Uzavřený topný systém: schémata a vlastnosti instalace uzavřeného typu systému

Hlavním rysem, kterým se uzavřený topný systém liší od otevřeného, ​​je jeho izolace od vlivů prostředí.Toto schéma zahrnuje oběhové čerpadlo, které stimuluje pohyb chladicí kapaliny. Schéma postrádá mnoho nevýhod, které jsou vlastní otevřenému topnému okruhu.

Vše o výhodách a nevýhodách uzavřených schémat vytápění se dozvíte přečtením článku, který jsme navrhli. Důkladně prověřuje možnosti zařízení, specifika montáže a provozu uzavřených systémů. Pro samostatné řemeslníky je uveden příklad hydraulického výpočtu.

Informace předložené ke kontrole vycházejí ze stavebních předpisů. Pro optimalizaci vnímání obtížného tématu je text doplněn o užitečná schémata, sbírky fotografií a videonávody.

Princip činnosti uzavřeného systému

Teplotní expanze v uzavřeném systému jsou kompenzovány použitím membránové expanzní nádoby, naplněné vodou během ohřevu. Při chlazení se voda z nádrže vrací do systému, čímž se udržuje konstantní tlak v okruhu.

Tlak vzniklý v uzavřeném topném okruhu při instalaci je přenášen do celého systému. Cirkulace chladicí kapaliny je nucená, takže tento systém je energeticky závislý. Bez oběhové čerpadlo nedojde k žádnému pohybu ohřáté vody potrubím ke spotřebičům a zpět do generátoru tepla.

Základní prvky uzavřené smyčky:

• kotel;
• odvzdušňovací ventil;
• termostatický ventil;
• radiátory;
• trubky;
• expanzní nádrž není v kontaktu s atmosférou;
• vyvažovací ventil;
• kulový ventil;
• čerpadlo, filtr;
• bezpečnostní ventil;
• manometr;
• kování, spojovací materiál.

Pokud je dodávka energie do domu nepřerušená, pak uzavřený systém funguje efektivně. Často je design doplněn o „teplé podlahy“, které zvyšují jeho účinnost a přenos tepla.

Toto uspořádání umožňuje nedodržet určitý průměr potrubí, snížit náklady na nákup materiálů a neumisťovat potrubí do svahu, což zjednodušuje instalaci. Čerpadlo musí přijímat kapalinu o nízké teplotě, jinak je jeho provoz nemožný.

Topný okruh uzavřeného typu obsahuje některé části, které se používají i v jiných typech systémů

Tato možnost má také jednu negativní nuanci - zatímco při konstantním sklonu vytápění funguje i při absenci napájení, pak při přísně vodorovné poloze potrubí uzavřený systém nefunguje. Tato nevýhoda je kompenzována vysokou účinností a řadou kladných aspektů oproti jiným typům otopných soustav.

Instalace je poměrně jednoduchá a možná v místnosti jakékoli velikosti. Potrubí není třeba izolovat, ohřev probíhá velmi rychle, pokud je v okruhu termostat, lze nastavit teplotní režim. Pokud je systém správně navržen, pak nedochází k žádné ztrátě chladicí kapaliny, a tedy ani důvodu k jejímu doplňování.

Nepochybnou výhodou uzavřeného topného systému je, že teplotní rozdíl mezi přívodem a zpátečkou umožňuje zvýšit životnost kotle. Potrubí v uzavřeném okruhu je méně náchylné ke korozi. Je možné nahrát do okruhu nemrznoucí směs místo vodykdyž se musí topení v zimě na delší dobu vypnout.

Nejčastěji používané systémy uzavřeného typu jsou voda, i když funkci chladiva mohou plnit i nemrznoucí kapaliny, pára, plyny, které mají potřebné vlastnosti

Ochrana systému před vzduchem

Teoreticky by vzduch do uzavřeného topného systému vstupovat neměl, ale ve skutečnosti je tam stále přítomen. Jeho akumulace je pozorována, když jsou potrubí a baterie naplněny vodou. Druhým důvodem může být odtlakování kloubů.

V důsledku výskytu vzduchových kapes se přenos tepla systémem snižuje. Pro boj s tímto jevem systém obsahuje speciální ventily a odvzdušňovací ventily.

