A gravitációs hűtőfolyadék-berendezés koncepciója bizonyos értelemben a természetes szellőztetéshez hasonlítható, amelyben a légáramlások szabad áramlása valósul meg. A vízi környezet esetében a mozgás a kontúrok mentén zajlik anélkül, hogy külső gyártók eszközei és erőforrásai energia- és teljesítménytámogatást kapnának. Ez adja a gravitációs fűtési rendszer előnyeit, de számos hátrányt is okoz. Az egyik a technikai megvalósítás bonyolultsága.
A rendszer működése
A gravitációt a fizika törvénye biztosítja, amely szerint a forró levegő- és vízáramok természetes úton emelkednek fel. A kényszerkeringető rendszerekkel ellentétben nincs szükség szivattyúberendezések vagy gőzfejlesztők bekapcsolására, amelyek nyomás alatt nyomják a munkaközegetkontúrok. Magánház körülményei között a gravitációs áramlású fűtési rendszer már csak a közvetett kommunikációs és energia csomópontok minimális összekapcsolása révén előnyös. De ez egyáltalán nem jelenti azt, hogy a felhasználónak csak csövekkel kell foglalkoznia. A víz felmelegítéséért a komplexum legalacsonyabb pontján található kazán felel majd. Ebből csöveken keresztül az áramlások a fűtőtestekhez-hűtőfolyadék-fogyasztókhoz (konvektorok, radiátorok, akkumulátorok) kerülnek. Továbbá a már lehűtött víz átmegy a tágulási tartály szakaszába, és amikor felhalmozódik, túlfolyik a leeresztő csatornába - akár a kazánba, akár a csatornába.
Egycsöves és kétcsöves rendszerek
A fűtési körök sémái eltérőek lehetnek. A legegyszerűbb egycsöves rendszerben nincs hűtőfolyadék-visszavezető felszálló vízbevezetéssel. Az ilyen típusú függőleges rendszerek műszakilag könnyebben kivitelezhetők, ami fizikai erőfeszítést és pénzmegtakarítást takarít meg. De vannak komoly hátrányai is az egycsöves gravitációs fűtési rendszereknek, amelyek a következő árnyalatokban fejeződnek ki:
- Az egyes fűtőelemek hőmérsékletének külön-külön történő beállításának hiánya, mivel sorba vannak kötve.
- A tágulási tartály kötelező elhelyezése függőleges feltöltéshez.
- Magasabb nyomáskövetelmények a vízkeringetéshez. Emiatt az egycsöves rendszereket gyakrabban a hűtőfolyadék kényszermozgatásának elvei szerint hajtják végre a szivattyúk csatlakoztatásával.
A kétcsöves rendszerben a hő egyenletesen oszlik el. Az egyik áramkör forró áramot irányít a feltételes radiátorokhoz,a második pedig a visszatérő ágat szolgálja ki, amelyen keresztül hideg víz érkezik vissza a fogadó berendezésbe. A csővezetékben lévő hűtőközeg egyensúlyának köszönhetően a kétkörös séma könnyebben alkalmazható a gravitáció hatására történő természetes szabályozásra, kiegészítő keringtető berendezés nélkül.
Nyitott és zárt rendszerek
A különbség ezek között a rendszerek között a tágulási tartály – az egész komplexum legfelső pontja – teljesítményében rejlik. A nyitott tartályokban a víz felhalmozódik, amíg az úszómechanizmus nem működik. A folyadék egy bizonyos szintig megtölti a tartályt, majd az úszó aktiválja a levegőkeverék kibocsátását és a csatlakoztatott felszállón keresztül történő feltöltést. Zárt gravitációs fűtési rendszerben membrántartályt használnak, amelyben két rész van - levegővel (gázkeverék) és vízzel az alsó részben. Minimális nyomáson a tartály üres, de amint megtelik folyadékkal, a membrán elkezdi összenyomni a felső részt, így kinyitja a levegőszelepet és kiegyenlíti a nyomást.
Kazánválasztás
A gravitációs fűtés fogalmának használata önmagában azt jelenti, hogy sem gáz, sem villany nem biztosított a házban. Ellenkező esetben ésszerűbb lenne a fő energiaforrásból megfelelő teljesítményű hőellátással kényszerkeringést megszervezni. Ezért a gravitációs áramlású fűtési rendszer kazánjának egyetlen lehetősége egy szilárd tüzelésű egység - például egy fatüzelésű. A természetes keringtetés és a hagyományos kályha kombinációja is indokoltbeszéljen a komplexum alacsony erejéről. A rendszer kezdetben nem lesz hatékony, de hatékonysága növelhető a pirolízis hatásnak köszönhetően, amely megkülönbözteti a 20-40 kW teljesítményű, két égésteres szilárd tüzelésű kazánok modern módosításait. A kiegészítő rekeszben a tüzelőanyag első elégetésekor keletkező gázokat elégetik. Egyébként az égéstermékek minimalizálása a kimenetnél a kéményre vonatkozó követelményeket is csökkenti.
