Tính toán các thông số của hệ thống sưởi ấm có tuần hoàn tự nhiên: làm thế nào để đạt được hoạt động liên tục?
Hệ thống sưởi ấm với sự tuần hoàn tự nhiên của chất lỏng là một thiết bị khép kín thuộc loại hấp dẫn (trọng lực), cho phép sưởi ấm không gian trong nhà riêng mà không cần quan tâm đến nguồn điện.
Ưu điểm thiết kế này giúp có thể sử dụng ở những khu vực có vấn đề hoặc hoàn toàn không có mạng lưới điện trung tâm. Hệ thống tiết kiệm, nhưng để nó hoạt động bình thường sẽ cần phải thực hiện các tính toán chính xác.
Nội dung
Mô tả hệ thống sưởi ấm kiểu tuần hoàn không có máy bơm
Thiết bị đun nước, hoạt động theo trọng lực, bật bộ phận làm nóng (lò hơi), ống, được đặt theo nhiều cách khác nhau, bình giãn nở và bộ tản nhiệt.
Nguyên lý hoạt động
Vai trò của chất làm mát trong mạch được thực hiện bởi nước, di chuyển qua các đường ống dưới tác động của lực nhiệt động. Nguyên lý hoạt động của hệ thống dựa trên về sự khác biệt về tính chất vật lý của nước nóng và nước lạnh.
Trong khi lò hơi hoạt động, luôn có nước nóng trong đường ống, nước sẽ dần nguội đi, đi qua mạch và tỏa nhiệt ra môi trường.
Mật độ và khối lượng của nước giảm khi được đun nóng, vì vậy nó dễ dàng bị đẩy lên trên bởi chất lỏng được làm mát.
Sau khi đạt đến đỉnh của mạch, nước nóng được phân phối qua các đường ống nối với bộ tản nhiệt, tỏa nhiệt qua vật liệu của pin, sau đó chảy xuống phần dưới của mạch đến nồi hơi, nơi nước được đun nóng trở lại.
Ưu điểm của việc lắp đặt
Những cái chính thuận lợi Mạch gia nhiệt loại trọng lực là:
- dễ cài đặt và sử dụng;
- sản lượng nhiệt cao và ổn định vi khí hậu cơ sở;
- hiệu quả sử dụng tài nguyên với điều kiện là tòa nhà được cách nhiệt tốt;
- không có tiếng ồn;
- hoàn toàn độc lập với điện;
- sự cố hiếm khi xảy ra và tuổi thọ dài phải áp dụng các biện pháp phòng ngừa định kỳ.
Thẩm quyền giải quyết! Có thể thiết kế hệ thống sưởi ấm với tuần hoàn tự nhiên một mình. Tính toán chính xác các thông số, lựa chọn sơ đồ mạch và lắp đặt thành thạo tất cả các thành phần đảm bảo tuổi thọ của kết cấu đến 35 tuổi.
Nhược điểm chính là thiết kế này chỉ có thể sưởi ấm nhà riêng diện tích không quá 100 m2, có bán kính khoảng 30 m.
Có nhiều hơn nữa nhược điểm, hạn chế việc sử dụng thiết kế dòng chảy trọng lực:
- sự hiện diện bắt buộc của một gác xép để lắp đặt bình giãn nở;
- làm nóng chậm cơ sở;
- nhu cầu cách điện mạch điện ở những khu vực không được sưởi ấm để ngăn nước đóng băng trong đường ống.
Các loại hệ thống sưởi ấm có tuần hoàn tự nhiên
Các thiết kế có thể được thực hiện ở dạng ống đơn hoặc ống đôi. Theo loại hệ thống, sơ đồ lắp đặt kín và hở được phân biệt. Loại sơ đồ được chọn đúng sẽ đảm bảo hiệu quả tối đa của nó.
Loại đóng
Thiết kế tuần hoàn kiểu kín đã trở nên phổ biến ở các nước châu Âu và chỉ ở Nga đang bắt đầu trở nên phổ biến.
Sơ đồ
Sau khi đun nóng, nước dâng lên dưới áp suất đến bình giãn nở, được chia thành 2 phần bởi màng. Phần dưới của bình chứa đầy nước, nén khí (thường là nitơ hoặc không khí) nằm ở phần trên phía trên màng. Áp suất làm việc bổ sung được tạo ra, tạo điều kiện cho chất lỏng di chuyển.