Pokud se v systému nehromadí vzduch, odvzdušňovací plovák zablokuje výfukový ventil. Když se v plovákové komoře nahromadí vzduchový uzávěr, plovák přestane držet výstupní ventil, což způsobí únik vzduchu mimo zařízení

Aby se minimalizovala pravděpodobnost vzniku vzduchových kapes, je třeba při plnění uzavřeného systému dodržovat určitá pravidla:

1. Vodu přivádějte zdola nahoru. Chcete-li to provést, položte potrubí tak, aby se voda a uvolněný vzduch pohybovaly stejným směrem.
2. Nechte odvzdušňovací ventily otevřené a vypouštěcí ventily vody zavřené. S postupným nárůstem chladicí kapaliny tedy vzduch uniká otevřenými větracími otvory.
3. Zavřete odvzdušňovací ventil, jakmile jím začne protékat voda. Pokračujte v procesu plynule, dokud nebude okruh zcela naplněn chladicí kapalinou.
4. Spusťte čerpadlo.

Pokud je v topném okruhu hliníkové radiátory, pak jsou na každém z nich vyžadovány větrací otvory.Hliník při kontaktu s chladicí kapalinou vyvolává chemickou reakci doprovázenou uvolňováním kyslíku. U částečně bimetalických radiátorů je problém stejný, ale vzniká mnohem méně vzduchu.

V horním bodě je instalován automatický odvzdušňovací ventil. Tento požadavek je vysvětlen skutečností, že vzduchové bubliny v kapalných látkách vždy proudí vzhůru potrubím, kde jsou shromažďovány zařízením pro odstraňování vzduchu.

U 100% bimetalických radiátorů se chladicí kapalina nedostane do kontaktu s hliníkem, ale i v tomto případě odborníci trvají na přítomnosti odvzdušňovacího otvoru. Specifické provedení ocelových deskových otopných těles je již ve výrobním procesu vybaveno odvzdušňovacími ventily.

Na starých litinových radiátorech se vzduch odstraňuje pomocí kulového ventilu, ostatní zařízení jsou zde neúčinná.

Kritickými body v topném okruhu jsou ohyby potrubí a nejvyšší body systému, proto jsou v těchto místech instalována zařízení pro odvod vzduchu. V uzavřeném okruhu se používá Mayevského jeřáby nebo automatické plovákové ventily, které umožňují odvětrání vzduchu bez lidského zásahu.

Tělo tohoto zařízení obsahuje polypropylenový plovák spojený přes vahadlo s cívkou. Jak se plováková komora plní vzduchem, plovák klesá a po dosažení spodní polohy otevře ventil, kterým vzduch uniká.

Voda vstoupí do objemu zbaveného plynu, plovák se vyřítí nahoru a uzavře cívku. Aby se dovnitř nedostaly nečistoty, je kryta ochranným uzávěrem.

Tělo ručních i automatických výdechů je vyrobeno z kvalitního materiálu, který nepodléhá korozi.Chcete-li odstranit vzduchový uzávěr, otočte kuželem proti směru hodinových ručiček a uvolněte vzduch, dokud syčení nepřestane.

Existují modifikace, kde tento proces probíhá jinak, ale princip je stejný: plovák je ve spodní poloze - uvolňuje se plyn; plovák je zvednutý - ventil je uzavřen, vzduch se hromadí. Cyklus se automaticky opakuje a nevyžaduje přítomnost člověka.

Přečíst článek: 22 nejlepších automatických a manuálních větracích otvorů: recenze, kvalita, cena.

Hydraulický výpočet pro uzavřený systém

Aby nedošlo k omylu s výběrem potrubí podle průměru a výkonu čerpadla, je nutný hydraulický výpočet systému.

Efektivní provoz celého systému není možný bez zohlednění hlavních 4 bodů:

1. Stanovení množství chladiva, které je potřeba dodat do topných zařízení, aby byla zajištěna daná tepelná bilance v domě bez ohledu na venkovní teplotu.
2. Maximální snížení provozních nákladů.
3. Snížení finančních investic na minimum v závislosti na zvoleném průměru potrubí.
4. Stabilní a tichý chod systému.

