Gravitācijas dzesēšanas šķidruma ierīces koncepciju savā ziņā var salīdzināt ar dabisko ventilāciju, kurā tiek realizēta brīva gaisa plūsmu cirkulācija. Ūdens vidē kustība notiek pa kontūrām bez enerģijas un jaudas atbalsta no trešo pušu ierīcēm un resursiem. Tas sniedz gravitācijas apkures sistēmas priekšrocības, bet rada arī vairākus trūkumus. Viens no tiem ir tā tehniskās ieviešanas sarežģītība.
Kā sistēma darbojas
Gravitāciju nodrošina fizikas likums, saskaņā ar kuru karstas gaisa un ūdens plūsmas paceļas dabiski. Atšķirībā no sistēmām ar piespiedu cirkulāciju, nav nepieciešams ieslēgt sūknēšanas iekārtas vai tvaika ģeneratorus, kas spiež darba vidi zem spiediena garkontūras. Privātmājas apstākļos gravitācijas plūsmas apkures sistēma ir izdevīga jau ar minimālu netiešo sakaru un enerģijas mezglu savienojumu. Bet tas nebūt nenozīmē, ka lietotājam būs jātiek galā tikai ar caurulēm. Par ūdens sildīšanu atbildēs katls, kas atrodas kompleksa zemākajā punktā. No tā caur caurulēm plūsmas tiks virzītas uz dzesēšanas šķidruma sildītājiem-patērētājiem (konvektoriem, radiatoriem, akumulatoriem). Tālāk jau atdziestošais ūdens nonāk izplešanās tvertnes sekcijā un, uzkrājoties, pārplūst drenāžas kanālā - vai nu uz katlu, vai uz kanalizāciju.
Viencauruļu un divu cauruļu sistēmas
Shēmas apkures lokiem var būt dažādas. Vienkāršākajā viencaurules sistēmā nav dzesēšanas šķidruma atgriešanas stāvvada ar ūdens ieplūdi. Šāda veida vertikālās sistēmas ir tehniski vienkāršāk īstenojamas, kas ļauj ietaupīt fizisko piepūli un finanses. Taču viencaurules gravitācijas apkures sistēmām ir arī nopietni trūkumi, kas izpaužas šādās niansēs:
- Nespēja regulēt temperatūru katram sildītājam atsevišķi, jo tie ir savienoti virknē.
- Obligāts izplešanās tvertnes novietojums vertikālai uzpildīšanai.
- Augstāka spiediena prasības ūdens cirkulācijai. Šī iemesla dēļ viencaurules sistēmas biežāk tiek veiktas pēc dzesēšanas šķidruma piespiedu kustības principiem ar sūkņu pieslēgumu.
Divu cauruļu sistēmā siltums tiek sadalīts vienmērīgi. Viena ķēde virza karstās plūsmas uz nosacītajiem radiatoriem,un otrs apkalpo atgriešanas atzaru, pa kuru aukstais ūdens atgriežas uztveršanas iekārtā. Pateicoties dzesēšanas šķidruma līdzsvaram cauruļvadā, divu ķēžu shēma ir vieglāk pakļauta dabiskajam regulējumam ar gravitācijas efektu bez papildu cirkulācijas aprīkojuma atbalsta.
Atvērtās un slēgtās sistēmas
Atšķirība starp šīm sistēmām slēpjas izplešanās tvertnes veiktspējā - visa kompleksa augšējā punktā. Atvērtajās tvertnēs ūdens uzkrājas, līdz darbojas pludiņa mehānisms. Šķidrums piepilda tvertni līdz noteiktam līmenim, pēc kura pludiņš aktivizē gaisa maisījuma izlaišanu un piepildīšanu caur pievienoto stāvvadu. Slēgtā gravitācijas apkures sistēmā tiek izmantota membrānas tvertne, kurā ir paredzētas divas sekcijas - ar gaisu (gāzes maisījumu) un ūdeni apakšējā daļā. Pie minimālā spiediena tvertne ir tukša, bet, piepildoties ar šķidrumu, membrāna sāk saspiest augšējo daļu, tādējādi atverot gaisa vārstu un izlīdzinot spiedienu.
Katla izvēle
Izmantojot gravitācijas apkures jēdzienu, tas pats par sevi nozīmē, ka mājā netiek nodrošināta ne gāze, ne elektrība. Pretējā gadījumā racionālāk būtu organizēt piespiedu cirkulāciju ar pietiekamas jaudas siltuma padevi no galvenā enerģijas avota. Tāpēc vienīgā katla iespēja gravitācijas plūsmas apkures sistēmai būs cietā kurināmā iekārta - piemēram, malkas dedzināšana. Dabiskās cirkulācijas un tradicionālās plīts kombinācija arī dod iemeslusrunāt par kompleksa mazo jaudu. Sistēma sākotnēji būs neefektīva, taču tās efektivitāti var palielināt pirolīzes efekta dēļ, ar ko izceļas modernās modifikācijas cietā kurināmā katlu stacijas ar jaudu no 20 līdz 40 kW ar divām sadegšanas kamerām. Papildu nodalījumā tiek sadedzinātas gāzes, kas rodas degvielas pirmās sadegšanas laikā. Starp citu, sadegšanas produktu samazināšana pie izplūdes atveres samazinās arī prasības skurstenim.
