Öppet värmesystem: principiella scheman och viktiga installationsdetaljer

Tack vare enkel installation, låg kostnad och tillräcklig effektivitet fortsätter öppna värmesystem att vara efterfrågade. Genom att förstå funktionsprincipen, komponenterna och monteringsreglerna kan du själv organisera värmeförsörjningen i ditt hem.

Vi berättar hur du skapar en fungerande öppen värmeschema. Vi tipsar om hur du bygger systemet, genom att följa tekniska krav och normer noggrant vid val och sammankoppling av komponenter. Med våra rekommendationer bygger du en pålitlig och effektiv krets.

För gör-det-själv-are erbjuder vi dig att bekanta dig med beprövade monteringsalternativ. Den presenterade informationen kompletteras med användbara scheman, fotoalbum och videoinstruktioner.

Komponenter och funktionsprincip för systemet

I ett vattenburet värmesystem fungerar vätskan som medium för överföring av termisk energi från pannan till radiatorerna. Cirkulationen av värmeöverföringsvätskan kan ske över långa avstånd, vilket möjliggör uppvärmning av hus och lokaler i olika storlekar. Detta förklarar den utbredda användningen av vattenburen värmeförsörjning.

Ett öppet värmesystem kan fungera utan pump. Cirkulationen av värmeöverföringsvätskan bygger på termodynamiska principer. Vattenrörelsen i rören sker på grund av skillnaden i densitet mellan varm och kall vätska, samt lutningen på de dragna rören.

En oumbärlig komponent i systemet är ett öppet expansionskärl som tar emot överskott av uppvärmt värmemedium. Tack vare kärlet sker automatisk stabilisering av vätsketrycket. Kärlet installeras ovanför alla systemkomponenter.

Hela processen för öppen värmeförsörjning delas grovt in i två steg:

1. Framledning. Uppvärmt värmemedium rör sig från pannan till radiatorerna.
2. Retur. Överskott av varmt vatten går till expansionskärlet, kyls ner och återvänder till pannan.

I enrörssystem utför ett enda huvudrör både framledning och retur, medan i tvårörssystem är fram- och returledningar oberoende av varandra.

Varmvatten har lägre densitet än kallvatten, vilket skapar ett hydrostatiskt tryck i systemet. Under trycket rör sig varmvattnet till radiatorerna.

Det enklaste och mest tillgängliga för egen installation anses vara enrörssystem. Systemets konstruktion är enkel.

Grundutrustningen i ett enrörsvärmesystem inkluderar:

• värmepanna;
• radiatorer;
• expansionskärl;
• rör.

Vissa avstår från att installera radiatorer och lägger istället ett rör med diameter 8-10 cm runt husets omkrets. Experter påpekar dock att systemets effektivitet och användarvänlighet minskar med denna lösning.

Schema för gravitationsstyrt enrörssystem av öppen typ är oberoende av el. Kostnaderna för rör, armatur och utrustning är relativt låga. Systemet kan fungera med olika typer av pannor.

Det är mer komplicerat och dyrare att bygga tvårörsvärmesystemet. Men kostnaderna och komplexiteten kompenseras fullt ut av att de vanliga bristerna med enrörssystem elimineras.

Värmebäraren med samma temperatur levereras praktiskt taget samtidigt till alla enheter, det avkylda vattnet samlas upp i returledningen och rinner inte över till nästa radiator.

För att betjäna varje enhet i en tvårörsvärmekrets installeras en framledning och en returledning, vilket gör att systemet levererar värmebärare med samma temperatur till alla punkter, och det avkylda vattnet samlas upp och leds tillbaka till pannan via returledningen – en ledning oberoende av framledningen.