Csőanyag kiválasztása
A vízvezetékekhez hasonlóan a műanyagból és fémből készült csövek természetes keringésű fűtési rendszerben is használhatók. Egyes anyagok felhasználására vonatkozó korlátozások egyéni tényezőktől és feltételektől függenek. Például egy nyitott fűtési rendszer nagyobb hatást biztosít az áramkörök oxigénnel és szén-dioxiddal történő szellőztetésére, ami az acél esetében nem kívánatos. Ezzel szemben a szilárdtestfém igazolja magát a nagy terhelésű, nagy formátumú hálózatok zárt ágaiban. Rossz minőségű víz kiszolgálásakor jobb rézcsöveket használni. A gravitációs fűtési rendszereknél ennek a fémnek a használata előnyös, mivel ellenáll a magas hőmérsékletnek és a hűtőfolyadékban található ásványi anyagoknak.
Elvileg a réznek és a műanyagnak is megvan az az előnye, hogy könnyű anyagok, amelyek lehetővé teszik az összetett csővezetékes kommunikációs vonalak precíz telepítését, ami nagyon fontos a gravitációs rendszerek megvalósításában. A műanyag azonban még mindig nem a legjobb megoldás a fűtési rendszer számára – annál is inkább0,6 MPa nagyságrendű nagy nyomáson működik. Léteznek hőálló polipropilén csövek, amelyeket kifejezetten fűtésre terveztek, és körülbelül 120 °C-ot is kibírnak, de a tömítési problémák gyakoribbak a tömítéseknél és az átmeneteknél, amelyek nem olyan megbízhatóak, mint a fém kontúrhegesztések.
Optimális csőátmérő
A kényszerkeringtetésű rendszerekkel ellentétben ebben az esetben a kontúrok vastagsága nagyobb lesz. A gravitációs áramlású fűtési rendszer csövének átmérője 50 mm, de különböző területeken lehet módosítani. Például a komplexum termikus hatékonyságának megőrzése érdekében a vízvezeték-szerelők javasolják a kontúrok szűkítését. A beállítás mértéke a varrástól a másik átmeneti pontig húzódó folytonos vonal hosszától függ.
Rögzítési eszközök és fogyóeszközök
A fő szerszámra a csövek lefektetéséhez, rögzítéséhez és csatlakoztatásához lesz szükség. A vágás és hegesztés csővágókkal, gázvágókkal, inverteres eszközökkel és forraszanyaggal történik. Műanyaghoz és acélos rézhez egyaránt a megfelelő teljesítményű hegesztőszerszámot kell kiválasztani. Ugyanez vonatkozik a fogyóeszközökre is. Például a rézszerkezeteket forrasztással kötik össze szorító- és krimpelőszerelvényekkel. A réz gravitációs fűtési rendszer más anyagokból készült áramkörökkel való összekapcsolásához csak levehető adaptereket és szerelvényeket használnak. Ez a fém nem tapad jól más anyagokhoz. Más esetekben azonban 450 ° C-ig könnyű forrasztás érhető elacetilén vagy propán-bután fáklyák, valamint elektromos forrasztópákák. Ezenkívül a jó minőségű csatlakozásokhoz hasznos lehet teflon szalagok, szerelvények, pólók, dielektromos tömítések stb. használata.
Telepítési technika
Munka előtt kommunikációs sémát és cselekvési tervet kell készíteni. Ezenkívül a tipikus telepítés a következő sorrendben történik:
- Egyedi csomópontok, átmeneti szakaszok és nagy vonalak összeállítása a hely aljához való rögzítés nélkül.
- Berendezések - tágulási tartály és kazán felszerelése. A tartály a tetőtérbe szerelhető - a lényeg az, hogy megőrizzük az ingyenes kommunikáció lehetőségét. A kazánhoz kis hőálló esztrichre lehet szükség. Nincs szükség további rögzítésre, mivel az ilyen típusú padlóberendezések gyakorlatilag mozdulatlanok sík felületen.
- A csapágyszerelvények a tömítés körvonalai mentén vannak felszerelve – tartók, bilincsek, felfüggesztések és egyéb rögzítő egységek.
