家に給湯器を配置することを考えましたか?民家のワンパイプ暖房システムは伝統的で完全に不揮発性であるか、逆に非常に近代的で完全に自動化されているため、驚くには当たりません。
しかし、このオプションの信頼性についてはまだ疑問があります。どのスキームを選択するか、どの「落とし穴」が待ち受けているかわかりませんか?私たちはこれらの問題を明確にするのに役立ちます-この記事では、シングルパイプシステムのレイアウト、長所と短所について説明し、同様の暖房システムを備えた家の所有者を待っています。
記事の素材には、加熱の組み立てに使用される個々の要素を描いた詳細な図と視覚的な写真が付いています。さらに、暖かい床のシングルパイプシステムを設置する際のニュアンスを分析したビデオが選択されました。
給湯器の動作原理
低層構造では、1つの高速道路を使用した最もシンプルで信頼性が高く経済的なデザインが最も人気を得ています。ワンパイプシステムは、個々の熱供給を整理する最も一般的な方法であり続けます。伝熱流体の連続循環により機能します。
熱エネルギーの供給源(ボイラー)から加熱要素へ、またはその逆にパイプを移動すると、彼は熱エネルギーを放棄して建物を加熱します。
冷却剤は、空気、蒸気、水または不凍液であり、定期的な住宅の家で使用されます。最も一般的な給湯方式。
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暖房システムを構築するためのシングルパイプオプションの大きな利点は、最小数のパイプであり、これがスキームの経済的および美的魅力を決定します。
金属-プラスチックおよびプラスチックパイプを使用すると、単一チューブスキームの美的インジケーターが増加します。コンターガスケットは構造物または仕上げの下に隠すことができます
クーラントの自然な動きを特徴とする重力式暖房システムでは、シングルパイプ回路は上部配線のみで構成されています。
上部の配線を備えた回路では、供給パイプがデバイスの上に配置されており、冷却剤は次々と流れ、途中で冷却されます。クーラントをより均一に分配するために、ラジエーターの前にバイパスが設置され、加熱された水の供給が部分的に遮断されます
同様の原理により、強制加熱システムの垂直輪郭が構築され、それに沿って加熱された水の動きが循環ポンプによって刺激されます
システム内の温水と冷水の動きの方向で、それらは関連するエンドと行き止まりに分けられます。行き止まりでは、加熱された冷却剤と冷却された冷却剤が異なる方向に移動します。
下部配線を備えた単一パイプ加熱回路では、入口パイプと出口パイプは下から接続されます
水平配線のシステムでは、常に循環ポンプがあり、これがないと、冷媒の移動が非常に難しくなります。余分な空気を除去するために、機械式または自動式の空気孔が取り付けられています。
ワンパイプ加熱システムの美的利点
単一のパイプ加熱回路の隠された敷設
単管加熱重力式
閉鎖セクションを備えた改善されたワンパイプ回路
垂直加熱スキーム
行き止まり単管加熱システム
シングルパイプボトムヒーティングオプション
水平配線システムの配置
従来の加熱は、現象と物理法則、つまり水の熱膨張、対流、重力に基づいています。ボイラーで加熱されると、冷媒は膨張し、パイプラインに圧力をかけます。
さらに、密度が低くなるため、光が減ります。より重く密度の高い冷水によって下から押され、上向きに上昇するため、ボイラーを出るパイプラインは常に上向きになります。
生成された圧力、対流、重力の影響を受けて、水はラジエーターに到達し、ラジエーターを加熱し、それ自体を冷却します。
したがって、冷却剤は熱エネルギーを放出し、部屋を暖房します。水はすでに冷えているボイラーに戻り、サイクルが新たに始まります。
家に熱を供給する最新の機器は非常にコンパクトにできます。それをインストールするには、特別な部屋を割り当てる必要さえありません
自然循環の暖房システムは、重力と重力とも呼ばれます。流体の動きを確実にするには、パイプラインの水平分岐の勾配を観察する必要があります。これは、リニアメーターあたり2〜3 mmに等しくなければなりません。