Tyto problémy pomohou vyřešit hydraulické výpočty, které vám umožní vybrat optimální průměry potrubí s ohledem na ekonomicky oprávněné průtoky chladicí kapaliny, určit hydraulické tlakové ztráty v jednotlivých úsecích, propojit a vyrovnat větve systému. Toto je složitá a časově náročná, ale nezbytná fáze návrhu.

Pravidla pro výpočet průtoku chladicí kapaliny

Výpočty jsou možné, pokud je k dispozici tepelně technický výpočet a po výběru radiátorů podle výkonu. Tepelně technické výpočty musí obsahovat přiměřené údaje o objemu tepelné energie, zatížení a tepelných ztrátách.Pokud tato data nejsou k dispozici, výkon radiátoru se bere na základě plochy místnosti, ale výsledky výpočtu budou méně přesné.

Trojrozměrný diagram se snadno používá. Všem prvkům na něm jsou přiřazena označení, která zahrnují označení a čísla v pořadí

Začínají schématem. Je lepší to provést v axonometrické projekci a vykreslit všechny známé parametry. Průtok chladicí kapaliny je určen vzorcem:

G = 860q/∆t kg/h,

kde q je výkon radiátoru kW, ∆t je teplotní rozdíl mezi vratným a přívodním potrubím. Po určení této hodnoty se pomocí Shevelevových tabulek určí průřez potrubí.

Chcete-li použít tyto tabulky, musí být výsledek výpočtu převeden na litry za sekundu pomocí vzorce: GV = G /3600ρ. Zde GV označuje průtok chladicí kapaliny v l/s, ρ je hustota vody rovna 0,983 kg/l při teplotě 60 stupňů C. Z tabulek můžete jednoduše vybrat průřez potrubí bez provedení úplného výpočtu.

Shevelevovy tabulky značně zjednodušují výpočet. Zde jsou průměry plastových a ocelových trubek, které lze určit na základě znalosti rychlosti chladicí kapaliny a jejího průtoku

Posloupnost výpočtu je snazší pochopit pomocí jednoduchého schématu, které zahrnuje kotel a 10 radiátorů. Diagram je nutné rozdělit na části, kde jsou průřez potrubí a průtok chladicí kapaliny konstantními hodnotami.

První úsek je vedení vedoucí od kotle k prvnímu radiátoru. Druhým je úsek mezi prvním a druhým radiátorem. Třetí a následující oddíly jsou rozlišeny stejným způsobem.

Teplota od prvního k poslednímu zařízení postupně klesá. Pokud je v první sekci tepelná energie 10 kW, pak když projde první radiátor, chladicí kapalina mu dodá určité množství tepla a ztracené teplo se sníží o 1 kW atd.

Průtok chladicí kapaliny lze vypočítat pomocí vzorce:

Q=(3,6xQuch)/(сх(tr-to))

Zde Qch je tepelné zatížení oblasti, c je měrná tepelná kapacita vody, která má konstantní hodnotu 4,2 kJ/kg x s, tr je teplota horkého chladiva na vstupu, to je teplota ochlazovaného chladicí kapalina na výstupu.

Optimální rychlost pohybu horkého chladiva potrubím je od 0,2 do 0,7 m/s. Pokud je hodnota nižší, objeví se v systému vzduchové kapsy. Tento parametr je ovlivněn materiálem výrobku a drsností uvnitř trubky.

V otevřených i uzavřených topných okruzích se používají trubky z černé a nerezové oceli, mědi, polypropylenu, polyethylenu různých modifikací, polybutylenu atd.

Když je rychlost chladicí kapaliny v doporučených mezích, 0,2-0,7 m/s, budou pozorovány tlakové ztráty od 45 do 280 Pa/m v potrubí polymeru a od 48 do 480 Pa/m v ocelových trubkách.

Vnitřní průměr potrubí v sekci (din) je určen na základě velikosti tepelného toku a teplotního rozdílu na vstupu a výstupu (∆tco = 20 stupňů C pro schéma 2trubkového vytápění) nebo průtoku chladiva. Na to existuje speciální tabulka:

Pomocí této tabulky, známe teplotní rozdíl mezi vstupem a výstupem, stejně jako průtok, je snadné určit vnitřní průměr potrubí

Při výběru okruhu byste měli uvažovat samostatně o jedno- a 2-trubkovém okruhu. V prvním případě se vypočítá stoupačka s největším množstvím zařízení a ve druhém se vypočítá zatížený okruh. Délka místa je převzata z plánu nakresleného v měřítku.

