Um eine angenehme Temperatur im Haus zu schaffen, werden verschiedene Heizschemata verwendet. Eine erzwungene Zirkulation des Kühlmittels ist effektiv, aber nicht immer möglich. Wenn in einem Landhaus Stromausfälle oder ein Mangel daran auftreten (Cottage), ist die andere Option die beste Option. Ein selbst entworfenes Schwerkraftheizsystem des geschlossenen Typs, das von ihm selbst entworfen und installiert wurde, erfüllt seine Funktionen ohne Installation einer Pumpe und anderer elektrischer Geräte.
Merkmale des Schwerkraftheizungssystems
Das Funktionsprinzip basiert auf der Eigenschaft von Wasser, sich mit zunehmender Temperatur auszudehnen. Die Erzeugung einer Druckdifferenz in einem geschlossenen Rohrkreislauf ist die Grundlage für die Flüssigkeitszirkulation. Aufgrund dieses Effekts erhielt das geschlossene Gravitationsheizsystem einen anderen Namen - die Schwerkraft.
Strukturell sollte es aus folgenden Elementen bestehen:
- Kessel. Ein Gerät zur Übertragung der Energie brennenden Brennstoffs (Brennholz, Kohle, Gas usw.) auf ein Kühlmittel (Wasser, Frostschutzmittel). In einem geschlossenen Gravitationsheizsystem geschieht dies mit Hilfe eines Wärmetauschers, der sich so nahe wie möglich im Kessel an der Brennkammer befindet.
- Pipelines. Erforderlich für den Transport von erwärmter Flüssigkeit vom Wärmetauscher zu den Heizgeräten;
- Heizkörper. Sie sind die Hauptwärmequelle im Raum. Ihre große Fläche sorgt für maximale Wärmeübertragung zwischen erwärmtem Wasser und Luft im Raum.
- Sicherheits- und Steuergeräte. Dazu gehören ein Ausgleichsbehälter, ein Schwerkraftventil zum Heizen, Ventile und Drosseln.
Beim Erhitzen von Wasser im Wärmetauscher dehnt es sich aus, wodurch ein Überdruck entsteht. Das kalte Kühlmittel aus dem Rücklaufrohr hat wiederum eine höhere Dichte und beginnt, die Flüssigkeit mit einer hohen Temperatur zu verdrängen. Infolgedessen tritt eine Zirkulation auf.
Eines der Hauptelemente des Systems ist der Booster-Verteiler - ein vertikales Rohr, das mit dem Kessel verbunden ist. Wenn Sie ein Gravitationsheizsystem mit Ihren eigenen Händen herstellen, müssen Sie besonders darauf achten - angefangen beim Material für die Herstellung von Rohren bis hin zu deren Durchmesser.
Je größer das Volumen des Booster-Verteilers ist, desto höher ist die Kühlmittelgeschwindigkeit. Dazu müssen Sie den optimalen Querschnitt und die optimale Höhe berechnen.
Das Schwerkraftheizsystem eines zweistöckigen Hauses sollte so ausgelegt sein, dass das Kühlmittel so gleichmäßig wie möglich auf mehrere Kreisläufe verteilt werden kann.
Detaillierte Systembeschreibung
Beim Erhitzen von Wasser verdampft ein Teil davon unweigerlich in Form von Dampf. Zum rechtzeitigen Entfernen ist ganz oben im System ein Ausgleichsbehälter installiert. Es erfüllt zwei Funktionen: Durch das obere Loch wird überschüssiger Dampf entfernt und es erfolgt eine automatische Kompensation des Flüssigkeitsvolumenverlusts. Ein ähnliches Schema wurde offen genannt.
Es hat jedoch einen wesentlichen Nachteil - die relativ schnelle Verdunstung von Wasser. Daher bevorzugen sie es, bei großen verzweigten Systemen ein geschlossenes Gravitationsheizsystem mit eigenen Händen herzustellen. Die Hauptunterschiede seines Schemas sind wie folgt.
- Anstelle eines offenen Ausdehnungsgefäßes ist am höchsten Punkt der Rohrleitung eine automatische Entlüftung installiert.Ein geschlossenes Gravitationsheizsystem erzeugt beim Erhitzen des Kühlmittels eine große Menge Sauerstoff aus Wasser, das zusätzlich zum Überdruck eine Rostquelle für Metallelemente darstellt. Zur rechtzeitigen Entfernung von Dampf mit hohem Sauerstoffgehalt ist eine automatische Entlüftung installiert;
- Um den Druck des bereits gekühlten Kühlmittels auszugleichen, ist vor dem Kesseleinlasskrümmer ein geschlossener Membranexpansionsbehälter angebracht. Wenn der Gravitationsdruck im Heizsystem die zulässige Norm überschreitet, gleicht die elastische Membran dies durch Erhöhung des Gesamtvolumens aus.