Cauruļu materiāla izvēle
Tāpat kā ar santehniku, plastmasas un metāla caurules var izmantot dabiskās cirkulācijas apkures sistēmai. Atsevišķu materiālu izmantošanas ierobežojumi ir atkarīgi no individuāliem faktoriem un apstākļiem. Piemēram, atvērta apkures sistēma nodrošina lielāku efektu, vēdinot ķēdes ar skābekli un oglekļa dioksīdu, kas tēraudam nav vēlams. Un otrādi, cietvielu metāls sevi attaisnos lielformāta tīklu slēgtās filiālēs, kas darbojas ar lielu slodzi. Apkalpojot sliktas kvalitātes ūdeni, labāk ir izmantot vara caurules. Gravitācijas apkures sistēmai šī metāla izmantošana ir izdevīga, jo tas ir izturīgs pret augstām temperatūrām un minerālu iekļaušanu dzesēšanas šķidrumā.
Principā gan vara, gan plastmasas priekšrocība ir viegla materiāla priekšrocība, kas ļauj precīzi uzstādīt sarežģītas cauruļvadu sakaru līnijas, kas ir ļoti svarīgi gravitācijas sistēmu ieviešanā. Tomēr plastmasa joprojām nav labākais risinājums apkures sistēmai kā tādai - vēl jo vairākdarbojas zem augsta spiediena apmēram 0,6 MPa. Ir karstumizturīgas polipropilēna caurules, kas paredzētas īpaši apkurei un var izturēt apmēram 120 ° C, taču blīvēšanas problēmas biežāk sastopamas sadursmēs un pārejās, kas nav tik uzticamas kā metāla kontūrmetinājuma šuves.
Optimālais caurules diametrs
Atšķirībā no sistēmām ar piespiedu cirkulāciju, šajā gadījumā kontūru biezums būs lielāks. Gravitācijas plūsmas apkures sistēmas caurules diametrs ir 50 mm, taču var būt pielāgojumi dažādās vietās. Piemēram, lai saglabātu kompleksa siltuma efektivitāti, santehniķi iesaka sašaurināt kontūras. Regulēšanas apjoms ir atkarīgs no nepārtrauktās līnijas garuma no šuves līdz otram pārejas punktam.
Montāžas rīki un palīgmateriāli
Galvenais instruments būs nepieciešams cauruļu ieguldīšanai, nostiprināšanai un savienošanai. Griešana un metināšana tiek veikta ar cauruļu griezējiem, gāzes griezējiem, invertora ierīcēm un lodmetālu. Gan plastmasai, gan vara ar tēraudu tiek izvēlēts atbilstošās jaudas metināšanas instruments. Tas pats attiecas uz palīgmateriāliem. Piemēram, vara konstrukcijas tiek savienotas ar lodēšanu, izmantojot skavas un presēšanas veidgabalus. Lai savienotu vara gravitācijas apkures sistēmu ar ķēdēm, kas izgatavotas no citiem materiāliem, tiek izmantoti tikai noņemami adapteri un veidgabali. Šis metāls slikti pielīp citiem materiāliem. Bet citos gadījumos var iegūt vieglu lodmetālu līdz 450 ° Cacetilēna vai propāna-butāna lāpas, kā arī elektriskie lodāmuri. Turklāt kvalitatīviem savienojumiem būs noderīgi izmantot teflona lentes, veidgabalus, tējus, dielektriskās blīves utt.
Instalācijas tehnika
Pirms darba jāizstrādā komunikācijas shēma un rīcības plāns. Turklāt tipiskā uzstādīšana tiek veikta šādā secībā:
- Atsevišķu mezglu, pārejas posmu un lielu līniju montāža bez stiprinājuma vietas pamatnei.
- Iekārtas - izplešanās tvertnes un katla uzstādīšana. Tvertni var uzstādīt bēniņos - galvenais ir saglabāt iespēju bez maksas nodrošināt sakarus. Apkures katlam var būt nepieciešams neliels karstumizturīgs segums. Papildu stiprinājumi nav nepieciešami, jo šāda veida grīdas aprīkojums praktiski nekustas uz līdzenas virsmas.
- Gultņu veidgabali ir uzstādīti pa blīves kontūrām - balsti, skavas, balstiekārtas un citas stiprinājuma vienības.
