民家の日曜大工シングルパイプ暖房システム-スキーム

コンテンツ

動作原理
なぜそのようなシステムを選ぶのですか？
ワンパイプシステムの良い面
シングルパイプシステムの短所
シングルパイプシステムの設置の特徴
シングルパイプ暖房システムのデメリット
コンポーネントと動作原理
2つの配線方法
水平レイアウト
縦型レイアウト
重力循環を備えた暖房システムの種類
重力循環を備えた閉鎖系
重力循環を備えたオープンシステム
自己循環型シングルパイプシステム
ヒートポンプの選び方
1本のパイプで加熱することの長所と短所
バッテリーをワンパイプシステムに接続する-オプションを選択してください
ヒートポンプの選び方
パイプ径の計算方法
垂直シングルパイプ暖房システム
取り付け順序
レニングラードカの利点
「レニングラードカ」のデメリット

動作原理

民家でシングルパイプ暖房を作る方法の問題を解決するには、その動作原理を研究する必要があります。シングルパイプ方式の主な要素は、ガスまたは固体燃料ボイラーです。その助けを借りて、水は加熱され、後で暖房システムのパイプとラジエーターに入ります。移動の過程で、クーラントは徐々に冷却され、リターンパイプを通ってボイラーに戻ります。

このようなシステムの特徴は、1番目と2番目のラジエーターがさらに熱くなり、最後のバッテリーでは水温が大幅に低下するため、この部屋の温度が低くなることです。

この場合、ワンパイプ暖房システムを適切に作成する方法を理解することが重要です。

次の方法で問題を解決できます。

ボイラーから遠くにあるラジエーターの熱容量を増やします。これにより、熱伝達が向上します。
ボイラーから出る水の温度を上げます。

ただし、どちらのオプションもかなりの材料費を必要とするため、暖房システム全体が高価になります。

なぜそのようなシステムを選ぶのですか？

2パイプ給湯器は、その利点が明白で非常に重要であるため、従来の1パイプ設計に徐々に取って代わりつつあります。

システムに含まれる各ラジエーターは、特定の温度の冷却液を受け取りますが、すべて同じです。
バッテリーごとに調整できる可能性があります。必要に応じて、所有者は各暖房装置にサーモスタットを設置することができます。これにより、部屋の中で希望の温度を得ることができます。同時に、建物内の残りのラジエーターの熱伝達は同じままです。
システム内の比較的小さな圧力損失。これにより、システム内での動作に比較的低電力の経済的な循環ポンプを使用することが可能になります。
1つまたは複数のラジエーターが故障した場合でも、システムは引き続き機能します。供給管に遮断弁が付いているので、停止することなく修理や設置作業を行うことができます。
任意の高さと面積の建物に設置する可能性。最適なタイプの2パイプシステムを選択するだけで済みます。

このようなシステムの欠点には、通常、設置の複雑さと、単一パイプ構造と比較した場合の高コストが含まれます。これは、設置する必要のあるパイプの数が2倍になるためです。

ただし、2パイプシステムの配置では、パイプと小径のコンポーネントが使用されるため、ある程度のコスト削減が可能になることに注意してください。その結果、システムのコストは、単一パイプの対応するものよりもはるかに高くはありませんが、はるかに多くの利点があります。

2パイプ暖房システムの重要な利点の1つは、室内の温度を効果的に制御できることです。

ワンパイプシステムの良い面

ワンパイプ暖房システムの利点：

システムの1つの回路は、部屋の周囲全体に配置され、部屋の中だけでなく、壁の下にも配置できます。
床面より下に敷設する場合、熱損失を防ぐためにパイプを断熱する必要があります。
このようなシステムにより、パイプを出入り口の下に敷設できるため、材料の消費量が削減され、したがって建設コストが削減されます。
暖房装置の段階的接続により、暖房回路の必要なすべての要素（ラジエーター、暖房付きタオル掛け、床暖房）を配水管に接続できます。ラジエーターの加熱の程度は、システムに並列または直列に接続することで調整できます。
シングルパイプシステムでは、ガス、固形燃料、電気ボイラーなど、いくつかのタイプの暖房ボイラーを設置できます。 1つがシャットダウンする可能性がある場合は、すぐに2つ目のボイラーを接続すると、システムは引き続き部屋を暖めます。
この設計の非常に重要な特徴は、この家の居住者にとって最も有益な方向に冷却剤の流れの動きを向けることができることです。まず、ホットストリームの移動を北側の部屋または風下側にある部屋に向けます。

