Centralno grejanje
Zagrevanje većeg stana i porodičnih zgrada tradicionalnim pećima nije najprijatnija zimska razonoda. Grejanje na ovaj način neugodno je ne samo zbog toga što zadaje posla oko održavanja peći, nego i zbog toga što se mora pripremiti gorivo, potpaljivati vatra, čistiti pepeo, a pri svim ovim poslovima stan se prlja više nego što je to uobičajeno. Pored ovih nedostataka, grejanje pećima ni estetski ni po ravnomernosti rasporeda temperature ne zadovoljava zahteve savremenog stanovanja. Polazeći od ovih činjenica, nije iznenađujuće što se ne samo u novogradnjama u društvenoj svojini, već i u posebnim porodičnim zgradama danas primenjuje sistem centralnog grejanja.
Šema zagrevanja, princip funkcionisanja
Uređaj za centralno grejanje (sl. 1) sastoji se od sistema: kotla, grejnih tela i cevovoda. Najviša tačka ovog sistema je ekspanzioni sud. Čitav sistem je napunjen vodom. Ako u kotlu ložimo, voda se zagreva i usled manje specifične težine penje na gore, a na mesto tople vode dolazi voda koja se u grejnim telima ohladila (prema tome ima veću specifičnu težinu). Voda koja struji na gore dolazi preko cevovoda u grejna tela tamo je, odajući svoju toplotu, hladi i vraća u kotao.
SLIKA 1
Prema tome, usled razlike specifične težine hladne i tople vode u sistemu nastaje jedno kontinualno zatvoreno strujanje štо omogućuje dovod određene količine toplote grejnim telima.
Sila koja omogućuje cirkulaciju vode usled razlike temperature - naročito pri zagrevanju samo na jednom nivou - je vrlo mala i zbog toga je važno da se uređaji dimenzionišu na osnovu brižljivih i tačnlh proračuna. U praksi se često dešava da se uređaji, naročito za manje i pojedinačne stanove, projektuju na brzinu i na osnovu podataka iz iskustva. Nesumnjivo je da se i na ovaj način može ponekad uspešno izvesti sistem centralnog grejanja, ali češći je slučaj da on ne funkcioniše besprekorno, a nastale greške је već teže naknadno ispraviti.
Zbog toga ne smemo žaliti trud za izradu potrebnih proračuna i projekata, jer će se to sigurno isplatiti. Ne smemo gubiti iz vida ni činjenicu da jedan ovakav sistem treba da služi za ceo život.
Prvi zadatak pri projektovanju je da se izračuna potrebna količina toplote za grejanje željenih prostorija. Potrebna količina toplote za zagrevanje podudara se sa njenim gubicima. Gubici topIote zavise od razlike spoljne temperature i temperature prostorije koja se želi grejati, od koeficijenta prolaza toplote onih površina koje omeđuju posmatranu prostoriju kao i od veličine ovih površina.
Proračun treba izvršiti posebno za svaku površinu sa različitim koeficijentima prolaza toplote i sa razlikama spoljašnje i unutrašnje temperature. Zbir ovako dobijenih parcijalnih rezultata daće ukupnu potrebnu količinu toplote prostorije. (Za one koji nerado vrše proračune napominjemo da su za proračun potrebne samo osnovne računske radnje).
Potrebna količina toplote računa se pomoću obrasca:
Q=F * k (tb - tk)
gde su:
Q - količina toplote koju prostorija gubi, kcal/čas;
F - površina (zida, prozora, vrata, poda, tavanice) kroz koju prolazi toplota, m2;
k - koeficijent prolaza toplote za uočenu površinu, kcal/m2°C
tb - željena unutrašnja temperatura prostorije, °C
tk - spoljna temperatura posmatrane površine, °C
SLIKA 2
Radi bolje preglednosti toka proračuna uzećemo jedan praktičan primer. Zadatak je da se proračuna potrebna kolićina toplote za stambenu zgradu sa slike br. 2. Tehnički podaci su: međuzidovi od poroznih cigli, dimenzija 10 cm, sa obe strane malterisani, glavni zid debljine 38 cm sa obe strane malterisan, vrata jednostruka zastakljena, рrozor dvostruki sa drvenim okvirom. tavanica sa drvenim gredama sa obe strane obložena daskama i iznad tavanice zatvoren tavan, ispod poda zemlja. Očekivana minimalna spoljna temperatura - 20°C. Prolaz toplote kroz spoljnji prozor:
Površina: F =1,5 x 2 = 3 m2
Koeficijent prolaza topIole: 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/čas
Prolaz toplote kroz spoljni glavni zid:
Površina: F = 3 х 4 - površina prozora = 12 - 3 = 9 m2
Q = 9 х 1,3 x 40 = 468 kcal/čas
Prolaz toplote kroz vrata prema predsoblju:
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 х 3 х 4 = 21,6 kcal/čas
Prolaz toplote kroz zid prema predsoblju:
Površina: F = 3 x 3,5 - površina vrata = 10,5 - 1,8 = 8,7m2
k = 1,6
Razlika temperature: tb - tk = 40°C
Q = 8,7 x 1,6 x 4 = 55,7 kcal/čas
Prolaz toplote kroz zid prema WC-u:
Površina: F = 1,5 x 3 = 4,5m2
k = 1,6
Razlika temperature: tb - tk = 2°C
Q = 4,5 х 1,6 х 2 = 14,2 kcal/čas
Prolaz toplote kroz zid prema kupatilu:
Površina: F = 1,9 x 3 = 5,7m2
k = 1,6
Razlika temperature: tb - tk = 20 - (+24) = -4°C
U ovom slučaju toplota prelazi iz kupatila u sobe, tj. ne radi se o gubitku toplote, nego o dobitku i zbog toga ovu vrednost na kraju treba odbiti od ukupno potrebne toplote.
