Konsep perangkat pendingin gravitasi dalam beberapa hal dapat dibandingkan dengan ventilasi alami, di mana sirkulasi aliran udara dapat diwujudkan. Dalam kasus lingkungan akuatik, pergerakan terjadi di sepanjang kontur tanpa dukungan energi dan daya dari perangkat dan sumber daya pihak ketiga. Ini memberikan keuntungan dari sistem pemanas gravitasi, tetapi juga menyebabkan sejumlah kerugian. Salah satunya adalah kerumitan teknis implementasinya.
Cara kerja sistem
Gravitasi dipastikan oleh hukum fisika, yang menurutnya aliran panas udara dan air naik secara alami. Tidak seperti sistem dengan sirkulasi paksa, tidak perlu menyalakan peralatan pompa atau generator uap yang mendorong media kerja di bawah tekanan sepanjangkontur. Dalam kondisi rumah pribadi, sistem pemanas aliran gravitasi bermanfaat hanya dengan koneksi minimal komunikasi tidak langsung dan simpul energi. Tetapi ini tidak berarti sama sekali bahwa pengguna harus berurusan hanya dengan pipa. Ketel yang terletak di titik terendah kompleks akan bertanggung jawab untuk memanaskan air. Dari sana, melalui pipa, aliran akan diarahkan ke pemanas-konsumen pendingin (konvektor, radiator, baterai). Selanjutnya, air yang sudah mendingin masuk ke bagian tangki ekspansi dan, ketika terakumulasi, meluap ke saluran pembuangan - baik ke boiler atau ke saluran pembuangan.
Sistem satu pipa dan dua pipa
Skema untuk sirkuit pemanas bisa berbeda. Dalam sistem satu pipa yang paling sederhana, tidak ada riser balik pendingin dengan asupan air. Sistem vertikal jenis ini secara teknis lebih mudah diterapkan, yang menghemat tenaga fisik dan keuangan. Tetapi ada juga kelemahan serius dalam sistem pemanas gravitasi pipa tunggal, yang dinyatakan dalam nuansa berikut:
- Kurangnya kemampuan untuk mengatur suhu untuk setiap pemanas secara terpisah, karena terhubung secara seri.
- Penempatan tangki ekspansi wajib untuk pengisian vertikal.
- Persyaratan tekanan yang lebih tinggi untuk sirkulasi air. Untuk alasan ini, sistem pipa tunggal lebih sering dilakukan sesuai dengan prinsip gerakan paksa pendingin dengan koneksi pompa.
Dalam sistem dua pipa, panas didistribusikan secara merata. Satu sirkuit mengarahkan aliran panas ke radiator bersyarat,dan yang kedua melayani cabang kembali, di mana air dingin kembali ke peralatan penerima. Karena keseimbangan cairan pendingin di dalam pipa, skema dua sirkuit lebih mudah menerima pengaturan alami dengan efek gravitasi tanpa dukungan peralatan sirkulasi tambahan.
Sistem terbuka dan tertutup
Perbedaan antara sistem ini terletak pada kinerja tangki ekspansi - titik teratas dari keseluruhan kompleks. Dalam tangki terbuka, air terakumulasi sampai mekanisme pelampung beroperasi. Cairan mengisi tangki ke tingkat tertentu, setelah itu pelampung mengaktifkan pelepasan campuran udara dan mengisi melalui riser yang terhubung. Dalam sistem pemanas gravitasi tertutup, tangki membran digunakan, di mana dua bagian disediakan - dengan udara (campuran gas) dan air di bagian bawah. Pada tekanan minimum, wadah kosong, tetapi saat diisi dengan cairan, membran mulai menekan bagian atas, sehingga membuka katup udara dan menyamakan tekanan.
Pemilihan boiler
Menggunakan konsep pemanasan gravitasi itu sendiri berarti tidak ada gas atau listrik yang disediakan di dalam rumah. Jika tidak, akan lebih rasional untuk mengatur sirkulasi paksa dengan pasokan panas daya yang cukup dari sumber energi utama. Oleh karena itu, satu-satunya pilihan boiler untuk sistem pemanas aliran gravitasi adalah unit bahan bakar padat - misalnya, unit pembakaran kayu. Kombinasi sirkulasi alam dan kompor tradisional juga memberikan alasanberbicara tentang daya rendah kompleks. Sistem ini awalnya tidak efisien, tetapi efisiensinya dapat ditingkatkan karena efek pirolisis, yang membedakan modifikasi modern dari pabrik boiler bahan bakar padat dengan kapasitas 20 hingga 40 kW dengan dua ruang bakar. Di kompartemen tambahan, gas yang dihasilkan selama pembakaran pertama bahan bakar dibakar. Omong-omong, meminimalkan produk pembakaran di outlet juga akan mengurangi kebutuhan cerobong asap.
