자율 중력 형 난방 네트워크의 구축은 순환 펌프를 설치하거나 중앙 집중식 전원 공급 장치에 연결하는 것이 비현실적이며 때로는 불가능한 경우 선택됩니다.
이러한 시스템은 설치가 저렴하고 전기와 완전히 독립적입니다. 그러나 성능은 디자인의 정확성에 크게 좌우됩니다.
자연 순환이 가능한 가열 시스템이 원활하게 작동하려면 매개 변수를 계산하고 구성 요소를 올바르게 설치하고 물 회로를 정당하게 선택해야합니다. 이러한 문제를 해결하는 데 도움을 드리겠습니다.
중력 시스템의 기본 원리를 설명하고 파이프 라인 선택에 대한 조언을 제공했으며 회로 조립 및 작업 노드 배치 규칙을 간략하게 설명했습니다. 우리는 1 파이프 및 2 파이프 가열 회로의 설계 및 기능에 특별한주의를 기울였습니다.
자연 순환 과정의 원리
순환 펌프를 사용하지 않고 가열 회로에서 물의 이동 과정은 자연의 물리적 법칙으로 인해 발생합니다.
이러한 공정의 특성을 이해하면 일반적인 사례와 비표준 사례를위한 난방 시스템 설계를 유능하게 개발할 수 있습니다.
이미지 갤러리
사진
자연 난방 옵션
확장 탱크 열기
단일 파이프 배선도
두 파이프 품종
중력 가열의 한계
자연 난방 시스템의 단순성
천연 보일러
가열 기기 및 장비 선택
정수압의 최대 차이
자연 순환 중 회로를 따라 이동하는 데 기여하는 냉각수 (물 또는 부동액)의 주요 물리적 특성은 온도가 증가함에 따라 밀도가 감소한다는 것입니다.
온수의 밀도는 냉기보다 적기 때문에 따뜻한 것과 차가운 액체 컬럼의 정수압에 차이가 있습니다. 열 교환기로 흘러가는 냉수가 파이프의 뜨거운 물을 대체합니다.
자연 순환 중 회로에서 물의 구동력은 차가운 액체와 뜨거운 액체 사이의 정수압의 차이입니다.
집의 난방 회로는 여러 조각으로 나눌 수 있습니다. 물은 "뜨거운"조각을 따라 위쪽으로, "차가운"조각을 따라 아래쪽으로 향합니다. 프래그먼트의 경계는 가열 시스템의 상단 및 하단 지점입니다.
자연적인 물 순환 시스템을 모델링하는 주된 임무는 "핫"조각과 "콜드"조각의 액체 컬럼 압력 사이의 최대 차이를 달성하는 것입니다.
자연 순환에 고전적인 물 회로의 요소는 열 교환기에서 위쪽으로 향하는 수직 파이프 인 가속 컬렉터 (메인 라이저)입니다.
가속 컬렉터는 최대 온도를 가져야하므로 전체 길이에 걸쳐 절연됩니다. 수집가의 높이가 크지 않은 경우 (단층 주택의 경우) 물이 식을 시간이 없기 때문에 단열을 수행 할 수 없습니다.
일반적으로이 시스템은 가속 컬렉터의 상단 지점이 전체 회로의 상단 지점과 일치하도록 설계되었습니다. 멤브레인 탱크를 사용하는 경우 개방형 팽창 탱크 또는 공기 배출을위한 밸브로 배출구를 설정합니다.
그러면 회로의 "핫"프래그먼트의 길이가 최소가되어이 영역에서 열 손실이 줄어 듭니다.
회로의 "핫"단편은 냉각 된 냉각제를 운반하는 긴 섹션과 결합되지 않는 것이 바람직하다. 이상적으로, 물 회로의 하한 점은 가열 장치에 배치 된 열교환 기의 하한 점과 일치한다.
보일러가 가열 시스템에 위치할수록 회로의 고온 부분에서 액체 컬럼의 정수압이 낮아집니다.
수도 회로의 "차가운"부분의 경우 액체의 압력을 높이는 자체 규칙이 있습니다.
- 가열 네트워크의 "콜드"섹션에서 더 많은 열 손실, 물의 온도가 낮고 밀도가 높으므로 자연 순환 시스템의 기능은 상당한 열 전달로 만 가능합니다.
- 회로의 하단에서 라디에이터 연결까지의 거리가 멀수록, 최소 온도 및 최대 밀도를 갖는 수주 섹션이 클수록.
