automatickým odvzdušňovacím zařízením, v některých případech dochází k ucpání okruhů. Pro vyřešení tohoto problému doporučujeme použít na radiátorech ventil Mayevsky.

Schémata uzavřených obvodů

Pro vytápění venkovských a letních domů se používají následující typy rozvodů:

1. Jedna trubka. Všechna otopná tělesa jsou připojena k jedinému potrubí, které vede po obvodu místnosti nebo budovy. Protože horké a chlazené teplonosné médium proudí stejným potrubím, každý následující radiátor přijímá méně tepla než předchozí.
2. Dvoutrubkový systém. Zde ohřátá voda vstupuje do radiátorů jednou trubkou a druhou trubkou odchází. Nejběžnější a nejspolehlivější varianta pro všechny obytné budovy.
3. Bypass (Tichelmannova smyčka). Stejně jako u dvoutrubkové soustavy, pouze chladicí voda proudí stejným směrem jako teplá voda, nikoliv opačným směrem (znázorněno na obrázku níže).
4. Kolektor nebo zářič. Každý radiátor je napájen samostatným potrubím připojeným ke společnému rozdělovači.

Jednotrubkový horizontální rozvod (Leningradka)

Jednopotrubní horizontální rozvod je vhodný pro jednopodlažní domy s malou podlahovou plochou (do 100 m²), kde vytápění zajišťuje 4 až 5 radiátorů. Nepřipojujte jich více na jednu větev, poslední radiátory by byly příliš studené. Varianta svislých stoupaček je vhodná pro budovy o 2 nebo 3 podlažích, ale při realizaci budete muset procházet stropními trubkami téměř každou místností.

Jednotrubkový systém se svislými stoupacími potrubími

Dvoutrubkové schéma se slepými větvemi (zobrazené na začátku článku) je poměrně jednoduché, spolehlivé a jednoznačně doporučené k použití. Pokud vlastníte dům o rozloze do 200 m2 a výšce 2 podlaží, měli byste zajistit rozvod trubek s průřezem DN 15 a 20 (vnější průměr - 20 a 25 mm) a pro připojení radiátorů použít DN 10 (vnější průměr - 16 mm).

Obtokový vodní okruh (Tichelmannova smyčka)

Smyčka Tichelmann je hydraulicky nejvyváženější, ale hůře se instaluje. Potrubí musí být položeno po obvodu místností nebo celého domu a vedeno pod dveřmi. Ve skutečnosti stojí více než dvoutrubkový systém, ale výsledek je přibližně stejný.

Radiální systém je také jednoduchý a spolehlivý, navíc je veškerá kabeláž úspěšně ukryta v podlaze. Připojení nejbližší baterie k hřebenu se provádí pomocí trubek o průměru 16 mm, vzdálenější pomocí trubek o průměru 20 mm. Průměr odbočky kotle je 25 mm (DN 20). Nevýhoda této varianty - Náklady na rozdělovač a úsilí spojené s pokládkou rozvodů, když je podlaha již položena.

Schéma s individuálním připojením otopných těles ke kolektoru

Pravidla pro výběr a instalaci potrubí

Volba mezi ocelovými a polypropylenovými trubkami ve všech aplikacích cirkulace je založena na tom, zda je lze použít pro horkou vodu, a také na ceně, snadné instalaci a životnosti.

Přívodní stoupačka je vyrobena z kovového potrubí, protože jí protéká voda o nejvyšší teplotě, a v případě topení v peci nebo vadného výměníku tepla jí může procházet i pára.

V případě přirozené cirkulace je třeba použít o něco větší průměr potrubí než v případě oběhového čerpadla. Pro vytápění prostorů do 200 m2 je typický průměr hlavního a zpětného potrubí na vstupu do výměníku tepla 2 palce.

To je způsobeno nižší rychlostí proudění vody ve srovnání s rychlostí proudění vody ve vodě. možnost nuceného oběhu.což vede k následujícím problémům:

• Snížení množství tepla předaného za jednotku času ze zdroje do vytápěného prostoru;
• ucpání nebo vzduchové kapsy, se kterými si nízký průtok nedokáže poradit.

Zvláštní pozornost je třeba věnovat problematice vyprazdňování systému při použití přirozené cirkulace se spodním přívodem. Nelze ji zcela vypustit z topného média přes expanzní nádobu, protože

Vroucí voda vstupuje do jednotek nejprve v potrubí, které je níže, než se nacházejí.

