カントリーハウスが夏期だけでなく寒い季節にも積極的に運営されている場合、高品質な暖房システムの構築が急務となっています。
さまざまな熱媒体を熱供給ラインで使用できます。60°Cに加熱された空気、130°Cの水蒸気、95°Cの温度の水。ほとんどの場合、彼らは給湯器を使用します。
このクーラントの主な利点の1つは、家の設計機能、個人の好み、その他の要因に応じて、さまざまな給湯システムを装備できることです。
この記事では、水熱供給スキームの詳細な分類について説明し、各オプションの機能の概要を説明し、システムの主要コンポーネントを選択するための推奨事項も示しました。提供される情報は、民家の暖房の設計に役立ちます。
給湯システムの分類
熱の発生場所の場所に応じて、給湯システムは集中型と局所型に分かれています。一元化された方法では、熱は、例えば、アパートの建物、さまざまな機関、企業、およびその他の施設によって供給されます。
この場合、火力発電所(コジェネレーションプラント)やボイラーハウスで熱が発生し、パイプラインを通じて消費者に届けられます。
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単管加熱回路
2管システム
暖房システムのポンプバージョン
重力式加熱システム
上部加熱回路
水平加熱
クローズドシステムデバイスの例
オープンシステムデバイスの例
ローカル(自律)システムは、たとえば個人の家などの熱を提供します。熱供給設備で直接生産しています。この目的のために、電気、天然ガス、液体または固体の可燃性物質で動作する炉または特別なユニットが使用されます。
水塊の動きが提供される方法に応じて、加熱は、冷却剤の強制的な(ポンプ)または自然な(重力)動きを伴うことができます。強制循環システムには、リング回路と一次-二次リング回路があります。
さまざまな給湯システムは、配線の種類とデバイスの接続方法によって互いに異なります。それらは、加熱装置に熱を伝達する熱のタイプによって統合されます(+)
供給ラインと戻りラインでの水の動きの方向に応じて、熱の供給は、冷却剤の関連するデッドロックの動きを伴う場合があります。前者の場合、水は高速道路を一方向に移動し、後者は別の方向に移動します。
クーラントの移動方向では、システムは行き止まりと対向するシステムに分けられます。最初に、加熱された水の流れは、冷却されたものと反対の方向に向けられます。関連する回路では、加熱および冷却されたクーラントの動きは一方向に発生します(+)
暖房パイプは、さまざまなスキームの暖房装置に接続できます。ヒーターが直列に接続されている場合、この方式は並列の場合はシングルパイプと呼ばれます-2パイプ。
バイファイラー方式もあり、最初はデバイスの最初の半分がすべて直列に接続され、次に水の逆流を確実にするために、2番目の半分が接続されます。
ラジエーターを接続するパイプの場所は、配線に名前を付けました。水平と垂直の違いを区別します。組み立て方法により、コレクター、ティー、混合パイプラインが区別されます。
上部と下部の配線を備えた加熱システムのスキームは、供給ラインの位置が異なります。最初のケースでは、供給パイプは加熱されたクーラントを受け取るデバイスの上に配置されます。2番目のケースでは、パイプはバッテリーの下に配置されます(+)
地下室はないが屋根裏部屋がある住宅では、上部の配線を備えた暖房システムが使用されています。それらでは、供給ラインは暖房器具の上にあります。
技術的な地下室と平らな屋根のある建物の場合、下部配線の暖房が使用されます。この場合、給排水管は暖房装置の下にあります。
冷却液循環が「逆転」している配線もあります。この場合、戻り熱供給ラインはデバイスの下にあります。
供給ラインを加熱装置に接続する方法により、上部の配線を備えたシステムは、冷却剤の両面、片面、および転倒運動のスキームに分けられます
熱供給システムの操作の要件
さまざまな給湯システムのすべてで、多くの一般的な要件が作業に提示されます。
