Ogrzewanie grawitacyjne: zasada działania, elementy,

W jaki sposób i za pomocą jakich środków działa ogrzewanie grawitacyjne, co wpływa na obieg chłodziwa? Jaki sprzęt jest potrzebny do pełnej i bezproblemowej pracy systemu? W tym artykule postaramy się znaleźć odpowiedzi na te i wiele innych pytań.

Co to jest

W każdym systemie podgrzewania wody funkcja przenoszenia i dystrybucji ciepła do urządzeń grzewczych jest realizowana przez płyn chłodzący - płynną substancję o znacznej pojemności cieplnej.

Najczęściej rolę tę pełni zwykła woda; jednakże w przypadkach, gdy dom może pozostać bez ogrzewania podczas zimowego chłodu, często stosuje się ciecze o niższych temperaturach przemiany fazowej.

Bez względu na rodzaj płynu chłodzącego, należy go przesuwać, przenosić ciepło.

Nie ma na to wiele sposobów.

• W systemach centralnego ogrzewania funkcją wspomagania cyrkulacji jest spadek ciśnienia między rurą zasilającą i powrotną głównego ogrzewania.

• Autonomiczne systemy z wymuszonym obiegiem do tego celu są uzupełniane pompami obiegowymi..
• Wreszcie, chłodziwo w układach grawitacyjnych (grawitacyjnych) porusza się tylko poprzez zmianę swojej gęstości podczas ogrzewania..

Jak to działa

Zasada

Spróbujmy bardziej wizualnie wyobrazić sobie mechanizm działania takiego systemu.

Mówiąc najprościej, składa się z dwóch połączonych ze sobą naczyń połączonych rurami (obieg grzewczy) w jeden pierścień. Pierwsze naczynie to kocioł, drugie to sam system ogrzewania, składający się z grzejników, butelkowania i połączeń. Wysokość obu statków jest taka sama.

Określ: z reguły obwód grzewczy ma znaczną wysokość. Przynajmniej - znacznie więcej niż kocioł. Aby przezwyciężyć ten problem, obwód natychmiast po zakończeniu kotła z kolektorem przyspieszającym - pionowym odcinkiem, w którym podgrzewany jest płyn chłodzący.

Po podgrzaniu wymiennika ciepła jego zawartość pędzi w górę, wypierana przez chłodniejsze masy. Po osiągnięciu górnego punktu przyspieszającego kolektora gorący płyn chłodzący zaczyna opadać, przechodząc przez grzejniki po drodze i stopniowo dając im energię cieplną.

Ochładzanie, zwiększa jego gęstość i najniższy punkt trasy jest gotowy do przemieszczenia do ogrzanej cieczy w wymienniku ciepła w kotle, w kolektorze C, czas rozpoczęcia nowego cyklu pracy układu.

Czynniki

Oczywiście, im większa szybkość cyrkulacji - im bardziej równomierny będzie rozkład ciepła w obwodzie, tym mniej będzie zmian temperatury baterii. Co decyduje o tej prędkości?

Bilans dwóch przeciwstawnych czynników: utworzony, gdy układ ciśnieniowy i opór hydrauliczny obwodu.

Od czego zależy każdy z czynników?

Nacisk na głowę

• Od wysokości górnej sekcji obwodu (czyli całkowitej wysokości sekcji kotła - kolektor górnego stopnia). Aby ją zwiększyć, kocioł, jeśli to możliwe, jest zamontowany w piwnicy, a górna część wypełnienia jest przenoszona na strych.
• Ze skarpy butelkowania. Z zasady jest on stały: od góry punkt napełnienia spada do kotła, tracąc co najmniej centymetr powyżej poziomu podłogi na metr długości. Dzięki nachyleniu chłodzony płyn chłodzący wykonuje swoją trasę, unosząc go własnym ciężarem.

Opór hydrauliczny

Im jest niższy, tym łatwiej, aby woda lub inny płyn chłodzący przedostał się z nieruchomą głowicą.

Co wpływa na opór hydrauliczny systemu?