Andernfalls können Sie beim Entwerfen und Installieren eines Schwerkraftheizungssystems nur mit Ihren eigenen Händen die üblichen Regeln und Empfehlungen befolgen.
Schwerkraftheizung für ein einstöckiges und zweistöckiges Haus
Wenn in einem einstöckigen Haus eine Schwerkraftheizung unter Druck installiert werden soll, können Sie das Einrohr-Leningradka-Schema verwenden.
Ein Merkmal dieses Schemas ist ein einzelnes Rohr, an das mehrere Heizgeräte parallel angeschlossen sind. Dies führt jedoch zu einer ungleichmäßigen Wärmeverteilung - je weiter der Heizkörper vom Kessel entfernt ist - desto niedriger ist die Temperatur des eintretenden Wassers. Um dieses Problem zu lösen, können Sie das Schwerkraftheizsystem eines geschlossenen Typs aufrüsten:
- Einbau von Absperrventilen. Mit seiner Hilfe ist es möglich, das Kühlmittelvolumen für Heizgeräte, die sich näher am Kessel befinden, zu reduzieren. Somit nimmt der Wärmeenergieverlust in den ersten Abschnitten des Systems ab;
- Wenn Sie sich vom Kessel entfernen, erhöhen Sie die Anzahl der Heizkörperabschnitte.
- Installieren Sie Rohre mit größerem Durchmesser an der Stelle, an der die Rohre mit den Heizgeräten verbunden sind. Dadurch wird der Gravitationsdruck des Heizsystems in diesem Bereich verringert, wodurch die Geschwindigkeit der Wasserzirkulation im Heizkörper verringert wird.
Dieses Schema ist bei einer kleinen Länge der Autobahn akzeptabel. Es wird jedoch nicht empfohlen, es für ein zweistöckiges Haus zu installieren. In diesem Fall ist ein zweirohriges verzweigtes Gravitationsheizsystem erforderlich, dessen Berechnung in einzelnen Abschnitten durchgeführt wird.
Sein Merkmal ist, dass separate Stromkreise zum zentralen Rohr führen, das sich im oberen Teil der Autobahn befindet. An jedes von ihnen sind Heizgeräte angeschlossen. Es ist wichtig, dass ihre Länge gleich ist. Andernfalls strömt die gesamte Flüssigkeit in den Bereich mit dem geringsten Widerstand - gegen einen Kurzschluss.
Um zu verhindern, dass sich das Kühlmittel zum Kesselauslassrohr bewegt, ist ein Schwerkraftrückschlagventil zum Heizen installiert. Dies ist ein unverzichtbares Element für das Gravitationsheizsystem eines zweistöckigen Hauses.
Berechnung des Schwerkraftheizungssystems
Bevor Sie mit der Installation von Rohren und Heizgeräten fortfahren, müssen Sie die Parameter des gesamten Systems berechnen. Hierzu werden hydraulische Eigenschaften berechnet, die sich anschließend auf die Wahl des optimalen Rohrleitungsdurchmessers auswirken. Vor der Berechnung des Gravitationsheizungssystems müssen die Hauptparameter ermittelt werden. Sie werden benötigt, um den tatsächlichen Wert des Zirkulationsdrucks (RC) zu berechnen:
- Abstand von der Mitte des Kessels zur Mitte der Heizung (h). Je größer es ist, desto besser ist die Flüssigkeitszirkulation. Wenn Sie ein Schwerkraftheizsystem mit Ihren eigenen Händen installieren, wird empfohlen, den Kessel am tiefsten Punkt des Hauses zu montieren - im Keller.
- Zirkulationsdruck von erhitztem (Pr) und gekühltem (Po) Kühlmittel.
Unabhängig davon, ob das Gravitationsheizsystem für zweistöckige oder einstöckige Häuser berechnet wird, hängt der Wert der letzteren Parameter direkt von der Differenz der Wassertemperatur ab.Diese Daten können tabellarischen Daten entnommen werden.
