Η ιδέα μιας συσκευής ψυκτικού μέσου βαρύτητας μπορεί να συγκριθεί κατά κάποιο τρόπο με τον φυσικό αερισμό, στον οποίο πραγματοποιείται η ελεύθερη κυκλοφορία των ροών αέρα. Στην περίπτωση του υδάτινου περιβάλλοντος, η κίνηση λαμβάνει χώρα κατά μήκος των περιγραμμάτων χωρίς υποστήριξη ενέργειας και ισχύος από συσκευές και πόρους τρίτων κατασκευαστών. Αυτό δίνει τα πλεονεκτήματα ενός συστήματος θέρμανσης με βαρύτητα, αλλά προκαλεί επίσης μια σειρά από μειονεκτήματα. Ένα από αυτά είναι η πολυπλοκότητα της τεχνικής εφαρμογής του.
Πώς λειτουργεί το σύστημα
Η βαρύτητα διασφαλίζεται από τον νόμο της φυσικής, σύμφωνα με τον οποίο θερμά ρεύματα αέρα και νερού ανεβαίνουν φυσικά. Σε αντίθεση με τα συστήματα με αναγκαστική κυκλοφορία, δεν χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τον εξοπλισμό άντλησης ή τις γεννήτριες ατμού που ωθούν το μέσο εργασίας υπό πίεση κατά μήκος τουπεριγράμματα. Στις συνθήκες μιας ιδιωτικής κατοικίας, ένα σύστημα θέρμανσης με ροή βαρύτητας είναι ευεργετικό μόνο από την ελάχιστη σύνδεση έμμεσων κόμβων επικοινωνίας και ενέργειας. Αυτό όμως δεν σημαίνει καθόλου ότι ο χρήστης θα πρέπει να ασχοληθεί μόνο με σωλήνες. Ένας λέβητας που βρίσκεται στο χαμηλότερο σημείο του συγκροτήματος θα είναι υπεύθυνος για τη θέρμανση του νερού. Από αυτό, μέσω σωλήνων, οι ροές θα κατευθύνονται στους θερμαντήρες-καταναλωτές του ψυκτικού υγρού (convectors, καλοριφέρ, μπαταρίες). Περαιτέρω, το ήδη ψυκτικό νερό περνά στο τμήμα του δοχείου διαστολής και, καθώς συσσωρεύεται, υπερχειλίζει στο κανάλι αποστράγγισης - είτε στον λέβητα είτε στον αποχετευτικό αγωγό.
Συστήματα ενός σωλήνα και δύο σωλήνων
Τα σχήματα για κυκλώματα θέρμανσης μπορεί να είναι διαφορετικά. Στο απλούστερο σύστημα ενός σωλήνα, δεν υπάρχει ανυψωτήρας επιστροφής ψυκτικού υγρού με εισαγωγή νερού. Κάθετα συστήματα αυτού του τύπου είναι τεχνικά ευκολότερα στην εφαρμογή, γεγονός που εξοικονομεί σωματική προσπάθεια και οικονομικά. Υπάρχουν όμως και σοβαρά μειονεκτήματα στα συστήματα θέρμανσης με βαρύτητα μονού σωλήνα, τα οποία εκφράζονται στις ακόλουθες αποχρώσεις:
- Η έλλειψη δυνατότητας ρύθμισης της θερμοκρασίας για κάθε θερμάστρα ξεχωριστά, καθώς συνδέονται σε σειρά.
- Υποχρεωτική τοποθέτηση δοχείου διαστολής για κάθετο γέμισμα.
- Απαιτήσεις υψηλότερης πίεσης για την κυκλοφορία του νερού. Για το λόγο αυτό, τα μονοσωλήνια συστήματα εκτελούνται συχνότερα σύμφωνα με τις αρχές της εξαναγκασμένης κίνησης του ψυκτικού με τη σύνδεση αντλιών.
