Optimalus šildymo išvedžiojimas privačiame name: visų tipinių schemų palyginimas

Sprendžiant būsto šildymo užduotį, yra daugybė šilumnešio tiekimo ir išvedimo sistemos konstravimo kombinacijų. Kiekvienas šildymo paskirstymas privačiame name gali būti klasifikuojamas pagal kelis požymius.

Siūlome išsiaiškinti galimų variantų įrengimo ir veikimo niuansus. Supratimas apie projektavimo principus, kiekvieno paskirstymo tipo privalumus ir trūkumus padės planuoti sistemos geometriją ir jos išdėstymą atsižvelgiant į individualias patalpos ypatybes.

Optimalios kontūro geometrijos modeliavimas

Vienam privačiam namui gali būti suprojektuoti keli uždari vandens kontūrai, kurie šildys skirtingas patalpas. Jie gali žymiai skirtis vienas nuo kito pagal paskirstymo tipą.

Projektuojant pirmiausia remiamasi sistemos veiksnumu, taip pat optimalia geometrija sąnaudų mažinimo, montavimo paprastumo ir galimybės įkomponuoti šildymo elementus į patalpų dizainą požiūriu.

Natūrali ir priverstinė vandens cirkuliacija

Šilumnešio šildymas namo šildymui vyksta viename ar keliuose įrenginiuose, esančiuose patalpos viduje. Tai gali būti krosnys, židiniai, taip pat dujiniai, elektriniai arba kietojo kuro katilai.

Vandens slėgį kontūre užtikrina arba naudodami cirkuliacinius siurblius, arba suformuodami sistemos geometriją, leidžiančią sudaryti sąlygas natūraliai cirkuliacijai.

Taip pat karšto vandens šaltiniu gali būti centralizuota šildymo sistema keletui namų. Esant silpnam slėgiui, galima prijungti cirkuliacinius siurblius, kad būtų sukurtas papildomas slėgis ir padidintas skysčio judėjimo vamzdžiais greitis.

Cirkuliacinio siurblio įrengimas sukuria pakankamą slėgį sistemoje, todėl galima naudoti tokius išvadų variantus, kurių negalima taikyti esant natūraliai cirkuliacijai.

Renkantis variantą su natūralia šilumnešio cirkuliacija arba esant mažam slėgiui vamzdžiuose centralizuotame šildyme, būtina atidžiai įvertinti galimybę maksimaliai išnaudoti fizikinius dėsnius, leidžiančius pradėti ir palaikyti skysčio judėjimą.

Privalomas išvado elementas šiuo atveju yra įsibėgėjimo kolektorius. Jis yra vertikalus vamzdis, kuriuo karštas vanduo kyla aukštyn, paskui paskirstomas šildymo prietaisams ir, praradęs pradinę temperatūrą, teka žemyn.

Dėl skirtingo tankio susidaro karšto ir šalto skysčio stulpo hidrostatinio slėgio skirtumas, kuris yra varomoji vandens cirkuliacijos jėga.

Vertikalus ir horizontalus paskirstymas

Karšto vandens tiekimas radiatoriams gali būti atliktas įvairiais būdais. Išvadai sąlyginai skirstomi į vertikalius ir horizontalius, pagal vamzdžių (stovų) padėtį, tiekiančių vandenį tiesiai į šildymo radiatorius.

Šiuolaikiniuose namuose dažniau naudojama horizontali nei vertikali šildymo išvadų sistema. Priežastis ta, kad radiatorių išdėstymo schemos skirtinguose aukštuose retai sutampa.

Vertikalios schemos su viršutiniu karšto vandens tiekimu maksimaliai išnaudoja hidrostatinio slėgio skirtumą tarp šiltų ir šaltų kontūro segmentų, todėl jos beveik visada naudojamos natūralioje cirkuliacijoje, taip pat esant žemam slėgiui sistemoje.

Be to, tokios schemos yra veiksmingos avariniu siurblio išjungimu, kuris gali įvykti dėl jo gedimo ar elektros energijos trūkumo.

Išvadai su apatiniu tiekimu beveik nenaudojami šildymui su natūralia cirkuliacija. Esant geram slėgiui sistemoje, jų naudojimas yra pagrįstas, nes tokia schema turi du reikšmingus privalumus, palyginti su alternatyviu variantu.

Schemos privalumai:

• mažesnis bendras naudojamų vamzdžių ilgis;
• nereikia vesti vamzdžių per palėpę ar technines nišas po antrojo aukšto lubomis.

