Gör-det-själv vattenvärme: allt om vattenvärmesystem
Om ett lanthus aktivt används inte bara under sommarsäsongen, utan också under den kalla årstiden, är skapandet av ett högkvalitativt värmesystem i det ett brådskande behov.
Olika kylvätskor kan användas i värmetillförselledningar: luft uppvärmd till 60°C, vattenånga vid 130°C och vatten med en temperatur på 95°C. Vattenuppvärmning används oftast.
En av de största fördelarna med denna kylvätska är möjligheten att installera olika vattenvärmesystem beroende på husets designegenskaper, personliga preferenser och andra faktorer.
I artikeln beskrev vi en detaljerad klassificering av vattenvärmeförsörjningssystem, beskrev funktionerna för varje alternativ och gav också rekommendationer för att välja huvudkomponenterna i systemet. Informationen som presenteras hjälper dig att designa uppvärmningen av ett privat hem.
Innehållet i artikeln:
Klassificering av vattenvärmesystem
Beroende på platsen för den plats där värme genereras, delas vattenvärmesystem in i centraliserade och lokala. På ett centraliserat sätt tillförs värme till exempel till flerbostadshus, alla typer av institutioner, företag och andra objekt.
I detta fall genereras värme i kraftvärmeverk (kraftvärmeverk) eller pannhus och levereras sedan till konsumenterna via rörledningar.
Lokala (autonoma) system ger värme till till exempel privata hem. Den produceras direkt vid själva värmeförsörjningsanläggningarna. För detta ändamål används ugnar eller specialenheter som drivs med elektricitet, naturgas, flytande eller fasta brännbara material.
Beroende på metoden med vilken vattenmassornas rörelse säkerställs, kan uppvärmning ske med forcerad (pumpning) eller naturlig (gravitations) rörelse av kylvätskan. System med forcerad cirkulation kan vara med ringkretsar och med primär-sekundära ringkretsar.
I enlighet med vattnets rörelseriktning i tillförsel- och returledningar kan värmetillförseln ske med tillhörande eller dödlägesrörelse av kylvätskan. I det första fallet rör sig vatten i elnätet i en riktning och i det andra - i olika riktningar.
Värmerör kan anslutas till värmeanordningar i olika mönster. Om värmeanordningar är anslutna i serie kallas en sådan krets ettrör, om det är parallellt - tvårör.
Det finns också ett bifilärt schema, där alla de första halvorna av enheterna först ansluts i serie, och sedan, för att säkerställa omvänt utflöde av vatten, är deras andra halvor anslutna.
Placeringen av rören som förbinder värmeanordningarna ger ledningarna dess namn: det finns horisontella och vertikala varianter. Enligt monteringsmetoden särskiljs kollektor-, T-rör och blandade rörledningar.
I de bostadshus där det inte finns några källare, men det finns en vind, används värmesystem med luftledningar. I dem är matningsledningen placerad ovanför värmeanordningarna.
För byggnader med teknisk källare och platt tak används uppvärmning med bottenledningar, där vattenförsörjningen och avloppsledningarna är placerade under värmeanordningarna.
Det finns också en ledning med "inverterad" kylvätskecirkulation. I detta fall är värmereturledningen placerad under enheterna.
Krav för driften av värmesystemet
Med alla olika vattenvärmesystem finns det ett antal allmänna krav för deras funktion.
De måste:
- värm upp all luft i rummen jämnt;
- kunna repareras;
- skapa inte svårigheter under drift;
- kopplas till ventilationssystem;
- regleras.
Funktionsprincipen för själva värmesystemet är också vanligt: vatten värms upp, varefter det cirkulerar genom rörledningen och släpper den resulterande värmen och värmer rummen.
Utrustningseffektberäkningar
Inomhustemperaturen beror på följande faktorer:
- lufttemperatur utanför byggnaden;
- husets väggtjocklek och kvaliteten på dess individuella element;
- värmekapacitet hos material, varifrån huset är byggt.
