Tuần hoàn cưỡng bức là gì?
Sự tuần hoàn tự nhiên của chất làm mát xảy ra theo quy luật vật lý: nước nóng hoặc chất chống đông dâng lên đỉnh hệ thống và nguội dần, đi xuống, quay trở lại lò hơi. Để lưu thông thành công, cần phải duy trì nghiêm ngặt góc nghiêng của đường ống trực tiếp và đường ống hồi lưu. Với chiều dài nhỏ của hệ thống trong một ngôi nhà một tầng, điều này không khó thực hiện, và sự chênh lệch chiều cao sẽ nhỏ.
Đối với những ngôi nhà lớn, cũng như những tòa nhà nhiều tầng. một hệ thống như vậy thường không phù hợp nhất - nó có thể hình thành các ổ khóa không khí, gián đoạn lưu thông và kết quả là làm quá nhiệt chất làm mát trong nồi hơi. Tình huống này rất nguy hiểm và có thể gây ra hư hỏng cho các thành phần hệ thống.
Do đó, một máy bơm tuần hoàn được lắp đặt trong đường ống hồi lưu, ngay trước khi đi vào thiết bị trao đổi nhiệt của lò hơi, giúp tạo ra áp suất cần thiết và tốc độ lưu thông nước trong hệ thống. Đồng thời, chất làm mát được làm nóng được chuyển hướng kịp thời đến các thiết bị sưởi, lò hơi hoạt động bình thường và vi khí hậu trong nhà vẫn ổn định.
Sơ đồ: các yếu tố của hệ thống sưởi
- hệ thống hoạt động ổn định trong các tòa nhà có chiều dài và số tầng bất kỳ;
- có thể sử dụng các đường ống có đường kính nhỏ hơn so với đường ống tuần hoàn tự nhiên, giúp tiết kiệm chi phí mua;
- cho phép đặt các đường ống không có độ dốc và đặt chúng ẩn trong sàn nhà;
- sàn nước ấm có thể được kết nối với hệ thống sưởi ấm cưỡng bức;
- điều kiện nhiệt độ ổn định kéo dài tuổi thọ của phụ kiện, đường ống và bộ tản nhiệt;
- Có thể điều hòa sưởi cho từng phòng.
Nhược điểm của hệ thống tuần hoàn cưỡng bức:
- yêu cầu tính toán và lắp đặt máy bơm, kết nối của nó với nguồn điện, điều này làm cho hệ thống dễ bay hơi;
- Máy bơm phát ra tiếng ồn trong quá trình hoạt động.
Những nhược điểm được giải quyết thành công nhờ vị trí chính xác của thiết bị: máy bơm được đặt trong một phòng lò hơi riêng biệt bên cạnh lò hơi gia nhiệt và được lắp đặt nguồn điện dự phòng - pin hoặc máy phát điện.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống sưởi trọng lực
Nguyên lý hoạt động của hệ thống sưởi có vẻ đơn giản: nước di chuyển qua đường ống, được điều khiển bởi áp suất thủy tĩnh, xuất hiện do khối lượng khác nhau của nước được làm nóng và làm mát. Một thiết kế khác như vậy được gọi là lực hấp dẫn hoặc lực hấp dẫn. Sự tuần hoàn là sự chuyển động của pin đã nguội đi và chất lỏng nặng hơn dưới áp suất của khối lượng riêng của nó xuống bộ phận làm nóng, và sự dịch chuyển của nước nóng nhẹ vào đường ống cung cấp. Hệ thống hoạt động khi lò hơi tuần hoàn tự nhiên được đặt bên dưới các bộ tản nhiệt.
Trong các mạch hở, nó liên lạc trực tiếp với môi trường bên ngoài, và không khí dư thừa thoát ra ngoài khí quyển. Thể tích nước tăng lên từ quá trình đun nóng được loại bỏ, áp suất không đổi được bình thường hóa.
Cũng có thể lưu thông tự nhiên trong hệ thống sưởi kín nếu nó được trang bị bình giãn nở có màng. Đôi khi cấu trúc kiểu mở được chuyển đổi thành cấu trúc đóng. Các mạch kín hoạt động ổn định hơn, chất làm mát không bay hơi trong đó mà còn không phụ thuộc vào điện. Điều gì ảnh hưởng đến áp suất tuần hoàn
Sự lưu thông của nước trong lò hơi phụ thuộc vào sự chênh lệch mật độ giữa chất lỏng nóng và lạnh và vào độ lớn của chênh lệch độ cao giữa lò hơi và bộ tản nhiệt thấp nhất. Các thông số này được tính toán ngay cả trước khi lắp đặt mạch sưởi. Tuần hoàn tự nhiên xảy ra bởi vì nhiệt độ trở lại trong hệ thống sưởi ấm thấp. Chất làm mát có thời gian để nguội đi, di chuyển qua các bộ tản nhiệt, nó trở nên nặng hơn và với khối lượng của nó sẽ đẩy chất lỏng được làm nóng ra khỏi lò hơi, buộc nó phải di chuyển qua các đường ống.
Sơ đồ tuần hoàn nước trong lò hơi
Độ cao của mức pin trên nồi hơi làm tăng áp suất, giúp nước vượt qua sức cản của đường ống dễ dàng hơn. Các bộ tản nhiệt được đặt càng cao so với nồi hơi, chiều cao của cột hồi lưu làm mát càng lớn và với áp suất lớn hơn, nó sẽ đẩy nước nóng lên khi đến nồi hơi.
