Konseptet med en gravitasjonskjølevæske kan på en eller annen måte sammenlignes med naturlig ventilasjon, der fri sirkulasjon av luftstrømmer realiseres. Når det gjelder vannmiljøet, skjer bevegelse langs konturene uten energi- og kraftstøtte fra tredjeparts enheter og ressurser. Dette gir fordelene med et gravitasjonsvarmesystem, men medfører også en rekke ulemper. En av dem er kompleksiteten til den tekniske implementeringen.
Slik fungerer systemet
Tyngekraften er sikret av fysikkens lov, ifølge hvilken varme strømmer av luft og vann stiger naturlig. I motsetning til systemer med tvungen sirkulasjon, er det ikke nødvendig å slå på pumpeutstyr eller dampgeneratorer som skyver arbeidsmediet under trykk langskonturer. Under forholdene til et privat hus er et tyngdekraftsstrømvarmesystem fordelaktig bare ved minimal tilkobling av indirekte kommunikasjon og energinoder. Men dette betyr ikke i det hele tatt at brukeren bare må forholde seg til rør. En kjele plassert på det laveste punktet i komplekset vil være ansvarlig for oppvarming av vannet. Fra den, gjennom rør, vil strømmene bli rettet til varmeovnene-forbrukerne av kjølevæsken (konvektorer, radiatorer, batterier). Videre passerer det allerede kjølevannet inn i seksjonen av ekspansjonstanken, og når det akkumuleres, renner det over i avløpskanalen - enten til kjelen eller til kloakken.
Et- og to-rørssystemer
Opplegg for varmekretser kan være forskjellige. I det enkleste ett-rørssystemet er det ingen kjølevæskereturstige med vanninntak. Vertikale systemer av denne typen er teknisk enklere å implementere, noe som sparer fysisk innsats og økonomi. Men det er også alvorlige ulemper med enkeltrørs gravitasjonsvarmesystemer, som uttrykkes i følgende nyanser:
- Manglen på muligheten til å justere temperaturen for hver varmeovn separat, ettersom de er koblet i serie.
- Obligatorisk plassering av ekspansjonstank for vertikal fylling.
- Høyere trykkkrav til vannsirkulasjon. Av denne grunn utføres enkeltrørsystemer oftere i henhold til prinsippene for tvungen bevegelse av kjølevæsken med tilkobling av pumper.
I et to-rørssystem fordeles varmen jevnt. En krets leder varme strømmer til betingede radiatorer,og den andre betjener returgrenen, gjennom hvilken kaldt vann går tilbake til mottaksutstyret. På grunn av balansen i kjølevæsken i rørledningen, er to-kretsordningen lettere tilgjengelig for naturlig regulering med tyngdekraften uten støtte fra ekstra sirkulasjonsutstyr.
Åpne og lukkede systemer
Forskjellen mellom disse systemene ligger i ytelsen til ekspansjonstanken - det øverste punktet i hele komplekset. I åpne tanker samler det seg vann til flytemekanismen fungerer. Væsken fyller tanken til et visst nivå, hvoretter flottøren aktiverer frigjøring av luftblandingen og fylling gjennom det tilkoblede stigerøret. I et lukket gravitasjonsvarmesystem brukes en membrantank, der to seksjoner er utstyrt - med luft (gassblanding) og vann i den nedre delen. Ved minimumstrykk er beholderen tom, men etter hvert som den fylles med væske, begynner membranen å komprimere den øvre delen, og dermed åpner luftventilen og utjevner trykket.
Kjelevalg
Å bruke begrepet gravitasjonsoppvarming i seg selv betyr at det verken leveres gass eller elektrisitet i huset. Ellers ville det være mer rasjonelt å organisere tvungen sirkulasjon med varmetilførsel av tilstrekkelig kraft fra hovedenergikilden. Derfor vil det eneste alternativet for en kjele for et varmesystem med tyngdekraftstrøm være en enhet med fast brensel - for eksempel en vedfyrt. Kombinasjonen av naturlig sirkulasjon og en tradisjonell komfyr gir også grunnersnakk om den lave kraften til komplekset. Systemet vil i utgangspunktet være ineffektivt, men effektiviteten kan økes på grunn av pyrolyseeffekten, som skiller moderne modifikasjoner av fastbrenselkjeleanlegg med en kapasitet på 20 til 40 kW med to forbrenningskamre. I tilleggsrommet forbrennes gassene som genereres under den første forbrenningen av drivstoffet. Minimering av forbrenningsprodukter ved utløpet vil forresten også redusere kravene til skorstein.