Q = 5,7 х 1,6 x (-4) = -36,5
lzmeđu pojedinih soba nema razlike u temperaturi, prema tome nema ni prelaza toplote i tako ne treba ni proračunati.
Prolaz toplote kroz tavanicu:
Površina: F = 3,5 x 4 =15 m2
k = 1,5
Razlika temperature: tb - tk = 20 - (-12) = 32°C
Q =15 х 1,5 x 32 = 720 kcaI/čas
Prolaz toplote 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/čas
Ukupno potrebna toplota:
420
468
21,6
55,7
14,2
720
495
-----------
2194,5 kcal/čas
Ovako dobijenu vrednost treba povećati dodacima kao što su dodatak na strane sveta, dodatak na vetar i dodatak za prekid zagrevanja.
Dodaci za vetar:
Normalni predeli: sa jednim spoljnim zidom sa otvorom:
10% sa više spoljnih zidova sa otvorima: 15%
Vetroviti predeli: sa jednim spoljnim zidom sa otvorom:
20%, sa više spoljnih zidova sa otvorima: 25%.
Dodatak za prekid zagrevanja:
Očekivani prekid u zagrevanju od 8 - 12 časova dnevno: 15%.
Očekivani prekid u zagrevanju od 12 - 16 časova dnevno: 25%.
Dodatak na strane sveta
Severo-zapadna orijentacija: 5%.
Severna orijentacija: 10%.
Soba u primeru nalazi se na predelu sa normalnim vetrovima, orijentisana je na sever i zbog toga dobijenoj vrednosti treba dodati dva puta 10%, tj. ukupno 20%.
Dodatak za prekid zagrevanja nećemo računati, jer je manje kontinualno.
2194,5
+438,9 (20%)
----------------------
2633,4
Od ove vrednosti treba odbiti količinu dobijene toplote iz zida prema kupatilu:
2633,4
- 36,5
-------------
2596,9
Prema tome, potrebna količina toplote za zagrevanje sobe je Q = 2597 kcal/čas
Projektovanje
Kao prvo kod projektovanja treba nacrtati osnovu strana u razmeri 1:100. ili ako ja moguće 1:50. Grejna tela obavezno treba postaviti ispod prozora, a u prostorijama gde nema prozora, pored vrata koja vode u slobodan prostor, ili prema hladnijim prostorijama. Ovakav raspored je, zbog eventualno dužeg cevovoda, nešto skuplji od rasporeda grejnih tela uz unutrašnje zidove, ali su prednosti, strujanje vazduha i s tim u vezi i raspored temperature, mnogo značajnije. (sl. 3)
SLIKA 3
Izbor grejnih tela
Po projektovanju sledi izbor vrste grejnih tela i određivanje potrebnih grejnih površina. Za grejanje toplom vodom najpogodnija grejna tela su čelični radijatori. Ove radijatore mnogi nerado koriste, navodno zbog toga što ih voda upropašćuje pa brzo procure. Međutim ovo se dešava samo onda kada se često i neopravdano ispušta voda iz sistema, ili kada se po ispuštanju vode radijator ostavlja na duže vreme bez vode. Pri normalnoj upotrebi vek trajanja čeličnih radijatora je približno isti kao i vek trajanja livenih radijatora. Radijatori od livenog gvožđa nisu najpogodniji za zagrevanje toplom vodom u prvom redu zbog toga što su vrlo skupi, a i zbog toga što imaju veliku sopstvenu težinu. U pogledu toplotnog učinka obe vrste radijatora su identične.
