給湯システム付き 自然循環都市から離れた民家や田舎の家で - 電力供給が不安定な地域で需要のあるソリューションです。 さらに、油圧システムはセットアップ時に不可欠な電気設備への財政的投資を必要としません。 ラジエーター加熱ポンプによるクーラント供給付き。
不揮発性加熱システムは、独立して計算および設置するために使用できます。
重力システムの動作
自然循環による民家の暖房方式には多くの利点があります。
- 高価な機器を購入する必要はありません。
- エネルギー独立性（適切なボイラーユニットが選択されます）。
- 取り付けは自分の手で簡単に行えます。
- メンテナンスの必要性が低い。
このようなシステムにおける循環は、加熱の結果として液体の密度が減少し（軽くなり）、冷却中に密度が元の密度に戻るという事実により確保されます。
重力流設計では実質的に圧力は発生しません。計算によると、水柱圧力 10 メートルあたりの圧力は 1 気圧です。 したがって、1 階建ての建物の暖房システム内の静水圧は 0.5 ～ 0.7 気圧になり、パイプライン内の静水圧は 0.5 ～ 0.7 気圧になります。 二階建ての家– 1気圧を超えないこと。
重力循環は、加熱された冷却剤の膨張と密度の減少によって発生します。冷却剤は垂直方向の加速セクションに沿って上昇し、最上部から傾斜を付けて取り付けられたパイプラインを通って下降し、戻る途中で直列接続された加熱装置を通過します。ボイラーへ。
膨張タンクは、水の重力移動を利用してパイプラインに接続されています。これは、液体の熱膨張によって形成される「過剰な」冷却剤の貯留部です。 バッファタンク（メンブレンまたはオープン）は、 頂点供給パイプへの回路。
重力加熱システムは以下と組み合わせて機能します。
- 間接加熱式給湯器付き。 ボイラーが膨張タンクの下のシステム上部に設置されている場合、家庭用温水用の水は電気機器を使用せずに加熱されます。 このような設置が不可能な場合は、ボイラーにポンプが装備されており、 逆止め弁冷却剤の再循環を防ぎます。
- 床暖房付き。 床に敷設された回路が設置されています 循環ポンプ。 一時的な停電が発生した場合でも、部屋は壁に取り付けられたラジエーターによって暖房され続けます。
重力システムの種類
開放システムの欠点としては、冷却液に酸素が常に供給されるため、回路素子の材料である金属の腐食が促進されることが挙げられます。 パイプラインの換気も発生します。これを回避するために、ラジエーターはわずかな傾斜で取り付けられ、自動通気口（マエフスキータップ）が上部に設置されています。
また、タンクからの液体は オープンタイプ蒸発するため、定期的に水を追加する必要があります。 オープンシステム正常に機能できました。 バケツから手動で水をタンクに追加するか、補給します 水管バルブ付き。
開放型タンクの利点は、手頃な価格と、必要な寸法のタンクを自分の手で作成できることです。
単管回路
自然循環による単管加熱システムは効率的ではありません。 2階建て住宅の敷地内の暖房には適しておらず、次のような用途に使用されます。 平屋建ての建物小さなエリア。
冷却剤はパイプラインの加速セクションを通って垂直上向きに通過し、次に加熱ラジエーターを直列に接続する水平パイプラインにつながるパイプに入ります。 冷却された冷却剤は外側ラジエーターから直接ボイラーに戻ります。
加熱装置を接続するためのこの方式では、ラジエーターの温度は供給ライザーからの距離とともに低下します。これはシステムの重大な欠点です。 効率を高めるために、バイパスが使用されます。ラジエーターが接続されている場所で供給パイプをジャンパーに接続します。 これは部屋のより均一な暖房に貢献します。
ワンパイプシステムの利点は次のとおりです。 シンプルなデザイン、設置にかかる経済的コストは最小限に抑えられます。 また、室内の雰囲気を損なう天井裏に配管を設置する必要もありません。
たとえ正確な計算を行ったとしても、2 つまたは 3 つのパイプを加熱する場合を除いて、単一パイプの水平スキーム自体が正当化されることはほとんどありません。 小さな部屋 平屋建ての家。 循環ポンプを追加してグレードアップする場合もあります。
2管式回路
重力二管回路の設計上の特徴:
- 供給用と戻り用に別々のパイプが設置されています。
- 供給パイプは個別の入口出口を介して各加熱装置に接続されます。
- リターンパイプは各加熱装置に個別に接続されています。
民家用の二管式重力暖房システムは、すべてのラジエーターに冷却する時間がない冷却剤が供給されるという点で単管式暖房システムとは異なります。その理由は次のとおりです。
- 家の熱は均一に分配されます。