후자의 규칙을 준수하기 위해 종종 스토브 또는 보일러가 집의 가장 낮은 지점 (예 : 지하실)에 설치됩니다. 보일러의 이러한 배열은 하부 라디에이터의 레벨과 열교환기에 물이 들어가는 지점 사이의 최대 거리를 제공합니다.
그러나 자연 순환 중 수로의 하단과 상단 사이의 높이는 너무 크지 않아야합니다 (실제로 10 미터를 넘지 않아야 함). 오븐 또는 보일러, 열교환 기 및 가속 컬렉터의 하부 만 가열됩니다.
이 프래그먼트가 물 회로의 전체 높이에 비해 중요하지 않은 경우, 회로의 "핫"프래그먼트의 압력 강하는 중요하지 않으며 순환 프로세스가 시작되지 않습니다.
2 층 건물에 자연 순환 시스템을 사용하는 것이 합리적이며 더 큰 층에는 순환 펌프가 필요합니다.
물의 움직임에 대한 저항의 최소화
자연 순환 시스템을 설계 할 때 회로를 따라 냉각수의 속도를 고려해야합니다.
먼저속도가 빠를수록 시스템 "보일러-열교환 기-물 회로-라디에이터-룸"을 통한 열 전달이 빨라집니다.
둘째로열교환기를 통한 유체 속도가 빠를수록 끓을 가능성이 적어 스토브를 가열 할 때 특히 중요합니다.
시스템의 끓는 물은 매우 비쌀 수 있습니다-열교환기를 분해, 수리 및 재설치하는 데 많은 비용과 시간이 필요합니다
강제 순환 가열 시스템에서 물 이동 속도는 주로 순환 펌프의 매개 변수에 따라 다릅니다.
자연 순환이 가능한 물 가열의 경우 속도는 다음 요인에 따라 다릅니다.
- 압력 차 하단의 윤곽 조각 사이;
- 유체 역학적 저항 난방 시스템.
최대 압력 차이를 보장하는 방법은 위에서 논의되었습니다. 복잡한 수학적 모델과 많은 입력 데이터로 인해 실제 시스템의 유체 역학적 저항을 정확하게 계산할 수 없으며, 정확도를 보장하기가 어렵습니다.
그럼에도 불구하고 가열 규칙의 저항을 줄이는 일반적인 규칙이 있습니다.
물 이동 속도를 줄이는 주요 이유는 파이프 벽의 저항과 피팅 또는 밸브의 존재로 인한 협착의 존재 때문입니다. 유속이 낮 으면 벽 저항이 거의 없습니다.
바닥 난방으로 가열하는 특징 인 길고 얇은 파이프는 예외입니다. 일반적으로 강제 순환이있는 별도의 회로가 구별됩니다.
자연 순환 회로의 파이프 유형을 선택할 때 시스템을 설치하는 동안 기술적 제한이 있는지 고려해야합니다. 따라서 물의 자연 순환에 사용되는 플라스틱 파이프는 피팅의 연결로 인해 내경이 상당히 작은 것이 바람직하지 않습니다.
금속-플라스틱 파이프의 피팅은 내경이 다소 좁으며 저압 (+)으로 물 흐름에 심각한 장애가됩니다.
파이프 선택 및 설치 규칙
모든 순환을 위해 강 또는 폴리 프로필렌 파이프 중에서 선택하는 것은 온수 사용 가능성의 기준뿐만 아니라 가격, 설치 용이성 및 수명의 관점에서 발생합니다.
라이저는 가장 높은 온도의 물이 통과하기 때문에 금속 파이프로 장착되며, 퍼니스 가열 또는 열 교환기 고장의 경우 증기 통과 옵션이 가능합니다.
자연 순환의 경우 순환 펌프의 경우보다 약간 큰 파이프 직경을 사용해야합니다. 일반적으로 최대 200 평방 미터의 난방 실. m에서, 가속기의 직경 및 열교환기로의 복귀 입구의 파이프는 2 인치이다.
강제 순환 옵션에 비해 수위가 느리기 때문에 다음과 같은 문제가 발생합니다.
- 열전달 감소 소스에서 가열 된 방까지의 단위 시간당;
- 막힘 또는 공기 혼잡작은 압력에 대처할 수 없습니다.
더 낮은 공급 회로로 자연 순환을 사용할 때 시스템에서 공기를 제거하는 문제에 특히주의해야합니다. 팽창 탱크를 통해 냉각수에서 완전히 제거 할 수 없습니다. 끓는 물은 먼저 자신보다 낮은 고속도로에서 기기에 들어갑니다.
강제 순환시 수압은 시스템의 가장 높은 지점에 설치된 공기 수집기 (공기, 수동 또는 반자동 제어 장치)로 공기를 유도합니다. Maevsky 크레인의 도움으로 열전달이 주로 조정됩니다.
