Lukket varmesystem: diagrammer og monteringsegenskaber for lukket type system

Hovedforskellen mellem et lukket varmesystem og et åbent er dets isolering fra omgivelserne. Et sådant system inkluderer en cirkulationspumpe, der fremmer varmebærerens bevægelse. Systemet mangler mange af de ulemper, som et åbent varmesystem har.

Du kan lære alt om fordele og ulemper ved lukkede varmesystemer ved at læse vores artikel. Den gennemgår grundigt forskellige konstruktionsmuligheder, specifikationer for montering og drift af lukkede systemer. For gør-det-selv-folk gives et eksempel på hydraulisk beregning.

Den præsenterede information er baseret på bygningsregulativer. For at lette forståelsen af det komplekse emne er teksten suppleret med nyttige diagrammer, fotosamlinger og videoguides.

Arbejdsprincip for et lukket system

Temperaturudvidelser i et lukket system kompenseres ved brug af en membransk ekspansionsbeholder, der fyldes med vand under opvarmning. Ved afkøling strømmer vandet fra beholderen tilbage i systemet, hvilket opretholder et konstant tryk i kredsløbet.

Trykket, der skabes i det lukkede varmekredsløb under installationen, overføres til hele systemet. Cirkulationen af varmebæreren sker tvunget, derfor er systemet afhængigt af energi. Uden cirkulationspumpen vil der ikke være nogen bevægelse af varmt vand gennem rørene til apparaterne og tilbage til varmegeneratoren.

Hovedelementer i lukket kreds:

• kedel;
• udluftningsventil;
• termostatventil;
• radiatorer;
• rør;
• ekspansionsbeholder, der ikke har kontakt med atmosfæren;
• balanceventil;
• kugleventil;
• pumpe, filter;
• sikkerhedsventil;
• manometer;
• fittinger, fastgørelse.

Hvis husets strømforsyning er uafbrudt, fungerer det lukkede system effektivt. Ofte suppleres konstruktionen med 'gulvvarme', som øger dets økonomi og varmeafgivelse.

En sådan placering gør det muligt ikke at overholde en bestemt rørledningsdiameter, reducere omkostningerne ved indkøb af materialer og ikke at placere rørledningen med hældning, hvilket forenkler installationen. Pumpen skal modtage væske med lav temperatur, ellers kan den ikke fungere.

Varmekredsen af lukket type omfatter nogle dele, der også bruges i andre typer systemer.

Denne variant har også en negativ nuance — mens varmen ved konstant hældning fungerer selv uden strømforsyning, fungerer det lukkede system ikke ved strengt vandret rørledning. Denne ulempe opvejes af høj virkningsgrad og en række positive aspekter sammenlignet med andre typer varmesystemer.

Installationen er relativt enkel og mulig i rum af enhver størrelse. Rørledningen behøver ikke at blive isoleret, opvarmningen sker meget hurtigt, og hvis der er en termostat i kredsen, kan temperaturindstillingen indstilles. Hvis systemet er korrekt indrettet, er der intet tab af varmemedie, og derfor ingen grund til at påfylde det.

En ubestridelig fordel ved lukket varmesystem er, at temperaturforskellen mellem fremløb og retur gør det muligt at forlænge kedlens levetid. Rørledningen i lukket kreds er mindre udsat for korrosion. Der er mulighed for at pumpe frostvæske i stedet for vand ind i kredsen, når varmen skal afbrydes om vinteren i længere tid.

De mest almindeligt anvendte lukkede systemer er vandbaserede, selvom frostvæsker, damp, gasser med de nødvendige egenskaber også kan fungere som varmemedie.

Beskyttelse af systemet mod luft

Teoretisk set burde der ikke komme luft ind i et lukket varmesystem, men i praksis er der alligevel luft til stede. Ophobning af luft ses, når rør og radiatorer fyldes med vand. En anden årsag kan være utætte samlinger.

Som følge af luftlommer reduceres systemets varmeafgivelse. For at bekæmpe dette fænomen inkluderer man specielle ventiler og haner til udluftning i systemet.