- 暖房を改善するためにラジエーター内のセクションの数を増やす必要はありません。
- システム内の温度を調整するのが簡単です。
- パイプラインの設置にはパイプが必要です より小さい直径単管回路の場合よりも。
- システム要素を設置するときに傾斜を維持するための厳密な要件はありません。計算値からの多少の偏差は重要ではありません。
上下配線の二管式暖房システムは設置が簡単で効率的で、2階建て住宅の暖房に使用できます。
計算機能
自然循環による暖房システムの計算は、自然循環による暖房システムの設計を準備するよりもはるかに困難です。 強制提出冷却剤。 回路内には圧力がかからないため、システムの性能はパイプラインの巻き数と各セクションの傾斜角に直接影響されます。 間違った計算や取り付けエラーは、回路の機能に影響を与えます。
ポンプレス回路を計算するときは、次のことが考慮されます。
- 最小許容傾斜角。
- パイプの材質と直径。
- クーラント供給原理。
- 冷却剤の種類。
計算を行うときは、次のものに頼る必要があります。 建築基準法のために 暖房システム重力循環付き (重力システムに関する SNiP 41-01-2003)。 パイプライン内の冷却剤の動きは、曲がり角やコーナーなどの困難な場所での油圧抵抗によって悪影響を受けます。
SNiP によると、パイプは長さ 1 メートルあたり少なくとも 10 mm の傾斜で設置されます。 そうしないと、システムが空気を流したり、遠くのラジエーターの加熱が不十分になったりする危険があります。
パイプの選択
回路の油圧抵抗、耐腐食性、熱パラメータ、設置技術はパイプラインの材質によって異なります。 要求された資料のリストには次のものが含まれます。
- 鉄パイプ。 手頃な価格で、機械的ストレスに耐性があります。 短所: 溶接または 多額の継手、パイプの腐食や過成長の傾向。
- 金属プラスチックパイプ。 内面は完全に滑らかで、堆積物の成長を防ぎ、耐食性、軽量、熱膨張に対する耐性を備えています。 デメリット：コストが高い、 期間限定運転期間 (約 15 年) には、溶接継手を使用するか、ねじ接続要素を定期的に締める必要があります。
- ポリプロピレンパイプ。 内側は滑らか、耐久性 (耐用年数 25 年)、耐衝撃性 高温。 欠点: 高コスト、特別なツールを使用して取り付けます。
- 銅パイプ。 最大の発熱量と耐久性 (100 年以上)、スタイリッシュ 外観。 欠点: コストが高く、取り付け時にはんだ付けが必要。
パイプ径
- 敷地の熱計算を実行し、結果に約 20% を追加します。
- 熱出力とパイプの内部断面積の比率に基づいてパイプラインの断面積を計算します（値はSNiPテーブルに示されています）。
- パイプの材質を考慮し、実行された熱計算に基づいてパイプの直径を選択します。 のために 鉄パイプ 最小サイズ内部断面は50mmです。
重力流をより強くするには、次の原則が使用されます。各分岐後の供給パイプの直径は、前のパイプよりも 1 サイズ小さくする必要があります。 リターンはエクステンションを付けて組み立てる必要があります。
したがって、計算により供給パイプと戻りパイプの最小直径を決定することができ、パイプのパラメータはこの値に基づいて決定されます。 さまざまな地域平屋または2階建ての住宅用に作成された図に従ってシステムを構築します。
瓶詰めの種類
暖房システム内の水の自然循環は、ボイラーから暖房装置に冷却剤を供給する原理に依存します。 底部と上部の塗りつぶしが異なる輪郭があります。
底部充填により、高い垂直パイプの設置を回避できます。通信は床レベルに敷設されます。 このオプションは単管回路にのみ適しており、循環ポンプを設置しないと効果がないと考えられます。
トップフィリング – 最良の選択肢、二管式システムの配水管は天井の下に配置されており、 アクティブなフィード加熱された冷却液が各ラジエーターに流入し、そこから冷却された水がフロアに沿って配置されたリターンパイプに送られます。 単管充填システム用 トップタイプも好ましい。
上部充填式二管式加熱システム
クーラントの選択
冷却剤には水または不凍液を使用できます。 重力システムの場合、不凍液は密度が高く、熱伝達が少ないため、水を使用することが望ましいです。つまり、不凍液を加熱するためにより多くの熱エネルギーが必要になります。つまり、燃料消費量が多くなります。 メンブレンバッファタンクをシステムに設置する場合は、不凍液の膨張がより強くなるため、その体積を冷却水タンクの体積よりも大きくする必要があります。
家が次のような状況の場合、「不凍液」の使用は理にかなっています。 冬期間不定期に加熱し、長い休憩を挟みます。 この場合、凍結によるパイプの破裂を防ぐために、水を常に排出する必要があります。
