Nguyên lý hoạt động và sơ đồ sưởi ấm cho nhà riêng có lưu thông tự nhiên: tính năng tính toán

Tuần hoàn tự nhiên là dòng chảy của chất làm mát trong hệ thống sưởi ấm theo trọng lực, khi máy bơm tuần hoàn không hoạt động.

Như là chuyển động được tạo ra bởi lực hấp dẫn do tính chất giãn nở của chất lỏng khi nóng lên.

Trọng lực tự nhiên cho phép sưởi ấm làm việc mà không có máy bơm và chi phí điện bổ sung, ở chế độ tự động. Hệ thống sưởi ấm trọng lực được làm bằng gì và hoạt động như thế nào?

Nguyên lý tuần hoàn tự nhiên

Khi đun nóng trong nồi hơi nước nở ra, trở nên nhẹ hơn, dâng lên phía trên và tạo không gian cho dòng chất lỏng được làm mát chảy vào.

Thay vào đó, nước được làm mát sẽ đi vào nồi hơi. nước từ mạch sưởi ấm - nước đã đi qua bộ tản nhiệt, tỏa ra một phần nhiệt ra không gian xung quanh và nguội đi. Nó có hệ số giãn nở thấp hơn, mật độ cao hơn và trọng lượng nặng hơn.

Nước mát đẩy nước nóng ra khỏi nồi hơi. Điều này tạo ra sự lưu thông liên tục của chất lỏng trong hệ thống sưởi ấm, được gọi là sự lưu thông tự nhiên của chất làm mát trong mạch.

Tốc độ chuyển động của nước do trọng lực phụ thuộc vào một số yếu tố:

• sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu vào và đầu ra của nồi hơi – tạo ra áp suất hấp dẫn của chất lỏng;
• đường kính của các đường dẫn bên trong hệ thống sưởi ấm – có thể làm giảm lưu lượng dòng chảy;
• chuyển động gián tiếp của chất làm mát trong hệ thống – góc, vòng, thu hẹp đường kính bên trong của ống hoặc đầu ra – làm giảm áp suất nước và làm chậm dòng chảy của nước.

Ưu điểm và nhược điểm

Sự tuần hoàn tự nhiên của chất làm mát trong một ngôi nhà riêng có những lợi thế không thể phủ nhận dưới hình thức tự chủ và hoạt động chi phí thấp. Nhưng cũng kèm theo những bất lợi, mà người ta phải xử lý khi sắp xếp nó.

Ưu điểm của dòng chảy trọng lực:

• Hoạt động sưởi ấm tự động, không phụ thuộc vào việc có điện hay không.
• Giá cả phải chăng, một trong những lựa chọn ít tốn kém nhất để sắp xếp một hệ thống.
• Độ bền – việc sử dụng bộ tản nhiệt bằng gang và ống gang lớn đảm bảo sưởi ấm lâu dài cho ngôi nhà hai tầng trong 40-50 năm hoặc lâu hơn.

Nhược điểm:

• Hệ thống sưởi ấm trông cồng kềnh - ống lớn dọc theo tường, bộ tản nhiệt bằng gang.
• Không thể sử dụng bộ điều nhiệt.
• Khi lắp đặt ống phân phối ở gác xép cần cách nhiệt tốt – để ngăn chặn sự làm mát và đóng băng của nước.
• Lượng nhiệt thất thoát khá lớn xảy ra ở các đường ống ở gác xép và tầng hầm. Điều này có nghĩa là chi phí sưởi ấm ngôi nhà sẽ tăng lên.

Đặc điểm xây dựng

Để tổ chức chuyển động của chất lỏng theo trọng lực thực hiện như sau:

• Lò sưởi được đặt ở vị trí thấp nhất có thể – ở tầng một hoặc dưới tầng hầm. Ống phân phối được nâng cao hơn – lên trần nhà hoặc lên gác mái của tòa nhà.

Do đó, nước nhận được độ cao dâng tối đa cho phép đối với một tòa nhà nhất định. Điều này tạo ra áp suất trọng trường tối đa có thể của chất làm mát trong đường ống.

• Họ lắp đặt các thiết bị có lỗ mở bên trong rộng. Ống có đường kính lớn – không nhỏ hơn 40 mm ở mặt cắt ngang. Bộ tản nhiệt có đường dẫn bên trong rộng là loại pin gang truyền thống. Nếu cần lắp đặt các thiết bị đóng ngắt, van bi được lắp đặt, ở vị trí mở, van này sẽ thu hẹp tối thiểu khoảng hở bên trong.

