حساب معلمات نظام التدفئة بالدورة الطبيعية: كيف نحقق التشغيل دون انقطاع؟

نظام التدفئة ذو الدورة الطبيعية للسائل هو جهاز مغلق من النوع الجاذبي (الجاذبية)، مما يسمح تدفئة المباني في منزل خاص بغض النظر عن مصدر الطاقة.

تتيح هذه الميزة التصميمية إمكانية استخدامه في المناطق التي تعاني من مشاكل أو انعدام تام لشبكة الكهرباء المركزية. اقتصادي، ولكن من أجل عملها السليم سيكون من الضروري إجراء حسابات دقيقة.

وصف نظام التدفئة من النوع الدائري بدون مضخة

جهاز تسخين المياه، العمل بالجاذبية، يقوم بتشغيل عنصر التسخين (المرجل) الأنابيب، وضعت بطرق مختلفة، خزان التمدد والمشعات.

مبدأ التشغيل

يلعب الماء دور سائل التبريد في الدائرة، حيث يتحرك عبر الأنابيب تحت تأثير القوى الديناميكية الحرارية. يعتمد مبدأ تشغيل النظام على: حول الفرق في الخصائص الفيزيائية للماء الساخن والبارد.

أثناء تشغيل الغلاية، يوجد دائمًا ماء ساخن في الأنابيب، والذي يبرد تدريجيًا، ويمر عبر الدائرة ويطلق الحرارة إلى البيئة.

تنخفض كثافة وكتلة الماء عند تسخينه، لذلك يسهل يتم دفعه إلى الأعلى بواسطة السائل المبرد.

بعد الوصول إلى أعلى الدائرة، يتم توزيع الماء الساخن عبر الأنابيب المتصلة بالمشعات، ويطلق الحرارة من خلال مادة البطاريات، ثم يتدفق إلى أسفل الجزء السفلي من الدائرة إلى المرجل، حيث يتم تسخينه مرة أخرى.

مزايا التثبيت

أهمها المزايا دائرة التسخين من نوع الجاذبية هي:

• سهلة التركيب والاستخدام؛
• ارتفاع إنتاج الحرارة واستقرار المناخ المحلي مقدمات؛
• كفاءة الموارد بشرط أن يكون المبنى معزولا جيدا؛
• عدم وجود ضوضاء؛
• الاستقلال التام عن الكهرباء؛
• أعطال نادرة وعمر خدمة طويل مع مراعاة التدابير الوقائية الدورية.

العيب الرئيسي هو أن التصميم لا يمكنه تدفئة المنازل الخاصة إلا مساحة لا تزيد عن 100 متر²، لها نصف قطر حوالي 30 متر.

هناك المزيد العيوب، مما يحد من استخدام تصميم تدفق الجاذبية:

• وجود العلية إلزامي لتركيب خزان التمدد؛
• تسخين بطيء مقدمات؛
• الحاجة إلى عزل الدائرة في المناطق غير المدفأة لمنع تجمد الماء في الأنابيب.

أنواع أنظمة التدفئة ذات الدورة الطبيعية

يمكن تنفيذ التصاميم في إصدارات ذات أنبوب واحد أو أنبوبين. حسب نوع النظام، يتم التمييز بين أنظمة التركيب المغلقة والمفتوحة. يضمن اختيار النظام المناسب أقصى كفاءة.

نوع مغلق

أصبح تصميم الدورة المغلقة منتشرًا على نطاق واسع في الدول الأوروبية، وفي روسيا فقط بدأت تكتسب شعبية.

مخطط تخطيطي

بعد التسخين يرتفع الماء تحت الضغط إلى خزان التمدد، مقسمة إلى قسمين بواسطة غشاء. يُملأ الجزء السفلي من الخزان بالماء، مما يضغط الغاز (عادةً النيتروجين أو الهواء) الموجود في الجزء العلوي فوق الغشاء. ويُولّد ضغط عمل إضافي، مما يُسهّل حركة السائل.

الصورة ١. نظام تدفئة مغلق ذو دوران طبيعي. يجب أن يكون مزودًا بخزان تمدد محكم الغلق.