加熱すると、クーラントの量が増加し、ラインに油圧が発生します。ただし、水は圧縮されていないため、わずかに過剰でも加熱構造が破壊されます。
したがって、どの暖房システムでも、補正装置が取り付けられています-膨張タンク。
重力加熱システムでは、ボイラーはラインの最低点に取り付けられ、膨張タンクは最高点に取り付けられます。すべてのパイプラインは下り坂になっているため、液体冷媒はシステムのある要素から別の要素に重力で移動できます。
シングルパイプシステムとダブルパイプシステムの違い
給湯システムは2つの主要なタイプに分かれています-ワンパイプとツーパイプ。これらのスキームの違いは、熱伝達バッテリーをラインに接続する方法にあります。
単一パイプの加熱メインは、閉じたリング回路です。パイプラインは加熱ユニットから敷設され、ラジエーターはそれに直列に接続され、ボイラーに戻ります。
メインが1つのヒーターは取り付けが簡単で、コンポーネント数が少ないため、設置にかかる費用を大幅に節約できます。
自然なクーラントの動きを伴うシングルパイプの加熱回路は、上部の配線のみで構成されています。特徴的な機能-スキームには供給ラインのライザーがありますが、戻り用のライザーはありません
2管式暖房の冷媒の移動は、2つの高速道路に沿って行われます。 1つ目は、加熱装置から熱伝達回路に高温の冷却剤を送り、2つ目は、冷却水をボイラーに排出します。
加熱バッテリーは並列に接続されています-加熱された液体は供給回路から直接それぞれに入るので、ほぼ同じ温度になります。
ラジエーターでは、冷却液がエネルギーを放出し、冷却されると、放電回路-「戻り」に入ります。このようなスキームでは、2倍の数の継手、パイプ、および継手が必要ですが、複雑な分岐構造を配置し、ラジエーターを個別に調整することで暖房コストを削減できます。
2パイプシステムは、広いエリアや多層の建物を効果的に加熱します。面積が150m²未満の低層(1〜2階)の住宅では、美的および経済的な観点から、1パイプの熱供給を配置する方が適切です。
2パイプ式のラジエーター接続方式は、個人の家の個々の熱供給装置では広く普及していません。これは、組み立てと保守がより難しいためです。さらに、パイプの数を2倍にすると見た目が美しくない
シングルパイプ加熱装置オプション
暖房システムの要素:
- 熱源 -ボイラー(固体燃料、電気、ガスボイラー;)
- 熱伝達装置 -ラジエーター、床下暖房の輪郭;
- クーラント循環装置 -高速道路の特別なブースターセクション、ウォーターポンプ;
- ラインの過剰なクーラント圧力を補正する装置 -膨張タンクの開放型または閉鎖型;
- パイプ、継手および関連する配管継手.
使用するデバイスのタイプに応じて、熱供給方式も異なります。
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暖房用固体燃料ユニット
自律型電気ボイラー
ガス床ボイラー
コテージおよびアパート用壁ボイラー
自然循環システムと強制循環システム
暖房システムでの冷却液の循環は、物理現象の影響下で、または強制的に、循環ポンプによって自然に実行できます。
前者の場合、システム内の暖房の動きは自然発生的であり、後者は強制的または人工的です。
設計機能に重点を置いて、単管加熱方式は2つのタイプに分けられます。 1つ目は時代遅れですが単純なフロー図で、2つ目は高度なバイパス回路です
重力系で流体の動きを確保するには、加速セクションが必要です。これは、ボイラーから出る垂直のパイプであり、加熱されたクーラントがそれに沿って上昇します。
上部ではパイプラインがスムーズに曲がり、高速で水が高速道路を駆け抜けます。
上部配線のある暖房回路や2階建て住宅の場合は、十分な高さまで上昇しているため、このセクションが供給パイプになります。
水平方向の配線が低い1階建ての建物を暖房するために、最初のラジエーターのレベルから1.5 m以上の高さの加速コレクターが配置されています。
