Konceptet med en gravitationskølemiddelanordning kan på en eller anden måde sammenlignes med naturlig ventilation, hvor der opnås fri cirkulation af luftstrømme. I tilfælde af vandmiljøet sker bevægelse langs konturerne uden energi- og strømstøtte fra tredjeparts enheder og ressourcer. Dette giver fordelene ved et gravitationsvarmesystem, men medfører også en række ulemper. En af dem er kompleksiteten af dens tekniske implementering.
Sådan fungerer systemet
Tyngekraften er sikret af fysikkens lov, ifølge hvilken varme strømme af luft og vand stiger naturligt. I modsætning til systemer med tvungen cirkulation er der ingen grund til at tænde for pumpeudstyr eller dampgeneratorer, der skubber arbejdsmediet under tryk langskonturer. Under forholdene i et privat hus er et tyngdekraft-flow-varmesystem fordelagtigt blot ved den minimale forbindelse af indirekte kommunikation og energiknuder. Men det betyder slet ikke, at brugeren kun skal beskæftige sig med rør. En kedel placeret på det laveste punkt af komplekset vil være ansvarlig for opvarmning af vandet. Fra det, gennem rør, vil strømmene blive rettet til varmeapparater-forbrugere af kølevæsken (konvektorer, radiatorer, batterier). Ydermere passerer det allerede kølende vand ind i ekspansionsbeholderens sektion, og efterhånden som det akkumuleres, løber det over i afløbskanalen - enten til kedlen eller til kloakken.
Et- og to-rørssystemer
Skemaer for varmekredsløb kan være forskellige. I det enkleste etrørssystem er der ingen kølevæskereturrør med vandindtag. Vertikale systemer af denne type er teknisk nemmere at implementere, hvilket sparer på fysisk indsats og økonomi. Men der er også alvorlige ulemper ved enkeltrørs tyngdekraftvarmesystemer, som kommer til udtryk i følgende nuancer:
- Manglen på muligheden for at justere temperaturen for hvert varmelegeme separat, da de er forbundet i serie.
- Obligatorisk placering af ekspansionsbeholder til lodret påfyldning.
- Højere trykkrav til vandcirkulation. Af denne grund udføres enkeltrørssystemer oftere i overensstemmelse med principperne for tvungen bevægelse af kølevæsken med tilslutning af pumper.
I et to-rørssystem fordeles varmen jævnt. Et kredsløb leder varme strømme til betingede radiatorer,og den anden tjener returgrenen, gennem hvilken koldt vand vender tilbage til modtageudstyret. På grund af balancen af kølevæsken i rørledningen er to-kredsløbsordningen lettere modtagelig for naturlig regulering med virkningen af tyngdekraften uden støtte fra yderligere cirkulationsudstyr.
Åbne og lukkede systemer
Forskellen mellem disse systemer ligger i ekspansionsbeholderens ydeevne - det øverste punkt i hele komplekset. I åbne tanke ophobes vand, indtil flydemekanismen fungerer. Væsken fylder tanken til et vist niveau, hvorefter flyderen aktiverer frigivelsen af luftblandingen og påfyldning gennem det tilsluttede stigrør. I et lukket gravitationsvarmesystem anvendes en membrantank, hvori to sektioner er forsynet - med luft (gasblanding) og vand i den nederste del. Ved minimumstryk er beholderen tom, men efterhånden som den fyldes med væske, begynder membranen at komprimere den øvre sektion, hvorved luftventilen åbnes og trykket udlignes.
kedelvalg
Anvendelse af begrebet gravitationsopvarmning betyder i sig selv, at der hverken leveres gas eller elektricitet i huset. Ellers ville det være mere rationelt at organisere tvungen cirkulation med varmeforsyning af tilstrækkelig strøm fra hovedenergikilden. Derfor vil den eneste mulighed for en kedel til et tyngdestrømsvarmesystem være en fastbrændselsenhed - for eksempel en brændefyret. Kombinationen af naturlig cirkulation og en traditionel komfur giver også grundetale om kompleksets lave effekt. Systemet vil i begyndelsen være ineffektivt, men dets effektivitet kan øges på grund af pyrolyseeffekten, som adskiller moderne modifikationer af fastbrændselskedelanlæg med en kapacitet på 20 til 40 kW med to forbrændingskamre. I det ekstra rum forbrændes de gasser, der dannes under den første forbrænding af brændstoffet. Minimering af forbrændingsprodukter ved udløbet vil i øvrigt også reducere kravene til skorsten.
