Sự ra đời của các công nghệ hiện đại đã dẫn đến sự thay thế dần các hệ thống sưởi bằng trọng lực. Các kiểu sưởi ấm không gian mới hiệu quả hơn và yêu cầu chi phí thấp hơn trong mùa lạnh. Vậy tại sao hệ thống trọng lực vẫn được lắp đặt trong các ngôi nhà tư nhân hiện đại? Câu trả lời cho câu hỏi này rất đơn giản: chúng có độ tin cậy cao dựa trên sự hiểu biết về các định luật vật lý, cũng như sự độc lập về năng lượng khỏi các nguồn dòng điện.
Hệ thống sưởi trọng lực hoạt động dựa trên nguyên tắc nào
Gia nhiệt bằng trọng lực còn được gọi là hệ thống tuần hoàn tự nhiên. Nó đã được sử dụng để sưởi ấm các ngôi nhà từ giữa thế kỷ trước. Ban đầu, người dân thường không tin tưởng phương pháp này, nhưng thấy được tính an toàn và thiết thực của nó, họ dần dần thay thế bếp gạch bằng đun nước.
Sau đó, với sự ra đời của nồi hơi nhiên liệu rắnnhu cầu về những chiếc lò nướng cồng kềnh đã hoàn toàn biến mất. Hệ thống sưởi ấm bằng trọng trường hoạt động trên một nguyên tắc đơn giản. Nước trong nồi hơi nóng lên và trọng lượng riêng của nó trở nên ít lạnh hơn. Kết quả của việc này, nó tăng lên dọc theo đường tăng thẳng đứng đến điểm cao nhất của hệ thống. Sau đó, nước làm mát bắt đầu chuyển động đi xuống và càng nguội đi thì tốc độ chuyển động của nó càng lớn. Một dòng chảy được tạo ra trong đường ống hướng đến điểm thấp nhất. Điểm này là đường ống trở lại được lắp đặt trong lò hơi.
Khi di chuyển từ trên xuống dưới, nước sẽ đi qua các bộ tản nhiệt, để lại một phần nhiệt trong phòng. Bơm tuần hoàn không tham gia vào quá trình chuyển động của chất làm mát, làm cho hệ thống này hoạt động độc lập. Vì vậy, cô không sợ mất điện.
Việc tính toán hệ thống sưởi trọng lực được thực hiện có tính đến sự mất nhiệt của ngôi nhà. Công suất yêu cầu của các thiết bị sưởi ấm được tính toán, và trên cơ sở này, lò hơi được chọn. Nó phải có mức dự trữ năng lượng gấp rưỡi.
Mô tả Đề án
Để hệ thống sưởi này hoạt động, các tỷ lệ của ống, đường kính và góc nghiêng của chúng phải được lựa chọn chính xác. Ngoài ra, một số loại bộ tản nhiệt không được sử dụng trong hệ thống này.
Hãy xem xét toàn bộ cấu trúc bao gồm những yếu tố nào:
- Nồi hơi sử dụng nhiên liệu rắn. Nước vào phải ở điểm thấp nhất của hệ thống. Về mặt lý thuyết, lò hơi cũng có thể là điện hoặc khí, nhưng trên thực tế đối với các hệ thống như vậy, chúng khôngáp dụng.
- Rơle dọc. Phần dưới của nó được kết nối với nguồn cung cấp nồi hơi và các nhánh trên cùng ra ngoài. Một phần được kết nối với đường ống cung cấp và phần thứ hai được kết nối với bình giãn nở.
- Bể giãn nở. Nước dư thừa được đổ vào nó, được hình thành trong quá trình giãn nở từ quá trình gia nhiệt.
- Đường ống cung cấp. Để hệ thống đun nước nóng tự chảy hoạt động hiệu quả, đường ống dẫn phải có độ dốc hướng xuống. Giá trị của nó là 1-3%. Tức là, đối với 1 mét đường ống, sự khác biệt nên là 1-3 cm. Ngoài ra, đường ống sẽ giảm đường kính khi nó di chuyển ra khỏi lò hơi. Đối với điều này, các đường ống của các phần khác nhau được sử dụng.