Beispielsweise hat die Schwerkraftheizung bei einem Wert von h-4 m und einer Temperaturdifferenz von 20 ° (80/60) einen Druck von 4 · 112 = 448 Pa. Für weitere Berechnungen wird empfohlen, spezielle Softwaresysteme zu verwenden, die alle Parameter des Schwerkraftheizsystems eines geschlossenen Typs berücksichtigen.
Häufig muss der Durchmesser des an den Auslass des Kessels angeschlossenen Rohrs DN 40 oder DN 50 betragen. Dadurch werden minimale Verluste sichergestellt, die auftreten, wenn das Wasser an den Rohrwänden gerieben wird.
Ein weiteres Merkmal ist der Temperaturunterschied des Kühlmittels. Je größer es ist, desto höher ist der Zirkulationsdruck. Zusätzlich zur gleichmäßigen Wärmeverteilung über die Heizvorrichtungen während der Auslegung des Gravitationsheizungssystems ist es daher erforderlich, vor dem Eintritt in den Kesselwärmetauscher unabhängig die minimale Flüssigkeitstemperatur sicherzustellen.
Auswahl von Komponenten und Material
Nach dem Aufkommen von Polymerrohren ist das Gravitationsheizsystem aus Polypropylen (PP) sehr beliebt geworden. Dieses Material ist einfach zu verarbeiten, zum Verbinden einzelner Abschnitte ist ein Minimum an Ausrüstung erforderlich.
Nicht jeder Typ dieser Rohre ist jedoch als Heizelement vorgesehen. Betrachten Sie die wichtigsten Auswahlkriterien:
- Das Vorhandensein einer Verstärkungsschicht. Das Gravitationsheizsystem aus Polypropylen kann durch hohe Temperaturen von bis zu 95 ° C beeinträchtigt werden. Um die ursprüngliche Form des Rohrs zu erhalten, ist ein Versteifungselement erforderlich, bei dem es sich um eine Schicht aus Folie oder Glasfaser handelt.
- Wandstärke. In einem Schwerkraftheizsystem mit geschlossenem Ausdehnungsgefäß kann Hochdruck erzeugt werden. Um eine Beschädigung der Leitung zu vermeiden, müssen Polypropylenrohre der Klasse PN20 oder höher entsprechen. Die Dicke ihrer Wände hängt vom Durchmesser ab.
Mit diesem Rohr kann der Booster-Verteiler ausgestattet werden. Um jedoch einen Temperaturunterschied zu erreichen, wird empfohlen, die Rücklaufleitung aus Stahl herzustellen. Dieses Material senkt nicht nur die Temperatur des Kühlmittels vor dem Eintritt in den Kessel, sondern verringert auch den hydraulischen Widerstand.
Installationsempfehlungen
Nachdem Sie die Berechnung für ein Gravitationsheizsystem aus Polypropylen- oder Stahlrohren durchgeführt haben, können Sie mit der Installation beginnen. Um eine optimale Effizienz zu erzielen, empfehlen Experten, kleine, aber wichtige Änderungen am Standardschema vorzunehmen:
- Autobahnhang. Der optimale Gravitationsdruck für das Heizsystem kann erreicht werden, indem die Rohre nach der Entlüftung und an der Rücklaufleitung hinter der letzten Heizvorrichtung geneigt werden.
- Einbau einer Umwälzpumpe im Bypass. Dies wird dazu beitragen, die Trägheit des Systems zu verringern. Die Aufheizzeit des Heizmediums kann sehr lang sein, sodass die Pumpe ihre Drehzahl entlang der Leitung erhöhen kann, bis das gewünschte Temperaturregime erreicht ist.
- Minimale Schwenkknoten in der Pipeline. Sie erzeugen einen übermäßigen hydraulischen Widerstand, der die Abnahme der Bewegungsgeschwindigkeit des Wassers beeinflusst.
- Einbau von Schutzelementen. Durch die Installation eines Rückschlagventils für die Schwerkraftheizung kann Wasser in die falsche Richtung zirkulieren. Dies ist insbesondere für ein System mit oberer Verkabelung und mehreren Stromkreisen erforderlich.
Die Hauptkomponenten einer ordnungsgemäß hergestellten Schwerkraftheizung unter Druck sind professionell durchgeführte Vorberechnungen, die Auswahl der richtigen Materialien und die Befolgung der Installationstechnologie. Dies ermöglicht es, ein effektives System zur Aufrechterhaltung einer angenehmen Temperatur im Haus zu schaffen.
Tipps zum Anordnen und Verwenden des Schwerkraftventils zum Heizen bei der Installation eines warmen Bodens. Weitere Elemente sind im Video zu sehen:
