Uvedba sodobnih tehnologij je privedla do postopne zamenjave gravitacijskih ogrevalnih sistemov. Nove vrste ogrevanja prostorov so učinkovitejše in zahtevajo nižje stroške v hladni sezoni. Zakaj se potem gravitacijski sistemi še vedno vgrajujejo v sodobne zasebne domove? Odgovor na to vprašanje je preprost: imajo veliko zanesljivost, ki temelji na razumevanju zakonov fizike, pa tudi energijsko neodvisnost od virov električnega toka.
Na kakšnem principu deluje gravitacijski ogrevalni sistem
Gravitacijsko ogrevanje se imenuje tudi sistem naravnega obtoka. Za ogrevanje hiš se uporablja že od sredine prejšnjega stoletja. Sprva navadni ljudje tej metodi niso zaupali, a so videli njeno varnost in praktičnost, postopoma začeli zamenjati opečne peči z ogrevanjem vode.
Potem s prihodom kotlov na trda gorivapotreba po obsežnih pečicah je popolnoma izginila. Gravitacijski sistem ogrevanja deluje na preprostem principu. Voda v kotlu se segreje, njena specifična teža pa postane manj hladna. Zaradi tega se vzdolž navpičnega dvižnega voda dvigne do najvišje točke sistema. Po tem se hladilna voda začne gibati navzdol in bolj ko se ohlaja, večja je hitrost njenega gibanja. V cevi, usmerjeni v najnižjo točko, nastane tok. Ta točka je povratna cev, nameščena v kotlu.
Ko se premika od zgoraj navzdol, voda prehaja skozi radiatorje in pusti nekaj svoje toplote v prostoru. Obtočna črpalka ne sodeluje v procesu gibanja hladilne tekočine, zaradi česar je ta sistem neodvisen. Zato se ne boji izpada električne energije.
Izračun gravitacijskega ogrevalnega sistema se izvede ob upoštevanju toplotnih izgub hiše. Izračuna se zahtevana moč grelnih naprav in na podlagi tega se izbere kotel. Imeti mora enoinpolkratno rezervo moči.
Opis sheme
Da bi takšno ogrevanje delovalo, morajo biti pravilno izbrana razmerja cevi, njihovi premeri in koti naklona. Poleg tega se nekatere vrste radiatorjev v tem sistemu ne uporabljajo.
Premislimo, iz katerih elementov je sestavljena celotna struktura:
- Kotel na trda goriva. Vstop vode vanj mora biti na najnižji točki sistema. Teoretično je lahko kotel tudi električni ali plinski, v praksi pa za takšne sisteme nisovelja.
- Navpični dvig. Njeno dno je priključeno na dovod kotla, zgornja pa se razveja. En del je priključen na dovodni cevovod, drugi pa na ekspanzijsko posodo.
- ekspanzijska posoda. Vanjo se vlije odvečna voda, ki nastane pri raztezanju pri segrevanju.
- Dobavni cevovod. Da bi sistem gravitacijskega ogrevanja vode deloval učinkovito, mora imeti cevovod naklon navzdol. Njegova vrednost je 1-3%. To pomeni, da mora biti za 1 meter cevi razlika 1-3 centimetre. Poleg tega se mora cevovod zmanjšati v premeru, ko se odmika od kotla. Za to se uporabljajo cevi različnih prerezov.
- Ogrevalne naprave. Kot le-te se vgrajujejo bodisi cevi velikega premera bodisi litoželezni radiatorji M 140. Sodobni bimetalni in aluminijasti radiatorji niso priporočljivi. Imajo majhno območje pretoka. In ker je tlak v sistemu gravitacijskega ogrevanja majhen, je težje potisniti hladilno tekočino skozi takšne grelne naprave. Pretok se bo zmanjšal.
- Povratni cevovod. Tako kot dovodna cev ima naklon, ki omogoča, da voda prosto teče proti kotlu.
- Žerjavi za odvajanje in jemanje vode. Odtočna pipa je nameščena na najnižji točki, neposredno ob kotlu. Pipa za dovod vode se izvede tam, kjer je to primerno. Najpogosteje je to lokacija blizu cevovoda, ki se povezuje s sistemom.
