Optimāla apkures izvada shēma privātmājā: visu tipveida shēmu salīdzinājums

Risinot mājokļa apsildes uzdevumu, pastāv daudzas kombinācijas siltumnesēja padeves un aizvades sistēmas izveidošanai. Katru apkures izkārtojumu privātmājā var klasificēt pēc vairākām pazīmēm.

Mēs piedāvājam izprast iespējamo variantu izveides un darbības nianses. Izprotot projektēšanas principus, katra izkārtojuma veida plusus un mīnusus, palīdzēs plānot sistēmas ģeometriju un tās uzbūvi, ņemot vērā telpas individuālās īpatnības.

Optimālas kontūra ģeometrijas modelēšana

Vienai privātmājai var tikt projektēti vairāki slēgti ūdens kontūri, kas apsildīs dažādas telpas. Tie var būtiski atšķirties viens no otra pēc izkārtojuma veida.

Projektējot, pirmkārt, tiek vadīts no sistēmas darbspējas, kā arī optimālas ģeometrijas no izmaksu samazināšanas, montāžas vienkāršības un iespējas iekļaut apkures elementus telpu dizainā.

Dabiskā un piespiedu ūdens cirkulācija

Mājas apkures siltumnesēja uzsildīšana notiek vienā vai vairākās telpās izvietotās ierīcēs. Tās var būt krāsnis, kamīni, kā arī gāzes, elektriskie vai cietā kurināmā katli.

Ūdens spiedienu kontūrā nodrošina, izmantojot cirkulācijas sūkņus vai izveidojot sistēmas ģeometriju, kas ļauj radīt apstākļus dabiskai cirkulācijai.

Arī karstā ūdens avots var būt centralizēta apkures sistēma vairākām mājām. Vāja spiediena gadījumā ir iespējams pieslēgt cirkulācijas sūkņus, lai radītu papildu spiedienu un palielinātu šķidruma kustības ātrumu caurulēs.

Cirkulācijas sūkņa uzstādīšana rada pietiekamu spiedienu sistēmā, ļaujot izmantot sadalījuma variantus, kurus nevar pielietot pie dabiskās cirkulācijas.

Izvēloties variantu ar dabisku siltumnesēja cirkulāciju vai nelielu spiedienu caurulēs centralizētā apkurē, rūpīgi jāapsver iespēja maksimāli izmantot fizikas likumus, kas ļauj sākt un uzturēt šķidruma kustību.

Šajā gadījumā obligāts sadalījuma elements ir paātrinājuma kolektors. Tas ir vertikāla caurule, pa kuru karstais ūdens paceļas uz augšu, pēc tam sadalās pa apkures ierīcēm un, zaudējis sākotnējo temperatūru, plūst uz leju.

Atšķirīgā blīvuma dēļ rodas hidrostatiskā spiediena starpība starp karsto un auksto šķidruma stabu, kas ir dzinējspēks ūdens cirkulācijai.

Vertikālais un horizontālais izkārtojums

Karstā ūdens padevi radiatoriem var veikt dažādos veidos. Sadali nosacīti iedala vertikālajā un horizontālajā, atkarībā no cauruļu (stāvvadu) novietojuma, kas piegādā ūdeni tieši apkures radiatoriem.

Mūsdienu mājās biežāk izmanto horizontālo, nevis vertikālo apkures sadali. Iemesls ir tajā, ka radiatoru izvietojuma shēmas dažādos stāvos reti sakrīt.

Vertikālās shēmas ar augšējo karstā ūdens padevi maksimāli izmanto hidrostatiskā spiediena starpību starp siltajiem un aukstajiem kontūra segmentiem, tāpēc tās gandrīz vienmēr izmanto dabiskā cirkulācijā, kā arī pie zema spiediena sistēmā.

Turklāt šādas shēmas ir darbspējīgas avārijas sūkņa izslēgšanas gadījumā, kas var iestāties tā bojājuma vai elektroenerģijas trūkuma dēļ.

Sadali ar apakšējo padevi praktiski neizmanto apkurei ar dabisku cirkulāciju. Ja sistēmā ir labs spiediens, tās izmantošana ir attaisnojama, jo šādai shēmai ir divi būtiski plusi salīdzinājumā ar alternatīvo variantu.