Tỷ trọng cũng điều chỉnh áp suất: nước càng nóng lên, tỷ trọng của nó càng giảm so với hồi lưu. Kết quả là, nó bị đẩy ra với nhiều lực hơn và áp suất tăng lên. Vì lý do này, cấu trúc làm nóng trọng lực được coi là tự điều chỉnh, bởi vì nếu bạn thay đổi nhiệt độ của nước đun nóng, áp suất trên chất làm mát cũng sẽ thay đổi, có nghĩa là mức tiêu thụ của nó sẽ thay đổi.
Trong quá trình lắp đặt, lò hơi phải được đặt ở dưới cùng, bên dưới tất cả các phần tử khác, để đảm bảo đủ áp suất của chất làm mát.
Đường ống cho các hệ thống có tuần hoàn tự nhiên
Khi chọn đường kính của các đường ống, không chỉ kích thước của hệ thống và số lượng bộ tản nhiệt đóng vai trò, mà còn cả vật liệu tạo ra chúng, hay nói đúng hơn là độ nhẵn của các bức tường. Đối với hệ thống hấp dẫn, đây là một thông số rất quan trọng. Tình huống xấu nhất là đối với ống kim loại thông thường: bề mặt bên trong thô ráp, sau khi sử dụng lại càng không bằng phẳng do quá trình ăn mòn và cặn bẩn tích tụ trên thành ống. Do đó, các đường ống như vậy có đường kính lớn nhất.
Ống thép vài năm nữa có thể trông như thế này
Từ quan điểm này, nhựa kim loại và polypropylene gia cố được ưu tiên hơn cả. Nhưng các phụ kiện kim loại-nhựa được sử dụng để thu hẹp đáng kể khoảng hở, điều này có thể trở nên quan trọng đối với các hệ thống trọng lực. Do đó, polypropylene được gia cố trông thích hợp hơn. Nhưng chúng có hạn chế về nhiệt độ của chất làm mát: nhiệt độ hoạt động là 70 ° C, nhiệt độ cao nhất là 95 ° C. Đối với các sản phẩm làm bằng nhựa PPS đặc biệt, nhiệt độ hoạt động là 95 ° C, nhiệt độ đỉnh lên đến 110 ° C. Vì vậy, tùy thuộc vào lò hơi và toàn bộ hệ thống, có thể sử dụng các đường ống này, miễn là chúng là sản phẩm có thương hiệu chất lượng và không phải là hàng giả. Đọc thêm về ống polypropylene tại đây.
Kim loại-nhựa và polypropylene cũng có thể được sử dụng để lắp đặt hệ thống sưởi
Nhưng nếu nó được lên kế hoạch để lắp đặt một lò hơi đốt nhiên liệu rắn. thì không có polypropylene nào có thể chịu được tải nhiệt như vậy. Trong trường hợp này, hãy sử dụng thép, hoặc thép mạ kẽm và thép không gỉ trên các kết nối ren (không sử dụng hàn khi lắp đặt thép không gỉ, vì các đường nối bị rò rỉ rất nhanh)
Đồng cũng phù hợp (nó được viết về ống đồng ở đây), nhưng nó cũng có những đặc điểm riêng và phải được xử lý cẩn thận: nó sẽ không hoạt động bình thường với tất cả các chất làm mát, và tốt hơn là không sử dụng nó trong một hệ thống với nhôm. bộ tản nhiệt (chúng nhanh chóng sụp đổ)
Một đặc điểm của các hệ thống có tuần hoàn tự nhiên là chúng không thể tính toán được do sự hình thành của các dòng chảy hỗn loạn không thể tính toán được. Chúng được thiết kế dựa trên kinh nghiệm và được tính trung bình, rút ra từ kinh nghiệm, các chuẩn mực và quy tắc. Về cơ bản các quy tắc là:
- nâng cao điểm gia tốc càng cao càng tốt;
- không thu hẹp các đường ống cung cấp;
- đặt một số lượng đủ các phần của bộ tản nhiệt.
Sau đó, một cái khác được sử dụng: từ vị trí của nhánh đầu tiên và mỗi nhánh tiếp theo, chúng dẫn một đường ống có đường kính nhỏ hơn một bậc. Ví dụ, một đường ống dài 2 inch đến từ lò hơi, sau đó là 1 ¾ từ nhánh đầu tiên, sau đó là 1 ½, v.v. Chất thải được thu gom từ đường kính nhỏ hơn đến đường kính lớn hơn.
Có một số tính năng khác của việc lắp đặt hệ thống trọng lực. Đầu tiên - nên làm đường ống ở độ dốc 1-5%, tùy thuộc vào chiều dài của đường ống. Về nguyên tắc, với sự chênh lệch đủ về nhiệt độ và độ cao, hệ thống dây điện ngang cũng có thể được thực hiện, điều chính là không có đoạn nào có độ dốc âm (nghiêng theo hướng ngược lại), do sự hình thành các túi khí trong chúng, sẽ chặn sự chuyển động của dòng nước.
