חישוב הפרמטרים של מערכת חימום עם סירקולציה טבעית: כיצד להשיג פעולה רציפה?
מערכת חימום עם מחזור טבעי של נוזלים היא מכשיר סגור מסוג כבידה (כוח משיכה), המאפשר לחמם את המקום בבית פרטי ללא קשר לאספקת החשמל.
יתרון עיצובי זה מאפשר להשתמש בו באזורים עם בעיות או היעדר מוחלט של רשת חשמל מרכזית. חַסכָן, אלא לתפקודו התקין יהיה צורך לבצע חישובים מדויקים.
תיאור מערכת החימום מסוג סירקולציה ללא משאבה
הֶתקֵן חימום מים, פועל על ידי כוח הכבידה, מדליק את גוף החימום (דוּד), צינורות, מונחים בדרכים שונות, מיכל התפשטות ורדיאטורים.
עקרון הפעולה
את תפקיד נוזל הקירור במעגל ממלאים מים, הנעים דרך הצינורות תחת השפעת כוחות תרמודינמיים. עקרון הפעולה של המערכת מבוסס על על ההבדל בתכונות הפיזיקליות של מים חמים וקרים.
בזמן שהדוד פועל, יש תמיד מים חמים בצינורות, אשר מתקררים בהדרגה, עוברים דרך המעגל ופולטים חום לסביבה.
צפיפותם ומסתם של מים יורדות כאשר הם מחוממים, כך שהם בקלות נאלץ כלפי מעלה על ידי הנוזל המקורר.
לאחר הגעה לראש המעגל, מים חמים מופצים דרך צינורות המחוברים לרדיאטורים, פולטים חום דרך חומר הסוללות, ואז זורמים במורד החלק התחתון של המעגל אל הדוד, שם הם מתחממים שוב.
יתרונות ההתקנה
העיקריים שבהם יתרונות מעגל החימום מסוג כבידה הוא:
- קל להתקנה ולשימוש;
- תפוקת חום גבוהה ויציבות מיקרו-אקלים חֲצֵרִים;
- יעילות משאבים בתנאי שהבניין מבודד היטב;
- היעדר רעש;
- עצמאות מוחלטת מחשמל;
- תקלות נדירות וחיי שירות ארוכים בכפוף לאמצעי מניעה תקופתיים.
הַפנָיָה! ניתן לתכנן מערכת חימום עם סירקולציה טבעית בכוחות עצמו. חישוב נכון של פרמטרים, בחירת תרשים מעגל והתקנה נכונה של כל הרכיבים מבטיחים את חיי השירות של המבנה. עד גיל 35.
החיסרון העיקרי הוא שהעיצוב יכול לחמם רק בתים פרטיים שטח לא יותר מ-100 מ"ר2, בעל רדיוס כ-30 מטר.
יש עוד כמה חסרונות, הגבלת השימוש בתכנון זרימה כבידה:
- נוכחות חובה של עליית גג להתקנת מיכל התפשטות;
- חימום איטי חֲצֵרִים;
- הצורך לבודד את המעגל באזורים לא מחוממים כדי למנוע קפיאת מים בצנרת.
סוגי מערכות חימום עם סירקולציה טבעית
ניתן ליישם את העיצובים בגרסאות בעלות צינור יחיד או צינור כפול. לפי סוג המערכת, נבדלות תוכניות התקנה סגורות ופתוחות. סוג התוכנית שנבחר כהלכה יבטיח את יעילותה המרבית.
סוג סגור
עיצוב המחזור הסגור הפך נפוץ במדינות אירופה, ורק ברוסיה מתחיל לצבור פופולריות.
תרשים סכמטי
לאחר החימום, המים עולים תחת לחץ אל מיכל ההתפשטות, מחולק ל-2 חלקים על ידי קרום. החלק התחתון של המיכל מלא במים, אשר דוחסים את הגז (בדרך כלל חנקן או אוויר) הממוקם בחלק העליון מעל הממברנה. נוצר לחץ עבודה נוסף, המקל על תנועת הנוזל.
תמונה 1. מערכת חימום סגורה עם סירקולציה טבעית. יש לצייד במיכל התפשטות אטום.
