Khái niệm thiết bị làm mát trọng lực có thể được so sánh theo một nghĩa nào đó với hệ thống thông gió tự nhiên, trong đó các luồng không khí được lưu thông tự do. Trong trường hợp môi trường nước, chuyển động xảy ra dọc theo các đường bao mà không có sự hỗ trợ năng lượng và công suất từ các thiết bị và tài nguyên của bên thứ ba. Điều này mang lại những ưu điểm của hệ thống sưởi trọng lực, nhưng cũng gây ra một số nhược điểm. Một trong số đó là sự phức tạp của việc triển khai kỹ thuật.
Cách hệ thống hoạt động
Lực hấp dẫn được đảm bảo bởi quy luật vật lý, theo đó các dòng không khí và nước nóng bốc lên một cách tự nhiên. Không giống như các hệ thống có tuần hoàn cưỡng bức, không cần bật thiết bị bơm hoặc máy tạo hơi mà đẩy môi chất làm việc dưới áp suất dọc theođường viền. Trong điều kiện của một ngôi nhà riêng, hệ thống sưởi dòng trọng lực chỉ có lợi bởi sự kết nối tối thiểu của các nút năng lượng và truyền thông gián tiếp. Nhưng điều này không có nghĩa là người dùng sẽ chỉ phải xử lý các đường ống. Một nồi hơi đặt ở điểm thấp nhất của khu liên hợp sẽ có nhiệm vụ làm nóng nước. Từ đó, thông qua các đường ống, các dòng chảy sẽ được dẫn đến bộ gia nhiệt-tiêu thụ chất làm mát (bộ đối lưu, bộ tản nhiệt, pin). Hơn nữa, nước đã làm mát sẽ đi vào phần của thùng giãn nở và khi tích tụ, tràn vào kênh thoát nước - đến lò hơi hoặc đến cống rãnh.
Hệ thống một ống và hai ống
Sơ đồ cho mạch sưởi có thể khác nhau. Trong hệ thống một đường ống đơn giản nhất, không có bộ phận hồi lưu chất làm mát với đường nạp nước. Các hệ thống dọc kiểu này dễ thực hiện hơn về mặt kỹ thuật, giúp tiết kiệm công sức và tài chính. Nhưng cũng có những nhược điểm nghiêm trọng trong hệ thống sưởi ấm trọng lực một đường ống, được thể hiện qua các sắc thái sau:
- Thiếu khả năng điều chỉnh nhiệt độ cho từng lò sưởi riêng biệt, vì chúng được mắc nối tiếp.
- Vị trí bắt buộc của thùng giãn nở để làm đầy thẳng đứng.
- Yêu cầu áp suất cao hơn để lưu thông nước. Vì lý do này, các hệ thống ống đơn thường được thực hiện theo nguyên tắc chuyển động cưỡng bức của chất làm mát với sự kết nối của máy bơm.
Trong hệ thống hai ống, nhiệt được phân phối đồng đều. Một mạch dẫn dòng nóng đến bộ tản nhiệt có điều kiện,và thứ hai phục vụ nhánh hồi lưu, qua đó nước lạnh trở lại thiết bị nhận. Do sự cân bằng của chất làm mát trong đường ống, sơ đồ hai mạch dễ dàng điều chỉnh tự nhiên hơn với tác dụng của trọng lực mà không cần sự hỗ trợ của thiết bị tuần hoàn bổ sung.
Hệ thống đóng và mở
Sự khác biệt giữa các hệ thống này nằm ở hiệu suất của bình giãn nở - điểm trên cùng của toàn bộ khu phức hợp. Trong bể hở, nước tích tụ cho đến khi cơ chế phao hoạt động. Chất lỏng làm đầy bể đến một mức nhất định, sau đó phao sẽ kích hoạt giải phóng hỗn hợp không khí và làm đầy qua ống nâng được kết nối. Trong một hệ thống sưởi ấm trọng lực khép kín, một bể màng được sử dụng, trong đó hai phần được cung cấp - với không khí (hỗn hợp khí) và nước ở phần dưới. Ở áp suất tối thiểu, bình chứa rỗng, nhưng khi nó chứa đầy chất lỏng, màng bắt đầu nén phần trên, do đó mở van khí và cân bằng áp suất.
Lựa chọn nồi hơi
Bản thân khái niệm sưởi ấm bằng trọng lực có nghĩa là cả khí đốt và điện đều không được cung cấp trong nhà. Nếu không, sẽ hợp lý hơn nếu tổ chức tuần hoàn cưỡng bức với nguồn nhiệt cung cấp đủ năng lượng từ nguồn năng lượng chính. Do đó, lựa chọn duy nhất cho một lò hơi cho hệ thống sưởi ấm dòng trọng lực sẽ là một đơn vị nhiên liệu rắn - ví dụ, một đơn vị đốt củi. Sự kết hợp giữa lưu thông tự nhiên và bếp nấu ăn truyền thống cũng đưa ra những lý donói về công suất thấp của phức hợp. Hệ thống ban đầu sẽ không hiệu quả, nhưng hiệu quả của nó có thể được tăng lên do hiệu ứng nhiệt phân, điều này giúp phân biệt các cải tiến hiện đại của các nhà máy lò hơi nhiên liệu rắn có công suất từ 20 đến 40 kW với hai buồng đốt. Trong ngăn bổ sung, các khí sinh ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu đầu tiên được đốt cháy. Nhân tiện, giảm thiểu các sản phẩm cháy ở đầu ra cũng sẽ giảm yêu cầu đối với ống khói.