Hvis der ikke ophobes luft i systemet, blokerer luftudløserens flyder for udløbsventilen. Når der ophobes en luftlomme i flyderkammeret, holder flyderen ikke længere udløbsventilen, hvorved luften slippes ud af enheden.

For at minimere sandsynligheden for luftlommer skal man overholde visse regler, når man fylder det lukkede system:

1. Tilfør vand fra det nederste punkt til det øverste. Rør skal lægges, så vand og frigjort luft bevæger sig i samme retning.
2. Lad udluftningshanerne være åbne og drænhanerne for vand være lukkede. På den måde vil luften, når varmebæreren gradvist stiger, slippe ud gennem de åbne luftudløsere.
3. Luk udluftningshanen, så snart der begynder at løbe vand ud af den. Fortsæt processen jævnt, indtil hele kredsløbet er fyldt med varmebærer.
4. Start pumpen.

Hvis der er aluminiumradiatorer i varmekredsen, skal der være luftudløsere på hver eneste. Aluminium, der kommer i kontakt med varmebæreren, udløser en kemisk reaktion, der frigiver ilt. I delvist bimetalliske radiatorer er problemet det samme, men der dannes betydeligt mindre luft.

En automatisk luftudløser installeres i det øverste punkt. Dette krav forklares ved, at luftbobler i væsker altid stiger op gennem røret, hvor de opsamles af luftudluftningsanordningen.

I 100% bimetalliske radiatorer kommer varmebæreren ikke i kontakt med aluminium, men fagfolk insisterer på, at der også i dette tilfælde skal være en luftudluftning. Panelradiatorer af stål har en specifik konstruktion og er allerede under produktion udstyret med udluftningsventiler.

På gamle støbejernsradiatorer fjernes luft ved hjælp af en kuglehane; andre anordninger er her ineffektive.

De kritiske punkter i varmekredsen er rørbøjninger og systemets øverste punkter, derfor monteres luftudluftningsanordninger på disse steder. I et lukket kredsløb anvendes Mayevski-ventiler eller automatiske svømmerventiler, der muliggør luftudluftning uden menneskelig indgriben.

I dette apparats hus er der en polypropylenflyder, forbundet via en vippe med en ventil. Efterhånden som svømmekammeret fyldes med luft, sænker flyderen sig, og når den når nederste position, åbner den en ventil, hvorigennem luften slipper ud.

I det volumen, der er frigjort for gas, strømmer vand ind, flyderen stiger op og lukker ventilen. For at forhindre snavs i at trænge ind i sidstnævnte, dækkes den med en beskyttelseshætte.

Huset på både manuelle og automatiske udluftningsventiler er lavet af kvalitetsmateriale, der ikke korroderer. For at fjerne en luftlomme drejes keglen mod uret, og luften slippes ud, indtil hvæsningen ophører.

Der findes modifikationer, hvor denne proces foregår anderledes, men princippet er det samme: flyderen i nederste position - gas udledes; flyderen er hævet - ventilen er lukket, luft akkumuleres. Cyklussen gentages automatisk og kræver ikke tilstedeværelse af en person.

Hydraulisk beregning for lukket system

For at undgå fejl ved valg af rør efter diameter og pumpekapacitet, er en hydraulisk beregning af systemet nødvendig.

Effektiv drift af hele systemet er umulig uden at tage hensyn til følgende 4 hovedpunkter:

1. Bestemmelse af mængden af varmebærer, der skal tilføres varmeapparaterne for at sikre den ønskede varmebalance i huset uafhængigt af udetemperaturen.
2. Maksimal reduktion af driftsomkostninger.
3. Minimering af økonomiske investeringer, der afhænger af den valgte rørdiameter.
4. Stabil og støjsvag drift af systemet.