När du beräknar ditt hems värmebehov behöver du ta hänsyn till alla faktorer, inklusive värmeförlust genom fönster och dörrar, väggar och golv med tak. Särskilda standarder som krävs i beräkningsprocessen måste tillämpas med hänsyn till klimatförhållandena i området där bostadsfastigheten är belägen och graden av befintlig värmeisolering.
Den största värmeförlusten sker genom husets ytterväggar. När temperaturskillnaden mellan inne och ute i byggnaden ökar ökar också värmeförlusten.
Om vi tar hänsyn till materialet från vilket ytterväggarna byggdes och tjockleken på dessa väggar, kommer värmeförlusten att vara annorlunda för en extern lufttemperatur på -30 °C och uppgå till:
- tegelsten med invändig gips - 89 W/m² (2,5 tegelstenar), 104 W/m² (2 tegelstenar);
- hackad med invändigt foder (250 mm) - 70 W/m²;
- från timmer med invändigt foder - 89 W/m² (180 mm), 101 W/m² (100 mm);
- ram med expanderad lera inuti (200 mm) – 71 W/m²;
- skumbetong med invändig puts (200 mm) – 105 W/m².
Värmeförlust sker dock inte bara genom ytterväggar, utan även genom andra omslutande strukturer.
Samtidigt – 30°С kommer de att vara för:
- vindsgolv av trä - 35 W/m²;
- träkällargolv – 26 W/m²;
- dubbla trädörrar utan isolering – 234 W/m²;
- fönster med dubbel ram av trä – 135 W/m².
För att beräkna den totala värmeförlusten för en byggnad måste du beräkna arean av alla omslutande strukturer i kvadratmeter, multiplicera med standardvärmeförlusten efter typ av struktur, med hänsyn till de material som de är gjorda av och sammanfatta resultaten.
Beräkningen bör göras utifrån den lägsta säsongstemperaturen för ett visst område. Värmeförluster genom väggarna beräknas separat, eftersom det är nödvändigt att ta hänsyn till området för glasning och dörröppningar.
Förluster genom golv utan luckor till vind eller under jord beräknas för hela området som för enstaka konstruktionselement.
Värmepannan är vald med hänsyn till att dess effekt ska räcka för att kompensera för värmeförlust med 20-30 procents marginal.
Proceduren för att beräkna den termiska effekten hos utrustningen som kommer att användas för att installera värmesystemet ges i videoklippet i slutet av artikeln.
På vår webbplats finns ett block med artiklar som ägnas åt beräkning av vattenuppvärmning, vi rekommenderar att du läser:
- Hydraulisk beräkning av ett värmesystem med ett specifikt exempel
- Beräkning av vattenuppvärmning: formler, regler, exempel på genomförande
- Termisk beräkning av ett värmesystem: hur man korrekt beräknar belastningen på systemet
Vattenvärmesystem
Trots alla externa skillnader och olika anslutningsscheman är den grundläggande driftsprincipen för vattenvärmesystem densamma. Kylvätskan som värms upp i pannan transporteras genom en rörledning till värmeanordningarna.
När vattnet svalnar överför det värme till omgivningen och återgår sedan till den plats där det kommer att värmas upp. Denna cykel upprepar sig om och om igen.
Naturlig och påtvingad cirkulation
Följande typer av värmesystem används i privata hem:
- med naturlig cirkulation;
- med tvångscirkulation.
Naturlig cirkulation. Dess prestanda är baserad på skillnaden i densitet mellan varmt och kallt. De övre positionerna för ett sådant system upptas av varmt vatten och de nedre positionerna av kallt vatten. När varmt vatten svalnar, rör det sig ner, och när det värms upp, rör det sig uppåt.
Den andra faktorn som säkerställer den naturliga cirkulationen av vattenmassor är lutningen vid vilken rören är installerade.
