Koncept gravitacionog rashladnog uređaja može se u nekom smislu uporediti sa prirodnom ventilacijom, u kojoj se ostvaruje slobodna cirkulacija strujanja vazduha. U slučaju vodenog okruženja, kretanje se događa duž kontura bez energetske i energetske podrške uređaja i resursa trećih strana. Ovo daje prednosti gravitacijskom sistemu grijanja, ali uzrokuje i niz nedostataka. Jedna od njih je složenost njegove tehničke implementacije.
Kako sistem radi
Gravitaciju osigurava zakon fizike, prema kojem se vreli tokovi zraka i vode prirodno dižu. Za razliku od sistema sa prisilnom cirkulacijom, nema potrebe za uključivanjem pumpne opreme ili generatora pare koji guraju radni medij pod pritiskom dužkonture. U uslovima privatne kuće, gravitacioni sistem grejanja je koristan samo minimalnom vezom indirektnih komunikacionih i energetskih čvorova. Ali to uopće ne znači da će se korisnik morati baviti samo cijevima. Kotao koji se nalazi na najnižoj tački kompleksa bit će odgovoran za zagrijavanje vode. Od njega će se kroz cijevi tokovi usmjeravati na grijače-potrošače rashladne tekućine (konvektori, radijatori, baterije). Dalje, već rashlađena voda prelazi u deo ekspanzione posude i, kako se akumulira, preliva se u odvodni kanal - ili u kotao ili u kanalizaciju.
Jednocevni i dvocevni sistemi
Šeme za krugove grijanja mogu biti različite. U najjednostavnijem jednocijevnom sistemu ne postoji povratni uspon rashladne tekućine s dovodom vode. Vertikalni sistemi ovog tipa su tehnički lakši za implementaciju, što štedi fizički napor i finansije. Ali postoje i ozbiljni nedostaci jednocevnih gravitacionih sistema grejanja, koji su izraženi u sledećim nijansama:
- Nedostatak mogućnosti podešavanja temperature za svaki grejač posebno, pošto su povezani u seriju.
- Obavezno postavljanje ekspanzione posude za vertikalno punjenje.
- Zahtjevi za viši pritisak za cirkulaciju vode. Iz tog razloga, jednocijevni sistemi se češće izvode po principima prinudnog kretanja rashladne tečnosti uz priključak pumpi.
U dvocevnom sistemu, toplota se ravnomerno raspoređuje. Jedno kolo usmjerava tople tokove na uslovne radijatore,a drugi služi povratnom kraku, kroz koji se hladna voda vraća u prijemnu opremu. Zbog ravnoteže rashladne tečnosti u cevovodu, dvokružna šema je lakše podložna prirodnoj regulaciji sa efektom gravitacije bez podrške dodatne opreme za cirkulaciju.
Otvoreni i zatvoreni sistemi
Razlika između ovih sistema leži u performansama ekspanzione posude - gornje tačke čitavog kompleksa. U otvorenim rezervoarima voda se akumulira sve dok mehanizam za plovak ne proradi. Tekućina puni rezervoar do određene razine, nakon čega plovak aktivira oslobađanje mješavine zraka i punjenje kroz spojeni uspon. U zatvorenom gravitacionom sistemu grijanja koristi se membranski spremnik u kojem su predviđene dvije sekcije - sa zrakom (mješavina plina) i vodom u donjem dijelu. Pri minimalnom pritisku, kontejner je prazan, ali kako se puni tečnošću, membrana počinje da kompresuje gornji deo, otvarajući tako ventil za vazduh i izjednačava pritisak.
Izbor kotla
Korištenje koncepta gravitacionog grijanja samo po sebi znači da u kući nema ni plina ni struje. U suprotnom, bilo bi racionalnije organizirati prisilnu cirkulaciju uz opskrbu toplinom dovoljne snage iz glavnog izvora energije. Stoga će jedina opcija za kotao za gravitacijski sistem grijanja biti jedinica na čvrsto gorivo - na primjer, na drva. Kombinacija prirodne cirkulacije i tradicionalne peći također daje razlogegovori o maloj snazi kompleksa. Sistem će u početku biti neefikasan, ali se njegova efikasnost može povećati zbog efekta pirolize, koji razlikuje moderne modifikacije kotlovskih postrojenja na čvrsto gorivo kapaciteta od 20 do 40 kW sa dvije komore za sagorijevanje. U dodatnom odeljku sagorevaju se gasovi koji nastaju prilikom prvog sagorevanja goriva. Usput, minimiziranje produkata sagorijevanja na izlazu će također smanjiti zahtjeve za dimnjakom.