Hệ thống ống đơn trọng lực với dây dọc cho hai cánh (mạch)
Đặc điểm thứ hai là bình giãn nở và / hoặc lỗ thông khí phải được lắp đặt ở điểm cao nhất của hệ thống. Bình giãn nở có thể là loại mở (hệ thống cũng sẽ mở) hoặc màng (đóng).Khi lắp đặt một cửa thoát khí mở, không cần thiết phải thu gom ở điểm cao nhất - trong bể chứa và thoát ra khí quyển. Khi lắp đặt bể kiểu màng, cũng cần lắp thêm ống thông hơi tự động. Với hệ thống dây điện ngang, các vòi Mayevsky trên mỗi bộ tản nhiệt sẽ không gây cản trở - với sự trợ giúp của chúng, việc tháo tất cả các phích cắm không khí trong nhánh trở nên dễ dàng hơn.
Sơ đồ lắp đặt hệ thống sưởi trọng lực
Vì sự tuần hoàn của nước trong hệ thống sưởi ấm xảy ra mà không có sự tham gia của máy bơm, để dòng chất lỏng không bị cản trở qua các đường, chúng phải có đường kính lớn hơn so với sơ đồ mà lưu thông nước cưỡng bức. Hệ thống trọng lực hoạt động bằng cách giảm lực cản mà nước phải vượt qua: đường ống càng xa lò hơi, ống càng rộng.
Đun nóng nước với tuần hoàn tự nhiên có thể có hệ thống dây điện trên hoặc dưới. Khi hệ thống dây điện được thiết kế dưới dạng hai ống, nước nóng đi trực tiếp vào từng pin và không đi qua từng viên pin, như trong sơ đồ một ống.
Hệ thống dây điện phía trên, trong đó chất làm mát đầu tiên đi lên trần nhà và từ đó đi xuống pin, là phù hợp nhất để lắp đặt thiết kế như vậy. Nếu hệ thống dây được quy hoạch thấp hơn. thì một mạch tăng tốc đang được xây dựng: chênh lệch độ cao tại đó nước từ lò hơi đi lên đầu tiên, nơi nó đi vào thùng giãn nở ở điểm trên của đường ống, và sau đó đi xuống các bộ tản nhiệt.
Thiết bị gia nhiệt đặt càng cao thì áp suất bên trong đường ống càng cao. Vì vậy, ắc quy của các tầng trên thường nóng lên tốt hơn so với ắc quy ở các tầng dưới. Theo đó, nếu bạn thực hiện sưởi ấm bằng hai đường ống tuần hoàn tự nhiên, pin đặt ngang với lò hơi hoặc bên dưới sẽ không đủ ấm.
Để tránh tình trạng đó, phòng nồi hơi được chôn kỹ lưỡng, tạo áp suất đủ cao cho chất làm mát đi qua các đường ống với tốc độ cần thiết. Lò hơi được đặt trong tầng hầm, cách tâm của bộ phận gia nhiệt thấp nhất khoảng 3 mét. Ngược lại, các ống dẫn nước nóng được nâng lên càng cao càng tốt, đặt bình giãn nở ở điểm cao nhất của kết cấu, sau đó nước từ ống cấp sẽ đi xuống các bộ tản nhiệt.
Các loại hệ thống ống đơn
Trong hệ thống một đường ống, không có sự ngăn cách giữa đường ống trực tiếp và đường ống hồi lưu. Các bộ tản nhiệt được mắc nối tiếp và chất làm mát đi qua chúng sẽ nguội dần và quay trở lại lò hơi. Tính năng này giúp hệ thống tiết kiệm và đơn giản, nhưng yêu cầu cài đặt chế độ nhiệt độ và tính toán chính xác công suất của bộ tản nhiệt.
Một phiên bản đơn giản của hệ thống một ống chỉ thích hợp cho một ngôi nhà nhỏ một tầng. Trong trường hợp này, đường ống đi qua tất cả các bộ tản nhiệt trực tiếp mà không cần van điều khiển nhiệt độ. Kết quả là, những viên pin đầu tiên cùng với chất làm mát trở nên nóng hơn nhiều so với những viên pin cuối cùng.
Đối với các hệ thống mở rộng, hệ thống dây này không phù hợp. sau khi tất cả, sự làm mát của chất làm mát sẽ đáng kể. Đối với họ, họ sử dụng hệ thống ống đơn Leningradka, trong đó đường ống chung có các ổ cắm điều chỉnh cho mỗi bộ tản nhiệt. Nhờ đó, nước làm mát trong đường ống chính được phân bổ đều hơn khắp tất cả các phòng. Cách bố trí hệ thống ống đơn trong các tòa nhà nhiều tầng được phân chia theo chiều ngang và chiều dọc.
Dây ngang
Với hệ thống dây điện ngang, một đường ống thẳng đi lên tầng trên cùng dọc theo ống nâng chính. Một đường ống nằm ngang khởi hành từ nó trên mỗi tầng, đi tuần tự qua tất cả các pin ở tầng này.
Chúng được kết hợp thành một bộ tăng dòng trở lại và được đưa trở lại lò hơi hoặc lò hơi. Các vòi điều chỉnh nhiệt độ được đặt trên mỗi tầng và vòi Mayevsky nằm trên mỗi bộ tản nhiệt.Hệ thống dây ngang có thể được thực hiện bằng cả dòng chảy và hệ thống Leningradka.
Hệ thống dây dọc
Với kiểu đi dây này, chất làm mát nóng đi lên tầng trên cùng hoặc tầng áp mái, và từ đó nó đi qua các ống nâng thẳng đứng qua tất cả các tầng đến tầng thấp nhất. Ở đó, các riser được kết hợp thành một dòng trả về. Một hạn chế đáng kể của hệ thống này là sưởi ấm không đồng đều trên các tầng khác nhau, không thể điều chỉnh bằng hệ thống dòng chảy.