Krav på installation och drift

När du installerar värmeförsörjningen i ett hus är det viktigt att ta hänsyn till ett antal särdrag hos ett öppet värmesystem:

1. För att du ska säkerställa normal cirkulation ska du installera pannan på den lägsta punkten av ledningen och expansionskärlet på den högsta punkten.
2. Den optimala platsen för expansionskärlet är vindsvåningen. Under den kalla årstiden måste du isolera kärlet och framledningsstammen inom det ouppvärmda vindsutrymmet.
3. Du bör dra ledningen med ett minimum av böjar, kopplingar och formdelar.
4. I ett gravitationsvärmesystem cirkulerar vattnet långsamt (0,1-0,3 m/s), därför måste uppvärmningen ske gradvis. Du får inte låta vattnet koka – det påskyndar slitaget på radiatorer och rör.
5. Om värmesystemet inte används på vintern måste du tömma ut vätskan – denna åtgärd håller rör, radiatorer och panna hela.
6. Du måste kontrollera nivån på värmebäraren i expansionskärlet och fylla på den regelbundet. Annars uppstår luftfickor i ledningen som minskar radiatorernas effektivitet.
7. Vatten är den optimala värmebäraren. Frostskyddsmedel (antifrys) är giftigt och rekommenderas inte för system som har fri kontakt med atmosfären. Det är lämpligt att använda det om du inte har möjlighet att tömma värmebäraren under den ouppvärmda perioden.

Särskild uppmärksamhet ägnas åt beräkning av rörledningens tvärsnitt och lutning. Designnormerna regleras av SNiP nummer 2.04.01-85.

I kretsar med gravitationsrörelse hos värmebäraren är rörens tvärsnittsarea större än i pumpsystem, men den totala längden på rörledningen är nästan hälften så stor. Lutningen på systemets horisontella sektioner, som är 2 – 3 mm per löpmeter, görs endast vid installation av värmeförsörjning med naturlig rörelse av värmebäraren.

Underlåtenhet att följa lutningen vid installation av system med naturlig värmebärarflöde leder till luftning av rör och otillräcklig uppvärmning av radiatorer som är avlägsna från pannan. Som ett resultat minskar värmeeffektiviteten.

Typer av öppna värmesystem

I ett öppet värmesystem sker värmebärarens rörelse på två olika sätt. Det första alternativet är naturlig eller gravitationscirkulation, det andra är forcerad eller atrificiell påtryckning från en pump.

Valet av schema beror på byggnadens antal våningar och yta, samt på den avsedda temperaturregimen.

Naturlig cirkulation i värmesystem

I ett gravitationssystem finns ingen mekanism för atte säkerställa värmebärarens rörelse. Processen sker enbart genom expansion av varmvatten. För att systemet ska fungera finns en accelerationsstigare, vars höjd är minst 3,5 m.

Om man försummar installationen av en vertikal genomgångsstigare, är det stor sannolikhet att värmebäraren som kommer från pannan inte kommer att utveckla tillräcklig hastighet

Ett värmeförsörjningssystem av naturlig cirkulationstyp är optimalt lämlpig för byggnader upp till 60 kvm. Den maximala längden på en krets som kan ge värme anse vara 30 m. En viktig faktor är byggnadens höjd och antalet våningar, vilket möjliggör installation av en accelerationsstigare.

Naturlig cirkulation passar inte för lågtemperaturdrift. Otillräcklig expansion av värmebäraren skapar inte tillräckligt tryck i systemet.

Möligheter med tyngdkraftsschemat:

1. Ansltning till golvvärme. På vattenkretsen som leder till golvet installeras en cirkulationspump. Resten av systemet fungerar som vanligt. Vid strömavbrtt fortsätter huset att värmas up.
2. Arbete med varmvattenberedare. Värmeenheten installeras högt upp i systemet – något under expansionskärlet.

För att säkerställa oavbruten drft kan en pump installeras på varmvattenberedaren. Då övergår värmeförsörjnings- och varmvattenproduktionsschemat automatiskt til forcerade alternativ. Dessutom installeras en backventil som förhindrar recirkulation av värmebäraren.

Tvångssystem med pump

För att öka värmebärarens hastighet och minska tiden för uppvärmning av rummet installeras en pump. Vattenflödeshastigheten ökar til 0,3-0,7 m/s. Värmeöverföringsintensiteten ökar och huvdledningens grenar värmas up jämnt.

Pumpsystem byggs både av öppen och sluten typ. I öppna kretsar installeras expansionskärlet vid systemets högsta punkt. Närvaron av en pump gör det möjligt att förlänga rörledningen mellan värmepannan och elementen, både i höjd och längd.