彼らはしないといけない:
- 部屋の空気をすべて均等に温めます。
- 保守可能であること。
- 操作中に問題を発生させないでください。
- 換気システムにリンクされています。
- 規制される。
暖房システム自体の動作原理も一般的です。水が加熱された後、水がパイプラインを循環し、受け取った熱を放出して部屋を暖めます。
冬には、不凍液-不凍液が冷却剤として機能します。そのエチレングリコールがパイプラインの腐食を引き起こさないように
機器の電力計算
室内温度は次の要因に依存します:
- 大気温 建物の外;
- 家の壁の厚さ そしてその個々の要素の品質;
- 材料の熱容量その家が建てられました。
家の熱需要を計算するときは、窓やドア、壁や天井のある床からの熱損失を含むすべての要因を考慮する必要があります。計算プロセスに必要な特別な基準は、住宅地のある地域の気候条件と既存の断熱の程度を考慮して適用する必要があります。
計算の一般的な目的は、これらの損失を過剰に補償できる機器を取得するために、地域の最低気温に対応する総熱損失を計算することです
最大の熱損失は家の外壁を通して発生します。家の中と建物の外の温度差が大きくなると、熱損失も大きくなります。
外壁が構築された材料とこれらの壁の厚さを考慮すると、-30°Cの外気温の場合、熱損失は異なり、次のようになります。
- 内部石膏付きレンガ-89 W /m²(2.5レンガ)、104 W /m²(2レンガ);
- インナーライニング(250 mm)で刻んだ-70 W /m²;
- 裏地付き木材から-89 W /m²(180 mm)、101 W /m²(100 mm);
- 内部に膨張粘土を備えたフレーム(200 mm)-71 W /m²;
- 内部プラスター(200 mm)を備えた発泡コンクリート-105 W /m²。
ただし、熱損失は外壁だけでなく、他の建物のエンベロープからも発生します。
同時に-30°Cの場合:
- 屋根裏部屋のフローリング-35 W /m²;
- 地下の床-26 W /m²;
- 断熱材なしの両開き木製ドア-234 W /m²;
- 二重窓-135 W /m²。
建物の総熱損失を計算するには、すべての囲い構造の面積を平方メートルで計算し、構造のタイプの熱損失基準を掛けて、材料の材料を考慮に入れ、結果を要約する必要があります。
計算は、特定の地域の最低季節温度に基づいて行う必要があります。壁の熱損失は、次のように個別に計算されます。ガラスや出入り口の面積を考慮する必要があります。
屋根裏部屋や地下室にハッチのない床の損失は、単一の構造要素の場合と同様に、エリア全体に対して計算されます。
暖房ボイラーは、その容量が20〜30%のマージンで熱損失を補うのに十分でなければならないという事実を考慮して選択されます。
暖房システムの設置に使用される機器の熱出力を計算する手順は、記事の最後の部分にあるビデオクリップに記載されています。
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民家の固形燃料ボイラー
電気加熱ユニット
ガス床暖房ボイラー
ガス壁取り付けボイラー
私たちのサイトには、給湯の計算に特化した記事のブロックがあります。お読みになることをお勧めします。
- 特定の例を使用した暖房システムの水力計算
- 給湯の計算:式、ルール、実装例
- 暖房システムの熱計算:システムの負荷を正しく計算する方法
給湯システム
すべての外部の違いとさまざまな配線図で、給湯システムの操作の基本原理は同じです。ボイラーで加熱された熱媒体は、パイプラインを通って加熱装置に運ばれます。
冷却すると、水は熱を環境に伝達し、その後、加熱される場所に戻ります。このサイクルは何度も繰り返されます。
自然循環および強制循環
民家では、次のタイプの暖房システムが使用されています。
- 自然循環あり;
- 強制循環。
自然循環。その性能は、高温と低温の密度の違いに基づいています。このようなシステムの上部は温水で占められ、下部は冷水で占められています。冷めると温水が下がり、熱くなる。