Việc lựa chọn hệ thống dây điện cho một ngôi nhà riêng phụ thuộc chủ yếu vào cách bố trí của nó. Với diện tích sàn lớn và số tầng nhỏ của ngôi nhà, tốt hơn nên chọn hệ thống dây điện dọc, để bạn có thể đạt được nhiệt độ đồng đều hơn trong mỗi phòng. Nếu diện tích nhỏ, tốt hơn nên chọn dây ngang, vì nó dễ điều chỉnh hơn. Ngoài ra, với kiểu đi dây ngang, bạn không phải đục thêm lỗ trên trần nhà.
Video: hệ thống sưởi một đường ống
Nguyên lý hoạt động của hệ thống tuần hoàn tự nhiên
Sơ đồ sưởi ấm của một ngôi nhà riêng với sự lưu thông tự nhiên là phổ biến do những ưu điểm sau:
- Dễ dàng cài đặt và bảo trì.
- Không cần lắp thêm thiết bị.
- Độc lập về năng lượng - không yêu cầu thêm chi phí điện trong quá trình vận hành. Trong trường hợp mất điện, hệ thống sưởi vẫn tiếp tục hoạt động.
Nguyên tắc hoạt động của đun nước nóng, sử dụng tuần hoàn trọng lực, dựa trên các quy luật vật lý. Khi đun nóng, khối lượng riêng và khối lượng của chất lỏng giảm, và khi môi chất lỏng nguội đi, các thông số trở về trạng thái ban đầu.
Đồng thời, thực tế không có áp suất trong hệ thống sưởi. Trong công thức kỹ thuật nhiệt, tỷ lệ là 1 atm. cứ 10 m áp suất cột nước. Tính toán hệ thống sưởi của tòa nhà 2 tầng sẽ cho thấy áp suất thủy tĩnh không vượt quá 1 atm. trong các tòa nhà một tầng 0,5-0,7 atm.
Vì chất lỏng tăng thể tích khi đun nóng nên để lưu thông tự nhiên, sẽ cần một bình giãn nở. Nước đi qua mạch nước của lò hơi được đốt nóng, làm tăng thể tích. Bình giãn nở phải được đặt trên nguồn cung cấp chất làm mát, ở phía trên cùng của hệ thống sưởi. Nhiệm vụ của bình đệm là bù lại sự gia tăng thể tích chất lỏng.
Hệ thống sưởi ấm tự tuần hoàn có thể được sử dụng trong nhà riêng, có thể thực hiện các kết nối sau:
- Kết nối với hệ thống sưởi dưới sàn - yêu cầu lắp đặt máy bơm tuần hoàn, chỉ trên mạch nước đặt trong sàn. Phần còn lại của hệ thống sẽ tiếp tục hoạt động với tuần hoàn tự nhiên. Sau khi cúp điện, căn phòng sẽ tiếp tục được sưởi ấm bằng cách sử dụng các bộ tản nhiệt đã lắp đặt.
- Làm việc với lò hơi làm nóng nước gián tiếp - có thể kết nối với hệ thống có tuần hoàn tự nhiên mà không cần kết nối thiết bị bơm. Để làm được điều này, lò hơi được lắp đặt ở trên cùng của hệ thống, ngay bên dưới bình giãn nở không khí kiểu kín hoặc hở. Nếu không được, thì máy bơm được lắp trực tiếp trên bình chứa, lắp thêm van một chiều để tránh tuần hoàn nước làm mát.
Trong các hệ thống có tuần hoàn trọng lực, chuyển động của chất làm mát được thực hiện bởi trọng lực. Do sự giãn nở tự nhiên, chất lỏng được nung nóng dâng lên phần tăng tốc, và sau đó, dưới một độ dốc, "chảy xuống" qua các đường ống nối với bộ tản nhiệt trở lại lò hơi.
Tăng nhiệt độ
Một yếu tố khác là sự khác biệt giữa mật độ của nước lạnh và nước nóng. Chúng tôi lưu ý thực tế sau - sưởi ấm bằng tuần hoàn tự nhiên là một loại tự điều chỉnh. Do đó, nếu bạn tăng nhiệt độ đun nước, thì tốc độ dòng chảy của nó sẽ thay đổi và áp suất tuần hoàn trở nên cao hơn.
Sự gia nhiệt mạnh của chất lỏng ở mức độ lớn góp phần làm cho quá trình lưu thông nhanh hơn. Nhưng điều này chỉ xảy ra trong phòng lạnh: khi nhiệt độ không khí trong đó đạt đến một điểm nhất định, pin sẽ hạ nhiệt chậm hơn nhiều.
Mật độ của cả nước đun nóng trong nồi hơi và nước đã có trong các bộ tản nhiệt gần như bằng nhau. Áp suất sẽ giảm, sự tuần hoàn nhanh của nước sẽ được thay thế bằng một vòng tuần hoàn đo được bên trong hệ thống.
Ngay sau khi nhiệt độ của khuôn viên nhà riêng giảm xuống một mức độ nhất định, đây sẽ là tín hiệu làm tăng áp suất. Hệ thống sẽ cố gắng cân bằng các điều kiện nhiệt độ. Để làm điều này, bạn sẽ phải khởi động lại quá trình lưu thông nhanh. Đây là nơi bắt nguồn khả năng tự điều chỉnh.
