加热系统的特点
在设计私人住宅的供暖系统时，它的所有特征都经过初步计算，所有的细微差别，即使是最微不足道的，都被考虑在内。还对工作的有效性进行了初步评估。
如果专业人士担任设计师，他一定会熟悉您对完成结果的所有要求，并考虑到工作中的所有愿望
当然，与普遍接受的技术标准和规范相悖的要求在设计时将不予考虑
乡间别墅燃气供暖应注意哪些特点？
- 锅炉的总运行功率（如果您的供暖系统需要多个供暖锅炉，则为锅炉）。
- 泵功率（如果我们谈论的是燃气加热系统，那么原则上泵的存在可以被认为是一个强制性因素）。
- 散热器的特点和基本参数（您家的供暖将直接取决于此）。
- 实施“暖地板”系统的可能性（一种相当流行的，也许是当今最有效的系统之一：加热面积增加了几倍）。
- 游泳池、按摩浴缸、额外的水龙头的存在。
通过仔细考虑所有这些因素，您可以获得完全满足房屋（公寓）业主所有需求的最高效和高质量的供暖系统。
顺便说一句，国内的燃气供暖也是按照上述参数计算的。
私人住宅中的两管电路
首先，让我们概括一下。以计算私人住宅供暖用聚丙烯制成的管道直径为例。基本上，电路使用横截面为 25 mm 的产品，散热器放置 20 mm。由于私人住宅中用作电池支管的供暖管道尺寸较小，因此会发生以下过程：
冷却液速度增加；
改善散热器中的循环；
电池加热均匀，这在底部连接时很重要。
20 mm 主回路直径和 16 mm 弯头的组合也是可能的。
为验证上述数据，您可以自行计算私人住宅供暖管道的直径。这将需要以下值：
房间的平方英尺。
知道了加热的平方米数，我们就可以计算出锅炉的功率以及选择什么管径来加热。加热器功率越大，可以与之串联使用的产品截面就越大。加热一平方米的房间，需要0.1千瓦的锅炉功率。如果天花板为标准 2.5 m，则数据有效；
热损失。
该指标取决于区域和墙体绝缘。底线是热量损失越大，加热器应该越强大。绕过近似计算不合适的复杂计算，只需在上面计算的锅炉功率上增加20%即可；
回路中水的速度。
冷却液速度允许在 0.2 到 1.5 m/s 的范围内。同时，在大多数强制循环供暖管道直径的计算中，习惯上取0.6m/s的平均值。在这个速度下，冷却剂与墙壁摩擦产生的噪音被排除在外；
冷却液有多凉。
为此，从供应温度中减去返回温度。自然，您无法知道确切的数据，尤其是因为您处于设计阶段。因此，使用平均数据进行操作，分别为 80 度和 60 度。基于此，热损失为20度。
现在计算本身就是如何选择加热管道的直径。为此，请采用一个公式，其中最初有两个常数，其和为 304.44。
最后一个动作是提取结果的平方根。为了清楚起见，让我们计算一下用于为面积为 120 平方米的一层私人住宅供暖的管道直径：
304.44 x (120 x 0.1 + 20%) / 20 / 0.6 = 368.328
现在我们计算 368.328 的平方根，等于 19.11 mm。在选择供暖管径之前，我们再次强调一下，这就是所谓的条件通道。由不同材料制成的产品具有不同的壁厚。因此，例如，聚丙烯的壁比金属塑料厚。由于我们使用聚丙烯轮廓作为样本，我们将继续考虑这种材料。这些产品的标记表示外部截面和壁厚。使用减法方法，我们找出我们需要的值并在商店中选择它。
聚丙烯管的外径和内径之比
为方便起见，我们使用表格。
根据表格的结果，我们可以得出结论：
- 如果 10 个大气压的公称压力就足够了，那么用于加热的管道的外部截面为 25 毫米；
- 如果需要 20 或 25 个大气压的标称压力，则为 32 mm。