Fördel naturliga cirkulationsscheman är dess fullständiga oberoende av strömförsörjning.
Det har många fler nackdelar:
- litet utbudi, som inte överstiger 30 m i horisontell dimension;
- uppvärmningens varaktighet — En lång period för att uppnå driftstemperaturer på alla punkter i systemet vid uppstart efter ett långt uppehåll.
- risk för arbetsavbrott på grund av isbildning i den öppna expansionstanken.
Diametern på rörledningen måste vara tillräckligt stor på grund av det låga cirkulationstrycket i kretsen. Denna faktor påverkar också valet av batterier, eftersom moderna radiatorer har ett för smalt tvärsnitt, vilket skapar ytterligare motstånd som motverkar cirkulation genom gravitation.
För att ytterligare stimulera kylvätskans rörelse är rörledningen konstruerad med en lutning så att det blir i genomsnitt 3 mm per 1 linjär meter. Korrekt installation av rör i rätt vinkel är inte en lätt uppgift, men utan att lösa det kommer systemet att fungera mycket långsammare och mer effektivt.
Kylvätskan strömmar till de avlägsna radiatorerna i gravitationssystem när den redan har svalnat avsevärt. För att upprätthålla uppvärmningstemperaturen bör gjutjärnsradiatorer användas. För att balansera temperaturskillnaden måste batterierna längst bort ha fler sektioner än de närmast pannan.
Tvångscirkulation tillhandahåller pumpen. Kretsen kan innehålla en eller flera pumpar. Att använda flera pumpar är att föredra: en nödavstängning av en av dem kommer inte att skada hela värmesystemet.
Kylvätskan rör sig cykliskt längs en sluten krets, som inkluderar en expansionstank, vilket eliminerar avdunstning av vatten.
Fördelar tvångscirkulationssystem:
- för värmeinstallation behöver du fler rör, men med mindre diameter;
- du kan använda olika typer av radiatorer och värmerör med små diametrar;
- temperaturen på värmeanordningar är lättare att reglera;
- aktionsomfånget har utökats avsevärt på grund av konstgjord stimulering av kylvätskans rörelse;
- möjligheten att använda värmeenheter med ökade kylvätskeegenskaper.
Nackdelen med tvångssystem är deras beroende av energiförsörjning. För att undvika incidenter med fullständig uppvärmningsinaktivitet, rekommenderas att fylla på med en diesel- eller bensingenerator.
Dessutom inkluderar nackdelarna:
- behovet av noggrann beräkning diameter på rörledningen, eftersom för smala kanaler kommer att kraftigt öka det hydrauliska motståndet, och när det cirkulerar genom alltför breda rör kommer kylvätskan att "ljuda";
- avsevärda byggkostnader på grund av rörledningens nästan dubbla längd, införandet av en eller två cirkulationspumpar, om nödvändigt, en boosterpump;
- obligatorisk användning av dyra regulatorer kylvätskeflöde, dess temperatur och tryck i systemet.
Rätt val av typ av cirkulation beror på de individuella egenskaperna och placeringen av byggnaden där vattenuppvärmningen kommer att installeras. Men nyligen har de börjat tillgripa system med naturlig rörelse mindre och mindre och använder dem främst i byggnader för tillfälligt boende.
Oftast är privata hus utrustade med system med artificiellt tvingad kylvätskerörelse på grund av betydligt större kapacitet.
Kombinerade cirkulationssystem
Det kombinerade systemet kan arbeta i både naturligt och forcerat läge. Detta innebär att när du installerar det är det nödvändigt, som vid användning av naturlig cirkulation, att tillhandahålla en rörlutning på 3-5 mm per linjär meter, såväl som att installera en pump, som för forcerad cirkulation.
Vanligtvis inkluderar ett sådant uppvärmningssystem en fastbränslepanna.
Poängen med att använda ett kombinerat system är att det kommer att fortsätta fungera även vid strömavbrott. Men ett plötsligt upphörande av uppvärmning på vintern hotar inte bara en minskning av temperaturen i rummet.