Tóm lại, quy tắc như sau - sự thay đổi một lần về nhiệt độ và thể tích của nước cho phép bạn có được sản lượng nhiệt mong muốn từ pin để sưởi ấm không gian.
Kết quả là, các điều kiện nhiệt độ thoải mái được duy trì.
Chương trình hành động
Hệ thống đun nước bao gồm lò hơi (máy nước nóng), các đường ống cấp và hồi, cũng như thiết bị đun nóng, bình giãn nở và van an toàn. Chất lỏng được làm nóng đến nhiệt độ mong muốn trong nồi hơi và đi vào đường ống cung cấp và ống nâng do giãn nở.
Từ đó, nó đi vào thiết bị sưởi - pin và bộ tản nhiệt, nơi nó tỏa ra một phần nhiệt. Sau đó, đường ống hồi lưu sẽ đưa nước đến lò hơi, nơi nó lại được làm nóng đến nhiệt độ mong muốn. Chu kỳ lặp lại miễn là hệ thống hoạt động.
Điều quan trọng cần nhớ là các đường ống nằm ngang được lắp với độ dốc liên quan đến chuyển động của môi chất làm việc.
Thiết kế hệ thống sưởi với tuần hoàn cưỡng bức
Sơ đồ sưởi nhà chi tiết
Nhiệm vụ chính để tự lắp đặt hệ thống sưởi nước bằng máy bơm tuần hoàn là vẽ sơ đồ chính xác. Để làm điều này, bạn cần một sơ đồ của ngôi nhà, trên đó vị trí của các đường ống, bộ tản nhiệt, van và các nhóm an toàn được áp dụng.
Hệ thống tính toán
Ở giai đoạn lập sơ đồ, cần phải tính toán chính xác các thông số của máy bơm cho hệ thống sưởi cưỡng bức của nhà riêng. Để làm điều này, bạn có thể sử dụng các chương trình đặc biệt hoặc tự thực hiện các phép tính. Có một số công thức đơn giản sẽ giúp thực hiện phép tính:
Trong đó Rn là công suất định mức của máy bơm, kW, p là khối lượng riêng của chất làm mát, đối với nước chỉ số này là 0,998 g / cm³, Q là tốc độ dòng chảy của chất làm mát, l, N là áp suất cần thiết, m.
Một ví dụ về chương trình tính toán nhiệt độ
Để tính toán chỉ số áp suất trong hệ thống sưởi cưỡng bức của một ngôi nhà, cần phải biết tổng điện trở của đường ống và nguồn cung cấp nhiệt nói chung. Than ôi, nó gần như là không thể để làm điều đó cho mình. Để làm điều này, bạn nên sử dụng hệ thống phần mềm đặc biệt.
Sau khi tính toán điện trở của đường ống trong hệ thống đun nước nóng có tuần hoàn, có thể tính chỉ số áp suất cần thiết theo công thức sau:
Trong đó H là đầu tính toán, m, R là điện trở của đường ống, L là chiều dài đoạn thẳng lớn nhất của đường ống, m, ZF là hệ số, thường lấy bằng 2,2.
Dựa trên kết quả thu được, mô hình tối ưu của bơm tuần hoàn được chọn.
Nếu các chỉ số công suất của máy bơm được tính toán cho hệ thống sưởi tuần hoàn cưỡng bức tự lắp đặt là lớn, thì nên mua các kiểu máy ghép nối.
Lắp đặt hệ thống sưởi với tuần hoàn
Ví dụ về việc lắp đặt giấu kín hệ thống sưởi bộ thu nhiệt
Dựa trên dữ liệu tính toán, các đường ống có đường kính yêu cầu được chọn và các van đóng ngắt được chọn cho chúng. Tuy nhiên, sơ đồ không hiển thị phương pháp lắp thùng xe. Đường ống có thể được cài đặt theo cách ẩn hoặc mở. Đầu tiên được khuyến nghị chỉ được sử dụng khi hoàn toàn tin tưởng vào độ tin cậy của toàn bộ hệ thống sưởi của ngôi nhà riêng có tuần hoàn cưỡng bức.
Cần phải nhớ rằng chất lượng của các thành phần của hệ thống sẽ phụ thuộc vào hiệu suất và hiệu suất của nó. Đặc biệt, điều này áp dụng cho vật liệu sản xuất ống và van. Ngoài ra, đối với sơ đồ hai đường ống của hệ thống sưởi tuần hoàn cưỡng bức, nên chú ý đến lời khuyên của các chuyên gia:
- Lắp đặt nguồn điện khẩn cấp cho máy bơm tuần hoàn trong trường hợp mất điện;
- Khi sử dụng chất chống đông làm chất làm mát, hãy kiểm tra tính tương thích của chất này với các vật liệu sản xuất đường ống, bộ tản nhiệt và lò hơi;
- Theo sơ đồ sưởi ấm trong nhà với tuần hoàn cưỡng bức, lò hơi nên được đặt ở điểm thấp nhất của hệ thống;
- Ngoài công suất máy bơm, cần tính toán đến bình giãn nở.
Công nghệ lắp đặt hệ thống sưởi kiểu tuần hoàn không khác tiêu chuẩn
Điều quan trọng là phải tính đến các tính năng của ngôi nhà đường viền - vật liệu để làm tường, sự mất nhiệt của nó. Sau này ảnh hưởng trực tiếp đến sức mạnh của toàn bộ hệ thống.