Provádění přesných hydraulických výpočtů může provádět pouze odborník příslušného profilu.Existují speciální programy, které umožňují provádět všechny výpočty týkající se tepelných a hydraulických charakteristik, které lze použít, když návrh topného systému pro váš domov.

Výběr oběhového čerpadla

Účelem výpočtu je získat tlak, který musí čerpadlo vyvinout, aby přemístilo vodu systémem. Chcete-li to provést, použijte vzorec:

P = Rl + Z

kde:

• P je tlaková ztráta v potrubí v Pa;
• R – specifický třecí odpor v Pa/m;
• l je délka potrubí v konstrukčním řezu vm;
• Z—tlaková ztráta v „úzkých“ úsecích v Pa.

Tyto výpočty jsou zjednodušeny stejnými Shevelevovými tabulkami, ze kterých můžete zjistit hodnotu třecího odporu, pouze 1000i bude nutné přepočítat pro konkrétní délku potrubí. Pokud je tedy vnitřní průměr trubky 15 mm, délka úseku je 5 m a 1000i = 28,8, pak Rl = 28,8 x 5/1000 = 0,144 Bar. Po nalezení hodnot Rl pro každou sekci jsou sečteny.

Hodnota tlakové ztráty Z pro kotel i radiátory je v pasportu. Pro ostatní odpory odborníci doporučují vzít 20% Rl, poté sečíst výsledky pro jednotlivé sekce a vynásobit faktorem 1,3. Výsledkem bude požadovaný tlak čerpadla. Pro jedno- a 2-trubkové systémy je výpočet stejný.

Čerpadlo se instaluje tak, aby jeho hřídel byla ve vodorovné poloze, jinak se nelze vyhnout tvorbě vzduchových kapes. Montují ho na americké, aby se dal v případě potřeby snadno sejmout

V případě je vybráno čerpadlo pro stávající kotel pak použijte vzorec: Q=N/(t2-t1), kde N je výkon topné jednotky ve W, t2 a t1 jsou teplota chladiva na výstupu z kotle a na vrátit, resp.

Jak vypočítat expanzní nádrž?

Výpočet spočívá v určení množství, o které se objem chladicí kapaliny zvýší během jejího ohřevu z průměrné pokojové teploty + 20 stupňů C na provozní teplotu - od 50 do 80 stupňů. Tyto výpočty nejsou snadné, ale existuje jiný způsob, jak problém vyřešit: odborníci doporučují vybrat nádrž o objemu rovnajícím se 1/10 celkového množství kapaliny v systému.

Expanzní nádrž je velmi důležitým prvkem systému. Přebytečné chladivo, které při své expanzi nasaje, šetří potrubí a kohoutky před prasknutím

Tyto údaje zjistíte z pasů zařízení, které uvádějí kapacitu vodního pláště kotle a 1 sekci radiátoru. Poté se vypočítá plocha průřezu trubek různých průměrů a vynásobí se odpovídající délkou.

Výsledky se sečtou, sečtou se k nim údaje z pasů a odebere se 10 % z celku. Pokud celý systém pojme 200 litrů chladicí kapaliny, pak je potřeba expanzní nádrž o objemu 20 litrů.

Kritéria výběru nádrže

Výroba expanzní nádrže z oceli. Uvnitř je membrána rozdělující nádobu na 2 komory. První je naplněna plynem a druhá chladicí kapalinou. Když teplota stoupne a voda spěchá ze systému do nádrže, plyn se pod jejím tlakem stlačí. Chladicí kapalina nemůže zabírat celý objem kvůli přítomnosti plynu v nádrži.

Kapacita expanzních nádrží se liší. Tento parametr je zvolen tak, že když tlak v systému dosáhne svého vrcholu, voda nestoupne nad nastavenou úroveň. Pro ochranu nádrže před přetečením je součástí konstrukce pojistný ventil. Normální naplnění nádrže je od 60 do 30 %.

