أي من الطرق العديدة يُمكن استخدامها؟ كيفية توليد الضغط في نظام التدفئة

إن تشغيل نظام التدفئة المركزية أمر مستحيل بدون وجود مفهوم فيزيائي وهو الضغط.

ومن المهم التحكم في مستواه، لأنه كفاءة تدفئة المبنى تعتمد على هذا والأهم من ذلك، السلامة التشغيلية.

قد يؤدي الضغط الزائد في الأنابيب إلى تسرب أو حتى تعطل نظام التدفئة، مع عواقب وخيمة على المستأجر والجيران. وإذا كان المؤشر منخفضًا جدًا، فلن تبقى درجة حرارة الغرفة عند المستوى المطلوب.

الضغط هو القوة التي تؤثر على جدران خط الأنابيب والمشعات و على سائل التبريد نفسه، مما يجبره على التحرك على طول المحيط وأداء وظيفته الرئيسية: نقل الحرارة.

أنواع الضغط

ينقسم الضغط في نظام التدفئة إلى ثابت وديناميكي.

ثابت

الضغط الهيدروستاتيكي هو الضغط الذي يمارسه الوزن الهائل للماء في النظام.يعتمد ذلك على ارتفاع عمود الماء، وبالتالي على عدد طوابق المبنى. في أعلى نقطة من المحيط، يساوي صفر.

متحرك

مثل هذا الضغط يتم إنشاؤها في المقام الأول بواسطة مضخات الدورة الدموية، وأيضا الحمل الحراري (حركة السائل بسبب اختلاف درجات الحرارة) عند تسخينه.

بالإضافة إلى ما سبق، يتأثر المستوى الديناميكي بمنظمات التدفئة المثبتة على المشعات وفي غرفة المرجل.

كيفية إنشاء الضغط وإضافته إلى نظام التدفئة

لإنشاء أو إضافة الضغط في نظام التدفئة، يتم استخدام عدة طرق.

اختبار الضغط

اختبار الضغط هو عملية ملء نظام التدفئة في البداية سائل تبريد مع خلق مؤقت للضغط يتجاوز ضغط العمل.

يمكن إجراء هذه العملية بطريقتين:

• ربط دائرة التدفئة بخط أنابيب إمداد المياه و ملء النظام تدريجيًا إلى القيم المطلوبة مع التحكم بمقياس الضغط. هذه الطريقة غير مناسبة إذا لم يكن ضغط الماء في مصدر المياه كافيًا.
• استخدام المضخات اليدوية أو الكهربائية. عندما يتوفر سائل تبريد في الدائرة، ولكن الضغط غير كافٍ، تُستخدم مضخات خاصة لاختبار الضغط. يُسكب السائل في خزان المضخة، ويُرفع الضغط إلى المستوى المطلوب.

الصورة ١. عملية اختبار ضغط نظام التدفئة. تُستخدم مضخة يدوية لاختبار الضغط.

فحص خط التدفئة الرئيسي بحثًا عن الإحكام والتسربات

الهدف الرئيسي من اختبار الضغط هو تحديد العناصر المعيبة في نظام التدفئة في وضع التشغيل الأقصى لتجنب الحوادث أثناء التشغيل. لذلك، فإن الخطوة التالية بعد هذا الإجراء هي فحص جميع العناصر بحثًا عن أي تسريبات. يُجرى اختبار الإحكام عن طريق قياس انخفاض الضغط خلال فترة زمنية محددة بعد اختبار الضغط. تتكون العملية من مرحلتين:

• فحص بارد، حيث تُملأ الدائرة بالماء البارد. خلال نصف ساعة، يجب ألا ينخفض ​​مستوى الضغط أكثر من بمقدار 0.06 ميجا باسكال. لمدة 120 دقيقة لا ينبغي أن يكون السقوط أكثر من 0.02 ميجا باسكال.
• فحص ساخنيتم تنفيذ نفس الإجراء، ولكن بالماء الساخن.