Při nuceném oběhu tlačí tlak vody vzduch do lapače vzduchu instalovaného v nejvyšším bodě systému - zařízení s automatickým, ručním nebo poloautomatickým ovládáním. Maevského kohouty slouží především k regulaci tepelného výkonu.

V gravitačních topných systémech s přívodním proudem za spotřebiči se Maevského kohouty používají přímo k vypouštění vzduchu.

Všechny moderní radiátory jsou vybaveny zařízením pro odvzdušnění, takže lze provést sklon, který zabrání tvorbě ucpávek v okruhu odváděním vzduchu do radiátoru.

Vzduch lze také vypouštět pomocí odvzdušňovacích otvorů instalovaných na každé stoupací trubce nebo na vzduchovém potrubí vedeném paralelně se systémovou sítí. Vzhledem k velkému počtu odvzdušňovacích zařízení se gravitační okruhy se spodním průtokem používají velmi zřídka.

Při nízké hladině může malá vzduchová uzávěra zcela vypnout topný systém. Podle SNiP 41-01-2003 tedy není dovoleno pokládat potrubí pro topné systémy bez spádu při rychlosti vody menší než 0,25 m/s.

V přirozeném oběhu jsou takové rychlosti nedosažitelné. Proto je třeba kromě zvětšení průměru potrubí dodržet trvalý sklon, aby bylo možné topný systém odvzdušnit. Spád se počítá 2 až 3 mm na metr, v rovinných sítích je spád až 5 mm na běžný metr vodorovné vrstvy.

Přívodní sklon se provádí ve směru proudění vody tak, aby vzduch mohl proudit do expanzní nádoby nebo do odvzdušňovacího systému umístěného v nejvyšším bodě okruhu. Lze sice použít i protisvah, ale pak je nutné instalovat další odvzdušňovací ventil.

Zpětné potrubí je obvykle skloněno ve směru proudění chlazené vody. Tím je zajištěno, že se nejnižší bod okruhu shoduje se vstupem do vratného potrubí generátoru tepla.

Nejběžnější kombinace směrů sklonu přívodního a vratného potrubí pro odstranění vzduchové kapsy v vodní okruh s přirozenou cirkulací

Při instalaci malého podlahového vytápění v přirozeně cirkulující smyčce je důležité zabránit vnikání vzduchu do úzkých a horizontálně uspořádaných trubek tohoto topného systému. Před podlahovým vytápěním musí být instalováno odvzdušňovací zařízení.

Výběr potrubí

Výběr materiálu je také silně ovlivněn kotlem, protože v případě kotlů na tuhá paliva, oceli, pozinkovaných trubek nebo např. výrobky z nerezové oceliVzhledem k vysoké teplotě kapaliny v kotli.

Kovové a zesílené trubky však vyžadují použití tvarovek, což značně zužuje otvor, ideální by byly zesílené polypropylenové trubky s provozní teplotou 70C a špičkovou teplotou 95C.

Výrobky ze speciálního plastu PPS mají pracovní teplotu 95C a špičkovou teplotu až 110C, což umožňuje použití v otevřeném systému.

Jak vybrat čerpadlo pro vytápění

Nejlepší volbou pro instalaci je speciální odstředivé čerpadlo s nízkou hlučností a rovnými lopatkami. Nevytvářejí nadměrný tlak, ale tlačí chladicí kapalinu a urychlují její pohyb (pracovní tlak individuálního topného systému s nuceným oběhem 1-1,5atm, maximální 2atm). Některé modely čerpadel mají integrovaný elektrický pohon. Taková zařízení mohou být instalována přímo v potrubí, nazývají se také "mokrá", a existují zařízení "suchého" typu. Liší se pouze způsobem instalace.

Na adrese instalace jakéhokoli typu oběhového čerpadla přednostně se instaluje s obtokem a dvěma kulovými ventily, které umožňují vyjmutí čerpadla za účelem opravy/výměny bez zastavení systému.

Čerpadlo by mělo být nejlépe připojeno s obtokem - aby bylo možné jej opravit/vyměnit bez zničení systému.