水塊の自然循環を保証する2番目の要素は、パイプが設置される斜面です。
したがって、循環圧力のソースをグラフィカルに表示します。第一に、その外観はさまざまな水温によるものであり、第二に、パイプの傾斜位置(+)
自然循環回路の利点は、エネルギー供給から完全に独立していることです。
彼女にはさらに多くの欠点があります:
- 小さな作用半径私は、水平寸法が30 mを超えない。
- 加熱時間 -長い休憩の後、起動時にシステムのすべてのポイントで動作温度に達する長い期間。
- シャットダウンのリスク 開いた膨張タンクで氷が形成されたため。
回路内の循環圧力が低いため、パイプラインの直径は十分大きくなければなりません。最近のラジエーターは断面が狭すぎて「重力」の循環を妨げる追加の抵抗を生み出すため、この要因は電池の選択にも影響します。
クーラントの動きをさらに刺激するために、パイプラインは1 mmが平均3 mmになるように傾斜して構成されています。直角にパイプを正しく取り付けることは簡単な作業ではありませんが、その解決策がないと、システムははるかに遅く、より効率的に機能します。
クーラントはデバイスを介してバッテリー供給ラインに最も近いものに順次移動するため、より高い温度(+)で入ります
冷却剤は、すでにかなり冷却されている重力システムの遠方のラジエーターに漏れます。加熱温度を維持するには、鋳鉄のラジエーターを使用する必要があります。温度差のバランスを取るために、遠方のバッテリーにはボイラーに最も近いセクションよりも多くのセクションが必要です。
強制循環 ポンプを提供します。スキームには、1つまたは複数のポンプを含めることができます。複数のポンプを使用することをお勧めします。そのうちの1つを緊急停止しても、すべての暖房が損傷することはありません。
冷却液は、膨張タンクを含む閉回路に沿って周期的に移動します。これにより、水の蒸発がなくなります。
クーラントを強制循環させる給湯システムの特徴は、ポンプの回路に存在することであり、これが水の動きに寄与します。
強制循環システムの利点:
- 暖房の設置には、より多くのパイプが必要ですが、直径は小さくなります。
- 直径の小さいさまざまなタイプのラジエーターとヒートパイプを使用できます。
- ヒーターの温度は調節しやすいです。
- クーラントの動きを人工的に刺激することにより、動作範囲が大幅に拡大されました。
- クーラント特性が強化された加熱ユニットを使用する可能性。
強制システムの欠点は、エネルギー供給に依存しています。暖房が完全に停止した状態での事故を避けるために、ディーゼルまたはガソリン発電機を購入することをお勧めします。
さらに、次のような欠点があります。
- 正確な計算の必要性 パイプ径、チャネルが狭すぎると、油圧抵抗が急激に増加し、過度に広いパイプを循環すると、クーラントが「ノイズ」を発生します。
- かなりの建設費 パイプラインの長さがほぼ2倍になるため、1つまたは2つの循環ポンプ、必要に応じてブースターポンプを回路に含める。
- 高価な規制当局の義務的な使用 冷媒の流れ、システム内の温度と圧力。
循環のタイプの正しい選択は、個人の特性と、給湯器が取り付けられる建物の場所によって異なります。しかし、自然な動きのあるスキームは最近ますます頻繁になくなり、主に一時的な居住用の建物で使用されています。
ほとんどの場合、個人の家には、大幅に優れた機能により、クーラントの動きを人工的に強制するシステムが装備されています。
複合循環システム
組み合わせたシステムは、ナチュラルモードと強制モードの両方で機能できます。つまり、設置時に、自然循環を使用する場合と同様に、強制循環の場合と同様に、1メートルあたり3〜5 mmのパイプ傾斜とポンプの設置が必要になります。
通常、このような加熱回路には固体燃料ボイラーがあります。