シングルパイプシステムの短所

シングルパイプシステムには多くの利点があるため、いくつかの不便に注意する必要があります。

システムが長時間アイドル状態になると、長時間起動します。
2階建て（またはそれ以上）の家にシステムを設置する場合、上部のラジエーターへの給水は非常に高温になり、下部のラジエーターは低温になります。このような配線でシステムを調整してバランスを取ることは非常に困難です。下の階にもっと多くのラジエーターを設置することができますが、これはコストを増加させ、あまり見た目に美しく見えません。
複数の階や階がある場合は、1つをオフにすることはできません。そのため、修理を行う場合は、部屋全体をオフにする必要があります。
傾斜が失われると、システム内に定期的にエアポケットが発生し、熱伝達が低下する可能性があります。
動作中の高い熱損失。

シングルパイプシステムの設置の特徴

暖房システムの設置は、ボイラーの設置から始まります。
パイプライン全体で、パイプ1直線メートルあたり少なくとも0.5cmの勾配を維持する必要があります。このような推奨事項に従わない場合、空気が高所に蓄積し、通常の水の流れを妨げます。
Mayevskyクレーンは、ラジエーターのエアロックを解除するために使用されます。
遮断弁は、接続された加熱装置の前に設置する必要があります。
クーラントドレンバルブはシステムの最下部に設置され、部分的、完全なドレンまたは充填に使用されます。
重力システム（ポンプなし）を設置する場合、コレクターは床面から少なくとも1.5メートルの高さになければなりません。
すべての配線は同じ直径のパイプで行われているため、空気が蓄積しないようにたわみを避けて、壁にしっかりと固定する必要があります。
電気ボイラーと組み合わせて循環ポンプを接続する場合、それらの動作を同期させる必要があり、ボイラーが機能せず、ポンプが機能しません。

循環ポンプは、その詳細を考慮して、常にボイラーの前に設置する必要があります。通常、40度を超えない温度で動作します。

システムの配線は、次の2つの方法で行うことができます。

水平
垂直。

水平配線では、最小限のパイプを使用し、デバイスを直列に接続します。しかし、この接続方法は空気の混雑が特徴であり、熱の流れを調整する可能性はありません。

垂直配線では、パイプは屋根裏部屋に敷設され、各ラジエーターにつながるパイプは中心線から離れます。この配線により、同じ温度のラジエーターに水が流れます。このような機能は、垂直配線の特徴です。床に関係なく、多数のラジエーターに共通のライザーが存在します。

以前は、費用対効果と設置のしやすさからこの暖房システムは非常に人気がありましたが、運用中に生じるニュアンスを考慮して、徐々にそれを放棄し始め、現在、民家の暖房に使用されることはほとんどありません。

シングルパイプ暖房システムのデメリット

このようなシーケンスでは、動作中に残りのシステムデバイスに影響を与えることなくラジエーターの加熱を調整することはできません。たとえば、ある部屋の温度が高すぎて、バルブを少し下げると、家の他の部屋の温度が下がります。

シングルパイプ加熱システムのもう1つの欠点は、操作中に高い圧力が必要になることです。シングルパイプ暖房システムは、その出力の増加に伴い、操作に関連するコストも増加するため、ポンプを設置することが切実に必要とされています。

また読む：パイプ延長で暖房本管を延長する方法

このようなシステムの3番目の欠点は、強制的な垂直流出です。これは特に1階建ての建物に当てはまります。平屋の拡張タンクは、家の屋根裏部屋などの部屋に設置できます。

コンポーネントと動作原理

民家のシングルパイプ暖房システムは、次の要素で構成されています。

ボイラー;
加熱された液体と冷たい液体が移動するパイプライン。
シャットオフおよびコントロールバルブ;
膨張タンク;
循環ポンプ（必要な場合）;
接続部品;
セキュリティブロック;
ラジエーターまたはバッテリー。

