暖房システムの特徴
民家の暖房システムを設計するときは、そのすべての機能が事前に計算され、最も重要でないニュアンスもすべて考慮されます。作業の有効性の予備評価も実施されます。
プロがデザイナーとして行動する場合、彼は間違いなく完成した結果のためのあなたのすべての要件に精通し、仕事のすべての願いを考慮に入れます
もちろん、一般的に受け入れられている技術基準や基準に反する要件は、設計には考慮されません。
カントリーハウスのガス暖房のどのような特徴を考慮に入れる必要がありますか？
- ボイラー（または暖房システムに複数の暖房ボイラーが必要な場合はボイラー）の総運転電力。
- ポンプ出力（ガス暖房システムについて話している場合、原則として、ポンプの存在は必須の要素と見なすことができます）。
- ラジエーターの機能と基本的なパラメーター（あなたの家の暖房はこれに直接依存します）。
- 「ウォームフロア」システムを実装する可能性（かなり人気があり、おそらく今日最も効果的なシステムの1つが機能します：暖房エリアが数倍になります）。
- プール、ジャグジー、追加の蛇口の存在。
これらすべての要素を注意深く検討することにより、家（アパート）の所有者のすべてのニーズを完全に満たす最も効率的で高品質の暖房システムを手に入れることができます。
ちなみに、国内のガス暖房も上記のパラメータに基づいて計算されています。
民家の2本管回路
まず、少し一般化してみましょう。たとえば、民家で暖房するためのポリプロピレン製のパイプの直径の計算を考えてみましょう。基本的には断面積25mmの製品を回路に使用し、ラジエーターには20mmを配置します。バッテリーへの分岐管として使用される民家の暖房用管のサイズが小さいため、次のプロセスが発生します。
クーラント速度が増加します。
ラジエーターの循環を改善します。
バッテリーは均等にウォームアップします。これは、下部で接続するときに重要です。
メインループ径20mmとエルボ16mmの組み合わせも可能です。
上記のデータを確認するために、民家を暖房するためのパイプの直径を自分で計算することができます。これには、次の値が必要です。
部屋の平方フィート。
加熱された平方メートルの数がわかれば、ボイラーの出力と加熱用に選択するパイプの直径を計算できます。ヒーターが強力であるほど、製品のより大きな部分を一緒に使用できます。部屋の1平方メートルを暖房するには、0.1kWのボイラー電力が必要です。天井が標準の2.5mの場合、データは有効です。
熱損失。
インジケータは、地域と壁の断熱材によって異なります。肝心なのは、熱損失が大きいほど、ヒーターはより強力でなければならないということです。近似計算では不適切な複雑な計算を回避するには、上記で計算したボイラー出力に20％を追加するだけです。
回路内の水の速度。
クーラント速度は、0.2〜1.5 m/sの範囲で許容されます。同時に、強制循環による加熱用のパイプの直径のほとんどの計算では、0.6 m/sの平均値を取るのが通例です。この速度では、壁に対する冷却剤の摩擦によるノイズの出現は排除されます。
クーラントの温度はどれくらいですか。
これを行うには、供給温度から戻り温度を差し引きます。当然、特に設計段階にあるため、正確なデータを知ることはできません。したがって、それぞれ80度と60度の平均データで操作します。これに基づいて、熱損失は20度です。
計算自体は、加熱するパイプの直径を選択する方法です。これを行うには、最初に2つの定数があり、その合計が304.44である式を取ります。
最後のアクションは、結果の平方根の抽出です。明確にするために、120m2の面積を持つ1階建ての民家を暖房するために使用するパイプの直径を計算しましょう：
304.44 x（120 x 0.1 + 20％）/ 20 / 0.6 = 368.328