Ảnh 1. Hệ thống sưởi ấm kiểu kín có tuần hoàn tự nhiên. Phải được trang bị bình giãn nở kín.
Đặc điểm
Đặc điểm chính của thiết kế loại kín là độ kín của bình và tạo thêm áp suất trong đường ống. Đôi khi đối với các mạch kín, họ sử dụng Bơm tuần hoàn, hoạt động từ nguồn điện chính. Do máy bơm tiêu thụ điện năng thấp nên việc mất điện tạm thời sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống.
Ưu và nhược điểm
Ưu điểm chính của hệ thống sưởi ấm kín liên quan đến độ kín của chúng. Do đó, hệ thống hầu như không bị tắc khí, ít bị ăn mòn và tiêu thụ ít chất làm mát hơn, có thể không chỉ là nước mà còn là chất chống đông. Sơ đồ không yêu cầu độ dốc đường ống lớn, đặc biệt là nếu sử dụng máy bơm.
Chú ý! Nhược điểm chính của thiết kế này là cần phải lắp đặt một bể chứa lớn, đòi hỏi không gian. Mất điện kéo dài sẽ dẫn đến làm giảm hiệu suất của mạch bơm.
Kiểu mở
Hệ thống sưởi ấm kiểu mở bao gồm một bình giãn nở hở, không kín. Thiết kế này thường được sử dụng trong các tòa nhà cũ. Mặc dù đang mất dần tính phổ biến, nhưng sơ đồ mở vẫn còn đáng tin cậy và hiệu quả.
Sơ đồ công việc
Hệ thống sưởi ấm với tuần hoàn tự nhiên của loại mở chỉ khác với loại kín ở thiết kế của bể và không cần phải lắp đặt thiết bị phụ thuộc vào điện.
Ảnh 2. Hệ thống gia nhiệt tuần hoàn kiểu hở, được trang bị bình giãn nở không kín, không có bơm điện.
Sự khác biệt về thiết kế
Bồn chứa cho thiết bị mở có thể được làm từ vật liệu phế thải và có kích thước nhỏ. Không nhất thiết phải đặt thùng chứa ở điểm cao nhất.
Mặt tích cực và tiêu cực
Ưu điểm của thiết kế bao gồm dễ lắp đặt, an toàn và độc lập với các nguồn điện bên ngoài. Các khía cạnh tiêu cực của hệ thống kiểu mở liên quan đến không khí đi vào mạch, là nguyên nhân gây ra hiện tượng tắc nghẽn, bốc hơi nước và nhu cầu kiểm soát lượng nước, cũng như việc không thể sử dụng chất chống đông do tác hại của nó.
Ống đơn
Thiết kế ống đơn chỉ sử dụng một đường ống. Hiệu suất thấp nên chỉ được dùng để sưởi ấm những căn phòng nhỏ.
Mạch điện
Các đường ống từ lò sưởi chạy dọc theo toàn bộ chu vi của căn phòng, kết nối tuần tự với các thanh ghi.
Nước nóng đi vào bộ tản nhiệt qua kết nối phía trên và thoát ra qua kết nối phía dưới. Từ thanh ghi cuối cùng Chất lỏng đã nguội sẽ chảy ngược về nồi hơi theo trọng lực.
Mô tả thiết kế
Để hệ thống hoạt động tốt, đường viền được lắp đặt dưới trần nhà, và các đường ống dẫn chất lỏng đã làm mát đến nồi hơi nằm dưới bề mặt sàn. Khi chọn hệ thống một đường ống, nồi hơi có pin có thể được đặt ở cùng một mức. Bình giãn nở được lắp đặt ở điểm cao nhất của mạch.
Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm không thể nghi ngờ của thiết kế này là dễ lắp đặt và tiết kiệm chi phí do số lượng ống tối thiểu. Nhược điểm của mạch ống đơn bao gồm: mất nhiệt từ thanh ghi này sang thanh ghi khác. Không nên sử dụng hệ thống này để sưởi ấm cho các tòa nhà hai tầng.
Ống đôi
Để tạo ra hệ thống hai ống, một đường ống được lắp đặt để cung cấp và trả lại chất lỏng trực tiếp.
Lập kế hoạch và việc lắp đặt cấu trúc khá phức tạpnhưng vẫn cung cấp khả năng sưởi ấm hiệu quả.
