แนวคิดของอุปกรณ์หล่อเย็นด้วยแรงโน้มถ่วงสามารถเปรียบเทียบได้กับการระบายอากาศตามธรรมชาติ ซึ่งทำให้เกิดการหมุนเวียนของอากาศอย่างอิสระ ในกรณีของสิ่งแวดล้อมทางน้ำ การเคลื่อนไหวเกิดขึ้นตามแนวโค้งโดยไม่มีพลังงานและการสนับสนุนด้านพลังงานจากอุปกรณ์และทรัพยากรของบุคคลที่สาม สิ่งนี้ให้ข้อดีของระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง แต่ยังทำให้เกิดข้อเสียหลายประการ หนึ่งในนั้นคือความซับซ้อนของการใช้งานทางเทคนิค
ระบบทำงานอย่างไร
แรงโน้มถ่วงถูกรับรองโดยกฎฟิสิกส์ ตามกระแสลมร้อนและน้ำที่พุ่งขึ้นตามธรรมชาติ ต่างจากระบบที่มีการหมุนเวียนแบบบังคับ ไม่จำเป็นต้องเปิดอุปกรณ์สูบน้ำหรือเครื่องกำเนิดไอน้ำที่ดันตัวกลางทำงานภายใต้แรงกดตามรูปทรง ในสภาพของบ้านส่วนตัว ระบบทำความร้อนแบบไหลตามแรงโน้มถ่วงจะมีประโยชน์โดยการเชื่อมต่อเพียงเล็กน้อยของการสื่อสารทางอ้อมและโหนดพลังงาน แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าผู้ใช้จะต้องจัดการกับท่อเท่านั้น หม้อไอน้ำที่จุดต่ำสุดของคอมเพล็กซ์จะทำหน้าที่ให้ความร้อนแก่น้ำ จากนั้นไหลผ่านท่อไปยังเครื่องทำความร้อน - ผู้บริโภคของสารหล่อเย็น (คอนเวอร์เตอร์, หม้อน้ำ, แบตเตอรี่) นอกจากนี้ น้ำหล่อเย็นแล้วจะไหลผ่านไปยังส่วนของถังขยายและเมื่อสะสมอยู่ก็จะล้นเข้าไปในช่องระบายน้ำ - ไม่ว่าจะไปยังหม้อไอน้ำหรือท่อระบายน้ำ
ระบบท่อเดียวและสองท่อ
แบบแผนสำหรับวงจรทำความร้อนอาจแตกต่างกัน ในระบบท่อเดียวที่ง่ายที่สุด ไม่มีตัวยกคืนน้ำหล่อเย็นที่มีปริมาณน้ำเข้า ระบบแนวตั้งประเภทนี้ใช้งานได้ง่ายกว่าในทางเทคนิค ซึ่งช่วยประหยัดแรงกายและการเงิน แต่ยังมีข้อเสียอย่างร้ายแรงในระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงแบบท่อเดียว ซึ่งแสดงให้เห็นในความแตกต่างดังต่อไปนี้:
- ขาดความสามารถในการปรับอุณหภูมิสำหรับฮีตเตอร์แต่ละตัวแยกกัน เนื่องจากเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม
- บังคับวางถังขยายสำหรับการเติมแนวตั้ง
- ความต้องการแรงดันที่สูงขึ้นสำหรับการไหลเวียนของน้ำ ด้วยเหตุผลนี้ ระบบท่อเดียวจึงมักจะดำเนินการตามหลักการของการบังคับเคลื่อนของสารหล่อเย็นด้วยการเชื่อมต่อของปั๊ม
ในระบบสองท่อ กระจายความร้อนอย่างทั่วถึง วงจรหนึ่งนำกระแสร้อนไปยังหม้อน้ำแบบมีเงื่อนไขและส่วนที่สองทำหน้าที่สาขาส่งคืนซึ่งน้ำเย็นจะกลับสู่อุปกรณ์รับ เนื่องจากความสมดุลของสารหล่อเย็นในท่อ ระบบวงจรสองวงจรจึงคล้อยตามการควบคุมตามธรรมชาติได้ง่ายขึ้นด้วยผลกระทบของแรงโน้มถ่วงโดยไม่ได้รับการสนับสนุนจากอุปกรณ์หมุนเวียนเพิ่มเติม
ระบบเปิดและปิด
ความแตกต่างระหว่างระบบเหล่านี้อยู่ที่ประสิทธิภาพของถังขยาย - จุดสูงสุดของคอมเพล็กซ์ทั้งหมด ในถังเปิด น้ำจะสะสมจนกว่ากลไกลูกลอยจะทำงาน ของเหลวจะเติมถังถึงระดับหนึ่ง หลังจากนั้นทุ่นจะกระตุ้นการปล่อยส่วนผสมของอากาศและเติมผ่านไรเซอร์ที่เชื่อมต่อ ในระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงแบบปิดจะใช้ถังเมมเบรนซึ่งมีสองส่วนคืออากาศ (ส่วนผสมของก๊าซ) และน้ำในส่วนล่าง ที่แรงดันขั้นต่ำ ภาชนะจะว่างเปล่า แต่เมื่อเติมของเหลว เมมเบรนจะเริ่มบีบอัดส่วนบน จึงเปิดวาล์วอากาศและทำให้แรงดันเท่ากัน
