자연 순환 난방 시스템: 공통 물 회로도

순환 펌프를 설치하거나 중앙 집중식 전원 공급 장치에 연결하는 것이 비현실적이고 때로는 불가능한 경우 자율 중력형 난방 네트워크 구축이 선택됩니다.

이러한 시스템은 설치 비용이 저렴하고 전기와 완전히 독립되어 있습니다. 그러나 성능은 설계의 정확성에 따라 크게 달라집니다.

자연 순환이 가능한 난방 시스템이 원활하게 작동하려면 매개변수를 계산하고 구성 요소를 올바르게 설치하며 물 회로 설계를 합리적으로 선택해야 합니다. 이러한 문제를 해결하는 데 도움을 드리겠습니다.

우리는 중력 시스템 작동의 주요 원리를 설명하고, 파이프라인 선택에 대한 조언을 제공하고, 회로 조립 및 작업 장치 배치 규칙을 설명했습니다. 우리는 1관 및 2관 난방 방식의 설계 및 작동 특징에 특별한 주의를 기울였습니다.

자연 순환 과정의 원리

순환 펌프를 사용하지 않고 가열 회로에서 물이 이동하는 과정은 자연 물리 법칙으로 인해 발생합니다.

이러한 프로세스의 성격을 이해하면 유능한 난방 시스템 프로젝트를 개발하다 표준 및 비표준 사례의 경우.

최대 정수압차

자연 순환 중에 회로를 따라 이동을 촉진하는 냉각수(물 또는 부동액)의 주요 물리적 특성은 온도가 증가함에 따라 밀도가 감소한다는 것입니다.

뜨거운 물의 밀도는 찬 물의 밀도보다 작으므로 따뜻한 액체 기둥과 차가운 액체 기둥의 정수압에 차이가 있습니다. 열 교환기로 흐르는 냉수는 온수를 파이프 위로 이동시킵니다.

자연 순환 중 회로에서 물의 원동력은 차가운 액체 기둥과 뜨거운 액체 기둥 사이의 정수압 차이입니다.

집의 난방 회로는 여러 부분으로 나눌 수 있습니다. 물은 "뜨거운" 조각을 따라 위쪽으로 향하고 "차가운" 조각을 따라 아래쪽으로 향합니다.파편의 경계는 가열 시스템의 상부 및 하부 지점입니다.

모델링의 주요 작업 자연 순환 시스템물은 "뜨거운" 조각과 "차가운" 조각의 액체 기둥 압력 사이의 가능한 최대 차이를 달성하는 것입니다.

자연 순환을 위한 물 회로의 고전적인 요소는 열교환기에서 위쪽을 향하는 수직 파이프인 가속 매니폴드(메인 라이저)입니다.

가속 매니폴드는 최대 온도를 가져야 하므로 전체 길이에 걸쳐 절연됩니다. 그러나 수집기의 높이가 높지 않으면 (단층집의 경우) 그 안의 물이 식을 시간이 없기 때문에 단열이 수행되지 않을 수 있습니다.

일반적으로 시스템은 가속도 수집기의 상단 지점이 전체 회로의 상단 지점과 일치하도록 설계됩니다. 출구가 있습니다 개방형 팽창 탱크 또는 멤브레인 탱크를 사용하는 경우 공기 배출 밸브.

그러면 "핫" 회로 조각의 길이가 가능한 최소가 되어 이 영역의 열 손실이 감소합니다.

또한 회로의 "뜨거운" 부분은 냉각된 냉각수를 운반하는 장기 부분과 결합되지 않는 것이 바람직합니다. 이상적으로는 물 회로의 가장 낮은 지점이 가열 장치에 배치된 열교환기의 가장 낮은 지점과 일치합니다.

보일러가 난방 시스템에 위치할수록 회로의 뜨거운 부분에 있는 액체 기둥의 정수압이 낮아집니다.

물 회로의 "차가운" 부분에도 유체 압력을 높이는 자체 규칙이 있습니다.

• 난방 네트워크의 "차가운" 부분에서 열 손실이 커질수록, 물의 온도가 낮고 밀도가 높을수록 자연 순환 시스템의 작동은 상당한 열 전달이 있어야만 가능합니다.
• 회로의 하단 지점에서 라디에이터 연결부까지의 거리가 멀수록, 최소 온도와 최대 밀도를 갖는 물기둥의 면적이 커집니다.

이 마지막 규칙을 준수하기 위해 보일러나 보일러는 지하실과 같이 집의 가장 낮은 지점에 설치되는 경우가 많습니다. 이러한 보일러 배치는 라디에이터의 하부 레벨과 열교환기로 물이 유입되는 지점 사이의 가능한 최대 거리를 보장합니다.

