Sigurnosna napomena: Ovo je arhivirani obrazovni tekst iz 2018. godine, a ne projekt ili uputa za samostalnu ugradnju sustava grijanja. Proračun, izbor opreme, montažu, ispitivanje i puštanje u pogon treba povjeriti kvalificiranim projektantima i izvođačima, sukladno važećim propisima i dokumentaciji proizvođača.
Na ukupne potrebe zgrade za grijanjem također utječe ovojnica zgrade. Provjerite naše drvene prozore, drvo-aluminijske prozore i usluge, ili pošaljite zahtjev za ponudu.
Grijanje većeg stana i obiteljskih zgrada tradicionalnim pećima nije najugodnija zimska zabava. Grijanje na ovaj način nije ugodno samo zato što stvara posao za održavanje peći, već i zato što morate pripremiti gorivo, ložiti vatru, čistiti pepeo, a pri svim tim poslovima stan postaje prljaviji nego inače. Osim navedenih nedostataka, grijanje pećima ne zadovoljava zahtjeve modernog stanovanja ni estetski ni u pogledu ravnomjernosti raspodjele temperature. Na temelju ovih činjenica ne čudi da se ne samo u novogradnjama u društvenom vlasništvu, već iu posebnim obiteljskim zgradama, danas koristi sustav centralnog grijanja.
Shema grijanja i princip rada
Uređaj za centralno grijanje (sl. 1) sastoji se od sustava: kotla, grijaćih tijela i cjevovoda. Najviša točka ovog sustava je ekspanzijska posuda. Cijeli sustav je ispunjen vodom. Ako sagorijevamo u kotlu, voda se zagrijava i zbog manje specifične težine se diže prema gore, a toplu vodu zamjenjuje voda koja se ohladila u grijaćim tijelima (dakle, ima veću specifičnu težinu). Voda koja teče prema gore dolazi kroz cijevi do grijaćih elemenata, tamo se, odajući svoju toplinu, hladi i vraća u kotao.
Slika 1 — uređaj za centralno grijanje.
U skladu s tim, zbog razlike u specifičnoj težini hladne i tople vode u sustavu, stvara se kontinuirano zatvoreno strujanje koje omogućuje dovod određene količine topline do grijaćih tijela.
Sila koja omogućuje kruženje vode zbog razlike u temperaturi - posebno kod grijanja samo na jednoj razini - vrlo je mala i stoga je važno dimenzionirati uređaje na temelju pomnih i točnih proračuna. U praksi se često događa da se uređaji, posebno za manje i individualne stanove, projektiraju brzo i na temelju podataka iz iskustva. Nedvojbeno je da se sustav centralnog grijanja ponekad može uspješno izvesti na ovaj način, no češće se događa da ne funkcionira besprijekorno, a nastale greške kasnije je teže ispraviti.
Zato ne smijemo žaliti truda oko izrade potrebnih kalkulacija i projekata, jer će se sigurno isplatiti. Ne smijemo izgubiti iz vida činjenicu da ovakav sustav treba služiti cijeli život.
Izračun potrebne količine topline
Prvi zadatak prilikom projektiranja je izračunati potrebnu količinu topline za grijanje željenih prostorija. Potrebna količina topline za grijanje odgovara njezinim gubicima. Toplinski gubici ovise o razlici između vanjske temperature i temperature prostora koji se grije, o koeficijentu prolaza topline onih površina koje omeđuju promatrani prostor, kao i o veličini tih površina.
Proračun treba provesti zasebno za svaku površinu s različitim koeficijentima prolaza topline i s razlikama u vanjskoj i unutarnjoj temperaturi. Zbroj tako dobivenih parcijalnih rezultata dat će ukupnu potrebnu količinu topline prostorije. (Za one koji nerado rade izračune, napominjemo da su za izračun potrebni samo osnovni izračuni).
Potrebna količina topline izračunava se pomoću obrasca:
Q=F * k (tb - tk)
gdje su:
Q - količina izgubljene topline u sobi, kcal/sat;
F - površina (zid, prozor, vrata, pod, strop) kroz koju prolazi toplina, m2;
k - koeficijent prolaza topline za promatranu površinu, kcal/m2°C
tb - željena unutarnja sobna temperatura, °C
tk - vanjska temperatura promatrane površine, °C
Slika 2 — primjer izračuna potrebne količine topline.