การเลือกหม้อต้ม
การใช้แนวคิดการให้ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงในตัวมันเองหมายความว่าไม่มีทั้งก๊าซและไฟฟ้าในบ้าน มิฉะนั้น จะมีเหตุผลมากกว่าที่จะจัดระเบียบการหมุนเวียนแบบบังคับด้วยการจ่ายความร้อนที่มีพลังงานเพียงพอจากแหล่งพลังงานหลัก ดังนั้นตัวเลือกเดียวสำหรับหม้อไอน้ำสำหรับระบบทำความร้อนแบบไหลตามแรงโน้มถ่วงจะเป็นหน่วยเชื้อเพลิงแข็ง - ตัวอย่างเช่นแบบเผาไม้ การผสมผสานของการไหลเวียนตามธรรมชาติและเตาแบบดั้งเดิมยังให้เหตุผลอีกด้วยพูดคุยเกี่ยวกับพลังงานต่ำของคอมเพล็กซ์ ระบบจะไม่มีประสิทธิภาพในขั้นต้น แต่ประสิทธิภาพสามารถเพิ่มขึ้นได้เนื่องจากผลของไพโรไลซิส ซึ่งแตกต่างจากการดัดแปลงที่ทันสมัยของโรงต้มน้ำเชื้อเพลิงแข็งที่มีความจุ 20 ถึง 40 กิโลวัตต์พร้อมห้องเผาไหม้สองห้อง ในช่องเพิ่มเติม ก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงครั้งแรกจะถูกเผา อีกอย่าง การลดปริมาณผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่ทางออกก็จะลดข้อกำหนดสำหรับปล่องไฟด้วย
การเลือกวัสดุท่อ
ท่อที่ทำจากพลาสติกและโลหะสามารถใช้เป็นระบบทำความร้อนหมุนเวียนตามธรรมชาติได้เช่นเดียวกับท่อประปา ข้อจำกัดในการใช้วัสดุบางชนิดขึ้นอยู่กับปัจจัยและเงื่อนไขของแต่ละบุคคล ตัวอย่างเช่น ระบบทำความร้อนแบบเปิดจะให้ผลที่ดียิ่งขึ้นในการออกอากาศวงจรด้วยออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งไม่พึงปรารถนาสำหรับเหล็ก ในทางกลับกัน โลหะโซลิดสเตตจะปรับตัวเองในสาขาปิดของเครือข่ายรูปแบบใหญ่ที่ทำงานด้วยโหลดสูง เมื่อให้บริการน้ำคุณภาพต่ำควรใช้ท่อทองแดง สำหรับระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง การใช้โลหะนี้มีประโยชน์เนื่องจากทนต่ออุณหภูมิสูงและการรวมแร่ในน้ำหล่อเย็น
โดยหลักการแล้ว ทั้งทองแดงและพลาสติกมีข้อได้เปรียบในการเป็นวัสดุน้ำหนักเบา ซึ่งช่วยให้สามารถติดตั้งสายสื่อสารไปป์ไลน์ที่ซับซ้อนได้อย่างแม่นยำ ซึ่งสำคัญมากในการใช้งานระบบแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตาม พลาสติกก็ยังไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับระบบทำความร้อนเช่นนี้ ยิ่งไปกว่านั้นทำงานภายใต้ความดันสูง 0.6 MPa มีท่อโพลีโพรพิลีนทนความร้อนที่ออกแบบมาเพื่อให้ความร้อนโดยเฉพาะและสามารถทนต่ออุณหภูมิได้ประมาณ 120 ° C แต่ปัญหาการปิดผนึกมักพบในก้นและช่วงเปลี่ยนผ่าน ซึ่งไม่น่าเชื่อถือเท่ากับการเชื่อมแนวโลหะ
เส้นผ่านศูนย์กลางท่อที่เหมาะสม
ซึ่งแตกต่างจากระบบที่มีการหมุนเวียนแบบบังคับ ในกรณีนี้ ความหนาของรูปทรงจะมากขึ้น เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อของระบบทำความร้อนแบบไหลตามแรงโน้มถ่วงคือ 50 มม. แต่อาจมีการปรับเปลี่ยนในส่วนต่างๆ ตัวอย่างเช่น เพื่อรักษาประสิทธิภาพเชิงความร้อนของคอมเพล็กซ์ ช่างประปาแนะนำให้จำกัดรูปทรงให้แคบลง จำนวนการปรับขึ้นอยู่กับความยาวของเส้นทึบจากตะเข็บไปยังจุดเปลี่ยนอื่น