• Średnica wypełnienia. Im większy, tym mniejszy opór ma rura w stosunku do przepływu wody. Absolutna minimalna średnica wynosi 32 milimetry; częściej, podczas budowy systemu grawitacyjnego własnymi rękami, jako wypełnienie stosowana jest rura o średnicy 40-50 mm.
• Długość wypełnienia. Kontur o długości ponad stu metrów i rozsądnej średnicy po prostu nie nadaje się do użytku. Zazwyczaj grawitacyjne systemy grzewcze nie przekraczają 40-50 metrów.
• Liczba zagięć i przejść średnicy. Każdy z nich zwiększa odporność na ruch wody.
• Liczba i rodzaj zaworów. Im mniej zakrętów urządzeń dławiących, tym lepiej.

Konsekwencje praktyczne: lepiej nie używać zaworu śrubowego w systemie grawitacyjnym. Oprócz faktu, że ich konstrukcja jest przestarzała już dawno temu, ich ruchy mają znacznie większy opór hydrauliczny niż gładki, szczelinowy zawór kulowy.

• Wreszcie, materiał rury i jej wiek mają duży wpływ na opór przepływu. Dokładniej, czynnikiem decydującym jest tak zwany współczynnik szorstkości. Porównaj jego wartość dla różnych rur.

Praktyczne konsekwencje: podczas instalacji lepiej jest użyć plastiku lub metalu-plastiku. Nie można obawiać się przegrzania: tak długo, jak w obiegu jest woda, temperatura rur nie przekroczy 100 stopni.

Sprzęt

Grawitacyjne może być systemem zamkniętym, który nie komunikuje się z atmosferycznym powietrzem lub otwartym na atmosferę. Rodzaj potrzebnego sprzętu zależy od rodzaju systemu.

Otwórz

W rzeczywistości jedynym obowiązkowym elementem jest otwarty zbiornik wyrównawczy.

Łączy w sobie kilka funkcji:

• Zatrzymuje nadmiar wody po przegrzaniu.
• To upuszcza powietrze i parę wytwarzaną przez wrzącą wodę w obwodzie.
• Służy do uzupełniania wody, aby zrekompensować jej wyciek i parowanie.

W przypadkach, gdy nad niektórymi obszarami butelkowania znajdują się grzejniki, ich górne korki są zakończone odpowietrznikiem. W tej roli można stosować zarówno krany Mayevsky, jak i zwykłe krany.

Aby zresetować system, jest zwykle uzupełniany przez rurę odgałęźną prowadzącą do kanalizacji lub po prostu poza domem.

Zamknięte

W zamkniętym systemie grawitacyjnym funkcje otwartego zbiornika są rozdzielane na kilka niezależnych urządzeń.

• Membranowy zbiornik wyrównawczy systemu grzewczego zapewnia możliwość rozszerzania chłodziwa podczas ogrzewania. Z reguły jego objętość jest równa 10% całkowitej objętości systemu.
• Zawór bezpieczeństwa zmniejsza nadciśnienie, gdy zbiornik jest pełny.
• Ręczny odpowietrznik (na przykład ten sam dźwig Mayevsky'ego) lub automatyczny odpowietrznik odpowiada za wydmuch powietrza.
• Manometr pokazuje ciśnienie.

Ważne: w systemie grawitacyjnym przynajmniej jeden odpowietrznik musi znajdować się w najwyższym punkcie. W przeciwieństwie do schematu z wymuszonym obiegiem, tu śluza po prostu nie pozwoli na ruch chłodziwa.

Oprócz powyższego, system zamknięty jest zwykle wyposażony w zworkę z układem zimnej wody, umożliwiającą jej napełnienie po rozładowaniu lub skompensowanie wycieku wody.

Układ

Instrukcje dystrybucji grzejników są określane przede wszystkim przez liczbę pięter w domu.

Jedno piętro

Dystrybuując na jedno piętro, autor zdecydowanie zaleca, aby nie odkrywać koła na nowo i używać sprawdzonego w czasie Leningradu. W prawidłowej realizacji jest to pierścień ułożony wzdłuż obwodu domu, z urządzeniami grzewczymi osadzonymi równolegle do tego pierścienia.

Każdy grzejnik jest podłączony od dołu do dołu lub po przekątnej. Przewody dostarczane są z dwoma zaworami lub zaworem na zasilaniu i ssaniem na rurze powrotnej. Zawory odcinające umożliwiają odłączenie akumulatorów w celu naprawy, bez zatrzymywania całego obwodu lub dławienia części urządzeń grzewczych w celu wyrównania temperatury.