- Tiek montētas sagatavotas cauruļu kontūras, pārejas daļas, līkumi un stūri. Kā izveidot gravitācijas apkures sistēmu, lai tā būtu pēc iespējas uzticamāka un aizsargāta no ārējām ietekmēm? Stiprināšanai ieteicams izmantot tā sauktās peldošās skavas, kas nodrošina nevis cietu, bet mīkstu fiksāciju. Tie ir stingri piestiprināti pie sagatavotā nesēja aprīkojuma, bet savilkšanas mehānismi nodrošina caurulei zināmu kustības brīvību - atsperīgu efektu, kā rezultātā tiek novērsts bojājumu riskscaurules zem ārējas dinamiskas slodzes.
- Tiek sasietas komunikācijas un iekārtas - nepieciešamības gadījumā tiek pieslēgtas atzarojuma caurules, veidgabali un instrumenti.
Caurules slīpums
Gravitācijas sistēmu ierīces iezīme ir nepieciešamība saglabāt leņķi horizontālo kontūru stāvoklī. Ir nepieciešams nodrošināt dabiskās gravitācijas cirkulācijas efektu, kas nepieciešams ūdens kustībai. Kā norādīts SNiP tehniskajos noteikumos, gravitācijas apkures sistēmas slīpumam jābūt 10 mm uz 1 m. Ja šī nianse nav paredzēta, līnijas piepildīsies ar gaisu, un ķēžu apkure būs nevienmērīga.
Kuru dzesēšanas šķidrumu izmantot?
Optimālā darba vide dabiskās cirkulācijas sistēmām ir ūdens. Antifrīza noraidīšana, ko bieži izmanto šķidruma sildīšanai, ir saistīta ar tā augsto blīvumu un zemu siltuma pārnesi. Ņemot vērā gravitācijas plūsmas apkures sistēmas pieticīgo veiktspēju un obligāto prasību dzesēšanas šķidruma gravitācijas pārvietošanai, antifrīzs tiek izslēgts. Bet tas nenozīmē, ka principā var atteikties no alternatīvām antifrīzu kompozīcijām. Piemērotiem maisījumiem jābūt ar augstu plūstamību (ne zemāku par ūdeni) un spēju nezaudēt fizikālās īpašības ārkārtīgi augstā un zemā temperatūrā.
Gravitācijas plūsmas sistēmas plusi
Starp dabiskās cirkulācijas apkures sistēmu priekšrocībām ir šādas:
- Enerģētiskā neatkarība. Prombūtneneviens ārējs enerģijas avots nav šķērslis gravitācijas apkures izmantošanai, tāpēc daudzos attālos reģionos šī iespēja joprojām ir vienīgā iespēja.
- Uzticamība un izturība. Vibrāciju trūkums, kas parastajās sistēmās rada cirkulācijas sūkņus. Tas ļauj izmantot vara cauruļvadus, kā arī organizēt gravitācijas apkures sistēmas, kas izgatavotas no polipropilēna, bet ir pakļautas to izturībai pret augstām temperatūrām.
- Vienkārša apkope. Sarežģītu regulējošo vienību ar automatizāciju trūkums padara sistēmu pieejamāku diagnostikai un remontam mājās.
Smaguma plūsmas sistēmas mīnusi
Protams, atbalsta trūkums dzesēšanas šķidruma kustībai no cirkulācijas sūkņa vai citas jaudas iekārtas ar resursiem izraisīja vairākus šādu sistēmu trūkumus:
- Funkciju ierobežojumi regulēšanas ziņā. Tas galvenokārt attiecas uz iespēju elastīgi regulēt sildītāju temperatūras režīmus, bet cietā kurināmā katlu darbība pati par sevi izslēdz jebkādu vadības automatizāciju.
- Tās pieticīgās veiktspējas dēļ gravitācijas apkures sistēmu var izmantot tikai mazās mājās ar zemām apkures prasībām. Tam pievienota arī cirkulācijas nestabilitāte.
- Dzesēšanas šķidruma kustības aizkavēšanās ziemā var izraisīt šķidruma sasalšanu. Šī iemesla dēļ antifrīzu ūdens piedevu meklēšana ir pamatota.
Secinājums
Caurules ar dabisko darba vides cirkulāciju progresīvās mehānikas laikmetā un programmējami katli ar katliem šķiet novecojuši un neefektīvi. Daudzējādā ziņā tā ir taisnība, taču pieaugošā enerģijas patēriņa kontekstā privātmājas gravitācijas apkures sistēma neizskatās gluži nevietā. Pirmkārt, ja valsts apstākļi neļauj izmantot gāzes un elektriskos katlus, tad šis lēmums būs vairāk nekā pamatots. Otrkārt, tiek noņemtas vairākas izdevumu pozīcijas vienlaikus, jo tiek tērēta enerģija ar degvielu un sarežģīta aprīkojuma apkope.