- Thiết bị sưởi. Các ống có đường kính lớn hoặc bộ tản nhiệt bằng gang M 140 được lắp đặt như chúng. Không nên sử dụng bộ tản nhiệt lưỡng kim và nhôm hiện đại. Chúng có một khu vực dòng chảy nhỏ. Và vì áp suất trong hệ thống sưởi trọng trường nhỏ, nên việc đẩy chất làm mát qua các thiết bị sưởi ấm như vậy sẽ khó khăn hơn. Tốc độ dòng chảy sẽ giảm.
- Đường ống trở lại. Cũng giống như đường ống cấp, nó có độ dốc cho phép nước chảy tự do về phía lò hơi.
- Cần trục thoát nước và lấy nước. Vòi xả được lắp đặt ở điểm thấp nhất, ngay bên cạnh nồi hơi. Vòi lấy nước được thực hiện ở những nơi thuận tiện. Thông thường, đây là vị trí gần với đường ống kết nối với hệ thống.
Lợi ích hệ thống
Ưu điểm cơ bản nhất của hệ thống sưởi bằng trọng trường là tính tự chủ hoàn toàn của nó. Vì sự đơn giảncác yếu tố của nó không yêu cầu điện. Điểm cộng khác của nó là độ tin cậy, bởi vì hệ thống càng đơn giản thì càng ít yêu cầu bảo trì. Cần lưu ý rằng áp suất thấp hơn trong hệ thống sưởi bằng trọng lực ít nguy hiểm hơn.
Flaws
Những người ủng hộ hệ thống khép kín viện dẫn rất nhiều nhược điểm của hệ thống sưởi trọng lực. Nhiều người trong số họ trông có vẻ xa vời, nhưng chúng ta hãy liệt kê chúng:
- Ngoại hình xấu xí. Các đường ống cấp có đường kính lớn chạy dưới trần làm mất mỹ quan của căn phòng.
- Khó khăn khi cài đặt. Ở đây chúng ta đang nói về thực tế là các đường ống cung cấp và xả thay đổi đường kính của chúng theo các bước tùy thuộc vào số lượng thiết bị sưởi ấm. Ngoài ra, hệ thống sưởi trọng lực của nhà riêng được làm bằng ống thép, khó lắp đặt hơn.
- Hiệu quả thấp. Người ta tin rằng sưởi ấm trong nhà tiết kiệm hơn, nhưng có những hệ thống lưu thông tự nhiên được thiết kế tốt cũng hoạt động tốt.
- Diện tích sưởi có hạn. Hệ thống trọng lực hoạt động tốt trên diện tích lên đến 200 mét vuông. mét.
- Số lượng tầng có hạn. Hệ thống sưởi như vậy không được lắp đặt trong những ngôi nhà trên hai tầng.
Ngoài những điều trên, nguồn cung cấp nhiệt hấp dẫn có tối đa 2 mạch, trong khi những ngôi nhà hiện đại thường có nhiều mạch.
Sự khác biệt trong hoạt động của lò hơi đốt nhiên liệu rắn
Trái tim của bất kỳ hệ thống sưởi ấm nào là lò hơi. Mặc dù có thể cài đặtcùng một mô hình, làm việc với các loại sưởi ấm khác nhau sẽ khác nhau. Đối với hoạt động bình thường của lò hơi, nhiệt độ của áo nước ít nhất phải là 55 ° C. Nếu nhiệt độ thấp hơn, thì trong trường hợp này, bên trong lò hơi sẽ bị bao phủ bởi hắc ín và muội than, do đó hiệu suất của nó sẽ giảm. Nó sẽ cần được làm sạch liên tục.
Để ngăn điều này xảy ra, một van ba chiều được lắp đặt trong một hệ thống kín ở đầu ra của nồi hơi, điều này dẫn chất làm mát theo một vòng tròn nhỏ, bỏ qua các bộ sưởi, cho đến khi nồi hơi nóng lên. Nếu nhiệt độ bắt đầu vượt quá 55 ° C, thì trong trường hợp này, van sẽ mở và nước được trộn thành một vòng tròn lớn.