그러나 자연 순환 시 수로의 하단과 상단 사이의 높이는 너무 높아서는 안 됩니다(실제로는 10미터 이하). 용광로 또는 보일러는 열교환기와 가속 매니폴드의 하부만 가열합니다.

이 조각이 물 회로의 전체 높이에 비해 중요하지 않은 경우 회로의 "뜨거운" 조각의 압력 강하는 중요하지 않으며 순환 프로세스가 시작되지 않습니다.

2층 건물에 자연 순환 시스템을 사용하는 것은 타당하지만 더 큰 건물에는 순환 펌프가 필요합니다.

물 이동에 대한 저항 최소화

자연 순환 시스템을 설계할 때는 회로를 따라 냉각수의 이동 속도를 고려해야 합니다.

첫째로, 속도가 빠를수록 "보일러 - 열교환기 - 물 회로 - 난방 라디에이터 - 실내" 시스템을 통해 열 전달이 더 빠르게 발생합니다.

둘째, 열 교환기를 통과하는 액체의 속도가 빠를수록 끓을 가능성이 적어지며 이는 스토브 가열에 특히 중요합니다.

시스템에서 물을 끓이는 데는 비용이 매우 많이 들 수 있습니다. 열교환기를 분해, 수리 및 재설치하는 데는 많은 시간과 비용이 필요합니다.

시스템 내 강제 순환 가열 물의 이동 속도는 주로 매개변수에 따라 달라집니다. 순환 펌프.

자연 순환을 통한 물 가열의 경우 속도는 다음 요소에 따라 달라집니다.

• 압력차 아래쪽 지점의 윤곽 조각 사이;
• 유체역학적 저항 난방 시스템.

최대 압력차를 보장하는 방법은 위에서 논의되었습니다. 실제 시스템의 유체역학적 저항은 복잡한 수학적 모델과 입력 데이터의 양이 많아 정확도를 보장하기 어렵기 때문에 정확하게 계산할 수 없습니다.

그러나 이를 준수하면 가열 회로의 저항이 감소하는 일반적인 규칙이 있습니다.

물 이동 속도가 감소하는 주된 이유는 파이프 벽의 저항과 피팅 또는 차단 밸브로 인한 협착이 있기 때문입니다. 낮은 유속에서는 사실상 벽 저항이 없습니다.

예외는 길고 얇은 파이프로, 가열에 일반적입니다. 바닥 난방. 일반적으로 강제 순환이 가능한 별도의 회로가 할당됩니다.

자연 순환 회로용 파이프 유형을 선택할 때 시스템 설치 시 기술적 제한 사항이 있는지 고려해야 합니다. 그렇기 때문에 금속 플라스틱 파이프 내부 직경이 훨씬 작은 피팅과 ​​연결되어 있기 때문에 자연적인 물 순환과 함께 사용하는 것은 바람직하지 않습니다.

금속-플라스틱 파이프용 피팅은 내경이 다소 좁아져 수압이 낮은 물에 심각한 장애가 됩니다(+).

파이프 선택 및 설치 규칙

강철 또는 강철 중 선택 폴리프로필렌 파이프 모든 순환은 온수 사용 가능성의 기준과 가격, 설치 용이성 및 서비스 수명 측면에서 발생합니다.

공급 라이저는 최고 온도의 물이 통과하기 때문에 금속 파이프로 장착되며 스토브 가열이나 열 교환기 오작동의 경우 증기가 통과할 수 있습니다.

자연 순환의 경우 순환 펌프를 사용할 때보 다 약간 큰 파이프 직경을 사용해야합니다. 일반적으로 최대 200m2의 난방실에 사용됩니다. m, 가속 매니폴드의 직경과 열교환기로의 복귀 입구에 있는 파이프의 직경은 2인치입니다.

이는 강제 순환 옵션에 비해 물 속도가 낮기 때문에 발생하며 다음과 같은 문제가 발생합니다.

• 전달되는 열량의 감소 소스에서 가열실까지 단위 시간당;
• 막힘이나 에어 포켓의 출현, 약간의 압력으로는 감당할 수 없습니다.

하부 공급 회로와 함께 자연 순환을 사용할 경우 시스템에서 공기를 제거하는 문제에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 팽창탱크를 통해 냉각수로부터 완전히 제거될 수는 없습니다. 끓는 물은 먼저 자체보다 낮은 라인을 통해 장치에 들어갑니다.

강제 순환을 통해 수압은 시스템의 가장 높은 지점에 설치된 공기 수집기(자동, 수동 또는 반자동 제어 장치)로 공기를 유도합니다. 사용하여 Mayevsky 크레인 기본적으로 열전달이 조정됩니다.

