Jak cirkuluje voda při zahřátí?

Systémy ohřevu vody pro soukromý dům lze realizovat s přirozeným nebo nuceným oběhem. Charakteristiky a provozní vlastnosti systému do značné míry závisí na zvoleném režimu pohybu chladicí kapaliny potrubím a radiátory. Tradiční možností, která se používá po mnoho desetiletí, je topný systém s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny. Takové systémy se používají od doby, kdy jedinou dostupnou možností pro kotelní zařízení pro soukromý dům byl jednoduchý kotel na tuhá paliva. Gravitační systémy jsou i dnes poměrně rozšířené. Katalog Ogint představuje efektivní radiátory, komponenty a přídavná zařízení pro vytváření systémů s přirozenou cirkulací. Nabízené produkty zajistí maximálně efektivní a spolehlivý provoz vytápění.

Systém vytápění s přirozenou cirkulací (neboli systém gravitačního typu) se skládá z následujících hlavních součástí:

kotel. Je možné použít jakékoli typy kotlů s výjimkou elektrických;
potrubí;
expanzní nádrž otevřeného typu;
PRINCIP ČINNOSTI

Princip činnosti je založen na rozdílu termodynamických charakteristik ohřívané a chlazené chladicí kapaliny. Pohyb chladicí kapaliny je zajištěn jejím ohřevem kotlem. Při zahřátí se chladicí kapalina rozpíná. Teplá voda opouštějící bojler má tedy nízkou hustotu, a tedy i menší hmotnost. Voda při průchodu radiátorovým systémem odevzdává své teplo a ochlazuje se. Hustota studené vody je vyšší, což znamená, že její hmotnost je vyšší. V důsledku toho se v přívodním a zpětném potrubí vytvoří tlakový rozdíl dostatečný pro cirkulaci chladicí kapaliny. Těžší voda ze zpátečky vytlačí vodu ohřátou kotlem. Horká chladicí kapalina, která má nižší hustotu, zase snadno stoupá do centrální stoupačky. Přívodní potrubí je umístěno v horní části místnosti. Voda je distribuována přes radiátory, ochlazuje se a je posílána do zpětného potrubí. Tím je zajištěn cyklus pohybu chladicí kapaliny.

Při instalaci potrubí je velmi důležité zachovat sklon. To je nezbytné pro normální gravitační cirkulaci chladicí kapaliny. Sklon potrubí musí být alespoň 0,005 m na běžný metr. Sklon přívodního potrubí by měl směřovat pryč od kotle a zpětného potrubí – směrem ke kotli.

Aby chladicí kapalina mohla v systému efektivně cirkulovat, musí být její expanze poměrně výrazná. Proto je povinné používat expanzní nádrž dostatečně velkého objemu, do které stoupá přebytečná ohřátá chladicí kapalina. Nádrž je obvykle umístěna v nevytápěné půdě a není zakrytá víkem. V tomto ohledu se gravitační systém také nazývá otevřený. Umístění nádrže nahoře vytváří dodatečný tlak, který zlepšuje pohyb chladicí kapaliny. Pro instalaci potrubí lze použít různá schémata zapojení. Lze použít včetně jednotrubkového systému Leningradka a tradičního dvoutrubkového systému. Vytápění funguje lépe při použití dvoutrubkového okruhu. Co se týče výběru baterií, optimálním řešením by byly litinové radiátory Ogint kvůli jejich nízkému hydraulickému odporu. Můžete také použít bimetalové radiátory Ogint.

VÝHODY A NEVÝHODY SYSTÉMŮ PŘIROZENÝCH OBĚHŮ

Ve srovnání s uzavřeným systémem s nuceným oběhem je gravitační systém jednodušší a spolehlivější. Vyznačuje se následujícími výhodami:

snadnost provozu, údržby a oprav;
tichý provoz;

zvýšená spolehlivost. Systém nemá oběhové čerpadlo, které se může opotřebovat a selhat;

pohyb chladicí kapaliny v důsledku teplotního rozdílu zajišťuje schopnost systému samoregulace, což má za následek rovnoměrné vytápění prostor;

energetická nezávislost. Na rozdíl od uzavřených systémů, stejně jako alternativních řešení, jako je podlahové vytápění nebo elektrické konvektory, může gravitační systém fungovat bez napájení.