Pilihan bahan pipa
Seperti halnya pipa ledeng, pipa yang terbuat dari plastik dan logam dapat digunakan untuk sistem pemanas sirkulasi alami. Pembatasan penggunaan bahan tertentu tergantung pada faktor dan kondisi individu. Misalnya, sistem pemanas terbuka memberikan efek yang lebih besar untuk mengudarakan sirkuit dengan oksigen dan karbon dioksida, yang tidak diinginkan untuk baja. Sebaliknya, logam solid-state akan membenarkan dirinya di cabang tertutup jaringan format besar yang beroperasi dengan beban tinggi. Saat melayani air berkualitas buruk, lebih baik menggunakan pipa tembaga. Untuk sistem pemanas gravitasi, penggunaan logam ini bermanfaat karena ketahanannya terhadap suhu tinggi dan inklusi mineral dalam cairan pendingin.
Pada prinsipnya, baik tembaga maupun plastik memiliki keunggulan sebagai bahan ringan yang memungkinkan pemasangan jalur komunikasi perpipaan yang rumit secara presisi, yang sangat penting dalam penerapan sistem gravitasi. Namun, plastik masih bukan pilihan terbaik untuk sistem pemanas - terlebih lagiberoperasi di bawah tekanan tinggi dari urutan 0,6 MPa. Ada pipa polipropilen tahan panas yang dirancang khusus untuk pemanasan dan dapat bertahan sekitar 120 ° C, tetapi masalah penyegelan lebih sering terjadi pada tumpul dan transisi, yang tidak dapat diandalkan seperti las kontur logam.
Diameter pipa optimal
Tidak seperti sistem dengan sirkulasi paksa, dalam hal ini, ketebalan kontur akan lebih besar. Diameter pipa sistem pemanas aliran gravitasi adalah 50 mm, tetapi mungkin ada penyesuaian di area yang berbeda. Misalnya, untuk menjaga efisiensi termal kompleks, tukang ledeng merekomendasikan untuk mempersempit kontur. Jumlah penyesuaian tergantung pada panjang garis padat dari jahitan ke titik transisi lainnya.
Alat Pemasangan dan Bahan Habis Pakai
Alat utama akan dibutuhkan untuk memasang, mengencangkan, dan menyambung pipa. Pemotongan dan pengelasan dilakukan dengan pemotong pipa, pemotong gas, perangkat inverter dan solder. Baik untuk plastik maupun untuk tembaga dengan baja, alat las Anda dengan daya yang sesuai dipilih. Hal yang sama berlaku untuk bahan habis pakai. Misalnya, struktur tembaga dihubungkan dengan menyolder menggunakan alat kelengkapan penjepit dan penjepit. Untuk menghubungkan sistem pemanas gravitasi tembaga dengan sirkuit yang terbuat dari bahan lain, hanya adaptor dan alat kelengkapan yang dapat dilepas yang digunakan. Logam ini tidak melekat dengan baik pada bahan lain. Tetapi dalam kasus lain, solder ringan hingga 450 ° C dapat diperolehobor asetilen atau propana-butana, serta besi solder listrik. Selain itu, untuk koneksi berkualitas tinggi, akan berguna untuk menggunakan pita Teflon, fitting, tee, gasket dielektrik, dll.
Teknik pemasangan
Sebelum bekerja, skema komunikasi dan rencana aksi harus dibuat. Selanjutnya, instalasi tipikal dilakukan dalam urutan berikut:
- Perakitan node individu, bagian transisi dan garis besar tanpa lampiran ke dasar situs.
- Pemasangan peralatan - tangki ekspansi dan boiler. Tangki dapat dipasang di loteng - yang utama adalah menjaga kemungkinan pasokan komunikasi gratis. Ketel mungkin memerlukan screed tahan panas kecil. Pengikat tambahan tidak diperlukan, karena jenis peralatan lantai ini praktis tidak bergerak pada permukaan yang datar.
- Fitting bantalan dipasang di sepanjang kontur paking - penyangga, klem, suspensi, dan unit fiksasi lainnya.
