การนำเทคโนโลยีสมัยใหม่เข้ามาแทนที่ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงอย่างค่อยเป็นค่อยไป การทำความร้อนในอวกาศประเภทใหม่นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าและต้องการต้นทุนที่ต่ำลงในช่วงฤดูหนาว เหตุใดจึงยังคงติดตั้งระบบแรงโน้มถ่วงในบ้านส่วนตัวสมัยใหม่? คำตอบสำหรับคำถามนี้ง่ายมาก: พวกมันมีความน่าเชื่อถืออย่างมากโดยอาศัยความเข้าใจกฎฟิสิกส์ และความเป็นอิสระของพลังงานจากแหล่งกระแสไฟฟ้า
ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงทำงานอย่างไร
การให้ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงเรียกอีกอย่างว่าระบบหมุนเวียนตามธรรมชาติ มีการใช้เพื่อให้ความร้อนแก่บ้านตั้งแต่กลางศตวรรษที่ผ่านมา ในตอนแรก คนธรรมดาไม่เชื่อถือวิธีนี้ แต่เมื่อเห็นความปลอดภัยและการใช้งานจริง พวกเขาจึงเริ่มเปลี่ยนเตาอิฐด้วยเครื่องทำน้ำร้อน
แล้วกับการถือกำเนิดของหม้อต้มเชื้อเพลิงแข็งความต้องการเตาอบขนาดใหญ่หายไปโดยสิ้นเชิง ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงทำงานบนหลักการง่ายๆ น้ำในหม้อไอน้ำร้อนขึ้น และความถ่วงจำเพาะจะเย็นลงน้อยลง ด้วยเหตุนี้ มันจึงเพิ่มขึ้นตามตัวยกแนวตั้งจนถึงจุดสูงสุดของระบบ หลังจากนั้นน้ำหล่อเย็นจะเริ่มเคลื่อนที่ลง และยิ่งเย็นลงมากเท่าใด ความเร็วของการเคลื่อนที่ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การไหลจะถูกสร้างขึ้นในท่อที่มุ่งไปยังจุดต่ำสุด จุดนี้คือท่อส่งคืนที่ติดตั้งในหม้อน้ำ
น้ำไหลผ่านหม้อน้ำ เหลือความร้อนไว้ในห้อง ปั๊มหมุนเวียนไม่เข้าร่วมในกระบวนการเคลื่อนย้ายน้ำหล่อเย็น ทำให้ระบบนี้เป็นอิสระ ดังนั้นเธอจึงไม่กลัวไฟดับ
ระบบทำความร้อนตามแรงโน้มถ่วงคำนวณโดยคำนึงถึงการสูญเสียความร้อนของบ้าน คำนวณพลังงานที่ต้องการของอุปกรณ์ทำความร้อนและเลือกหม้อไอน้ำบนพื้นฐานนี้ มันควรจะมีพลังงานสำรองหนึ่งเท่าครึ่ง
คำอธิบายโครงการ
เพื่อให้ความร้อนดังกล่าวทำงาน ต้องเลือกอัตราส่วนของท่อ เส้นผ่านศูนย์กลางและมุมเอียงอย่างถูกต้อง นอกจากนี้หม้อน้ำบางประเภทไม่ได้ใช้ในระบบนี้
ลองพิจารณาว่าโครงสร้างทั้งหมดประกอบด้วยอะไร:
- หม้อต้มเชื้อเพลิงแข็ง. น้ำเข้าควรอยู่ที่จุดต่ำสุดของระบบ ในทางทฤษฎี หม้อไอน้ำอาจเป็นไฟฟ้าหรือแก๊สก็ได้ แต่ในทางปฏิบัติสำหรับระบบดังกล่าว ไม่ใช่สมัคร
- ไรเซอร์แนวตั้ง. ด้านล่างเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายของหม้อไอน้ำและกิ่งด้านบนจะแตกออก ส่วนหนึ่งเชื่อมต่อกับท่อส่งน้ำ และส่วนที่สองเชื่อมต่อกับถังขยาย
- ถังขยาย. มีการเทน้ำส่วนเกินซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการขยายตัวจากความร้อน
- ท่อส่ง. เพื่อให้ระบบทำน้ำร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ท่อต้องมีความลาดเอียงลง ค่าของมันคือ 1-3% นั่นคือสำหรับท่อ 1 เมตรความแตกต่างควรอยู่ที่ 1-3 เซนติเมตร นอกจากนี้ไปป์ไลน์ควรลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเมื่อเคลื่อนออกจากหม้อไอน้ำ ด้วยเหตุนี้จึงใช้ท่อของส่วนต่างๆ