장치 아래에 공급 장치가 있는 중력 가열 네트워크에서 Mayevsky 탭은 공기 배출에 직접 사용됩니다.

모든 최신 난방 라디에이터에는 공기 방출 장치가 있으므로 회로에 플러그가 형성되는 것을 방지하기 위해 경사를 만들어 공기를 라디에이터로 유도할 수 있습니다.

각 라이저나 시스템 주전원과 평행하게 놓인 가공선에 설치된 통풍구를 사용하여 공기를 제거할 수도 있습니다. 인상적인 공기 배출 장치 수로 인해 하단 배선이 있는 중력 회로는 극히 드물게 사용됩니다.

압력이 낮으면 작은 공기 잠금 장치로 난방 시스템을 완전히 멈출 수 있습니다. 따라서 SNiP 41-01-2003에 따르면 0.25m/s 미만의 유속에서는 경사가 없는 난방 시스템 파이프라인을 설치하는 것이 허용되지 않습니다.

자연 순환으로는 이러한 속도를 달성할 수 없습니다. 따라서 파이프의 직경을 늘리는 것 외에도 난방 시스템에서 공기를 제거하려면 일정한 경사를 유지해야 합니다. 경사는 1m당 2-3mm의 비율로 설계되었으며 아파트 네트워크에서는 경사가 수평선의 선형 미터당 5mm에 이릅니다.

공급 경사는 물의 이동 방향으로 만들어져 공기가 회로 상단에 위치한 팽창 탱크 또는 공기 배출 시스템으로 이동합니다. 반대경사를 만드는 것도 가능하지만 이 경우에는 추가로 설치가 필요합니다. 벤트 밸브.

복귀 라인의 경사는 일반적으로 냉각수의 이동 방향으로 만들어집니다. 그러면 회로의 가장 낮은 지점이 열 발생기로 향하는 리턴 파이프의 입구와 일치합니다.

자연 순환 수로에서 공기 주머니를 제거하기 위한 공급 및 환수 파이프 경사 방향의 가장 일반적인 조합

~에 바닥 난방 설치 자연 순환이 이루어지는 회로의 작은 영역인 경우, 이 난방 시스템의 좁고 수평으로 위치한 파이프로 공기가 들어가는 것을 방지해야 합니다.바닥난방 전면에는 공기제거 장치를 설치해야 합니다.

단일 파이프 및 2파이프 가열 방식

자연 물 순환이 가능한 주택의 난방 방식을 개발할 때 하나 또는 여러 개의 별도 회로를 설계할 수 있습니다. 그들은 서로 크게 다를 수 있습니다. 길이, 라디에이터 수 및 기타 매개변수에 관계없이 단일 파이프 또는 2파이프 구성에 따라 제작됩니다.

한 줄을 이용한 회로

라디에이터에 물을 순차적으로 공급하기 위해 동일한 파이프를 사용하는 난방 시스템을 단일 파이프라고 합니다. 가장 간단한 단일 파이프 옵션은 라디에이터를 사용하지 않고 금속 파이프로 가열하는 것입니다.

이것은 자연 냉각수 순환을 선택할 때 집을 가열하는 가장 저렴하고 문제가 가장 적은 방법입니다. 유일한 중요한 단점은 부피가 큰 파이프가 나타나는 것입니다.

가장 경제적으로 단일 파이프 버전 난방 라디에이터를 사용하면 온수가 각 장치를 통해 순차적으로 흐릅니다. 여기에는 최소한의 파이프 및 차단 밸브 수가 필요합니다.

당신이 가면서 냉각수 냉각되므로 후속 라디에이터가 더 차가운 물을 받게 되므로 섹션 수를 계산할 때 이를 고려해야 합니다.

간단한 단일 파이프 회로(위)에는 최소한의 설치 작업과 투자가 필요합니다. 아래의 더 복잡하고 값비싼 옵션을 사용하면 전체 시스템을 중지하지 않고도 라디에이터를 끌 수 있습니다.

난방 장치를 단일 파이프 네트워크에 연결하는 가장 효과적인 방법은 대각선 옵션으로 간주됩니다.

자연 순환 방식의 난방 회로 구성에 따르면 뜨거운 물이 위에서 라디에이터로 유입되고 냉각 후 아래에 있는 파이프를 통해 배출됩니다.이런 식으로 통과하면 가열된 물이 최대의 열을 발산합니다.

흡입 파이프와 배출 파이프가 모두 하단의 배터리에 연결되면 가열된 냉각수가 가능한 가장 긴 경로를 이동해야 하기 때문에 열 전달이 크게 줄어듭니다. 상당한 냉각으로 인해 이러한 회로에는 섹션 수가 많은 배터리가 사용되지 않습니다.