At løse disse opgaver hjælper en hydraulisk beregning, der gør det muligt at vælge optimale rørdiametre under hensyntagen til økonomisk berettigede strømningshastigheder for varmebæreren, bestemme hydrauliske tryktab på individuelle sektioner, forbinde og balancere systemets grene. Dette er en kompleks og tidskrævende, men nødvendig fase i designet.

Regler for beregning af varmebærerens flow

Beregninger er mulige, hvis der foreligger en varmeteknisk beregning, og efter at radiatorerne er valgt efter kapacitet. Den varmetekniske beregning skal indeholde underbyggede data om termisk energimængder, belastninger og varmetab. Hvis disse data ikke er tilgængelige, vælges radiatorens kapacitet ud fra rummets areal, men resultaterne vil være mindre præcise.

Den tredimensionelle skitse er praktisk at arbejde med. Alle elementer på den tildeles betegnelser, der inkluderer mærkning og løbenummer.

Man starter med en skitse. Det er bedst at udføre den i aksonometrisk projektion og angive alle kendte parametre. Varmebærerens flow bestemmes med formlen:

G =860q/∆t kg/t,

hvor q er radiatorens effekt i kW, ∆t er temperaturforskellen mellem retur- og fremløbslinjen. Når denne værdi er bestemt, bestemmes rørtværsnittet ved hjælp af Sjevelev-tabellerne.

For at bruge disse tabeller skal beregningsresultatet omregnes til liter per sekund med formlen: GV = G / 3600ρ. Her betegner GV varmebærerens flow i l/s, ρ er vandets densitet, som er 0,983 kg/l ved 60 grader C. Fra tabellerne kan man simpelthen vælge rørtværsnit uden at udføre en fuld beregning.

Sjevelevs tabeller forenkler beregningen betydeligt. Her er angivet diametre for plast- og stålrør, som kan bestemmes ud fra varmebærerens hastighed og flow.

Beregningsrækkefølgen er lettere at forstå med et eksempel på et simpelt diagram med en kedel og 10 radiatorer. Diagrammet skal opdeles i sektioner, hvor rørtværsnit og varmebærerflow er konstante.

Den første sektion er linjen fra kedlen til den første radiator. Den anden er strækningen mellem første og anden radiator. Tredje og efterfølgende sektioner udskilles tilsvarende.

Temperaturen falder gradvist fra første til sidste apparat. Hvis den termiske energi på første sektion er 10 kW, afgiver varmebæreren en vis mængde varme ved passage af første radiator, og den afgivne varme reduceres med 1 kW osv.

Varmebærerens flow kan beregnes med formlen:

Q=(3.6xQuch)/(cx(tr-to))

Her er Quch sektionens termiske belastning, c er vands specifikke varmekapacitet, som har en konstant værdi på 4,2 kJ/kg x s., tr er temperaturen af den varme varmebærer ved indløb, to er temperaturen af den afkølede varmebærer ved udløb.

Den optimale hastighed for varm varmebærer i rørledningen er fra 0,2 til 0,7 m/s. Ved en lavere værdi vil der opstå luftlommer i systemet. Denne parameter påvirkes af produktets materiale og ruhed indvendigt i røret.

Både i åbne og lukkede varmekredse bruges rør af sort og rustfrit stål, kobber, polypropylen, polyethylen i forskellige varianter, polybutylen osv.

Ved varmebærerhastighed inden for det anbefalede område 0,2-0,7 m/s vil der i polymerrør forekomme tryktab fra 45 til 280 Pa/m, og i stålrør fra 48 til 480 Pa/m.

Rørenes indvendige diameter i en sektion (dvn) bestemmes ud fra varmestrømmens størrelse og temperaturforskellen mellem ind- og udløb (∆tco=20 grader C for 2-rørs varmesystem) eller varmebærerflow. Der findes en speciel tabel til dette:

Ved at kende temperaturforskellen mellem ind- og udløb samt flowhastigheden kan man let bestemme rørets indvendige diameter ud fra denne tabel.

For at vælge kreds skal man overveje 1-rørs og 2-rørs systemer separat. I første tilfælde beregnes stigrøret med flest enheder, og i andet tilfælde den belastede kreds. Sektionslængden tages fra planen, der er tegnet i målestok.