Σε ένα σύστημα δύο σωλήνων, η θερμότητα κατανέμεται ομοιόμορφα. Ένα κύκλωμα κατευθύνει θερμές ροές σε θερμαντικά σώματα υπό όρους,και το δεύτερο εξυπηρετεί τον κλάδο επιστροφής, μέσω του οποίου κρύο νερό επιστρέφει στον εξοπλισμό λήψης. Λόγω της ισορροπίας του ψυκτικού υγρού στον αγωγό, το σύστημα δύο κυκλωμάτων είναι πιο εύκολα επιδεκτικό φυσικής ρύθμισης με την επίδραση της βαρύτητας χωρίς την υποστήριξη πρόσθετου εξοπλισμού κυκλοφορίας.
Ανοιχτά και κλειστά συστήματα
Η διαφορά μεταξύ αυτών των συστημάτων έγκειται στην απόδοση του δοχείου διαστολής - το κορυφαίο σημείο ολόκληρου του συγκροτήματος. Σε ανοιχτές δεξαμενές, το νερό συσσωρεύεται μέχρι να λειτουργήσει ο μηχανισμός πλωτήρα. Το υγρό γεμίζει τη δεξαμενή σε ένα ορισμένο επίπεδο, μετά το οποίο ο πλωτήρας ενεργοποιεί την απελευθέρωση του μίγματος αέρα και την πλήρωση μέσω του συνδεδεμένου ανυψωτικού. Σε ένα κλειστό σύστημα θέρμανσης με βαρύτητα, χρησιμοποιείται μια δεξαμενή μεμβράνης, στην οποία παρέχονται δύο τμήματα - με αέρα (μίγμα αερίου) και νερό στο κάτω μέρος. Στην ελάχιστη πίεση, το δοχείο είναι άδειο, αλλά καθώς γεμίζει με υγρό, η μεμβράνη αρχίζει να συμπιέζει το επάνω τμήμα, ανοίγοντας έτσι τη βαλβίδα αέρα και εξισορροπώντας την πίεση.
Επιλογή λέβητα
Η χρήση της έννοιας της θέρμανσης με βαρύτητα από μόνη της σημαίνει ότι δεν παρέχεται ούτε φυσικό αέριο ούτε ηλεκτρικό ρεύμα στο σπίτι. Διαφορετικά, θα ήταν πιο λογικό να οργανωθεί η αναγκαστική κυκλοφορία με παροχή θερμότητας επαρκούς ισχύος από την κύρια πηγή ενέργειας. Επομένως, η μόνη επιλογή για έναν λέβητα για ένα σύστημα θέρμανσης με ροή βαρύτητας θα είναι μια μονάδα στερεού καυσίμου - για παράδειγμα, μια μονάδα καύσης ξύλου. Ο συνδυασμός φυσικής κυκλοφορίας και παραδοσιακής σόμπας δίνει επίσης λόγουςμιλήστε για τη χαμηλή ισχύ του συμπλέγματος. Το σύστημα θα είναι αρχικά αναποτελεσματικό, αλλά η απόδοσή του μπορεί να αυξηθεί λόγω του φαινομένου της πυρόλυσης, το οποίο διακρίνει τις σύγχρονες τροποποιήσεις λεβήτων στερεών καυσίμων χωρητικότητας 20 έως 40 kW με δύο θαλάμους καύσης. Στο πρόσθετο διαμέρισμα καίγονται τα αέρια που παράγονται κατά την πρώτη καύση του καυσίμου. Παρεμπιπτόντως, η ελαχιστοποίηση των προϊόντων καύσης στην έξοδο θα μειώσει επίσης τις απαιτήσεις για καμινάδα.
Επιλογή υλικού σωλήνα
Όπως και στις υδραυλικές εγκαταστάσεις, οι σωλήνες από πλαστικό και μέταλλο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ένα σύστημα θέρμανσης με φυσική κυκλοφορία. Οι περιορισμοί στη χρήση ορισμένων υλικών εξαρτώνται από μεμονωμένους παράγοντες και συνθήκες. Για παράδειγμα, ένα ανοιχτό σύστημα θέρμανσης παρέχει μεγαλύτερη επίδραση στον αερισμό των κυκλωμάτων με οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα, κάτι που είναι ανεπιθύμητο για τον χάλυβα. Αντίθετα, το μέταλλο στερεάς κατάστασης θα δικαιολογηθεί σε κλειστούς κλάδους δικτύων μεγάλου μεγέθους που λειτουργούν με υψηλά φορτία. Όταν συντηρείτε νερό κακής ποιότητας, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε σωλήνες χαλκού. Για ένα σύστημα θέρμανσης με βαρύτητα, η χρήση αυτού του μετάλλου είναι ευεργετική λόγω της αντοχής του σε υψηλές θερμοκρασίες και των εγκλεισμάτων ορυκτών στο ψυκτικό.
