Konceptet med en gravitationskylmedelsanordning kan i någon mening jämföras med naturlig ventilation, där fri cirkulation av luftflöden realiseras. När det gäller vattenmiljön sker rörelse längs konturerna utan energi- och kraftstöd från tredje parts enheter och resurser. Detta ger fördelarna med ett gravitationsuppvärmningssystem, men medför också ett antal nackdelar. En av dem är komplexiteten i dess tekniska implementering.
Hur systemet fungerar
Gravitationen säkerställs av fysikens lag, enligt vilken heta strömmar av luft och vatten stiger naturligt. Till skillnad från system med forcerad cirkulation finns det inget behov av att slå på pumputrustning eller ånggeneratorer som trycker arbetsmediet under tryck längs medkonturer. Under förhållandena i ett privat hus är ett gravitationsflödesuppvärmningssystem fördelaktigt bara genom den minimala anslutningen av indirekt kommunikation och energinoder. Men detta betyder inte alls att användaren bara kommer att behöva hantera rör. En panna placerad på den lägsta punkten av komplexet kommer att ansvara för uppvärmning av vattnet. Från det, genom rör, kommer flödena att riktas till värmare-konsumenter av kylvätskan (konvektorer, radiatorer, batterier). Vidare passerar det redan kylande vattnet in i sektionen av expansionstanken och, när det ackumuleras, svämmar över i avloppskanalen - antingen till pannan eller till avloppet.
Enrörs- och tvårörssystem
Scheman för värmekretsar kan vara olika. I det enklaste enrörssystemet finns ingen kylvätskeretur med vattenintag. Vertikala system av denna typ är tekniskt enklare att implementera, vilket sparar på fysisk ansträngning och ekonomi. Men det finns också allvarliga nackdelar med enrörs gravitationsuppvärmningssystem, som uttrycks i följande nyanser:
- Avsaknaden av möjlighet att justera temperaturen för varje värmare separat, eftersom de är seriekopplade.
- Obligatorisk placering av expansionskärl för vertikal fyllning.
- Högre tryckkrav för vattencirkulation. Av denna anledning utförs enrörssystem oftare enligt principerna för påtvingad rörelse av kylvätskan med anslutning av pumpar.
I ett tvårörssystem fördelas värmen jämnt. En krets leder heta strömmar till villkorade radiatorer,och den andra betjänar returgrenen, genom vilken kallt vatten återgår till den mottagande utrustningen. På grund av balansen av kylvätskan i rörledningen är tvåkretsschemat lättare mottagligt för naturlig reglering med tyngdkraftens inverkan utan stöd av ytterligare cirkulationsutrustning.
Öppna och slutna system
Skillnaden mellan dessa system ligger i prestandan hos expansionstanken - toppen av hela komplexet. I öppna tankar samlas vatten tills flottörmekanismen fungerar. Vätskan fyller tanken till en viss nivå, varefter flottören aktiverar utsläppet av luftblandningen och fyllning genom den anslutna stigaren. I ett slutet gravitationsvärmesystem används en membrantank, i vilken två sektioner är försedda - med luft (gasblandning) och vatten i den nedre delen. Vid minsta tryck är behållaren tom, men när den fylls med vätska börjar membranet att komprimera den övre delen, vilket öppnar luftventilen och utjämnar trycket.
Pannaval
Att använda begreppet gravitationsuppvärmning i sig innebär att varken gas eller elektricitet tillhandahålls i huset. Annars skulle det vara mer rationellt att organisera tvångscirkulation med värmeförsörjning av tillräcklig kraft från huvudenergikällan. Därför kommer det enda alternativet för en panna för ett gravitationsflödesvärmesystem att vara en enhet för fast bränsle - till exempel en vedeldad. Kombinationen av naturlig cirkulation och en traditionell kamin ger också anledningarprata om komplexets låga effekt. Systemet kommer initi alt att vara ineffektivt, men dess effektivitet kan ökas på grund av pyrolyseffekten, som särskiljer moderna modifieringar av fastbränslepannanläggningar med en kapacitet på 20 till 40 kW med två förbränningskammare. I det extra utrymmet förbränns de gaser som genereras under den första förbränningen av bränslet. Förresten, minimering av förbränningsprodukter vid utloppet kommer också att minska kraven på skorsten.