Shēmas priekšrocības:

• mazāks izmantoto cauruļu kopējais garums;
• nav nepieciešamības izvadīt cauruli pa bēniņiem vai tehnoloģiskām nišām zem otrā stāva griestiem.

Horizontālo shēmu apkures sadalei izmanto vienstāvu privātmājām. Ja ēkai ir divi vai vairāk stāvu, to bieži izmanto gadījumā, kad no dizaina viedokļa vertikālie stāvvadi ir nevēlami.

Horizontālās caurules, kas padod un atvada ūdeni, var organiski iekļaut telpu interjerā, kā arī paslēpt zem grīdas vai nišās, kas atrodas grīdas līmenī.

Viencaurules vai divcaurules varianta izvēle

Karstā ūdens padevi un atdzesētā ūdens novadīšanu privātmājas apkures sistēmai var veikt ar vienu vai divām caurulēm. Katram variantam ir pozitīvās un negatīvās puses, kā arī lietošanas īpatnības atkarībā no izvada veida.

No interjera dizaina viedokļa otrās caurules klātbūtne neietekmē apkures sistēmas izskatu, pateicoties sistēmas zemākajam pieslēguma variantam radiatoriem un iespējai samazināt cauruļu diametrus.

Viencaurules pieslēguma shēmas izmantošana

Privātmājas ūdens apkures shēmu, kurā karstā ūdens padevei un atdzesētā ūdens novadīšanai tiek izmantota viena caurule, sauc par viencauruļu. Šādas sistēmas galvenā priekšrocība ir cauruļu garuma samazināšana.

Varianta galvenās priekšrocības:

• vismazākās izmaksas apkures sistēmas elementu iegādei;
• visvienkāršākā un ātrākā montāža;
• vismazākais avārijas risks.

Galvenais viencauruļu apkures trūkums ir pakāpeniska ūdens temperatūras samazināšanās, kas secīgi iet cauri visiem kontūra radiatoriem.

Tāpēc ir jāizmanto nedaudz lielāks pēdējo radiatoru virsmas laukums (lielāks sekciju skaits), kas bieži vien izlīdzina cenu priekšrocību no cauruļu garuma samazināšanas.

Turklāt šī trūkuma dēļ vienam kontūram ir ierobežojumi attiecībā uz pievienojamo radiatoru skaitu. Ja to būs pārāk daudz, tad pēdējie siltumnesēja kustības virzienā praktiski neizstaros siltumu.

Turklāt rodas problēma siltuma pārneses aprēķinā. Šeit jāņem vērā, ka pirmo radiatoru atslēgšana no apkures sistēmas palielina ieplūstošā ūdens temperatūru nākamajām ierīcēm.

Viencaurules shēmu ar vertikālo apakšējo sadalījumu izmantot nav jēgas, jo cauruļu garums būs tāds pats kā divcaurules variantam, kas izlīdzina visas priekšrocības, bet atstāj trūkumus.

Ja siltumnesēja atgriešana notiek pa to pašu maršrutu kā padeve, tad kopējais cauruļu garums abos variantos ir praktiski vienāds

Apkures ierīces pieslēgšanu parasti veic ar apvadu, lai būtu iespēja atslēgt jebkuru no tiem, neapturot ūdens cirkulāciju kontūrā.

Lai ietaupītu uz krāniem, var neveikt ūdens apvadu caur atzarojumu, bet tad būs jāaptur šīs sistēmas daļas darbība un jāizlej ūdens, ja nepieciešams nomainīt vai remontēt radiatoru.

Visekonomiskākais variants ir izmantot vienu tērauda cauruli ar diametru 1,5–2 collas bez apkures radiatoriem. Krānu un veidgabalu trūkums padara šādu sistēmu arī par vispraktiskāko, jo tiek samazināts ūdens noplūdes vai pārrāvumu risks.

Sīkāk par viencaurules apkures sistēmas aprēķinu lasiet šajā rakstā.

Divcaurules apkures varianta pielietošana

Apkures kontūra shēmu, kad vienu cauruli izmanto karstā ūdens padevei apkures ierīcēm, bet otru – atdzesētā ūdens atgriešanai, sauc par divcaurules shēmu.

Tās galvenās priekšrocības:

• visiem radiatoriem padotā ūdens temperatūra ir vienāda;
• viena vai vairāku radiatoru atslēgšana neietekmē pārējām apkures ierīcēm padotā ūdens temperatūru;
• ierobežojumi attiecībā uz radiatoru skaitu vienam apkures kontūram ir atkarīgi tikai no cauruļu caurplūdes tilpuma.

