Die Einführung moderner Technologien hat dazu geführt, dass Schwerkraftheizungen schrittweise ersetzt wurden. Neue Arten der Raumheizung sind effizienter und verursachen in der k alten Jahreszeit geringere Kosten. Warum werden dann immer noch Schwerkraftsysteme in modernen Privathäusern installiert? Die Antwort auf diese Frage ist einfach: Sie verfügen über eine große Zuverlässigkeit, die auf einem Verständnis der physikalischen Gesetze basiert, sowie einer Energieunabhängigkeit von elektrischen Stromquellen.
Nach welchem Prinzip funktioniert die Schwerkraftheizung
Schwerkraftheizung wird auch Naturumlauf genannt. Es wird seit Mitte des letzten Jahrhunderts zum Heizen von Häusern verwendet. Anfangs trauten die einfachen Leute dieser Methode nicht, aber angesichts ihrer Sicherheit und Praktikabilität begannen sie nach und nach, gemauerte Öfen durch Warmwasserbereitung zu ersetzen.
Dann mit dem Aufkommen von FestbrennstoffkesselnDer Bedarf an sperrigen Öfen verschwand vollständig. Die Gravitationsheizung funktioniert nach einem einfachen Prinzip. Das Wasser im Kessel erwärmt sich und sein spezifisches Gewicht wird weniger k alt. Dadurch steigt es entlang der senkrechten Steigleitung bis zum höchsten Punkt der Anlage an. Danach beginnt das Kühlwasser mit seiner Abwärtsbewegung, und je mehr es abkühlt, desto größer ist die Geschwindigkeit seiner Bewegung. Im Rohr entsteht eine zum tiefsten Punkt gerichtete Strömung. Dieser Punkt ist die im Kessel installierte Rücklaufleitung.
Während es sich von oben nach unten bewegt, fließt Wasser durch Heizkörper und hinterlässt einen Teil seiner Wärme im Raum. Die Umwälzpumpe ist nicht am Prozess der Kühlmittelbewegung beteiligt, wodurch dieses System unabhängig ist. Daher hat sie keine Angst vor einem Stromausfall.
Die Berechnung der Schwerkraftheizung erfolgt unter Berücksichtigung der Wärmeverluste des Hauses. Die erforderliche Leistung der Heizgeräte wird berechnet und auf dieser Grundlage der Kessel ausgewählt. Es sollte eine Gangreserve von anderthalb Mal haben.
Schemabeschreibung
Damit eine solche Heizung funktioniert, müssen die Verhältnisse der Rohre, ihre Durchmesser und Neigungswinkel richtig gewählt werden. Außerdem werden einige Arten von Heizkörpern in diesem System nicht verwendet.
Lassen Sie uns überlegen, aus welchen Elementen die gesamte Struktur besteht:
- Feststoffkessel. Der Wassereintritt sollte am tiefsten Punkt des Systems erfolgen. Theoretisch kann der Kessel auch elektrisch oder gasförmig sein, aber in der Praxis sind sie es bei solchen Systemen nichtbewerben.
- Vertikaler Riser. Seine Unterseite ist mit der Kesselversorgung verbunden, und die Oberseite verzweigt sich. Ein Teil ist mit der Versorgungsleitung verbunden und der zweite mit dem Ausdehnungsgefäß.
- Ausdehnungsgefäß. Es wird überschüssiges Wasser hineingegossen, das sich bei der Ausdehnung durch Erhitzen bildet.
- Versorgungsleitung. Damit die Schwerkraft-Wasserheizung effizient arbeitet, muss die Rohrleitung ein Gefälle haben. Sein Wert beträgt 1-3%. Das heißt, für 1 Meter Rohr sollte der Unterschied 1-3 Zentimeter betragen. Außerdem sollte die Rohrleitung im Durchmesser abnehmen, wenn sie sich vom Kessel wegbewegt. Dazu werden Rohre unterschiedlicher Querschnitte verwendet.
- Heizgeräte. Als solche werden entweder Rohre mit großem Durchmesser oder Gussheizkörper M 140 installiert, moderne Bimetall- und Aluminiumheizkörper werden nicht empfohlen. Sie haben einen kleinen Strömungsquerschnitt. Und da der Druck im Gravitationsheizsystem gering ist, ist es schwieriger, das Kühlmittel durch solche Heizgeräte zu drücken. Die Durchflussrate nimmt ab.
- Rückleitung. Genau wie das Zulaufrohr hat es ein Gefälle, das das Wasser ungehindert zum Boiler fließen lässt.
- Kräne zum Ablassen und Entnehmen von Wasser. Der Entleerungshahn wird am tiefsten Punkt direkt neben dem Boiler installiert. Der Wasserhahn für die Wasseraufnahme erfolgt dort, wo es bequem ist. Meistens ist dies ein Ort in der Nähe der Pipeline, die mit dem System verbunden ist.
Systemvorteile
Der grundlegendste Vorteil des Gravitationsheizsystems ist seine vollständige Autonomie. Wegen der EinfachheitSeine Elemente benötigen keinen Strom. Ein weiterer Pluspunkt ist die Zuverlässigkeit, denn je einfacher das System, desto weniger Wartung ist erforderlich. Zu beachten ist, dass der niedrigere Druck in der Schwerkraftheizung weniger gefährlich ist.