Sistemske prednosti
Najosnovnejša prednost gravitacijskega ogrevalnega sistema je njegova popolna avtonomija. Zaradi preprostostinjegovi elementi ne potrebujejo električne energije. Njegov drugi plus je zanesljivost, saj bolj preprost je sistem, manj vzdrževanja potrebuje. Upoštevati je treba, da je nižji tlak v sistemu gravitacijskega ogrevanja manj nevaren.
pomanjkljivosti
Zagovorniki zaprtih sistemov navajajo veliko pomanjkljivosti gravitacijskega ogrevanja. Mnogi od njih so videti premišljeni, a vseeno jih naštejmo:
- Grd videz. Dovodne cevi velikega premera potekajo pod stropom in motijo estetiko prostora.
- Težave pri namestitvi. Tukaj govorimo o tem, da dovodne in odvodne cevi spreminjajo svoj premer v korakih, odvisno od števila ogrevalnih naprav. Poleg tega je gravitacijski ogrevalni sistem zasebne hiše izdelan iz jeklenih cevi, ki jih je težje namestiti.
- Nizka učinkovitost. Verjame se, da je ogrevanje v zaprtih prostorih bolj ekonomično, vendar obstajajo dobro zasnovani sistemi naravne cirkulacije, ki delujejo enako dobro.
- Omejeno območje ogrevanja. Gravitacijski sistem dobro deluje na površinah do 200 kvadratnih metrov. metrov.
- Omejeno število nadstropij. Takšno ogrevanje ni nameščeno v hišah nad dvema nadstropjem.
Poleg zgoraj navedenega ima gravitacijski oskrba s toploto največ 2 kroga, medtem ko imajo sodobne hiše pogosto več krogov.
Razlike v delovanju kotla na trda goriva
Srce vsakega ogrevalnega sistema je kotel. Čeprav je možno namestitiisti modeli, delo z različnimi vrstami ogrevanja bo različno. Za normalno delovanje kotla mora biti temperatura vodnega plašča najmanj 55 °C. Če je temperatura nižja, bo v tem primeru kotel v notranjosti prekrit s katranom in sajami, zaradi česar se bo njegova učinkovitost zmanjšala. Nenehno ga bo treba čistiti.
Da se to ne bi zgodilo, je v zaprtem sistemu na izhodu iz kotla nameščen tripotni ventil, ki poganja hladilno tekočino v majhnem krogu, mimo grelnikov, dokler se kotel ne segreje. Če temperatura začne presegati 55 °C, se v tem primeru ventil odpre in voda se meša v velik krog.
Tropotni ventil ni potreben za gravitacijski ogrevalni sistem. Dejstvo je, da tukaj do kroženja ne pride zaradi črpalke, ampak zaradi segrevanja vode, in dokler se ne segreje na visoko temperaturo, se gibanje ne začne. Peč kotla v tem primeru ostane stalno čista. Trosmerni ventil ni potreben, kar zmanjša stroške in poenostavi sistem ter poveča njegove prednosti.
varnost ogrevanja
Kot že omenjeno, je tlak v zaprtem sistemu večji kot v gravitacijskem. Zato imajo drugačen pristop k varnosti. Pri zaprtem ogrevanju se ekspanzija hladilne tekočine kompenzira v ekspanzijski posodi z membrano.
Je popolnoma zaprt in nastavljiv. Ko preseže najvišji dovoljeni tlak v sistemu, presežek hladilne tekočine, ki premaga upor membrane, gre v rezervoar.
Gravitacijsko ogrevanje se imenuje odprto zaradi puščanja ekspanzijske posode. Lahko namestite membranski rezervoar in naredite zaprt sistem gravitacijskega ogrevanja, vendar bo njegova učinkovitost veliko nižja, ker se bo hidravlični upor povečal.
Prostornina ekspanzijske posode je odvisna od količine vode. Za izračun se vzame njegova prostornina in pomnoži z ekspanzijskim koeficientom, ki je odvisen od temperature. Rezultatu dodajte 30%.
Koeficient je izbran glede na najvišjo temperaturo, ki jo doseže voda.
Zračni zastoji in kako ravnati z njimi
Za normalno delovanje ogrevanja je potrebno, da je sistem v celoti napolnjen s hladilno tekočino. Prisotnost zraka je strogo prepovedana. Lahko ustvari blokado, ki preprečuje prehod vode. V tem primeru se bo temperatura vodnega plašča kotla zelo razlikovala od temperature grelnikov. Za odstranitev zraka so nameščeni zračni ventili, pipe Mayevsky. Namestijo se na vrhu grelnih naprav, pa tudi na zgornje dele sistema.