Không cần van ba chiều đối với hệ thống sưởi ấm bằng trọng lực. Thực tế là ở đây sự tuần hoàn không xảy ra do máy bơm, mà do nước nóng lên, và cho đến khi nó nóng lên đến nhiệt độ cao, chuyển động không bắt đầu. Lò hơi trong trường hợp này vẫn liên tục sạch sẽ. Không cần van ba chiều, điều này giúp giảm chi phí và đơn giản hóa hệ thống cũng như tăng thêm ưu điểm của nó.
An toàn sưởi ấm
Như đã đề cập ở trên, áp suất trong một hệ thống kín lớn hơn trong một hệ thống hấp dẫn. Do đó, họ có một cách tiếp cận khác để bảo mật. Trong hệ thống sưởi kín, sự giãn nở của chất làm mát được bù đắp trong thùng giãn nở bằng màng.
Nó được đóng kín hoàn toàn và có thể điều chỉnh được. Sau khi vượt quá áp suất tối đa cho phép trong hệ thống, chất làm mát thừa, vượt qua sức cản của màng, sẽ đi vào bể chứa.
Gia nhiệt trọng lực được gọi là hở do bình giãn nở bị rò rỉ. Bạn có thể lắp đặt một bể kiểu màng và làm một hệ thống sưởi ấm trọng lực khép kín, nhưng hiệu quả của nó sẽ thấp hơn nhiều, vì lực cản thủy lực sẽ tăng lên.
Thể tích của bình giãn nở phụ thuộc vào lượng nước. Để tính toán, thể tích của nó được lấy và nhân với hệ số giãn nở, phụ thuộc vào nhiệt độ. Thêm 30% vào kết quả.
Hệ số được chọn theo nhiệt độ tối đa mà nước đạt đến.
Tắc nghẽn không khí và cách giải quyết
Để hệ thống sưởi hoạt động bình thường, hệ thống cần được làm mát hoàn toàn. Sự hiện diện của không khí bị nghiêm cấm. Nó có thể tạo ra một tắc nghẽn ngăn cản nước đi qua. Trong trường hợp này, nhiệt độ của áo nước của lò hơi sẽ rất khác với nhiệt độ của lò sưởi. Để loại bỏ không khí, các van khí, vòi Mayevsky được gắn vào. Chúng được lắp đặt ở đầu các thiết bị sưởi, cũng như trên các phần trên của hệ thống.
Tuy nhiên, nếu hệ thống sưởi trọng lực có độ dốc đường ống đầu vào và đầu ra chính xác thì không cần van. Không khí trong đường ống nghiêng sẽ tự do bay lên đỉnh của hệ thống, và ở đó, như bạn đã biết, có một thùng giãn nở mở. Nó cũng tạo thêm lợi thế cho hệ thống sưởi mở bằng cách giảm bớt các vật dụng không cần thiết.
Có thể gắn hệ thống bằng polypropylene khôngống
Những người tự chế tạo hệ thống sưởi thường nghĩ về việc có thể chế tạo hệ thống sưởi bằng trọng lực từ polypropylene hay không. Rốt cuộc, ống nhựa dễ lắp hơn. Không có công việc hàn đắt tiền và ống thép, và polypropylene có thể chịu được nhiệt độ cao. Bạn có thể trả lời rằng sưởi ấm như vậy sẽ hoạt động. Ít nhất là trong một thời gian. Sau đó, hiệu quả sẽ bắt đầu giảm. Lý do là gì? Điểm mấu chốt là độ dốc của các đường ống cấp và xả, đảm bảo dòng chảy của nước theo trọng lực.
Polypropylene có độ giãn nở tuyến tính lớn hơn so với ống thép. Sau nhiều chu kỳ đun bằng nước nóng, ống nhựa sẽ bắt đầu chảy xệ, vi phạm độ dốc cần thiết. Do đó, tốc độ dòng chảy, nếu không dừng lại, sẽ giảm đáng kể và bạn sẽ phải nghĩ đến việc lắp đặt một máy bơm tuần hoàn.