このスキームには、1-電気ボイラー、2-固体燃料ボイラー、3-ポンプが含まれます。このスキームは、ポンプに加えて傾斜配管システムがあり、電気ボイラーが固体燃料で複製されているため、システムが電気なしで機能できるようにする複合暖房システムです(+)
複合システムを使用することのポイントは、停電が発生しても動作し続けることです。しかし、冬の暖房が突然停止すると、部屋の温度が下がるだけでなく脅威にもなります。
凍結中に膨張する水がそれらの気密性に違反するため、加熱システムの要素は単に故障する可能性があります。
給湯システムの設置方法
暖房システムを設置するための2つの主な方式を検討してください。
単管加熱システム
単一管バージョンのパイプライン設計は、冷却剤をラジエーターに送る直接シーケンスによって特徴付けられます。クーラントは最初に最初のバッテリーを満たし、次にウォームアップします。
2つのパイプが各パイプから各ラジエーターに供給されます。1つ目は冷却剤を供給するために必要で、2つ目は部分的に冷却された水を排出するためのものです。
ワンパイプヒーティングシステムは、すべてのラジエーターのシリアル接続によって特徴付けられ、最初のヒーターを通過する熱媒体が次のヒーターに入ります。
そのような方式の特徴は、最初のバッテリーと比較して最後のバッテリーの加熱が比較的低いことです。これは、水が「取得」し、すでに一部の熱が失われているためです。
ワンパイプ加熱オプションのもう1つの欠点は、故障した場合に、特定の1つのラジエーターへの冷媒の流れを停止することが不可能であることです。システム全体をシャットダウンする必要があります。
2パイプシステムとそのバリアント
2パイプの加熱回路では、その名前が示すように、1つではなく2つのパイプが関係しています。同時に、各バッテリーは1本のパイプで冷却液が供給されるメインに接続され、2番目のパイプは戻りパイプに接続されます。高温の冷却剤と冷却剤の冷却剤用に別々のパイプが用意されていることがわかります。
このシステムには2つのパイプが関与します。温水はラジエーターを通ってパイプを通って流れ、クーラントは2番目のバッテリーを通って流れます(+)
この暖房設計のおかげで、すべてのラジエーターの水はほぼ同じ温度になります。このようなシステムの操作は、制御、調整、自動化が簡単です。
次に、2パイプシステムは2つのタイプに分けられます。
- フィードパイプの上部ガスケット、つまり上部配線付き;
- 供給パイプの下部ガスケット、つまり下部配線付き。
上部の配線システムは、主に屋根裏部屋のある複数階建ての建物に組み込まれています。より低い配線のスキームは、パイプラインの敷設を最大限に隠し、ライザーの数を削減または削減できるため、プライベートな低層構造の優先事項です。
民家用の2パイプ暖房システムは、コレクタースキームに従って実行されることが多いですが、後者はシングルパイプにすることもできます。パイプラインセクションの半径方向の位置により、冷却液の加熱コストを大幅に削減できます(+)
シングルパイプと2パイプの加熱システムの比較特性は、記事の下部にあるビデオ資料に示されています。
オープンとクローズの暖房システム
私たちがすでに検討したタイプの給湯システムに加えて、オープンとクローズの設計に分かれています。
オープン暖房システム ボイラー(電気を除くすべてのもの)、パイプライン、ラジエーター、および加熱中に膨張したときに過剰な水を受け取る膨張タンクで構成されています。
タンクがきつくない、システムからの水が蒸発する可能性があるため、そのレベルを制御し、必要に応じて補充する必要があります。
上部配線を備えたオープンヒーティングシステムと冷却液の自然循環が冬季により効率的に機能するように、供給ライザーを断熱することをお勧めします。この対策により、クーラントの冷却が排除され、その結果、その動きが遅くなります(+)
ポンプはオープンヒーティングシステムでは使用されません。暖房ボイラーは最低点にあり、膨張タンクは最高点にあります。
クローズド構造。オープンと同じ要素がすべて含まれています。しかし、その中のクーラントの移動は強制されるため、要素の必須リストは循環ポンプによって補足されます。
