مبدأ التشغيل ونظام التدفئة لمنزل خاص بالدورة الطبيعية: ميزات الحساب
الدورة الطبيعية هي تدفق سائل التبريد في نظام التدفئة بالجاذبية، دون أن تعمل مضخة الدورة الدموية.
هذه الحركة يتم توليدها بواسطة قوى الجاذبية بسبب خاصية السائل في التمدد عند تسخينه.
تسمح الجاذبية الطبيعية بالتسخين العمل بدون مضخة وتكاليف كهرباء إضافيةفي الوضع المستقل. مم يتكون نظام التدفئة بالجاذبية وكيف يعمل؟
مبدأ الدورة الطبيعية
عند تسخينها في المرجل يتمدد الماء ويصبح أخف وزنايرتفع إلى الأعلى ويجعل مساحة لتدفق السائل المبرد.
وفي مكانه يدخل الماء المبرد إلى الغلاية. الماء من دائرة التدفئة - الماء الذي يمر عبر المشعات، ويطلق بعض الحرارة إلى المساحة المحيطة، ثم يبرد. يتميز بمعامل تمدد أقل، وكثافته أعلى، ووزنه أثقل.
تحل المياه المبردة محل المياه الساخنة من الغلاية. يؤدي هذا إلى إنشاء دورة ثابتة للسائل في نظام التدفئة، والتي تسمى الدورة الطبيعية للسائل المبرد في الدائرة.
تعتمد سرعة حركة الماء بفعل الجاذبية على عدة عوامل:
- الفرق في درجة الحرارة بين مدخل ومخرج الغلاية - يشكل الضغط الجاذبي للسائل؛
- قطر الممرات الداخلية في نظام التدفئة - يمكن أن يقلل من معدل التدفق؛
- الحركة غير المباشرة لسائل التبريد في النظام - الزوايا، والانعطافات، وتضييق القطر الداخلي للأنابيب أو الباعثات - تقليل ضغط المياه وإبطاء تدفقها.
المزايا والعيوب
للتداول الطبيعي لسائل التبريد في المنازل الخاصة مزايا لا تُنكر، من حيث الاستقلالية وانخفاض تكلفة التشغيل. ولكن أيضًا مصحوبة بالعيوب، والتي يجب التعامل معها عند ترتيبها.
مزايا تدفق الجاذبية:
- عملية التدفئة المستقلة، بغض النظر عن توفر الكهرباء.
- سعر معقول، أحد الخيارات الأقل تكلفة لترتيب النظام.
- متانة - استخدام مشعات الحديد الزهر وأنابيب الحديد الزهر ذات المقطع الكبير يضمن التدفئة طويلة الأمد لمنزل من طابقين لمدة 40-50 سنة أو أكثر.
عيوب:
- يبدو أن نظام التدفئة ضخمًا - أنابيب كبيرة على طول الجدران، ومشعات من الحديد الزهر.
- ليس من الممكن استخدام منظمات الحرارة.
- عند تركيب مشعب التوزيع في العلية العزل الحراري الجيد ضروري - لمنع تبريد وتجميد الماء.
- تحدث خسائر حرارية كبيرة في الأنابيب الموجودة في العلية والطابق السفلي. وهذا يعني زيادة تكاليف تدفئة المنزل.
مميزات البناء
لتنظيم حركة السائل عن طريق الجاذبية افعل ما يلي:
- يتم وضع غلاية التدفئة في أدنى مستوى ممكن - في الطابق الأول أو في الطابق السفلي. يتم رفع مشعب التوزيع إلى أعلى – إلى السقف أو إلى علية المبنى.
وبذلك، يصل الماء إلى أقصى ارتفاع مسموح به لمبنى معين، مما يُولّد أقصى ضغط جاذبية ممكن لسائل التبريد في الأنابيب.
- يقومون بتثبيت الأجهزة ذات الفتحات الداخلية الواسعة. أنابيب ذات قطر كبير – لا يقل المقطع العرضي عن 40 ملم. المشعات ذات الممر الداخلي الواسع هي بطاريات حديد زهر تقليدية. عند الحاجة إلى تركيب أجهزة إغلاق، تُركّب صمامات كروية تُضيّق الخلوص الداخلي بشكل طفيف عند الفتح.