Element i värmesystemet kan helt enkelt misslyckas eftersom vatten, som expanderar när det fryser, kommer att bryta deras täthet.
Metoder för installation av vattenvärmesystem
Låt oss överväga två huvudsakliga installationsscheman för värmesystem.
Enkelrörsvärmesystem
Utformningen av rörledningen i enkelrörsversionen kännetecknas av en direkt sekvens av tillförsel av kylvätska till radiatorerna. Kylvätskan fyller och värmer upp det första batteriet, sedan nästa osv.
Två rör är anslutna från ett rör till varje radiator: det första behövs för att tillföra kylvätska och det andra är för att dränera delvis kylt vatten.
Det speciella med detta schema är den relativt låga uppvärmningen av det sista batteriet jämfört med det första, eftersom vattnet "når" det efter att redan ha gett upp en del av sin värme.
En annan nackdel enrörsvärmealternativ Man tror att det är omöjligt att stoppa tillförseln av kylvätska till en specifik kylare i händelse av ett haveri. Du måste stänga av hela systemet.
Tvårörssystem och dess varianter
I ett tvårörsuppvärmningssystem, som redan framgår av namnet, är inte en utan två rör inblandade. I detta fall är vart och ett av batterierna anslutet med ett rör till huvudledningen genom vilken kylvätskan tillförs, och med det andra till returröret. Det visar sig att separata rör tillhandahålls för varm och kyld kylvätska.
Tack vare denna värmedesign har vattnet i alla radiatorer nästan samma temperatur. Driften av ett sådant system är lättare att kontrollera, justera och automatisera.
Tvårörssystemet är i sin tur uppdelat i två typer:
- med tillförselrörets övre packning, dvs. med toppledningar;
- med tillförselledningens bottenpackning, dvs. med bottenledningar.
System med luftledningar byggs huvudsakligen i flervåningshus med vindsutrymme. System med bottenvägledning är en prioritet i privat låghuskonstruktion, eftersom de gör det möjligt att dölja läggningen av rörledningen maximalt och eliminera eller minska antalet stigare.
Jämförande egenskaper hos enkelrör och tvårörs värmesystem ges i videomaterialet, som finns längst ner i vår artikel.
Öppna och slutna värmesystem
Utöver de typer av vattenvärmesystem vi redan har diskuterat finns det en uppdelning i öppna och slutna strukturer.
Öppet värmesystem består av en panna (vilken typ som helst utom en elektrisk används), rörledningar, värmeradiatorer och en expansionstank in i vilken överskottsvatten flödar när det expanderar under uppvärmningsprocessen.
Tanken är inte tät, vatten från systemet kan avdunsta, så dess nivå måste övervakas och fyllas på vid behov.
Pumpa in öppet värmesystem gäller inte. Värmepannan är placerad på sin lägsta punkt och expansionstanken är placerad på sin högsta punkt.
Stängd design är lufttät. Den innehåller alla samma element som den öppna. Men eftersom rörelsen av kylvätska i den är tvingad, kompletteras den obligatoriska listan över element med en cirkulationspump.
Expansionstanken, som är en del av en sluten struktur, består av två rullade delar, åtskilda av ett membran. När ett överskott av expanderad vätska uppstår i systemet, kommer den in i en av kamrarna i tanken och trycker in membranet i den andra kammaren fylld med kväve eller luft.
När kylvätskan expanderar ökar trycket i systemet, och den del av tanken som är fylld med vatten tenderar att förskjuta och komprimera gasblandningen. När tryckgränsen i tanken överskrids aktiveras en säkerhetsventil som släpper ut överskott av kylvätska.
Varje värmesystem har sina egna fördelar och nackdelar. De skiljer sig åt i ett antal egenskaper och är lämpliga för olika föremål. Om du behöver värma ett litet privat hus eller stuga, använd en enkel och pålitlig öppen design.