기기 아래에 공급 장치가있는 중력 가열 네트워크에서 Mayevsky 탭은 직접 공기를 배출하는 데 사용됩니다.
모든 현대식 라디에이터에는 공기 배출 장치가 장착되어 있으므로 회로에 플러그가 형성되는 것을 방지하기 위해 공기를 라디에이터로 유도하는 경사를 만들 수 있습니다
각 라이저 또는 시스템 고속도로와 평행하게 연결된 가공선에 설치된 통풍구를 사용하여 공기를 배출 할 수도 있습니다. 많은 배기 장치가 있기 때문에 배선이 적은 중력 회로는 극히 드 rare니다.
저압에서는 작은 공기 플러그가 난방 시스템을 완전히 정지시킬 수 있습니다. 따라서 SNiP 41-01-2003에 따르면 0.25m / s 미만의 수속에서 경사가없는 난방 시스템 파이프 라인을 배치 할 수 없습니다.
자연 순환으로, 그러한 속도는 달성 할 수 없습니다. 따라서 파이프의 직경을 늘리는 것 외에도 난방 시스템에서 공기를 제거하기 위해 일정한 기울기를 관찰해야합니다. 슬로프는 1 미터당 2-3mm의 비율로 설계되었으며 아파트 네트워크에서는 슬로프가 수평선의 선형 미터당 5mm에 이릅니다.
공급 경사는 물의 이동 방향으로 이루어 지므로 공기가 팽창 탱크 또는 회로의 상단 지점에있는 공기 배출 시스템으로 이동합니다. 반 바이어스를 만들 수 있지만이 경우 환기를 위해 밸브를 추가로 설치해야합니다.
리턴 라인의 기울기는 일반적으로 냉각수의 이동 방향으로 이루어집니다. 그런 다음 회로의 하단 지점이 열 파이프로의 리턴 파이프 입구와 일치합니다.
자연 순환 수 회로에서 공기 잠금 장치를 제거하기 위해 공급 및 회수 파이프의 기울기의 가장 일반적인 조합
자연 순환 회로에 작은 바닥 난방을 설치할 때 공기 가이 난방 시스템의 좁고 수평 한 파이프로 들어가는 것을 방지해야합니다. 따뜻한 바닥 앞에 공기 제거 장치를 배치해야합니다.
1 파이프 및 2 파이프 가열 방식
자연적인 물 순환이있는 주택의 난방 계획을 개발할 때 하나 또는 여러 개의 개별 회로를 모두 설계 할 수 있습니다. 서로 크게 다를 수 있습니다. 길이, 라디에이터 수 및 기타 매개 변수에 관계없이 1 파이프 또는 2 파이프 구성표에 따라 수행됩니다.
단일 회선 회로
라디에이터에 물을 순차적으로 공급하기 위해 동일한 파이프를 사용하는 가열 시스템을 단일 파이프라고합니다. 가장 간단한 단일 튜브 옵션은 라디에이터를 사용하지 않고 금속 파이프로 가열하는 것입니다.
냉각수의 자연 순환을 선호 할 때 가정 난방을 해결하는 가장 저렴하고 문제가 적은 방법입니다. 유일한 중요한 마이너스는 부피가 큰 파이프의 모양입니다.
라디에이터가있는 가장 경제적 인 단일 파이프 방식으로 온수는 각 장치를 통해 순차적으로 흐릅니다. 여기에는 최소 수의 파이프와 밸브가 필요합니다.
냉각수가지나 가면 냉각수가 냉각되므로 후속 라디에이터는 더 차가운 물을 얻습니다. 이는 섹션 수를 계산할 때 고려해야합니다.
간단한 단일 파이프 구성표 (위)는 최소한의 설치 작업과 투자 자금이 필요합니다. 아래의 더 복잡하고 비용이 많이 드는 옵션을 사용하면 전체 시스템을 중지하지 않고 라디에이터를 끌 수 있습니다
난방 장치를 단일 파이프 네트워크에 연결하는 가장 효과적인 방법은 대각선 옵션입니다.
자연 순환 방식 의이 가열 회로 방식에 따르면, 뜨거운 물은 아래에서 위치한 파이프를 통해 배출 된 후 냉각 된 후에 위에서 라디에이터로 들어갑니다. 이러한 방식으로 통과하면 가열 된 물이 최대량의 열을 방출합니다.
배터리, 입력 파이프 및 출력 파이프의 연결이 낮 으면 가열 된 냉각수가 가능한 한 오래 가야하므로 열 전달이 크게 줄어 듭니다. 이러한 구성표의 상당한 냉각으로 인해 섹션 수가 많은 배터리는 사용되지 않습니다.