• Ống được đặt với số vòng tối thiểu, góc, không có cuộn dây và không có hình xoắn ốc.
• Các đường cung cấp và trả về được đặt theo một góc.

Các yếu tố của hệ thống dòng chảy trọng lực: nó bao gồm những gì

Hãy liệt kê chúng thiết bị, từ đó hệ thống gia nhiệt bằng trọng lực được lắp ráp:

• 

  Lò sưởi ấm – có thể hoạt động bằng nhiều loại nhiên liệu khác nhau – khí đốt, gỗ, than, điện.
• Bộ tản nhiệt – thiết bị sưởi ấm trực tiếp – tỏa nhiệt vào không gian phòng.
• Đường ống cung cấp và hồi lưu chính.
• Bộ sưu tập phân phối – nằm phía trên nồi hơi. Nước được đun nóng trong nồi hơi đi vào nồi hơi, sau đó di chuyển (phân phối) vào đường ống chính.
• Bình giãn nở – để lưu trữ tạm thời chất làm mát, chất này nở ra và tăng thể tích khi được đun nóng. Nó nằm ở điểm cao nhất của hệ thống và được tạo thành dạng hở.
• Van bi quay – tại đầu vào và đầu ra của bộ tản nhiệt.
• Vòi xả nước (cũng là quả bóng) – ở điểm thấp nhất của hệ thống.

Bây giờ chúng ta hãy xem xét kỹ hơn cách đảm bảo áp suất tối đa có thể.

Bạn cũng có thể quan tâm đến:

Một cách để tiết kiệm nhiều hơn nữa: ưu điểm và nhược điểm của tự động hóa khi sưởi ấm nhà riêng

Xử lý sự cố để giải quyết vấn đề: tại sao áp suất trong hệ thống sưởi ấm của một ngôi nhà riêng giảm nhưng không có rò rỉ?

Bạn có thể dễ dàng tự làm! Thanh ghi nhiệt: nó là gì, các loại

Độ dốc của ống

Đối với sự lưu thông tự nhiên của chất làm mát, một số biện pháp được thực hiện để tạo điều kiện cho sự di chuyển của nó bên trong bộ tản nhiệt và đường ống. Một trong những biện pháp đó là lắp đặt đường ống cấp và thoát nước theo độ dốc nhẹ. Kích thước độ dốc được chọn - 2-3° trên một mét tuyến tính.

Các độ dốc được chỉ định không vi phạm trực quan hình học của đường ống, nhưng đảm bảo chuyển động của nước theo trọng lực. Chúng cũng cho phép xả chất lỏng ra khỏi hệ thống nếu cần thay pin hoặc sửa chữa pin.

Áp suất hấp dẫn

Áp suất trọng lực phát sinh do sự chênh lệch áp suất nước ở các đoạn khác nhau của đường ống.

Trong một hệ thống có chuyển động tự nhiên của chất làm mát, áp suất hấp dẫn được tạo ra đun nước và đưa nước lên cao đến tận gác xép hoặc tầng hai của ngôi nhà. Điều này đảm bảo lưu thông trọng lực và hoạt động sưởi ấm.

Độ lớn của áp suất hấp dẫn được xác định bởi chiều cao của thang máy Nước và sự chênh lệch nhiệt độ.

Những trở ngại có thể xảy ra

Để đảm bảo quá trình lưu thông tự nhiên hiệu quả, họ cố gắng giảm số lượng các yếu tố ảnh hưởng đến áp suất hấp dẫn.

Kế hoạch đang được tổ chức với số lượng góc và vòng quay tối thiểu. Thay vì uốn cong các đường ống theo góc vuông, các đường cong trơn tru được thực hiện bất cứ khi nào có thể. Để nước không gặp phải chướng ngại vật, chúng được loại bỏ thu hẹp các khoang và van.

Các phần bên trong của bộ tản nhiệt phải đủ lớn. Hậu quả của việc mở rộng là tăng thể tích chất làm mát, cũng như quán tính của hệ thống sưởi ấm.