Phân tích các thông số của hệ thống sưởi với tuần hoàn cưỡng bức sẽ giúp hình thành ý kiến khách quan về nó:
Nó là gì
Nếu một hệ thống có tuần hoàn cưỡng bức yêu cầu giảm áp suất được tạo ra bởi một máy bơm tuần hoàn hoặc được cung cấp bởi kết nối với một nguồn nhiệt chính, thì hình ảnh sẽ khác. Sưởi ấm bằng tuần hoàn tự nhiên sử dụng một hiệu ứng vật lý đơn giản - sự giãn nở của chất lỏng khi được làm nóng.
Nếu chúng ta loại bỏ các yếu tố kỹ thuật, sơ đồ cơ bản của công việc như sau:
- Lò hơi làm nóng một lượng nước nhất định. Vì vậy, tất nhiên, nó nở ra và do mật độ thấp hơn, bị dịch chuyển lên trên bởi một khối chất làm mát lạnh hơn.
- Sau khi tăng lên đến điểm trên cùng của hệ thống sưởi, nước dần dần nguội đi bằng trọng lực mô tả một vòng tròn xuyên qua hệ thống sưởi và quay trở lại lò hơi. Đồng thời, nó tỏa nhiệt ra các bộ gia nhiệt và đến lúc ở bộ trao đổi nhiệt lại có khối lượng riêng lớn hơn lúc đầu. Sau đó chu kỳ lặp lại.
Hữu ích: tất nhiên, không có gì ngăn cản bạn bao gồm một máy bơm tuần hoàn trong mạch. Ở chế độ bình thường, nó sẽ cung cấp lưu thông nước nhanh hơn và làm nóng đồng đều, và trong trường hợp không có điện, hệ thống sưởi sẽ hoạt động theo tuần hoàn tự nhiên.
Hoạt động của máy bơm trong hệ thống tuần hoàn tự nhiên.
Bức ảnh cho thấy vấn đề tương tác giữa máy bơm và hệ thống tuần hoàn tự nhiên được giải quyết như thế nào. Khi máy bơm hoạt động, van một chiều được kích hoạt và tất cả nước sẽ đi qua máy bơm. Cần tắt nó đi - van mở và nước lưu thông qua một đường ống dày hơn do sự giãn nở nhiệt.
Nồi hơi cho hệ thống trọng lực
Vì các sơ đồ như vậy chủ yếu cần thiết cho một thiết bị không phụ thuộc vào điện, nên các lò hơi cũng phải hoạt động mà không cần sử dụng điện. Nó có thể là bất kỳ thiết bị không tự động nào, ngoại trừ các thiết bị dạng viên và điện.
Thông thường, nồi hơi nhiên liệu rắn hoạt động trong hệ thống có tuần hoàn tự nhiên. Chúng tốt cho tất cả mọi người, nhưng trong nhiều mô hình, nhiên liệu sẽ nhanh chóng cháy hết. Và nếu có sương giá nghiêm trọng bên ngoài cửa sổ, và ngôi nhà không đủ cách nhiệt, thì để duy trì nhiệt độ chấp nhận được vào ban đêm, bạn phải đứng dậy và đổ xăng. Đặc biệt tình trạng này thường thấy ở những nơi đun củi. Cách giải quyết là mua một lò hơi đốt lâu (tất nhiên là không bay hơi). Ví dụ, trong lò hơi đốt nhiên liệu rắn ở Litva, Stropuva, trong những điều kiện nhất định, củi cháy tới 30 giờ, và than (antraxit) lên đến vài ngày. Các thông số kỹ thuật của nồi hơi đốt nến kém hơn một chút: thời gian đốt củi tối thiểu là 7 giờ, đối với than - 34 giờ. Có các lò hơi không có tự động hóa và máy bơm và công ty Buderus của Đức, Viadrus của Séc và Wikchlach của Ba Lan-Ukraine, cũng như các nhà sản xuất của Nga: Energiya, Ogonyok.
Nồi hơi đốt lâu không bay hơi Stropuva
Có những nồi hơi không bay hơi bằng khí đốt do Nga sản xuất, ví dụ như Conord. được sản xuất tại Rostov-on-Don. Chúng có thể được sử dụng trong các hệ thống có tuần hoàn tự nhiên. Cùng một nhà máy sản xuất nồi hơi đa năng không phụ thuộc năng lượng "Don", cũng thích hợp để vận hành mà không cần điện. Các nồi hơi khí đốt sàn của công ty Bertta của Ý - kiểu Novella Autonom và một số đơn vị khác của các nhà sản xuất châu Âu và châu Á làm việc trong hệ thống tuần hoàn tự nhiên.