レニングラードカの動作原理は単純です。ボイラーからシステムに入る加熱された冷却剤は、最初のラジエーターに到達し、そこでティーがいくつかの流れに分割されます。ほとんどの液体はラインを通って流れ、残りはラジエーターに残ります。熱が壁に伝達された後（水温が10〜15度低下）、冷却剤は出口パイプを通って共通コレクターに戻ります。

混合すると、水は1.5度冷却され、次のラジエーターに流れ込みます。回路の終わりに、冷却された液体はボイラーに送られ、そこで再び加熱されます。最後のバッテリーはそれほど熱くない冷却剤を受け取るので、部屋は不均一に加熱されます。この欠点を解消するために、回路の最後にさらに強力なバッテリーを取り付け、循環ポンプの性能またはパイプの直径を増やすことができます。

2つの配線方法

水平配線は、循環ポンプを使用してクーラントの動きを人為的に維持する必要があるという特徴があります。

垂直配線は、クーラントの自然循環と強制循環の両方で機能します。

低層の民家では、両方のオプションが使用されます。

水平レイアウト

人々の間では、単一パイプの水平暖房システムは「レニングラードカ」と呼ばれていました。

クーラントをポンピングするための水平回路内の循環ポンプの存在は必須です。

水平システムは、床の上または床構造に直接配置されます。ラジエーターは同じ高さに設置されており、ライン自体はクーラントの方向にわずかに傾斜して作られています。

水平スキームの写真

水平配線図のデメリットは、垂直配線図のデメリットと同じです。システムのバランスをとるために、小径のパイプが使用されます（ディストリビューターまたはライザーから離れるときに）。

熱損失を防ぐために、パイプの断熱を行う必要があります。パイプ断熱材の概要は、このページにあります。

シングルパイプ暖房システムの欠点はたくさんありますが、これはそれが使用されるべきではないという意味ではまったくありません。

縦型レイアウト

縦型シングルパイプシステムは、パイプの消費量が少なく、設置が簡単なため、幅広い用途に使用されています。クーラントが自然循環および強制循環するシステムで正常に使用できます。

加熱されたクーラントは、供給ラインを通って上層階に上昇し、ライザーを通って上にある加熱装置に入ります。それから彼は供給ライザーを下の階にある暖房装置に降ります。

垂直シングルパイプ暖房システムのスキーム

このスキームの主な欠点は、家の低層階では、冷却剤の温度が上層階よりもはるかに低いことです。

クーラントの温度差を減らすには、次のことが必要です。

ラジエーターを接続するときに閉鎖セクションを取り付けます。
クーラントの関連する動きを使用します。

通過時のボイラーからラジエーターまでの距離が同じであるため、ラジエーターの加熱がより均一に行われます。

主なことは、適切なボイラーとラジエーターを選択し、暖房システムの熱工学と水力計算を正しく実行し、機器の設置中の配管作業の規則を順守することです。

重力循環を備えた暖房システムの種類

クーラントの自己循環を備えた給湯システムのシンプルな設計にもかかわらず、少なくとも4つの一般的な設置スキームがあります。配線タイプの選択は、建物自体の特性と期待される性能によって異なります。

どのスキームが機能するかを決定するには、個々のケースで、システムの水力計算を実行し、加熱ユニットの特性を考慮し、パイプの直径を計算する必要があります。計算を行うときは、専門家の助けが必要になる場合があります。

重力循環を備えた閉鎖系

それ以外の点では、閉鎖型システムは他の自然循環暖房方式と同様に機能します。不利な点として、膨張タンクの容量への依存を特定することができます。暖房エリアが広い部屋の場合は、容量の大きいコンテナを設置する必要がありますが、これは必ずしもお勧めできるとは限りません。

重力循環を備えたオープンシステム

オープンタイプの暖房システムは、膨張タンクの設計のみが以前のタイプと異なります。このスキームは、古い建物で最も頻繁に使用されていました。オープンシステムの利点は、即興の材料からコンテナを自己製造できることです。タンクは通常適度な寸法で、居間の屋根または天井の下に設置されます。