Καταρχήν, τόσο ο χαλκός όσο και το πλαστικό έχουν το πλεονέκτημα ότι είναι ελαφριά υλικά που επιτρέπουν την ακριβή εγκατάσταση πολύπλοκων γραμμών επικοινωνίας αγωγών, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για την εφαρμογή συστημάτων βαρύτητας. Ωστόσο, το πλαστικό εξακολουθεί να μην είναι η καλύτερη επιλογή για το σύστημα θέρμανσης ως τέτοιο - ακόμα περισσότερολειτουργεί υπό υψηλή πίεση της τάξης των 0,6 MPa. Υπάρχουν σωλήνες πολυπροπυλενίου ανθεκτικοί στη θερμότητα που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για θέρμανση και μπορούν να αντέξουν περίπου 120 ° C, αλλά τα προβλήματα στεγανοποίησης είναι πιο συνηθισμένα σε άκρες και μεταβάσεις, οι οποίες δεν είναι τόσο αξιόπιστες όσο οι συγκολλήσεις μεταλλικού περιγράμματος.
Βέλτιστη διάμετρος σωλήνα
Σε αντίθεση με τα συστήματα με εξαναγκασμένη κυκλοφορία, σε αυτήν την περίπτωση, το πάχος των περιγραμμάτων θα είναι μεγαλύτερο. Η διάμετρος του σωλήνα ενός συστήματος θέρμανσης με ροή βαρύτητας είναι 50 mm, αλλά ενδέχεται να υπάρχουν προσαρμογές σε διαφορετικές περιοχές. Για παράδειγμα, για να διατηρηθεί η θερμική απόδοση του συγκροτήματος, οι υδραυλικοί συνιστούν να περιορίσετε τα περιγράμματα. Το μέγεθος της προσαρμογής εξαρτάται από το μήκος της συμπαγούς γραμμής από τη ραφή στο άλλο σημείο μετάβασης.
Εργαλεία και αναλώσιμα στερέωσης
Το κύριο εργαλείο θα χρειαστεί για την τοποθέτηση, τη στερέωση και τη σύνδεση σωλήνων. Η κοπή και η συγκόλληση γίνονται με κόφτες σωλήνων, κοπτήρες αερίου, συσκευές inverter και συγκόλληση. Τόσο για πλαστικό όσο και για χαλκό με χάλυβα επιλέγεται το εργαλείο συγκόλλησης της κατάλληλης ισχύος. Το ίδιο ισχύει και για τα αναλώσιμα. Για παράδειγμα, οι χάλκινες κατασκευές συνδέονται με συγκόλληση χρησιμοποιώντας εξαρτήματα σφιγκτήρα και πτύχωσης. Για τη σύνδεση ενός συστήματος θέρμανσης με βαρύτητα χαλκού με κυκλώματα από άλλα υλικά, χρησιμοποιούνται μόνο αποσπώμενοι προσαρμογείς και εξαρτήματα. Αυτό το μέταλλο δεν προσκολλάται καλά σε άλλα υλικά. Αλλά σε άλλες περιπτώσεις, μπορεί να επιτευχθεί ελαφριά συγκόλληση έως 450 ° Cφακοί ασετυλενίου ή προπανίου-βουτανίου, καθώς και ηλεκτρικά κολλητήρια. Επιπλέον, για συνδέσεις υψηλής ποιότητας, θα είναι χρήσιμο να χρησιμοποιείτε ταινίες τεφλόν, εξαρτήματα, μπλουζάκια, διηλεκτρικά παρεμβύσματα κ.λπ.