เครื่องมือติดตั้งและวัสดุสิ้นเปลือง
เครื่องมือหลักจำเป็นสำหรับการวาง ยึด และต่อท่อ การตัดและการเชื่อมทำได้โดยใช้เครื่องตัดท่อ เครื่องตัดแก๊ส อุปกรณ์อินเวอร์เตอร์ และบัดกรี ทั้งสำหรับพลาสติกและสำหรับทองแดงกับเหล็ก เครื่องมือเชื่อมที่มีกำลังที่เหมาะสมจะถูกเลือก เช่นเดียวกับวัสดุสิ้นเปลือง ตัวอย่างเช่น โครงสร้างทองแดงเชื่อมต่อกันด้วยการบัดกรีโดยใช้แคลมป์และข้อต่อย้ำ ในการเชื่อมต่อระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงของทองแดงกับวงจรที่ทำจากวัสดุอื่น จะใช้เฉพาะอะแดปเตอร์และข้อต่อที่ถอดออกได้เท่านั้น โลหะนี้ไม่ยึดติดกับวัสดุอื่นได้ดี แต่ในกรณีอื่นๆ สามารถรับแสงได้สูงถึง 450 ° Cหัวแร้งอะเซทิลีนหรือโพรเพน-บิวเทน เช่นเดียวกับหัวแร้งไฟฟ้า นอกจากนี้ สำหรับการเชื่อมต่อคุณภาพสูง การใช้เทปเทฟลอน ข้อต่อ ทีออฟ ปะเก็นไดอิเล็กตริก ฯลฯ จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่ง
เทคนิคการติดตั้ง
ก่อนทำงาน ควรร่างแผนการสื่อสารและแผนปฏิบัติการ นอกจากนี้ การติดตั้งทั่วไปจะดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้:
- การประกอบแต่ละโหนด ส่วนเปลี่ยน และเส้นใหญ่โดยไม่ต้องแนบกับฐานของไซต์
- ติดตั้งอุปกรณ์-ถังขยายและหม้อน้ำ. สามารถติดตั้งถังได้ในห้องใต้หลังคา - สิ่งสำคัญคือเพื่อให้มีการสื่อสารฟรี หม้อไอน้ำอาจต้องใช้เครื่องปาดหน้าแบบทนความร้อนเล็กน้อย ไม่จำเป็นต้องยึดเพิ่มเติม เนื่องจากอุปกรณ์ปูพื้นประเภทนี้แทบไม่เคลื่อนไหวบนพื้นผิวเรียบ
- ลูกปืนติดตั้งตามแนวขอบของประเก็น - รองรับ แคลมป์ ระบบกันสะเทือน และชุดยึดอื่นๆ
- ติดตั้งรูปทรงท่อ ชิ้นส่วนทรานสิชั่น ข้อศอกและมุมที่เตรียมไว้ จะสร้างระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงได้อย่างไรเพื่อให้เชื่อถือได้และป้องกันจากอิทธิพลภายนอกให้ได้มากที่สุด? สำหรับการยึดขอแนะนำให้ใช้แคลมป์ลอยซึ่งให้การตรึงที่ไม่ยาก แต่นุ่มนวล พวกเขาจะติดแน่นกับอุปกรณ์พาหะที่เตรียมไว้ แต่กลไกการหนีบทำให้ท่อมีอิสระในการเคลื่อนไหว - เอฟเฟกต์สปริงเนื่องจากความเสี่ยงของความเสียหายจะถูกกำจัดท่อภายใต้โหลดไดนามิกภายนอก
- การสื่อสารและอุปกรณ์กำลังถูกผูกไว้ - ต่อท่อสาขา อุปกรณ์และเครื่องมือวัดหากจำเป็น
ลาดท่อ
คุณลักษณะของอุปกรณ์ระบบแรงโน้มถ่วงคือต้องรักษามุมให้อยู่ในตำแหน่งของรูปทรงแนวนอน จำเป็นต้องให้ผลของการไหลเวียนของแรงโน้มถ่วงตามธรรมชาติที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่ของน้ำ ตามที่ระบุไว้ในข้อบังคับทางเทคนิคของ SNiP ความลาดเอียงของระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงควรอยู่ที่ 10 มม. ต่อ 1 ม. หากมองไม่เห็นความแตกต่างนี้ เส้นจะเติมอากาศ และทำให้ความร้อนของวงจรไม่เท่ากัน
ใช้น้ำยาหล่อเย็นตัวไหน