Svårare att installera och använda slutet värmesystem används oftare i solida stugor och flervåningshus.
Värmesystemelement
Eftersom vi ska installera vattenvärme i huset med våra egna händer, måste vi ha en uppfattning om komponenterna i den föreslagna designen.
Bestämma rätt panna
Pannan är hjärtat i värmesystemet.Det är mycket viktigt att välja det korrekt, eftersom värmeförsörjningens tillförlitlighet till stor del beror på den.
Beroende på bränslet som används i pannan särskiljs följande typer av dessa enheter:
- Gas. Denna panna är mest populär bland konsumenter. Den är enkel att installera och fungerar utan onödigt buller. Gas är relativt billigt och producerar mycket värme vid förbränning. Men för att använda det måste du få tillstånd, beställa installation av en tillförselledning och organisera frånluftsventilation i pannrummet.
- Elektrisk. Dessa pannor är de säkraste. Deras installationsplats kräver ingen extra utrustning. Deras funktion producerar inte öppna lågor eller förbränningsprodukter som kan orsaka förgiftning. Men effektiviteten hos denna enhet är relativt låg, elektricitet är dyrt och den energiintensiva pannan kräver ett pålitligt elnät.
- Flytande bränsle. Till skillnad från gaspannor är dessa pannor utrustade med en speciell typ av brännare. Denna utrustning kräver ett speciellt pannrum. Flytande bränsle förorenar snabbt pannan.
- Fast bränsle. Dessa enheter bränner kolbriketter och andra typer av fast bränsle. Om du är redo att förbereda ved eller kol för hela den kalla årstiden, kan du använda det här alternativet.
Kombinationspannor anses vara de mest pålitliga, där olika typer av bränsle kan användas. Det finns bara en nackdel med sådan utrustning - sådana pannor är dyra.
Vad är värmeelement?
För att inte bli besviken på resultatet av det utförda arbetet måste du ta ett ansvarsfullt förhållningssätt till valet av radiatorer. I det här fallet bör du inte fokusera så mycket på estetiska kvaliteter, utan på batteriernas tekniska egenskaper. Och de tekniska egenskaperna beror till stor del på materialet som används för att tillverka dessa produkter.
Radiatorer är:
- Stål. Dessa billiga produkter är för känsliga för korrosion. Om vattnet dräneras från systemet på sommaren när uppvärmning inte används, kan livslängden för stålradiatorer reduceras avsevärt.
- Aluminium. Dessa attraktiva radiatorer värms upp ganska snabbt. Endast betydande tryckfall har en negativ effekt på dem. I privata hem hotar denna fara dem inte.
- Bimetallisk. Sådana batterier är resistenta mot korrosion från aluminium och hög värmeavledning från stål.
- Gjutjärn. Dessa produkter är dyra, men de kommer att hålla väldigt länge. De tar lång tid att värma upp, men de tar också lång tid att svalna. Den betydande vikten av gjutjärnsprodukter är inte ett hinder under deras drift, men kan sakta ner installationsprocessen.
Det finns nya radiatormodeller, på vars inre yta en skyddande beläggning appliceras. Dessa batterier är lite dyrare, men pengarna som spenderas på dem är mer än värda det.
Hur man inte gör ett misstag med rör
Att installera ett värmesystem kommer att kräva mycket rör.
Vilken ska du föredra:
- Metall. Livslängden för sådana rör är inte särskilt lång. Med tiden kan metallprodukter rosta. De monteras med gängade anslutningar.
- Polymer. Detta är ett billigt men ganska pålitligt material som är resistent mot korrosion. Även en icke-professionell kan installera dessa rör. En rörledning gjord av polymerrör kommer att hålla mycket länge.
- Metall-plast. Dessa rör innehåller aluminium och plast. Rörledningen från dem monteras med hjälp av gängade eller pressanslutningar. Som en biprodukt av den höga termiska expansionskoefficienten för dessa rör kan de spricka om vattentemperaturen plötsligt ändras.