Cách thứ hai, sẽ giúp tăng thời gian giữa các hộp cứu hỏa, là tăng quán tính của hệ thống. Đối với điều này, bộ tích lũy nhiệt (TA) được lắp đặt. Chúng hoạt động tốt với lò hơi đốt nhiên liệu rắn, không có khả năng điều chỉnh cường độ đốt cháy: nhiệt thừa được chuyển đến bộ tích nhiệt, trong đó năng lượng được tích lũy và tiêu thụ khi chất làm mát nguội đi trong hệ thống chính. Kết nối của một thiết bị như vậy có đặc điểm riêng của nó: nó phải được đặt trên đường ống cung cấp ở phía dưới. Hơn nữa, để khai thác nhiệt hiệu quả và hoạt động bình thường - càng gần lò hơi càng tốt. Tuy nhiên, đối với các hệ thống hấp dẫn, giải pháp này không phải là tốt nhất. Chúng chuyển sang chế độ tuần hoàn bình thường một cách từ từ, nhưng chúng tự điều chỉnh: càng ở trong phòng càng lạnh, chất làm mát càng giảm đi qua các bộ tản nhiệt. Sự khác biệt về nhiệt độ càng lớn thì sự chênh lệch tỷ trọng càng lớn và chất làm mát di chuyển càng nhanh. Và TA được cài đặt làm cho hệ thống sưởi theo quán tính hơn, và cần nhiều thời gian và nhiên liệu hơn để tăng tốc. Đúng, và nhiệt tỏa ra lâu hơn. Nói chung, nó tùy thuộc vào bạn.
Để ổn định nhiệt độ trong hệ thống, một bộ tích lũy nhiệt được lắp đặt.
Các vấn đề tương tự đối với hệ thống sưởi bếp với tuần hoàn tự nhiên. Ở đây, bản thân mảng lò đóng vai trò tích tụ nhiệt, đồng thời cần rất nhiều năng lượng (nhiên liệu) để tăng tốc hệ thống. Nhưng trong trường hợp sử dụng TA, thông thường có thể loại trừ nó, và trong trường hợp lò luyện, điều này là không thực tế.
Từ các định luật vật lý
Giả sử rằng trong bộ tản nhiệt và lò hơi, nhiệt độ của chất lỏng thay đổi nhảy dọc theo các trục trung tâm: phần trên chứa chất lỏng nóng và phần dưới chứa chất lỏng lạnh.
Nước nóng có tỷ trọng thấp hơn, làm giảm trọng lượng của nó so với nước lạnh. Kết quả là, hệ thống sưởi ấm bao gồm hai bình thông nhau đóng vào nhau, trong đó chất lỏng di chuyển từ trên xuống dưới.
Cột cao được tạo thành bởi nước làm mát có trọng lượng lớn, khi đến bộ tản nhiệt sẽ đẩy ra cột thấp. Kết quả là, chất lỏng nóng được đẩy và tuần hoàn xảy ra.
Các loại hệ thống sưởi với tuần hoàn trọng lực
Mặc dù có thiết kế đơn giản của hệ thống làm nóng nước với sự tự lưu thông của chất làm mát, nhưng có ít nhất bốn phương án lắp đặt phổ biến. Việc lựa chọn loại dây phụ thuộc vào đặc điểm của chính tòa nhà và hiệu suất dự kiến.
Để xác định sơ đồ nào sẽ hoạt động, trong từng trường hợp riêng biệt, yêu cầu thực hiện tính toán thủy lực của hệ thống, tính đến các đặc tính của bộ gia nhiệt, tính toán đường kính ống, v.v. Bạn có thể cần sự trợ giúp của chuyên gia khi tính toán.
Hệ thống khép kín với lưu thông trọng lực
Ở các nước EU, hệ thống khép kín là phổ biến nhất trong số các giải pháp khác. Ở Liên bang Nga, chương trình này vẫn chưa được sử dụng rộng rãi. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống đun nước nóng kiểu kín có tuần hoàn không bơm như sau:
- Khi đun nóng, chất làm mát nở ra, nước bị dịch chuyển ra khỏi mạch đốt nóng.
- Dưới áp suất, chất lỏng đi vào một thùng giãn nở màng kín. Thiết kế của thùng chứa là một khoang được chia bởi một lớp màng thành hai phần. Một nửa của bình chứa đầy khí (hầu hết các mô hình sử dụng nitơ).Phần thứ hai vẫn còn trống để đổ đầy chất làm mát.
- Khi chất lỏng được làm nóng, áp suất được tạo ra đủ để đẩy qua màng và nén nitơ. Sau khi làm mát, quá trình ngược lại xảy ra, và khí nén ép nước ra khỏi bình.
Mặt khác, các hệ thống kiểu kín hoạt động giống như các hệ thống sưởi tuần hoàn tự nhiên khác. Như bất lợi, người ta có thể chỉ ra sự phụ thuộc vào thể tích của bình giãn nở. Đối với những căn phòng có diện tích sưởi ấm lớn, bạn sẽ cần lắp đặt một bình chứa có dung tích lớn, điều này không phải lúc nào cũng được khuyến khích.
Hệ thống mở với lưu thông trọng lực
Hệ thống sưởi ấm kiểu hở khác với kiểu trước đây chỉ ở thiết kế của bình giãn nở. Đề án này thường được sử dụng nhất trong các tòa nhà cũ. Ưu điểm của hệ thống mở là khả năng tự sản xuất các thùng chứa từ các vật liệu ngẫu hứng. Bể thường có kích thước khiêm tốn và được lắp đặt trên mái nhà hoặc dưới trần phòng khách.
Nhược điểm chính của cấu trúc hở là sự xâm nhập của không khí vào các đường ống và bộ tản nhiệt làm nóng, dẫn đến tăng ăn mòn và nhanh hỏng các bộ phận làm nóng. Hệ thống phát sóng cũng là một "khách" thường xuyên trong các mạch hở. Do đó, bộ tản nhiệt được lắp đặt ở một góc, cần cẩu Mayevsky để làm chảy khí.
Hệ thống ống đơn tự lưu thông
Giải pháp này có một số ưu điểm:
- Không có đường ống được ghép nối dưới trần nhà và trên mặt sàn.