- Az előkészített csőkontúrok, átmenet részek, könyökök és sarkok fel vannak szerelve. Hogyan készítsünk gravitációs fűtési rendszert úgy, hogy az a lehető legmegbízhatóbb és védve legyen a külső hatásoktól? A rögzítéshez az úgynevezett úszó bilincsek használata javasolt, amelyek nem kemény, hanem lágy rögzítést biztosítanak. Szilárdan rögzítve vannak az előkészített hordozóberendezéshez, de a szorító mechanizmusok bizonyos mozgási szabadságot biztosítanak a csőnek - rugós hatás, aminek köszönhetően a sérülés veszélye megszűnikcsövek külső dinamikus terhelés alatt.
- A kommunikáció és a berendezések lekötése folyamatban van - szükség esetén leágazó csövek, szerelvények és műszerek csatlakoztatva.
Csőlejtés
A gravitációs rendszerek eszközének jellemzője, hogy a szöget a vízszintes kontúrok helyzetében kell tartani. Biztosítani kell a víz mozgásához szükséges természetes gravitációs cirkuláció hatását. Az SNiP műszaki előírásai szerint a gravitációs fűtési rendszer lejtésének 1 m-enként 10 mm-nek kell lennie. Ha ez az árnyalat nem látható előre, a vezetékek megtelnek levegővel, és az áramkörök fűtése egyenetlen lesz.
Milyen hűtőfolyadékot használjunk?
A természetes keringésű rendszerek optimális munkaközege a víz. A folyadékfűtéshez gyakran használt fagyálló visszautasítása nagy sűrűségével és alacsony hőátadásával jár. Figyelembe véve a gravitációs áramlású fűtési rendszer szerény teljesítményét és a hűtőfolyadék gravitációs elmozdulásának kötelező követelményét, a fagyálló megszűnik. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az alternatív fagyálló készítményeket elvben el lehet hagyni. A megfelelő keverékeknek nagy folyékonysággal kell rendelkezniük (nem kisebb, mint a víznél), és képesnek kell lenniük arra, hogy ne veszítsék el fizikai tulajdonságaikat rendkívül magas és alacsony hőmérsékleten.
A gravitációs áramlási rendszer előnyei
A természetes keringetésű fűtési rendszerek erősségei közé tartoznak a következők:
- Energiafüggetlenség. Hiánysemmilyen külső energiaforrás nem akadályozza a gravitációs fűtés alkalmazását, így sok távoli régióban ez az egyetlen lehetőség marad.
- Megbízhatóság és tartósság. Rezgések hiánya, amelyek a hagyományos rendszerekben keringtető szivattyúkat hoznak létre. Ez lehetővé teszi réz csővezetékek használatát, valamint polipropilénből készült gravitációs fűtőrendszerek megszervezését, amelyek azonban ellenállnak a magas hőmérsékletnek.
- Könnyű karbantartás. A komplex, automatizált szabályozó egységek hiánya a rendszert elérhetőbbé teszi az otthoni diagnosztika és javítások számára.
A gravitációs áramlási rendszer hátrányai
Természetesen a hűtőfolyadék keringető szivattyúból vagy más erőforrásokkal rendelkező berendezésből való mozgásának támogatásának hiánya számos hiányossághoz vezetett az ilyen rendszerekben:
- Funkcionális korlátok a beállítás szempontjából. Ez elsősorban a fűtőberendezések hőmérsékleti tartományának rugalmas beállításának lehetőségére vonatkozik, de a szilárd tüzelésű kazánok működése önmagában kizár minden vezérlés automatizálását.
- Szerény teljesítménye miatt a gravitációs fűtési rendszer csak kis fűtési igényű kis házakban használható. Ehhez járul még a keringés instabilitása.
- A hűtőfolyadék mozgásának késése télen a folyadék lefagyásához vezethet. Emiatt indokolt a fagyálló vízadalékok keresése.
Következtetés
A természetes munkaközeg keringtetésű csövek a progresszív mechanika korában és a programozható kazános kazánok elavultnak és nem hatékonynak tűnnek. Ez sok szempontból igaz, de a növekvő energiafogyasztással összefüggésben a magánház gravitációs fűtési rendszere nem tűnik teljesen kihagyhatatlannak. Először is, ha az ország körülményei nem teszik lehetővé a gáz- és elektromos kazánok használatát, akkor ez a döntés több mint indokolt. Másodszor, egyszerre több költségtételt is eltávolítanak az üzemanyaggal együtt felhasznált energia költsége és az összetett berendezések karbantartása miatt.