Om husägarna inte har några budgetbegränsningar, är det vettigt att installera värmesystem med kopparrör.Detta är ett mycket dyrt material, men kostnaderna är värt det. Sådana rör är pålitliga och hållbara.
De tål ökningar i temperatur och tryck väl. För deras installation används lödning - silverhaltigt högtemperaturlod.
Allt vi berättade ovan gällde radiatorns vattenförsörjning. Men vatten kan också användas som kylvätska i andra värmesystem.
Läs mer om egenskaper och urval av värmerör i Denna artikel.
Vattensystem "Varmt golv"
"Varmt golv" kan antingen framgångsrikt komplettera radiatorvattenuppvärmning eller bli den enda uppvärmningskällan för rum om vi talar om en låg byggnad. En stor fördel med "Warm House" är att detta system ger förhållanden som fullt ut uppfyller de sanitära och hygieniska standarderna för lokalerna.
Luften värms upp ojämnt längs rummets höjd: i den övre delen av rummen är det kallare och i den nedre delen är det varmare.
Systemtemperaturen är endast 55°C, vilket uppfyller designstandarder. Genomförande installation av golvvärme utförs över hela området i varje rum. Det här är ett ganska komplicerat jobb som bara kan utföras effektivt när du bygger ett hus. Att använda systemet innebär också ett antal svårigheter.
Basplatta värmesystem
Om det är svårt att installera ett "varmt hus" och radiatorer förstör det inre av rummet, kan du använda ett värmesystem för basplatta.
Med denna typ av uppvärmning installeras rören bakom bottenplattan, det vill säga något över golvnivån. I det här fallet värms rummet, som i fallet med "Varmt golv", upp i rätt ordning.
Samtidigt värms golvet upp, vilket skapar gynnsamma förhållanden när som helst på året. Uppvärmning under sockeln blir mer och mer populär och blir gradvis på modet.
Slutsatser och användbar video om ämnet
Jämförelse av tvårörs- och enrörsvärmesystem:
Huset du planerar att bo i året runt behöver uppvärmning under den kalla årstiden. För att göra dina levnadsförhållanden bekväma måste du välja ett vattenvärmesystem som är bäst lämpat för dina individuella förutsättningar.
Vi hoppas att informationen i den här artikeln hjälper dig att göra rätt val. När allt kommer omkring är högkvalitativ uppvärmning inte bara komfort och mysighet. Detta är också en förutsättning för att behålla din hälsa.
Har du något att tillägga eller har frågor om vattenvärmesystem? Du kan lämna kommentarer på publikationen och delta i diskussioner. Kontaktformuläret finns i nedre blocket.
Det "varma golvet"-systemet och golvvärmesystemet är verkligen underbara, bekväma, praktiska och estetiska sätt att värma upp ditt hem. Detta är obestridligt.Men allt detta är bra bara under ett villkor - kompetent design och KVALITETSinstallation. Samt högkvalitativa material av sådana system. Och det vill säga, det finns så smarta människor som gör "varma vattengolv" inte i hus på landet, utan i vanliga höghus. Naturligtvis samtidigt som du letar efter billigare erbjudanden och försöker spara så mycket som möjligt. Och sedan börjar grannarna nedanför att droppa från taket, och taket är inte utformat för att stödja vikten av ett sådant system. Detta är människors glädje - undersökningar och domstolar.
Värmeinstallation är faktiskt enkelt för den som vet hur man löder plaströr. Jag gjorde det extremt effektivt - en lågeffektpanna (kinesiska Solly18h) installerades av rörmokare, och jag installerade ledningarna med radiatorer själv, och som driften visade var det mycket framgångsrikt. Jag använde en träningsvideo som grund - nästan identisk med denna information. Jag gjorde allt i tre dagar (3-rumslägenhet). Sparade mycket pengar och fick nyttig erfarenhet.