Oběhové čerpadlo umožňuje regulovat otáčky topného média. Čím více topné médium proudí, tím více tepla rozptyluje a tím rychleji místnost vyhřívá. Jakmile je dosaženo požadované teploty (buď sledováním stupně ohřevu topného média, nebo vzduchu v místnosti, v závislosti na možnostech kotle a/nebo nastavení), úloha se změní - je třeba udržovat teplotu a snížit průtok.

U tlakového topného systému nestačí rozhodnout se pro typ čerpadla.

Je důležité vypočítat kapacitu. K tomu je nejprve třeba znát tepelné ztráty vytápěných místností/budov.

Určují se na základě ztráty během nejchladnějšího týdne. V Rusku jsou regulovány a stanovovány veřejnými službami. Doporučují následující hodnoty:

• u jednopodlažních a dvoupodlažních domů jsou ztráty při nejnižší sezónní teplotě -25 o C 173 W/m 2. Při -30 o C jsou ztráty 177 W/m 2 ;
• výškové budovy ztrácejí 97W/m2 až 101W/m2 .

Na základě zjištěné tepelné ztráty (označené Q) můžete zjistit výkon čerpadla podle vzorce:

c - měrná tepelná kapacita teplonosného média (1,16 pro vodu nebo jiná hodnota z přiložených dokumentů o nemrznoucí směsi);

Dt - rozdíl teplot mezi přívodem a zpátečkou. Tento parametr závisí na typu systému a je: 20 o C pro běžné systémy, 10 o C pro nízkoteplotní systémy a 5 o C pro systémy podlahového vytápění.

Tuto hodnotu je třeba převést na výkon a vydělit ji hustotou teplonosného média při provozní teplotě.

V zásadě je možné použít průměrné hodnoty jako vodítko při volbě výkonu čerpadla pro nucený oběh tepla:

• V systémech s plochou do 250 m2 se používají čerpací jednotky s výkonem 3,5 m3 /h a výtlakem 0,4 m;
• vytápěná plocha 250 m2 až 350 m2 vyžaduje výkon 4-4,5 m3 /h a výšku 0,6atm;
• V topných systémech pro plochy od 350 m2 do 800 m2 by mělo být instalováno čerpadlo o výkonu 11 m3 /h a tlaku 0,8 atm.

Uvědomte si však, že čím hůře je dům izolován, tím větší výkon zařízení (kotle a čerpadla) může být potřeba a naopak - v dobře izolovaném domě může být potřeba polovina těchto hodnot. Tyto údaje jsou průměrné. Totéž lze říci o tlaku vytvářeném čerpadlem: čím užší jsou trubky a čím drsnější je jejich vnitřní povrch (vyšší hydraulický odpor systému), tím vyšší musí být tlak. Kompletní výpočet je složitý a těžkopádný proces, při kterém se zohledňuje mnoho parametrů:

Výkon kotle závisí na ploše vytápěné místnosti a tepelných ztrátách.

• odolnost trubek a tvarovek (o tom, jak vybrat průměr topných trubek, si můžete přečíst zde );
• délka potrubí a hustota teplonosného média;
• počet, plocha a typ oken a dveří
• materiál stěn, jejich izolace
• tloušťka stěn a izolace;
• přítomnost/nepřítomnost suterénu, sklepa, podkroví a stupeň izolace.
• typ střešní krytiny, složení střešní krytiny atd.

Obecně lze říci, že tepelně-technický výpočet je jedním z nejsložitějších v této oblasti. Pokud tedy chcete přesně vědět, jaký výkon čerpadla ve vašem systému potřebujete, objednejte si výpočet u odborníka. Pokud ne, vyberte na základě průměrných údajů a upravte je podle situace. Jediné, co je třeba vzít v úvahu, je, že systém je velmi hlučný, pokud není průtok topného média dostatečně vysoký. V tomto případě je lepší použít výkonnější zařízení - spotřeba energie je nižší a systém je efektivnější.

Dvoutrubkové topné systémy

Studená voda je odebírána z chladiče a odváděna z chladiče dvěma různými potrubními systémy.

Existuje několik typů dvoutrubkových okruhů: klasické nebo standardní, smyčkové, ventilátorové nebo radiální.

Klasický dvoutrubkový systém

Klasický dvoutrubkový rozvod pro topné systémy.