Izbor materijala cijevi
Kao i kod vodovoda, cijevi od plastike i metala mogu se koristiti za sistem grijanja sa prirodnom cirkulacijom. Ograničenja upotrebe određenih materijala zavise od pojedinačnih faktora i uslova. Na primjer, otvoreni sistem grijanja omogućava veći efekat provjetravanja krugova kisikom i ugljičnim dioksidom, što je nepoželjno za čelik. Suprotno tome, metal u čvrstom stanju će se opravdati u zatvorenim granama mreža velikog formata koje rade s velikim opterećenjem. Prilikom servisiranja vode loše kvalitete, bolje je koristiti bakrene cijevi. Za gravitacijski sistem grijanja, upotreba ovog metala je korisna zbog njegove otpornosti na visoke temperature i mineralnih inkluzija u rashladnoj tekućini.
U principu, i bakar i plastika imaju prednost što su lagani materijali koji omogućavaju preciznu instalaciju složenih cevovodnih komunikacionih linija, što je veoma važno u implementaciji gravitacionih sistema. Međutim, plastika još uvijek nije najbolja opcija za sustav grijanja kao takav - tim višerade pod visokim pritiskom od 0,6 MPa. Postoje polipropilenske cijevi otporne na toplinu dizajnirane posebno za grijanje i mogu izdržati oko 120°C, ali problemi sa zaptivanje su češći kod čepova i prijelaza, koji nisu pouzdani kao metalni konturni zavari.
Optimalni promjer cijevi
Za razliku od sistema sa prisilnom cirkulacijom, u ovom slučaju će debljina kontura biti veća. Promjer cijevi gravitacijskog sistema grijanja je 50 mm, ali mogu postojati podešavanja u različitim područjima. Na primjer, kako bi se održala toplinska efikasnost kompleksa, vodoinstalateri preporučuju sužavanje kontura. Količina podešavanja zavisi od dužine pune linije od šava do druge prelazne tačke.
Alati za montažu i potrošni materijal
Glavni alat će biti potreban za polaganje, pričvršćivanje i spajanje cijevi. Rezanje i zavarivanje se obavljaju rezačima cijevi, plinskim rezačima, inverterskim uređajima i lemom. I za plastiku i za bakar sa čelikom, odabire se Vaš alat za zavarivanje odgovarajuće snage. Isto se odnosi i na potrošni materijal. Na primjer, bakrene konstrukcije spajaju se lemljenjem pomoću spojnica za stezanje i presovanje. Za povezivanje bakrenog gravitacijskog sustava grijanja s krugovima od drugih materijala koriste se samo odvojivi adapteri i spojni elementi. Ovaj metal ne prianja dobro na druge materijale. Ali u drugim slučajevima može se dobiti lagani lem do 450 ° Cacetilenske ili propan-butan baklje, kao i električne lemilice. Osim toga, za visokokvalitetne spojeve bit će korisno koristiti teflonske trake, spojnice, T-ove, dielektrične brtve, itd.
Tehnika ugradnje
Prije rada potrebno je izraditi šemu komunikacije i akcioni plan. Nadalje, tipična instalacija se izvodi sljedećim redoslijedom:
- Sastavljanje pojedinačnih čvorova, prelaznih sekcija i velikih linija bez pričvršćivanja na osnovu sajta.
- Ugradnja opreme - ekspanzioni rezervoar i bojler. Spremnik se može montirati u potkrovlju - glavna stvar je zadržati mogućnost besplatnog snabdijevanja komunikacijama. Kotao može zahtijevati malu košuljicu otpornu na toplinu. Dodatno pričvršćivanje nije potrebno, jer je ova vrsta podne opreme praktično nepomična na ravnoj površini.
- Okovi za ležajeve se postavljaju duž kontura zaptivke - oslonci, stege, suspenzije i druge fiksacijske jedinice.
