ضمان التشغيل الكامل للنظام: اختيار قطر الأنبوب لتدفئة منزل خاص
تدفئة المنزل أو الشقة ليست نظامًا هندسيًا بسيطًا كما قد يبدو للوهلة الأولى. عند إعداد المشروع، من الضروري إجراء الكثير من الحسابات، على وجه الخصوص، قطر خط الأنابيب المطلوب.
اختيار القطر المناسب هو المفتاح لنظام موثوق ومريح وفعال تدفئة المباني.
على سبيل المثال، قد لا يعمل التدفئة بدون مضخة، حيث يدور سائل التبريد بالجاذبية، على الإطلاق إذا كانت الأنابيب ضيقة للغاية، ونظام ذو دوران قسري إذا كان القطر صغيرًا للغاية سوف يصدر ضوضاء أو لن يسخن الغرفة إلى درجة الحرارة المطلوبة. لذلك، من الضروري استخدام قواعد حسابية تُقلل فقدان الحرارة إلى أدنى حد.
تأثير قطر الأنبوب على كفاءة نظام التدفئة في منزل خاص
من الخطأ الاعتماد على مبدأ "الأكبر هو الأفضل" عند اختيار مقطع عرضي لخط الأنابيب. فالمقطع العرضي الكبير جدًا للأنابيب يؤدي إلى لتقليل الضغط فيها، وبالتالي سرعة تدفق السائل المبرد والحرارة.
علاوة على ذلك، إذا كان القطر كبيرًا جدًا، فسوف تعمل المضخة ببساطة قد لا يكون الأداء كافيا لتحريك مثل هذا الحجم الكبير من سائل التبريد.
مهم! إن الحجم الأكبر من سائل التبريد في النظام يعني سعة حرارية إجمالية عالية، مما يعني أنه سيتم إنفاق المزيد من الوقت والطاقة على تسخينه، وهو ما يعني أيضًا يؤثر على الكفاءة بطريقة سلبية.
اختيار المقطع العرضي للأنبوب: الجدول
يجب أن يكون المقطع العرضي الأمثل للأنبوب هو الحد الأدنى الممكن لتكوين معين (انظر الجدول) للأسباب التالية:
- كمية صغيرة من سائل التبريد تسخن بشكل أسرع؛
- يؤدي الخلوص الأصغر إلى خلق مقاومة أكبر لحركة سائل التبريد، فإنه يتباطأ، مما يؤدي إلى انخفاض الضوضاء؛
- سوف يتناسب خط الأنابيب ذو القطر الصغير بشكل أفضل مع الداخل وسوف يسبب صعوبات أقل أثناء التثبيت؛
- تعتمد تكلفة الأنبوب على حجمهلذلك فإن الأنابيب الرقيقة أكثر فعالية من حيث التكلفة.
ومع ذلك، لا ينبغي لك المبالغة في ذلك: فبالإضافة إلى حقيقة أن القطر الصغير يخلق زيادة الحمل على صمامات التوصيل والإغلاقكما أنها غير قادرة على نقل طاقة حرارية كافية.
لتحديد المقطع العرضي الأمثل للأنبوب، يتم استخدام الجدول التالي.
الصورة 1. جدول يوضح قيم نظام التدفئة القياسي ثنائي الأنابيب.
ما هي المعايير المطلوبة؟
يمكن العثور على المعلمات التالية في وصف خصائص أنبوب معين:
- القطر الداخلي - العامل الرئيسي المؤثر على أداء النظام والذي يؤخذ في الاعتبار في الحساب.
- خارجي - يتم قياسها على طول المحيط الخارجي للخط الأنابيب، مما يؤثر على الثقوب التي يتعين حفرها في الجدران والأسقف.
- اسمي أو شرطي - يتطابق تقريبًا مع المقطع العرضي الداخلي للأنبوب، يتم اختياره من سلسلة ثابتة من الأرقام وفقًا لـ GOST، يتم الإشارة إليه بـ DN 100. بالنسبة للقيم الشائعة، يتم أحيانًا تحديدها أيضًا على أنها قطر الخيط بالبوصة، على سبيل المثال: 1/2"، 3/4".