密閉構造の一部である膨張タンクは、ダイヤフラムで分離された2つの密閉部品で構成されています。システム内に過剰な膨張流体がある場合は、タンクのチャンバーの1つに流入し、窒素または空気で満たされた第2チャンバーにダイヤフラムを押し込みます。
クーラントの膨張に伴い、システム内の圧力が上昇し、水で満たされたタンクの一部は、混合ガスを置換および圧縮しようとします。タンク内の圧力の限界値を超えると、安全弁が作動し、余分なクーラントが排出されます。
閉じた加熱システムは、冷却液の強制移動と、膜付きの閉じた膨張タンクの存在によって特徴付けられます。このシステムはオープンよりも複雑です
それぞれの加熱システムには、独自の長所と短所があります。それらはいくつかの特性が異なり、さまざまなオブジェクトに適しています。小さな民家やコテージを暖める必要がある場合は、シンプルで信頼性の高いオープンデザインを使用してください。
設置と操作がより複雑な屋内暖房システムは、堅固なコテージや高層ビルでより頻繁に使用されます。
暖房システムの要素
家に給湯器を自分の手で設置するので、提案された設計のコンポーネントについてのアイデアが必要です。
適切なボイラーの決定
ボイラーは暖房システムの心臓部です。熱供給の信頼性は多くの点でそれに依存するため、正しく選択することが非常に重要です。
暖房ボイラーは一度に1つまたはペアで使用できます。たとえば、電気ボイラーに加えて、停電の場合に固体燃料ボイラーを回路に導入できます。
ボイラーで使用される燃料に応じて、これらの装置の次のタイプが区別されます。
- ガス。このボイラーは消費者の間で最も人気があります。簡単に設置でき、騒音もありません。ガスは比較的安価であり、燃焼中に大量の熱を発生させます。しかし、それを使用するには、許可を得て、供給ラインの設置を注文し、ボイラー室の排気換気を組織する必要があります。
- 電気の。これらのボイラーは最も安全です。設置場所を追加する必要はありません。それらの動作中に、直火および燃焼生成物は形成されず、毒になる可能性があります。しかし、このデバイスの効率は比較的小さく、電気は高価であり、エネルギー集約型のボイラーには信頼性の高い電源が必要です。
- 液体燃料。ガスとは異なり、これらのボイラーには特別な種類のバーナーが装備されています。この装置には、特別なボイラー室が必要です。液体燃料はすぐにボイラーを汚染します。
- 固形燃料。これらの装置では、練炭やその他の種類の固形燃料が燃焼されます。寒い季節全体に薪や石炭を準備する準備ができている場合は、このオプションを使用できます。
組み合わせボイラーが最も信頼性が高く、さまざまな種類の燃料を使用できます。このような装置には欠点が1つだけあります。このようなボイラーは高価です。
暖房用ラジエーターとは
行われた作業の結果に失望しないようにするには、責任を持ってラジエーターの選択に取り組む必要があります。この場合、バッテリーの技術的特性に重点を置くのではなく、美的品質に重点を置く必要があります。そして、技術的特性はこれらの製品の製造材料に大きく依存します。
特に室内全体が同じスタイルで設計されている場合、現代の鋳鉄製ラジエーターは非常に魅力的に見えます
ラジエーターは:
- 鋼。これらの安価な製品は腐食の影響をあまりにも受けます。夏季に暖房を使用しない場合、システムから水が排出されると、スチール製ラジエーターの耐用年数が大幅に短くなる可能性があります。
- アルミニウム。これらの魅力的な外観のラジエーターは、十分に早く暖まります。重大な圧力降下のみが悪影響を及ぼします。個人の家では、この危険は彼らを脅かしません。
- バイメタル。アルミニウム製のこのようなバッテリーは耐食性があり、鋼製のものは高熱伝達です。
- 鋳鉄。これらの製品は高価ですが、非常に長持ちします。それらは長時間加熱されますが、その後長期間冷却されます。鋳鉄製品のかなりの重量は、それらの操作の障害にはなりませんが、取り付けプロセスを遅くする可能性があります。