供热方式
在现代私人住宅的内部，您经常可以看到壁炉或火炉，但它们通常是房间整体风格的元素。在这种情况下，单回路或双回路锅炉负责房屋内的热量。此外，第一种选择仅用于加热房间，第二种锅炉同时提供热量和热水。
私人住宅中供暖系统的布置可以使用供暖锅炉的单管和两管接线图进行。在选择其中一个选项之前，您应该更详细地研究每种类型的特征和特征，并确定它们的优缺点。
用自己的双手组织供暖系统的特点
私人住宅中的自助供暖连接始于锅炉安装和管道的安装工作。如果设备的功率不超过 60 kW，则允许将其安装在厨房中。对于更强大的热发生器，将需要一个特殊的锅炉房。具有开放式燃烧室的加热设备，旨在燃烧不同类型的燃料，需要良好的空气供应。此外，需要一个烟囱来去除燃烧产物。为了使水自然流动，锅炉回水管必须低于底层电池的水平面。
安装热发生器时，必须考虑到墙壁和其他设备的最小允许距离。大多数情况下，这些说明可在产品随附的说明中找到。
在没有特别说明的情况下，安装锅炉时使用以下规则：
- 锅炉前侧的通道宽度必须至少为 1m。
- 如果不需要从侧面和背面维护设备，则留有 70 到 150 厘米的间隙。
- 相邻设备的位置不应小于 70 厘米。
- 如果两台锅炉并排安装，则它们之间应留有1m的通道，如果对置安装，则距离增加至2米。
- 悬挂式安装使没有侧通道成为可能：主要是前面有一个间隙，便于维护。
单管加热系统的装置和元件
如前所述，单管系统是一个封闭回路，包括锅炉、主管道、散热器、膨胀罐以及循环冷却剂的元件。循环可以是自然的或强制的。
通过自然循环，冷却剂的运动由不同的水密度来保证：密度较低的热水在来自回流回路的冷却水的压力下被强制进入系统，从立管上升到上点，从那里它沿着主管移动，并通过散热器和系统的其他元件进行拆卸。管道的坡度必须至少为 3-5 度。这个条件不能总是得到满足，特别是在带有扩展供暖系统的大型单层房屋中，因为这种坡度的高度差为每米管道长度 5 到 7 厘米。
强制循环由循环泵进行，循环泵安装在锅炉入口正前方的回路反向部分。在泵的帮助下，产生的压力足以将加热水的温度保持在规定的范围内。在强制循环系统中，主管的坡度可以小得多——通常每 1 米管道长度提供 0.5 厘米的差异就足够了。
用于单管加热系统的循环泵
为了避免在停电时冷却剂停滞，在强制循环系统中，安装了一个加速收集器 - 一根将冷却剂升高到至少一米半的高度的管道。在加速歧管的上部，一根管道排入膨胀罐，其目的是调节系统中的压力并排除其紧急增加。
在现代系统中，安装了封闭式膨胀罐，不包括冷却剂与空气的接触。柔性膜安装在这种罐内，在其一侧以超压泵送空气，在另一侧提供冷却剂出口。它们可以安装在系统中的任何位置。
将膨胀水箱连接到单管加热系统的示例
开放式膨胀水箱设计更简单，但需要强制安装在系统顶部，另外，其中的冷却液被氧气主动饱和，这会导致钢管和散热器因主动腐蚀而过早失效。
元件安装顺序如下：
- 加热锅炉加热（燃气、柴油、固体燃料、电或组合）；
- 可进入膨胀水箱的加速歧管；
- 沿着给定路线绕过房屋所有房屋的主要管道。首先，需要在最需要加热的房间画一个电路：儿童房、卧室、浴室，因为电路开始时的水温总是较高；
- 安装在选定位置的散热器；
- 循环泵紧接在回路返回部分入口之前进入锅炉。
单管解决方案
升温并涌入供应立管
有两种安装选项。在第一种情况下，一部分冷却剂进入散热器，而另一部分则填充下面的传热装置。根据需要调节水流。