Optimálním řešením je instalace expanzní nádoby na místo, kde je v systému nejméně ohybů. Nejlepší místo pro něj je rovný úsek před čerpadlem.

Výběr optimálního schématu

Při instalaci vytápění v soukromém domě se používají dva typy schémat: jednotrubkové a 2trubkové. Pokud je porovnáme, je efektivnější to druhé. Jejich hlavní rozdíl je ve způsobech připojení radiátorů k potrubí. Ve dvoutrubkovém systému je povinným prvkem topného okruhu individuální stoupačka, kterou se ochlazená chladicí kapalina vrací do kotle.

Instalace jednotrubkového systému je jednodušší a finančně méně nákladná. Uzavřená smyčka tohoto systému kombinuje jak přívodní, tak vratné potrubí.

Jednotrubkový topný systém

V jedno- a dvoupatrových domech s malou plochou se dobře osvědčilo schéma jednotrubkového uzavřeného topného okruhu, který se skládá z elektroinstalace 1 trubky a řady radiátorů, které jsou k ní zapojeny v sérii.

Někdy se jí lidově říká „Leningradka“. Chladicí kapalina, která uvolňuje teplo do chladiče, se vrací do přívodního potrubí a poté prochází další baterií. Poslední radiátory dostávají méně tepla.

Při instalaci jednotrubkového systému můžete provést 2 možnosti pohybu chladicí kapaliny - spojené a slepé. V prvním případě může být systém vyvážený, ale ve druhém ne

Výhodou tohoto schématu je ekonomická instalace - vyžaduje méně materiálu a času než 2-trubkový systém. Pokud jeden radiátor selže, zbytek bude fungovat normálně při použití bypassu.

Schopnosti jednotrubkového okruhu jsou omezené - nelze jej spouštět na etapy, radiátory se zahřívají nerovnoměrně, takže se sekce musí přidávat k poslednímu v řetězci. Aby se chladicí kapalina neochladila tak rychle, je nutné zvětšit průměr potrubí. Pro každé patro se doporučuje připojit maximálně 5 radiátorů.

Existují 2 typy systémů: horizontální a vertikální. V jednopodlažní budově je horizontální topný systém instalován jak nad podlahou, tak pod podlahou. Doporučuje se instalovat baterie ve stejné úrovni a vodorovné přívodní potrubí v mírném sklonu ve směru proudění chladicí kapaliny.

Při vertikální distribuci voda z kotle stoupá po centrální stoupačce, vstupuje do potrubí, je distribuována přes samostatné stoupačky az nich - přes radiátory. Po ochlazení kapalina padá do stejné stoupačky, prochází všemi tamními zařízeními a končí ve vratném potrubí a odtud ji čerpadlo čerpá zpět do kotle.

Jednotrubkový vertikální systém zahrnuje hlavní stoupačku a řadu samostatných, expanzní nádrž, přívodní potrubí, baterie, sběrač vzduchu, zpětné potrubí a čerpadlo.Častěji se používá systém s přesazenými sekcemi, kde se pro regulaci ohřevu radiátorů používají 3-cestné ventily

Po výběru uzavřeného typu topného systému se instalace provádí v následujícím pořadí:

1. Nainstalujte kotel. Nejčastěji je pro něj přiděleno místo v přízemí nebo v prvním patře domu.
2. Potrubí je napojeno na vstupní a výstupní potrubí kotle a vedeno po obvodu všech místností. Připojení se volí v závislosti na materiálu hlavních trubek.
3. Nainstalujte expanzní nádrž a umístěte ji do nejvyššího bodu. Současně je instalována bezpečnostní skupina, která ji spojuje s hlavním vedením přes odpaliště. Upevněte vertikální hlavní stoupačku a připojte ji k nádrži.
4. Instalují radiátory s instalací Mayevského kohoutků. Nejlepší možnost: bypass a 2 uzavírací ventily - jeden na vstupu, druhý na výstupu.
5. Instalujte čerpadlo v oblasti, kde chlazená chladicí kapalina vstupuje do kotle, po předchozí instalaci filtru před jeho místem instalace. Rotor je umístěn přísně vodorovně.