Horizontalią išvadų schemą naudoja vieno aukšto privatiems namams. Jei pastatas turi du ar daugiau aukštų, ji dažnai naudojama tuo atveju, kai dizaino požiūriu vertikalūs stovai nėra pageidaujami.

Horizontalius vamzdžius, tiekiančius ir išleidžiančius vandenį, galima organiškai įkomponuoti į patalpų interjerą, taip pat paslėpti po grindimis arba nišose, esančiose grindų lygyje.

Vieno ar dviejų vamzdžių varianto pasirinkimas

Karšto vandens tiekimas ir atvėsusio vandens nuvedimas privačiam namui šildyti gali būti vykdomas vienu arba dviem vamzdžiais. Kiekvienas variantas turi teigiamų ir neigiamų pusių, taip pat naudojimo ypatumų, priklausomai nuo išvadų tipo.

Interjero dizaino požiūriu antro vamzdžio buvimas neturi jokios įtakos šildymo sistemos išvaizdai dėl apatinio sistemos prijungimo prie radiatorių varianto ir galimybės sumažinti vamzdžių skersmenis.

Vienvamzdės prijungimo schemos naudojimas

Privataus namo vandens šildymo schema, naudojant vieną vamzdį karštam vandeniui tiekti ir atvėsusiam vandeniui nuvesti, vadinama vieno vamzdžio sistema. Pagrindinis tokios sistemos privalumas yra vamzdžių ilgio sumažinimas.

Pagrindiniai varianto privalumai:

• mažiausios išlaidos šildymo sistemos elementų įsigijimui;
• paprasčiausias ir greičiausias montavimas;
• mažiausia avarijos rizika.

Pagrindinis vieno vamzdžio šildymo trūkumas yra laipsniškas vandens temperatūros mažėjimas, kai vanduo nuosekliai teka per visus kontūro radiatorius.

Todėl tenka naudoti šiek tiek didesnį paskutinių radiatorių paviršiaus plotą (didesnį sekcijų skaičių), o tai dažnai panaikina kainos naudą, gautą sumažinus vamzdžių ilgį.

Be to, dėl šio trūkumo vienam kontūrui taikomi apribojimai dėl prijungiamų radiatorių skaičiaus. Jei jų bus per daug, paskutiniai pagal šilumnešio judėjimo kryptį praktiškai nespinduliuos šilumos.

Be to, iškyla problema apskaičiuojant šilumos atidavimą. Čia reikia atsižvelgti, kad pirmųjų radiatorių atjungimas nuo šildymo sistemos padidina įeinančio vandens temperatūrą vėlesniems įrenginiams.

Vienvamzdžių schemų su vertikaliu apatiniu paskirstymu taikyti beprasmiška, nes vamzdžių ilgis bus toks pat, kaip ir dvivamzdžio varianto, todėl visi privalumai išnyksta, o trūkumai lieka.

Jei šilumnešio grįžimas vyksta tuo pačiu maršrutu kaip ir tiekimas, bendras vamzdžių ilgis abiem variantais yra beveik vienodas

Šildymo prietaiso prijungimas paprastai atliekamas per aplinkkelį, kad būtų galima atjungti bet kurį iš jų nesustabdant vandens cirkuliacijos kontūre.

Taupant čiaupus galima nedaryti vandens aplinkkelio per atšaką, bet tada teks sustabdyti šios sistemos dalies darbą ir išleisti vandenį, jei reikės keisti ar taisyti radiatorių.

Ekonomiškiausias variantas – naudoti vieną plieninį vamzdį, kurio skersmuo 1,5–2 coliai, be šildymo radiatorių. Čiaupų ir jungiamųjų detalių nebuvimas tokią sistemą daro ir praktiškiausią, nes sumažėja vandens nutekėjimo ar proveržio rizika.

Išsamiai apie vienvamzdės šildymo sistemos skaičiavimą skaitykite šiame straipsnyje.

Dviejų vamzdžių šildymo varianto taikymas

Šildymo kontūro schema, kai vienas vamzdis naudojamas karšto vandens tiekimui prie šildymo prietaisų, o antras – atvėsinto vandens grąžinimui, vadinama dvivamzde.