ここで、19.11mmに等しい368.328の平方根を計算します。加熱するパイプの直径を選択する前に、これがいわゆる条件付き通路であることをもう一度強調します。異なる材料で作られた製品は、異なる壁の厚さを持っています。したがって、たとえば、ポリプロピレンは金属プラスチックよりも厚い壁を持っています。サンプルとしてポリプロピレンの輪郭を使用したので、この材料を引き続き検討します。これらの製品のマーキングは、外側のセクションと壁の厚さを示しています。減算法を使用して、必要な値を見つけ、ストアで選択します。
ポリプロピレンパイプの外径と内径の比率
便宜上、テーブルを使用します。
表の結果に基づいて、次のように結論付けることができます。
- 10気圧の公称圧力で十分な場合、加熱用のパイプの外側セクションは25mmです。
- 20または25気圧の公称圧力が必要な場合は、32mmです。
暖房を分配する方法
モダンな民家のインテリアには、暖炉やストーブがよく見られますが、ほとんどの場合、それらは部屋の全体的なスタイルの要素です。この場合、単回路または二重回路のボイラーが家の熱の原因となります。さらに、最初のオプションは暖房室にのみ使用され、2番目のタイプのボイラーは熱と温水の供給を同時に行います。
民家の暖房システムの配置は、暖房ボイラーからのシングルパイプと2パイプの配線図を使用して実行できます。オプションの1つを選択する前に、各タイプの機能と特性をより詳細に調べ、それらの長所と短所を特定する必要があります。
自分の手で暖房システムを整理する機能
民家の自家暖房接続は、ボイラーの設置と配管の設置作業から始まります。デバイスの電力が60kWを超えない場合は、キッチンに取り付けることができます。より強力な熱発生器には、特別なボイラー室が必要になります。さまざまな種類の燃料を燃焼するように設計された、燃焼室が開いている暖房器具には、十分な空気の供給が必要です。さらに、燃焼生成物を除去するために煙突が必要です。水が自然に移動するためには、ボイラーの戻りパイプが1階のバッテリーのレベルよりも低くなければなりません。
熱発生器を設置するときは、壁やその他の器具までの最小許容距離を考慮に入れる必要があります。ほとんどの場合、これらの手順は製品に添付されている手順に記載されています。
特別な指示がない場合、ボイラーを設置する際に次の規則が使用されます。
- ボイラー前面の通路幅は1m以上必要です。
- デバイスを側面と背面から維持する必要がない場合は、70〜150cmのギャップが残ります。
- 隣接するデバイスは、70cm以内に配置する必要があります。
- 2台のボイラーを並べて設置する場合は、1mの通路が必要です。反対側に設置する場合は、距離が2mになります。
- 吊り下げ式の設置により、側面通路なしで行うことができます。主なことは、メンテナンスを容易にするために前面に隙間があることです。
シングルパイプ暖房システムのデバイスと要素
すでに述べたように、シングルパイプシステムは、ボイラー、メインパイプライン、ラジエーター、膨張タンク、および冷却剤を循環させる要素を含む閉回路です。循環は自然なものでも強制的なものでもかまいません。
自然循環により、冷却剤の動きはさまざまな水の密度によって保証されます。戻り回路から来る冷却水の圧力の下で、密度の低い温水がシステムに押し込まれ、ライザーを上点まで上昇させます。それはメインパイプに沿って移動し、ラジエーターやシステムの他の要素を介して分解されます。パイプの傾斜は少なくとも3〜5度である必要があります。この条件は、特に暖房システムが拡張された大きな平屋では、パイプの長さ1メートルあたり5〜7 cmの高さの差があるため、常に満たすことができるとは限りません。
強制循環は、ボイラー入口の真正面の回路の逆部に設置された循環ポンプによって行われます。ポンプの助けを借りて、確立された制限内に加熱水の温度を維持するのに十分な圧力が生成されます。強制循環を備えたシステムのメインパイプの勾配は、はるかに小さくすることができます。通常、パイプの長さ1メートルあたり0.5cmの差を提供するのに十分です。
ワンパイプ暖房システム用循環ポンプ
停電時のクーラントの停滞を防ぐために、強制循環を備えたシステムでは、加速コレクターが設置されています。これは、クーラントを少なくとも1.5メートルの高さまで上昇させるパイプです。加速マニホルドの上部で、パイプが膨張タンクに排出されます。その目的は、システム内の圧力を調整し、緊急時の増加を排除することです。