Udførelsen af en præcis hydraulisk beregning er kun mulig for en specialist inden for det pågældende område. Der findes specielle programmer, der kan udføre alle beregninger vedrørende termiske og hydrauliske egenskaber, som du kan benytte ved design af varmesystemet til dit hjem.

Valg af cirkulationspumpe

Formålet med beregningen er at opnå den værdi af tryk, som pumpen skal udvikle for at pumpe vand gennem systemet. Til dette bruges formlen:

P = Rl + Z

Hvor:

• P — er trykfaldet i rørledningen i Pa;
• R — specifik friktionsmodstand i Pa/m;
• l — rørlængde på beregningsstrækningen i m;
• Z — trykfald på 'snævre' strækninger i Pa.

Disse beregninger forenkles af de samme Shevelev-tabeller, hvorfra man kan finde værdien af friktionsmodstand, men 1000i skal omregnes til den specifikke rørlængde. For eksempel, hvis rørets indvendige diameter er 15 mm, strækningslængden 5 m, og 1000i = 28,8, så er Rl = 28,8 x 5/1000 = 0,144 Bar. Når Rl-værdierne er fundet for hver strækning, summeres de.

Værdien af trykfaldet Z for både kedlen og radiatorerne findes i databladet. For andre modstande anbefaler specialister at tage 20% af Rl, efterfulgt af summering af resultaterne for de enkelte strækninger og gange med en faktor 1,3. Resultatet er det ønskede pumpetryk. Beregningen er den samme for en- og to-rørssystemer.

Pumpen installeres således, at dens aksel er i vandret position, ellers kan luftlommer ikke undgås. Den monteres på amerikanske gevind, så den let kan fjernes om nødvendigt.

I tilfælde af, at pumpen vælges ud fra en eksisterende kedel, anvendes formlen: Q=N/(t2-t1), hvor N er varmeaggregatets effekt i W, t2 og t1 er temperaturen på varmemediet ved udgang fra kedlen hhv. retur.

Hvordan beregner man en ekspansionsbeholder?

Beregningen handler om at bestemme den størrelse, som varmemediets volumen øges med under opvarmning fra gennemsnitlig rumtemperatur +20 °C til driftstemperatur — fra 50 til 80 °C. Disse beregninger er ikke enkle, men der er en anden måde at løse opgaven på: professionelle anbefaler at vælge en beholder med et volumen svarende til 1/10 af den totale væskemængde i systemet.

Ekspansionsbeholderen er en meget vigtig del af systemet. Overskydende varmemedie, som den optager under ekspansionen, redder rørledninger og ventiler fra at sprænge.

Disse data kan fås fra udstyrets datablade, hvor kapaciteten af kedlens vandkappe og 1 radiatorsektion er angivet. Derefter beregnes tværsnitsarealet af rør med forskellige diametre og ganges med den tilsvarende længde.

Resultaterne summeres, databladsdata lægges til, og der tages 10% af totalen. Hvis hele systemet indeholder 200 liter varmemedie, så er der brug for en ekspansionsbeholder på 20 liter.

Kriterier for valg af beholder

Fremstilles ekspansionsbeholdere af stål. Indeni er der en membran, der deler beholderen i 2 rum. Det første er fyldt med gas, og det andet med varmebærer. Når temperaturen stiger, og vandet strømmer fra systemet ind i beholderen, bliver gassen komprimeret under tryk. Varmebæreren kan ikke fylde hele volumen på grund af tilstedeværelsen af gas i beholderen.

Kapaciteten af ekspansionsbeholdere varierer. Denne parameter vælges således, at når trykket i systemet når sit maksimum, stiger vandet ikke over det indstillede niveau. Som beskyttelse mod overløb er der indbygget en sikkerhedsventil i konstruktionen. Normal fyldning af beholderen er fra 60 til 30 %.