Khó khăn khi lắp đặt hệ thống trọng lực trong ngôi nhà hai tầng
Hệ thống sưởi bằng trọng lực của một ngôi nhà hai tầng cũng có thể hoạt động hiệu quả. Nhưng cài đặt của nó khó hơn nhiều so với một tầng một. Điều này là do thực tế là không phải lúc nào mái nhà kiểu gác mái cũng được làm. Nếu tầng hai là tầng áp mái, thì câu hỏi đặt ra: đặt bình giãn nở ở đâu, vì nó phải ở trên cùng?
Vấn đề thứ hai mà bạn sẽ phải đối mặt là cửa sổ của tầng một và tầng hai không phải lúc nào cũng nằm trên cùng một trục, do đó, không thể kết nối pin phía trên với pin phía dưới bằng cách đặt đường ống trong thời gian ngắn nhất. đường. Điều này có nghĩa là sẽ phải thực hiện thêm các khúc quanh và khúc cua, điều này sẽ làm tăng thủy lựcsức đề kháng trong hệ thống.
Vấn đề thứ ba là độ cong của mái, có thể gây khó khăn cho việc duy trì độ dốc thích hợp.
Mẹo lắp đặt hệ thống sưởi trọng lực trong ngôi nhà hai tầng
Hầu hết các vấn đề này có thể được giải quyết ở giai đoạn thiết kế của ngôi nhà. Ngoài ra còn có một bí quyết nhỏ về cách tăng hiệu quả sưởi ấm cho ngôi nhà hai tầng. Cần kết nối trực tiếp đường ống thoát của bộ tản nhiệt lắp trên tầng hai với đường hồi của tầng một và không được tạo đường hồi ở tầng hai.
Một mẹo khác là tạo đường ống cấp và đường trở lại từ các đường ống có đường kính lớn. Không nhỏ hơn 50 mm.
Tôi có cần máy bơm trong hệ thống sưởi bằng trọng lực không?
Đôi khi có một tùy chọn khi hệ thống sưởi được cài đặt không chính xác, và sự khác biệt giữa nhiệt độ của vỏ nồi hơi và nhiệt độ trở lại là rất lớn. Chất làm mát nóng, không có đủ áp suất trong các đường ống, sẽ nguội đi trước khi đến các thiết bị sưởi cuối cùng. Xây dựng lại mọi thứ là công việc khó khăn. Làm thế nào để giải quyết vấn đề với chi phí tối thiểu? Lắp đặt một máy bơm tuần hoàn trong hệ thống sưởi ấm bằng trọng lực có thể hữu ích. Vì những mục đích này, một đường vòng được tạo ra để chế tạo một máy bơm công suất thấp.
Không yêu cầu công suất cao, vì với hệ thống mở, áp suất bổ sung được tạo ra trong ống nâng rời lò hơi. Cần có một đường vòng để loại bỏ khả năng làm việc mà không có điện. Nó được cài đặt khi trở về trước lò hơi.
Làm thế nào để tăng thêmhiệu quả
Có vẻ như hệ thống tuần hoàn tự nhiên đã được hoàn thiện rồi, không thể nghĩ ra cách nào để tăng hiệu quả, nhưng thực tế không phải vậy. Bạn có thể tăng đáng kể sự tiện lợi của việc sử dụng nó bằng cách tăng thời gian giữa các lần đốt lò hơi. Để làm được điều này, bạn cần lắp đặt một nồi hơi có công suất lớn hơn mức yêu cầu để sưởi ấm và loại bỏ nhiệt thừa vào bộ tích tụ nhiệt.
Phương pháp này hoạt động ngay cả khi không sử dụng bơm tuần hoàn. Rốt cuộc, chất làm mát nóng cũng có thể bốc lên từ bộ tích nhiệt, tại thời điểm củi cháy hết trong lò hơi.