وبناء على نتائج الخريف، استنتاج حول إحكام نظام التدفئةفي حالة اجتياز الاختبار، يتم إعادة ضبط مستوى الضغط في خط الأنابيب إلى قيم التشغيل عن طريق إزالة سائل التبريد الزائد.

كيفية الحساب

حساب الضغط في نظام التدفئة ضروري لسببين: لضمان دوران سائل التبريد ومنع انخفاض الضغط على بعض عناصر الدائرة بسبب تجاوز ضغط عملها.

لكي يتحرك سائل التبريد عبر خط الأنابيب، من الضروري خلق ضغط ديناميكي أكبر من الضغط الساكن:

• في مخطط الدورة الطبيعية - يتجاوز المستوى الثابت قليلاً.
• مع الدورة الدموية القسريةيجب أن تكون القيمة الديناميكية أكبر قدر ممكن من القيمة الثابتة للحصول على أقصى قدر من الكفاءة.

صيغة تحديد الضغط الهيدروستاتيكي هي ص = ρغ، أو تبسيطًا للمياه - ص = 10000ح، أين ح - ارتفاع عمود الماء في نظام التدفئة.

يُعرَّف ضغط التشغيل بأنه مجموع الضغط الساكن عند ارتفاع مُحدَّد للدائرة والضغط الديناميكي الناتج عن المضخة أو عملية الحمل الحراري. يكون التأثير الأقصى على الأنابيب عند أدنى نقطة في النظام، بينما يكون في أدنى مستوياته.

صيانة

بمجرد تكوينه وتشغيله، لا يمكن لنظام التدفئة أن يعمل إلى الأبد: مع مرور الوقت تتدهور الخصائصمما يؤدي إلى ضعف تدفئة المكان. مؤشر جودة التدفئة هو الضغط، ويمكن من خلال تغيراته تحديد المشاكل.

للتدفئة بالدوران القسري، انخفاض الضغط قد يكون سببها الأسباب التالية:

• تسريبات في الدائرة؛
• مشاكل في المضخات (عطل، تلوث، ضعف إمداد الطاقة)؛
• تلف غشاء خزان التمدد؛
• خلل في وحدة السلامة.

قد يؤدي ما يلي إلى زيادة الضغط:

• درجة حرارة سائل التبريد مرتفعة جدًا؛
• مقطع عرضي صغير لخط الأنابيب؛
• تلوث المرشحات أو سائل التبريد؛
• تكوين أقفال الهواء؛
• وضع تشغيل المضخة غير صحيح.

في نظام التدفئة ذو الدورة الطبيعية لا تنشأ مشكلة زيادة الضغط ولكن قد يحدث انخفاضه ولكن هذه عملية طبيعية.

الحقيقة هي أن الدورة الطبيعية تعني تنظيم ضغط سائل التبريد ذاتيًا، إذ يتحرك عبر الأنابيب. بسبب الفرق في درجة الحرارة بين العودة والإمداد: يطفو الماء الساخن الأقل كثافة. وبالتالي، كلما ارتفعت درجة حرارة الغلاية، زاد الضغط. لكن فرق درجات الحرارة سينخفض ​​عند تدفئة الغرف، وبالتالي، عند الوصول إلى درجة حرارة الهواء المطلوبة في الغرفة، سينخفض ​​الضغط.

انخفاض الضغط

انخفاض ضغط التدفئة هو فرق الضغط بين أنابيب الإمداد والعودة، والذي يُحدث دوران سائل التبريد. هذا الانخفاض هو ضغط التشغيل في النظام. تعتمد قيمتها المطلوبة على ارتفاع المبنى:

• في منازل من طابق واحد في مخطط الدورة الطبيعية - 0.1 ميجا باسكال لكل 10 أمتار من الارتفاع؛
• في المباني المنخفضة الارتفاع في مخطط مغلق — 0.2-0.4 ميجا باسكال؛
• في المباني الشاهقة — حتى 1 ميجا باسكال.

