Концепцията за гравитационно устройство за охлаждане може да се сравни в известен смисъл с естествената вентилация, при която се осъществява свободна циркулация на въздушните потоци. В случай на водна среда движението се осъществява по контурите без енергийна и енергийна подкрепа от устройства и ресурси на трети страни. Това дава предимствата на гравитационната отоплителна система, но причинява и редица недостатъци. Една от тях е сложността на техническото му изпълнение.
Как работи системата
Гравитацията се осигурява от закона на физиката, според който горещите потоци въздух и вода се издигат естествено. За разлика от системите с принудителна циркулация, не е необходимо да включвате помпено оборудване или парогенератори, които изтласкват работната среда под налягане по протежение наконтури. В условията на частна къща отоплителната система с гравитачен поток е от полза само от минималната връзка на непряка комуникация и енергийни възли. Но това изобщо не означава, че потребителят ще трябва да работи само с тръби. Котел, разположен в най-ниската точка на комплекса, ще отговаря за отоплението на водата. От него през тръбите потоците ще бъдат насочени към нагревателите-консуматори на охлаждащата течност (конвектори, радиатори, батерии). По-нататък вече охладената вода преминава в секцията на разширителния резервоар и, като се натрупва, прелива в дренажния канал - или към котела, или към канализацията.
Еднотръбни и двутръбни системи
Схемите за отоплителните кръгове могат да бъдат различни. В най-простата еднотръбна система няма връщащ щранг на охлаждащата течност с всмукване на вода. Вертикалните системи от този тип са технически по-лесни за изпълнение, което спестява физически усилия и финанси. Но има и сериозни недостатъци в еднотръбните гравитационни отоплителни системи, които се изразяват в следните нюанси:
- Липсата на възможност за регулиране на температурата за всеки нагревател поотделно, тъй като те са свързани последователно.
- Задължително поставяне на разширителен съд за вертикално пълнене.
- Изисквания за по-високо налягане за циркулация на водата. Поради тази причина еднотръбните системи се изпълняват по-често според принципите на принудителното движение на охлаждащата течност със свързването на помпите.
В двутръбна система топлината се разпределя равномерно. Една верига насочва горещите потоци към условни радиатори,а вторият обслужва обратния клон, през който студената вода се връща към приемащото оборудване. Поради баланса на охлаждащата течност в тръбопровода, двуконтурната схема е по-лесно податлива на естествено регулиране с ефекта на гравитацията без поддръжка на допълнително циркулационно оборудване.
Отворени и затворени системи
Разликата между тези системи се крие в производителността на разширителния резервоар - горната точка на целия комплекс. В отворените резервоари водата се натрупва, докато поплавковият механизъм заработи. Течността запълва резервоара до определено ниво, след което поплавъкът активира освобождаването на въздушната смес и пълненето през свързания щранг. При затворена гравитационна отоплителна система се използва мембранен резервоар, в който са предвидени две секции - с въздух (газова смес) и вода в долната част. При минимално налягане контейнерът е празен, но докато се пълни с течност, мембраната започва да компресира горната част, като по този начин отваря въздушния клапан и изравнява налягането.
Избор на бойлер
Използването на концепцията за гравитационно отопление означава, че в къщата не се осигурява нито газ, нито електричество. В противен случай би било по-рационално да се организира принудителна циркулация с достатъчна мощност от основния енергиен източник. Следователно единствената опция за котел за отоплителна система с гравитачен поток ще бъде блок на твърдо гориво - например, който работи на дърва. Комбинацията от естествена циркулация и традиционна печка също дава причиниговорим за ниската мощност на комплекса. Първоначално системата ще бъде неефективна, но нейната ефективност може да се увеличи поради пиролизния ефект, който отличава съвременните модификации на котелни инсталации на твърдо гориво с мощност от 20 до 40 kW с две горивни камери. В допълнителното отделение се изгарят газовете, генерирани при първото изгаряне на горивото. Между другото, минимизирането на продуктите от горенето на изхода също ще намали изискванията за комина.
Избор на материал за тръбата
Както при водопроводните тръби, тръбите от пластмаса и метал могат да се използват за отоплителна система с естествена циркулация. Ограниченията при използването на определени материали зависят от индивидуалните фактори и условия. Например, отворена отоплителна система осигурява по-голям ефект от проветряването на веригите с кислород и въглероден диоксид, което е нежелателно за стоманата. Обратно, металът в твърдо състояние ще се оправдае в затворени клонове на широкоформатни мрежи, работещи с високи натоварвания. При обслужване на вода с лошо качество е по-добре да използвате медни тръби. За гравитационна отоплителна система, използването на този метал е полезно поради неговата устойчивост на високи температури и минерални включвания в охлаждащата течност.
По принцип и медта, и пластмасата имат предимството, че са леки материали, които позволяват прецизен монтаж на сложни тръбопроводни комуникационни линии, което е много важно при внедряването на гравитационни системи. Пластмасата обаче все още не е най-добрият вариант за отоплителната система като такава - още повечеработещи под високо налягане от порядъка на 0,6 MPa. Има топлоустойчиви полипропиленови тръби, проектирани специално за отопление и могат да издържат на около 120°C, но проблемите с уплътняването са по-чести при дупки и преходи, които не са толкова надеждни, колкото метални контурни заварки.
Оптимален диаметър на тръбата
За разлика от системите с принудителна циркулация, в този случай дебелината на контурите ще бъде по-голяма. Диаметърът на тръбата на гравитационна отоплителна система е 50 мм, но може да има корекции в различни области. Например, за да се поддържа топлинната ефективност на комплекса, водопроводчиците препоръчват стесняване на контурите. Размерът на корекция зависи от дължината на плътната линия от шева до другата преходна точка.