Nguyên lý hoạt động
Bản phác thảo phải được suy nghĩ cẩn thận và thiết kế như sau:
- Ống đứng chính đi từ nồi hơi được kết nối với bình giãn nở ở khoảng cách khoảng 1/3 từ tổng chiều cao của đường đồng mức.
- Sau bể chứa, đường ống chính được kết nối với hệ thống ống phân phối để cung cấp chất làm mát nóng.
- Để loại bỏ chất lỏng dư thừa, bể chứa được trang bị một ống tràn., kết nối nó với hệ thống thoát nước.
- Các đường ống mà nước được làm mát sẽ di chuyển đến nồi hơi, được lắp đặt ở phần dưới của các thanh ghi song song với các ống chứa chất làm mát nóng.
Đặc điểm cấu trúc
Ống đứng chính cũng như phòng chứa bể chứa đều được cách nhiệt, sẽ ngăn ngừa sự mất nhiệt và đóng băng của hệ thống. Lò sưởi được đặt ở vị trí thấp nhất trong hốc tường hoặc ở tầng hầm.
Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm chính của hệ thống gia nhiệt trọng lực hai ống là phân phối nhiệt đồng đều giữa các nút mạch, dễ điều chỉnh, khả năng sử dụng ống có đường kính nhỏ hơn.
Thiết kế cho phép hiệu chỉnh các lỗi tính toán và lắp đặt mà không làm giảm hiệu suất nhiệt.
Hệ thống này hầu như không có nhược điểm nào, ngoại trừ các hoạt động chuẩn bị dài hạn. Nhưng việc tạo ra một mạch sưởi ấm hoạt động tốt là hoàn toàn xứng đáng.
Tạo độ dốc thích hợp cho dòng chảy trọng lực
Các yêu cầu và tiêu chuẩn chính được áp dụng cho việc tạo ra các hệ thống sưởi ấm được trình bày trong SNiP 41-01-2003.
Để giảm các yếu tố chống lại dòng chảy bình thường của chất làm mát trong các đường ống (các khúc cua mạch, khóa khí), hãy làm theo các khuyến nghị về độ dốc của các đường ống hệ thống. Độ dốc được tạo dọc theo dòng chảy của chất lỏng dựa trên phép tính từ 1 đến 5% tùy thuộc vào chiều dài của đường ống. Nhờ độ dốc phù hợp, không khí tích tụ trong đường ống sẽ đi đến bình giãn nở và được giải phóng.
Quan trọng! Bất kể độ dốc của đường ống, van xả khí đều được lắp đặt trong hệ thống gia nhiệt trọng lực kiểu mở. Đối với cấu trúc hai ống đang trong quá trình cài đặt có tính đến độ dốc của cả hai phần của đường đồng mức.
Tính toán đường kính của các ống mạch
Đối với các kết cấu dòng chảy trọng lực, cần sử dụng các ống có đường kính lớn hơn so với các hệ thống tuần hoàn cưỡng bức.
Sau đây sẽ giúp bạn tính toán đường kính chính xác: quy tắc:
- Sau khi tính toán nhiệt lượng cần thiết để sưởi ấm căn phòng, kết quả thu được tăng thêm 20%.
- Theo các công thức đưa ra trong SNiP bằng cách sử dụng máy tính trực tuyến tính toán mặt cắt ngang của ống.
- Vật liệu của đường ống tương lai được tính đến: Ống thép phải có đường kính ít nhất 50 mm. Nên kết nối loại ống này với nồi hơi dưới dạng ống đứng.
- Sau mỗi nhánh của mạch giảm đường kính của ống đi 1 cỡ, ngược lại, đối với dòng điện ngược, chúng tăng lên.
Tính toán chính xác đường kính của các ống được sử dụng cũng như độ dốc của chúng cho phép bạn tạo ra một hệ thống sưởi ấm hoạt động mà không gặp bất kỳ vấn đề nào.
Video hữu ích
Video cung cấp cái nhìn tổng quan về hệ thống sưởi ấm, có thể hoạt động theo cả tuần hoàn tự nhiên và bơm.
Kết luận ngắn gọn
Sưởi ấm phòng vào mùa lạnh với nguồn điện không ổn định là một vấn đề đã được giải quyết. Hệ thống sưởi ấm với sự tuần hoàn tự nhiên của chất làm mát tạo ra điều kiện thoải mái trong nhà riêng không sử dụng điện. Các thiết kế tiết kiệm, hiệu quả và an toàn nếu các mạch được lập kế hoạch và lắp đặt đúng cách.
Bình luận