最新のシステムでは、冷却剤と空気の接触を排除する閉鎖型の膨張タンクが設置されています。このようなタンクの内部には柔軟な膜が取り付けられており、一方の側には過剰な圧力で空気が送り込まれ、もう一方の側には冷却剤の出口があります。システムのどこにでもインストールできます。
膨張タンクをシングルパイプ暖房システムに接続する例
オープンタイプの膨張タンクは設計が単純ですが、システムの上部に強制的に設置する必要があります。さらに、その中の冷却液は酸素で活発に飽和しているため、活発な腐食により鋼管やラジエーターが早期に故障する可能性があります。
要素のインストールの順序は次のとおりです。
- 暖房ボイラー暖房（ガス、ディーゼル、固体燃料、電気または複合）;
- 膨張タンクにアクセスできる加速マニホールド。
- 特定のルートに沿って家のすべての敷地をバイパスするメインパイプライン。まず、最も暖房が必要な部屋に回路を引く必要があります。回路の最初の水温は常に高いため、子供部屋、寝室、浴室です。
- 選択した場所に設置されたラジエーター。
- 回路の戻り部分がボイラーに入る直前の循環ポンプ。
シングルパイプソリューション
熱くなり、供給ライザーに突入します
2つのインストールオプションがあります。最初のケースでは、冷却液の一部がラジエーターに流れ込み、他の部分が下の熱伝達装置に充填されます。水の流れは必要に応じて調整されます。
フローオプションは、メインパイプのラインに沿って設置されたすべてのラジエーターを介して冷却液を順次移動させるためのものです。最初のスキームとは異なり、冷水のみを返します。フローシステムでは、加熱プロセスを調整することはできません。
自律システムの効率は、入口と出口の圧力差の影響を受けます。クーラントの速度に責任があります。シングルパイプ接続方式に関しては、圧力はパイプの直径と開始点でのコレクターの高さ、および終了点での減少によって提供されることに注意する必要があります。
太陽エネルギーは最も経済的です。バッテリーなどの適切な機器を設置することで、リソースを無料で入手できます。また、暖房には程度はまったく重要ではありませんが、必要なのは日光だけです。エネルギーの別の代替形態は風力タービンです。太陽が少ない国で使われています。自然エネルギーの利点は、エネルギーの利用可能性の問題が深刻になったときに実験することを奨励する可能性があります。
システムコンポーネント
作業開始前に、将来の暖房システムのドラフトが作成されます。ガスボイラーを備えた民家の暖房スキームは、建物のサイズと場所を考慮に入れており、それに基づいてコンポーネントが選択されます。
1.熱発生器
暖房システムのタイプは、選択した燃料によって決まります。使用する燃料に応じて、次のようなものがあります。
- ガスボイラー。ガスは一元的に取得することも、独自のストレージを作成することもできます。
- ディーゼル。
経済的で信頼性の高い暖房方法-ガスボイラー
- 固形燃料について。原料は、石炭、薪、泥炭、燃料ブリケットまたはペレット（木質燃料ペレット）です。
- 電気。電気分解（電極）、誘導装置、および発熱体のボイラーが使用されます。
- 組み合わせる。人気のあるオプションは、気体と固体または液体燃料の組み合わせです。
- ユニバーサル。この設計には、さまざまな種類の燃料用のいくつかの火室があります。
2.パイプ
民家にガス暖房を設置するには、いくつかの種類のパイプを使用します。
- 鋼。溶接と機械的（ねじ山）の両方の方法で接続されている通常の亜鉛メッキ製品があります。水を凍結させた場合、事故（破裂）の原因となります。
- ポリマー（プラスチック）。それらは腐食を受けず、静かで、問題なく霜に耐えます。パイプはかなりの熱膨張係数を持っており、高温にうまく対応できません（煙突の配置とボイラーの配管には金属パイプのみが適しています）。
ガスボイラーで民家を暖房するための銅パイプ
- 金属プラスチック。複合（多層）製品、信頼性と耐久性。取り付けは、フィッティングを使用して実行されます。