Lựa chọn chất liệu ống
Cũng như hệ thống ống nước, ống làm bằng nhựa và kim loại có thể được sử dụng cho hệ thống sưởi tuần hoàn tự nhiên. Việc hạn chế sử dụng các vật liệu nhất định phụ thuộc vào các yếu tố và điều kiện riêng. Ví dụ, một hệ thống sưởi ấm mở mang lại hiệu quả lớn hơn trong việc thông khí các mạch bằng oxy và carbon dioxide, điều không mong muốn đối với thép. Ngược lại, kim loại ở trạng thái rắn sẽ tự điều chỉnh trong các nhánh khép kín của mạng định dạng lớn hoạt động với tải cao. Khi bảo dưỡng nước kém chất lượng, tốt hơn là sử dụng ống đồng. Đối với hệ thống sưởi ấm bằng trọng lực, việc sử dụng kim loại này có lợi do khả năng chống lại nhiệt độ cao và tạp chất khoáng trong chất làm mát.
Về nguyên tắc, cả đồng và nhựa đều có ưu điểm là vật liệu nhẹ cho phép lắp đặt chính xác các đường liên lạc đường ống phức tạp, điều này rất quan trọng trong việc thực hiện các hệ thống trọng lực. Tuy nhiên, nhựa vẫn không phải là lựa chọn tốt nhất cho hệ thống sưởi ấm - hơn thế nữahoạt động dưới áp suất cao của bậc 0,6 MPa. Có các ống polypropylene chịu nhiệt được thiết kế đặc biệt để sưởi ấm và có thể chịu được khoảng 120 ° C, nhưng các vấn đề về niêm phong thường xảy ra hơn ở các vết nứt và chuyển tiếp, không đáng tin cậy như các mối hàn đường viền kim loại.
Đường kính ống tối ưu
Không giống như các hệ thống có tuần hoàn cưỡng bức, trong trường hợp này, độ dày của đường viền sẽ lớn hơn. Đường kính của ống của hệ thống gia nhiệt dòng trọng lực là 50 mm, nhưng có thể có những điều chỉnh ở các khu vực khác nhau. Ví dụ, để duy trì hiệu suất nhiệt của phức hợp, các chuyên gia ống nước khuyên bạn nên thu hẹp các đường viền. Mức độ điều chỉnh phụ thuộc vào độ dài của đường liền nét từ đường nối đến điểm chuyển tiếp khác.
Dụng cụ lắp đặt và Vật tư tiêu hao
Công cụ chính sẽ cần thiết để đặt, buộc và kết nối các đường ống. Cắt và hàn được thực hiện với máy cắt ống, máy cắt khí, thiết bị biến tần và thuốc hàn. Cả đối với nhựa và đồng với thép, công cụ hàn của bạn có công suất thích hợp được chọn. Điều tương tự cũng áp dụng cho vật tư tiêu hao. Ví dụ, các cấu trúc đồng được kết nối bằng cách hàn sử dụng phụ kiện kẹp và uốn. Để kết nối hệ thống sưởi bằng trọng lực bằng đồng với các mạch làm bằng vật liệu khác, chỉ sử dụng bộ điều hợp và phụ kiện có thể tháo rời được. Kim loại này không bám dính tốt với các vật liệu khác. Nhưng trong các trường hợp khác, có thể thu được chất hàn nhẹ lên đến 450 ° Cngọn đuốc axetylen hoặc propan-butan, cũng như bàn là hàn điện. Ngoài ra, đối với các kết nối chất lượng cao, sẽ hữu ích khi sử dụng băng Teflon, phụ kiện, tees, miếng đệm điện môi, v.v.
Kỹ thuật cài đặt
Trước khi làm việc, nên lập một kế hoạch giao tiếp và một kế hoạch hành động. Hơn nữa, cài đặt thông thường được thực hiện theo thứ tự sau:
- Tập hợp các nút riêng lẻ, các phần chuyển tiếp và các dòng lớn mà không cần gắn vào phần nền của trang web.
- Lắp đặt thiết bị - bình giãn nở và lò hơi. Xe tăng có thể được lắp trên gác mái - điều chính là giữ khả năng cung cấp thông tin liên lạc miễn phí. Lò hơi có thể yêu cầu một lớp láng chịu nhiệt nhỏ. Không cần thêm dây buộc vì loại thiết bị sàn này thực tế không chuyển động trên bề mặt phẳng.
- Các phụ kiện ổ trục được lắp đặt dọc theo đường viền của miếng đệm - giá đỡ, kẹp, hệ thống treo và các bộ phận cố định khác.
