Gravitatsioonilise jahutusvedeliku seadme kontseptsiooni võib mõnes mõttes võrrelda loomuliku ventilatsiooniga, mille puhul on realiseeritud õhuvoolude vaba ringlus. Veekeskkonna puhul toimub liikumine mööda kontuure ilma kolmandate isikute seadmete ja ressursside energia- ja võimsustoeta. See annab gravitatsioonilise küttesüsteemi eelised, kuid põhjustab ka mitmeid puudusi. Üks neist on selle tehnilise rakendamise keerukus.
Kuidas süsteem töötab
Gravitatsiooni tagab füüsikaseadus, mille järgi kuumad õhu- ja veejoad tõusevad loomulikul teel. Erinev alt sunnitud tsirkulatsiooniga süsteemidest ei ole vaja sisse lülitada pumpamisseadmeid ega aurugeneraatoreid, mis suruvad töökeskkonda rõhu all pikikontuurid. Eramu tingimustes tuleb gravitatsioonivooluga küttesüsteemist kasuks juba kaudside- ja energiasõlmede minimaalne ühendamine. Kuid see ei tähenda sugugi, et kasutaja peab tegelema ainult torudega. Vee soojendamise eest hakkab vastutama kompleksi madalaimas kohas asuv boiler. Sellest suunatakse voolud torude kaudu küttekehadele-jahutusvedeliku tarbijatele (konvektorid, radiaatorid, akud). Edasi liigub juba jahutav vesi paisupaagi sektsiooni ja kogunedes voolab üle äravoolukanalisse - kas boilerisse või kanalisatsiooni.
Ühe- ja kahetorusüsteemid
Küttekontuuride skeemid võivad olla erinevad. Lihtsaimas ühetorusüsteemis puudub veevõtuga jahutusvedeliku tagasivoolu tõus. Seda tüüpi vertikaalseid süsteeme on tehniliselt lihtsam rakendada, mis säästab füüsilist pingutust ja raha. Kuid ühe toruga gravitatsiooniküttesüsteemidel on ka tõsiseid puudusi, mis väljenduvad järgmistes nüanssides:
- Iga küttekeha temperatuuri eraldi reguleerimise võimaluse puudumine, kuna need on järjestikku ühendatud.
- Paisupaagi kohustuslik paigaldamine vertikaalseks täitmiseks.
- Kõrgemad rõhunõuded veeringlusele. Sel põhjusel teostatakse ühetorusüsteeme sagedamini jahutusvedeliku sunnitud liikumise põhimõtete järgi koos pumpade ühendamisega.
Kahetorusüsteemis jaotub soojus ühtlaselt. Üks ahel suunab kuumad vood tingimuslikesse radiaatoritesse,ja teine teenindab tagasivooluharu, mille kaudu naaseb külm vesi vastuvõtuseadmetesse. Tänu jahutusvedeliku tasakaalule torustikus on kahekontuuriline skeem hõlpsamini alluv loomulikule regulatsioonile raskusjõu mõjul ilma täiendavate tsirkulatsiooniseadmeteta.
Avatud ja suletud süsteemid
Nende süsteemide erinevus seisneb paisupaagi – kogu kompleksi tipppunkti – jõudluses. Avatud mahutites koguneb vesi kuni ujukmehhanismi tööle. Vedelik täidab paagi teatud tasemeni, mille järel ujuk aktiveerib õhusegu vabastamise ja täitmise ühendatud tõusutoru kaudu. Suletud gravitatsiooniküttesüsteemis kasutatakse membraanpaaki, milles on kaks sektsiooni - õhu (gaasisegu) ja veega alumises osas. Minimaalse rõhu korral on anum tühi, kuid vedelikuga täitumisel hakkab membraan ülemist osa kokku suruma, avades nii õhuklapi ja ühtlustades rõhu.
Katla valik
Gravitatsioonikütte mõiste kasutamine iseenesest tähendab, et majja ei anta gaasi ega elektrit. Vastasel juhul oleks ratsionaalsem korraldada sundringlus piisava võimsusega soojusvarustusega põhienergiaallikast. Seetõttu on gravitatsioonilise küttesüsteemi katla ainus võimalus tahkekütuseseade - näiteks puuküttega. Põhjusi annab ka loodusliku tsirkulatsiooni ja traditsioonilise pliidi kombinatsioonräägime kompleksi väikesest võimsusest. Süsteem on esialgu ebaefektiivne, kuid selle efektiivsust saab tõsta pürolüüsiefekti tõttu, mis eristab kahe põlemiskambriga 20–40 kW võimsusega tahkekütuse katlajaamade kaasaegseid modifikatsioone. Lisakambris põletatakse kütuse esmapõlemisel tekkinud gaasid. Muide, põlemisproduktide minimeerimine väljalaskeava juures vähendab ka nõudeid korstnale.