Arhivski primjer izračuna sobe
Za bolji pregled tijeka izračuna uzet ćemo praktičan primjer. Zadatak je izračunati potrebnu količinu topline za stambenu zgradu sa slike br. 2. Tehnički podaci su: pregradni zidovi od porozne opeke dimenzija 10 cm obostrano ožbukani, glavni zid debljine 38 cm obostrano ožbukani, jednostruka ostakljena vrata, dvostruki prozor s drvenim okvirom. strop s drvenim gredama s obje strane obložen daskama i iznad stropa zatvoreni tavan, ispod poda zemlja. Očekivana minimalna vanjska temperatura - 20°C. Prolaz topline kroz vanjski prozor:
Površina: F =1,5 x 2 = 3 m2
Koeficijent prolaza topline: k = 3,5
Razlika temperature: tb = +20°C, tk = - 20°C, tb - tk = 20 - (-20) = 40°C
Q=3 x 3,5 x 40 = 420 kcal/sat
Prolaz topline kroz vanjski glavni zid:
Područje: F = 3 h 4 - područje prozora = 12 - 3 = 9 m2
Q = 9 h 1,3 x 40 = 468 kcal/sat
Prolaz topline kroz vrata u dvoranu:
Površina: F = 0,9 x 2 = 1,8 m2
k = 3
Razlika temperature: tb = 20°C; tk =16°C, tb - tk = 20 - 16 = 4°C
Q =1,8 h 3 h 4 = 21,6 kcal/sat
Prolaz topline kroz zid prema hodniku:
Područje: F = 3 x 3,5 - područje vrata = 10,5 - 1,8 = 8,7m2
k = 1,6
Razlika u temperaturi: tb - tk = 40°C
Q = 8,7 x 1,6 x 4 = 55,7 kcal/sat
Prolaz topline kroz zid prema WC-u:
Površina: F = 1,5 x 3 = 4,5m2
k = 1,6
Razlika u temperaturi: tb - tk = 2°C
Q = 4,5 h 1,6 h 2 = 14,2 kcal/sat
Prolaz topline kroz zid do kupaonice:
Površina: F = 1,9 x 3 = 5,7m2
k = 1,6
Razlika u temperaturi: tb - tk = 20 - (+24) = -4°C
U ovom slučaju toplina prelazi iz kupaonice u sobe, tj. ne radi se o gubitku topline, već o dobitku, te bi stoga tu vrijednost trebalo oduzeti od ukupno potrebne topline.
Q = 5,7 h 1,6 x (-4) = -36,5
lnema razlike u temperaturi između pojedinih prostorija, stoga nema prijenosa topline i stoga nema potrebe za proračunom.
Prolaz topline kroz strop:
Površina: F = 3,5 x 4 =15 m2
k = 1,5
Razlika u temperaturi: tb - tk = 20 - (-12) = 32°C
Q =15 h 1,5 x 32 = 720 kcaI/sat
Prolaz topline kroz pod:
Površina: F = 15m2
k = 1,5
Razlika temperature: tb – tk = 20 - (-2) = 22°C
Q = 15 x 1,5 x 22 = 495 kcal/sat
Ukupno potrebna toplina:
420
468
21,6
55,7
14,2
720
495
-–––––
2194,5 kcal/sat
Ovako dobivenu vrijednost treba povećati dodacima kao što su dodatak za strane svijeta, dodatak za vjetar i dodatak prekid grijanja.
Dodaci za vjetar:
Normalna područja: s jednim vanjskim zidom s otvorom:
10% s više vanjskih stijenki s otvorima: 15%
Područja vjetra: s jednim vanjskim zidom s otvorom:
20%, s više vanjskih stijenki s otvorima: 25%.
Utikač za grijanje:
Očekivani prekid grijanja od 8 - 12 sati dnevno: 15%.
Očekivani prekid grijanja od 12 - 16 sati dnevno: 25%.
Dodatak stranama svijeta
Sjeverozapadna orijentacija: 5%.
Orijentacija prema sjeveru: 10%.
Soba u primjeru nalazi se u području s normalnim vjetrovima, orijentirana je prema sjeveru i stoga dobivenu vrijednost treba dodati dva puta 10%, tj. ukupno 20%.
Nećemo računati naknadu za prekid grijanja, jer je manje kontinuirana.
2194,5
+438,9 (20%)
-———————
2633,4
Količina topline primljena od zida prema kupaonici treba se oduzeti od ove vrijednosti:
2633,4
- 36,5
-————
2596,9
Prema tome, količina topline potrebna za zagrijavanje prostorije je Q = 2597 kcal/sat
Dizajn sustava
Prije svega, prilikom projektiranja, osnovica stranica treba biti nacrtana u mjerilu 1:100. ili ako je moguće 1:50. Grijaća tijela moraju biti postavljena ispod prozora, au prostorijama gdje nema prozora pored vrata koja vode u slobodni prostor, odnosno prema hladnijim prostorijama. Zbog eventualno dužeg cjevovoda, ovakav raspored je nešto skuplji od rasporeda grijaćih tijela uz unutarnje stijenke, ali su prednosti, protok zraka i s tim u vezi temperaturni raspored, mnogo značajnije. (sl. 3)
Slika 3 — protok zraka oko grijaćeg tijela.