Τεχνική εγκατάστασης
Πριν από την εργασία, θα πρέπει να καταρτιστεί ένα σχέδιο επικοινωνίας και ένα σχέδιο δράσης. Επιπλέον, η τυπική εγκατάσταση πραγματοποιείται με την ακόλουθη σειρά:
- Συναρμολόγηση μεμονωμένων κόμβων, τμημάτων μετάβασης και μεγάλων γραμμών χωρίς προσάρτηση στη βάση του ιστότοπου.
- Εγκατάσταση εξοπλισμού - δοχείο διαστολής και λέβητα. Η δεξαμενή μπορεί να τοποθετηθεί στη σοφίτα - το κύριο πράγμα είναι να διατηρήσετε τη δυνατότητα δωρεάν παροχής επικοινωνιών. Ο λέβητας μπορεί να απαιτεί ένα μικρό ανθεκτικό στη θερμότητα επίστρωση. Δεν απαιτείται πρόσθετη στερέωση, καθώς αυτός ο τύπος εξοπλισμού δαπέδου είναι πρακτικά ακίνητος σε επίπεδη επιφάνεια.
- Τα εξαρτήματα ρουλεμάν τοποθετούνται κατά μήκος των περιγραμμάτων της φλάντζας - στηρίγματα, σφιγκτήρες, αναρτήσεις και άλλες μονάδες στερέωσης.
- Τοποθετούνται προετοιμασμένα περιγράμματα σωλήνων, εξαρτήματα μετάβασης, αγκώνες και γωνίες. Πώς να φτιάξετε ένα σύστημα θέρμανσης με βαρύτητα ώστε να είναι όσο το δυνατόν πιο αξιόπιστο και προστατευμένο από εξωτερικές επιρροές; Για τη στερέωση, συνιστάται η χρήση των λεγόμενων πλωτών σφιγκτήρων, οι οποίοι παρέχουν όχι σκληρή, αλλά μαλακή στερέωση. Είναι σταθερά συνδεδεμένα με τον προετοιμασμένο εξοπλισμό μεταφοράς, αλλά οι μηχανισμοί σύσφιξης δίνουν στον σωλήνα κάποια ελευθερία κινήσεων - ένα ελαστικό αποτέλεσμα, λόγω του οποίου εξαλείφεται ο κίνδυνος ζημιάςσωλήνες υπό εξωτερικό δυναμικό φορτίο.
- Οι επικοινωνίες και ο εξοπλισμός συνδέονται - οι σωλήνες διακλάδωσης, τα εξαρτήματα και τα όργανα συνδέονται εάν είναι απαραίτητο.
Κλίση σωλήνα
Ένα χαρακτηριστικό της συσκευής των συστημάτων βαρύτητας είναι η ανάγκη διατήρησης της γωνίας στη θέση των οριζόντιων περιγραμμάτων. Είναι απαραίτητο να παρέχεται η επίδραση της φυσικής βαρυτικής κυκλοφορίας που απαιτείται για την κίνηση του νερού. Όπως σημειώνεται στους τεχνικούς κανονισμούς του SNiP, η κλίση του συστήματος θέρμανσης με βαρύτητα πρέπει να είναι 10 mm ανά 1 m. Εάν δεν προβλέπεται αυτή η απόχρωση, οι γραμμές θα γεμίσουν με αέρα και η θέρμανση των κυκλωμάτων θα είναι άνιση.
Ποιο ψυκτικό να χρησιμοποιήσω;
Το βέλτιστο μέσο εργασίας για συστήματα φυσικής κυκλοφορίας είναι το νερό. Η απόρριψη του αντιψυκτικού, που χρησιμοποιείται συχνά στη θέρμανση υγρών, συνδέεται με την υψηλή πυκνότητά του και τη χαμηλή μεταφορά θερμότητας. Λαμβάνοντας υπόψη τη μέτρια απόδοση ενός συστήματος θέρμανσης με ροή βαρύτητας και την υποχρεωτική απαίτηση για τη βαρυτική μετατόπιση του ψυκτικού υγρού, το αντιψυκτικό εξαλείφεται. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι οι εναλλακτικές αντιψυκτικές συνθέσεις μπορούν κατ' αρχήν να εγκαταλειφθούν. Τα κατάλληλα μείγματα πρέπει να έχουν υψηλή ρευστότητα (όχι χαμηλότερη από το νερό) και την ικανότητα να μην χάνουν φυσικές ιδιότητες σε εξαιρετικά υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες.
