Wprowadzenie nowoczesnych technologii doprowadziło do stopniowej wymiany grawitacyjnych systemów grzewczych. Nowe rodzaje ogrzewania pomieszczeń są bardziej wydajne i wymagają niższych kosztów w zimnych porach roku. Dlaczego więc systemy grawitacyjne wciąż są instalowane w nowoczesnych domach prywatnych? Odpowiedź na to pytanie jest prosta: charakteryzują się dużą niezawodnością opartą na zrozumieniu praw fizyki, a także niezależności energetycznej od źródeł prądu elektrycznego.
Na jakiej zasadzie działa system ogrzewania grawitacyjnego
Ogrzewanie grawitacyjne jest również nazywane systemem cyrkulacji naturalnej. Służy do ogrzewania domów od połowy ubiegłego wieku. Z początku zwykli ludzie nie ufali tej metodzie, ale widząc jej bezpieczeństwo i praktyczność, stopniowo zaczęli zastępować piece ceglane ogrzewaniem wodnym.
Wtedy wraz z pojawieniem się kotłów na paliwo stałezapotrzebowanie na nieporęczne piekarniki całkowicie zniknęło. System ogrzewania grawitacyjnego działa na prostej zasadzie. Woda w kotle nagrzewa się, a jej ciężar właściwy staje się mniej zimny. W wyniku tego unosi się wzdłuż pionowej pionu do najwyższego punktu systemu. Następnie woda chłodząca rozpoczyna ruch w dół, a im bardziej się ochładza, tym większa jest jej prędkość. W rurze skierowanej do najniższego punktu powstaje przepływ. Ten punkt to rura powrotna zainstalowana w kotle.
W miarę przemieszczania się od góry do dołu woda przepływa przez grzejniki, pozostawiając część ciepła w pomieszczeniu. Pompa obiegowa nie uczestniczy w procesie ruchu chłodziwa, czyniąc ten układ niezależnym. Dlatego nie boi się przerwy w dostawie prądu.
Obliczenia grawitacyjnego systemu grzewczego są wykonywane z uwzględnieniem strat ciepła w domu. Obliczana jest wymagana moc urządzeń grzewczych i na tej podstawie dobierany jest kocioł. Powinien mieć półtorakrotną rezerwę chodu.
Opis schematu
Aby takie ogrzewanie działało, należy odpowiednio dobrać proporcje rur, ich średnice i kąty nachylenia. Ponadto niektóre typy grzejników nie są używane w tym systemie.
Zastanówmy się, z jakich elementów składa się cała struktura:
- Kocioł na paliwo stałe. Wejście wody do niego powinno znajdować się w najniższym punkcie systemu. Teoretycznie kocioł może być również elektryczny lub gazowy, ale w praktyce dla takich instalacji nie sązastosuj.
- Pionowy pion. Jej dolna część jest podłączona do zasilania kotła, a górna rozgałęzia się. Jedna część jest podłączona do rurociągu zasilającego, a druga jest podłączona do zbiornika wyrównawczego.
- Zbiornik wyrównawczy. Wlewa się do niego nadmiar wody, która powstaje podczas rozprężania z ogrzewania.
- Potok dostaw. Aby grawitacyjny system ogrzewania wody działał wydajnie, rurociąg musi mieć nachylenie w dół. Jego wartość to 1-3%. Oznacza to, że na 1 metr rury różnica powinna wynosić 1-3 centymetry. Ponadto rurociąg powinien zmniejszać średnicę w miarę oddalania się od kotła. W tym celu używane są rury o różnych przekrojach.
- Urządzenia grzewcze. Jako takie instalowane są rury o dużej średnicy lub grzejniki żeliwne M 140. Nie zaleca się nowoczesnych grzejników bimetalicznych i aluminiowych. Mają mały obszar przepływu. A ponieważ ciśnienie w grawitacyjnym systemie grzewczym jest małe, trudniej jest przepchnąć chłodziwo przez takie urządzenia grzewcze. Szybkość przepływu zmniejszy się.
- Powrót zwrotny. Podobnie jak rura zasilająca posiada nachylenie, które umożliwia swobodny przepływ wody w kierunku kotła.
- Żurawie do spuszczania i pobierania wody. Kurek spustowy montowany jest w najniższym punkcie, bezpośrednio obok kotła. Kran do poboru wody odbywa się tam, gdzie jest to wygodne. Najczęściej jest to lokalizacja blisko rurociągu, który łączy się z systemem.
Korzyści systemowe
Najbardziej podstawową zaletą grawitacyjnego systemu grzewczego jest jego pełna autonomia. Ze względu na prostotęjego elementy nie wymagają energii elektrycznej. Jego kolejnym plusem jest niezawodność, ponieważ im prostszy system, tym mniej wymaga konserwacji. Należy zauważyć, że niższe ciśnienie w grawitacyjnym systemie grzewczym jest mniej niebezpieczne.