- Kontur pipa, bagian transisi, siku, dan sudut yang sudah disiapkan dipasang. Bagaimana cara membuat sistem pemanas gravitasi sehingga dapat diandalkan dan terlindung dari pengaruh luar? Untuk pengikatan, disarankan untuk menggunakan apa yang disebut klem mengambang, yang memberikan fiksasi tidak keras, tetapi lunak. Mereka melekat erat pada peralatan pembawa yang disiapkan, tetapi mekanisme penjepit memberikan kebebasan bergerak pada pipa - efek kenyal, karena itu risiko kerusakan dihilangkanpipa di bawah beban dinamis eksternal.
- Komunikasi dan peralatan sedang diikat - pipa cabang, fitting dan instrumentasi dihubungkan jika perlu.
Kemiringan pipa
Fitur perangkat sistem gravitasi adalah kebutuhan untuk mempertahankan sudut pada posisi kontur horizontal. Hal ini diperlukan untuk memberikan efek sirkulasi gravitasi alami yang diperlukan untuk pergerakan air. Seperti disebutkan dalam peraturan teknis SNiP, kemiringan sistem pemanas gravitasi harus 10 mm per 1 m. Jika nuansa ini tidak diramalkan, saluran akan terisi dengan udara, dan pemanasan sirkuit tidak akan merata.
Bahan pendingin apa yang digunakan?
Media kerja yang optimal untuk sistem sirkulasi alami adalah air. Penolakan antibeku, yang sering digunakan dalam pemanasan cair, dikaitkan dengan kepadatannya yang tinggi dan perpindahan panas yang rendah. Dengan mempertimbangkan kinerja sederhana dari sistem pemanas aliran gravitasi dan persyaratan wajib untuk perpindahan gravitasi pendingin, antibeku dihilangkan. Tetapi ini tidak berarti bahwa komposisi antibeku alternatif pada prinsipnya dapat ditinggalkan. Campuran yang sesuai harus memiliki fluiditas tinggi (tidak lebih rendah dari air) dan kemampuan untuk tidak kehilangan sifat fisik pada suhu yang sangat tinggi dan rendah.
Kelebihan sistem aliran gravitasi
Di antara kekuatan sistem pemanas sirkulasi alami adalah sebagai berikut:
- Kemandirian energi. Ketiadaantidak ada sumber energi eksternal yang menghalangi penggunaan pemanas gravitasi, jadi di banyak daerah terpencil pilihan ini tetap menjadi satu-satunya pilihan.
- Keandalan dan daya tahan. Tidak adanya getaran, yang dalam sistem konvensional membuat pompa sirkulasi. Ini memungkinkan penggunaan pipa tembaga, serta pengaturan sistem pemanas gravitasi yang terbuat dari polipropilena, tetapi tunduk pada ketahanannya terhadap suhu tinggi.
- Perawatan mudah. Tidak adanya unit pengatur yang kompleks dengan otomatisasi membuat sistem lebih mudah diakses untuk diagnostik dan perbaikan di rumah.
Kontra sistem aliran gravitasi
Tentu saja, kurangnya dukungan untuk pergerakan cairan pendingin dari pompa sirkulasi atau peralatan listrik lainnya dengan sumber daya menyebabkan sejumlah kekurangan sistem tersebut:
- Keterbatasan fungsional dalam hal penyesuaian. Ini terutama menyangkut kemungkinan penyesuaian yang fleksibel dari rezim suhu pemanas, tetapi pengoperasian boiler bahan bakar padat itu sendiri tidak termasuk otomatisasi dalam kontrol.
- Karena kinerjanya yang sederhana, sistem pemanas gravitasi hanya dapat digunakan di rumah kecil dengan persyaratan pemanasan rendah. Ditambah lagi dengan ketidakstabilan sirkulasi.
- Keterlambatan pergerakan cairan pendingin di musim dingin dapat menyebabkan pembekuan cairan. Untuk alasan ini, pencarian aditif air antibeku dibenarkan.
Kesimpulan
Pipa dengan sirkulasi alami dari media kerja di zaman mekanika progresif dan boiler yang dapat diprogram dengan boiler tampaknya sudah usang dan tidak efisien. Dalam banyak hal, ini benar, tetapi dalam konteks peningkatan konsumsi energi, sistem pemanas gravitasi untuk rumah pribadi tidak terlihat sepenuhnya tidak pada tempatnya. Pertama, jika kondisi negara tidak memungkinkan penggunaan boiler gas dan listrik, maka keputusan ini akan lebih dari dibenarkan. Kedua, beberapa item pengeluaran dihapus sekaligus, karena biaya energi dengan bahan bakar dan pemeliharaan peralatan yang kompleks.