オープン構造の主な欠点は、パイプや暖房用ラジエーターへの空気の侵入であり、これにより腐食が増加し、発熱体が急速に故障します。システムの放送も、開回路で頻繁に「ゲスト」になります。したがって、ラジエーターは斜めに設置され、マエフスキークレーンは空気を抜く必要があります。

自己循環型シングルパイプシステム

加熱されたクーラントは、バッテリーの上部分岐パイプに入り、下部出口から排出されます。その後、熱は次の加熱ユニットに入り、最後のポイントまで続きます。リターンラインは最後のバッテリーからボイラーに戻ります。

このソリューションにはいくつかの利点があります。

天井の下と床面の上にペアのパイプラインはありません。
システムのインストールにかかる費用を節約します。

このようなソリューションの欠点は明らかです。暖房用ラジエーターの熱出力とその暖房の強度は、ボイラーからの距離とともに減少します。実践が示すように、自然循環のある2階建ての家の単一パイプ暖房システムは、すべての傾斜が観察され、正しいパイプ直径が選択されている場合でも、（ポンプ装置の設置によって）やり直されることがよくあります。

ヒートポンプの選び方

設置に最適なのは、ストレートブレードを備えた特殊な低騒音遠心式循環ポンプです。それらは過度に高い圧力を生成しませんが、冷却剤を押してその動きを加速します（強制循環を備えた個々の加熱システムの使用圧力は1〜1.5 atm、最大は2 atmです）。一部のモデルのポンプには、電気駆動装置が組み込まれています。このような装置はパイプに直接取り付けることができ、「ウェット」とも呼ばれ、「ドライ」タイプの装置があります。それらはインストールのルールだけが異なります。

あらゆるタイプの循環ポンプを設置する場合は、バイパスと2つのボールバルブを備えた設置が望ましく、システムをシャットダウンせずにポンプを取り外して修理/交換することができます。

システムを破壊することなく修理/交換できるように、ポンプをバイパスに接続することをお勧めします

循環ポンプを設置することで、パイプ内を移動するクーラントの速度を調整できます。クーラントがより活発に移動するほど、より多くの熱が運ばれます。これは、部屋の熱が速くなることを意味します。設定温度に達した後（ボイラーの能力や設定に応じて、冷却剤または室内の空気の加熱の程度が監視されます）、タスクが変更されます-設定温度を維持する必要があります流量が減少します。

強制循環暖房システムの場合、ポンプのタイプを判別するだけでは不十分です。

そのパフォーマンスを計算することが重要です。これを行うには、まず、加熱される建物/建物の熱損失を知る必要があります

それらは、最も寒い週の損失に基づいて決定されます。ロシアでは、それらは公益事業によって正規化され、インストールされています。次の値を使用することをお勧めします。

1階建ておよび2階建ての住宅の場合、-25°Cの最低季節温度での損失は173 W / m 2です。-30°Cでは、損失は177 W /m2です。
多階建ての建物は97W/m2から101W/m2に減少します。

また読む：民家に最適な代替熱源の選択

特定の熱損失（Qで示される）に基づいて、次の式を使用してポンプ出力を見つけることができます。

cは、クーラントの比熱容量です（水については1.16、不凍液については添付文書の別の値）。

Dtは、供給と戻りの間の温度差です。このパラメータはシステムのタイプによって異なり、従来のシステムの場合は20 o C、低温システムの場合は10 o C、床暖房システムの場合は5oCです。

結果の値は性能に変換する必要があり、その値を動作温度での冷却剤の密度で割る必要があります。

原則として、暖房の強制循環用のポンプ出力を選択する場合、平均化された基準によって導かれる可能性があります。

最大250mの領域を加熱するシステムの場合2.容量3.5m3 / h、ヘッド圧力0.4atmのユニットを使用します。
250m2から350m2の領域では、4〜4.5m 3/hの電力と0.6atmの圧力が必要です。
350m2から800m2のエリアの暖房システムには、11 m 3/hの容量と0.8atmの圧力のポンプが設置されています。