מוזרויות
המאפיין העיקרי של עיצוב מסוג סגור הוא אטימות המיכל ויצירת לחץ נוסף בצינור. לפעמים עבור מעגלים סגורים הם משתמשים משאבות סירקולציה, אשר פועלים מרשת החשמל. בשל צריכת החשמל הנמוכה של המשאבה, הפסקת חשמל זמנית לא תשפיע על פעולת המערכת.
יתרונות וחסרונות
היתרונות העיקריים של מערכות חימום סגורות קשורים לאטימות שלהן. בשל כך, המערכת כמעט ואינה סובלת ממחסומי אוויר, פחות רגישה לקורוזיה, וצורכת פחות נוזל קירור, שיכול להיות לא רק מים, אלא גם נוזל קירור. אינו דורש שיפועים גדולים בצנרת, במיוחד אם משתמשים במשאבה.
תְשׁוּמַת לֵב! החיסרון העיקרי של התכנון הוא הצורך להתקין מיכל גדול, הדורש מקום. הפסקות חשמל ארוכות יובילו ל לירידה ביעילות מעגל המשאבה.
סוג פתוח
מערכת חימום פתוחה כוללת מיכל התפשטות פתוח ולא הרמטי. עיצוב זה משמש לעתים קרובות בבניינים ישנים יותר. למרות שהוא מאבד פופולריות, הסכימה הפתוחה נותרה... אמין ויעיל.
תוכנית עבודה
מערכת החימום עם סירקולציה טבעית מהסוג הפתוח שונה מהסוג הסגור רק בתכנון המיכל ו אין צורך להתקין יחידה תלויה בחשמל.
תמונה 2. מערכת חימום במחזור פתוח, מצוידת במיכל התפשטות לא אטום, ללא משאבה חשמלית.
הבדל עיצובי
מיכל למכשיר פתוח ניתן להכין מחומרי גרוטאות וקטן בגודלו. המיכל לא בהכרח חייב להיות ממוקם בנקודה הגבוהה ביותר.
צדדים חיוביים ושליליים
יתרונות התכנון כוללים קלות התקנה, בטיחות ועצמאות ממקורות חשמל חיצוניים. היבטים שליליים של מערכות מסוג פתוח קשור לכניסת אוויר למעגל, שהוא הגורם להיווצרות פקקים, אידוי מים והצורך לשלוט בכמותם, כמו גם חוסר האפשרות להשתמש בנוזלי קיפאון עקב השפעותיו המזיקות.
צינור יחיד
עיצוב הצינור היחיד משתמש רק קו צינור אחד. יש לו יעילות נמוכה, ולכן הוא משמש לחימום חדרים קטנים.
מַעְגָל
הצינורות מדוד החימום עוברים לאורך כל היקף החדר, ומתחברים ברצף לרישומים.
מים חמים נכנסים לרדיאטור דרך החיבור העליון, ומתנקזים דרך התחתון. מהאוגר האחרון הנוזל המקורר זורם חזרה לדוד באמצעות כוח הכבידה.
תיאור העיצוב
כדי שהמערכת תפעל היטב, הקונטורה מותקנת מתחת לתקרה, והצינורות המובילים את הנוזל המקורר לדוד נמצאים מתחת לפני השטח של הרצפה. בבחירת מערכת בעלת צינור אחד, ניתן למקם את הדוד עם הסוללות באותה רמה. מיכל ההתפשטות מותקן בנקודה הגבוהה ביותר של המעגל.
יתרונות וחסרונות
היתרון הבלתי מעורער של העיצוב הוא קלות התקנתו וחסכוניותו בשל מספר הצינורות המינימלי. החסרונות של מעגל בעל צינור יחיד כוללים: אובדן חום מאוגר לאוגסטר. לא מומלץ להשתמש במערכת כזו לחימום מבנים דו-קומתיים.
צינור כפול
כדי ליצור מערכת דו-צינורית, מונח צינור לאספקה ישירה והחזרה של נוזלים.
תכנון ו התקנת המבנה די מסובכת, אך מספקים חימום יעיל.