"Leningradka"는 시스템을 계산할 때 반드시 고려해야하는 열 손실이 특징입니다. 또한 입구 및 출구 노즐에서 차단 밸브를 사용할 때 가열 사이클을 멈추지 않고 수리를 위해 장치를 선택적으로 끌 수 있습니다 (+)
비슷한 라디에이터 연결을 가진 가열 회로를 "Leningradka"라고합니다. 주목할만한 열 손실에도 불구하고, 파이프 라인의 미적 외관으로 인해 아파트 난방 시스템 배치에 선호됩니다.
단일 파이프 네트워크의 중요한 단점은 회로 전체의 물 순환을 멈추지 않고 가열 섹션 중 하나를 끌 수 없다는 것입니다.
따라서 일반적으로 2 개의 볼 밸브 또는 3 방향 밸브가있는 분기를 사용하여 라디에이터를 바이 패스하기 위해 "바이 패스"를 설치하여 클래식 회로를 업그레이드하는 데 사용됩니다. 이를 통해 라디에이터로의 물 공급을 완전히 종료 할 때까지 조정할 수 있습니다.
2 층 이상의 건물의 경우 수직 라이저가있는 단일 파이프 구조의 변형이 사용됩니다. 이 경우 온수 분배는 수평 라이저보다 균일합니다. 또한 수직 라이저는 덜 확장되어 집 내부에 더 잘 맞습니다.
자연 순환을 사용하여 2 층 방을 난방하기 위해 수직 배선이있는 단일 파이프 구성이 성공적으로 사용됩니다. 상단 라디에이터를 끄는 기능이 제공됩니다.
리턴 파이프 옵션
하나의 파이프를 사용하여 라디에이터에 온수를 공급하고 두 번째 파이프를 보일러 또는 용광로로 냉각하는 경우이 가열 방식을 2 파이프라고합니다. 가열 라디에이터가있는 비슷한 시스템이 단일 파이프 시스템보다 더 자주 사용됩니다.
추가 파이프를 설치해야하기 때문에 더 비싸지 만 여러 가지 중요한 이점이 있습니다.
- 보다 균일 한 온도 분포 라디에이터에 공급되는 열 운반체;
- 계산하기 쉬움 가열 된 방의 면적과 필요한 온도 값에 대한 라디에이터 매개 변수의 의존성;
- 보다 효율적인 열 제어 각 라디에이터에.
냉각수의 이동 방향이 상대적으로 뜨거워지면 2 파이프 시스템은 관련 및 데드 엔드로 나뉩니다. 관련 회로에서 냉각수의 이동은 고온과 동일한 방향으로 발생하므로 전체 회로의 사이클 길이가 일치합니다.
교착 상태 방식에서는 냉각수가 뜨거운쪽으로 이동하므로 다른 라디에이터의 경우 냉각수 회전주기의 길이가 다릅니다. 시스템의 속도가 작기 때문에 가열 시간이 크게 다를 수 있습니다. 물 순환이 짧은 라디에이터는 더 빨리 가열됩니다.
데드 엔드 및 관련 가열 방식을 선택할 때 주로 리턴 파이프를 수행하는 편의성에서 진행됩니다.
가열 라디에이터와 관련하여 아이 라이너의 두 가지 유형의 위치가 있습니다 : 상단 및 하단. 상단 연결부에서 온수 공급 파이프는 라디에이터 위에 있으며 하단 연결부에서는 더 낮습니다.
바닥 연결을 사용하면 라디에이터를 통해 공기를 제거 할 수 있으며 파이프를 맨 위에 고정 할 필요가 없으므로 실내 디자인의 관점에서 좋습니다.
그러나 가속 매니 폴드가 없으면 압력 강하가 상단 공급 장치를 사용할 때보 다 훨씬 적습니다. 따라서 자연 순환의 원리로 건물을 가열 할 때 바닥 아이 라이너를 실제로 사용하지 않습니다.
작은 집의 전기 보일러를 기반으로 한 단일 튜브 구성표 구성 :
오래 타는 고체 연료 보일러를 기반으로 한 1 층짜리 목조 주택을위한 2 파이프 시스템의 작업 :
가열 회로에서 물이 이동하는 동안 자연 순환을 사용하려면 정확한 계산과 기술적으로 유능한 설치 작업이 필요합니다. 이러한 조건에서 난방 시스템은 개인 주택의 방을 가열하고 펌프 소음과 전기 의존성을 완화시킵니다.
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