Viktiga punkter för att organisera ett tvångssystem:

1. En krets med inbyggd pump är strömberoende. För att värmen i rummet inte ska upphöra vid strömavbrott placeras pumputrustningen på en bypass.
2. Pumpen installeras före inloppet till pannan på returröret. Avståndet till pannan är 1,5 m.
3. När du installerar pumpen, ta hänsyn till vattenflödets riktning.

På returledningen monterar du två avstängningsventiler och en bypass med cirkulationspump. När det finns ström i nätet stängs ventilerna – värmeöverföringsmedlet rör sig genom pumpen. Om spänningen saknas måste du öppna ventilerna – systemet övergår till naturlig cirkulation.

På framledningsröret måste du installera en backventil. Ventilen placeras direkt efter pannan och förhindrar recirkulation av värmeöverföringsmedlet när pumpen är igång.

Alternativ för rördragning i systemet

Systemets effektivitet, ekonomi och estetik beror på layouten av värmeelementen och anslutningsrören. Valet av rördragning bestäms utifrån husets konstruktion och storlek.

Specifikationer för enrörs- och tvårörssystem

Uppvärmt vatten når elementen och återvänder till pannan på olika sätt. I ett enkretssystem leds värmeöverföringsmedlet genom en huvudledning med stor diameter. Rörledningen passerar genom alla element.

Fördelar med ett enrörssystem med naturlig cirkulation:

• minimal materialåtgång;
• enkel installation;
• begränsat antal rör inne i bostaden.

Den största nackdelen med ett enrörssystem där samma rör fungerar som både fram- och returledning är ojämn uppvärmning av radiatorerna. Värmens intensitet och värmeavgivning från elementen minskar ju längre bort från pannan de befinner sig.

Vid en lång rördragning och många radiatorer kan det sista elementet bli helt ineffektivt. «Heta» värmeelement rekommenderas att installeras i rum på norrsidan, barnrum och sovrum.

Tvårörsvärmesystemet vinner stadigt mark. Elementen ansluter både retur- och framledning. Mellan elementen och värmekällan bildas lokala slingor.

Systemets främsta fördelar:

• alla värmeelement värms jämnt upp;
• möjlighet att reglera värmen för varje radiator separat;
• systemets driftsäkerhet.

Ett tvåkretssystem kräver större investeringar och arbetsinsats. Att installera två kommunikationsgrenar längs byggnadskonstruktionerna blir mer komplicerat.

Tvårörssystemet balanseras enkelt och säkerställer tillförsel av värmevätska med samma temperatur till alla värmeelement. Rummen värms upp jämnt.

Övre och nedre tillförsel av värmeöverföringsmedium

Beroende på placeringen av den huvudledning som tillför varm värmevätska skiljer man på övre och nedre anslutning.

I öppna värmesystem med övre förgrening finns inget behov av att använda anordningar för luftavluftning. Överskottet avluftas genom den atmosfäriskt anslutna ytan på expansionskärlet.

Vid övre förgrening stiger varmvattnet upp genom huvudstigaren och förs vidare via förgreningsledningar till radiatorerna. Ett sådant värmesystem är lämpligt för en- och tvåvåningsvillor och privata hus.

Systemet med nedre förgrening är ganska praktiskt. Tillförselröret placeras längst ner, bredvid returen. Värmevätskan rör sig nerifrån och upp. Vattnet passerar genom radiatorerna och leds via returledningen till värmepannan. Elementen förses med Maevsky-kranar för att avlägsna luft från ledningen.

I värmesystem med nedre förgrening uppstår behov av att använda luftavluftningsanordningar, varav den enklaste är Maevsky-kranen.

Vertikala och horisontella stigare

Beroende på typ av placering av huvudstigare skiljer man på vertikala och horisontella sätt att fördela rörledningen. I det första alternativet ansluts radiatorerna på alla våningar till vertikalt placerade stigare.

Vertikal förgrening används vid inredning av hus med två, tre eller fler våningar med ett vindsutrymme där rörledningen kan dras och isoleras.