Torumaterjali valik
Nagu torustiku puhul, saab loodusliku tsirkulatsiooniga küttesüsteemis kasutada plastikust ja metallist torusid. Teatud materjalide kasutamise piirangud sõltuvad individuaalsetest teguritest ja tingimustest. Näiteks tagab avatud küttesüsteem ahelate hapniku ja süsinikdioksiidiga õhutamise suurema efekti, mis on terase jaoks ebasoovitav. Seevastu tahkismetall õigustab end suure koormusega töötavate suureformaadiliste võrkude suletud harudes. Halva kvaliteediga vee teenindamisel on parem kasutada vasktorusid. Gravitatsioonilise küttesüsteemi jaoks on selle metalli kasutamine kasulik, kuna see on vastupidav kõrgetele temperatuuridele ja jahutusvedelikus sisalduvatele mineraalidele.
Põhimõtteliselt on nii vase kui plasti eeliseks see, et nad on kerged materjalid, mis võimaldavad keeruliste torujuhtmete sideliinide täpset paigaldamist, mis on gravitatsioonisüsteemide rakendamisel väga oluline. Plastik pole aga küttesüsteemi kui sellise jaoks endiselt parim variant – seda enamtöötavad kõrge rõhu all, suurusjärgus 0,6 MPa. On olemas kuumakindlaid polüpropüleentorusid, mis on loodud spetsiaalselt kütmiseks ja taluvad umbes 120 °C, kuid tihendusprobleemid on tavalisemad põkk- ja üleminekukohtades, mis ei ole nii töökindlad kui metallkontuurkeevis.
Optimaalne toru läbimõõt
Erinev alt sunnitud tsirkulatsiooniga süsteemidest on sel juhul kontuuride paksus suurem. Gravitatsioonilise vooluga küttesüsteemi toru läbimõõt on 50 mm, kuid erinevates piirkondades võib olla reguleerimisi. Näiteks kompleksi soojusliku efektiivsuse säilitamiseks soovitavad torumehed kontuure kitsendada. Reguleerimise suurus sõltub õmblusest teise üleminekupunktini kulgeva pideva joone pikkusest.
Paigaldustööriistad ja kulumaterjalid
Peamist tööriista läheb vaja torude paigaldamiseks, kinnitamiseks ja ühendamiseks. Lõikamine ja keevitamine toimub torulõikurite, gaasilõikurite, inverterseadmete ja joodisega. Nii plasti kui ka terasega vase jaoks valitakse sobiva võimsusega keevitustööriist. Sama kehtib ka kulumaterjalide kohta. Näiteks ühendatakse vaskkonstruktsioonid jootmise teel klambri- ja pressliitmike abil. Vase gravitatsiooniküttesüsteemi ühendamiseks muudest materjalidest valmistatud ahelatega kasutatakse ainult eemaldatavaid adaptereid ja liitmikke. See metall ei nakku teiste materjalidega hästi. Kuid muudel juhtudel on võimalik saada kuni 450 ° C kerget joodistatsetüleen- või propaan-butaanpõletid, samuti elektrilised jootekolvid. Lisaks on kvaliteetsete ühenduste jaoks kasulik kasutada teflonteipe, liitmikke, teesid, dielektrilisi tihendeid jne.
Paigaldustehnika
Enne tööd tuleks koostada suhtlusskeem ja tegevuskava. Lisaks toimub tüüpiline paigaldamine järgmises järjekorras:
- Üksikute sõlmede, üleminekuosade ja suurte joonte kokkupanek ilma saidi põhja külge kinnitamata.
- Seadmete paigaldamine - paisupaak ja boiler. Paaki saab paigaldada pööningule - peamine on säilitada tasuta sidevarustuse võimalus. Katel võib vajada väikest kuumakindlat tasanduskihti. Täiendav kinnitus pole vajalik, kuna seda tüüpi põrandavarustus on tasasel pinnal praktiliselt liikumatu.
- Laagri kinnitused paigaldatakse piki tihendi kontuure – toed, klambrid, vedrustused ja muud kinnitusdetailid.