しかし、家の断熱が悪いほど、機器（ボイラーとポンプ）の電力が必要になる可能性があることを考慮する必要があります-十分に断熱された家では、示された値の半分\ u200b \u200bが必要になる場合があります。これらのデータは平均です。ポンプによって生成される圧力についても同じことが言えます。パイプが狭く、内面が粗い（システムの水圧抵抗が高い）ほど、圧力を高くする必要があります。完全な計算は複雑で退屈なプロセスであり、多くのパラメータを考慮に入れています。

ボイラーの電力は、暖房された部屋の面積と熱損失に依存します。

パイプとフィッティングの抵抗（ここで加熱パイプの直径を選択する方法を読んでください）;
パイプラインの長さと冷却剤の密度。
窓やドアの数、面積、種類。
壁が作られている材料、それらの断熱材;
壁の厚さと断熱材;
地下室、地下室、屋根裏部屋の有無、およびそれらの断熱の程度。
屋根の種類、屋根ケーキの組成など。

一般に、熱工学の計算は、この地域で最も難しいものの1つです。したがって、システムにポンプが必要な電力を正確に知りたい場合は、専門家に計算を依頼してください。そうでない場合は、平均データに基づいて選択し、状況に応じて一方向または別の方向に調整します。クーラントの移動速度が不十分な場合、システムのノイズが非常に大きくなることを考慮する必要があるだけです。したがって、この場合は、より強力なデバイスを使用することをお勧めします。消費電力が少なく、システムの効率が向上します。

1本のパイプで加熱することの長所と短所

シングルパイプ加熱（「レニングラードカ」とも呼ばれます）は、ラジエーターへの流体の供給と、ラジエーターからの連続した流体の除去を特徴としています。

これには次のような利点があります。

設置の時間と労働強度の削減。
高速道路を壁に隠すことができるため、部屋の美的特性が向上します。
2〜3階の建物で冷却剤の重力の流れを整理することが可能です。
パイプ敷設の比較的安価;
システムが閉じている場合、その調整はサーモスタットラジエーターバルブによって自動的に実行されます。

ただし、レニングラードカには次のような欠点があります。

液体が遠くのバッテリーに移動すると、液体は冷えるので、最後に回路は部屋の必要な暖房を提供しません。
油圧の不安定性（1つのラジエーターのバルブが閉じられると、他のラジエーターが過熱し始め、部屋に不快な微気候が発生します）;
クローズドタイプのシステムで水の動きを良くするには、ブランチにフルボアフィッティングを取り付ける必要があります。
垂直配線を使用したシングルパイプ設計は、2パイプ設計よりも高価です。
システムのバランスを取るのは簡単ではありません。

重力流を設計する場合は、パイプの直径を大きくする必要があります。さらに、それらは特定の傾斜で敷設されます-1ランニングメーターあたり最大5mm。

バッテリーをワンパイプシステムに接続する-オプションを選択してください

1つのメインで暖房を設置する場合、ラジエーターを2つの方法で接続できます。レニングラードカ方式または規制されていない標準方式によるものです。 2番目のオプションは、少量の材料の使用を含みます。バッテリーは、出口と入口の2か所でラインに接続する必要があります。すべてが簡単です。ただし、覚えておいてください。通常のスキームでは、暖房システムの動作を調整したり、必要に応じて個々のラジエーターをオフにしたりすることはできません。

レニングラードカ方式はより効率的で、家の中のすべての暖房用バッテリーを均一に加熱します。日曜大工の設置は、通常の方法を使用してラジエーターを接続するよりもそれほど複雑ではありません。さらに、バッテリーの出口と入口に2つの蛇口を配置する必要があります。

暖房方式「レニングラードカ」

彼らの助けを借りて、必要に応じて、特定のバッテリーへの温水の供給を簡単に遮断したり、冷却液の流れを特定のパラメーターに調整したりできます。さらに、バッテリーをバイパスするために特別なバイパスを設置する必要があります。彼らはまたそれに蛇口を置きました。それはあなたがバッテリーを通して直接すべてのお湯を向けることを可能にします。

したがって、レニングラードカは、家の個々の部屋の暖房温度を調整するプロセスを簡素化します。したがって、専門家はこの方法でラジエーターを接続することをお勧めします。