Šāda sadalījuma galvenais trūkums ir zināms cauruļu garuma palielinājums.

Tas rada dažus papildu trūkumus:

• palielinās izmaksas par apkures sistēmas elementu iegādi un uzstādīšanu;
• sarežģī integrāciju privātmājas interjerā.

Veidgabalu un krānu skaits divcaurules sistēmā ir gandrīz tāds pats kā viencaurules sistēmā.

Izmantojot līdzvirziena plūsmas shēmu dzesēšanas šķidrumam, kopējais cauruļu garums, izmantojot divcauruļu sistēmu, palielinās par attālumu starp pirmo un pēdējo radiatoru. Dažreiz tas ir nenozīmīgs salīdzinājumā ar visu kontūra garumu.

Atkarībā no karstā un atdzesētā ūdens relatīvās kustības divcauruļu izvadu shēmas iedala divos veidos:

• līdzvirziena;
• strupoceļu.

Līdzvirziena shēma. Abas plūsmas pārvietojas vienā virzienā, un tādējādi dzesēšanas šķidruma aprites cikla garums katram radiatoram ir vienāds. Šajā gadījumā to sildīšanās ātrums, iedarbinot apkures sistēmu, ir vienāds.

Strupoceļu variants. Karstā un atdzesētā ūdens kustības virzieni ir pretēji. Tuvāko pie katla radiatoru sildīšana notiek ātrāk.

Jo mazāks ir ūdens ātrums, jo izteiktāks ir šis efekts, tāpēc dabiskās cirkulācijas apstākļos dažu telpu sildīšana notiks ievērojami lēnāk nekā citu.

Ja tiek izmantots cirkulācijas sūknis vai attālums starp pirmo un pēdējo radiatoru kontūrā ir neliels, tad nevienmērīgas sildīšanas efekts pie strupoceļu divcauruļu izvada ir nemanāms. Tad izvēle par labu vienam vai otram variantam ir pamatota tikai ar apsvērumiem, kas saistīti ar atgaitas caurules ērtu izvilkšanu.

Sadales kolektora iekļaušana sistēmā

Pēdējā laikā populārs veids ūdens apkures organizēšanai ir tā sauktā “staru shēma”, izmantojot sadales kolektoru.

Šāda izvada metode darbojas droši tikai ar labu ūdens spiedienu sistēmā, tāpēc to neizmanto dabiskās cirkulācijas apstākļos.

Radiālā sadale paredz, ka katra apkures ierīce (vai neliela to grupa) tiek tieši pievienota sadales kolektoram, kas izdala karsto ūdeni un savāc atdzesēto.

Starveida radiatoru pieslēguma sistēma

Visvienmērīgāko un kontrolējamo dzesēšanas šķidruma plūsmas sadali pa apkures ierīcēm var veikt ar sadales kolektora palīdzību.

Ierīce ietver divas ķemmes, no kurām vienā karstais ūdens nonāk no katla un tiek sadalīts pa radiatoriem, bet otrā atdzesētais ūdens atgriežas un tiek novirzīts atpakaļ uz katlu.

Radiatoru pieslēgšana, izmantojot sadales kolektoru, notiek paralēli, tāpēc ar šādu izvietojumu tiek panākta minimāla dzesēšanas šķidruma temperatūras atšķirība, kas tiek padota apkures ierīcēm.

Tas ievērojami atvieglo radiatoru parametru aprēķinu projektēšanas stadijā, kā arī ļauj viegli regulēt katras ierīces jaudu ekspluatācijas laikā.

Otrs nozīmīgs šādas sadales pluss ir iespēja kontrolēt dzesēšanas šķidruma padeves parametrus visām ierīcēm no vienas vietas. Kolektoru ievieto speciālā skapī ar piekļuvi indikatoriem un vadības elementiem: vārstiem, krāniem un sūkņiem.

Tas ir ērti no mājas mikroklimata regulēšanas viedokļa un ļauj vieglāk iekļaut radiatorus telpas interjerā.

Pie sistēmu ar kolektora shēmas apkures izvadu trūkumiem jāpieskaita maksimālais cauruļu garums ūdens pievadīšanai un novadīšanai līdz radiatoriem. Šis variants ir visdārgākais pēc kontūra elementu izmaksām un visgrūtākais montāžā, kā arī prasa noteiktu kvalifikāciju.

