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메인 / 펌프스

가열 시스템의 자연 순환


유체가 자연 순환하는 난방 시스템은 닫힌 중력 (중력) 유형의 장치이므로 전원 공급에 관계없이 개인 주택의 객실을 가열 할 수 있습니다.

이러한 장점으로 인해 문제가있는 지역이나 중앙 전기 네트워크가 전혀없는 지역에서 사용할 수 있습니다. 이 시스템은 경제적이지만, 정확한 기능을 위해서는 정확한 계산이 필요합니다.

펌프가없는 순환 식 가열 시스템에 대한 설명

중력에 의해 작동하는 온수 가열 장치는 가열 요소 (보일러), 상이한 방식으로 배치 된 파이프, 팽창 탱크 및 라디에이터를 포함한다.

작동 원리

회로에서 냉각수의 역할은 열역학적 힘의 영향으로 파이프를 통과하는 물에 의해 수행됩니다. 시스템의 원리는 냉온수의 물리적 특성의 차이에 기초합니다.

보일러가 작동하는 동안 파이프에 항상 뜨거운 물이 있으며, 점차적으로 차가워지고 윤곽을 따라 지나가고 열을 환경으로 방출합니다.

가열하면 물의 밀도와 질량이 감소하므로 냉각 된 액체에 의해 위쪽으로 쉽게 옮겨집니다.

회로의 꼭대기 지점에 도달하면 라디에이터에 연결된 파이프를 통해 온수가 분배되고 배터리 물질을 통해 열이 방출되며 회로 바닥을 따라 보일러로 흘러 가면서 다시 가열됩니다.

설치의 장점

중력 유형의 가열 회로의 주요 이점은 다음과 같습니다.

  • 쉬운 설치 및 사용;
  • 열의 높은 반환과 방의 소기후의 안정성;
  • 자원의 효율성은 구조의 고품질 단열을 제공했다;
  • 소음 부족;
  • 전기로부터의 완전한 독립;
  • 희귀 파손 및 긴 서비스 수명을 보장합니다.

도와주세요! 혼자서 자연 순환하는 난방 시스템을 설계 할 수 있습니다. 매개 변수의 올바른 계산, 회로 회로의 선택 및 모든 구성 요소의 유능한 설치로 인해 건설 수명이 최대 35 년을 보장합니다.

가장 큰 단점은 디자인이 약 30m의 반경을 가진 100m 2 이하의 면적을 가진 개인 주택을 데울 수 있다는 점입니다.

자체 흐름 디자인의 사용을 제한하는 몇 가지 단점이 있습니다.

  • 팽창 탱크를 설치하기위한 다락방의 존재;
  • 천천히 공간 난방;
  • 파이프의 물이 얼어 붙는 것을 방지하기 위해 가열되지 않은 장소에서 회로를 따뜻하게해야합니다.

자연 순환 식 가열 시스템의 종류

디자인은 한 파이프 또는 두 파이프 버전으로 구현할 수 있습니다. 시스템 유형에 따라 폐쇄 및 개방 설치 방식이 구분됩니다. 적절하게 선택된 유형의 구성표가 최대한의 효율성을 보장합니다.

폐쇄 형

폐쇄 형 순환 구조는 유럽 국가에서 널리 사용되고 있으며 러시아에서만 인기를 얻고 있습니다.

개략도

가열 후, 압력을받는 물은 팽창 탱크로 상승하여 멤브레인에 의해 2 부분으로 나뉘어진다. 탱크의 하부는 물로 채워져 멤브레인 위의 상부에 위치한 가스 (보통 질소 또는 공기)를 압축합니다. 유체의 흐름을 원활하게하기 위해 추가적인 작동 압력이 생성됩니다.

사진 1. 자연 순환 식 가열 시스템의 폐 식. 기밀 팽창 탱크가 장착되어 있어야합니다.

특수 기능

폐쇄 식 설계의 주요 특징은 탱크 기밀성과 파이프 라인의 추가 압력 생성입니다. 때때로 주전원에서 작동하는 원형 펌프를 사용하는 폐회로의 경우. 펌프의 낮은 전력 소비로 인해 일시적인 정전은 시스템 작동에 영향을 미치지 않습니다.