新しいモデルのラジエーターがあり、その内面には保護コーティングが施されています。そのようなバッテリーは少し高価ですが、それらに費やされたお金は興味を持って完済します。
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暖房システム用の鋳鉄ラジエーター
暖房システム用アルミニウム器具
低コストの鋼オプション
パイプを間違えない方法
暖房システムを設置するには、多くの配管が必要です。
どちらを優先するか:
- 金属。そのようなパイプの耐用年数は長すぎません。時間の経過とともに、金属製品は錆びる可能性があります。それらはねじ接続を使用してマウントされます。
- ポリマー。これは安価ですが、耐腐食性を特徴とするかなり信頼できる材料です。これらのパイプは素人でも取り付け可能です。ポリマーパイプからのパイプラインは非常に長く続きます。
- 金属プラスチック。これらのパイプの構成は、アルミニウムとプラスチックです。それらのパイプラインは、ねじ継手またはプレス継手で収集されます。これらのパイプの高熱膨張係数の副産物として、水温が急激に変化すると、パイプが割れることがあります。
家の所有者が手段に制限がない場合、銅管からの暖房の分配を調整することは理にかなっています。これは非常に高価な材料ですが、そのコスト自体が正当化されます。このようなパイプは信頼性と耐久性があります。
それらは高温および圧力によく耐えます。彼らのインストールのために彼らははんだ付けを使用します-銀含有高温はんだ。
上記でお伝えしたのは、ラジエーターの水に関するものです。しかし、冷却剤としての水は、他の暖房システムで使用できます。
給湯システムを設置する場合、多くのパイプが必要になる場合があるため、高価な製品を購入する可能性を計算し、実際の機能に焦点を当てる必要があります
加熱用パイプの特性と選択の詳細については、この記事をお読みください。
給水システム「温床」
「温かい床」は、ラジエーターの給湯を上手く補完することができ、低層の建物といえば、唯一の暖房の源になります。 「ウォームホーム」の大きな利点は、このシステムが部屋の衛生および衛生基準を完全に満たす条件を提供することです。
空気は部屋の高さに沿って不均一に加熱されます。部屋の上部では冷たく、下部では暖かいです。
暖かい床-衛生基準に従って完全に部屋の高さを暖めることができる素晴らしい発明(+)
システムの温度は55°Cで、設計基準を満たしています。暖かい床の設置は、各部屋の全領域にわたって行われます。これはかなり複雑な作業で、家を建てる段階でしか定性的に行えません。システムの操作もいくつかの問題を引き起こします。
幅木暖房システム
ウォームハウスの設置が困難で、ラジエーターが室内を台無しにする場合は、幅木暖房システムを使用できます。
このタイプの暖房では、パイプの取り付けはベースボードの後ろ、つまり床レベルの少し上で行われます。同時に、「暖かい床」の場合と同様に、部屋は正しい順序でウォームアップしています。
台座暖房のおかげで、パイプライン、コレクター、およびラジエーターをカントリーハウスの内部に取り付けて、目に入らないようにする方法について悩む必要はありません(+)
同時に、床は暖房され、年中いつでも快適な状態を作り出します。幅木暖房はますます人気があり、徐々に流行になっています。
2パイプとシングルパイプの加熱システムの比較:
あなたが一年中住むつもりの家は寒い季節には暖房が必要です。快適な生活環境を実現するためには、個人の状況に最適な給湯システムを選択する必要があります。
この記事の情報が、正しい選択に役立つことを願っています。結局のところ、高品質の暖房は快適さと居心地の良さだけではありません。それはまたあなたの健康を維持するための前提条件です。
補足することや、給湯システムについて質問がありますか?出版物にコメントを残して、ディスカッションに参加できます。お問い合わせフォームは下のブロックにあります。