Conceptul de dispozitiv de răcire gravitațional poate fi comparat într-un anumit sens cu ventilația naturală, în care se realizează circulația liberă a fluxurilor de aer. În cazul mediului acvatic, mișcarea are loc de-a lungul contururilor fără suport de energie și putere de la dispozitive și resurse terțe. Acest lucru oferă avantajele unui sistem de încălzire gravitațional, dar provoacă și o serie de dezavantaje. Una dintre ele este complexitatea implementării sale tehnice.
Cum funcționează sistemul
Gravația este asigurată de legea fizicii, conform căreia fluxurile fierbinți de aer și apă se ridică în mod natural. Spre deosebire de sistemele cu circulație forțată, nu este necesară pornirea echipamentelor de pompare sau a generatoarelor de abur care împing mediul de lucru sub presiune de-a lungulcontururi. În condițiile unei case private, un sistem de încălzire cu flux gravitațional este benefic doar prin conectarea minimă a nodurilor de comunicare indirectă și de energie. Dar asta nu înseamnă deloc că utilizatorul va trebui să se ocupe doar de țevi. O centrala termica situata in punctul cel mai de jos al complexului va fi responsabila de incalzirea apei. Din acesta, prin conducte, fluxurile vor fi direcționate către încălzitoarele-consumatori de lichid de răcire (convectoare, radiatoare, baterii). În plus, apa deja răcită trece în secțiunea vasului de expansiune și, pe măsură ce se acumulează, se revarsă în canalul de scurgere - fie în cazan, fie în canalizare.
Sisteme cu o singură conductă și două conducte
Schemele pentru circuitele de încălzire pot fi diferite. În cel mai simplu sistem cu o singură țeavă, nu există nicio ridicare de retur a lichidului de răcire cu admisie de apă. Sistemele verticale de acest tip sunt mai ușor de implementat din punct de vedere tehnic, ceea ce economisește efort fizic și finanțe. Dar există și dezavantaje serioase în sistemele de încălzire gravitațională cu o singură conductă, care sunt exprimate în următoarele nuanțe:
- Lipsa capacității de a regla temperatura pentru fiecare încălzitor separat, deoarece acestea sunt conectate în serie.
- Amplasarea obligatorie a rezervorului de expansiune pentru umplere verticală.
- Cerințe de presiune mai mare pentru circulația apei. Din acest motiv, sistemele cu o singură conductă se realizează mai des după principiile deplasării forțate a lichidului de răcire cu conectarea pompelor.
Într-un sistem cu două conducte, căldura este distribuită uniform. Un circuit direcționează fluxurile fierbinți către radiatoarele condiționate,iar cea de-a doua deservește ramura de retur, prin care apa rece revine la echipamentul de recepție. Datorită echilibrului lichidului de răcire din conductă, schema cu două circuite este mai ușor de adaptat la reglarea naturală cu efectul gravitației fără sprijinul unui echipament suplimentar de circulație.
Sisteme deschise și închise
Diferența dintre aceste sisteme constă în performanța rezervorului de expansiune - punctul de vârf al întregului complex. În rezervoarele deschise, apa se acumulează până când mecanismul de plutire funcționează. Lichidul umple rezervorul până la un anumit nivel, după care plutitorul activează eliberarea amestecului de aer și umplerea prin ridicătorul conectat. Într-un sistem de încălzire gravitațional închis, se folosește un rezervor cu membrană, în care sunt prevăzute două secțiuni - cu aer (amestec de gaze) și apă în partea inferioară. La presiunea minimă, recipientul este gol, dar pe măsură ce se umple cu lichid, membrana începe să comprime secțiunea superioară, deschizând astfel supapa de aer și egalând presiunea.
Selectare cazan
Folosirea conceptului de încălzire gravitațională în sine înseamnă că în casă nu este furnizată nici gaz, nici electricitate. În caz contrar, ar fi mai rațional să se organizeze circulația forțată cu furnizare de căldură de putere suficientă din sursa principală de energie. Prin urmare, singura opțiune pentru un cazan pentru un sistem de încălzire cu debit gravitațional va fi o unitate cu combustibil solid - de exemplu, una pe lemne. Combinația dintre circulația naturală și o sobă tradițională dă și motivevorbim despre puterea scăzută a complexului. Sistemul va fi inițial ineficient, dar eficiența acestuia poate fi crescută datorită efectului de piroliză, care distinge modificările moderne ale centralelor de cazane cu combustibil solid cu o capacitate de 20 până la 40 kW cu două camere de ardere. În compartimentul suplimentar sunt arse gazele generate în timpul primei arderi a combustibilului. Apropo, reducerea la minimum a produselor de ardere la ieșire va reduce și cerințele pentru coș.