Fehler
Befürworter geschlossener Systeme nennen viele Nachteile der Schwerkraftheizung. Viele von ihnen sehen weit hergeholt aus, aber listen wir sie trotzdem auf:
- Hässliches Aussehen. Versorgungsrohre mit großem Durchmesser verlaufen unter der Decke und stören die Raumästhetik.
- Schwierigkeiten bei der Installation. Die Rede ist hier davon, dass die Zu- und Ableitungsrohre je nach Anzahl der Heizgeräte stufenweise ihren Durchmesser ändern. Außerdem besteht die Schwerkraftheizung eines Privathauses aus Stahlrohren, die schwieriger zu installieren sind.
- Geringer Wirkungsgrad. Es wird angenommen, dass das Heizen in Innenräumen sparsamer ist, aber es gibt gut konzipierte natürliche Zirkulationssysteme, die genauso gut funktionieren.
- Eingeschränkte Heizfläche. Das Schwerkraftsystem funktioniert gut auf Flächen bis zu 200 Quadratmetern. Meter.
- Begrenzte Anzahl an Stockwerken. In Häusern mit mehr als zwei Stockwerken ist eine solche Heizung nicht installiert.
Darüber hinaus hat die Gravitationswärmeversorgung maximal 2 Kreisläufe, während moderne Häuser oft mehrere Kreisläufe haben.
Unterschiede beim Betrieb eines Festbrennstoffkessels
Das Herzstück jeder Heizungsanlage ist der Heizkessel. Obwohl es möglich ist, zu installierenGleiche Modelle, Arbeit mit unterschiedlicher Heizungsart wird unterschiedlich sein. Für den normalen Betrieb des Kessels muss die Temperatur des Wassermantels mindestens 55 °C betragen. Wenn die Temperatur niedriger ist, wird in diesem Fall der Kessel im Inneren mit Teer und Ruß bedeckt, wodurch seine Effizienz abnimmt. Es muss ständig gereinigt werden.
Um dies zu verhindern, ist in einem geschlossenen System am Ausgang des Boilers ein Dreiwegeventil installiert, das das Kühlmittel in einem kleinen Kreis unter Umgehung der Heizungen treibt, bis der Boiler aufheizt. Wenn die Temperatur beginnt, 55 °C zu überschreiten, öffnet sich in diesem Fall das Ventil und Wasser wird in einem großen Kreis gemischt.
Bei einer Schwerkraftheizung ist kein Dreiwegeventil erforderlich. Tatsache ist, dass hier die Zirkulation nicht aufgrund der Pumpe erfolgt, sondern aufgrund der Erwärmung des Wassers, und bis es sich auf eine hohe Temperatur erwärmt, beginnt die Bewegung nicht. Der Kesselofen bleibt dabei ständig sauber. Ein Dreiwegeventil ist nicht erforderlich, was die Kosten reduziert und das System vereinfacht und zu seinen Vorteilen hinzufügt.
Heizsicherheit
Wie oben erwähnt, ist der Druck in einem geschlossenen System größer als in einem Gravitationssystem. Daher verfolgen sie einen anderen Sicherheitsansatz. Bei geschlossener Heizung wird die Ausdehnung des Kühlmittels im Ausgleichsbehälter mit einer Membran ausgeglichen.
Es ist vollständig abgedichtet und einstellbar. Nach Überschreiten des maximal zulässigen Drucks im System gelangt das überschüssige Kühlmittel unter Überwindung des Widerstands der Membran in den Tank.
Die Schwerkraftheizung wird wegen eines undichten Ausdehnungsgefäßes als offen bezeichnet. Sie können einen Membrantank installieren und ein geschlossenes Schwerkraftheizungssystem bauen, aber seine Effizienz wird viel geringer sein, da der hydraulische Widerstand zunimmt.
Das Volumen des Ausdehnungsgefäßes ist abhängig von der Wassermenge. Zur Berechnung wird sein Volumen genommen und mit dem temperaturabhängigen Ausdehnungskoeffizienten multipliziert. Fügen Sie dem Ergebnis 30 % hinzu.
Der Koeffizient wird entsprechend der maximalen Temperatur ausgewählt, die das Wasser erreicht.
Flugstaus und wie man damit umgeht
Für den normalen Heizbetrieb ist es erforderlich, dass das System vollständig mit Kühlmittel gefüllt ist. Das Vorhandensein von Luft ist strengstens verboten. Es kann eine Blockade entstehen, die den Wasserdurchgang verhindert. In diesem Fall unterscheidet sich die Temperatur des Wassermantels des Kessels stark von der Temperatur der Heizungen. Um Luft zu entfernen, sind Luftventile und Mayevsky-Hähne montiert. Sie werden an der Oberseite der Heizgeräte sowie an den oberen Abschnitten der Anlage installiert.