장단점

닫힌 가열 방식의 주요 이점은 그 단단함과 관련이 있습니다. 이로 인해 시스템은 거의 교통 체증을 겪지 않으며, 부식이 적고, 물만 사용하지 않고 부동액을 사용할 수있는 열 운반기를 더 적게 소비합니다. 특히 펌프가 사용되는 경우, 배관에 큰 경사가 필요하지 않습니다.

주의! 디자인의 주요 단점은 공간이 필요한 대형 탱크를 설치할 필요가 있다는 것입니다. 전기의 장시간 중단은 펌프 회로의 효율을 감소시킵니다.

자연 순환 식 난방 시스템 : 일반 수도 회로

부적절한 경우 가열 중력 유형의 자율적 인 네트워크 구성이 선택되며 순환 펌프를 설치하거나 중앙 집중식 전원 공급 장치에 연결할 수없는 경우가 있습니다.

자연 순환계가있는 난방 시스템이 원활하게 작동하려면 매개 변수를 계산하고 구성 요소를 올바르게 설치하고 합리적으로 수 회로를 선택해야합니다.

자연 순환 과정의 원리

순환 펌프를 사용하지 않고 가열 회로에서 물의 이동 과정은 자연의 물리적 법칙에 따라 발생합니다.

이러한 프로세스의 본질을 이해하면 일반 및 비표준 사례에 대한 히터 시스템 설계를 지능적으로 개발할 수 있습니다.

정수압의 최대 차이

자연 순환 중에 윤곽을 따라 이동하는 냉각제 (물 또는 부동액)의 주요 물리적 특성은 온도가 증가함에 따라 밀도가 감소합니다. 뜨거운 물의 밀도는 추운 온도보다 낮기 때문에 따뜻하고 차가운 액체 칼럼의 정수압에 차이가 있습니다. 냉수는 열 교환기로 흐르고 파이프를 통해 뜨거워집니다.

집의 난방 회로는 여러 부분으로 나눌 수 있습니다. "고온"파편에서 물은 위로 올라가고 "추위"는 내려 간다. 파편의 경계는 난방 시스템의 상부 및 하부 지점이다. 물의 자연 순환을 모델링하는 주된 임무는 "고온"및 "저온"파편의 액체 칼럼 압력 사이의 가능한 최대 차를 달성하는 것입니다.

가속기 수집기 (메인 라이저)는 열 교환기에서 위쪽으로 향한 수직 파이프로서 물 순환 회로의 자연 순환을위한 고전적인 요소입니다. 가속 수집기는 최대 온도를 가져야하므로 전체 길이에 걸쳐 가온됩니다. 그러나 수집기의 높이가 (단일 층 주택과 같이) 크지 않은 경우에는 단열재를 사용하지 않는 것이 가능합니다. 단열재가있는 곳의 물은 차갑지 않습니다.

일반적으로 시스템은 가속도 수집기의 상단 점이 전체 형상의 가장 높은 점과 일치하도록 설계됩니다. 격막 탱크를 사용하는 경우 개방형 팽창기 또는 공기 배출 밸브 용 콘센트가 설치됩니다. 그런 다음 "고온"윤곽 프래그먼트의 길이가 최소 가능하므로이 부분의 열 손실이 감소합니다.

윤곽의 "고온"부분은 냉각 된 냉각제를 운반하는 긴 부분과 결합되지 않는 것이 또한 바람직하다. 이상적으로, 물 회로의 하부 지점은 가열 장치에 배치 된 열교환 기의 하부 지점과 일치하는 것이 이상적이다.

물 회로의 "차가운"부분에는 또한 유체의 압력을 증가시키는 자체 규칙이 있습니다.

  • 난방 네트워크의 "차가운"부분의 열 손실이 많을수록 수온이 낮아지고 밀도가 높아 지므로 자연 순환이있는 시스템의 작동은 상당한 열 전달으로 만 가능합니다.
  • 컨투어의 하부 지점에서 라디에이터 연결 지점까지의 거리가 클수록 최소 온도와 최대 밀도가있는 수위 부분이 더 큽니다.