Někteří řemeslníci instalují čerpadlo s obtokem, aby v případě opravy nebo výměny zařízení nevypouštělo vodu ze systému.

Po instalaci všech prvků otevřete ventil, naplňte potrubí chladicí kapalinou a odstraňte vzduch. Zkontrolujte, zda byl vzduch zcela odstraněn odšroubováním šroubu umístěného na krytu skříně čerpadla. Pokud zpod něj vytéká kapalina, znamená to, že zařízení lze spustit nejprve utažením dříve odšroubovaného centrálního šroubu.

S praxí ověřenými schématy jednotrubkové topné systémy a možnosti zařízení najdete v jiném článku na našem webu.

Dvoutrubkový topný systém

Stejně jako v případě jednotrubkového systému je zde vedena horizontální a vertikální elektroinstalace, ale zde je jak přívodní, tak zpětné vedení. Všechny radiátory topí stejně. Jeden typ se liší od druhého tím, že v prvním případě je jedna stoupačka a jsou k ní připojena všechna topná zařízení.

Dvoutrubková schémata se nejčastěji vyskytují ve vícepodlažních konstrukcích, kdy je zapotřebí jeden kotel k efektivnímu vytápění celé budovy

Vertikální schéma zahrnuje připojení radiátorů ke stoupačce umístěné vertikálně. Jeho výhodou je, že ve vícepodlažní budově je každé patro napojeno na stoupačku samostatně.

Zvláštností dvoutrubkového schématu je přítomnost trubek připojených ke každé baterii: jedno s přímým průtokem a druhé zpětné. Pro připojení topných zařízení existují 2 schémata. Jedním z nich je typ kolektoru, kdy 2 trubky jdou z kolektorů do baterie.

Schéma se vyznačuje složitou instalací a vysokou spotřebou materiálu, ale teplotu v každé místnosti lze upravit.

Druhý je jednodušší paralelní obvod. Po obvodu domu jsou instalovány stoupačky, na které jsou napojeny radiátory. Po celém patře vede lehátko a na něj navazují stoupačky.

Komponenty takového systému jsou:

• kotel;
• bezpečnostní ventil;
• manometr;
• automatický odvzdušňovací ventil;
• termostatický ventil;
• baterie;
• čerpadlo;
• filtr;
• vyvažovací zařízení;
• nádrž;
• ventil.

Před zahájením instalace by měla být vyřešena otázka typu nosiče energie. Dále kotel nainstalujte do samostatné kotelny nebo do sklepa.Hlavní věc je, že tam je dobré větrání. Nainstalujte kolektor, pokud to projekt umožňuje, a čerpadlo. Vedle kotle je instalováno seřizovací a měřící zařízení.

Ke každému budoucímu radiátoru je připojena linka, poté jsou nainstalovány samotné baterie. Topná tělesa se zavěšují na speciální držáky tak, aby k podlaze zbylo 10-12 centimetrů, od stěn 2-5 cm.Otvory přístrojů na vstupu a výstupu jsou vybaveny uzávěrem a regulací zařízení.

Proces instalace dvoutrubkového systému se skládá z několika fází. První z nich je instalace kotle. Potrubí se nejprve připojí k místům instalace baterie a teprve poté se instalují samotné radiátory.

Po instalaci všech součástí systému je systém natlakován. To by měli provádět odborníci, protože pouze oni mohou vydat příslušný dokument.

Detaily návrhu dvoutrubkového topného systému popsané zde, článek představuje různá schémata a jejich analýzu.

Závěry a užitečné video k tématu

Tento video materiál představuje příklad podrobného hydraulického výpočtu 2trubkového uzavřeného topného systému pro 2podlažní dům v programu VALTEC.PRG:

Zde je podrobný popis návrhu jednotrubkového topného systému:

Je možné instalovat uzavřenou verzi topného systému sami, ale nemůžete to udělat bez konzultace s odborníky. Klíčem k úspěchu je správně dokončený projekt a kvalitní materiály.

Máte nějaké dotazy ohledně specifik uzavřeného topného okruhu? Existují informace k tématu, které by zajímaly návštěvníky stránek i nás? Komentáře pište do bloku níže.