Egenskaper hos vertikala system:

• inga luftfickor;
• lämpar sig för värmeförsörjning av höga byggnader;
• våningsanslutning till stigaren;
• svårigheter att installera lägenhetsvärmemätare i flervåningshus.

Horisontell förgrening innebär att radiatorer på en våning ansluts till en gemensam stigare. Fördelen med schemat är att färre rör används och installationskostnaden är lägre.

Horisontella stigare används vanligtvis i en- och tvåvåningslokaler. Systemets utformning är relevant i panelramhus och bostadshus utan väggar.

Installation av gravitationsvärmesystem

Utveckling av projektet för ett självflödessystem bör överlåtas till värmetekniker. I dokumentet anges värmetyp, anslutningsmetod för radiatorer och cirkulation av värmebärare, rekommenderade utrustningsparametrar, antal radiatorer och rörlängd.

Beräkning av värmesystemet

Det är nödvändigt att bestämma systemets hydrauliska egenskaper, vilka senare hjälper till att välja rätt optimal rördiameter.

I ett naturligt värmesystem rekommenderas att installera pannan i källaren eller sockelvåningen. Detta gör det möjligt att öka längden på transitstigaren.

För att beräkna cirkulationstrycket (Rts) behövs följande data:

1. Avståndet från värmepannans centrum till radiatorns centrum (h). Ju större avstånd mellan dessa enheter, desto stabilare cirkulation.
2. Trycket för avkyld (Ro) och uppvärmd (Pr) vatten.

Cirkulationstrycket beror endast på temperaturskillnaden hos värmebäraren. Exakta värden kan erhållas från tabelldata.

Ju större temperaturskillnad hos värmebäraren, desto högre tryck i ledningen. Därför är det viktigt att ta hand om vätskans "ingångstemperatur".

På bredden av rörledningens tvärsnitt påverkar materialtypen. Diametern på stålröret bör vara minst 50 mm. Efter förgrening minskas huvudledningens tvärsnitt med en storlek. Returledningen å sin sida konstrueras med efterföljande expansion.

Särskild uppmärksamhet ägnas åt expansionskärlets volym. Tankens storlek får inte vara mindre än 5 % av den totala volymen värmebärare i systemet. Underlåtenhet att följa kravet leder till att vatten töms ur systemet eller rörbrott.

Val av huvudsakliga komponenter

För ett öppet system är det bättre att välja en panna som arbetar med fast bränsle eller eldningsolja. Installation av elpannor och gasutrustning är förbjuden. I ledningen bildas ibland luftfickor – detta kan leda till en olyckssituation.

Värmarens effekt bestäms utifrån beräkning – 1 kW värmeenergi per 10 kvm hus. Beroende på kvaliteten på rumsisoleringen läggs 10-30% till det erhållna värdet.

Pannan placeras i ett separat rum utrustat med forcerad luftcirkulation. Utrustningen installeras på ett brandsäkert material eller en betonggjuten golv.

Expansionskärl för ett gravitationsvärmesystem måste vara av stål. Polymera material är mycket olämpliga. För uppvärmning av ett litet enplanshus räcker en tank på 8-15 liter.

För rörledningsinstallation används rör av följande material:

1. Stål. De kännetecknas av hög värmeledningsförmåga och motståndskraft mot högt tryck. Nackdel: svår installation och behov av svetsutrustning.
2. Polypropen. Viktigaste fördelarna: motståndskraft mot temperaturvariationer, hållbarhet, täthet och enkel installation. Livslängd: 25 år.
3. Metall-plast. Materialet är korrosionsbeständigt och förhindrar igensättning av kretsen. Nackdelar med ledningen: begränsad livslängd (upp till 15 år) och hög kostnad.
4. Koppar. Rör med maximal värmeavgivning och motståndskraft mot höga temperaturer – upp till +500°C. Största nackdelen: materialets höga pris.

I en öppen värmekrets installeras radiatorer tillverkade av metaller med hög hållfasthet.

Vanligast är stålmodeller. De har en optimal balans av grundparametrar: utseende, pris och värmeeffekt.