Takové systémy však mají také řadu vážných nevýhod. I malá chyba ve výpočtu může vést k tomu, že chladicí kapalina nebude normálně cirkulovat. Také potřeba udržovat sklon dělá instalaci poměrně složitou. Pro cirkulaci chladicí kapaliny je nutné použít potrubí velkého průměru, což vede ke zvýšeným nákladům.

Voda v expanzní nádobě se odpařuje, proto je nutné pravidelně sledovat její hladinu. Také díky otevřené nádrži chladicí kapalina absorbuje atmosférický vzduch. To může vést k přetížení vzduchu v systému. Komponenty Ogint (odvzdušňovací ventily Mayevsky a další odvzdušňovací ventily) mohou tento problém vyřešit. Kromě toho otevřená nádrž neumožňuje použití nemrznoucí směsi jako chladicí kapaliny. Charakteristickým problémem gravitačních systémů je, že i krátké přestávky v provozu kotle mohou vést k zamrznutí vody v expanzní nádrži a potrubí, což způsobí nehodu. Aby se takovým situacím předešlo, lze použít tepelný akumulátor. Lze použít pouze systém přirozené cirkulace s omezenou délkou potrubí. Je vhodný pro vytápění pouze malého jednopodlažního objektu. Pokud potřebujete vytápět dvoupatrový dům s velkým počtem místností, gravitační systém se s tímto úkolem nevyrovná.

Co je recirkulace teplé vody v soukromém domě?

Klasický teplovodní systém zajišťuje absenci cirkulace chladicí kapaliny. Z tohoto důvodu vyteče z horkého kohoutku nejprve studená voda a teplá až po 5-10 minutách.

V recirkulačním systému se chladicí kapalina neustále pohybuje, ohřívá se ohřívačem vody nebo kotlem, vrací se do potrubí a znovu z nich vytéká pro vytápění. Teplá voda tedy okamžitě poteče ke spotřebiteli.

“Rozvod TUV s recirkulací a bez recirkulace”

V soukromém domě umožňuje zavedení systému zásobování teplou vodou s recirkulací:

• snížit spotřebu chladicí kapaliny, což znamená snížit spotřebu elektřiny v domech s autonomním zásobováním vodou a účty za energie s centralizovaným systémem zásobování teplou vodou;
• vyhnout se popáleninám, protože v potrubí je udržována stabilní teplota chladicí kapaliny;
• vytvořit zásobu ohřáté chladicí kapaliny;
• připojte celosezónní vyhřívaný držák na ručníky k vratnému potrubí;
• snížit náklady na vytápění místností během topné sezóny, protože teplo z potrubí je částečně ohřívá.

Při provádění takového systému v soukromém domě je třeba vzít v úvahu řadu bodů:

• Velké množství potrubí, uzavíracích ventilů a dalších komponent bude vyžadovat větší finanční investice než organizace klasického schématu zásobování vodou.
• Vodovodní rozvod je nutné plánovat tak, aby všechna potrubí byla skryta uvnitř sádrokartonové krabice nebo v podlahové mazanině.
• Při instalaci okruhu budete muset nainstalovat oběhové čerpadlo. Pokud dojde k jeho poruše, voda bude stále proudit do kohoutku, ale přímým způsobem, to znamená, že se nevrátí do výměníku tepla k ohřevu.
• Oběhové čerpadlo a ohřev chladicí kapaliny budou vyžadovat dodatečné finanční náklady.