Alegerea materialului țevii
Ca și în cazul instalațiilor sanitare, țevile din plastic și metal pot fi folosite pentru un sistem de încălzire cu circulație naturală. Restricțiile privind utilizarea anumitor materiale depind de factori și condiții individuale. De exemplu, un sistem de încălzire deschis asigură un efect mai mare de aerisire a circuitelor cu oxigen și dioxid de carbon, ceea ce este nedorit pentru oțel. În schimb, metalul solid se va justifica în ramuri închise ale rețelelor de format mare care funcționează cu sarcini mari. La întreținerea apei de proastă calitate, este mai bine să folosiți țevi de cupru. Pentru un sistem de încălzire prin gravitație, utilizarea acestui metal este benefică datorită rezistenței sale la temperaturi ridicate și incluziunilor de minerale din lichidul de răcire.
În principiu, atât cuprul, cât și plasticul au avantajul de a fi materiale ușoare care permit instalarea precisă a liniilor complexe de comunicație prin conducte, ceea ce este foarte important în implementarea sistemelor gravitaționale. Cu toate acestea, plasticul nu este încă cea mai bună opțiune pentru sistemul de încălzire ca atare - cu atât mai multfuncționează la presiune mare de ordinul a 0,6 MPa. Există țevi din polipropilenă rezistente la căldură concepute special pentru încălzire și pot rezista la aproximativ 120 ° C, dar problemele de etanșare sunt mai frecvente în capturi și tranziții, care nu sunt la fel de fiabile ca sudurile de contur metalice.
Diametrul optim al conductei
Spre deosebire de sistemele cu circulatie fortata, in acest caz grosimea contururilor va fi mai mare. Diametrul conductei unui sistem de încălzire cu debit gravitațional este de 50 mm, dar pot exista ajustări în diferite zone. De exemplu, pentru a menține eficiența termică a complexului, instalatorii recomandă îngustarea contururilor. Cantitatea de ajustare depinde de lungimea liniei continue de la cusătură la celăl alt punct de tranziție.
Unelte de montare și consumabile
Instrumentul principal va fi necesar pentru așezarea, fixarea și conectarea țevilor. Tăierea și sudarea se realizează cu tăietoare de țevi, tăietoare cu gaz, dispozitive invertor și lipire. Atât pentru plastic, cât și pentru cupru cu oțel, este selectată une alta dvs. de sudură cu puterea corespunzătoare. Același lucru este valabil și pentru consumabile. De exemplu, structurile de cupru sunt conectate prin lipire folosind fitinguri de clemă și sertizare. Pentru a conecta un sistem de încălzire gravitațional din cupru cu circuite din alte materiale, se folosesc numai adaptoare și fitinguri detașabile. Acest metal nu aderă bine la alte materiale. Dar în alte cazuri, se poate obține lipire ușoară până la 450 ° Ctorțe cu acetilenă sau propan-butan, precum și fiare de lipit electrice. În plus, pentru conexiuni de în altă calitate, va fi util să folosiți benzi de teflon, fitinguri, teuri, garnituri dielectrice etc.
Tehnica de instalare
Înainte de lucru, ar trebui elaborate o schemă de comunicare și un plan de acțiune. Mai mult, instalarea tipică este efectuată în următoarea ordine:
- Asamblare de noduri individuale, secțiuni de tranziție și linii mari fără atașare la baza site-ului.
- Instalarea echipamentelor - vas de expansiune si boiler. Rezervorul poate fi montat în pod - principalul lucru este să păstrați posibilitatea unei alimentări gratuite de comunicații. Cazanul poate necesita o șapă mică rezistentă la căldură. Nu este necesară fixarea suplimentară, deoarece acest tip de echipament de podea este practic nemișcat pe o suprafață plană.
- Fitturile lagărelor sunt instalate de-a lungul contururilor garniturii - suporturi, cleme, suspensii și alte unități de fixare.