Wenn die Schwerkraftheizung jedoch die richtigen Neigungen der Einlass- und Auslassrohre hat, sind keine Ventile erforderlich. Die Luft in der geneigten Rohrleitung steigt frei zur Oberseite des Systems auf, und dort befindet sich, wie Sie wissen, ein offenes Ausdehnungsgefäß. Es fügt auch dem offenen Heizen einen Vorteil hinzu, indem unnötige Gegenstände reduziert werden.
Ist es möglich, ein System aus Polypropylen zu montierenRohre
Menschen, die selbst heizen, denken oft darüber nach, ob es möglich ist, eine Schwerkraftheizung aus Polypropylen herzustellen. Schließlich sind Kunststoffrohre einfacher zu montieren. Es gibt keine teuren Schweißarbeiten und Stahlrohre, und Polypropylen hält hohen Temperaturen stand. Sie können antworten, dass eine solche Heizung funktionieren wird. Zumindest für eine Weile. Dann beginnt die Effizienz zu sinken. Was ist der Grund? Der Punkt sind die Neigungen der Zu- und Abflussrohre, die den Schwerkraftfluss des Wassers gewährleisten.
Polypropylen hat eine größere lineare Ausdehnung als Stahlrohre. Nach wiederholten Heizzyklen mit heißem Wasser beginnen Kunststoffrohre durchzuhängen und verletzen die erforderliche Neigung. Infolgedessen wird die Durchflussrate, wenn sie nicht gestoppt wird, erheblich abnehmen, und Sie müssen über die Installation einer Umwälzpumpe nachdenken.
Schwierigkeiten bei der Installation eines Schwerkraftsystems in einem zweistöckigen Haus
Die Schwerkraftheizung eines zweistöckigen Hauses kann auch effizient arbeiten. Aber seine Installation ist viel schwieriger als bei einem einstöckigen. Dies liegt daran, dass Dachgeschossdächer nicht immer hergestellt werden. Wenn der zweite Stock ein Dachboden ist, stellt sich die Frage: Wohin mit dem Ausdehnungsgefäß, weil es ganz oben sein sollte?
Das zweite Problem, dem Sie sich stellen müssen, ist, dass die Fenster im ersten und zweiten Stock nicht immer auf der gleichen Achse liegen, daher können die oberen Batterien nicht mit den unteren verbunden werden, indem Sie Rohre auf kürzestem Weg verlegen Weg. Das bedeutet, dass zusätzliche Kurven und Bögen gemacht werden müssen, was die Hydraulik erhöhtWiderstand im System.
Das dritte Problem ist die Krümmung des Daches, die es schwierig machen kann, die richtigen Neigungen beizubeh alten.
Tipps für die Installation einer Schwerkraftheizung in einem zweistöckigen Haus
Die meisten dieser Probleme können in der Entwurfsphase des Hauses gelöst werden. Es gibt auch ein kleines Geheimnis, wie man die Effizienz der Heizung eines zweistöckigen Hauses steigern kann. Es ist notwendig, die Auslassrohre von Heizkörpern, die im zweiten Stock installiert sind, direkt an die Rücklaufleitung des ersten Stocks anzuschließen und keine Rücklaufleitung im zweiten Stock herzustellen.
Ein weiterer Trick besteht darin, die Vor- und Rücklaufleitungen aus Rohren mit großem Durchmesser herzustellen. Nicht weniger als 50 mm.
Benötige ich eine Pumpe in einer Schwerkraftheizung?
Manchmal gibt es eine Möglichkeit, wenn die Heizung falsch installiert wurde und die Differenz zwischen der Temperatur des Kesselmantels und des Rücklaufs sehr groß ist. Das heiße Kühlmittel, das keinen ausreichenden Druck in den Rohren hat, kühlt ab, bevor es die letzten Heizgeräte erreicht. Alles wieder aufzubauen ist harte Arbeit. Wie kann das Problem mit minimalen Kosten gelöst werden? Der Einbau einer Umwälzpumpe in eine Schwerkraftheizung kann Abhilfe schaffen. Für diese Zwecke wird ein Bypass hergestellt, in den eine Pumpe mit geringer Leistung eingebaut ist.
Es ist keine hohe Leistung erforderlich, da bei einem offenen System zusätzlicher Druck in der Steigleitung aufgebaut wird, die den Kessel verlässt. Um ohne Strom arbeiten zu können, wird ein Bypass benötigt. Er wird am Rücklauf vor dem Kessel installiert.
Wie man mehr aufbringtEffizienz
Es scheint, dass das System mit natürlichem Kreislauf bereits perfektioniert wurde, und es ist unmöglich, an irgendetwas zu denken, um die Effizienz zu steigern, aber das ist es nicht. Sie können den Nutzungskomfort erheblich erhöhen, indem Sie die Zeit zwischen den Kesselbränden verlängern. Dazu müssen Sie einen Kessel mit größerer Leistung installieren, als zum Heizen erforderlich ist, und überschüssige Wärme an einen Wärmespeicher abführen.
Diese Methode funktioniert auch ohne den Einsatz einer Umwälzpumpe. Schließlich kann das heiße Kühlmittel auch aus dem Wärmespeicher die Steigleitung hochsteigen, wenn das Brennholz im Kessel abgebrannt ist.