流动选项提供冷却剂通过沿主管线安装的所有散热器的顺序移动。返回，与第一个方案不同，只有冷水。流量系统不允许您调节加热过程。
自主系统的效率受入口和出口压力差的影响。它负责冷却液的速度。对于单管连接方案，需要注意的是，压力是由管道的直径和集热器在起点的高度和终点的降低提供的。
太阳能是最经济的。通过安装适当的设备 - 电池可以免费获得资源，并且程度对于其加热并不重要，但只需要阳光。另一种替代能源形式是风力涡轮机。它们用于阳光很少的国家。当能源可用性问题变得尖锐时，自然能源的好处可能会鼓励您进行实验。
系统组件
在开始工作之前，制定了未来供暖系统的草案。带有燃气锅炉的私人住宅的供暖方案考虑了建筑物的大小和位置，并在此基础上选择了组件：
1.热发生器
加热系统的类型由选择的燃料决定。根据使用的燃料，有：
- 燃气锅炉。气体可以集中获得或创建自己的存储。
- 柴油机。
经济可靠的供暖方式——燃气锅炉
- 在固体燃料上。原材料是煤、木柴、泥炭、燃料压块或颗粒（木质燃料颗粒）。
- 电气。使用电解（电极）、感应装置以及加热元件上的锅炉。
- 结合。流行的选择是气体与固体或液体燃料的组合。
- 普遍的。该设计有几个用于不同类型燃料的燃烧室。
2. 管道
在私人住宅中安装燃气供暖涉及使用几种类型的管道：
- 钢。有焊接和机械（螺纹）方法连接的普通和镀锌产品。如果允许水结冰，可能会导致事故（破裂）。
- 聚合物（塑料）。它们不受腐蚀，安静，可以毫无问题地忍受霜冻。管道具有显着的热膨胀系数，不能很好地应对高温（只有金属管道适用于布置烟囱和管道锅炉）。
用燃气锅炉为私人住宅供暖的铜管
- 金属塑料。复合（多层）产品，可靠耐用。使用配件进行安装。
- 铜。它们不怕冻，因为它们的可塑性，它们具有高导热性（高于钢铁产品）。铜管易受电化学腐蚀，而且价格昂贵。
3.膨胀罐
水有显着的热膨胀（当加热到 90°C 时，它的体积增加了 4%）。如果在开放式（非密封）系统中这并不重要，那么在封闭式（强制循环）系统中，设备损坏会很严重。为了不破坏系统并补偿管道中的压力，其中内置了一个膨胀罐（液压蓄能器）。
膨胀水箱是一个密封的钢（有时是不锈钢）圆筒，由两个隔间组成。在隔间之间构建了一个柔性膜，将热冷却剂和加压气体分开。
膨胀水箱动作算法
4. 散热器
制造商为不同的加热系统生产电池；它们的制造材料（铸铁、钢、铝、双金属散热器）和部件数量不同。有几种类型的加热散热器：
- 分段。旧铸铁散热器和现代管状钢品种。
- 控制板。全锻钢，带有加热板和对流板，散热器的热量输出取决于这些板。
- 垂直（毛巾烘干机）。
- 对流器。
- 地暖系统。
5. 设备及配件
需要监控水加热系统。为此目的：
- 压力计；
- 控制和安全阀（截止阀和恒温阀）。
膨胀水箱上的压力表监测加热系统中的压力
替代加热方法
非传统能源仍不能完全替代传统能源，但它们的使用将对基本供暖成本产生积极影响。
人类利用大自然的能量礼物：
- 太阳;
- 风;
- 地面或水的热量。
太阳能集热器
此外，获得免费热量的最简单方法不需要能源成本。集热器是一个暴露在阳光下的散热器，它通过管道连接到一个蓄热器（一大桶水）。
冷却液在系统中循环，在散热器中加热，然后将接收到的热量散发给蓄热器。后者通过热交换器加热加热系统的工作介质。
最有效的是真空收集器，其中散热器管放置在装有抽空空气的烧瓶中（冷却剂就像是在热水瓶中）。
风力发电机
- 风力发电机（要产生 4 kW 的能量，需要一个 10 米长的叶轮）；