עקרון הפעולה
יש לחשוב היטב על המתווה ולעצב אותו באופן הבא:
- צינור העלייה הראשי היוצא מהדוד מחובר למיכל ההתפשטות במרחק של כ-1/3 מהגובה הכולל של הקונטורה.
- לאחר המיכל, הצינור הראשי מחובר לצינורות חלוקה שדרכם מסופק נוזל הקירור החם.
- כדי להסיר נוזלים עודפים, המיכל מצויד בצינור הצפה., מחבר אותו למערכת הביוב.
- הצינורות שדרכם יעברו המים המקוררים לדוד, מותקנים בחלק התחתון של האוגרי במקביל לצינורות המכילים את נוזל הקירור החם.
מאפיינים מבניים
צינור העלייה הראשי, כמו גם החדר בו נמצא המיכל, מבודדים, אשר ימנע אובדן חום וקפיאה של המערכת. דוד החימום ממוקם במקום הנמוך ביותר, בגומחה או במרתף.
יתרונות וחסרונות
היתרונות העיקריים של מערכת חימום כבידה דו-צינורית הם פיזור חום אחיד בין צמתי המעגל, קלות כוונון, האפשרות להשתמש בצינורות בקוטר קטן יותר.
התכנון מאפשר תיקון שגיאות חישוב והתקנה מבלי לפגוע ביעילות התרמית.
למערכת כמעט ואין חסרונות, למעט פעילויות הכנה ארוכות טווח. אבל זה שווה את הזמן והמאמץ כדי ליצור מעגל חימום מתפקד היטב.
יצירת שיפוע מתאים לזרימה כבידה
הדרישות והתקנים העיקריים החלים על יצירת מערכות חימום מוצגים ב SNiP 41-01-2003.
כדי להפחית את הגורמים המנטרלים את הזרימה הרגילה של נוזל הקירור בצינורות (כיפופים במעגל, מנעולי אוויר), יש לפעול לפי ההמלצות לשיפוע צינורות המערכת. שיפועים נעשים לאורך זרימת הנוזל על סמך החישוב. בין 1% ל-5%, תלוי לאורך הצינור. הודות לשיפוע הנכון, האוויר שנצבר בצינורות יעבור למיכל ההתפשטות, שם הוא ישוחרר.
חָשׁוּב! ללא קשר לשיפוע הצינורות, שסתומי דימום אוויר מותקנים במערכת חימום כבידה מסוג פתוח. עבור מבנים בעלי שני צינורות ההתקנה בעיצומה תוך התחשבות בשיפוע של שני חלקי הקונטורה.
חישוב קוטר צינורות המעגל
עבור מבנים בעלי זרימת כוח משיכה, יש צורך להשתמש בצינורות בקוטר גדול יותר מאשר עבור מערכות עם זרימה כפויה.
הדברים הבאים יעזרו לכם לחשב נכון את הקוטר: כללים:
- לאחר חישוב האנרגיה התרמית הנדרשת לחימום החדר, התוצאה המתקבלת גדלה ב-20%.
- לפי הנוסחאות שניתנו ב-SNiP באמצעות מחשבון מקוון לחשב את חתך הרוחב של הצינורות.
- החומר של הצינור העתידי נלקח בחשבון: צינורות פלדה חייבים להיות בקוטר של לפחות 50 מ"מ. מומלץ לחבר צינור מסוג זה לדוד כמעין riser.
- לאחר כל הסתעפות של המעגל להקטין את קוטר הצינורות בגודל אחד, עבור זרם הפוך, להיפך, הם גדלים.
חישוב נכון של קוטר הצינורות המשמשים, כמו גם שיפועם, מאפשר לך ליצור מערכת חימום הפועלת ללא בעיות.
סרטון שימושי
הסרטון מספק סקירה כללית של מערכת החימום, שיכולה לפעול הן עם סירקולציה טבעית והן עם משאבה.
מסקנות קצרות
חימום חדרים בעונה הקרה עם אספקת חשמל לא יציבה הוא בעיה פתורה. מערכות חימום עם סירקולציה טבעית של נוזל הקירור יוצרות תנאים נוחים בבתים פרטיים ללא שימוש בחשמל. העיצובים חסכוניים, יעילים ובטוחים אם המעגלים מתוכננים ומותקנים כהלכה.
הערות