V klasickém dvoutrubkovém systému je směr proudění v přívodním potrubí opačný než ve zpětném potrubí. Toto schéma je nejběžnější v moderních topných systémech ve vícepodlažních i soukromých individuálních budovách. Dvoutrubkový systém umožňuje rovnoměrné rozdělení topného média mezi radiátory bez ztráty teploty a efektivní regulaci tepelného výkonu v každé místnosti, a to i automaticky pomocí termostatických ventilů s instalovanou termostatickou hlavicí.

Takové zařízení má dvoutrubkový topný systém ve vícepodlažním domě.

Obtokový obvod nebo "Tichelmannova smyčka"

Obvod rozvodu vytápění.

Obtokové schéma je variantou klasického schématu s tím rozdílem, že směr proudění teplonosné látky v přívodu a zpátečce se shoduje. Toto schéma se používá v topných systémech s dlouhými a vzdálenými větvemi. Použití průtočného vzoru snižuje hydraulický odpor větve a rovnoměrně rozvádí chladicí kapalinu po všech chladičích.

Ventilátor (radiální)

Ventilátorový nebo sálavý systém se používá ve vícepodlažních budovách pro vytápění po jednotlivých bytech s možností instalace. měřič tepla (V systémech vytápění vícepodlažních bytových domů lze instalovat měřič tepla pro každý byt, v systémech soukromého bydlení s rozvody po jednotlivých podlažích. U ventilátorového systému ve vícepodlažní budově je v každém podlaží instalován rozdělovač s vývody do všech bytů v samostatném potrubním systému a instalován měřič tepla. To umožňuje každému majiteli bytu vyúčtovat a zaplatit pouze teplo, které spotřebuje.

Ventilátor nebo sálavý topný systém.

V soukromém domě se ventilátorový systém používá k rozvodu potrubí po jednotlivých podlažích a k připojení každého radiátoru ke společnému kolektoru, tj. každý radiátor je připojen k samostatnému přívodnímu a zpětnému potrubí od kolektoru. Tento typ připojení umožňuje co nejrovnoměrnější rozložení teplonosného média po radiátorech a snižuje hydraulické ztráty všech prvků otopné soustavy.

Z čeho se skládá topný systém?

Z názvu "vodní topný systém" je zřejmé, že ke svému provozu potřebuje vodu. V tomto případě je teplonosným médiem voda, která nepřetržitě cirkuluje v uzavřené smyčce. Voda se ohřívá ve speciálním kotli a poté se potrubím přivádí do hlavního topného tělesa, kterým může být podlahové vytápění nebo radiátory.

Samozřejmě lze použít velké množství příslušenství, aby systém fungoval lépe, bezpečněji a hospodárněji. Nejjednodušší systém ohřevu vody však vypadá následovně:

Základní prvky topného systému

Topné systémy lze rozlišit podle principu cirkulace:

• ohřev vody s nuceným oběhem;
• s přirozeným oběhem.

Přirozený oběhový systém

Přirozený oběhový systém je dokonalým příkladem toho, jak člověk využívá elementární fyzikální zákony. Její princip fungování je v podstatě jednoduchý - chladicí kapalina se v potrubí pohybuje díky rozdílům v hustotě studené a horké vody.

Systém vytápění s přirozenou cirkulací

To znamená, že chladicí kapalina ohřívaná v kotli se stává lehčí, její hustota se snižuje. Horká voda je z kotle vytlačována studenou chladicí kapalinou a snadno stoupá centrálním stoupacím potrubím. A odtud k radiátorům. Teplonosné médium zde odevzdá své teplo, ochladí se a poté, co získá svou původní hmotnost a hustotu, se vrací zpětným potrubím do topného kotle, čímž se z kotle vytlačí nová porce horkého teplonosného média. Tento cyklus se opakuje donekonečna.

Pro samostatné vytvoření systému ohřevu vody s přirozenou cirkulací je důležité mít na paměti několik jednoduchých pravidel. Především - zvolte nejvhodnější průměr potrubí pro vytvoření středového stoupacího potrubí a při pokládce potrubí dodržujte také požadovaný úhel sklonu. Systém s přirozeným oběhem má však několik významných nevýhod.

Především je nutné použít těžké kovové trubky (s nimiž se při instalaci obtížně manipuluje). Takový systém navíc znemožňuje regulaci vytápění jednotlivých místností. Další nevýhodou je vysoká spotřeba paliva

Systém přirozeného oběhu má však také několik významných nevýhod. V první řadě je potřeba těžkých kovových trubek (které se obtížně instalují). Kromě toho není možné regulovat úroveň vytápění jednotlivých místností. Další nevýhodou je vysoká spotřeba paliva.