Den optimale løsning er at montere ekspansionsbeholderen på et sted, hvor der er færrest bøjninger i systemet. Det bedste sted for den er et lige stykke før pumpen.

Valg af optimal løsning

Ved opvarmning i et privat hus anvendes to typer skemaer: en- og 2-rør. Hvis man sammenligner dem, er sidstnævnte mere effektiv. Deres vigtigste forskel er måden, hvorpå radiatorerne tilsluttes rørledningerne. I et 2-rørssystem er et individuelt stigrør en obligatorisk del af opvarmningsskemaet, hvorigennem den afkølede varmebærer vender tilbage til kedlen.

Montering af et enkeltrørssystem er enklere og billigere økonomisk. Den lukkede sløjfe i dette system kombinerer både frem- og returledningen.

Et-rørs varmesystem

I en- og 2-etagers huse med lille areal har et enkeltrørssystem af lukket type vist sig godt, som består af en rørføring og en række radiatorer, der er tilsluttet i serie.

Den kaldes undertiden i folkemunde for «Leningradkaya». Varmebæreren, der afgiver varme til radiatoren, vender tilbage til fremløbsrøret og passerer derefter gennem næste batteri. De sidste radiatorer får mindre varme.

Ved montering af et enkeltrørssystem kan man lave 2 varianter af varmebærerbevægelse — medstrøms og blind. I det første tilfælde kan systemet balanceres, i det andet ikke.

Fordelen ved dette system kaldes økonomisk montage — der går mindre materiale og tid end til et 2-rørssystem. Hvis en radiator svigter, vil de andre fungere normalt, når der bruges en bypass.

Mulighederne for et enkeltrørssystem er begrænsede — det kan ikke startes trinvist, radiatorerne opvarmes ujævnt, så man skal tilføje sektioner til den sidste i kæden. For at varmebæreren ikke afkøles så hurtigt, må man øge rørdiameteren. Det anbefales at tilslutte højst 5 radiatorer pr. etage.

Der kendes 2 typer af systemet: vandret og lodret. I en etplansbygning lægges den vandrette type varmesystem både over og under gulvet. Det anbefales at montere batterierne i samme niveau, og det vandrette fremløbsrør med en lille hældning i varmebærerens strømningsretning.

Ved lodret fordeling stiger vandet fra kedlen op ad det centrale stigrør, går ind i rørsystemet, fordeles til de enkelte stigrør, og derfra til radiatorerne. Når væsken afkøles, falder den ned ad samme stigrør, passerer gennem alle apparaterne, ender i returrøret, og derfra pumper pumpen det tilbage til kedlen.

Et enkeltrørs vertikalt system omfatter en hovedstigeledning og en række separate stigeledninger, en ekspansionsbeholder, fremløbsrør, radiatorer, en luftseparator, returløbsrør og en pumpe. Oftere anvendes et system med forskudte sektioner, hvor 3-vejsventiler bruges til at regulere radiatorens varme.

Når du vælger et lukket varmesystem, udføres installationen i følgende rækkefølge:

1. Kedlen installeres. Ofte reserveres et sted til den i kælderetagen eller på stueetagen.
2. Rør tilsluttes kedlens indløbs- og udløbsstudser, og de føres rundt langs alle rum. Samlingerne vælges afhængigt af hovedrørenes materiale.
3. Ekspansionsbeholderen installeres, placeret på det højeste punkt. Samtidig monteres en sikkerhedsgruppe, som tilsluttes hovedledningen via et T-stykke. Den vertikale hovedstigeledning fastgøres og tilsluttes beholderen.
4. Radiatorerne monteres med installation af Mayevsky-ventiler. Den bedste løsning: en bypass og 2 afspærringsventiler – én ved indløbet og én ved udløbet.
5. Pumpen installeres på det sted, hvor den afkølede varmebærer kommer ind i kedlen, efter først at have installeret et filter før monteringsstedet. Rotoren placeres strengt vandret.

Nogle håndværkere installerer pumpen med en bypass for at undgå at dræne vandet fra systemet ved reparation eller udskiftning af udstyr.