الخصائص المميزة

الميزة الرئيسية لتصميم النوع المغلق هي إحكام الخزان وتوليد ضغط إضافي في خط الأنابيب. في بعض الأحيان، تُستخدم الدوائر المغلقة. مضخات الدورة الدموية، تعمل من مصدر الطاقة الرئيسي. نظرًا لانخفاض استهلاك المضخة للطاقة، فإن انقطاع التيار الكهربائي المؤقت لن يؤثر على تشغيل النظام.

الإيجابيات والسلبيات

تتمثل المزايا الرئيسية لأنظمة التدفئة المغلقة في إحكامها. ونتيجةً لذلك، يكاد النظام يتجنب انسدادات الهواء، ويكون أقل عرضة للتآكل، ويستهلك كمية أقل من سائل التبريد، والذي قد يكون ليس فقط الماء، بل أيضًا مانع التجمد. لا يتطلب منحدرات كبيرة للأنابيب، خاصة إذا تم استخدام مضخة.

قد تكون مهتمًا أيضًا بـ:

4 خيارات للتثبيت: عندما لا يمكنك الاستغناء عن نظام التدفئة بالدوران القسري؟

ما هي مزايا نظام التدفئة المفتوح؟ مخطط التركيب ومبدأ التشغيل

تصنيف مع خصائص أفضل الشوايات الكهربائية: الموديلات في أفضل 10+5

النوع المفتوح

يتضمن نظام التدفئة المفتوح خزان تمدد مفتوحًا غير محكم الإغلاق. يُستخدم هذا التصميم غالبًا في المباني القديمة. ورغم تراجع شعبيته، لا يزال النظام المفتوح قائمًا. موثوقة وفعالة.

مخطط العمل

يختلف نظام التدفئة ذو الدورة الطبيعية من النوع المفتوح عن النوع المغلق فقط في تصميم الخزان و لا حاجة لتثبيت وحدة تعتمد على الكهرباء.

الصورة 2. نظام تدفئة ذو دورة مفتوحة، مزود بخزان تمدد غير محكم، بدون مضخة كهربائية.

اختلاف التصميم

خزان للجهاز المفتوح يمكن أن تكون مصنوعة من مواد الخردة وصغيرة الحجم. ليس بالضرورة أن تكون الحاوية في أعلى نقطة.

الجوانب الإيجابية والسلبية

تشمل مزايا التصميم سهولة التركيب والسلامة والاستقلالية عن مصادر الطاقة الخارجية. سلبيات الأنظمة المفتوحة المرتبطة بدخول الهواء إلى الدائرة، وهو سبب تكوين الانسدادات وتبخر الماء وضرورة التحكم في كميته، فضلاً عن استحالة استخدام مانع التجمد لما له من آثار ضارة.

أنبوب واحد

يستخدم تصميم الأنبوب الفردي فقط خط أنابيب واحد. كفاءتها منخفضة، لذا يتم استخدامها لتدفئة الغرف الصغيرة.

الدائرة

تمتد أنابيب غلاية التدفئة على طول محيط الغرفة بالكامل، وتتصل بشكل تسلسلي بالسجلات.

يدخل الماء الساخن إلى المبرد عبر الوصلة العلوية، ويصرف عبر الوصلة السفلية. من آخر فتحة يتدفق السائل المبرد مرة أخرى إلى المرجل بفعل الجاذبية.

وصف التصميم

لكي يعمل النظام بشكل جيد، يتم تثبيت الكنتور تحت السقف، والأنابيب التي تنقل السائل المُبرَّد إلى الغلاية تقع أسفل سطح الأرضية. عند اختيار نظام أحادي الأنبوب، يُمكن وضع الغلاية المزودة بالبطاريات على نفس المستوى. يُركَّب خزان التمدد في أعلى نقطة في الدائرة.

المزايا والعيوب

الميزة الأكيدة لهذا التصميم هي سهولة تركيبه وفعاليته من حيث التكلفة بفضل قلة عدد الأنابيب. أما عيوب الدائرة أحادية الأنبوب فتشمل: فقدان الحرارة من سجل إلى سجل. لا ينصح باستخدام مثل هذا النظام لتدفئة المباني المكونة من طابقين.

أنبوب مزدوج

لإنشاء نظام ثنائي الأنابيب، يتم وضع خط أنابيب للتزويد المباشر وتدفق العودة للسائل.

التخطيط و تركيب الهيكل معقد للغاية، ولكنها توفر التدفئة الفعالة.

مبدأ التشغيل

يجب أن يتم التفكير في المخطط بعناية وتصميمه على النحو التالي:

• يتم توصيل الناهض الرئيسي القادم من الغلاية بخزان التمدد على مسافة 1/3 تقريبًا من الارتفاع الإجمالي للمحيط.
• بعد الخزان يتم توصيل الأنبوب الرئيسي بأنابيب التوزيع التي يتم من خلالها توفير سائل التبريد الساخن.
• لإزالة السوائل الزائدة، تم تجهيز الخزان بأنبوب فيض.وربطه بشبكة الصرف الصحي.
• الأنابيب التي سيتم من خلالها نقل المياه المبردة إلى الغلاية، يتم تثبيتها في الجزء السفلي من السجلات بالتوازي مع الأنابيب التي تحتوي على سائل التبريد الساخن.

السمات الهيكلية

يتم عزل الناهض الرئيسي وكذلك الغرفة التي يقع فيها الخزان، مما سيمنع فقدان الحرارة وتجميد النظام. يقع غلاية التدفئة في الجزء السفلي من الغرفة أو في الطابق السفلي.

المزايا والعيوب

المزايا الرئيسية لنظام التدفئة بالجاذبية ثنائي الأنابيب هي توزيع الحرارة بشكل موحد بين عقد الدائرة، وسهولة التعديل، إمكانية استخدام أنابيب ذات قطر أصغر.

يسمح التصميم بتصحيح أخطاء الحساب والتركيب دون تقليل الكفاءة الحرارية.

لا يوجد أي عيوب في النظام تقريبًا، باستثناء الأنشطة التحضيرية طويلة الأمد. لكن الأمر يستحق الوقت والجهد لإنشاء دائرة تدفئة تعمل بشكل جيد.

إنشاء منحدر مناسب لتدفق الجاذبية

يتم عرض المتطلبات والمعايير الرئيسية المطبقة على إنشاء أنظمة التدفئة في SNiP 41-01-2003.

لتقليل العوامل التي تعيق التدفق الطبيعي لسائل التبريد في الأنابيب (انحناءات الدائرة، أقفال الهواء)، اتبع التوصيات المتعلقة بميل أنابيب النظام. تُحدد الانحدارات على طول تدفق السائل بناءً على الحسابات. من 1 إلى 5% حسب طول خط الأنابيب. بفضل المنحدر الصحيح، فإن الهواء المتراكم في الأنابيب سينتقل إلى خزان التمدد، حيث سيتم إطلاقه.

حساب قطر أنابيب الدائرة

بالنسبة للهياكل ذات التدفق الجاذبي، من الضروري استخدام أنابيب ذات قطر أكبر من تلك المستخدمة في الأنظمة ذات الدوران القسري.

سوف يساعدك ما يلي على حساب القطر بشكل صحيح: قواعد:

• بعد حساب الطاقة الحرارية المطلوبة لتدفئة الغرفة، تزداد النتيجة التي تم الحصول عليها بنسبة 20%.
• وفقًا للصيغ الواردة في SNiP باستخدام الآلة الحاسبة عبر الإنترنت حساب المقطع العرضي للأنابيب.
• يتم أخذ مادة خط الأنابيب المستقبلي بعين الاعتبار: يجب أن يكون قطر الأنابيب الفولاذية 50 ملم على الأقل. من المستحسن توصيل هذا النوع من الأنابيب بالغلاية كرافعة.
• بعد كل تفرع للدائرة تقليل قطر الأنابيب بمقدار مقاس واحد، بالنسبة للتيار العكسي، على العكس من ذلك، فإنها تزيد.

إن الحساب الصحيح لقطر الأنابيب المستخدمة، وكذلك ميلها، يسمح لك بإنشاء نظام تدفئة يعمل دون أي مشاكل.

فيديو مفيد

يوفر الفيديو نظرة عامة على نظام التدفئة، والذي يمكنه العمل بالدورة الطبيعية والمضخة.

استنتاجات موجزة

تدفئة المباني في فصل الشتاء مع انقطاع التيار الكهربائي مشكلةٌ مُحَلّة. أنظمة التدفئة ذات الدوران الطبيعي لسائل التبريد تُنشئ ظروف مريحة في المنازل الخاصة بدون استخدام الكهرباء. التصاميم اقتصادية وفعالة وآمنة إذا تم تخطيط الدوائر وتركيبها بشكل صحيح.