สื่อการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับระบบหมุนเวียนตามธรรมชาติคือน้ำ การปฏิเสธสารป้องกันการแข็งตัวซึ่งมักใช้ในการให้ความร้อนด้วยของเหลวนั้นสัมพันธ์กับความหนาแน่นสูงและถ่ายเทความร้อนต่ำ โดยคำนึงถึงประสิทธิภาพที่พอเหมาะของระบบทำความร้อนแบบไหลตามแรงโน้มถ่วงและข้อกำหนดบังคับสำหรับการแทนที่ด้วยแรงโน้มถ่วงของสารหล่อเย็น สารป้องกันการแข็งตัวจึงถูกขจัดออกไป แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าองค์ประกอบสารป้องกันการแข็งตัวทางเลือกสามารถละทิ้งได้ในหลักการ ส่วนผสมที่เหมาะสมต้องมีความลื่นไหลสูง (ไม่ต่ำกว่าน้ำ) และต้องไม่สูญเสียคุณสมบัติทางกายภาพที่อุณหภูมิสูงและต่ำมาก
ข้อดีของระบบไหลแรงโน้มถ่วง
จุดแข็งของระบบทำความร้อนหมุนเวียนตามธรรมชาติมีดังต่อไปนี้
- พลังงานอิสระ. ขาดไม่มีแหล่งพลังงานภายนอกเป็นอุปสรรคต่อการใช้เครื่องทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง ดังนั้นในพื้นที่ห่างไกลหลายแห่ง ตัวเลือกนี้จึงยังคงเป็นทางเลือกเดียว
- ความน่าเชื่อถือและความทนทาน ไม่มีการสั่นสะเทือนซึ่งในระบบทั่วไปสร้างปั๊มหมุนเวียน ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ท่อทองแดงได้เช่นเดียวกับการจัดระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงที่ทำจากโพรพิลีน แต่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้
- บำรุงรักษาง่าย การไม่มีหน่วยงานกำกับดูแลที่ซับซ้อนพร้อมการทำงานอัตโนมัติทำให้ระบบสามารถเข้าถึงได้มากขึ้นสำหรับการวินิจฉัยและการซ่อมแซมที่บ้าน
ข้อเสียของระบบแรงโน้มถ่วง
แน่นอนว่าการขาดการรองรับการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็นจากปั๊มหมุนเวียนหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ที่มีทรัพยากร ทำให้เกิดข้อบกพร่องหลายประการของระบบดังกล่าว:
- ข้อจำกัดการทำงานในแง่ของการปรับ สิ่งนี้ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับความเป็นไปได้ของการปรับอุณหภูมิของเครื่องทำความร้อนแบบยืดหยุ่น แต่การทำงานของหม้อไอน้ำเชื้อเพลิงแข็งในตัวมันเองไม่รวมระบบอัตโนมัติในการควบคุม
- เนื่องจากประสิทธิภาพที่พอเหมาะ ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงจึงสามารถใช้ได้ในบ้านหลังเล็กที่ต้องการความร้อนต่ำเท่านั้น ที่เพิ่มเข้ามาคือความไม่แน่นอนของการหมุนเวียน
- ความล่าช้าในการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็นในฤดูหนาวอาจทำให้ของเหลวแข็งตัวได้ ด้วยเหตุผลนี้ การค้นหาสารเติมแต่งน้ำต้านการแข็งตัวจึงสมเหตุสมผล
สรุป
ท่อที่มีการหมุนเวียนตามธรรมชาติของตัวกลางในการทำงานในยุคของกลไกที่ก้าวหน้าและหม้อต้มแบบตั้งโปรแกรมได้พร้อมหม้อไอน้ำนั้นดูล้าสมัยและไม่มีประสิทธิภาพ สิ่งนี้เป็นความจริงในหลายๆ ด้าน แต่ในบริบทของการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงสำหรับบ้านส่วนตัวไม่ได้ดูผิดปกติอย่างสิ้นเชิง ประการแรก หากสภาพของประเทศไม่อนุญาตให้ใช้ก๊าซและหม้อต้มน้ำไฟฟ้า การตัดสินใจนี้จะมีความชอบธรรมมากกว่า ประการที่สอง รายการค่าใช้จ่ายหลายรายการจะถูกลบออกในครั้งเดียว เนื่องจากค่าพลังงานกับเชื้อเพลิงและการบำรุงรักษาอุปกรณ์ที่ซับซ้อน