마지막 규칙의 실행을 보장하기 위해 종종 스토브 또는 보일러가 집의 가장 낮은 지점 (예 : 지하)에 설치됩니다. 이 보일러 배치는 라디에이터의 낮은 레벨과 열교환기로의 물의 유입 지점 사이의 가능한 최대 거리를 제공합니다.

그러나 자연 순환 중 수도 회로의 하부와 상부 지점 사이의 높이가 너무 커서는 안된다 (실제로는 10 미터 이하). 노 또는 보일러는 열 교환기와 가속 수집기의 하부만을 가열합니다.

이 조각이 물 회로의 전체 높이에 비해 중요하지 않다면, "뜨거운"회로 단편의 압력 강하가 중요하지 않으며 순환 과정이 트리거되지 않습니다.

수분 이동에 대한 저항 최소화

자연 순환이 가능한 시스템을 설계 할 때는 윤곽을 따라 냉각수의 속도를 고려해야합니다. 우선 속도가 빠를수록 열 전달은 시스템 "보일러 - 열교환 기 - 물 회로 - 난방기 - 방"을 통해 더 빨라집니다.

둘째, 열 교환기를 통과하는 액체의 속도가 빠를수록 가열하는 데 덜 중요 해지는 가열로 가열에서 특히 중요합니다.

강제 순환이있는 난방 시스템에서 물 이동 속도는 주로 순환 펌프의 매개 변수에 따라 다릅니다. 자연 순환율로 물을 가열하는 것이 다음 요인에 달려있을 때 :

  • 그 하부 지점에서 윤곽 프래그먼트 간의 압력 차이;
  • 난방 시스템의 유체 역학 저항.

압력 차이를 극대화하는 방법은 위에 논의되었습니다. 실제 시스템의 유체 역학 저항은 복잡한 수학 모델과 많은 수의 들어오는 데이터로 인해 정확하게 계산 될 수 없으며 정확성은 보장하기 어렵습니다. 그러나, 일반적인 규칙이 있으며, 그 준수가 가열 회로의 저항을 감소시킵니다.

수위가 감소하는 주요 원인은 배관 벽의 저항과 피팅 또는 스톱 밸브의 존재로 인한 수축의 존재입니다. 낮은 유속에서는 가열 된 바닥을 사용하여 가열하기 위해 길고 가느 다란 파이프의 경우를 제외하고 벽의 저항은 실질적으로 없습니다. 원칙적으로 강제 순환이있는 별도의 윤곽이 구분됩니다.

자연 순환 회로가있는 파이프 유형을 선택할 때는 시스템 설치시 기술 제한 사항을 고려해야합니다. 따라서 훨씬 작은 내경의 피팅에 의한 연결로 인해 물의 자연 순환에 금속 플라스틱 파이프를 사용하는 것은 바람직하지 않습니다.

파이프 선별 및 설치 규칙

순환 중에 철 또는 폴리 프로필렌 파이프 사이의 선택은 가격, 설치 용이성 및 서비스 수명뿐 아니라 온수에 대한 사용 가능성의 기준에 따라 발생합니다.

공급 스탠드는 최고 온도의 물이 통과하기 때문에 금속 파이프로 장착되며 퍼니스 가열 또는 열 교환기 오작동의 경우 증기가 통과 될 수 있습니다.

파이프의 직경을 자연 순환이 필요로 할 때 순환 펌프의 경우보다 약간 크다. 일반적으로 공간을 최대 200 평방 미터까지 가열하기 위해 가속기 콜렉터의 직경과 열교환기로의 복귀 흐름 입구의 파이프는 2 인치입니다. 이것은 강제 순환 옵션에 비해 낮은 수위로 인해 발생하며 다음과 같은 문제가 발생합니다.

  • 원천에서 가열 된 방까지 단위 시간당 전달되는 열량이 적다.
  • 작은 압력은 막힘이나 공중 교통 체증으로 밀려날 수 없습니다.

시스템에서 공기를 제거하는 문제에 대해서는 낮은 공급 흐름 방식으로 자연 순환을 사용할 때 특히주의해야합니다. 팽창 탱크를 통해 냉각수에서 완전히 제거 할 수는 없으므로 끓는 물은 먼저 자신보다 낮은 선을 따라 장치에 들어갑니다.