Val av rörmaterial
Som med VVS kan rör av plast och metall användas för ett värmesystem med naturlig cirkulation. Restriktioner för användningen av vissa material beror på individuella faktorer och förhållanden. Till exempel ger ett öppet värmesystem en större effekt av att lufta kretsarna med syre och koldioxid, vilket är oönskat för stål. Omvänt kommer solid-state metall att rättfärdiga sig i slutna grenar av storformatsnätverk som arbetar med hög belastning. När du servar vatten av dålig kvalitet är det bättre att använda kopparrör. För ett gravitationsuppvärmningssystem är användningen av denna metall fördelaktig på grund av dess motståndskraft mot höga temperaturer och mineralinneslutningar i kylvätskan.
I princip har både koppar och plast fördelen av att vara lätta material som tillåter exakt installation av komplexa rörledningskommunikationslinjer, vilket är mycket viktigt vid implementering av gravitationssystem. Plast är dock fortfarande inte det bästa alternativet för värmesystemet som sådant - desto merarbetar under högt tryck av storleksordningen 0,6 MPa. Det finns värmebeständiga polypropenrör som är designade speciellt för uppvärmning och tål cirka 120 °C, men tätningsproblem är vanligare vid stumpar och övergångar, som inte är lika tillförlitliga som metallkontursvetsar.
Optimal rördiameter
Till skillnad från system med forcerad cirkulation, i det här fallet kommer tjockleken på konturerna att vara större. Diametern på röret i ett gravitationsflödesvärmesystem är 50 mm, men det kan finnas justeringar i olika områden. Till exempel, för att upprätthålla komplexets termiska effektivitet, rekommenderar rörmokare att man smalnar av konturerna. Mängden justering beror på längden på den heldragna linjen från sömmen till den andra övergångspunkten.
Monteringsverktyg och förbrukningsartiklar
Huvudverktyget kommer att behövas för att lägga, fästa och ansluta rör. Skärning och svetsning utförs med rörskärare, gasskärare, inverteranordningar och lod. Både för plast och för koppar med stål väljs ditt svetsverktyg med lämplig effekt. Detsamma gäller förbrukningsvaror. Till exempel är kopparstrukturer anslutna genom lödning med hjälp av kläm- och krimpbeslag. För att ansluta ett koppargravitationsvärmesystem med kretsar av andra material används endast löstagbara adaptrar och beslag. Denna metall vidhäftar inte bra till andra material. Men i andra fall kan lätt lödning upp till 450 ° C erhållasacetylen eller propan-butan facklor, samt elektriska lödkolvar. Dessutom, för högkvalitativa anslutningar, kommer det att vara användbart att använda teflonband, beslag, T-stycken, dielektriska packningar, etc.
Installationsteknik
Inför arbetet bör ett kommunikationsschema och en handlingsplan upprättas. Vidare utförs typisk installation i följande ordning:
- Montering av enskilda noder, övergångssektioner och stora linjer utan anslutning till sajtens bas.
- Installation av utrustning - expansionskärl och panna. Tanken kan monteras på vinden - det viktigaste är att behålla möjligheten till en fri tillgång till kommunikation. Pannan kan kräva en liten värmebeständig skrid. Ytterligare infästning krävs inte, eftersom denna typ av golvutrustning är praktiskt taget orörlig på en plan yta.
- Lagerbeslagen installeras längs packningens konturer - stöd, klämmor, upphängningar och andra fixeringsenheter.