Stålradiatorer jämförs med konvektorer tack vare tunna väggar, låg vikt och hög värmeavgivning. Utrustningen värmer snabbt upp rummen på grund av den accelererade luftrörelsen.

Steg för montering av öppet system

Hela processen för att organisera ett gravitationsvärmesystem kan delas upp i flera steg:

1. Installation av panna. Utrustningen monteras på golvytan eller hängs upp på väggen. Valet av metod beror på pannans storlek.
2. Dragning av rörledning enligt valt schema och framtaget projekt. Det är viktigt att följa den rekommenderade lutningsvinkeln för rörkretsen.
3. Installation av radiatorer och anslutning av dem till systemet.
4. Installation av expansionskärl och dess isolering.
5. Anslutning av alla element, kontroll av tätning i fogar och start av systemet.

Efter pannan, på framledningsröret, bör du installera en temperaturgivare för att kontrollera värmesystemets effektivitet.

Montering av värmesystemet bör utföras under den varma årstiden. Uppbyggnad av ledningen och idrifttagning tar cirka en vecka.

Monteringsspecifikationer för tvångsschema

För att tvångscirkulationssystemet ska fungera som avsett och vara tillförlitligt, måste du välja rätt cirkulationspump och korrekt ansluta den till värmeledningen.

Val av cirkulationspump

Grundläggande parametrar för val av pump: pumpens effekt och tryckhöjd. Dessa egenskaper bestäms utifrån arean på det uppvärmda utrymmet.

Ungefärliga värden:

• för hus på 250 m² passar en pump med en kapacitet på 3,5 m³/h och en tryckhöjd på 0,4 atm;
• i lokaler på 250–350 m² installeras en pump på 4,5 m³/h med en tryckhöjd på 0,6 atm;
• om husets area är 350–800 m² är det lämpligt att köpa en pump med kapacitet 11 m³/h och med en tryckhöjd på minst 0,8 atm.

Vid noggrannare urval beaktar experter värmesystemets längd, typ och antal radiatorer, rörmaterial och diameter samt pannans typ.

Installation av pump i ledningen

Pumpen placeras på returledningen så att inte alltför varm värmeväxlare passerar genom apparaten. På framledningen är det möjligt att installera moderna modeller av material som tål höga temperaturer.

Vid inkoppling av pumpen får vattencirkulationen inte störas. Det är viktigt att det hydrostatiska trycket förblir övertryck vid varje punkt i ledningen när pumpen är igång.

Fyra tillåtna scheman för värmesystem med pumpcirkulation och öppen expansionskärl. Det hydrostatiska trycket bibehålls på rätt nivå.

Alternativ 1. Höjning av expansionskärlet. En enkel metod att omvandla ett naturligt cirkulationssystem till tvångscirkulation. För att genomföra projektet behövs ett högt vindsutrymme.

Alternativ 2. Flytta kärlet till den bortre stigaren. En arbetskrävande ombyggnad av ett gammalt system, och för ett nytt system är det inte motiverat. Enklare och bättre metoder finns.

Alternativ 3. Expansionskärlets rör nära pumpanslutningen. För att ändra cirkulationstyp måste kärlet kopplas bort från framledningen och sedan anslutas till returledningen – efter cirkulationspumpen.

Alternativ 4. Pumpen är inkopplad på framledningen. Den enklaste metoden för ombyggnad av systemet. Nackdelen är ogynnsamma driftsförhållanden för pumpen. Alla pumpar klarar inte höga temperaturer.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Video #1. Rekommendationer för montering av värmesystem med naturlig cirkulation:

Video #2. Installationsordning för cirkulationspump:

Viktiga aspekter för att skapa ett effektivt värmesystem är val av en fungerande layout, beräkning av rörledningsparametrar, val av komponenter och att följa installationstekniken. Egen installation är möjlig med VVS-kunskaper, men detaljprojektering bör överlåtas till proffs.

Vill du ställa en fråga om layout och konstruktion av öppen vattenförsörjning? Lämna gärna kommentarer i rutan nedan. Här har du också möjlighet att ställa en fråga eller dela en intressant fakta om ämnet.