강제 순환의 경우, 수압은 자동, 수동 또는 반자동 제어 장치가있는 시스템의 가장 높은 지점에 설치된 공기 수집 장치로 공기를 이동시킵니다. Mayevsky 크레인 덕분에 열전달 조정이 주로 수행됩니다.

장비 아래에 위치한 공급 장치가있는 중력식 가열 네트워크에서 Mayevsky의 도청 장치는 공기 출혈을 위해 직접 사용됩니다.

공기는 각 라이저에 설치된 통기구 또는 시스템의 주 라인과 평행 한 가공선을 통해 배출 될 수 있습니다. 감압 장치의 수가 많기 때문에 배선이 적은 중력 회로는 거의 사용되지 않습니다.

약한 헤드가 있으면 작은 공기 블록으로 난방 시스템을 완전히 멈출 수 있습니다. 따라서 SNiP 41-01-2003에 따르면 0.25m / s 미만의 수심에서 경사가없는 난방 시스템의 파이프 라인을 배치하는 것은 허용되지 않습니다.

자연 순환과 같은 속도는 달성 할 수 없습니다. 따라서, 파이프의 직경을 증가시키는 것 이외에, 가열 시스템으로부터의 공기 배출을위한 일정한 기울기를 관찰 할 필요가있다. 기울기는 1 미터 당 2 ~ 3 mm의 속도로 설계되며, 아파트 네트워크에서는 경사가 수평선의 선형 미터 당 5 mm에 도달합니다.

공급 바이어스는 물 운동 중에 만들어져 공기가 탱크 팽창기 또는 윤곽의 상단 지점에 위치한 에어 블리딩 시스템쪽으로 이동합니다. 비록 당신이 만들 수 있지만 카운터 바이어스,이 경우에는 공기 배출을위한 밸브를 추가로 설치해야합니다.

리턴 라인의 경사는 일반적으로 냉각수의 방향으로 이루어집니다. 그러면 회로의 하단 점이 열 발생기로의 리턴 파이프 입구와 일치합니다.

자연 순환 회로에 작은 면적의 온난 한 바닥을 설치할 때 공기가이 가열 시스템의 좁고 수평 인 파이프에 들어 가지 않도록해야합니다. 따뜻한 바닥 바로 앞에 공기 제거 장치를 놓을 필요가 있습니다.

단일 파이프 및 2 파이프 가열 방식

자연의 물 순환을 이용한 난방 시스템을 개발할 때 하나 또는 여러 개의 개별 회로를 설계 할 수 있습니다. 그들은 서로 크게 다를 수 있습니다. 길이, 라디에이터 수 및 기타 매개 변수에 관계없이 단일 파이프 또는 2 파이프 구조로 수행됩니다.

단선 형상

라디에이터에 일정한 물 공급을 위해 동일한 파이프를 사용하는 난방 시스템을 원 파이프라고합니다. 가장 간단한 단일 파이프 옵션은 라디에이터를 사용하지 않고 금속 파이프를 가열하는 것입니다.

이것은 냉매의 자연 순환을 위해 선택할 때 가정 난방을 해결하는 가장 저렴하고 문제가 적은 방법입니다. 유일한 중요한 단점은 부피가 큰 파이프의 출현이다.

가장 경제적 인 버전의 라디에이터가있는 원 파이프 회로의 경우 온수가 각 장치를 순서대로 흐릅니다. 여기 최소한의 파이프와 밸브가 필요합니다. 지나갈 때 쿨 런트는 냉각되고 이후의 라디에이터는 더 차가운 물을 얻습니다. 이는 섹션 수를 계산할 때 고려되어야합니다.

난방 장치를 원 파이프 네트워크에 연결하는 가장 효과적인 방법은 대각선 옵션으로 간주됩니다. 이러한 자연 순환 방식의 난방 회로에 따르면, 온수는 꼭대기에서 라디에이터로 들어가고, 냉각 된 후에는 바닥에 위치한 파이프를 통해 배출됩니다. 비슷한 방식으로 통과 할 때, 온수는 최대한의 열을 방출합니다.