- 电池;
- 逆变器将直流电转换为交流电。
该系统的弱点是电池：它很贵，你必须经常更换它。
热泵
该设备与冰箱和空调中的设备完全相似，可让您从低品位来源“抽出”热能 - 温度为 +5 - +7 度的土壤或水。
该系统需要电力，但每消耗 1 kW 电力，就有可能获得 3 到 5 kW 的热量。
热泵的工作原理
家庭供暖系统的计算
| 私人住宅供暖系统的计算是从设计此类系统开始的第一件事。我们将与您讨论空气加热系统——这些是我们公司在私人住宅、商业建筑和工业场所设计和安装的系统。与传统的水加热系统相比，空气加热具有许多优势——您可以在此处了解更多信息。 |
系统计算 - 在线计算器
为什么需要对私人住宅的供暖进行初步计算？这是选择必要加热设备的正确功率所必需的，这使您可以实施一个加热系统，以平衡的方式为私人住宅的相应房间提供热量。适当的设备选择和正确计算私人住宅供暖系统的功率将合理地补偿建筑围护结构的热损失和街道空气流动以满足通风需求。这种计算的公式本身是相当复杂的-因此，我们建议您使用在线计算（上），或填写问卷（下）-这种情况下，我们的总工程师会计算，这项服务是完全免费的.
如何计算私人住宅的供暖？
这样的计算从哪里开始？首先，需要确定物体（在我们的例子中，这是一个私人乡间别墅）在最恶劣的天气条件下的最大热损失（这种计算是考虑到该地区最冷的五天时间段进行的） ）。计算膝盖上私人房屋的供暖系统是行不通的-为此，他们使用专门的计算公式和程序，使您可以根据房屋建造的初始数据（墙壁，窗户，屋顶）进行计算， ETC。）。根据获得的数据，选择净功率必须大于或等于计算值的设备。在加热系统的计算过程中，选择所需的管道空气加热器型号（通常是燃气空气加热器，尽管我们可以使用其他类型的加热器 - 水，电）。然后计算加热器的最大空气性能 - 换句话说，该设备的风扇每单位时间泵送多少空气。应该记住，设备的性能会因预期的使用模式而异：例如，空调时的性能要大于供暖时的性能。因此，如果将来计划使用空调，则需要将此模式下的空气流量作为所需性能的初始值 - 如果没有，则仅加热模式下的值就足够了。
在下一阶段，私人住宅的空气加热系统的计算被简化为正确确定空气分配系统的配置和计算风道的横截面。对于我们的系统，我们使用具有矩形截面的无法兰矩形风管 - 它们易于组装、可靠且方便地位于房屋结构元件之间的空间中。由于空气加热是一个低压系统，因此在建造它时必须考虑某些要求，例如，尽量减少空气管道的匝数 - 通向炉排的主要分支和终端分支。线路静电阻不超过100Pa。根据设备的性能和配风系统的配置，计算出所需的主风管截面。终端分支的数量取决于房屋每个特定房间所需的饲料格栅数量。在房屋的空气加热系统中，通常使用尺寸为 250x100 毫米且具有固定吞吐量的标准供应格栅 - 计算时考虑了出口处的最小空气速度。由于这种速度，房屋内感觉不到空气流动，没有气流和外来噪音。
| 私人住宅供暖的最终成本是在设计阶段结束后根据规范计算的，其中列出了已安装的设备和空气分配系统的元件，以及额外的控制和自动化设备。要初步计算供暖成本，您可以使用以下调查表计算供暖系统的成本： |
在线计算器
供暖系统管道
最受欢迎的是两种方案：单管和两管。让我们来看看它们是什么。
单管系统是最基本的选择，但不是最有效的。这是一个管道、阀门、自动化的恶性循环，其中心是锅炉。一条管道从它沿着下部底座延伸到所有房间，连接到所有电池和其他加热设备。