Pagrindiniai jos privalumai:

• visiems radiatoriams tiekiamo vandens temperatūra yra vienoda;
• vieno ar kelių radiatorių atjungimas neturi įtakos tiekiamo vandens temperatūrai kitiems šildymo prietaisams;
• vieno šildymo kontūro radiatorių skaičiaus apribojimai priklauso tik nuo vamzdžių pralaidumo.

Pagrindinis tokio paskirstymo trūkumas yra šiek tiek padidėjęs vamzdžių ilgis.

Tai sukelia keletą papildomų trūkumų:

• išauga šildymo sistemos elementų įsigijimo ir montavimo išlaidos;
• apsunkinama integracija į privataus namo interjerą.

Jungiamųjų detalių ir čiaupų kiekis dvivamzdėje sistemoje yra beveik toks pat kaip vienvamzdėje.

Taikant lygiagrečią šilumnešio judėjimo schemą, bendras vamzdžių ilgis naudojant dvivamzdę sistemą padidėja atstumu tarp pirmojo ir paskutiniojo radiatoriaus. Kartais šis atstumas yra nereikšmingas, palyginti su visa kontūro ilgine.

Pagal karšto ir atvėsinto vandens santykinį judėjimą dvivamzdžių išvadų schemos skirstomos į du tipus:

• lygiagrečią;
• akligatvinę.

Lygiagreti schema. Abu srautai juda ta pačia kryptimi, todėl kiekvieno radiatoriaus šilumnešio apyvartos ciklo ilgis yra vienodas. Tokiu atveju, paleidus šildymo sistemą, jie įšyla vienodu greičiu.

Aklisgatvinis variantas. Karšto ir atvėsinto vandens judėjimo kryptis yra priešinga. Arčiau katilo esantys radiatoriai įkaista greičiau.

Kuo mažesnis vandens greitis, tuo šis poveikis labiau pastebimas, todėl esant natūraliai cirkuliacijai, kai kurių patalpų šildymas vyks žymiai lėčiau nei kitų.

Jei naudojamas cirkuliacinis siurblys arba atstumas tarp pirmojo ir paskutiniojo radiatoriaus kontūre yra nereikšmingas, tai netolygaus šildymo efektas esant akligatvinei dvivamzdei išvadai yra nepastebimas. Tuomet pasirinkimas vieno ar kito varianto naudai yra nulemtas vien tik patogumo atvesti grąžinamąjį vamzdį sumetimais.

Paskirstymo kolektoriaus įtraukimas į sistemą

Pastaruoju metu populiarus vandens šildymo organizavimo būdas yra vadinamoji “spindulinė schema” naudojant paskirstymo kolektorių.

Toks išvadų metodas patikimai veikia tik esant geram vandens slėgiui sistemoje, todėl jis nenaudojamas esant natūraliai cirkuliacijai.

Spindulinis paskirstymas numato kiekvieno šildymo prietaiso (arba nedidelės jų grupės) tiesioginį prijungimą prie paskirstymo kolektoriaus, kuris dalija karštą ir surenka atvėsintą vandenį

Spindulinė radiatorių prijungimo sistema

Tolygiausią ir valdomiausią šilumnešio srauto padalijimą tarp šildymo prietaisų galima atlikti naudojant paskirstymo kolektorių.

Įrenginį sudaro dvi šukos, į vieną iš kurių karštas vanduo patenka iš katilo ir paskirstomas radiatoriams, o į kitą atvėsintas vanduo grįžta ir nukreipiamas atgal į katilą.

Radiatorių prijungimas per paskirstymo kolektorių vyksta lygiagrečiai, todėl esant tokiam paskirstymui pasiekiamas minimalus šilumnešio temperatūros skirtumas, tiekiamo šildymo prietaisams.

Tai labai palengvina radiatorių parametrų skaičiavimą projektavimo etape, taip pat leidžia lengvai reguliuoti kiekvieno prietaiso galią eksploatacijos metu.

Antras reikšmingas tokio paskirstymo privalumas yra galimybė valdyti šilumnešio tiekimo parametrus visiems prietaisams iš vienos vietos. Kolektorius dedamas į specialią spintą su prieiga prie indikatorių ir valdymo elementų: vožtuvų, čiaupų ir siurblių.

Tai patogu namo mikroklimato reguliavimo požiūriu ir leidžia lengviau įkomponuoti radiatorius į patalpos interjerą.

