Отопление с естествена циркулационна система - какво е това и как да го направите
Естествено отопление, какво е това?
Природните явления са тези, които възникват без външна човешка намеса и се подчиняват единствено на законите на природата. Пример за това е естествената конвекция, благодарение на която е възможен ефективен топлообмен между източниците на топлина и околното пространство.
Предпоставка за конвективен пренос на топлина е наличието на така наречената "охлаждаща течност": среда, която абсорбира топлината от своя източник и след това я предава на потребителя. В естествената среда такава охлаждаща течност е въздухът, а основният източник на топлина е енергията на Слънцето, предавана чрез радиация.
Температурата на обемите въздух в контакт с нагретите от слънцето повърхности се повишава, което води до увеличаване на парциалното налягане в тях и в резултат на това до увеличаване на обема. Обемите нагрят въздух се изтласкват нагоре, отстъпвайки място на студени, по-тежки въздушни маси. Възниква възходящ поток, който осигурява преноса на топлина и нейното разпределение в пространството.
Този процес, наречен естествена конвекция, е в основата на естественото отопление на дома. Той използва течна среда като охлаждаща течност: вода или антифриз. Трябва да се отбележи, че в топлинната физика се използва само понятието течност, която при определени условия се превръща в газообразно състояние, поради което процесите, протичащи в течни и газообразни среди, са еднакви.
И така, отоплението се нарича естествено, при което циркулацията на охлаждащата течност се осъществява поради естествена конвекция, без използването на циркулационни помпи. Естествените отоплителни системи също се наричат отворени и гравитационни.
Как е естественото отоплениетираж
Нагрятата вода в котела се издига нагоре по вертикалната тръба, освобождавайки място за по-студени обеми течност. Това създава насочено движение на охлаждащата течност. Топлата вода от котела навлиза в захранващия щранг: хоризонтален участък от тръбопровода, към който са свързани тръби, водещи до отоплителни уреди.
Захранващият щранг трябва да бъде разположен над най-горния нагревател, което гарантира подаването на топла вода към всеки нагревател.
Охлаждащата течност, преминаваща през отоплителните радиатори, се охлажда, плътността й се увеличава. Студената вода отстъпва място на по-топлите обеми течност и се събира в долната част на отоплителната система, чиято най-ниска точка е отоплителният котел. Колкото по-ниско е отоплителният котел в естествената отоплителна система, толкова по-добър ще бъде обратният поток на водата, което означава, че циркулацията на охлаждащата течност ще бъде по-добра.
Друга предпоставка за ефективната работа на гравитационна отоплителна система е липсата на каквито и да било препятствия за движението на водата: стесняване на диаметрите на тръбите, издигания и остри завои. За да направите това, се използват тръби с различни диаметри, поставяйки ги под лек ъгъл на наклон, което осигурява свободен поток на охлаждащата течност както в захранващия тръбопровод, така и във връщащата тръба.
При избора на тръби за естествено отопление се прилагат общите правила:
за връщане се вземат тръби с по-голям диаметър, отколкото за захранване
тръбите с по-голям диаметър са разположени по-близо до отоплителния котел
При нагряване охлаждащата течност се разширява по обем. За компенсиране на излишното налягане, което възниква в отоплителната система, се използва разширителен резервоар, монтиран в най-високата точка на отоплителната система и свободно комуникиращ сатмосфера. Това е друга характерна особеност на естественото отопление, поради което се нарича "отворено".
Изпълнение на отворена отоплителна система
Отоплителните системи с естествена циркулация на охлаждащата течност са обемисти: винаги имат захранващ и връщащ тръбопровод, както и разширителен резервоар. При инсталиране на такова отопление за котела се избира най-ниската точка в къщата, като се монтира в специално направена вдлъбната ниша или в сутерена.
Разширителният резервоар, напротив, е монтиран на тавана или на тавана. Ако стаята, в която е монтиран резервоарът, не се отоплява, тя трябва да бъде изолирана. За да се намали броят на тръбите във вътрешността, захранващият щранг е положен на тавана и внимателно изолиран.
Както бе споменато по-горе, естествената отоплителна система може да работи ефективно само ако тръбите са наклонени към посоката на охлаждащата течност. Трудно е да се изпълни това изискване, така че инсталирането и инсталирането на естествено отопление е най-трудно и отнема много време в сравнение с инсталирането на отоплителна система с принудителна циркулация на охлаждащата течност.
Предимства и недостатъци на естественото отопление на дома
Основното предимство на естествената отоплителна система е нейната енергийна независимост, което позволява да се използва там, където е трудно да се осигури качествена връзка с електрическата мрежа. За съжаление тази отоплителна система няма други предимства.
Списъкът с недостатъците е по-дълъг:
Естествената отоплителна система е материалоемка, изисква тръби с различни диаметри, което в крайна сметка значително увеличава разходите за отопление
Охлаждащата течност в отворения разширителен резервоар постоянно се изпарява, количеството й намалява, което може да причини нарушениетираж. Над нивото на охлаждащата течност в отоплителната система е необходимо постоянно наблюдение
Трудно е да се постави естествена отоплителна система в интериора: има твърде много тръби, които не винаги е възможно да се скрият.
Отворената отоплителна система е трудна за инсталиране: необходими са значителни физически усилия и точно изчисление
Системата има малко гравитационно налягане, което позволява да се използва само за отопление на помещения с относително малка площ.
Всичко това значително стеснява обхвата на използване на отоплителна система с естествена циркулация. Ето защо в момента такава отоплителна система е по-характерна за стари сгради и къщи, разположени в селски райони, където няма надеждно електрозахранване.