الحساب الهيدروليكي وتركيب خطوط الأنابيب

الحساب الهيدروليكي يتم إنتاجه في مرحلة التصميم وهو أساس عمل النظام. صيغ الهيدروليك معقدة للغاية وتتجاوز نطاق هذه المقالة، لذا سنسرد نتائجها الرئيسية، موضحين أن يمكن أن يؤثر على انخفاض الضغط:

• مواد الأنابيب. أما الأنابيب الأكثر خشونة، مثل الأسمنت الأسبستي أو الأنابيب الفولاذية، فسوف تؤدي إلى إبطاء تدفق السائل بعد الاستخدام لفترة طويلة.

  

  الصورة ٢. انسداد أنابيب التدفئة. قد يؤدي ذلك إلى اختلال الضغط في نظام التدفئة.

• الانتقالات من قسم أكبر إلى قسم أصغر.
• المنعطفات والانحناءات - زيادة المقاومة الهيدروليكية لخط الأنابيب.
• الهيكل الداخلي للمشعات و مقطعهم العرضي.
• صمامات الإغلاق والتحكم.

أثناء الحسابات يتم تحديد سرعة حركة المياه أيضًا، وقيمتها المثلى هي 0.3-0.7 م/ثانية. عند القيم المنخفضة، قد تتشكل أقفال هوائية وقد يكون انتشار درجة الحرارة بين المشعات كبيرًا جدًا، بينما عند القيم الأعلى، سيحدث ضوضاء من حركة السائل وسيزداد تآكل خط الأنابيب بواسطة جزيئات كاشطة صغيرة في سائل التبريد.

تأثير درجة حرارة سائل التبريد

عند تسخينه، يزداد حجم الماء، مما يؤدي إلى زيادة الضغط. على سبيل المثال، عند درجة حرارة 20 درجة مئوية يمكنه أن يكبر بمقدار 0.1 ميجا باسكال، وعند 70 درجة مئوية بمقدار 0.2 ميجا باسكال. وبالتالي، يمكن أيضًا استخدام تغيير درجة تسخين الماء لتنظيم الضغط.

مضخات الدورة الدموية

مهمة مضخة الدورة هي إنشاء فرق في الضغط لحركة سائل التبريد. في المباني المنخفضة الارتفاع، يكفي تركيب مضخة واحدة في أدنى نقطة في النظام.

الصورة ٣. مضخة تدوير مُركّبة في نظام التدفئة. تضخّ هذه المضخة سائل التبريد عبر الأنابيب.

في المباني الشاهقة المشكلة فروق الضغط بين أدنى وأعلى الطوابق يزداد الضغط حدةً نظرًا لضخامة الضغط الساكن لعمود الماء. ولموازنة الضغط في هذه المباني، تُستخدم مضخات تعزيز متخصصة.

خزان التوسع لتنظيم المؤشرات

خزان التمدد جزءٌ بالغ الأهمية في نظام التدفئة. وهو ضروري لأن السائل شبه غير قابل للانضغاط، لذا فإنه يتجمد عند ارتفاع الضغط وضربات الماء. قد يؤدي ذلك إلى إتلاف الأنابيب والمبردات والمكونات الأخرى. يأخذ خزان التوسع هذا الاختلاف.

تستخدم التصاميم المختلفة خزانات مختلفة. في نظام الدورة الطبيعية، يتواصل مع الغلاف الجوي ويكون مفتوحًا، ومثبتًا في أعلى نقطة من الدائرة. عندما يرتفع ضغط الماء في النظام، يرتفع مستواه في الخزان حتى يصل إلى أنبوب الفائض المتصل بشبكة الصرف الصحي.

وبما أن الدائرة التي تحتوي على مثل هذا الخزان تتواصل مع الغلاف الجوي، يظهر التآكل فيها، ويتبخر السائل تدريجيًا من السطح المفتوح للخزان ويجب مراقبة مستواه.