Valg af rørmateriale
Som med VVS kan rør af plast og metal bruges til et naturligt cirkulationsvarmesystem. Begrænsninger i brugen af visse materialer afhænger af individuelle faktorer og forhold. For eksempel giver et åbent varmesystem en større effekt af udluftning af kredsløbene med ilt og kuldioxid, hvilket er uønsket for stål. Omvendt vil solid-state metal retfærdiggøre sig selv i lukkede grene af storformatnetværk, der opererer med høje belastninger. Ved servicering af vand af dårlig kvalitet er det bedre at bruge kobberrør. For et tyngdekraftvarmesystem er brugen af dette metal fordelagtig på grund af dets modstandsdygtighed over for høje temperaturer og mineralske indeslutninger i kølevæsken.
I princippet har både kobber og plastik den fordel, at de er lette materialer, der tillader præcis installation af komplekse rørledningskommunikationslinjer, hvilket er meget vigtigt i implementeringen af tyngdekraftsystemer. Plastik er dog stadig ikke den bedste mulighed for varmesystemet som sådan – så meget desto mereopererer under højt tryk af størrelsesordenen 0,6 MPa. Der er varmebestandige polypropylenrør designet specielt til opvarmning og kan modstå omkring 120 °C, men tætningsproblemer er mere almindelige i stød og overgange, som ikke er så pålidelige som metalkontursvejsninger.
Optimal rørdiameter
I modsætning til systemer med tvungen cirkulation vil tykkelsen af konturerne i dette tilfælde være større. Diameteren af røret i et tyngdestrømsvarmesystem er 50 mm, men der kan være justeringer i forskellige områder. For at opretholde kompleksets termiske effektivitet anbefaler blikkenslagere for eksempel at indsnævre konturerne. Størrelsen af justering afhænger af længden af den fuldt optrukne linje fra sømmen til det andet overgangspunkt.
Montageværktøj og forbrugsvarer
Hovedværktøjet bliver nødvendigt til at lægge, fastgøre og forbinde rør. Skæring og svejsning udføres med rørskærere, gasskærere, inverteranordninger og lodning. Både til plast og til kobber med stål vælges dit svejseværktøj med passende effekt. Det samme gælder forbrugsvarer. For eksempel er kobberstrukturer forbundet ved lodning ved hjælp af klemme- og krympefittings. For at forbinde et kobbertyngdekraftvarmesystem med kredsløb lavet af andre materialer, bruges kun aftagelige adaptere og fittings. Dette metal klæber ikke godt til andre materialer. Men i andre tilfælde kan let lodning op til 450 ° C opnåsacetylen eller propan-butan fakler, samt elektriske loddekolber. Til højkvalitetsforbindelser vil det desuden være nyttigt at bruge teflontape, fittings, T-stykker, dielektriske pakninger osv.
Installationsteknik
Før arbejdet bør der udarbejdes en kommunikationsordning og en handlingsplan. Yderligere udføres typisk installation i følgende rækkefølge:
- Samling af individuelle noder, overgangssektioner og store linjer uden fastgørelse til bunden af webstedet.
- Installation af udstyr - ekspansionsbeholder og kedel. Tanken kan monteres på loftet - det vigtigste er at bevare muligheden for en gratis forsyning af kommunikation. Kedlen kan kræve en lille varmebestandig afretningslag. Yderligere fastgørelse er ikke påkrævet, da denne type gulvudstyr er praktisk t alt ubevægeligt på en flad overflade.
- Lejefittings monteres langs pakningens konturer - understøtninger, klemmer, ophæng og andre fikseringsenheder.