Co je recirkulace teplé vody ve vícepodlažní budově

Všechny byty ve vícepodlažních budovách jsou zahrnuty do jednoho obecného schématu. V tomto případě se chladicí kapalina z nepřímo ohřívaného výměníku tepla pohybuje svisle. Stoupá podél stoupačky ze spodních pater do horních, prochází vyhřívanými držáky na ručníky a poté klesá po samostatné lince a vrací se do topné nádrže.

V každém bytě jsou vodovodní body umístěny v kuchyni, koupelně a někdy i na toaletě. Schéma dodávky TUV ve vícepodlažních budovách neumožňuje cirkulaci na všech těchto místech, protože jsou odbočkami ze stoupačky. Obyvatelé proto musí ochlazenou vodu vypouštět.

K vyřešení tohoto problému lze doporučit instalaci osobního ohřívače vody s cirkulační smyčkou. To platí zejména pro velké byty s několika koupelnami.

Schéma zapojení pro TUV s recirkulací

• vyberte ohřívač vody (liší se designem, principem činnosti a objemem);
• sestavit schéma zapojení;
• určit, kde budou instalovány všechny prvky okruhu – odběrná zařízení, čerpadla atd.

Nepřímotopný kotel s recirkulačním okruhem teplé vody

Nepřímo ohřívaný výměník tepla je válcová nádoba připojená ke kotli, uvnitř které je spirála. Cirkulaci chladicí kapaliny spirálou zajišťuje automaticky řízené čerpadlo.

Chladivo uvnitř akumulační nádrže je ohříváno teplem výměníku a poté přiváděno do systému zásobování horkou vodou.

Mezi tělem zařízení a nádrží je vrstva izolace, která je navržena tak, aby snížila tepelné ztráty na 3-4°C za den.

• zpětné vedení pro přívod chlazené vody do nádoby;
• dodávání chladicí kapaliny do cívky;
• dodávání chladicí kapaliny z cívky do kotle;
• přívodní potrubí studené vody;
• výstupní trubice teplé vody.

Často bývá součástí okruhu i vyhřívaný věšák na ručníky – i když je topení vypnuté, bude fungovat a udržovat v koupelně suché a teplé mikroklima.

Akumulační kotel s recirkulačním okruhem teplé vody

Instalace akumulační nádrže je opodstatněná, pokud se teplá voda neustále spotřebovává ve velkých objemech.

Nádrž se doplňuje až po odebrání chladicí kapaliny pro potřeby zásobování teplou vodou. Proto se při nízkých nebo nepravidelných průtokech ochladí a bude dodáván spotřebitelům s teplotou pod standardními hodnotami.

Pro snížení tepelných ztrát je skříň akumulačního výměníku provedena s tepelně izolovanými stěnami.

Chladivo prochází výměníkem tepla kotle, je ohříváno a přiváděno do akumulační nádrže a poté je podle potřeby dodáváno spotřebitelům. Ochlazený zpětný tok je smíchán s chladivem z doplňovacího potrubí a opět přiváděn do výměníku tepla. To znamená, že takový obrys připomíná smyčku.

Je důležité vzít v úvahu, že v důsledku smíchání se zpětným potrubím bude před vstupem do zásobní nádrže teplota chladicí kapaliny uvnitř nádrže nižší než v doplňovacím potrubí.

Na vratném potrubí je instalováno oběhové čerpadlo, uzavírací a ovládací prvky. Vstupní bod doplňovacího potrubí je umístěn za sestavou uzavíracího ventilu se zpětnou klapkou.

Připojení na dvouokruhový plynový kotel

Dvouokruhový plynový kotel se vyznačuje přítomností dvou výměníků tepla: pro vytápění a pro dodávku teplé vody. Nemohou však pracovat současně. Když spotřebitel používá teplou vodu, prioritou zůstává ohřev chladicí kapaliny na nastavenou teplotu. Topný systém je během této doby pozastaven.

Kvůli konstrukčním vlastnostem dvouokruhového kotle nelze recirkulaci chladicí kapaliny organizovat přímo.

Nežádoucí je také připojení nepřímo ohřívaného kotle k takovému kotli pro cirkulaci TUV.