Efter montering af alle komponenter åbnes ventilen, hovedledningen fyldes med varmebærer, og luften fjernes. Det kontrolleres, hvor fuldstændigt luften er fjernet, ved at skrue en skrue, der sidder på pumpens dæksel, løs. Hvis der kommer væske ud, kan udstyret startes, efter at den tidligere løsnede centralskrue er spændt.

Med praktisk afprøvede skemaer for enkeltrørsvarmesystemer og forskellige udformninger kan du læse mere i en anden artikel på vores hjemmeside.

To-rørs varmesystem

Som med enkeltrørssystemet findes der både horisontal og vertikal fordeling, men her er der både fremløbs- og returløbsledning. Alle radiatorer opvarmes ens. Den ene type adskiller sig fra den anden ved, at der i det første tilfælde er en fælles stigeledning, og alle varmeenheder er tilsluttet den.

To-rørsskemaer findes oftest i etagebyggeri, hvor det kræves, at én kedel effektivt opvarmer hele bygningen.

Det vertikale skema indebærer, at radiatorerne tilsluttes en lodret stigeledning. Fordelen er, at i et etagebyggeri tilsluttes hver etage individuelt til stigeledningen.

Det karakteristiske ved to-rørsskemaet er tilstedeværelsen af rør til hver radiator: et fremløbsrør og et returløbsrør. Der er 2 skemaer til tilslutning af varmeenheder. Det ene er et manifoldskema, hvor der går 2 rør fra manifolden til radiatoren.

Skemaet adskiller sig ved kompleks montering, stort materialeforbrug, men til gengæld kan temperaturen reguleres i hvert rum.

Den anden – parallelle konfiguration er enklere. Stigrør er installeret rundt om husets omkreds, og radiatorer er tilsluttet til dem. En liggende ledning løber gennem hele etagen, og stigrørene er forbundet til den.

Komponenterne i et sådant system er:

• kedel;
• sikkerhedsventil;
• manometer;
• automatisk luftudlader;
• termostatventil;
• radiatorer;
• pumpe;
• filter;
• balanceringsenhed;
• beholder;
• ventil.

Før monteringen påbegyndes, skal spørgsmålet om energikilde afgøres. Derefter installeres kedlen i et separat fyrrum eller i kælderen. Det vigtigste er, at der er god ventilation. Manifolden installeres, hvis den er planlagt i projektet, samt pumpen. Ved siden af kedlen monteres regulerings- og måleudstyr.

Til hver fremtidig radiator føres en hovedledning, derefter installeres selve radiatorerne. Varmelegemerne hænges på specielle beslag, så der er 10-12 cm til gulvet og 2-5 cm fra væggene. Enhedernes ind- og udløbsåbninger forsynes med afspærrings- og reguleringsanordninger.

Installationsprocessen for et to-rørssystem består af flere faser. Den første er installation af kedlen. Først føres rør til batteriernes placeringer, og først derefter monteres selve radiatorerne.

Efter installation af alle systemets komponenter trykprøves det. Dette bør udføres af professionelle, da kun de kan udstede det relevante dokument.

Detaljerede funktioner ved to-rørs varmesystemet er beskrevet her, artiklen præsenterer forskellige diagrammer og giver en analyse af dem.

Konklusioner og nyttig video om emnet

I dette videomateriale præsenteres et eksempel på en detaljeret hydraulisk beregning af et 2-rørs lukket varmesystem til et 2-etagers hus i programmet VALTEC.PRG:

Her fortælles detaljeret om opbygningen af et enkeltrørssystem til opvarmning:

Det er muligt at udføre installationen af den lukkede version af varmesystemet selv, men man kan ikke undgå at konsultere eksperter. Succesens nøgle er et korrekt udført projekt og materialer af høj kvalitet.

Har du spørgsmål om det lukkede varmekredsløbs specifikationer? Har du oplysninger om emnet, der interesserer webstedets besøgende og os? Skriv venligst kommentarer i blokken nedenfor.