- เครื่องทำความร้อน. ติดตั้งทั้งท่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่หรือหม้อน้ำเหล็กหล่อ M 140 ไม่แนะนำให้ใช้หม้อน้ำแบบไบเมทัลลิกและอะลูมิเนียมสมัยใหม่ พวกเขามีพื้นที่ไหลขนาดเล็ก และเนื่องจากแรงดันในระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงมีน้อย จึงยากกว่าที่จะผลักสารหล่อเย็นผ่านอุปกรณ์ทำความร้อนดังกล่าว อัตราการไหลจะลดลง
- ท่อส่งกลับ. เช่นเดียวกับท่อจ่าย มันมีความลาดชันที่ช่วยให้น้ำไหลไปยังหม้อไอน้ำได้อย่างอิสระ
- เครนสำหรับระบายน้ำและดูดน้ำ. ไก่ระบายน้ำถูกติดตั้งไว้ที่จุดต่ำสุด ติดกับหม้อไอน้ำโดยตรง ก๊อกน้ำสำหรับรับน้ำทำในที่ที่สะดวก ส่วนใหญ่มักจะเป็นตำแหน่งใกล้กับไปป์ไลน์ที่เชื่อมต่อกับระบบ
ประโยชน์ของระบบ
ข้อได้เปรียบพื้นฐานที่สุดของระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงคือความอิสระโดยสมบูรณ์ เพราะความเรียบง่ายองค์ประกอบของมันไม่ต้องการไฟฟ้า ข้อดีอีกอย่างของมันคือความน่าเชื่อถือ เพราะยิ่งระบบเรียบง่าย ยิ่งต้องการการบำรุงรักษาน้อยลง ควรสังเกตว่าแรงดันที่ต่ำกว่าในระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงนั้นอันตรายน้อยกว่า
ข้อบกพร่อง
ผู้เสนอระบบปิดกล่าวถึงข้อเสียหลายประการของการให้ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง หลายๆ อันดูห่างไกล แต่ลองลิสต์กันดู:
- หน้าตาน่าเกลียด ท่อส่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่วิ่งอยู่ใต้เพดาน กระทบความสวยงามของห้อง
- ติดตั้งยาก. ที่นี่เรากำลังพูดถึงความจริงที่ว่าท่อจ่ายและท่อจ่ายเปลี่ยนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเป็นขั้นตอนขึ้นอยู่กับจำนวนของอุปกรณ์ทำความร้อน นอกจากนี้ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงของบ้านส่วนตัวยังทำจากท่อเหล็กซึ่งติดตั้งยากกว่า
- ประสิทธิภาพต่ำ. เชื่อกันว่าการทำความร้อนภายในอาคารนั้นประหยัดกว่า แต่มีระบบหมุนเวียนตามธรรมชาติที่ออกแบบมาอย่างดีซึ่งก็ทำงานได้ดีเช่นกัน
- พื้นที่ทำความร้อนจำกัด. ระบบแรงโน้มถ่วงทำงานได้ดีในพื้นที่สูงถึง 200 ตารางเมตร เมตร
- จำกัดจำนวนชั้น. เครื่องทำความร้อนดังกล่าวไม่ได้ติดตั้งไว้ในบ้านที่สูงกว่า 2 ชั้น
นอกจากนี้ แหล่งจ่ายความร้อนจากแรงโน้มถ่วงมีสูงสุด 2 วงจร ในขณะที่บ้านสมัยใหม่มักมีหลายวงจร
ความแตกต่างในการทำงานของหม้อต้มเชื้อเพลิงแข็ง
หัวใจของระบบทำความร้อนคือหม้อน้ำ แม้ว่าจะสามารถติดตั้งได้รุ่นเดียวกัน การทำงานกับความร้อนประเภทต่างๆ จะแตกต่างกัน สำหรับการทำงานปกติของหม้อไอน้ำ อุณหภูมิของแจ็คเก็ตน้ำต้องมีอย่างน้อย 55 °C หากอุณหภูมิต่ำกว่าในกรณีนี้หม้อน้ำภายในจะถูกปกคลุมด้วยน้ำมันดินและเขม่าซึ่งเป็นผลมาจากประสิทธิภาพจะลดลง มันจะต้องได้รับการทำความสะอาดอย่างต่อเนื่อง
เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น วาล์วสามทางถูกติดตั้งในระบบปิดที่ทางออกของหม้อไอน้ำ ซึ่งขับน้ำหล่อเย็นเป็นวงกลมเล็กๆ ข้ามเครื่องทำความร้อน จนกว่าหม้อไอน้ำจะร้อนขึ้น หากอุณหภูมิเริ่มเกิน 55 °C ในกรณีนี้วาล์วจะเปิดขึ้นและน้ำจะผสมเป็นวงกลมขนาดใหญ่
ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงไม่จำเป็นต้องใช้วาล์วสามทาง ความจริงก็คือว่าที่นี่การไหลเวียนไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากปั๊ม แต่เนื่องจากความร้อนของน้ำและจนกว่ามันจะร้อนขึ้นที่อุณหภูมิสูงการเคลื่อนไหวจะไม่เริ่มต้น เตาหม้อน้ำในกรณีนี้ยังคงสะอาดอยู่เสมอ ไม่จำเป็นต้องใช้วาล์วสามทาง ซึ่งช่วยลดต้นทุนและลดความยุ่งยากของระบบ และเพิ่มข้อได้เปรียบ
ความปลอดภัยในการทำความร้อน
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ความดันในระบบปิดมากกว่าในระบบโน้มถ่วง ดังนั้นพวกเขาจึงใช้แนวทางความปลอดภัยที่แตกต่างออกไป ในการทำความร้อนแบบปิด การขยายตัวของสารหล่อเย็นจะได้รับการชดเชยในถังขยายด้วยเมมเบรน
ปิดสนิทและปรับได้ หลังจากแรงดันเกินสูงสุดที่อนุญาตในระบบ น้ำหล่อเย็นส่วนเกินซึ่งเอาชนะความต้านทานของเมมเบรนจะเข้าไปในถัง
การทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงเรียกว่าเปิดเพราะถังขยายรั่ว คุณสามารถติดตั้งถังประเภทเมมเบรนและสร้างระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงแบบปิดได้ แต่ประสิทธิภาพของถังจะลดลงมากเพราะความต้านทานไฮดรอลิกจะเพิ่มขึ้น
ปริมาตรของถังขยายขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำ สำหรับการคำนวณจะใช้ปริมาตรและคูณด้วยสัมประสิทธิ์การขยายตัวซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เพิ่ม 30% ให้กับผลลัพธ์
สัมประสิทธิ์ถูกเลือกตามอุณหภูมิสูงสุดที่น้ำถึง
อากาศแออัดและวิธีรับมือ
สำหรับการทำความร้อนตามปกติ จำเป็นต้องเติมระบบหล่อเย็นให้เต็มระบบ ห้ามมีอากาศโดยเด็ดขาด สามารถสร้างสิ่งกีดขวางที่ป้องกันไม่ให้น้ำไหลผ่าน ในกรณีนี้ อุณหภูมิของแจ็คเก็ตน้ำของหม้อน้ำจะแตกต่างจากอุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนอย่างมาก ในการกำจัดอากาศให้ติดตั้งวาล์วอากาศและก๊อก Mayevsky ติดตั้งที่ด้านบนของอุปกรณ์ทำความร้อน เช่นเดียวกับส่วนบนของระบบ
อย่างไรก็ตาม หากระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงมีความลาดชันของท่อทางเข้าและทางออกที่ถูกต้อง ก็ไม่จำเป็นต้องใช้วาล์ว อากาศในท่อเอียงจะลอยขึ้นสู่ด้านบนของระบบอย่างอิสระและอย่างที่คุณรู้มีถังขยายแบบเปิด นอกจากนี้ยังเพิ่มความได้เปรียบในการเปิดเครื่องทำความร้อนด้วยการลดสิ่งของที่ไม่จำเป็น
ติดตั้งระบบโพรพิลีนได้หรือไม่ท่อ
คนที่ทำความร้อนด้วยตัวเองมักจะคิดว่าเป็นไปได้ไหมที่จะสร้างระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงจากโพลิโพรพิลีน ท้ายที่สุดแล้วท่อพลาสติกนั้นง่ายต่อการติดตั้ง ไม่มีงานเชื่อมและท่อเหล็กที่มีราคาแพง และพอลิโพรพิลีนสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ คุณสามารถตอบได้ว่าการให้ความร้อนดังกล่าวจะได้ผล อย่างน้อยก็สักพัก แล้วประสิทธิภาพก็จะเริ่มลดลง เหตุผลคืออะไร? ประเด็นคือความลาดชันของท่อจ่ายและท่อจ่ายซึ่งรับประกันการไหลของน้ำด้วยแรงโน้มถ่วง
โพรพิลีนมีการขยายตัวเชิงเส้นมากกว่าท่อเหล็ก หลังจากการให้ความร้อนซ้ำแล้วซ้ำเล่าด้วยน้ำร้อน ท่อพลาสติกจะเริ่มหย่อนคล้อย ซึ่งเป็นการละเมิดความชันที่ต้องการ ด้วยเหตุนี้ อัตราการไหล หากไม่หยุด จะลดลงอย่างมาก และคุณจะต้องคิดเกี่ยวกับการติดตั้งปั๊มหมุนเวียน
ความยากในการติดตั้งระบบแรงโน้มถ่วงในบ้านสองชั้น
ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงของบ้านสองชั้นก็สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นกัน แต่การติดตั้งนั้นยากกว่าการติดตั้งแบบชั้นเดียว นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าหลังคาแบบห้องใต้หลังคาไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาเสมอไป ถ้าชั้นสองเป็นห้องใต้หลังคา คำถามก็เกิดขึ้น: จะวางถังเสริมไว้ที่ไหนเพราะควรจะอยู่ด้านบนสุด
ปัญหาที่สองที่คุณต้องเผชิญคือหน้าต่างของชั้นหนึ่งและชั้นสองไม่ได้อยู่บนแกนเดียวกันเสมอไป ดังนั้นแบตเตอรี่บนจึงไม่สามารถเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ล่างได้โดยการวางท่อให้สั้นที่สุด ทาง. ซึ่งหมายความว่าจะต้องทำการเลี้ยวและโค้งเพิ่มเติมซึ่งจะทำให้ไฮดรอลิกเพิ่มขึ้นแนวต้านในระบบ
ปัญหาที่สามคือความโค้งของหลังคา ซึ่งทำให้ยากต่อการรักษาความลาดชันที่เหมาะสม
เคล็ดลับการติดตั้งระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงในบ้านสองชั้น
ปัญหาเหล่านี้ส่วนใหญ่สามารถแก้ไขได้ในขั้นตอนการออกแบบของบ้าน นอกจากนี้ยังมีเคล็ดลับเล็กน้อยในการเพิ่มประสิทธิภาพในการทำความร้อนบ้านสองชั้น จำเป็นต้องต่อท่อทางออกของหม้อน้ำที่ติดตั้งบนชั้นสองเข้ากับสายส่งกลับของชั้นหนึ่งโดยตรง และไม่สร้างสายส่งกลับที่ชั้นสอง
เคล็ดลับอีกประการหนึ่งคือการทำท่อส่งและส่งคืนจากท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ ไม่น้อยกว่า 50 มม.
ฉันต้องการปั๊มในระบบให้ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงหรือไม่
บางครั้งมีตัวเลือกเมื่อติดตั้งระบบทำความร้อนไม่ถูกต้อง และความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของแจ็คเก็ตหม้อไอน้ำกับการส่งคืนนั้นใหญ่มาก สารหล่อเย็นที่ร้อนซึ่งไม่มีแรงดันเพียงพอในท่อ จะเย็นตัวลงก่อนที่จะถึงอุปกรณ์ทำความร้อนตัวสุดท้าย การสร้างใหม่ทุกอย่างเป็นงานหนัก วิธีแก้ปัญหาด้วยต้นทุนขั้นต่ำ? การติดตั้งปั๊มหมุนเวียนในระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงสามารถช่วยได้ เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ มีการสร้างบายพาสซึ่งสร้างปั๊มกำลังต่ำ
ไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานสูง เพราะด้วยระบบเปิด แรงดันเพิ่มเติมจะถูกสร้างขึ้นในไรเซอร์ที่ออกจากหม้อไอน้ำ จำเป็นต้องมีบายพาสเพื่อที่จะออกจากความเป็นไปได้ในการทำงานโดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้า มันถูกติดตั้งเมื่อส่งคืนก่อนหม้อไอน้ำ
วิธีเลี้ยงเพิ่มประสิทธิภาพ
ดูเหมือนว่าระบบหมุนเวียนตามธรรมชาติได้พัฒนาจนสมบูรณ์แบบแล้ว เป็นไปไม่ได้ที่จะคิดสิ่งใดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น คุณสามารถเพิ่มความสะดวกในการใช้งานได้อย่างมากโดยการเพิ่มเวลาระหว่างการเกิดเพลิงไหม้ของหม้อไอน้ำ ในการทำเช่นนี้ คุณต้องติดตั้งหม้อไอน้ำที่มีกำลังไฟมากกว่าที่จำเป็นสำหรับการให้ความร้อน และกำจัดความร้อนส่วนเกินไปยังตัวสะสมความร้อน
วิธีนี้ใช้ได้โดยไม่ต้องใช้ปั๊มหมุนเวียน ท้ายที่สุด สารหล่อเย็นที่ร้อนยังสามารถยกตัวยกขึ้นจากตัวสะสมความร้อน ในเวลาที่ฟืนเผาไหม้ในหม้อไอน้ำ