Aluminijumski radijatori se ubrajaju u najsavremenija grejna tela (Alutherm, Radal). Toplotne karakteristike ovih radijatora su vrlo povoljne, sopstvena težina im je mala, imaju vrlo lep i moderan spoljašnji izgled. Njihovo priključenje vrši se navojnim prirubnicama. Prilikom spajanja radijatora, da se ne bi stvorio galvanski elemenat i sa tim u vezi i korozija, glave i stabla zavrtnjeva treba izolirati električnim izolatorom.
Spajanje članaka
Široke čelične radijatore treba upotrebljavati samo onda ako bi upotrebom normalnih (od 150 mm) proizašao vrlo dugačak radijator. Čelični radijatori se mogu dobiti u trgovini sa 5 - 10 -15 - 20 članaka međusobno zavarenih. Ako je za jedan radijator potrebno više od 20 članaka, onda ga
možemo produžiti jedinicom od 5 ili eventualno od 10 elemenata pomoću međuzavrtnjeva za radijatore od 5/4" sa levim i desnim navojem i zaptivača od klingerita ili kentaura. Preporučljivo je zavrtnje podmazati mašću otpornom na vodu sa tačkom ključanja iznad 100°C, ili grafitnim uljem. Za montažu elemenata potreban je ključ specijalne izrade.
Radijatori od livenog gvožđa kao i čelični radijatori stare izrade montiraju se po elementima i pričvršćuju međuzavrtnjima. Ako kupimo polovne radijatore obavezno ih treba pre montaže dobro pregledati i prekontrolisati, naročito sastavna mesta pojedinih elemenata. Najbolje je nekim oštrim predmetom (npr. šaberom sa tri ivice) proveriti stanje lima, jer će se oslabljeni lim usled pritiska probušiti pa ćemo na ovaj način poštedeti sebe od daljih neprijatnosti.
Ispitivanje na pritisak
Radijatore koje smo sami sastavili, ili polovne radijatore, pre montaže obavezno treba ispitati. Proba će se najjednostavnije izvršiti ako jedan kraj radijatora zatvorimo čepovima pa ga postavimo na te čepove. Zatim potpuno napunimo radijator vodom i jedan od još slobodnih otvora zatvorimo čepom sa navojem, a na drugi otvor postavimo gumeno crevo sa cevnim priključkom. Drugi kraj gumenog creva pruključimo za vodovodnu mrežu. Ako usled pritiska vodovodne mreže posle 5 -10 minuta ne primećujemo da radijator curi možemo ga montirati. Tamo gde nema vodovodne mreže, pritisak potreban od 2-3 at možemo proizvesti i ručnom pumpom.
Radijatore možemo postaviti na nogare ili na konzole, koje su pričvršćene na zid. Rešenje sa konzolama je bolje, jer ne sprečava čišćenje ispod radijatora, a ima i bolji estetski izgled. Za pričvršćivanje konzole treba u zidu izbušiti otvor dubine 10 - 12cm tako da stranice otvora budu paralelne ili da se otvor proširuje prema zidu. Iznad otvora mora ostati najmanje dva neoštećena reda cigala. Za radijator od 20 elemenata treba dve, a za duži - tri konzole.
Izvor toplote
Potrebna grejna površina kotla određuje se na osnovu ukupno potrebne toplote zgrade (stana). Ovu veličinu dobićemo sabiranjem potrebnih količina toplote za pojedine prostorije. Kod manjih kotlova, koji se lože koksom ili ugljem boljeg kvaliteta, praktično može se računati sa 10.000 kcal/čas za 1 m2 grejne površine. Prema tome, ako ukupnu potrebnu količinu toplote podelimo sa 10.000, onda ćemo približno dobiti potrebnu grejnu površinu kotla. Preporučljivo je, međutim, uzeti kotao nešto većeg učinka od proračunatog.
Tip kotla u prvom redu određuje vrsta goriva. Za koks najpogodniji su mali kotlovi od livenog gvožđa. Za loženje različitim gorivima pogodniji su kotlovi od čeličnog iima zavarene konstrukcije.
Mali kotlovi najčešće imaju grejnu površinu od 1,5 m2 (15.000 kcal/čas), 2,14 m2 (22.000 kcal/čas) i 3.16 m2 (32.000 kcal/čas). Za porodičnu zgradu, koja je data na slici br.4 kao primer, potrebno je zaokruženo 17.000 kcal/čas ukupne toplote. Za gorivo smo izabrali koks. Prema svim datim podacima potreban je kotao sa grejnom površinom od 2,14 m2.
SLIKA 4