Wady
Zwolennicy systemów zamkniętych przytaczają wiele wad ogrzewania grawitacyjnego. Wiele z nich wygląda na naciągane, ale i tak je wymieńmy:
- Brzydki wygląd. Rury zasilające o dużej średnicy biegną pod sufitem, zaburzając estetykę pomieszczenia.
- Problemy w instalacji. Mówimy tutaj o tym, że rury zasilające i odprowadzające zmieniają swoją średnicę stopniowo w zależności od liczby urządzeń grzewczych. Ponadto grawitacyjny system ogrzewania domu prywatnego wykonany jest z rur stalowych, które są trudniejsze do zainstalowania.
- Niska wydajność. Uważa się, że ogrzewanie w pomieszczeniach jest bardziej ekonomiczne, ale istnieją dobrze zaprojektowane systemy cyrkulacji naturalnej, które działają równie dobrze.
- Ograniczony obszar ogrzewania. System grawitacyjny działa dobrze na obszarach do 200 metrów kwadratowych. metrów.
- Ograniczona liczba kondygnacji. Takiego ogrzewania nie instaluje się w domach powyżej dwóch pięter.
Oprócz powyższych, grawitacyjne dostarczanie ciepła ma maksymalnie 2 obwody, podczas gdy nowoczesne domy często mają kilka obwodów.
Różnice w działaniu kotła na paliwo stałe
Sercem każdego systemu grzewczego jest kocioł. Chociaż można zainstalowaćte same modele, praca z różnymi rodzajami ogrzewania będzie inna. Do normalnej pracy kotła temperatura płaszcza wodnego musi wynosić co najmniej 55 °C. Jeżeli temperatura będzie niższa, to w takim przypadku kocioł w środku zostanie pokryty smołą i sadzą, w wyniku czego zmniejszy się jego sprawność. Będzie musiał być stale czyszczony.
Aby temu zapobiec, w układzie zamkniętym na wylocie z kotła zainstalowany jest zawór trójdrogowy, który napędza płyn chłodzący po małym okręgu z pominięciem grzałek, aż kocioł się nagrzeje. Jeśli temperatura zaczyna przekraczać 55 °C, w tym przypadku zawór otwiera się i woda miesza się w duże koło.
W grawitacyjnym systemie grzewczym nie jest wymagany zawór trójdrożny. Faktem jest, że tutaj cyrkulacja nie występuje z powodu pompy, ale z powodu ogrzewania wody i dopóki nie nagrzeje się do wysokiej temperatury, ruch się nie rozpocznie. Palenisko kotła w tym przypadku pozostaje stale czyste. Zawór trójdrożny nie jest wymagany, co zmniejsza koszty i uproszczenie systemu oraz zwiększa jego zalety.
Bezpieczeństwo ogrzewania
Jak wspomniano powyżej, ciśnienie w układzie zamkniętym jest większe niż w układzie grawitacyjnym. Dlatego inaczej podchodzą do bezpieczeństwa. W zamkniętym ogrzewaniu rozszerzanie się chłodziwa jest kompensowane w zbiorniku wyrównawczym za pomocą membrany.
Jest w pełni uszczelniony i regulowany. Po przekroczeniu maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia w układzie, nadmiar chłodziwa pokonując opór membrany trafia do zbiornika.
Ogrzewanie grawitacyjne jest nazywane otwartym z powodu nieszczelnego zbiornika wyrównawczego. Istnieje możliwość zamontowania zbiornika membranowego i wykonania zamkniętego grawitacyjnego systemu grzewczego, ale jego wydajność będzie znacznie niższa, ponieważ opór hydrauliczny wzrośnie.
Objętość zbiornika wyrównawczego zależy od ilości wody. Do obliczeń przyjmuje się jego objętość i mnoży się przez współczynnik rozszerzalności, który zależy od temperatury. Dodaj 30% do wyniku.
Współczynnik jest wybierany zgodnie z maksymalną temperaturą, jaką osiąga woda.
Zatory w powietrzu i jak sobie z nimi radzić
Do normalnej pracy ogrzewania konieczne jest całkowite napełnienie układu chłodziwem. Obecność powietrza jest surowo zabroniona. Może stworzyć blokadę, która uniemożliwia przepływ wody. W takim przypadku temperatura płaszcza wodnego kotła będzie bardzo różniła się od temperatury grzałek. Aby usunąć powietrze, zamontowane są zawory powietrzne, krany Mayevsky'ego. Są instalowane w górnej części urządzeń grzewczych, a także w górnej części systemu.