- 銅。可塑性があるため凍結を恐れず、熱伝導率が高い（鉄鋼製品よりも高い）。銅パイプは電気化学的腐食を受けやすく、高価でもあります。
3.膨張タンク
水には大きな熱膨張があります（90°Cに加熱すると、その体積は4％増加します）。開いた（密閉されていない）システムではこれが重要ではない場合、閉じた（強制循環を伴う）システムでは機器の損傷が発生します。システムを損なうことなく、パイプ内の圧力を補うために、膨張タンク（油圧アキュムレータ）が組み込まれています。
拡張タンクは、2つのコンパートメントで構成される密閉鋼（ステンレス製の場合もある）シリンダーです。コンパートメント間に柔軟な膜が構築され、高温の冷却剤と加圧されたガスを分離します。
膨張タンクアクションアルゴリズム
4.ラジエーター
メーカーはさまざまな暖房システム用のバッテリーを製造しています。それらは製造材料（鋳鉄、鋼、アルミニウム、バイメタルラジエーター）とセクションの数が異なります。暖房ラジエーターにはいくつかの種類があります。
- 断面。古い鋳鉄製のラジエーターと現代の管状鋼の品種。
- パネル。ラジエーターの熱出力が依存する、加熱プレートと対流プレートを備えたすべて鍛造鋼。
- 縦型（タオル乾燥機）。
- 対流式放熱器。
- 床暖房システム。
5.デバイスとアクセサリ
給湯システムを制御する必要があります。これは意図されています：
- マノメーター;
- 制御および安全弁（遮断弁およびサーモスタット弁）。
膨張タンクの圧力計は、暖房システムの圧力を監視します
代替加熱方法
非伝統的なエネルギー源は、依然として伝統的なエネルギー源を完全に置き換えることはできませんが、それらの使用は基本的な暖房のコストにプラスの影響を与えます。
人類は自然のエネルギーの贈り物を使用しています：
- 太陽;
- 風;
- 地面または水の熱。
ソーラーコレクター
さらに、自由熱を得る最も簡単な方法は、エネルギーコストを必要としません。コレクターは太陽にさらされるラジエーターであり、パイプによって蓄熱器（大きなバレルの水）に接続されています。
クーラントはシステム内を循環し、ラジエーター内で熱くなり、受け取った熱を蓄熱器に放出します。後者は、熱交換器を使用して、加熱システムの作動媒体を加熱します。
最も効率的なのは真空コレクターで、ラジエーターチューブは排気された空気の入ったフラスコに入れられます（冷却剤は、いわば魔法瓶に入っています）。
風力タービン
- 風力発電機（4 kWのエネルギーを生成するには、10メートルのインペラーが必要です）。
- バッテリー;
- DCをACに変換するインバーター。
システムの弱点はバッテリーです。それは高価であり、頻繁に交換する必要があります。
ヒートポンプ
このデバイスは、冷蔵庫やエアコンで機能するものと完全に類似しており、+ 5〜+7度の温度の土壌や水などの低品位の熱源から熱エネルギーを「排出」することができます。
このシステムには電力が必要ですが、1 kWの電力を消費するごとに、3〜5kWの熱を得ることができます。
ヒートポンプのしくみ
自宅の暖房システムの計算
| 民家の暖房システムの計算は、そのようなシステムの設計が始まる最初のことです。空気暖房システムについてお話しします。これらは、当社が設計し、個人の家と商業ビルや産業施設の両方に設置するシステムです。空気加熱には、従来の水加熱システムに比べて多くの利点があります。詳細については、こちらをご覧ください。 |
システム計算-オンライン計算機
なぜ民家の暖房の予備計算が必要なのですか？これは、必要な暖房設備の正しい電力を選択するために必要です。これにより、民家の対応する部屋にバランスの取れた方法で熱を提供する暖房システムを実装できます。設備の適切な選択と民家の暖房システムの電力の正しい計算は、建物の外皮からの熱損失と換気の必要性のための街路空気の流れを合理的に補償します。このような計算の式自体は非常に複雑です。したがって、オンライン計算（上記）を使用するか、アンケート（下記）に記入することをお勧めします。この場合、チーフエンジニアが計算し、このサービスは完全に無料です。 。