"Leningradka"는 인상적인 열 손실이 특징이며 시스템을 계산할 때 고려해야 합니다. 장점은 입구 및 출구 파이프에 차단 밸브를 사용할 때 가열 사이클을 중단하지 않고 수리를 위해 장치를 선택적으로 끌 수 있다는 것입니다(+).

라디에이터가 유사한 방식으로 연결된 가열 회로를 "레닌그라드카". 언급된 열 손실에도 불구하고 주거용 난방 시스템 배치에 선호되는데 이는 파이프라인의 미적 외관으로 인해 발생합니다.

단일 파이프 네트워크의 중요한 단점은 전체 회로에서 물 순환을 중단하지 않고 가열 섹션 중 하나를 끌 수 없다는 것입니다.

따라서 그들은 일반적으로 설치를 통해 고전적인 계획의 현대화를 사용합니다.우회로» 2개의 볼 밸브 또는 3방향 밸브가 있는 분기를 사용하여 라디에이터를 우회합니다. 이를 통해 라디에이터로의 물 공급을 조절하고 심지어 완전히 끌 수도 있습니다.

2층 이상의 건물의 경우 수직 라이저가 있는 단일 파이프 방식의 변형이 사용됩니다. 이 경우 온수의 분포는 수평 라이저보다 균일합니다. 또한 수직 라이저는 더 짧고 집 내부에 더 잘 맞습니다.

자연 순환을 사용하여 2층 건물을 난방할 때 수직 배선이 포함된 단일 파이프 방식이 성공적으로 사용됩니다. 상단 라디에이터를 비활성화하는 옵션이 제공되었습니다.

리턴 파이프를 사용하는 옵션

하나의 파이프를 사용하여 라디에이터에 온수를 공급하고 두 번째 파이프를 사용하여 냉각수를 보일러 또는 용광로로 배출하는 경우 이러한 난방 방식을 2관 난방 시스템이라고 합니다. 난방 라디에이터가 있는 경우 이러한 시스템은 단일 파이프 시스템보다 더 자주 사용됩니다.

추가 파이프를 설치해야 하므로 비용이 더 많이 들지만 다음과 같은 중요한 이점이 있습니다.

• 더욱 균일한 온도 분포 라디에이터에 공급되는 냉각수;
• 계산하기가 더 쉽다 난방실 면적과 필요한 온도 값에 대한 라디에이터 매개 변수의 의존성;
• 보다 효율적인 열 제어 각 라디에이터에.

온수에 대한 냉수의 이동 방향에 따라, 2파이프 시스템 통과와 막다른 골목으로 나누어진다. 관련 회로에서 냉각수의 이동은 온수와 동일한 방향으로 발생하므로 전체 회로의 주기 길이는 동일합니다.

막다른 회로에서는 냉각수가 뜨거운 물로 이동하므로 라디에이터에 따라 냉각수 순환 주기의 길이가 다릅니다. 시스템의 속도가 낮기 때문에 가열 시간이 크게 달라질 수 있습니다. 물 순환 길이가 더 짧은 라디에이터는 더 빨리 가열됩니다.

막 다른 골목 및 관련 난방 방식을 선택할 때 주로 리턴 파이프 설치의 편의성에서 진행됩니다.

가열 라디에이터를 기준으로 라이너 위치에는 상단과 하단의 두 가지 유형이 있습니다.상단 연결의 경우 온수를 공급하는 파이프가 난방 라디에이터 위에 위치하며 하단 연결의 경우 하단에 위치합니다.

하단 연결을 사용하면 라디에이터를 통해 공기를 제거할 수 있으며 위에서 파이프를 연결할 필요가 없어 공간 디자인 측면에서 좋습니다.

그러나 가속 매니폴드가 없으면 압력 강하는 상단 라인을 사용할 때보다 훨씬 적습니다. 따라서 바닥 라이너는 자연 순환 원리에 따라 건물을 난방할 때 실제로 사용되지 않습니다.

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

소규모 주택용 전기 보일러를 기반으로 한 단일 파이프 회로 구성:

장시간 연소하는 고체 연료 보일러를 기반으로 한 단층 목조 주택의 2관 시스템 작동:

가열 회로에서 물이 이동하는 동안 자연 순환을 사용하려면 정확한 계산과 기술적으로 유능한 설치 작업이 필요합니다. 이러한 조건이 충족되면 난방 시스템은 개인 주택의 건물을 효율적으로 가열하고 펌프 소음 및 전기 의존으로부터 소유자를 구제합니다.

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