Valg av rørmateriale
Som med rørleggerarbeid, kan rør av plast og metall brukes til et naturlig sirkulasjonsvarmesystem. Restriksjoner på bruken av visse materialer avhenger av individuelle faktorer og forhold. For eksempel gir et åpent varmesystem en større effekt av å lufte kretsene med oksygen og karbondioksid, noe som er uønsket for stål. Motsatt vil solid-state metall rettferdiggjøre seg i lukkede grener av storformatnettverk som opererer med høy belastning. Når du betjener vann av dårlig kvalitet, er det bedre å bruke kobberrør. For et gravitasjonsvarmesystem er bruken av dette metallet fordelaktig på grunn av dets motstand mot høye temperaturer og mineralinneslutninger i kjølevæsken.
I prinsippet har både kobber og plast fordelen av å være lette materialer som tillater presis installasjon av komplekse rørledningskommunikasjonslinjer, noe som er svært viktig ved implementering av gravitasjonssystemer. Imidlertid er plast fortsatt ikke det beste alternativet for varmesystemet som sådan - desto meropererer under høyt trykk i størrelsesorden 0,6 MPa. Det finnes varmebestandige polypropylenrør designet spesielt for oppvarming og tåler ca. 120 °C, men tetningsproblemer er mer vanlig i stump og overganger, som ikke er like pålitelige som metallkontursveisinger.
Optimal rørdiameter
I motsetning til systemer med tvungen sirkulasjon, vil i dette tilfellet tykkelsen på konturene være større. Diameteren på røret til et gravitasjonsstrømvarmesystem er 50 mm, men det kan være justeringer i forskjellige områder. For eksempel, for å opprettholde den termiske effektiviteten til komplekset, anbefaler rørleggere å begrense konturene. Mengden av justering avhenger av lengden på den heltrukne linjen fra sømmen til det andre overgangspunktet.
Monteringsverktøy og forbruksvarer
Hovedverktøyet vil være nødvendig for å legge, feste og koble rør. Kutting og sveising utføres med rørkuttere, gasskuttere, inverterenheter og loddemetall. Både for plast og for kobber med stål, velges sveiseverktøyet med passende kraft. Det samme gjelder forbruksvarer. For eksempel kobles kobberstrukturer sammen ved lodding ved hjelp av klemme- og krympebeslag. For å koble et kobbergravitasjonsvarmesystem med kretser laget av andre materialer, brukes kun avtakbare adaptere og beslag. Dette metallet fester seg dårlig til andre materialer. Men i andre tilfeller kan lett loddemetall opp til 450 ° C oppnåsacetylen eller propan-butan fakler, samt elektriske loddebolter. I tillegg, for tilkoblinger av høy kvalitet, vil det være nyttig å bruke teflontape, beslag, t-stykker, dielektriske pakninger osv.
Installasjonsteknikk
Før arbeid bør det utarbeides en kommunikasjonsordning og en handlingsplan. Videre utføres typisk installasjon i følgende rekkefølge:
- Montering av individuelle noder, overgangsseksjoner og store linjer uten feste til bunnen av nettstedet.
- Montering av utstyr - ekspansjonstank og kjele. Tanken kan monteres på loftet - det viktigste er å beholde muligheten for en gratis tilførsel av kommunikasjon. Kjelen kan kreve en liten varmebestandig avrettingsmasse. Ekstra festing er ikke nødvendig, siden denne typen gulvutstyr er praktisk t alt ubevegelig på en flat overflate.
- Lagerbeslagene er installert langs konturene til pakningen - støtter, klemmer, oppheng og andre fikseringsenheter.