입구 및 출구와 같이 배터리에 대한 연결이 낮 으면 가열 된 냉각수가 가장 긴 경로를 통과해야하기 때문에 열 전달이 크게 감소합니다. 이러한 방식에서 상당한 냉각으로 인해 많은 수의 배터리가 사용되지 않습니다.

비슷한 라디에이터 연결부가있는 난방 회로를 "레닌 그라드 카 (Leningradka)"라고합니다. 현저한 열 손실에도 불구하고 아파트 난방 시스템의 배치는 파이프 라인을 배치하는보다 미적인 방법으로 인해 선호됩니다.

원 파이프 네트워크의 중요한 단점은 회로 전체에서 물의 순환을 멈추지 않으면 서 가열 섹션 중 하나를 끌 수 없다는 것입니다. 따라서 일반적으로 2 개의 볼 밸브 또는 3 방향 밸브가있는 분 기관을 사용하여 라디에이터를 바이 패스하는 "바이 패스"설치로 고전적인 구성표를 업그레이드하는 데 사용됩니다. 이렇게하면 라디에이터로의 물의 흐름을 완전히 셧다운까지 조정할 수 있습니다.

2 개 이상의 층짜리 건물의 경우 수직 라이저가있는 원 파이프 구조가 사용됩니다. 이 경우, 뜨거운 물의 분배는 수평 라이저보다 더 균일합니다. 또한, 수직 라이저는 덜 광범위하고 집 내부에 더 잘 들어 맞습니다.

리턴 파이프 옵션

하나의 파이프가 라디에이터에 온수를 공급하는 데 사용되고 두 번째 파이프가 보일러 또는 스토브로 냉각되는 데 사용되는 경우 이러한 가열 방식을 2 파이프라고합니다. 라디에이터가있는 경우 비슷한 시스템이 단일 파이프보다 자주 사용됩니다. 추가 파이프를 설치해야하기 때문에 비용이 많이 들지만 몇 가지 중요한 장점이 있습니다.

  • 라디에이터에 공급되는 냉각제의 온도 분포가보다 균일하게된다.
  • 가열 실의 면적과 필요한 온도 값에 대한 라디에이터의 매개 변수의 의존성을 계산하는 것이 더 쉽습니다.
  • 각 라디에이터에 열을 조절하는 것이 더 쉽습니다.

냉각수의 이동 방향에 따라 상대적으로 뜨거우므로 2 파이프 시스템은 바이 패스 및 데드 엔드 시스템으로 구분됩니다. 통과 다이어그램에서, 냉각수의 운동은 뜨거운 물의 운동과 같은 방향에서 발생하므로 전체 회로의 사이클 길이가 일치합니다.

막 다른 회로에서는 냉각수가 뜨거운 물쪽으로 이동하기 때문에 라디에이터마다 냉각수 순환주기의 길이가 다릅니다. 시스템의 속도가 작기 때문에 가열 시간이 크게 달라질 수 있습니다. 사이클 길이가 물주기보다 짧은 라디에이터는 더 빨리 가열됩니다.

라디에이터와 관련하여 두 가지 유형의 라이너 위치가 있습니다 : 상단과 하단. 상부 라이너에서, 뜨거운 물을 공급하는 파이프는 라디에이터 위에 그리고 하부 라이너 아래에 위치합니다.

하단 라이너에서는 라디에이터를 통해 공기를 제거 할 수 있으므로 파이프를 꼭 잡을 필요가 없으므로 실내 디자인의 관점에서 좋습니다. 그러나 가속 수집기가 없으면 상단 라이너를 사용할 때보 다 압력 강하가 훨씬 적습니다. 따라서 자연 순환의 원리에 따라 객실을 난방 할 때 하단 아이 라이너는 실제로 사용되지 않습니다.

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긴 연소의 고체 연료 보일러를 기본으로 한 단층 목조 주택용 2 파이프 시스템 :

열 축적 장치가있는 고체 연료 보일러 기반 시스템 결합 :

난방 회로의 물 운동 중에 자연 순환을 사용하려면 정확한 계산과 기술적으로 유능한 설치 작업이 필요합니다. 이러한 조건이 충족되면 난방 시스템이 개인 주택의 건물을 가열하고 펌프 소음과 전기 의존도를 완화합니다.

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