ブースターセクションは、重力加熱システムで冷媒を循環させるデバイスです。トランクのこのセクションのパイプの穴径は、主要部分より大きくする必要があります。
たとえば、トランクのパイプ直径が25〜32 mmの場合、ブースターマニホールドでは、直径40 mmのパイプが選択されます。
ブースターマニホールドの上部はボイラー近くの便利な場所に配置されています。ブースターマニホールドの下部タップとパイプラインの下部ポイントとの間に十分な高さの差が確保されるように、マニホールドパイプを下げて、パイプラインの一定の勾配を維持します。
重力システムの主な利点は、その完全な非揮発性(固体燃料ボイラーとの組み合わせ)、シンプルさ、および複雑なデバイスがないことです。
欠点はかなりたくさんあります:
- 油圧抵抗を最小限に抑えるには、パイプの直径を十分大きくする必要があります。
- 各組み込みデバイスとデバイスは流体の動きを妨げるため、システムには最小限の数の遮断弁しかありません。これは、システムの完全なシャットダウンとラインからのクーラントの排出を必要とするため、修理中に問題を引き起こします。
- 信頼性の高い操作を行うには、重力システムを慎重に計算してバランスを取り、最適なパイプの直径とラジエーターのセクション数を選択する必要があります。システムの極端なラジエーターは、ボイラーを出た後に冷却液が入るものより大きくなければなりません。
システムに循環ポンプを設置すると、ほとんどすべての欠点が解消されます。このデバイスは、クーラントに追加の衝撃力を与え、パイプライン要素の油圧抵抗を克服できるようにします。
強制シングルパイプ暖房方式は、ほとんどの場合、個人の家に実装されています。
バイパスを設置することによるフローシステムの近代化のおかげで、動作温度のある冷却液がほぼ同時にすべてのデバイスに到達します
ポンプはラインのどこにでも取り付けることができます。ただし、温水がゴム部品(ガスケットおよびシール)に作用することにより、その寿命が短くなることを考慮する価値があります。
したがって、冷却されたクーラントが循環する戻り配管にユニットを設置することをお勧めします。その前に、可能性のある汚染物質の侵入を防ぐために、粗いフィルターを含める必要があります。
すべての装置と暖房システムの装置を遮断弁とバイパスを介して接続することをお勧めします。
このような設置により、システム全体を停止して水を完全に排出する必要なく、個々の要素の修理とメンテナンスが可能になります。
バイパスは無調整で調整可能です。最初のケースでは、供給パイプと出口パイプを接続する単純なパイプです。第二に-それはシャットオフ三方弁が装備されています
強制循環加熱システムの利点:
- より複雑で分岐した回路を実装し、輪郭の長さを増やすことができます。
- パイプの直径を大きくする必要はありません-ポンプは、流体の移動と均一な分配に十分なライン内の圧力を生成します。
- 循環は所定の速度で行われ、冷却液の加熱の度合いや加速セクションの存在には依存しません。
- パイプラインを敷設するときに傾斜角度を観察する必要はありません。クーラントの動きはポンプによって刺激されます。
さらに、各ラジエーターに制御装置を設置し、最適な暖房モードを維持して、エネルギーと暖房のコストを削減することができます。
シングルパイプ強制加熱の欠点は3つだけです。
- 電源への依存;
- ノイズ -動作するポンプを生成するいくつかの話題;
- 費用 -重力スキームと比較してデバイスのコストが高い。
それらを中和することは非常に簡単です。エネルギー依存性は、自律発電機を設置するか、システムを自然循環のモードに切り替える可能性によって解決されます。
ポンプがほとんど聞こえないようにするには、それを住宅以外の場所-バスルーム、トイレ、ボイラー室-に設置するだけで十分です。
ラインの上部の点で、特に密閉された膨張タンクでの強制加熱では、水から放出された空気を抽気する可能性を提供する必要があります。ラジエーターの場合、これらはパイプライン-空気分離器用の自動通気口またはMayevskyタップです
オープンまたはクローズの暖房システム?