- Paigaldatakse ettevalmistatud torukontuurid, üleminekuosad, põlved ja nurgad. Kuidas teha gravitatsiooniküttesüsteem nii, et see oleks võimalikult töökindel ja välismõjude eest kaitstud? Kinnitamiseks on soovitatav kasutada nn ujuvad klambrid, mis tagavad mitte kõva, vaid pehme fikseerimise. Need on tugev alt kinnitatud ettevalmistatud kandeseadmete külge, kuid kinnitusmehhanismid annavad torule teatud liikumisvabaduse – vetruva efekti, tänu millele on kahjuoht välistatud.torud välise dünaamilise koormuse all.
- Seotakse side ja seadmed - vajadusel ühendatakse harutorud, liitmikud ja mõõteriistad.
Toru kalle
Gravitatsioonisüsteemide seadme eripäraks on vajadus säilitada nurk horisontaalsete kontuuride asendis. Vajalik on tagada vee liikumiseks vajaliku loodusliku gravitatsioonilise tsirkulatsiooni mõju. Nagu SNiP tehnilistes eeskirjades märgitud, peaks gravitatsiooniküttesüsteemi kalle olema 10 mm 1 m kohta. Kui seda nüanssi pole ette näha, täituvad liinid õhuga ja ahelate soojenemine on ebaühtlane.
Millist jahutusvedelikku kasutada?
Loodusliku tsirkulatsioonisüsteemide optimaalne töökeskkond on vesi. Vedeliku kuumutamisel sageli kasutatava antifriisi tagasilükkamine on seotud selle suure tiheduse ja madala soojusülekandega. Võttes arvesse gravitatsioonilise vooluga küttesüsteemi tagasihoidlikku jõudlust ja jahutusvedeliku gravitatsioonilise nihke kohustuslikku nõuet, on antifriis välistatud. Kuid see ei tähenda, et alternatiivsetest antifriisikompositsioonidest võiks põhimõtteliselt loobuda. Sobivatel segudel peab olema kõrge voolavus (mitte madalam kui vesi) ja võime mitte kaotada füüsikalisi omadusi väga kõrgel ja madalal temperatuuril.
Gravitatsioonivoolusüsteemi plussid
Loodusliku tsirkulatsiooniga küttesüsteemide tugevate külgede hulgas on järgmised:
- Energeetiline sõltumatus. Puudumineükski väline energiaallikas ei takista gravitatsioonikütte kasutamist, nii et paljudes kaugemates piirkondades jääb see valik ainsaks võimaluseks.
- Usaldusväärsus ja vastupidavus. Vibratsiooni puudumine, mis tavalistes süsteemides loob tsirkulatsioonipumbad. See võimaldab kasutada vasest torustikke, samuti korraldada polüpropüleenist valmistatud gravitatsiooniküttesüsteeme, kuid nende vastupidavus kõrgetele temperatuuridele.
- Lihtne hooldus. Komplekssete automaatikaga reguleerivate üksuste puudumine muudab süsteemi koduseks diagnostikaks ja remondiks paremini ligipääsetavaks.
Gravitatsioonivoolusüsteemi miinused
Muidugi põhjustas tsirkulatsioonipumba või muude ressurssidega jõuseadmete jahutusvedeliku liikumise toetamise puudumine selliste süsteemide mitmeid puudusi:
- Funktsionaalsed piirangud reguleerimisel. See puudutab peamiselt küttekehade temperatuurirežiimide paindliku reguleerimise võimalust, kuid tahkeküttekatelde töö iseenesest välistab igasuguse juhtimise automatiseerimise.
- Tagasihoidliku jõudluse tõttu saab gravitatsiooniküttesüsteemi kasutada ainult väikese küttevajadusega väikemajades. Sellele lisandub ringluse ebastabiilsus.
- Jahutusvedeliku liikumise viivitused talvel võivad põhjustada vedeliku külmumist. Sel põhjusel on antifriisi vee lisandite otsimine õigustatud.
Järeldus
Progressiivse mehaanika ajastul töökeskkonna loomuliku tsirkulatsiooniga torud ja kateldega programmeeritavad katlad tunduvad vananenud ja ebaefektiivsed. Paljuski on see tõsi, kuid kasvava energiatarbimise kontekstis ei näe eramaja gravitatsiooniküttesüsteem täiesti kohatu välja. Esiteks, kui riigi tingimused ei võimalda gaasi- ja elektriboilerite kasutamist, on see otsus enam kui õigustatud. Teiseks eemaldatakse korraga mitu kuluartiklit, mis on tingitud energiakulust kütusega ja keerukate seadmete hooldusest.