Izbor grijaćih elemenata
Nakon projektiranja slijedi izbor vrste grijaćih tijela i određivanje potrebnih ogrjevnih površina. Za grijanje tople vode najprikladniji su čelični radijatori. Mnogi ljudi nerado koriste ove radijatore, navodno jer ih voda oštećuje i brzo cure. No, to se događa samo kada se često i neopravdano ispušta voda iz sustava ili kada radijator nakon ispuštanja vode dugo stoji bez vode. Pod normalnom uporabom, životni vijek čeličnih radijatora otprilike je isti kao i radijatora od lijevanog željeza. Radijatori od lijevanog željeza nisu najprikladniji za grijanje tople vode u prvom redu jer su vrlo skupi, a također i zbog velike vlastite težine. Što se tiče toplinske izvedbe, obje vrste radijatora su identične.
Aluminijski radijatori su među najmodernijim grijačima (Alutherm, Radal). Toplinska svojstva ovih radijatora su vrlo povoljna, vlastita težina im je mala, vrlo su lijepog i modernog vanjskog izgleda. Njihov spoj je napravljen s navojnim prirubnicama. Prilikom spajanja radijatora, kako ne bi došlo do stvaranja galvanskog elementa i s tim u vezi korozije, glave i osovine vijaka treba izolirati električnim izolatorom.
Spajanje radijatora artikli
Široke čelične radijatore treba koristiti samo ako bi korištenje normalnih (od 150 mm) rezultiralo vrlo dugim radijatorom. Čelični radijatori su komercijalno dostupni s 5 - 10 -15 - 20 artiklima zavarenim zajedno. Ako je za jedan radijator potrebno više od 20 artikala, tada ga
može se proširiti s jedinicom od 5 ili eventualno od 10 elemenata pomoću 5/4“ srednjih vijaka za radijatore s lijevim i desnim navojem i klingerit ili kentaur brtvilom. Preporuča se podmazivanje vijaka vodootpornim mast s točkom ključanja iznad 100°C, ili grafitno ulje potreban je poseban ključ za montažu elemenata
Radijatori od lijevanog željeza kao i stari čelični radijatori se sklapaju po elementima i pričvršćuju međuvijcima. Ako kupujemo rabljene radijatore, prije ugradnje ih je potrebno dobro pregledati i provjeriti, posebice sastavne dijelove pojedinih elemenata. Najbolje je provjeriti stanje lima oštrim predmetom (npr. trosjeklom strugalicom), jer će se zbog pritiska oslabljeni lim probušiti, pa ćemo se na taj način spasiti daljnjih neugodnosti.
Ispitivanje tlaka
Radijatore koje smo sami sastavili ili rabljene radijatore potrebno je prije montaže ispitati. Ispitivanje ćemo najjednostavnije izvesti ako jedan kraj radijatora zatvorimo čepovima i postavimo ga na te čepove. Zatim radijator do kraja napunimo vodom i jedan od preostalih otvora zatvorimo čepom s navojem, a na drugi otvor stavimo gumeno crijevo s priključkom za cijevi. Spojite drugi kraj gumenog crijeva na vodovodnu mrežu. Ukoliko zbog pritiska vodovodne mreže nakon 5 -10 m minuta ne primijetimo da radijator curi, možemo ga ugraditi. Tamo gdje nema vodovodne mreže, tlak potreban od 2-3 na može se proizvesti ručnom pumpom.
Radijatori se mogu postaviti na noge ili na konzole koje se pričvršćuju na zid. Rješenje s konzolama je bolje, jer ne sprječava čišćenje ispod radijatora, a ima i bolji estetski izgled. Za pričvršćivanje konzole potrebno je u zidu izbušiti rupu dubine 10 - 12cm tako da stranice otvora budu paralelne ili da otvor ide prema zidu. Iznad otvora moraju ostati najmanje dva neoštećena reda opeke. Za radijator od 20 elemenata potrebne su dvije, a za duži - tri konzole.
Izvor topline
Potrebna ogrjevna površina kotla određuje se na temelju ukupne potrebne topline zgrade (stana). Ovu veličinu ćemo dobiti dodavanjem potrebnih količina topline za pojedine prostorije. Kod manjih kotlova, koji se lože koksom ili kvalitetnijim ugljenom, praktično se može izračunati s 10.000 kcal/sat za 1 m2 ogrjevne površine. Dakle, ako ukupnu potrebnu količinu topline podijelimo sa 10.000, tada ćemo približno dobiti potrebnu ogrjevnu površinu kotla. Preporuča se, međutim, uzeti kotao s nešto većim učinkom od izračunatog.
Tip kotla prvenstveno je određen vrstom goriva. Mali kotlovi od lijevanog željeza najprikladniji su za koks. Kotlovi izrađeni od čelika i zavarene konstrukcije pogodniji su za izgaranje različitih goriva.
Mali kotlovi obično imaju ogrjevnu površinu od 1,5 m2 (15.000 kcal/sat), 2,14 m2 (22.000 kcal/sat) i 3.16 m2 (32.000 kcal/sat). Za obiteljsku zgradu, koja je dana na slici br. 4 kao primjer, potrebno je zaokruženo 17.000 kcal/sat ukupne topline. Za gorivo smo odabrali koks. Prema svim navedenim podacima potreban je kotao ogrjevne površine 2,14 m2.
Slika 4 — potrebno grijanje za obiteljsku zgradu.