- يتم وضع الأنابيب بأقل عدد من الدورات، زوايا، بدون ملفات وبدون حلزونات.
- يتم وضع خطوط الإمداد والعودة بزاوية.
انتباه! المبادئ المذكورة أعلاه تسمح لنا بالتنظيم ضغط المياه الطبيعي وحركتها بالسرعة المطلوبة.
عناصر نظام التدفق بالجاذبية: ما يتكون منه
دعونا نذكرهم الأجهزة، والتي يتم تجميع نظام التدفئة بالجاذبية منها:
- غلاية التدفئة - يمكن تشغيلها على أنواع مختلفة من الوقود - الغاز، الخشب، الفحم، الكهرباء.
- المشعات - أجهزة التدفئة المباشرة - تشع الحرارة إلى مساحة الغرفة.
- أنبوب الإمداد والعودة الرئيسي.
- جامع التوزيع يقع فوق المرجل. يدخل الماء المُسخّن في المرجل إليه، ثم ينتقل (يُوزّع) إلى الأنبوب الرئيسي.
- خزان التمدد للتخزين المؤقت لسائل التبريد، الذي يتمدد ويزداد حجمه عند تسخينه. يقع في أعلى نقطة في النظام، وهو مصنوع بشكل مفتوح.
- صمامات الكرة الدوارة - عند مدخل ومخرج مشعات التدفئة.
- صنبور تصريف المياه (أيضًا الكرة) - في أدنى نقطة في النظام.
الآن دعونا نلقي نظرة عن كثب على كيفية ضمان أقصى ضغط ممكن.
منحدر الأنبوب
لضمان دوران طبيعي لسائل التبريد، تُتخذ عدة إجراءات لتسهيل حركته داخل المشعات والأنابيب. ومن هذه الإجراءات: وضع أنابيب الإمداد والعودة على منحدر طفيف. تم تحديد حجم المنحدر - 2-3 درجة لكل متر طولي.
درجات الانحدار المحددة لا تُخلّ بصريًا بهندسة وضع الأنابيب، بل تضمن حركة الماء بفعل الجاذبية. كما تسمح بتصريف السوائل من النظام عند الحاجة إلى استبدال البطارية أو إصلاحها.
الضغط الجاذبي
ينشأ ضغط الجاذبية نتيجة اختلاف ضغط الماء في أجزاء مختلفة من خط الأنابيب.
في نظام به حركة طبيعية للسائل المبرد، يتم إنشاء ضغط الجاذبية تسخين المياه ورفعها إلى ارتفاع العلية أو الطابق الثاني من المنزل. هذا يضمن تدفق الهواء بفعل الجاذبية وتشغيل التدفئة.
مقدار الضغط الجاذبي يتم تحديده حسب ارتفاع المصعد ماء والفرق في درجة الحرارة.
انتباه! كيف تدفئة أقوى سائل التبريد في الغلاية، كلما كان الفرق في الضغط أكبر، وكلما زادت سرعة تحرك المياه عبر الأنابيب.
العقبات المحتملة
ولضمان فعالية الدورة الطبيعية، يحاولون تقليل عدد العوامل التي تتداخل مع الضغط الجاذبي.
يتم تنظيم المخطط مع الحد الأدنى من عدد الزوايا والمنعطفات. بدلاً من ثني الأنابيب بزوايا قائمة، تُصنع انحناءات سلسة كلما أمكن. ولتجنب مواجهة الماء للعوائق، تُزال. تضييق التجاويف والصمامات.
يجب أن تكون الأقسام الداخلية للمشعات كبيرة بما يكفي. نتيجة الفتحات الواسعة هي زيادة حجم سائل التبريد، فضلاً عن قصور نظام التدفئة.
مخطط نظام التدفئة أحادي الأنبوب في مبنى خاص
يُعد نظام الأنبوب الواحد أبسط وأسهل طريقة لتنظيم الدورة الطبيعية لسائل التبريد في الأنابيب. ويعمل على مبدأ حركة الماء بفعل الجاذبية عند تسخينه في الغلاية. تدفق سائل التبريد داخل الأنبوب الرئيسي، مارًّا بالتتابع عبر جميع مشعات النظام. يبدأ أنبوب التدفئة الرئيسي وينتهي في غلاية التدفئة.