- Förberedda rörkonturer, övergångsdelar, vinkelbågar och hörn är monterade. Hur gör man ett gravitationsvärmesystem så att det är så pålitligt och skyddat från yttre påverkan som möjligt? För fastsättning rekommenderas att använda de så kallade flytande klämmorna, som ger inte hård, utan mjuk fixering. De är stadigt fästa på den förberedda bärarutrustningen, men klämmekanismerna ger röret viss rörelsefrihet - en fjädrande effekt, på grund av vilken risken för skador eliminerasrör under extern dynamisk belastning.
- Kommunikation och utrustning håller på att bindas upp - grenrör, kopplingar och instrumentering ansluts vid behov.
Rörlutning
En egenskap hos tyngdkraftssystemens anordning är behovet av att bibehålla vinkeln i läget för horisontella konturer. Det är nödvändigt att tillhandahålla effekten av naturlig gravitationscirkulation som krävs för rörelse av vatten. Som noterats i de tekniska föreskrifterna för SNiP, bör lutningen på gravitationsvärmesystemet vara 10 mm per 1 m. Om denna nyans inte förutses kommer ledningarna att fyllas med luft och uppvärmningen av kretsarna kommer att vara ojämn.
Vilken kylvätska ska jag använda?
Det optimala arbetsmediet för naturliga cirkulationssystem är vatten. Avvisandet av frostskyddsmedel, som ofta används vid vätskeuppvärmning, är förknippat med dess höga densitet och låga värmeöverföring. Med hänsyn till den blygsamma prestandan hos ett gravitationsflödesvärmesystem och det obligatoriska kravet för gravitationsförskjutning av kylvätskan, elimineras frostskyddsmedel. Men detta betyder inte att alternativa frostskyddsmedelskompositioner i princip kan överges. Lämpliga blandningar måste ha hög flytbarhet (inte lägre än vatten) och förmågan att inte förlora fysikaliska egenskaper vid extremt höga och låga temperaturer.
Pluserna med ett gravitationsflödessystem
Bland styrkorna hos värmesystem med naturlig cirkulation är följande:
- Energioberoende. Frånvaroingen extern energikälla är ett hinder för användningen av gravitationsuppvärmning, så i många avlägsna regioner är detta alternativ det enda alternativet.
- Tillförlitlighet och hållbarhet. Frånvaro av vibrationer, som i konventionella system skapar cirkulationspumpar. Detta tillåter användning av kopparrörledningar, såväl som organisering av gravitationsuppvärmningssystem gjorda av polypropen, men med förbehåll för deras motståndskraft mot höga temperaturer.
- Enkelt underhåll. Frånvaron av komplexa regulatoriska enheter med automatisering gör systemet mer tillgängligt för diagnostik och reparationer hemma.
Nackdelar med gravitationsflödessystem
Självklart ledde bristen på stöd för rörelsen av kylvätskan från cirkulationspumpen eller annan kraftutrustning med resurser till ett antal brister hos sådana system:
- Funktionella begränsningar när det gäller justering. Detta gäller främst möjligheten till flexibel justering av värmares temperaturregimer, men driften av fastbränslepannor utesluter i sig all automatisering vid kontroll.
- På grund av dess blygsamma prestanda kan ett gravitationsuppvärmningssystem endast användas i små hus med låga uppvärmningsbehov. Till detta kommer instabiliteten i cirkulationen.
- Förseningar i kylvätskans rörelse på vintern kan leda till att vätskan fryser. Av denna anledning är sökandet efter frostskyddsmedel tillsatser berättigat.
Slutsats
Rör med naturlig cirkulation av arbetsmediet i den progressiva mekanikens tid och programmerbara pannor med pannor verkar föråldrade och ineffektiva. På många sätt är detta sant, men i samband med växande energiförbrukning ser ett gravitationsuppvärmningssystem för ett privathus inte helt malplacerat ut. För det första, om landets förhållanden inte tillåter användning av gas- och elpannor, kommer detta beslut att vara mer än motiverat. För det andra tas flera utgiftsposter bort samtidigt, på grund av kostnaden för energi med bränsle och underhåll av komplex utrustning.