Ohřev chladiva plynovými kotli se dvěma okruhy probíhá pouze do 60°C. Z tohoto důvodu může teplota chladicí kapaliny uvnitř nepřímo ohřívaného kotle dosáhnout maximálně 55 °C. To jsou ideální podmínky pro množení legionel. Patogenní bakterie, usazující se na vnitřních stěnách nádoby a potrubí, se dostávají do vody a mohou způsobit rozvoj těžkého zápalu plic.

Pro zničení patogenní flóry v systému zásobování horkou vodou musí být teplota chladicí kapaliny alespoň 60 °C. Ale zařízení s nepřímým ohřevem takové parametry poskytnout nemůže.

Legionella se při nízkých teplotách prakticky nemnoží, proto se tento problém v potrubí přívodu studené vody vyskytuje jen zřídka.

Pro připojení systému TUV k dvouokruhovému plynovému kotli se doporučuje zapojit elektrokotel do série a použít jej pro okruh cirkulace chladicí kapaliny.

“Připojení TUV s cirkulací k dvouokruhovému kotli”

Proces montáže

Zpětné potrubí můžete nainstalovat sami, ale je lepší kontaktovat odborníka. To pomůže vyhnout se chybám při instalaci.

Potřebné nástroje, materiály a vybavení

• bojler nebo elektrický ohřívač vody;
• kovoplastové nebo jiné trubky a tvarovky;
• oběhové čerpadlo s nízkým výkonem;
• zpětné ventily, kulové a třícestné ventily, ostatní uzavírací ventily;
• kování, adaptéry, držáky, různé spojovací prvky;
• pasta na nitě;
• vodovodní závit – vinutí pro trubky.

Pro instalaci nosných prvků musíte použít elektrickou příklepovou vrtačku a příklepovou vrtačku.

• stroj pro svařování trubek nebo jejich pájení, pokud jsou vybrány mosazné trubky;
• elektrická pila nebo bruska;
• vykružovačka.

Algoritmus připojení

Níže je uveden algoritmus pro připojení jednoduché recirkulační smyčky. Pro složité obvody lze použít další komponenty a řídicí zařízení.

• Na základě vypracovaného schématu jsou vyznačeny plochy, podél kterých bude cirkulační smyčka položena.
• Podle značení se provádí instalace konzol, svorek a dalších nosných prvků.
• Pomocí brusky nebo jiného nástroje se trubky nařežou na kusy požadované délky.
• Recirkulační potrubí je zapojeno do série pomocí adaptérů a armatur. Jsou instalovány uzavírací ventily, směšovací jednotky a oběhové čerpadlo.
• V poslední fázi je zpětné potrubí připojeno k akumulační nádrži, nepřímo ohřívanému výměníku tepla nebo elektrickému ohřívači vody.

Důležité: zkontrolujte vzdálenost od výměníku tepla ke kohoutku. Pokud je to více než pět metrů, chladicí kapalina uvnitř potrubí bude mít čas vychladnout. To znamená, že po otevření horkého kohoutku budete muset počkat, až vyteče studená voda.

Správný provoz

Potrubí TUV s recirkulací, instalované ve vícepodlažních budovách, je řízeno automatikou umístěnou v kotelně. Za jeho údržbu je zodpovědná správcovská společnost, to znamená, že obyvatelé bytů se nemusí starat o řádný provoz.

Pokud je byt vybaven osobním kotlem s recirkulační smyčkou, doporučuje se zachovat nepřetržitý provoz. Pro úsporu energie a prodloužení životnosti zařízení můžete nainstalovat řídící jednotku – ta se zapne a zastaví cirkulaci podle nastavení.

V soukromém domě s autonomním kanalizačním systémem s pravidelnými zastávkami a spouštěním recirkulačního systému bude přijímací nádrž vyžadovat časté vyprazdňování, a proto další finanční náklady. Proto se v takových domech doporučuje udržovat nepřetržitou recirkulaci.