結論
ポンプレス暖房システムの設計により、停電の場合でも家庭の暖房エネルギーを独立させることができます。 このシステムはに接続されています 暖房ボイラー電力制御用の電気機器を使用しない、または燃焼室内に水熱交換器を備えた従来の固体燃料ストーブを使用することもできます。
温水加熱システムを使用すると、建物内のどこにでも設置できるラジエーターに加熱された冷却水を供給できます。 これにより、非常に柔軟な配布が可能になります。 熱エネルギー必要に応じて家中どこでも。 また、ボイラーはどのユーティリティルームにも配置できます。
給湯は非常に複雑であり、その作成には暖房エンジニア、デザイナー、設置業者などの専門家が関与する必要があることに注意してください...このようなシステムを自分の手で作成することは、いわゆる「」を使用する小さな民家ではむしろ可能です。フォーク」の推奨事項。
冷媒の重力移動による給湯の動作原理
給湯は複雑さの程度に応じて分類できます。
最も単純なスキームは、冷却剤の自己再循環に基づいています。 パイプラインとラジエーターは、その中に自然な水の流れが生じるように配置されています。 この動きは、温かい液体と冷たい液体の質量の違いによって起こります。 ご存知のとおり、暖かい液体（または気体）は冷たい液体より軽いので上昇し、冷たい液体は下降します。
水の循環方向は以下の通りです。
ボイラーで加熱された水はシステムの最高点まで上昇し、そこから供給パイプラインを通ってラジエーターに下降します。 ラジエーターで冷却された後、戻りパイプラインに移動し、そこを通って再びボイラーに戻ります。
重力式給湯システムが正常に機能するには、十分に高い流速を維持する必要があります。 これを行うには、システムがいくつかの要件を満たしている必要があります。
重力式給湯の要件
- 通常の冷却速度を維持するには、供給源間の温度差 ( ホットパイプボイラーから出ます）そして戻ります（ コールドパイプ冷却されたクーラントをボイラーに供給する場合）は少なくとも 25 度でなければなりません。 重力給水による給湯システムは自動調整式です。 家の中の温度が低いほど、水の冷却速度が速くなり、ボイラーとラジエーターの間の熱交換率が高くなります。 冷却剤はより多くのエネルギーを室内に放出します。 水の冷却がそれほど大きくない場合、水の移動速度は低下し、温度は上昇します。 これにより、ボイラーの自動調整により、ボイラーからのエネルギー出力が減少するはずです。
- ボイラーと加熱装置のレベル間の相関の法則に従う必要があります。 ボイラーの加熱ゾーンはラジエーターの中心軸よりも下になければなりません。 冷水当然、最低点、つまりボイラーの入り口まで努力しました。 この条件を満たすために、重力システムのボイラーはピットまたは地下の可能な限り低い位置に設置されます。
- ホット パイプラインとリターン パイプラインには、最初のパイプラインとリターン パイプラインの高さの差がなければなりません。 エンドポイント水の動き。 この値は、水の流れに沿ったパイプラインの平均勾配が 1:100 以上になるような値である必要があります。 もちろん、パイプラインにはその長さに沿って任意の傾斜や曲がりがある可能性があります。ここでは 私たちが話しているのは平均的な傾き程度です。
- ボイラーから最も遠いラジエーターまでの距離は 30 メートルを超えてはなりません (システムの信頼性の高い動作のために、15 メートルを超えないようにすることをお勧めします)。 この要件は、水の移動に対する抵抗の存在から生じます。 指定された距離（パイプラインの長さ）でのみ、パイプラインの水圧抵抗は水の自己循環に対する重大な障害になりません。
- また、油圧抵抗を低減するため、パイプの大径化やラジエターの大口径化が図られています。 スループット。 推奨される最小パイプライン直径:
- 膨張タンクへのボイラー出口 - 50 mm;
— ラジエーター 4 ～ 8 個のグループの配線用。 (供給と戻り) – 40 – 32 mm;
- 1 つのラジエーターを接続する場合 - 少なくとも 20 mm。 - システム全体が完全に水で満たされている必要があります。 空気が入ってはいけません。 この場合にのみ、通常の水の動きが可能になります。 操作性を確保するために、システムの最高点に設置された膨張タンクが導入されています。 このタンクはシステムの貯水量を蓄えるとともに、加熱された際に水位が超過した場合に下水道に排出される技術パイプラインにも接続しています。
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