- Forberedte rørkonturer, overgangsdeler, albuer og hjørner monteres. Hvordan lage et gravitasjonsvarmesystem slik at det er så pålitelig og beskyttet mot ytre påvirkninger som mulig? For festing anbefales det å bruke de såk alte flytende klemmene, som gir ikke hard, men myk fiksering. De er godt festet til det forberedte bæreutstyret, men klemmemekanismene gir røret en viss bevegelsesfrihet - en fjærende effekt, på grunn av hvilken risikoen for skade elimineresrør under ekstern dynamisk belastning.
- Kommunikasjon og utstyr bindes opp - stikkrør, beslag og instrumentering kobles til ved behov.
Rørhelling
En funksjon ved tyngdekraftsystemer er behovet for å opprettholde vinkelen i posisjonen til horisontale konturer. Det er nødvendig å gi effekten av naturlig gravitasjonssirkulasjon som kreves for bevegelse av vann. Som nevnt i de tekniske forskriftene til SNiP, bør helningen til gravitasjonsvarmesystemet være 10 mm per 1 m. Hvis denne nyansen ikke er forutsett, vil linjene fylles med luft, og oppvarmingen av kretsene vil være ujevn.
Hvilken kjølevæske skal brukes?
Det optimale arbeidsmediet for naturlige sirkulasjonssystemer er vann. Avvisningen av frostvæske, som ofte brukes i væskeoppvarming, er assosiert med dens høye tetthet og lave varmeoverføring. Tatt i betraktning den beskjedne ytelsen til et varmesystem med gravitasjonsstrøm og det obligatoriske kravet til gravitasjonsforskyvning av kjølevæsken, elimineres frostvæske. Men dette betyr ikke at alternative frostvæskesammensetninger i prinsippet kan forlates. Egnede blandinger må ha høy fluiditet (ikke lavere enn vann) og evne til ikke å miste fysiske egenskaper ved ekstremt høye og lave temperaturer.
Plusene til et gravitasjonsstrømsystem
Blant styrkene til varmesystemer med naturlig sirkulasjon er følgende:
- Energiuavhengighet. Fraværingen ekstern energikilde er en hindring for bruk av gravitasjonsoppvarming, så i mange avsidesliggende områder er dette alternativet fortsatt det eneste alternativet.
- Plitelighet og holdbarhet. Fravær av vibrasjoner, som i konvensjonelle systemer skaper sirkulasjonspumper. Dette tillater bruk av kobberrørledninger, samt organisering av gravitasjonsvarmesystemer laget av polypropylen, men underlagt deres motstand mot høye temperaturer.
- Enkelt vedlikehold. Fraværet av komplekse reguleringsenheter med automatisering gjør systemet mer tilgjengelig for diagnostikk og reparasjoner hjemme.
Ulemper med tyngdekraftsstrømningssystem
Selvfølgelig førte mangelen på støtte for bevegelse av kjølevæsken fra sirkulasjonspumpen eller annet kraftutstyr med ressurser til en rekke mangler ved slike systemer:
- Funksjonsbegrensninger når det gjelder justering. Dette gjelder hovedsakelig muligheten for fleksibel justering av temperaturregimene til varmeovner, men driften av fastbrenselkjeler utelukker i seg selv all automatisering i styringen.
- På grunn av sin beskjedne ytelse kan et gravitasjonsvarmesystem kun brukes i små hus med lavt varmebehov. I tillegg kommer ustabiliteten i sirkulasjonen.
- Forsinkelser i kjølevæskens bevegelse om vinteren kan føre til frysing av væsken. Av denne grunn er søket etter frostvæsketilsetningsstoffer berettiget.
Konklusjon
Rør med naturlig sirkulasjon av arbeidsmediet i en tid med progressiv mekanikk og programmerbare kjeler med kjeler virker utdaterte og ineffektive. På mange måter er dette sant, men i sammenheng med økende energiforbruk ser ikke et gravitasjonsvarmesystem for et privat hus helt malplassert ut. For det første, hvis landforholdene ikke tillater bruk av gass- og elektriske kjeler, vil denne avgjørelsen være mer enn berettiget. For det andre fjernes flere utgiftsposter på en gang, på grunn av energikostnader med drivstoff og vedlikehold av komplekst utstyr.