Πλεονεκτήματα ενός συστήματος ροής βαρύτητας
Μεταξύ των δυνατοτήτων των συστημάτων θέρμανσης φυσικής κυκλοφορίας είναι τα ακόλουθα:
- Ενεργειακή ανεξαρτησία. Απουσίακαμία εξωτερική πηγή ενέργειας δεν αποτελεί εμπόδιο στη χρήση της θέρμανσης με βαρύτητα, επομένως σε πολλές απομακρυσμένες περιοχές αυτή η επιλογή παραμένει η μόνη επιλογή.
- Αξιοπιστία και ανθεκτικότητα. Απουσία κραδασμών, που στα συμβατικά συστήματα δημιουργούν αντλίες κυκλοφορίας. Αυτό επιτρέπει τη χρήση χάλκινων αγωγών, καθώς και την οργάνωση συστημάτων θέρμανσης με βαρύτητα από πολυπροπυλένιο, αλλά με την επιφύλαξη της αντοχής τους σε υψηλές θερμοκρασίες.
- Εύκολη συντήρηση. Η απουσία πολύπλοκων ρυθμιστικών μονάδων με αυτοματισμό καθιστά το σύστημα πιο προσιτό για διαγνωστικά και επισκευές στο σπίτι.
Μειονεκτήματα του συστήματος ροής βαρύτητας
Φυσικά, η έλλειψη υποστήριξης για την κίνηση του ψυκτικού από την αντλία κυκλοφορίας ή άλλο εξοπλισμό ισχύος με πόρους οδήγησε σε μια σειρά από ελλείψεις τέτοιων συστημάτων:
- Λειτουργικοί περιορισμοί όσον αφορά την προσαρμογή. Αυτό αφορά κυρίως τη δυνατότητα ευέλικτης ρύθμισης των καθεστώτων θερμοκρασίας των θερμαντήρων, αλλά η λειτουργία των λεβήτων στερεών καυσίμων από μόνη της αποκλείει κάθε αυτοματισμό στον έλεγχο.
- Λόγω της μέτριας απόδοσής του, ένα σύστημα θέρμανσης με βαρύτητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε μικρά σπίτια με χαμηλές απαιτήσεις θέρμανσης. Σε αυτό προστίθεται η αστάθεια της κυκλοφορίας.
- Οι καθυστερήσεις στην κίνηση του ψυκτικού το χειμώνα μπορεί να οδηγήσουν σε πάγωμα του υγρού. Για το λόγο αυτό, η αναζήτηση για πρόσθετα αντιψυκτικού νερού είναι δικαιολογημένη.
Συμπέρασμα
Οι σωλήνες με φυσική κυκλοφορία του μέσου εργασίας στην εποχή της προοδευτικής μηχανικής και οι προγραμματιζόμενοι λέβητες με λέβητες φαίνονται ξεπερασμένοι και αναποτελεσματικοί. Από πολλές απόψεις, αυτό είναι αλήθεια, αλλά στο πλαίσιο της αυξανόμενης κατανάλωσης ενέργειας, ένα σύστημα θέρμανσης με βαρύτητα για μια ιδιωτική κατοικία δεν φαίνεται εντελώς παράταιρο. Πρώτον, εάν οι συνθήκες της χώρας δεν επιτρέπουν τη χρήση λεβήτων αερίου και ηλεκτρικού, τότε αυτή η απόφαση θα είναι κάτι παραπάνω από δικαιολογημένη. Δεύτερον, πολλά στοιχεία δαπανών αφαιρούνται ταυτόχρονα, λόγω του κόστους ενέργειας με καύσιμα και συντήρησης σύνθετου εξοπλισμού.