Jeśli jednak ogrzewanie grawitacyjne ma prawidłowe nachylenie rur wlotowych i wylotowych, nie są wymagane żadne zawory. Powietrze w pochyłym rurociągu swobodnie uniesie się do góry systemu, a tam, jak wiadomo, znajduje się otwarty zbiornik wyrównawczy. Dodaje również zaletę otwartego ogrzewania, redukując niepotrzebne przedmioty.
Czy można zamontować system z polipropylenu?rury
Osoby, które samodzielnie wykonują ogrzewanie, często zastanawiają się, czy możliwe jest wykonanie grawitacyjnego systemu grzewczego z polipropylenu. W końcu rury z tworzyw sztucznych są łatwiejsze w montażu. Nie ma kosztownych prac spawalniczych i rur stalowych, a polipropylen wytrzymuje wysokie temperatury. Możesz odpowiedzieć, że takie ogrzewanie zadziała. Przynajmniej przez chwilę. Wtedy wydajność zacznie spadać. Jaki jest powód? Punktem są spadki rur zasilających i odprowadzających, które zapewniają grawitacyjny przepływ wody.
Polipropylen ma większą rozszerzalność liniową niż rura stalowa. Po wielokrotnych cyklach ogrzewania gorącą wodą plastikowe rury zaczną zwisać, naruszając wymagane nachylenie. W rezultacie natężenie przepływu, jeśli nie zostanie zatrzymane, znacznie się zmniejszy i będziesz musiał pomyśleć o zainstalowaniu pompy obiegowej.
Trudności w instalacji systemu grawitacyjnego w dwupiętrowym domu
Grawitacyjny system ogrzewania dwupiętrowego domu może również działać wydajnie. Ale jego instalacja jest znacznie trudniejsza niż w przypadku jednopiętrowego. Wynika to z faktu, że nie zawsze wykonuje się dachy typu poddasza. Jeśli drugie piętro to strych, pojawia się pytanie: gdzie umieścić zbiornik wyrównawczy, ponieważ powinien znajdować się na samej górze?
Drugim problemem, z którym będziesz musiał się zmierzyć, jest to, że okna pierwszego i drugiego piętra nie zawsze znajdują się na tej samej osi, dlatego nie można połączyć górnych baterii z dolnymi, układając rury jak najkrótszą. sposób. Oznacza to, że trzeba będzie wykonać dodatkowe zakręty i zakręty, co zwiększy hydraulikęopór w systemie.
Trzeci problem to krzywizna dachu, która może utrudniać utrzymanie właściwych spadków.
Wskazówki dotyczące instalacji ogrzewania grawitacyjnego w dwupiętrowym domu
Większość z tych problemów można rozwiązać na etapie projektowania domu. Jest też mały sekret, jak zwiększyć efektywność ogrzewania dwupiętrowego domu. Rury wylotowe grzejników zainstalowanych na drugim piętrze należy podłączyć bezpośrednio do linii powrotnej pierwszego piętra, a nie wykonywać powrotu na drugim piętrze.
Kolejną sztuczką jest wykonanie rurociągów zasilających i powrotnych z rur o dużych średnicach. Nie mniej niż 50 mm.
Czy potrzebuję pompy w grawitacyjnym systemie grzewczym?
Czasami zdarza się, że ogrzewanie zostało zainstalowane nieprawidłowo, a różnica między temperaturą płaszcza kotła a powrotem jest bardzo duża. Gorący płyn chłodzący, nie mając wystarczającego ciśnienia w rurach, schładza się przed dotarciem do ostatnich urządzeń grzewczych. Odbudowa wszystkiego to ciężka praca. Jak rozwiązać problem przy minimalnych kosztach? Pomocne może być zainstalowanie pompy obiegowej w grawitacyjnym systemie grzewczym. W tym celu wykonuje się obejście, w które wbudowana jest pompa małej mocy.
Wysoka moc nie jest wymagana, ponieważ przy otwartym systemie powstaje dodatkowe ciśnienie w pionie wychodzącym z kotła. Bypass jest potrzebny, aby pozostawić możliwość pracy bez prądu. Jest instalowany na powrocie przed kotłem.
Jak podnieść więcejwydajność
Wydawać by się mogło, że system z naturalnym obiegiem został już doprowadzony do perfekcji i nie można wymyślić czegokolwiek, aby zwiększyć wydajność, ale tak nie jest. Możesz znacznie zwiększyć wygodę jego użytkowania poprzez wydłużenie czasu pomiędzy rozpaleniem kotła. Aby to zrobić, musisz zainstalować kocioł o większej mocy niż jest to wymagane do ogrzewania i odprowadzać nadmiar ciepła do akumulatora ciepła.
Ta metoda działa nawet bez użycia pompy obiegowej. W końcu gorący płyn chłodzący może również unosić się pionem z akumulatora ciepła w czasie, gdy w kotle wypalało się drewno opałowe.