- Đường viền ống đã chuẩn bị sẵn, các bộ phận chuyển tiếp, khuỷu tay và các góc được lắp vào. Làm thế nào để tạo ra một hệ thống sưởi trọng lực để nó đáng tin cậy nhất và được bảo vệ khỏi các tác động bên ngoài càng tốt? Để buộc chặt, bạn nên sử dụng cái gọi là kẹp nổi, loại kẹp này không cứng mà cố định mềm. Chúng được gắn chặt vào thiết bị vận chuyển đã chuẩn bị sẵn, nhưng các cơ cấu kẹp cho ống tự do di chuyển - hiệu ứng lò xo, do đó nguy cơ hư hỏng được loại bỏống chịu tải động bên ngoài.
- Thông tin liên lạc và thiết bị đang được buộc - các ống nhánh, phụ kiện và thiết bị đo đạc được kết nối nếu cần thiết.
Độ dốc đường ống
Một tính năng của thiết bị của hệ thống trọng lực là cần duy trì góc ở vị trí của các đường bao ngang. Nó là cần thiết để cung cấp hiệu ứng của tuần hoàn hấp dẫn tự nhiên cần thiết cho sự chuyển động của nước. Như đã lưu ý trong quy định kỹ thuật của SNiP, độ dốc của hệ thống sưởi bằng trọng lực phải là 10 mm trên 1 m. Nếu không thấy trước được sắc thái này, các đường dây sẽ chứa đầy không khí và sự gia nhiệt của các mạch điện sẽ không đồng đều.
Sử dụng chất làm mát nào?
Môi trường làm việc tối ưu cho hệ thống tuần hoàn tự nhiên là nước. Việc loại bỏ chất chống đông, thường được sử dụng trong đun nóng chất lỏng, có liên quan đến mật độ cao và truyền nhiệt thấp. Có tính đến hiệu suất khiêm tốn của hệ thống gia nhiệt dòng trọng lực và yêu cầu bắt buộc đối với sự dịch chuyển trọng lực của chất làm mát, chất chống đông bị loại bỏ. Nhưng điều này không có nghĩa là về nguyên tắc có thể bỏ các chế phẩm chống đông thay thế. Hỗn hợp thích hợp phải có độ lưu động cao (không thấp hơn nước) và khả năng không bị mất các đặc tính vật lý ở nhiệt độ cực cao và cực thấp.
Điểm cộng của hệ thống dòng chảy trọng lực
Trong số các điểm mạnh của hệ thống sưởi tuần hoàn tự nhiên là:
- Độc lập về năng lượng. Vắng mặtkhông có nguồn năng lượng bên ngoài nào là trở ngại cho việc sử dụng hệ thống sưởi trọng lực, vì vậy ở nhiều vùng xa xôi, lựa chọn này vẫn là lựa chọn duy nhất.
- Độ bền và độ bền. Không có rung động, trong các hệ thống thông thường tạo ra máy bơm tuần hoàn. Điều này cho phép sử dụng các đường ống bằng đồng, cũng như tổ chức hệ thống sưởi trọng lực làm bằng polypropylene, nhưng chúng phải chịu được nhiệt độ cao.
- Bảo trì dễ dàng. Việc không có các bộ phận điều tiết phức tạp với tự động hóa giúp hệ thống dễ tiếp cận hơn để chẩn đoán và sửa chữa tại nhà.
Nhược điểm của hệ thống dòng chảy trọng lực
Tất nhiên, việc thiếu sự hỗ trợ chuyển động của chất làm mát từ bơm tuần hoàn hoặc các thiết bị điện khác có nguồn dẫn đến một số thiếu sót của các hệ thống như vậy:
- Hạn chế chức năng về mặt điều chỉnh. Điều này chủ yếu liên quan đến khả năng điều chỉnh linh hoạt chế độ nhiệt độ của lò sưởi, nhưng bản thân hoạt động của nồi hơi nhiên liệu rắn loại trừ bất kỳ sự tự động hóa nào trong điều khiển.
- Do hiệu suất khiêm tốn, hệ thống sưởi trọng lực chỉ có thể được sử dụng trong những ngôi nhà nhỏ với yêu cầu sưởi ấm thấp. Thêm vào đó là sự bất ổn của lưu thông.
- Sự chậm trễ trong chuyển động của chất làm mát trong mùa đông có thể dẫn đến đóng băng chất lỏng. Vì lý do này, việc tìm kiếm các chất phụ gia chống đông nước là chính đáng.
Kết
Các đường ống với sự lưu thông tự nhiên của môi chất làm việc trong thời đại cơ khí tiến bộ và lò hơi lập trình có lò hơi dường như đã lỗi thời và kém hiệu quả. Theo nhiều cách, điều này đúng, nhưng trong bối cảnh tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng, hệ thống sưởi trọng lực cho một ngôi nhà riêng có vẻ không hoàn toàn phù hợp. Thứ nhất, nếu điều kiện đất nước không cho phép sử dụng khí đốt và nồi hơi điện, thì quyết định này sẽ có cơ sở hơn. Thứ hai, một số hạng mục chi phí sẽ bị loại bỏ cùng một lúc, do chi phí năng lượng với nhiên liệu và bảo trì thiết bị phức tạp.