民家の暖房を計算する方法は？
そのような計算はどこから始まりますか？まず、最悪の気象条件でのオブジェクト（この場合は民家）の最大熱損失を決定する必要があります（このような計算は、この地域で最も寒い5日間を考慮して実行されます） ）。膝の上にある民家の暖房システムを計算することはできません-このため、彼らは家の建設（壁、窓、屋根）の初期データに基づいて計算を構築できる特殊な計算式とプログラムを使用していますなど）。得られたデータの結果として、正味電力が計算値以上でなければならない機器が選択されます。暖房システムの計算中に、ダクトエアヒーターの目的のモデルが選択されます（通常はガスエアヒーターですが、他のタイプのヒーター（水、電気）を使用することもできます）。次に、ヒーターの最大空気性能が計算されます。つまり、単位時間あたりにこの機器のファンによってポンプで送られる空気の量が計算されます。設備の性能は、使用目的によって異なります。たとえば、空調の場合は暖房の場合よりも性能が高くなります。したがって、将来的にエアコンを使用する予定がある場合は、このモードの空気の流れを目的のパフォーマンスの初期値として使用する必要があります。そうでない場合は、暖房モードの値だけで十分です。
次の段階では、民家の空気暖房システムの計算は、空気分配システムの構成の正しい決定と空気ダクトの断面積の計算に還元されます。私たちのシステムでは、長方形の断面を持つフランジレスの長方形のエアダクトを使用しています。組み立てが簡単で、信頼性が高く、家の構造要素間のスペースに便利に配置されています。空気加熱は低圧システムであるため、たとえば、空気ダクトの回転数を最小限に抑えるために、それを構築するときに特定の要件を考慮する必要があります-火格子につながるメインブランチとターミナルブランチの両方。ルートの静的抵抗は100Paを超えてはなりません。機器の性能と空気分配システムの構成に基づいて、メインエアダクトの必要なセクションが計算されます。ターミナルブランチの数は、家の特定の部屋ごとに必要な飼料格子の数に基づいて決定されます。住宅の空気暖房システムでは、通常、250x100 mmのサイズで、スループットが固定された標準の給気グリルが使用されます。これは、出口での最小風速を考慮して計算されます。この速度のおかげで、家の敷地内で空気の動きが感じられず、ドラフトや異音がありません。
| 民家の暖房の最終的なコストは、設計段階の終了後に、設置された機器と配電システムの要素のリスト、および追加の制御および自動化デバイスを含む仕様に基づいて計算されます。暖房費の初期計算を行うには、以下の暖房システムの費用を計算するための質問票を使用できます。 |
オンライン計算機
暖房システムの配管
最も人気のあるのは、1パイプと2パイプの2つのスキームです。それらが何であるかを見てみましょう。
シングルパイプシステムは最も基本的なオプションですが、最も効果的ではありません。それはパイプ、バルブ、自動化の悪循環であり、その中心はボイラーです。パイプが下の台座に沿ってすべての部屋に伸び、すべてのバッテリーやその他の暖房装置に接続しています。
プラス図。設置の容易さ、回路の構築のための少量の材料。
マイナス。ラジエーター上の冷却液の不均一な分布。最も外側の部屋のバッテリーは、水の動きの邪魔になる最後のバッテリーとして、より悪くウォームアップします。ただし、この問題は、ポンプを設置するか、最後のラジエーターのセクション数を増やすことで解決されます。
2パイプシステムは、すべての加熱装置に水が均一に分配されるという問題を解決するため、より効率的な方法です。パイプは上部（自然な理由で水が循環する可能性があるため、このオプションが望ましい）または下部（ポンプが必要）に配置できます。
自然循環のスキーム
重力システムの動作原理を理解するために、2階建ての民家で使用される典型的なスキームを研究してください。ここでは、組み合わせた配線が実装されています。冷却液の供給と戻りは、ラジエーターを備えた単一パイプの垂直ライザーによって結合された2本の水平線を介して行われます。