加图。易于安装，少量材料用于电路的构建。
减。冷却液在散热器上分布不均。最外面的房间里的电池会升温得更厉害，因为最后一个电池会阻碍水的流动。但是，这个问题可以通过安装泵或增加最后一个散热器中的部分数量来解决。
两管系统是一种更有效的方式，因为它解决了水在所有加热设备中均匀分布的问题。管道可以位于顶部（此选项更可取，因为这样水可以出于自然原因循环）或底部（则需要泵）。
自然循环方案
要了解重力系统的工作原理，请研究两层私人住宅中使用的典型方案。此处实现了组合布线：冷却剂的供应和返回通过两条水平管线进行，由带有散热器的单管垂直立管连接。
两层房屋的重力加热如何工作：
- 被锅炉加热的水的比重变小。更冷和更重的冷却剂开始将热水置换出来并在热交换器中占据一席之地。
- 加热的冷却剂沿垂直收集器移动，并沿水平线分布，该水平线朝向散热器倾斜。流速较低，约为 0.1-0.2 m/s。
- 沿着立管分流，水进入电池，在那里它成功地散发热量并冷却。在重力的影响下，它通过回水收集器返回锅炉，收集来自剩余立管的冷却剂。
- 水量的增加由安装在最高点的膨胀水箱补偿。通常，隔热容器位于建筑物的阁楼中。
循环泵重力分布示意图
在现代设计中，重力系统配备了泵，可加速房屋的循环和加热。抽油机放置在与供应线平行的旁路上，并在有电的情况下运行。当灯关闭时，泵处于空闲状态，冷却液因重力而循环。
重力的范围和缺点
重力方案的目的是在不连接电力的情况下为住宅供热，这在经常停电的偏远地区很重要。重力管道和电池网络能够与任何非挥发性锅炉或来自熔炉（以前称为蒸汽）加热一起工作。
让我们分析一下使用重力的负面影响：
- 由于流量小，必须通过使用大口径管道来增加冷却液流量，否则散热器不会升温；
- 为了“刺激”自然循环，铺设水平截面，每 1 m 主干坡度为 2-3 mm；
- 二楼天花板下和一楼地板以上的健康管道破坏了房间的外观，这在照片中很明显；
- 空气温度的自动调节很困难 - 对于不干扰冷却剂对流循环的电池，应该只购买全通径恒温阀；
- 该方案无法在 3 层楼的建筑中使用地暖；
- 供热网络中水量的增加意味着长时间的预热和高昂的燃料成本。
为了在供电不可靠的情况下满足第 1 条要求（见第一部分），两层私人住宅的业主将不得不承担材料成本 - 增加直径的管道和用于制造装饰的衬里盒子。其余的缺点并不严重 - 通过安装循环泵消除缓慢加热，效率低下 - 通过在散热器和管道绝缘上安装特殊的热头。
设计技巧
如果您将重力加热方案的开发掌握在自己手中，请务必考虑以下建议：
- 来自锅炉的垂直截面的最小直径为 50 毫米（即管道标称孔的内部尺寸）。
- 水平分布和收集收集器可以减少到 40 毫米，在最后一个电池的前面 - 最多 32 毫米。
- 每 1 米管道的斜度为 2-3 毫米，朝向供应处的散热器和返回处的锅炉。
- 考虑到回水管路的坡度，热发生器的进水管必须位于一楼电池的下方。可能需要在锅炉房内开一个小坑来安装热源。
- 在与二楼取暖设备的连接处，最好安装一个小直径（15mm）的直接旁路。
- 尝试将上部分配歧管放置在阁楼中，以免导致房间天花板下方。
- 使用带有溢流管的开放式膨胀水箱通向街道，而不是通向下水道。所以更方便的监控容器的溢出情况。该系统不适用于膜罐。
复杂规划的小屋中重力加热的计算和设计应委托给专家。最后一件事：直径 50 毫米及以上的管线必须使用钢管、铜或交联聚乙烯制成。金属-塑料的最大尺寸为40毫米，而聚丙烯的直径会因为壁厚而变得险恶。