Kolektora izmantošana dažāda veida apkures ierīču pieslēgšanai prasa labu izpratni par ūdens apkures tēmu, un dažreiz arī hidraulisko aprēķinu veikšanu šādu sistēmu normālai funkcionēšanai.

Parasti caurules staru apkures izvadā tiek montētas grīdas segumā. Tas nozīmē, ka šāda sistēma ir jāprojektē un jāuzstāda privātmājas būvniecības vai kapitālā remonta laikā.

Veikt kolektora variantu radiatoru pieslēgšanai vai mainīt kontūru ģeometriju telpās, kur jau veikts iekšējais remonts, ir diezgan sarežģīti. Tas ir otrs būtisks šāda veida izvada trūkums.

Siltās grīdas lietošanas noteikumi

Ērts un ļoti populārs dzīvojamo telpu apkures veids – siltās grīdas ierīkošana. Ja apsildāmā platība ir neliela, var iztikt ar vienu cauruli, kas ievietota grīdas segumā.

Siltās grīdas pieslēgšana apkures sistēmai caur sadales kolektoru ir vienīgais iespējamais variants lielu platību apsildīšanai šādā veidā.

Lielām platībām vienas caurules izmantošana nav iespējama šādu iemeslu dēļ:

• piegādātā siltuma daudzums nebūs pietiekams visas telpas apsildīšanai, turklāt šī apsilde būs nevienmērīga;
• pie liela garuma rodas spēcīga šķidruma plūsmas hidrodinamiskā pretestība, kas noved pie pārmērīgām elektroenerģijas izmaksām spiediena radīšanai un palielina ūdens pārrāvuma risku savienojumu vietās.

Tāpēc, ja siltās grīdas platība ir ievērojama, vairāku cauruļu izmantošana nav vēlme, bet nepieciešamība.

Šajā gadījumā pieslēgšana tiek veikta caur sadales kolektoru.

Bieži vien kolektors tiek aprīkots ar maisīšanas mezglu, lai regulētu ūdens temperatūru, kas tiek padota uz siltās grīdas caurulēm. Lieta tāda, ka apkures radiatoriem parasti izmanto šķidrumu ar temperatūras diapazonu 70-80°C, savukārt siltajai grīdai nepieciešama aptuveni 40°C.

Temperatūras regulēšana caur maisītāju izceļas ar uzticamību, kas ir ļoti svarīgi, jo temperatūras pārsniegšana var izraisīt būtisku grīdas seguma deformāciju: linoleja, lamināta vai parketa.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Shematisks apkures izvada attēlojums divstāvu lielas platības mājā. Divcauruļu paralēlā un strupceļa sistēma un siltā grīda, kas pievienoti caur kolektoriem. Cirkulācijas sūkņu konflikta novēršana, izmantojot hidraulisko bultiņu:

Siju shēma divstāvu ēkas apsildīšanai. Tā kā apdare vēl nav veikta, ir labi redzams viss izvads. Nianses cauruļu ieklāšanai uz grīdas zem betona seguma:

Praktizējoša apkures sistēmu uzstādīšanas meistara viedoklis par dažādām shēmām, kas tiek pielietotas privātmājās. Pārskats par dabiskās cirkulācijas, viencauruļu, divcauruļu paralēlās un strupceļa, kā arī kolektoru izvadu priekšrocībām un trūkumiem:

Piedāvātie apkures izvadi mājām ir tipveida un tos var modificēt, ņemot vērā telpu ģeometriju, nepieciešamās temperatūras vērtības vai citus faktorus. Modificējot shēmas, jāievēro fizikas, hidraulikas, materiālu zinātnes un citu disciplīnu likumi un pamatnostādnes.

Sarežģītu vai nestandarta uzdevumu risināšanas gadījumā labāk vērsties pie speciālistiem, jo apkures sistēmu pārveidošana var izmaksāt pat dārgāk nekā to modelēšana un uzstādīšana.

Ja radušies jautājumi vai ir vēlme dalīties ar personīgo pieredzi par apkures izvadu savā mājā, lūdzu, atstājiet komentārus pie šī raksta. Jūs varat papildināt savu atsauksmi ar fotoattēlu – saziņas forma atrodas zemāk.