Инструменти за монтаж и консумативи
Основният инструмент ще бъде необходим за полагане, закрепване и свързване на тръби. Рязането и заваряването се извършват с тръборези, газови резци, инверторни устройства и спойка. Както за пластмаса, така и за мед със стомана, се избира вашият заваръчен инструмент с подходяща мощност. Същото важи и за консумативите. Например, медните конструкции се свързват чрез запояване с помощта на скоби и фитинги. За свързване на медна гравитационна отоплителна система с вериги, изработени от други материали, се използват само разглобяеми адаптери и фитинги. Този метал не се придържа добре към други материали. Но в други случаи може да се получи лека спойка до 450 ° Cацетиленови или пропан-бутанови факли, както и електрически поялници. Освен това за висококачествени връзки ще бъде полезно да използвате тефлонови ленти, фитинги, тройници, диелектрични уплътнения и др.
Техника на инсталиране
Преди работа трябва да се изготви комуникационна схема и план за действие. Освен това типичната инсталация се извършва в следния ред:
- Сглобяване на отделни възли, преходни секции и големи линии без прикачване към основата на сайта.
- Монтаж на оборудване - разширителен съд и бойлер. Резервоарът може да се монтира на тавана - основното е да се запази възможността за безплатно доставка на комуникации. Котелът може да изисква малка топлоустойчива замазка. Не се изисква допълнително закрепване, тъй като този тип подово оборудване е практически неподвижно върху равна повърхност.
- Лагерните фитинги се монтират по контурите на уплътнението - опори, скоби, окачвания и други фиксиращи възли.
- Монтират се подготвени тръбни контури, преходни части, колена и ъгли. Как да направим гравитационна отоплителна система, така че да е възможно най-надеждна и защитена от външни влияния? За закрепване се препоръчва използването на така наречените плаващи скоби, които осигуряват не твърда, а мека фиксация. Те са здраво закрепени към подготвеното носещо оборудване, но затягащите механизми дават на тръбата известна свобода на движение - пружиниращ ефект, поради което рискът от повреда се елиминиратръби под външно динамично натоварване.
- Комуникациите и оборудването се свързват - при необходимост се свързват тръбопроводи, фитинги и инструменти.
Наклон на тръбата
Характеристика на устройството на гравитационните системи е необходимостта да се поддържа ъгълът в позицията на хоризонталните контури. Необходимо е да се осигури ефектът на естествената гравитационна циркулация, необходима за движението на водата. Както е отбелязано в техническите разпоредби на SNiP, наклонът на гравитационната отоплителна система трябва да бъде 10 мм на 1 м. Ако този нюанс не е предвиден, линиите ще се напълнят с въздух и нагряването на веригите ще бъде неравномерно.
Коя охлаждаща течност да използвате?
Оптималната работна среда за системите с естествена циркулация е водата. Отхвърлянето на антифриз, който често се използва при течно отопление, е свързан с неговата висока плътност и нисък топлопренос. Като се има предвид скромната производителност на отоплителната система с гравитачен поток и задължителното изискване за гравитационно изместване на охлаждащата течност, антифризът се елиминира. Но това не означава, че алтернативните антифризни състави могат да бъдат изоставени по принцип. Подходящите смеси трябва да имат висока течливост (не по-ниска от водата) и способност да не губят физически свойства при изключително високи и ниски температури.
Плюсове на системата за гравитационен поток
Сред силните страни на отоплителните системи с естествена циркулация са следните:
- Енергийна независимост. Отсъствиеникакъв външен източник на енергия не е пречка за използването на гравитационно нагряване, така че в много отдалечени региони тази опция остава единствената опция.
- Надеждност и издръжливост. Липса на вибрации, които в конвенционалните системи създават циркулационни помпи. Това позволява използването на медни тръбопроводи, както и организирането на гравитационни отоплителни системи от полипропилен, но при спазване на тяхната устойчивост на високи температури.
- Лесна поддръжка. Липсата на сложни регулаторни блокове с автоматизация прави системата по-достъпна за диагностика и ремонт у дома.
Недостатъци на системата за гравитационен поток
Разбира се, липсата на подкрепа за движението на охлаждащата течност от циркулационната помпа или друго енергийно оборудване с ресурси доведе до редица недостатъци на такива системи:
- Функционални ограничения по отношение на корекцията. Това се отнася основно до възможността за гъвкаво регулиране на температурните режими на нагревателите, но работата на котлите на твърдо гориво сама по себе си изключва всякаква автоматизация в управлението.
- Поради скромната си производителност, гравитационна отоплителна система може да се използва само в малки къщи с ниски изисквания за отопление. Към това се добавя и нестабилността на циркулацията.
- Забавянето на движението на охлаждащата течност през зимата може да доведе до замръзване на течността. Поради тази причина търсенето на добавки за вода против замръзване е оправдано.
Заключение
Тръбите с естествена циркулация на работната среда в ерата на прогресивната механика и програмируемите котли с котли изглеждат остарели и неефективни. В много отношения това е вярно, но в контекста на нарастващото потребление на енергия гравитационната отоплителна система за частна къща не изглежда напълно неуместна. Първо, ако условията в страната не позволяват използването на газови и електрически котли, тогава това решение ще бъде повече от оправдано. Второ, няколко разходни позиции се премахват наведнъж, поради разходите за енергия с гориво и поддръжка на сложно оборудване.