Dwa piętra

Jednak w przypadku dwóch pięter schemat dwururowy jest optymalny z ponownie zwiększonymi średnicami łączenia butelek i stand-by grzejników. W rzeczywistości, tworzą typowy schemat góry napełniania Po rozpuszczanie chłodziwa kolektora jest zmuszony do rury zasilającej, a stamtąd z powrotem pod działaniem siły ciężkości do napełniania powrotnego przez grzejniki.

Najważniejszy punkt: piony są z konieczności zdławione, aby zapewnić równowagę. Bez tego otrzymamy skrajnie nierównomierny rozkład temperatury: cały płyn chłodzący przejdzie przez piony znajdujące się najbliżej kotła.

Jeśli twój kocioł jest zamontowany w piwnicy, logiczne będzie doprowadzenie do dolnego rozlewu do niego.

Oczywiście z zastrzeżeniem jednego z dwóch warunków:

1. Piwnica jest izolowana i ma dodatnią temperaturę przez cały rok.
2. Twój system grzewczy - z płynem niezamarzającym lub innym płynem niezamarzającym.

Plusy i minusy

Czym jest ogrzewanie grawitacyjne na tle systemu z wymuszonym obiegiem? Czy warto wybrać się na swój wybór przy projektowaniu własnego domku?

Zalety

• System jest absolutnie bezpieczny. Nie ma ruchomych ani zużywających się części; nie zależy od czynników zewnętrznych, w tym niestabilnego zasilania poza miastem.
• Schemat grawitacyjny jest samoregulujący. Im zimniejszy jest przepływ powrotny, tym szybsza cyrkulacja chłodziwa: w końcu ma większą gęstość niż masy nagrzane w kotle.
• Wreszcie, przy projektowaniu tego systemu, nie jest konieczne angażowanie się w skomplikowane obliczenia, specjalne umiejętności nie są wymagane: takie schematy zostały również zaprojektowane przez naszych dziadków. Na terenach wiejskich nadal można znaleźć kontury przymocowane do stalowego rurowego wymiennika ciepła umieszczonego w rosyjskim piecu.

Wady

Nie bez nich.

• System nagrzewa się dość powoli. Od zapłonu kotła do mocy akumulatorów do temperatury pracy może upłynąć półtorej do dwóch godzin.

Przy okazji: ostygną również ze względu na dużą objętość płynu chłodzącego. Zwłaszcza jeśli grzejniki żeliwne lub masywne rejestry stalowe są instalowane jako urządzenia grzewcze.

• Prostota systemu nie oznacza, że ​​jego cena będzie znacznie niższa w porównaniu do alternatyw. Stała średnica wypełnienia będzie wymagać znacznych kosztów. Oto fragment z aktualnego cennika dla wzmocnionej rury polipropylenowej od jednej z rosyjskich firm:

• Bez wyważania można zauważyć różnicę temperatur między grzejnikami.
• Na koniec, przy niewielkim przepływie ciepła z kotła, obszary butelkowania przeprowadzone na strychu lub w piwnicy można uchwycić lodem w przypadku silnych mrozów.

Dwa w jednym

Aby rozwiązać wszystkie problemy z wyżej wymienionym schematem grawitacyjnym, można go ulepszyć za pomocą pompy bocznej. W takim przypadku system zachowa zdolność do pracy z naturalnym obiegiem.

Wykonując tę ​​pracę warto przestrzegać kilku prostych zasad.

• Pomiędzy punktami poboru, zawór jest umieszczony na pompie lub, znacznie lepiej, kulowym zaworze zwrotnym. Gdy pompa pracuje, nie pozwoli wirnikowi na ruch wody w małym kółku.
• Przed pompą wymagany jest zbiornik błotny. Chroni łożyska wirnika i pompy przed skalą i piaskiem.
• Połączenie z pompą ogranicza się do pary zaworów, które umożliwiają wyczyszczenie filtra lub usunięcie pompy w celu naprawy bez utraty płynu chłodzącego.

Wniosek

Mamy nadzieję, że udało nam się odpowiedzieć na wszystkie pytania zgromadzone w czytniku. Jak zawsze dodatkowe informacje na temat zasady działania systemów grawitacyjnych i ich urządzeń można znaleźć w załączonym filmie. Sukcesy!