في نظام الدورة القسرية المغلقة، تم تصميم خزان التمدد على شكل حاوية ذات غشاء مطاطي مرن، مملوءة بالهواء المضغوط على جانب واحد وسائل التبريد على الجانب الآخر.

عندما يتغير حجم الأخير، يتم ضغط الهواء أو تفريغه، مما يؤدي إلى استقرار الضغط في النظام.

المنظمات والصمامات

في المباني الصغيرة، يكفي خزان التمدد لتعويض فروق الضغط، أما في المباني الشاهقة ذات أنظمة التدفئة المعقدة، فيجب استخدام منظمات ضغط خاصة. يقيس غشاء أو مكبس حساس الضغط في موقع تركيب المنظم، ويُغيّر الضغط باستخدام عنصر قوة: وزن أو زنبرك. تنقسم الجهات التنظيمية إلى ثلاثة أنواع:

1. "بعد نفسها" (صمامات تخفيض الضغط) - حجب المقطع العرضي للتدفق، وبالتالي تقليل الضغط إلى المستوى المحدد في المقطع خلفها.
2. "لنفسك" (صمامات الالتفافية) - ضبط الضغط أمام أنفسهم، وتجاوز سائل التبريد الزائد إلى خط الأنابيب العائد.
3. منظمات التفاضلية - الحفاظ على فرق معين بين القسمين باستخدام صمام ثنائي الاتجاه يعوض عن انخفاض الضغط.

إعادة ضبط المؤشرات

يتم إجراء إعادة الضبط اليدوي عن طريق إزالة الحجم الزائد من سائل التبريد من صمام التصريف، وكذلك عن طريق تغيير درجة تضخم غشاء خزان التمدد.

في حالة الطوارئ، سيساعد ذلك على تخفيف الضغط بسرعة صمام تخفيف الأمان. تتوفر نماذج بقيم ثابتة وقابلة للتعديل. يجب أن تكون القيمة المطلوبة أعلى من قيمة التشغيل، ولكن أقل من أقصى ضغط مسموح به في الدائرة بأكملها. عند تجاوز المستوى المحدد، ينفتح غشاء الصمام ويُصرف سائل التبريد الزائد في المجاري.

القياس باستخدام أجهزة قياس الضغط

مقاييس الضغط هي أدوات ذات مقياس دائري ومؤشر، مما يدل على الضغط الحالي. يتم تركيبها في نقاط حرجة في الدائرة من خلال صمام ثلاثي الاتجاه: بعد الغلاية، على الفروع، عند المضخات، في مجموعة الأمان. عند اختيار مقياس ضغط، ضع في اعتبارك أقصى قيمة يمكن قياسها. كبير جدًا (على سبيل المثال، 50 ضغط جوي في نظام به 4 ضغط جوي) سيؤدي ذلك إلى قراءات غير دقيقة، ويمكن أن يؤدي القياس الصغير إلى إتلاف جهاز القياس.

الصورة ٤. مقياس ضغط لقياس الضغط في نظام التدفئة. الجهاز عبارة عن قرص مزود بمقياس.

فيديو مفيد

شاهد فيديو يشرح ما يمكن أن يسبب ارتفاع الضغط في نظام التدفئة.

خاتمة

يُعد التحكم في الضغط والحفاظ عليه في أنظمة التدفئة أمرًا بالغ الأهمية. ليس الأمر سيئًا إذا أدى انخفاض الضغط إلى ضعف تدفئة المكان. لكن الأمر أسوأ بكثير عندما: سيؤدي فائضها إلى تمزق المبردات أو الأنابيب، مما قد يؤدي إلى حروق شديدة أو فيضانات المباني. لذلك، السلامة هي الأهم. من الضروري اتباع الإجراءات التنظيمية الموضحة في SNiP، وصيانة نظام التدفئة بانتظام إذا تجاوزت قيم الضغط المعايير المحددة. عندها ستكون التدفئة في المنزل بأعلى قدر ممكن من الكفاءة والأمان.