Trūkumams, susijusiems su kolektorine šildymo paskirstymo schema, priskiriamas maksimalus vandens tiekimo ir nuotėkio vamzdžių ilgis prie radiatorių. Šis variantas yra brangiausias pagal kontūro elementų kainą ir sudėtingiausias montuojant, taip pat reikalauja tam tikros kvalifikacijos.

Kolektoriaus naudojimas įvairių tipų šildymo prietaisams prijungti reikalauja gero vandens šildymo temos supratimo, o kartais ir hidraulinių skaičiavimų atlikimo, kad tokios sistemos veiktų normaliai.

Paprastai vamzdžiai spindulinėje šildymo paskirstymo sistemoje montuojami į grindų lygintuvą. Tai reiškia, kad tokią sistemą reikia projektuoti ir įrengti statant arba atliekant kapitalinį privačiojo namo remontą.

Atlikti kolektorinį variantą radiatoriams prijungti ar pakeisti kontūrų geometriją patalpose, kuriose jau atliktas vidaus remontas, yra gana sudėtinga. Tai antras reikšmingas tokio tipo paskirstymo trūkumas.

Šiltų grindų naudojimo taisyklės

Patogus ir labai populiarus gyvenamųjų patalpų šildymo būdas – šiltų grindų įrengimas. Jei šildomas plotas nedidelis, galima apsiriboti vienu vamzdžiu, įdėtu į grindų lygintuvą.

Šiltų grindų prijungimas prie šildymo sistemos per paskirstymo kolektorių yra vienintelis galimas variantas dideliems plotams šildyti tokiu būdu.

Dideliems plotams vieno vamzdžio naudojimas neįmanomas dėl šių priežasčių:

• tiekiamos šilumos kiekio nepakaks visai patalpai šildyti, be to, šis šildymas bus netolygus;
• esant dideliam ilgiui, atsiranda stiprus hidrodinaminis skysčio srauto pasipriešinimas, dėl ko pernelyg daug elektros energijos išleidžiama slėgiui sukurti ir padidėja vandens proveržio rizika jungčių vietose.

Todėl, esant dideliam šiltų grindų plotui, kelių vamzdžių naudojimas yra ne pageidavimas, o būtinybė.

Tokiu atveju prijungimas atliekamas per paskirstymo kolektorių.

Dažnai kolektorius aprūpinamas maišymo mazgu, kad būtų reguliuojama vandens temperatūra, tiekiama į šildomų grindų vamzdžius. Reikalas tas, kad šildymo radiatoriams paprastai naudojamas skystis, kurio temperatūros diapazonas yra 70-80 °C, o šildomoms grindims reikia apie 40 °C.

Temperatūros reguliavimas per maišytuvą yra patikimas, o tai labai svarbu, nes temperatūros viršijimas gali sukelti didelę grindų dangos deformaciją: linoleumo, laminato ar parketo.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Scheminis šildymo išvadų vaizdas didelio ploto dviejų aukštų name. Dviejų vamzdžių lygiagreti ir aklagalvė sistema bei šildomos grindys, prijungtos per kolektorius. Cirkuliacinių siurblių konflikto pašalinimas naudojant hidraulinę rodyklę:

Spindulinė schema dviaukščio pastato šildymui. Kadangi apdaila dar nebuvo atlikta, visi išvadai yra gerai matomi. Vamzdžių klojimo ant grindų po betoniniu lygintuvu niuansai:

Praktikuojančio šildymo sistemų montavimo meistro nuomonė apie įvairias schemas, naudojamas privačiuose namuose. Apžvalga apie natūralios cirkuliacijos, vienvamzdės, dvivamzdės lygiagrečios ir aklagalvės, taip pat kolektorinės išvadų sistemų privalumus ir trūkumus:

Pateikti namų šildymo išvadai yra tipiniai ir gali būti modifikuojami atsižvelgiant į patalpų geometriją, reikiamas temperatūros vertes ar kitus veiksnius. Modifikuojant schemas būtina laikytis fizikos, hidraulikos, medžiagotyros ir kitų disciplinų dėsnių bei pagrindinių nuostatų.

Sudėtingų ar nestandartinių užduočių atveju geriau kreiptis į specialistus, nes šildymo sistemų perdarymas gali būti net brangesnis nei jų modeliavimas ir montavimas.

Jei kilo klausimų ar norite pasidalinti asmenine patirtimi apie šildymo išvadus savo namuose, prašome palikti komentarus po šiuo straipsniu. Savo atsiliepimą galite papildyti nuotrauka – kontaktinė forma yra žemiau.