システム内の油圧の過度の上昇とそのジャンプを回避するために、膨張タンクが設置されています。膨張時に余分な水を取り、冷却時にメインラインに戻し、システムのバランスを回復します。
システム全体の外観を決定する2つの根本的に異なる設計があります。
開放型膨張タンクとは、部分的または完全に開放型のタンクで、ボイラーの直後に、その最高点でメインに接続されています。
一定のレベルで端から液体が溢れるのを防ぐために、排水口が設けられています。排水口を通って、余分な水が下水道または通りに排水されます。
平屋建てでは、屋根裏部屋に補償容量が表示されることがよくあります。この場合、断熱されている必要があります。
クーラントのレベルを常に監視しないようにするために、拡張パイプに送水管が導入され、シンプルなフロートバルブが取り付けられています。
このような補償装置を備えた加熱システムは、開放型と呼ばれます。それは、非揮発性または複合熱供給の配置で使用されます。
高温の熱媒体が空気と直接接触することを想定しているため、その自然な蒸発と酸素飽和が発生します。
これに基づいて、オープンヒートサプライスキームには次の欠点があります。
- 重力システムのパイプラインを設置するときは、傾斜を観察することが不可欠です。この場合、システムで放出された空気はタンクと大気に放出されます。
- タンク内の水の量を定期的に監視して補充し、過剰な蒸発を防止する必要があります。
- 蒸発時に有毒物質が放出されるため、冷却剤として不凍液を使用することはできません。
循環液に含まれる酸素は、ラジエーターの鋼部品に腐食損傷を引き起こし、ラジエーターの寿命を縮めます。
ただし、それにはプラスがあります:
- ラインの圧力を常時監視する必要はありません。
- わずかな漏れがあっても、メインに十分な量の液体がある限り、システムは定期的に家を暖房します。
- システムの冷却液をバケツで補充することもできます-必要なレベルまで膨張タンクを水に注ぐだけです。
密閉された膨張タンクは、固体の密閉ハウジングであり、その内部容積は膜によって2つの部分に分割されています。 1つの空洞は空気で満たされ、2番目の空洞は高速道路に接続されています。
加熱されると、クーラントは体積が増加し、ダンパーの役割を果たす空気チャンバーに向かって膜を押します。水が冷えると、油圧が低下し、圧縮空気がシステムのバランスを取り、余分な水を圧搾してパイプラインに戻します。
すべての密閉タンクにはエアバルブが装備されています。緊急モードでは、エアチャンバー内の圧力が許容限度を超えると、ガスが排出され、デバイスが破壊から保護されます
膜膨張タンクを備えたシステムは、クローズドと呼ばれます。これは完全に密閉された油圧ラインです。
補償容量はシステムのどこにでも組み込むことができますが、ほとんどの場合、ボイラー近くの戻り配管に取り付けられており、メンテナンスを容易にします。
クローズドヒーティングシステムは、わずかな過圧が特徴です。したがって、セキュリティグループは高速道路の重要な要素になります。
アセンブリは、エアベント、圧力計、緊急モードで冷却液を捨てるための安全弁で構成されています。修理の際に停止する可能性があるため、供給配管に遮断弁が取り付けられています。
パイプラインが上昇している場合は、その上部に配置されます。
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セキュリティグループのコンポーネント
デバイスの機能
コンポーネントの場所
効率的なシングルパイプシステム
暖房を設計する場合、多くの要因が考慮されます-安定した電源の可用性と機器用の個別の部屋(ボイラー室、ボイラー室)、床の数とレイアウト、将来のデザインの美しさなど。
いずれの場合も、機器の場所と接続方法は異なります。
非常に小さな部屋(カントリーハウス)の場合、バッテリを直接メインパイプラインに直接接続する最も単純な自己流動方式が最も効果的です。
2基または3基のラジエーターを設置する場合、多数の遮断弁を設置する必要はありません。この場合、必要に応じてシステムから水を排出する方が簡単です。
大面積の建物では、熱供給システムは複雑で、時には分岐した構造です。この場合、熱伝達バッテリーと調整可能なバイパスを斜めに接続したレニングラードカ方式による強制加熱が最適なオプションになります。
このスキームは、ラジエーター領域の最大加熱と、動作モードを調整する機能を保証します。システムの要素のいずれかを切断するために、ライン全体から水を排出する必要はありません
ラジエーターを高速道路に接続する方法