Sơ đồ hệ thống sưởi ấm một ống trong một tòa nhà riêng

Hệ thống ống đơn là cách đơn giản nhất và dễ tiếp cận nhất để tổ chức tuần hoàn tự nhiên của chất làm mát trong ống. Nó hoạt động theo nguyên tắc sự chuyển động của nước theo trọng lực khi đun nóng trong nồi hơi. Dòng chất làm mát bên trong ống chính, đi qua tất cả các bộ tản nhiệt của hệ thống. Đường ống chính sưởi ấm bắt đầu và kết thúc trong nồi hơi sưởi ấm.

Có hai lựa chọn kết nối nối tiếp các pin trong mạch ống đơn:

• Đường cao tốc đi qua trực tiếp qua mỗi bộ tản nhiệt trong phòng.
• Đường cao tốc đi qua bên cạnh các cục pin, Trong trường hợp này, một đường nhánh cung cấp nước nóng đi ra từ nó ở phía trước mỗi bộ tản nhiệt. Sau đó, chất làm mát được làm mát được xả từ bộ tản nhiệt vào đường chính.

Ảnh 1. Bản chất của hệ thống sưởi ấm một ống là chuyển động của nước theo trọng lực khi nồi hơi nóng lên.

Trong cả hai chương trình nước dần dần nguội đi, di chuyển từ bộ tản nhiệt đầu tiên đến bộ tản nhiệt cuối cùng. Đó là lý do tại sao các pin đầu tiên trong mạch sẽ nóng hơn đáng kể so với các pin cuối cùng. Đồng thời trong sơ đồ đầu tiên sự chênh lệch giữa nhiệt độ của chất lỏng trong bộ tản nhiệt đầu tiên và cuối cùng sẽ lớn hơn ở bộ tản nhiệt thứ hai. Do đó phương án thứ hai đảm bảo sưởi ấm đồng đều hơn cho tất cả các phòng.

Ưu điểm của hệ thống ống đơn có tuần hoàn tự nhiên:

• Dễ dàng cài đặt.
• Giá cả phải chăng nhất – chi phí lắp đặt rẻ hơn so với các loại hệ thống sưởi ấm khác.
• Khả năng tiếp cận công nghệ – hệ thống một ống dễ lắp đặt hơn hệ thống sưởi ấm hai mạch. Cũng dễ tổ chức tuần hoàn tự nhiên của chất làm mát trong hệ thống một ống.

Hệ thống sưởi ấm hai ống trong ngôi nhà hai tầng

Hệ thống sưởi ấm hai ống nổi bật sự hiện diện của hai đường cao tốc. Nước nóng di chuyển từ nồi hơi theo một đường - đường cấp. Và nước lạnh đi vào nồi hơi theo một đường khác - đường hồi.

Hệ thống hai ống có số lượng góc và vòng quay tăng lên. Trong đó việc tổ chức một dòng chảy tự phát khó khăn hơn chất làm mát. Thông thường – nó phải được tích hợp vào bơm tuần hoàn.

Ưu điểm chính của hệ thống hai ống là sưởi ấm đồng đều cho tất cả các phòng. Nhược điểm là áp suất trọng trường giảm và chất lỏng khó lưu thông tự nhiên trong đường ống.

Ảnh 2. Hệ thống sưởi ấm hai ống có hai đường ống chính và nhiều góc và vòng hơn.

Đối với dòng chảy trọng lực trực tiếp trong hệ thống hai ống yêu cầu nhiệt độ cao đun nóng nước. Do đó, tùy thuộc vào kích thước của nó, dòng chảy trọng lực có thể hiệu quả hơn hoặc kém hơn. Đối với chuyển động của chất làm mát vào chính họ cắt một máy bơm trong một mạch song song. Để không tạo ra chướng ngại vật và cho phép dòng chảy tự nhiên.

Video hữu ích

Video này cho thấy một trong những hệ thống sưởi ấm dựa trên dòng nước chảy theo trọng lực trong một ngôi nhà hai tầng.

Hệ thống một ống hay hai ống: loại nào tốt hơn?

Để tổ chức lưu thông tự nhiên của chất làm mát Hệ thống một ống là sự lựa chọn tốt nhất kết nối. Nó tạo ra lực cản tối thiểu đối với chuyển động của nước, giảm nhẹ áp suất. Bố trí của nó đơn giản hơn so với hệ thống hai ống.

Ống đôi Hệ thống cũng có thể có lưu thông tự nhiên. Tuy nhiên, việc lắp đặt của nó sẽ đòi hỏi kiến ​​thức chuyên môn, tính toán và kinh nghiệm.