- Tiết kiệm tiền cài đặt hệ thống.
Những nhược điểm của một giải pháp như vậy là rõ ràng. Sản lượng nhiệt của bộ tản nhiệt sưởi ấm và cường độ sưởi ấm của chúng giảm dần theo khoảng cách từ lò hơi. Như thực tế cho thấy, hệ thống sưởi ống đơn của một ngôi nhà hai tầng lưu thông tự nhiên, ngay cả khi quan sát được tất cả các độ dốc và chọn đúng đường kính ống, thường được làm lại (bằng cách lắp đặt thiết bị bơm).
Hệ thống hai ống tự lưu thông
Hệ thống sưởi hai ống trong nhà riêng có lưu thông tự nhiên có các đặc điểm thiết kế sau:
- Cung cấp và hồi lưu dòng chảy qua các đường ống riêng biệt.
- Đường ống cung cấp được kết nối với mỗi bộ tản nhiệt thông qua một đầu vào.
- Pin được kết nối với đường trở lại bằng bút kẻ mắt thứ hai.
Kết quả là, hệ thống tản nhiệt kiểu hai ống cung cấp những ưu điểm sau:
- Phân bố nhiệt đồng đều.
- Không cần thêm bộ phận tản nhiệt để khởi động tốt hơn.
- Điều chỉnh hệ thống dễ dàng hơn.
- Đường kính của mạch nước nhỏ hơn ít nhất một kích thước so với các sơ đồ ống đơn.
- Thiếu các quy tắc nghiêm ngặt để lắp đặt hệ thống hai đường ống. Cho phép sai lệch nhỏ về độ dốc.
Ưu điểm chính của hệ thống sưởi hai đường ống với hệ thống dây điện phía dưới và phía trên là sự đơn giản và đồng thời hiệu quả của thiết kế, cho phép bạn san lấp các lỗi thực hiện trong tính toán hoặc trong quá trình lắp đặt.
Tính toán công suất
Sản lượng nhiệt hiệu dụng của lò hơi được tính theo cách tương tự như trong tất cả các trường hợp khác.
Theo khu vực
Cách đơn giản nhất là tính toán do SNiP đề xuất cho diện tích \ u200b \ u200bộ phòng. 1 kW nhiệt điện sẽ rơi vào 10 m2 diện tích của căn phòng. Đối với các vùng phía Nam, lấy hệ số 0,7 - 0,9, cho vùng giữa của cả nước - 1,2 - 1,3, cho các vùng Viễn Bắc - 1,5-2,0.
Giống như bất kỳ phép tính sơ bộ nào, phương pháp này bỏ qua nhiều yếu tố:
- Chiều cao trần. Nó còn lâu mới là tiêu chuẩn 2,5 mét ở mọi nơi.
- Nhiệt rò rỉ qua các khe hở.
- Vị trí của căn phòng bên trong nhà hoặc dựa vào các bức tường bên ngoài.
Tất cả các phương pháp tính toán đều cho sai số lớn nên nhiệt điện thường được đưa vào dự án với một số biên độ.
Theo khối lượng, có tính đến các yếu tố bổ sung
Một bức tranh chính xác hơn sẽ đưa ra một phương pháp tính toán khác.
- Công suất nhiệt 40 watt trên một mét khối thể tích không khí trong phòng được lấy làm cơ sở.
- Hệ số khu vực cũng được áp dụng trong trường hợp này.
- Mỗi cửa sổ kích thước tiêu chuẩn thêm 100 watt vào tính toán của chúng tôi. Mỗi cửa 200 cái.
- Vị trí của căn phòng gần bức tường bên ngoài sẽ cho, tùy thuộc vào độ dày và vật liệu của nó, hệ số 1,1 - 1,3.
- Một ngôi nhà riêng, trong đó phía dưới và phía trên không phải là các căn hộ lân cận ấm áp mà là đường phố, được tính hệ số 1,5.
Tuy nhiên: và phép tính này sẽ RẤT gần đúng. Chỉ cần nói rằng trong các ngôi nhà tư nhân được xây dựng bằng công nghệ tiết kiệm năng lượng, dự án bao gồm công suất sưởi 50-60 watt cho mỗi mét vuông. Quá nhiều được xác định bởi sự rò rỉ nhiệt qua các bức tường và trần nhà.
Ưu điểm của việc lắp đặt hệ thống hai ống
Khi thiết kế hệ thống sưởi nước với tuần hoàn cưỡng bức cho một ngôi nhà riêng, họ chọn phương án một ống hoặc hai ống dựa trên khả năng vật liệu của chủ nhà. Hệ thống một ống rẻ hơn, dễ lắp đặt hơn và hệ thống hai ống hoạt động hiệu quả hơn. Khi lắp đặt hệ thống sưởi hai đường ống nằm ngang, có thể thực hiện ba phương án bố trí đường ống: đường ống cụt, đường ống liên kết và ống góp.
Ba phương án cho thiết bị của hệ thống sưởi hai ống nằm ngang trong nhà riêng: A) đường cụt; B) đi qua; B) bộ thu (chùm)
Chúng tôi lưu ý ngay rằng cách bố trí sau, cụ thể là cách bố trí đường ống thu gom, có hiệu quả lớn nhất. Tuy nhiên, việc thực hiện nó làm tăng mức tiêu thụ vật liệu, cũng như sự phức tạp của công việc lắp đặt.