ラジエーターの熱放散は、それらがラインに接続されている方法に依存します。
接続には主に3つのタイプがあります。
- 対角線;
- ラテラル;
- 下がる。
これらの各方法の特徴をより詳しく検討してください。
斜めまたは交差接続
対角線、またはクロス接続が最も効果的です。エリア全体でバッテリーの最大加熱が達成され、実質的に熱損失はありません。
この方式によれば、供給管はラジエーターの上部管に導かれ、排出管は装置の反対側に位置する下部管に接続される。多数のセクションがあるデバイスでは、対角線タイプの接続のみが使用されます。
横方向または一方向の接続
横方向または一方向の接続により、デバイスのすべてのセクションを均一に加熱できます。
接続のために、供給および出口パイプラインは片側で降ろされます。ほとんどの場合、このような接続は上部配線のある加熱装置で使用されます。
トップダウンフローのラジエーターを横方向に接続した暖房の熱放散は、97%です。クーラントの逆の動き-下から上へ-この数字は78%です
ラジエーターとパイプ接続を下げる
下部接続は、最も効率的な加熱方式ではありません。ただし、特にメインパイプラインが床下に隠れている場合は、かなり頻繁に配置されます。
入口パイプと出口パイプは、ラジエーターの異なる側にある下部パイプに通じています。
ラジエーターの下部接続の熱伝達率は88%です。
単一パイプシステムの利点と欠点
シングルパイプ暖房は、民間建設の分野で広く人気を得ています。
主な理由は、構造が比較的低コストであることと、専門家が関与することなくそれ自体で取り付けることができることです。
しかし、ワンパイプ加熱システムには他の利点があります:
- 油圧安定性-個々の回路が切断されたり、ラジエーターが交換されたり、セクションが構築されたりしても、システムの他の要素の熱伝達は変化しません。
- ラインの装置は最小数のパイプを要します。
- メインパイプ内のクーラントの量が2パイプより少ないため、慣性が低く、ウォームアップ時間が短いのが特徴です。
- 特にトランクパイプが隠されている場合は、見た目が美しく、部屋のインテリアが損なわれることはありません。
- 最新世代のバルブ(自動および手動の温度レギュレーターなど)を取り付けると、構造全体とその個々の要素の動作モードを微調整できます。
- シンプルで信頼性の高いデザイン。
- 設置、メンテナンス、操作が簡単。
制御装置と監視装置を暖房システムに接続すると、完全自動運転モードに移行できます。
スマートホームシステムとの統合が可能です。この場合、時刻、季節、その他の決定的な要因に応じて、最適な暖房モードのプログラムを設定できます。
シングルパイプ加熱ラインは、仕上げによって完全に隠すことができます。そのような装置は部屋の外観を損なうだけでなく、そのディテールにもなります-インテリアのアイテム
単管熱供給の主な欠点は、ラインの長さに沿った熱放出バッテリーの加熱の不均衡です。
冷却剤は、回路に沿って移動するときに冷却されます。このため、ボイラーから離れた場所に設置されたラジエーターは、近くに配置されたものよりも熱くなりません。したがって、ゆっくりと冷却する鋳鉄製の電化製品を設置することをお勧めします。
循環ポンプを設置すると、冷却剤は加熱回路をより均一に加熱できますが、十分な長さのパイプラインを使用すると、かなりの冷却が見られます。
この現象の悪影響を2つの方法で軽減します。
- ボイラーから離れたラジエーターでは、セクションの数が増えます。これにより、熱伝導面積と伝達される熱量が増加し、部屋が均等に加熱されます。
- 彼らは、部屋に放熱装置を合理的に配置したプロジェクトを作成します。最も強力なのは、子供部屋、寝室、および「冷たい」(北、コーナー)部屋に設置されます。クーラントが冷えると、リビングルームとキッチンは移動しますが、最終的には非住宅用のユーティリティルームになります。
このような対策により、特に150m²までの面積を持つ1階建ておよび2階建ての建物の場合、シングルパイプシステムの欠点が最小限に抑えられます。そのような家では、シングルパイプ暖房が最も収益性が高いです。
ラジエーターだけでなく、床下暖房の輪郭も単管暖房ラインに接続されています。ビデオは、そのようなインストールを実行する方法を示しています。
単管加熱はシンプルで信頼性の高いシステムです。ただし、効果的な加熱のためには、個々の要素を慎重に選択する必要があります。これを行うには、専門家の助言を求めることをお勧めします。専門家は、推定計算を実行するのに役立ちます。
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