- Contururile țevilor pregătite, părțile de tranziție, coturile și colțurile sunt montate. Cum să faci un sistem de încălzire prin gravitație, astfel încât să fie cât mai fiabil și protejat de influențele externe? Pentru fixare, se recomandă utilizarea așa-numitelor cleme plutitoare, care asigură o fixare nu dură, ci moale. Ele sunt atașate ferm de echipamentul de transport pregătit, dar mecanismele de prindere oferă țevii o oarecare libertate de mișcare - un efect elastic, datorită căruia riscul de deteriorare este eliminatconducte sub sarcină dinamică externă.
- Comunicațiile și echipamentele sunt legate - conductele de derivație, fitingurile și instrumentele sunt conectate dacă este necesar.
Panta conductei
O caracteristică a dispozitivului sistemelor gravitaționale este necesitatea menținerii unghiului în poziția contururilor orizontale. Este necesar să se asigure efectul de circulație gravitațională naturală necesar mișcării apei. După cum se menționează în reglementările tehnice ale SNiP, panta sistemului de încălzire gravitațională ar trebui să fie de 10 mm pe 1 m. Dacă această nuanță nu este prevăzută, liniile se vor umple cu aer, iar încălzirea circuitelor va fi neuniformă.
Ce lichid de răcire să folosiți?
Mediul optim de lucru pentru sistemele de circulație naturală este apa. Respingerea antigelului, care este adesea folosit în încălzirea lichidelor, este asociată cu densitatea sa mare și cu transferul scăzut de căldură. Ținând cont de performanța modestă a unui sistem de încălzire cu debit gravitațional și de cerința obligatorie pentru deplasarea gravitațională a lichidului de răcire, antigelul este eliminat. Dar asta nu înseamnă că pot fi abandonate, în principiu, compozițiile antigel alternative. Amestecurile adecvate trebuie să aibă o fluiditate ridicată (nu mai mică decât apa) și capacitatea de a nu-și pierde proprietățile fizice la temperaturi extrem de ridicate și scăzute.
Plusurile unui sistem de curgere gravitațională
Printre punctele forte ale sistemelor de încălzire cu circulație naturală se numără următoarele:
- Independență energetică. Absențanicio sursă externă de energie nu reprezintă un obstacol în calea utilizării încălzirii gravitaționale, așa că în multe regiuni îndepărtate această opțiune rămâne singura opțiune.
- Fiabilitate și durabilitate. Absența vibrațiilor, care în sistemele convenționale creează pompe de circulație. Acest lucru permite utilizarea conductelor de cupru, precum și organizarea sistemelor de încălzire gravitațională din polipropilenă, dar supuse rezistenței acestora la temperaturi ridicate.
- Întreținere ușoară. Absența unităților de reglementare complexe cu automatizare face sistemul mai accesibil pentru diagnosticare și reparații la domiciliu.
Dezavantajele sistemului de curgere gravitațională
Bineînțeles, lipsa suportului pentru deplasarea lichidului de răcire din pompa de circulație sau alte echipamente de putere cu resurse a dus la o serie de deficiențe ale unor astfel de sisteme:
- Limitări funcționale în ceea ce privește ajustarea. Aceasta se referă în principal la posibilitatea de reglare flexibilă a regimurilor de temperatură ale radiatoarelor, dar funcționarea cazanelor cu combustibil solid exclude în sine orice automatizare în control.
- Datorită performanțelor sale modeste, un sistem de încălzire gravitațional poate fi utilizat numai în case mici cu cerințe reduse de încălzire. La aceasta se adaugă instabilitatea circulației.
- Întârzierile în mișcarea lichidului de răcire în timpul iernii pot duce la înghețarea lichidului. Din acest motiv, căutarea de aditivi pentru apă antigel este justificată.
Concluzie
Conductele cu circulatie naturala a mediului de lucru in epoca mecanicii progresive si cazanele programabile cu cazane par invechite si ineficiente. În multe privințe, acest lucru este adevărat, dar în contextul consumului de energie în creștere, un sistem de încălzire prin gravitație pentru o casă privată nu pare complet deplasat. În primul rând, dacă condițiile țării nu permit utilizarea cazanelor pe gaz și electrice, atunci această decizie va fi mai mult decât justificată. În al doilea rând, mai multe articole de cheltuieli sunt eliminate simultan, din cauza costului energiei cu combustibil și a întreținerii echipamentelor complexe.