- Montiraju se pripremljene konture cijevi, prijelazni dijelovi, koljena i uglovi. Kako napraviti gravitacijski sistem grijanja da bude što pouzdaniji i zaštićen od vanjskih utjecaja? Za pričvršćivanje se preporučuje korištenje takozvanih plutajućih stezaljki, koje ne pružaju tvrdu, već meku fiksaciju. Čvrsto su pričvršćeni za pripremljenu noseću opremu, ali stezni mehanizmi daju cijevi određenu slobodu kretanja - opružni efekat, zbog čega se eliminira rizik od oštećenjacijevi pod vanjskim dinamičkim opterećenjem.
- Povezuju se komunikacije i oprema - po potrebi se spajaju ogranci, fitinzi i instrumentacija.
Nagib cijevi
Karakteristika uređaja gravitacionih sistema je potreba da se ugao održi u položaju horizontalnih kontura. Potrebno je obezbijediti efekat prirodne gravitacione cirkulacije potrebne za kretanje vode. Kao što je navedeno u tehničkim propisima SNiP-a, nagib sistema gravitacionog grijanja trebao bi biti 10 mm na 1 m. Ako ova nijansa nije predviđena, vodovi će se napuniti zrakom, a zagrijavanje krugova će biti neravnomjerno.
Koju rashladnu tečnost koristiti?
Optimalni radni medij za sisteme prirodne cirkulacije je voda. Odbijanje antifriza, koji se često koristi u tečnom grijanju, povezano je s njegovom velikom gustoćom i niskim prijenosom topline. Uzimajući u obzir skromne performanse sistema grejanja sa gravitacionim tokom i obavezni zahtev za gravitacionim pomeranjem rashladne tečnosti, antifriz je eliminisan. Ali to ne znači da se alternativne kompozicije antifriza u principu mogu napustiti. Odgovarajuće mješavine moraju imati visoku fluidnost (ne nižu od vode) i sposobnost da ne gube fizička svojstva na ekstremno visokim i niskim temperaturama.
Plusi sistema gravitacionog protoka
Među prednostima sistema grijanja s prirodnom cirkulacijom su sljedeće:
- Energetska nezavisnost. Odsutnostnijedan vanjski izvor energije nije prepreka za korištenje gravitacionog grijanja, tako da u mnogim udaljenim regijama ova opcija ostaje jedina opcija.
- Pouzdanost i izdržljivost. Odsustvo vibracija, koje u konvencionalnim sistemima stvaraju cirkulacijske pumpe. Ovo omogućava upotrebu bakarnih cjevovoda, kao i organizaciju gravitacijskih sistema grijanja od polipropilena, ali podložni njihovoj otpornosti na visoke temperature.
- Lako održavanje. Odsustvo složenih regulatornih jedinica sa automatizacijom čini sistem pristupačnijim za dijagnostiku i popravke kod kuće.
Nedostaci sistema gravitacionog protoka
Naravno, nedostatak podrške za kretanje rashladne tečnosti iz cirkulacione pumpe ili druge energetske opreme sa resursima doveo je do brojnih nedostataka ovakvih sistema:
- Funkcionalna ograničenja u smislu prilagođavanja. To se uglavnom tiče mogućnosti fleksibilnog podešavanja temperaturnih režima grijača, ali sam rad kotlova na čvrsto gorivo isključuje bilo kakvu automatizaciju u upravljanju.
- Zbog svojih skromnih performansi, gravitacijski sistem grijanja može se koristiti samo u malim kućama sa niskim zahtjevima za grijanjem. Ovome se dodaje i nestabilnost cirkulacije.
- Kašnjenje u kretanju rashladne tečnosti zimi može dovesti do smrzavanja tečnosti. Iz tog razloga je potraga za aditivima za vodu protiv smrzavanja opravdana.
Zaključak
Cevi sa prirodnom cirkulacijom radnog medija u doba progresivne mehanike i programabilnih kotlova sa kotlovima deluju zastarelo i neefikasno. Na mnogo načina, to je istina, ali u kontekstu rastuće potrošnje energije, gravitacijski sistem grijanja za privatnu kuću ne izgleda potpuno deplasirano. Prvo, ako uslovi u zemlji ne dozvoljavaju korištenje plinskih i električnih kotlova, onda će ova odluka biti više nego opravdana. Drugo, nekoliko stavki troškova se uklanja odjednom, zbog troškova energije sa gorivom i održavanja složene opreme.