2階建ての家の重力加熱の仕組み：
- ボイラーで加熱される水の比重が小さくなります。冷たくて重いクーラントが温水を押しのけ始め、熱交換器でその場所を占めます。
- 加熱された冷却液は垂直コレクターに沿って移動し、ラジエーターに向かって傾斜して敷設された水平線に沿って分配されます。流速は遅く、約0.1〜0.2 m/sです。
- ライザーに沿って分岐すると、水はバッテリーに入り、そこで熱を放出して冷却します。重力の影響下で、残りのライザーから冷却液を収集するリターンコレクターを介してボイラーに戻ります。
- 水量の増加は、最高点に設置された膨張タンクによって補われます。通常、断熱コンテナは建物の屋根裏部屋にあります。
循環ポンプによる重力分布の概略図
現代の設計では、重力システムには、施設の循環と暖房を加速するポンプが装備されています。ポンプユニットは、供給ラインと平行にバイパスに配置され、電気の存在下で動作します。ライトが消えると、ポンプはアイドル状態になり、重力によってクーラントが循環します。
重力の範囲と欠点
重力方式の目的は、電気に縛られることなく住居に熱を供給することです。これは、頻繁に停電が発生する遠隔地で重要です。重力パイプラインとバッテリーのネットワークは、任意の不揮発性ボイラーと一緒に、または炉（以前は蒸気と呼ばれていました）の加熱から機能することができます。
重力を使用することのマイナス面を分析してみましょう。
- 流量が少ないため、大口径パイプを使用して冷却水流量を増やす必要があります。そうしないと、ラジエーターが暖まりません。
- 自然循環を「促進」するために、水平セクションはメインの1 mあたり2〜3mmの勾配で配置されます。
- 2階の天井の下と1階の床の上を走る健康的なパイプは、写真で目立つように部屋の外観を損ないます。
- 気温の自動調整は困難です。クーラントの対流循環を妨げないバッテリーには、フルボアのサーモスタットバルブのみを購入する必要があります。
- このスキームは、3階建ての建物の床暖房では機能しません。
- 暖房ネットワーク内の水の量が増えると、ウォームアップに時間がかかり、燃料費が高くなります。
信頼性の低い電力供給の条件で要件No.1（最初のセクションを参照）を満たすために、2階建ての民家の所有者は、材料のコストを負担する必要があります-直径が大きくなったパイプと装飾品の製造のためのライニングボックス。残りの不利な点は重大ではありません-循環ポンプを設置することによって遅い加熱、効率の欠如-ラジエーターとパイプ断熱材に特別なサーマルヘッドを設置することによって。
デザインのヒント
重力加熱スキームの開発を自分の手で行った場合は、次の推奨事項を必ず検討してください。
- ボイラーからの垂直断面の最小直径は50mmです（パイプの公称ボアの内部サイズを意味します）。
- 水平分配および収集コレクターは、最後のバッテリーの前で40 mmに、最大32mmに縮小できます。
- パイプライン1メートルあたり2〜3 mmの勾配が、供給のラジエーターと戻りのボイラーに向かって作られています。
- 熱発生器の入口管は、戻り線の傾斜を考慮して、1階のバッテリーの下に配置する必要があります。熱源を設置するために、ボイラー室に小さな穴を開ける必要があるかもしれません。
- 2階の暖房器具への接続には、小径（15mm）の直接バイパスを設置することをお勧めします。
- 部屋の天井の下に導かれないように、屋根裏部屋に上部分配マニホールドを置くようにしてください。
- 下水道ではなく、道路につながるオーバーフローパイプを備えたオープンタイプの拡張タンクを使用してください。したがって、コンテナのオーバーフローを監視する方が便利です。システムはメンブレンタンクでは機能しません。
複雑な計画のコテージでの重力加熱の計算と設計は、専門家に委託する必要があります。そして最後に、Ø50mm以上のラインは、鋼管、銅、または架橋ポリエチレンで作成する必要があります。金属プラスチックの最大サイズは40mmで、ポリプロピレンの直径は壁の厚さのために単純に威嚇するようになります。