- Forberedte rørkonturer, overgangsdele, albuer og hjørner er monteret. Hvordan laver man et tyngdekraftvarmesystem, så det er så pålideligt og beskyttet mod ydre påvirkninger som muligt? Til fastgørelse anbefales det at bruge de såkaldte flydende klemmer, som giver ikke hård, men blød fiksering. De er solidt fastgjort til det forberedte bæreudstyr, men klemmemekanismerne giver røret en vis bevægelsesfrihed - en fjedrende effekt, på grund af hvilken risikoen for skade elimineresrør under ekstern dynamisk belastning.
- Kommunikation og udstyr er ved at blive bundet op - stikledninger, fittings og instrumentering tilsluttes om nødvendigt.
Rørhældning
Et træk ved tyngdekraftsystemernes enhed er behovet for at opretholde vinklen i positionen af vandrette konturer. Det er nødvendigt at tilvejebringe effekten af naturlig gravitationscirkulation, der kræves for vandets bevægelse. Som bemærket i de tekniske forskrifter for SNiP skal tyngdekraftvarmesystemets hældning være 10 mm pr. 1 m. Hvis denne nuance ikke forudses, vil linjerne fyldes med luft, og opvarmningen af kredsløbene vil være ujævn.
Hvilken kølevæske skal man bruge?
Det optimale arbejdsmedium til naturlige cirkulationssystemer er vand. Afvisningen af frostvæske, som ofte bruges til væskeopvarmning, er forbundet med dens høje tæthed og lave varmeoverførsel. Under hensyntagen til den beskedne ydeevne af et tyngdekraft-flow-opvarmningssystem og det obligatoriske krav til gravitationsforskydning af kølevæsken, elimineres frostvæske. Men dette betyder ikke, at alternative frostvæskesammensætninger i princippet kan opgives. Egnede blandinger skal have høj fluiditet (ikke lavere end vand) og evnen til ikke at miste fysiske egenskaber ved ekstremt høje og lave temperaturer.
Pluser ved et tyngdekraftsystem
Blandt styrkerne ved varmesystemer med naturlig cirkulation er følgende:
- Energiuafhængighed. Fraværingen ekstern energikilde er en hindring for brugen af tyngdekraftsopvarmning, så i mange fjerntliggende områder er denne mulighed stadig den eneste mulighed.
- Plidelighed og holdbarhed. Fravær af vibrationer, som i konventionelle systemer skaber cirkulationspumper. Dette tillader brugen af kobberrørledninger såvel som organisering af tyngdekraftvarmesystemer lavet af polypropylen, men underlagt deres modstandsdygtighed over for høje temperaturer.
- Nem vedligeholdelse. Fraværet af komplekse regulatoriske enheder med automatisering gør systemet mere tilgængeligt for diagnostik og reparationer derhjemme.
Ulemper ved tyngdekraftens flowsystem
Selvfølgelig førte manglen på støtte til bevægelsen af kølevæsken fra cirkulationspumpen eller andet kraftudstyr med ressourcer til en række mangler ved sådanne systemer:
- Funktionelle begrænsninger med hensyn til justering. Dette vedrører hovedsageligt muligheden for fleksibel justering af varmeapparaternes temperaturregimer, men driften af kedler til fast brændsel udelukker i sig selv enhver automatisering i styringen.
- På grund af dets beskedne ydeevne kan et tyngdekraftvarmesystem kun bruges i små huse med lave varmebehov. Hertil kommer cirkulationens ustabilitet.
- Forsinkelser i kølevæskens bevægelse om vinteren kan føre til frysning af væsken. Af denne grund er søgningen efter frostvæske tilsætningsstoffer berettiget.
Konklusion
Rør med naturlig cirkulation af arbejdsmediet i en tid med progressiv mekanik og programmerbare kedler med kedler virker forældede og ineffektive. Det er på mange måder rigtigt, men i sammenhæng med stigende energiforbrug ser et gravitationsvarmeanlæg til et privat hus ikke helt malplaceret ud. For det første, hvis landets forhold ikke tillader brug af gas- og el-kedler, vil denne beslutning være mere end berettiget. For det andet fjernes flere udgiftsposter på én gang på grund af omkostningerne til energi med brændstof og vedligeholdelse af komplekst udstyr.