هناك خيارين التوصيل التسلسلي للبطاريات في دائرة أحادية الأنبوب:
- يمر الطريق السريع مباشرة من خلال كل مشعاع في الغرفة.
- يمر الطريق السريع بجانب البطاريات، في هذه الحالة، ينطلق منه خط فرعي يُزوّد الماء الساخن أمام كل مشعاع. ثم يُصرّف سائل التبريد من المشعاعات إلى الخط الرئيسي.
الصورة 1. جوهر نظام التدفئة بأنبوب واحد هو حركة الماء عن طريق الجاذبية عندما يسخن الغلاية.
في كلا المخططين يبرد الماء تدريجيًا، منتقلًا من المبرد الأول إلى الأخير. لهذا السبب، ستكون البطاريات الأولى في الدائرة أكثر سخونة بكثير من الأخيرة. في الوقت نفسه، في الرسم التخطيطي الأول سيكون الفرق بين درجة حرارة السائل في المبرد الأول والأخير أكبر من الثاني. لذلك المخطط الثاني يضمن تدفئة أكثر انتظامًا لجميع الغرف.
مرجع! الرسم التخطيطي الثاني يحتوي على زوايا أكثر.، وهي عبارة عن دورات تعمل على تقليل الضغط الهيدروديناميكي وتزيد من تعقيد حركة سائل التبريد.
مزايا نظام الأنبوب الواحد مع الدورة الطبيعية:
- سهلة التركيب.
- السعر الأكثر معقولية - التركيب أرخص من جميع أنواع التدفئة الأخرى.
- إمكانية الوصول التكنولوجي نظام الأنبوب الواحد أسهل في التركيب من نظام التدفئة ثنائي الدائرة. كما يُسهّل نظام الأنبوب الواحد تنظيم الدورة الطبيعية لسائل التبريد.
نظام تدفئة ثنائي الأنابيب في منزل من طابقين
يبرز نظام التدفئة ثنائي الأنابيب وجود طريقين سريعين. ينتقل الماء الساخن من المرجل عبر خط التغذية، بينما يدخل الماء المبرد إلى المرجل عبر خط العودة.
يتميز نظام الأنبوبين بعدد متزايد من الزوايا والانعطافات. من الصعب تنظيم تدفق عفوي سائل التبريد. غالبًا ما يكون مُدمجًا في مضخة الدورة الدموية.
الميزة الرئيسية لنظام الأنبوبين هي تدفئة موحدة لجميع الغرف. العيب هو انخفاض الضغط الجاذبي وصعوبة الدورة الطبيعية للسائل في الأنابيب.
الصورة 2. يحتوي نظام التدفئة ثنائي الأنابيب على خطين رئيسيين وعدد أكبر من الزوايا والانعطافات.
للتدفق المباشر بالجاذبية في نظام ثنائي الأنابيب درجة حرارة عالية مطلوبة تسخين الماء. لذلك، وحسب حجمه، قد يكون تدفق الجاذبية أكثر أو أقل فعالية. بالنسبة لحركة سائل التبريد إلى المضخة الرئيسية، قاموا بقطع مضخة في دائرة متوازيةحتى لا يشكل عائقًا ويسمح بالتدفق الطبيعي.
فيديو مفيد
يُظهر الفيديو أحد أنظمة التدفئة المعتمدة على تدفق المياه بالجاذبية في منزل مكون من طابقين.
نظام الأنبوب الواحد أم نظام الأنبوبين: أيهما أفضل؟
لتنظيم الدورة الطبيعية للسائل المبرد نظام الأنبوب الواحد هو الخيار الأفضل الاتصالات. يُنتج مقاومةً ضئيلةً لحركة الماء، ويُخفِّض الضغط بشكلٍ طفيف. تركيبه أبسط من نظام الأنبوبين.
أنبوب مزدوج يمكن أن يكون النظام أيضًا ذو دوران طبيعي. ومع ذلك، فإن تركيبه سيتطلب ذلك معرفة مهنية وحسابات وخبرة.
تعليقات