إجراء حساب لاختيار الحجم
دعونا نفكر في مثال لحساب نموذجي للمقطع العرضي لخط أنابيب لتدفئة غرفة 40 مترًا2.
- دعونا نحسب كمية الطاقة المثالية لتدفئة الغرفة. للمنطقة الوسطى، منزل معزول وأسقف لا يزيد ارتفاعه عن 3 أمتار، 10 أمتار2 المساحة المطلوبة 1 كيلوواط الدفء. أو ل 40 مترًا2 — 4 كيلوواط.
- نحن نأخذ 20٪ احتياطيًا (في حالة فقدان الحرارة بشكل غير متوقع في شكل نوافذ مفتوحة وعوامل أخرى): 4*1.2 = 4.8 كيلو واط، أو 4800 واط. يجب أن يكون هناك مُشعّ تدفئة تحت كل نافذة في الغرفة. لنفترض أن غرفتنا... 3 نوافذ، إذن فهو 3 مشعات، كل واحد بـ ~1.6 كيلو واط.
انتباه! الطاقة الحرارية مُبينة في ورقة البيانات الفنية لبطارية التدفئة. يمكنك استخدام مُشعّ أقوى، ولكن ليس العكس، وإلا ستُصبح الغرفة لن يتم تسخينه بكفاءة كافية.
- الآن ننتقل إلى الطاولة و نجد في الخلايا أقرب قيمة طاقة إلى القيمة المحسوبة، التقريب لأعلى.
وفقا للجدول، هذا هو 5518 واط ومن الضروري استخدام خط أنابيب بمقطع عرضي يساوي 12 ملم، وستكون سرعة سائل التبريد 0.6 م/ث.
على الرغم من وجود قيم أخرى مماثلة في الخلايا، إلا أن القيم من المنطقة ذات اللون الأزرق، والتي تحتوي على القيم المقبولة لسرعة السائل في خط الأنابيب.
معدل التدفق المناسب للسائل المبرد عبر الأنابيب هو من 0.3 إلى 0.7 م/ثسيؤدي الحجم الأصغر إلى تسخين بطيء للغرفة وتسخين غير متساوٍ للمشعات ، ومع الحجم الأكبر لن يكون لدى السائل الوقت الكافي للتسخين إلى درجة الحرارة المحددة في المبادل الحراري للغلاية وإحداث ضوضاء ملحوظة.
مميزات الاختيار في المنزل الخاص
في حالة وجود خط تدفئة مركزي، يتم اختيار القطر مشابهة لأنظمة التدفئة في الشققومع ذلك، إذا كنت تقوم بتصميم التدفئة المستقلة في منزل خاص، فأنت بحاجة إلى أخذ نوع دوران سائل التبريد في الاعتبار: طبيعي أو قسري.
إن الدورة القسرية للسائل ليست دقيقة للغاية بشأن اختيار المقطع العرضي لخط الأنابيب، ولكن تشغيل نظام الجاذبية مع الدورة الطبيعية أمر صعب للغاية يعتمد ذلك على قطر الأنابيب في المناطق المختلفة.
هنا، يعني حجم الأنبوب الأكبر مقاومة أقل وأداءً أفضل للنظام، كما ينبغي أن يكون قطر بعض أجزاء الدائرة أصغر. على سبيل المثال، عند تركيب ممر جانبي (قسم إغلاق)، يُنصح بأن يكون قطره أصغر بمقدار اسمي واحد من قطر خط الأنابيب الرئيسي.
الصورة 2. باستخدام ممر جانبي في نظام التدفئة، في هذه الحالة يجب أن يكون قطر الأنابيب أصغر من قطر خط الأنابيب.
عواقب تضييق الارتفاع في مبنى سكني
من الأفضل أن يكون نظام التدفئة بأكمله مصنوعًا من الأنابيب. مقاس واحد. تؤدي الأقسام الضيقة الفردية إلى زيادة محلية في الضغط وانخفاض في تدفق السوائل، مما قد يكون له تأثير ضار على كفاءة التدفئة.
عند تجديد نظام التدفئة في شقة واستبدال الأنابيب الفولاذية بأخرى بلاستيكية، قد يُضيّق قطر هذا القسم دون قصد. يحدث هذا لأن سُمك جدران أنابيب البولي إيثيلين أكبر بكثير من سُمك أنابيب الفولاذ. لذا، مع المقطع العرضي الخارجي نفسه، سيكون للأنبوب البلاستيكي مساحة داخلية أصغر.
في كثير من الأحيان يتم ذلك فقط لتوفير الوقت والجهد، لأنه سيتعين توسيع الثقوب القديمة في جدران الأنابيب الفولاذية، وقليلاً: من 25 إلى 32 ملم. من الأسهل بكثير توفير المال وتثبيت أنبوب بمقطع عرضي داخلي أصغر.
لكن هذا ممنوع منعاً باتاً بسبب العواقب الوخيمة: ففي مبنى سكني سوف تسرق من جيرانك في الطابق العلوي بهذه الطريقة 40% حرارة وماء، تمر عبر الأنابيب.
كيفية اختيار قطر التغذية والعودة في الشقة
في نظام التدفئة ثنائي الأنابيب يمكن استخدام ترتيبات مختلفة لأنابيب الإمداد (بسائل التبريد الساخن) وأنابيب الإرجاع (بسائل التبريد بعد نقل جزء من الطاقة إلى الغرفة). إذا كانت أنابيب الإمداد والإرجاع متوازية، وكان لكل مشعاع اتصال منفصل، فيمكن اختيار قطرها ليكون متساويًا.
مرجع! ومع ذلك، إذا كانت الأنابيب متباعدة ويتم توصيل الإمداد إلى علية المنزل، حيث تذهب الفروع بالفعل إلى الغرف، فيجب أن يكون قطر خط أنابيب الإمداد أكبر من قطر خط العودة، لضمان أداء النظام كافياً.
خط الأنابيب كمفتاح للتشغيل الفعال
إن المقطع العرضي للأنابيب التي يتم تركيب نظام التدفئة منها له أهمية كبيرة لكفاءة تشغيله.
يمكن أن يتم حساب الأقطار بشكل غير صحيح عدم إظهار الذات إلا في الوقت المناسب.
على سبيل المثال، حتى تقوم بتغيير درجة حرارة سائل التبريد أو تحاول تشغيل النظام في منزل بارد.
إذا كان التسخين يعمل بالفعل "على الحافة"، فإن تغيير نظام درجة الحرارة قد يؤدي إلى خفض الضغط إلى مثل هذه المستويات التي تجعل النظام ببساطة لن يعمل.
فيديو مفيد
يقدم الفيديو بعض النصائح من الخبراء حول اختيار قطر أنابيب نظام التدفئة.
خاتمة
بالإضافة إلى التدفئة التقليدية باستخدام الغلايات، تكتسب التدفئة الحرارية الأرضية شعبية متزايدة اليوم، باستخدام الطاقة الحرارية المخزنة في باطن الأرض من الشمس. تُحوّل معدات خاصة (مضخة حرارية) درجة حرارة منخفضة +5–8 درجة مئوية عميقًا في الأرض للحصول على الحرارة اللازمة لتدفئة الغرف.
مزايا هذه الطريقة التدفئة متوفرة على نطاق واسع، والطاقة المتجددة صديقة للبيئة، وتكاليف تشغيل منخفضة. لكن في الوقت الحالي، هذه التركيبات مكلفة للغاية وتؤتي ثمارها. في 5-8 سنواتبالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة إلى الكهرباء لتشغيل المضخة، مما يجعل هذا التسخين معتمدًا كليًا على الطاقة.