Vendar, če ima gravitacijsko ogrevanje pravilen naklon dovodne in izstopne cevi, ventili niso potrebni. Zrak v nagnjenem cevovodu se bo prosto dvignil na vrh sistema in tam je, kot veste, odprta ekspanzijska posoda. Prav tako daje prednost odprtemu ogrevanju z zmanjšanjem nepotrebnih predmetov.
Ali je možno montirati sistem iz polipropilenacevi
Ljudje, ki sami izdelujejo ogrevanje, pogosto razmišljajo o tem, ali je mogoče narediti gravitacijski ogrevalni sistem iz polipropilena. Konec koncev je plastične cevi lažje montirati. Ni dragih varilnih del in jeklenih cevi, polipropilen pa lahko prenese visoke temperature. Lahko odgovorite, da bo takšno ogrevanje delovalo. Vsaj za nekaj časa. Potem se bo učinkovitost začela zmanjševati. Kakšen je razlog? Bistvo so pobočja dovodnih in izpustnih cevi, ki zagotavljajo gravitacijski tok vode.
Polipropilen ima večjo linearno ekspanzijo kot jeklene cevi. Po večkratnih ciklih ogrevanja s toplo vodo se bodo plastične cevi začele povešati, kar bo kršilo zahtevani naklon. Posledično se bo pretok, če se ne ustavi, znatno zmanjšal, zato boste morali razmisliti o namestitvi obtočne črpalke.
Težave pri namestitvi gravitacijskega sistema v dvonadstropno hišo
Učinkovito lahko deluje tudi gravitacijski ogrevalni sistem dvonadstropne hiše. Toda njegova namestitev je veliko težja kot pri enonadstropnem. To je posledica dejstva, da strehe podstrešnega tipa niso vedno izdelane. Če je drugo nadstropje podstrešje, se postavlja vprašanje: kam postaviti ekspanzijsko posodo, ker bi morala biti na samem vrhu?
Druga težava, s katero se boste morali soočiti, je ta, da okna prvega in drugega nadstropja niso vedno na isti osi, zato zgornjih baterij ni mogoče povezati s spodnjimi s polaganjem cevi v najkrajšem način. To pomeni, da bo treba narediti dodatne zavoje in zavoje, kar bo povečalo hidravličnoupor v sistemu.
Tretja težava je ukrivljenost strehe, ki lahko oteži vzdrževanje ustreznih pobočij.
Nasveti za vgradnjo gravitacijskega ogrevanja v dvonadstropno hišo
Večino teh težav je mogoče rešiti v fazi načrtovanja hiše. Obstaja tudi majhna skrivnost, kako povečati učinkovitost ogrevanja dvonadstropne hiše. Odvodne cevi radiatorjev, nameščenih v drugem nadstropju, je potrebno priključiti neposredno na povratni vod prvega nadstropja in ne narediti povratnega voda v drugem nadstropju.
Še en trik je izdelava dovodnih in povratnih cevi iz cevi velikih premerov. Ne manj kot 50 mm.
Ali potrebujem črpalko v sistemu gravitacijskega ogrevanja?
Včasih obstaja možnost, ko je bilo ogrevanje napačno nameščeno, razlika med temperaturo plašča kotla in povratkom je zelo velika. Vroča hladilna tekočina, ki nima zadostnega tlaka v ceveh, se ohladi, preden doseže zadnje grelne naprave. Obnova vsega je težko delo. Kako rešiti problem z minimalnimi stroški? Pomaga lahko namestitev obtočne črpalke v sistem gravitacijskega ogrevanja. Za te namene je izdelan obvod, v katerega je vgrajena črpalka nizke moči.
Velika moč ni potrebna, ker se pri odprtem sistemu ustvari dodaten tlak v dvižnem vodu, ki zapušča kotel. Obvod je potreben, da ostane možnost dela brez elektrike. Namesti se na povratku pred kotlom.
Kako zbrati večučinkovitost
Zdi se, da je sistem z naravno cirkulacijo že doveden do popolnosti in nemogoče si je zamisliti kaj za povečanje učinkovitosti, vendar ni. S povečanjem časa med požari kotla lahko znatno povečate udobje njegove uporabe. Za to morate namestiti kotel večje moči, kot je potrebna za ogrevanje, in odvečno toploto odstraniti v toplotni akumulator.
Ta metoda deluje tudi brez uporabe obtočne črpalke. Konec koncev se lahko vroča hladilna tekočina dvigne tudi po dvižnem vodu iz hranilnika toplote v času, ko so drva izgorela v kotlu.