Systém s nuceným oběhem

Vytápěcí systém s nuceným oběhem

Charakteristickým rysem tohoto typu systému je povinné přidání jeho oběhového čerpadla. Přispívá k pohybu chladicí kapaliny v potrubí. Schéma systému vypadá následovně:

Jednou z hlavních výhod systému s nuceným oběhem je, že tento typ ohřevu vody z elektřiny umožňuje regulovat hladinu vody v každém radiátoru pomocí speciálních ventilů, a tím řídit úroveň vytápění místnosti. Tím se snižuje množství paliva spotřebovaného na ohřev topného média.

Nevýhodou je, že systém je energeticky závislý. Pokud je váš dům vystaven kolísání napětí nebo výpadkům proudu, je nejrozumnějším řešením použití kombinovaného systému, který kombinuje nucený a přirozený oběh topného média.

Instalace topného systému

Nejpraktičtější je vytvořit v domě dvoutrubkový topný systém. Skládá se ze dvou propojených smyček, z nichž jedna (přívodní potrubí) přivádí horké topné médium do radiátorů. A ochlazená voda z radiátoru se vrací do kotle druhým okruhem - zpětným potrubím.

Pohyb topného média v topném systému

Dvoutrubkový tlakový topný systém je ideálním řešením pro každé soukromé sídlo. Umožňuje připojit speciální termostaty, které umožňují ovládat stupeň vytápění jednotlivých radiátorů. Může být také doplněn speciálními rozdělovači, aby byl systém účinnější.

Typy kotlů a dalších zařízení na ohřev vody

Účinnost vytápění v soukromém domě závisí na instalaci, která ohřívá pracovní těleso (vodu). Správně zvolená jednotka vyrábí množství tepla potřebné pro radiátory a kotel nepřímého vytápění (pokud je k dispozici) a hospodárně vynakládá energetické nosiče.

Samostatný systém ohřevu vody může pracovat od:

• teplovodní kotel, který používá určité palivo - zemní plyn, dřevo, uhlí, naftu;
• elektrický kotel;
• sporák na dřevo s vodním okruhem (kovový nebo zděný);
• tepelné čerpadlo.

K vytápění chat a chalup se nejčastěji používají plynové kotle, elektrické kotle a kotle na tuhá paliva. Poslední se vyrábí pouze v podlahovém provedení, ostatní tepelné generátory jsou nástěnné a stacionární. Dieselové jednotky se používají méně často, důvodem je vysoká cena paliva. Jak vybrat správný kotel na ohřev teplé vody je popsáno v podrobném návodu.

Vytápění kamny v kombinaci s vodními registry nebo moderními radiátory není špatné řešení. pro vytápění letní chaty, garáže nebo malého bytu.Nevýhodou je, že topné těleso umístěné uvnitř kotle není špatným řešením pro vytápění venkovského domu, garáže nebo malého domu o rozloze 50-100 m². Nevýhodou je, že výměník tepla umístěný uvnitř ohřívače nekontrolovaně ohřívá vodu.

Aby se zabránilo varu, je důležité zajistit nucenou cirkulaci v systému.

Moderní gravitační cirkulační systém bez čerpací jednotky, poháněný pomocí vodní okruh cihlové pece

Tepelná čerpadla nejsou v bývalém Sovětském svazu příliš rozšířená. Důvody:

• hlavním problémem je vysoká cena zařízení;
• Vzhledem k chladnému klimatu jsou jednotky vzduch-voda jednoduše neúčinné;
• geotermální systémy "podzemní voda" se obtížně instalují;
• Elektronické jednotky tepelných čerpadel a kompresory jsou velmi nákladné na opravy a údržbu.

Vzhledem k vysoké ceně přesahuje doba návratnosti jednotek 15 let. Účinnost zařízení (3-4 kW tepla na 1 kilowatt spotřebované elektřiny) však láká mistry - řemeslníky, kteří se snaží sestavit domácí obdobu ze starých klimatizací.

Jak vytvořit nejjednodušší verzi tepelného čerpadla vlastníma rukama, podívejte se na video: