Hệ thống sưởi mở: sơ đồ nguyên lý và tính năng thiết kế
Do dễ lắp đặt, chi phí thấp và đủ hiệu quả, hệ thống sưởi mở tiếp tục có nhu cầu.Khi đã nắm rõ nguyên lý hoạt động, quy tắc lắp đặt thiết bị và lắp đặt, bạn sẽ có thể tự mình tổ chức việc cung cấp nhiệt cho ngôi nhà của mình.
Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách tạo ra một mạch sưởi kiểu mở khả thi. Chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách xây dựng một hệ thống, tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu, tiêu chuẩn công nghệ khi lựa chọn và kết nối các phần tử. Có tính đến các đề xuất của chúng tôi, bạn sẽ xây dựng một mạch hiệu quả, không gặp sự cố.
Chúng tôi cung cấp cho các thợ thủ công độc lập để họ làm quen với các phương án lắp ráp đã được thử nghiệm thực tế. Thông tin được trình bày để xem xét được bổ sung bằng sơ đồ, bộ sưu tập ảnh và hướng dẫn bằng video hữu ích.
Nội dung của bài viết:
Thiết bị và nguyên lý hoạt động của hệ thống
TRONG hệ thống sưởi ấm nước Chất lỏng đóng vai trò trung gian trong việc truyền năng lượng nhiệt từ lò hơi đến bộ tản nhiệt. Việc tuần hoàn chất làm mát có thể được thực hiện trên một khoảng cách xa, cung cấp hệ thống sưởi cho những ngôi nhà và căn phòng có quy mô khác nhau. Điều này giải thích sự ra đời rộng rãi của hệ thống sưởi ấm bằng nước.
Có thể vận hành hệ thống sưởi kiểu mở mà không cần sử dụng máy bơm. Tuần hoàn chất làm mát dựa trên nguyên lý nhiệt động lực học.Sự chuyển động của nước qua các đường ống xảy ra do sự khác biệt về mật độ của chất lỏng nóng và lạnh, cũng như do độ dốc của các đường ống được đặt.
Một yếu tố không thể thiếu của hệ thống là một bể giãn nở mở để chất làm mát được làm nóng dư thừa chảy vào. Nhờ có bình chứa, áp suất chất lỏng được tự động ổn định. Thùng chứa được cài đặt phía trên tất cả các thành phần hệ thống.
Toàn bộ quá trình hoạt động của “sưởi ấm mở” thường được chia thành hai giai đoạn:
- Phiên. Chất làm mát được làm nóng di chuyển từ nồi hơi đến bộ tản nhiệt.
- Trở lại. Nước ấm dư thừa đi vào bể giãn nở, nguội đi và quay trở lại lò hơi.
Trong hệ thống một đường ống, chức năng cấp và hồi lưu được thực hiện bởi một đường, trong hệ thống hai đường ống, đường cấp và hồi lưu độc lập với nhau.
Nó được coi là đơn giản nhất và dễ tiếp cận nhất để tự cài đặt hệ thống ống đơn. Thiết kế của hệ thống là cơ bản.
Gói cơ bản của nguồn cung cấp nhiệt một ống bao gồm:
- Nồi hơi;
- Bộ tản nhiệt;
- bể mở rộng;
- đường ống.
Một số người từ chối lắp đặt bộ tản nhiệt và đặt một đường ống có đường kính 8-10 cm xung quanh chu vi của ngôi nhà, tuy nhiên, các chuyên gia lưu ý rằng hiệu quả của hệ thống và sự dễ sử dụng của giải pháp này bị giảm đi.
Thiết kế phức tạp hơn và thực hiện tốn kém hơn tùy chọn sưởi ấm hai ống. Tuy nhiên, chi phí và độ phức tạp của việc xây dựng được bù đắp hoàn toàn bằng cách loại bỏ những nhược điểm tiêu chuẩn của hệ thống ống đơn.
Chất làm mát có nhiệt độ bằng nhau được cung cấp gần như đồng thời cho tất cả các thiết bị, nước làm mát được thu lại bằng đường hồi và không chảy vào pin tiếp theo.
Yêu cầu về bố trí và vận hành
Khi lắp đặt nguồn cung cấp nhiệt cho ngôi nhà, điều quan trọng là phải tính đến một số tính năng của hệ thống sưởi mở:
- Để đảm bảo lưu thông bình thường, nồi hơi được lắp đặt ở điểm thấp nhất trong đường dây và bể giãn nở ở điểm cao nhất.
- Nơi tối ưu để đặt bể giãn nở là tầng áp mái. Trong mùa lạnh, thùng chứa và ống dẫn nước trên gác mái không có hệ thống sưởi phải được cách nhiệt.
- Việc đặt đường dây chính được thực hiện với số vòng tối thiểu, các bộ phận kết nối và lắp đặt.
- Trong hệ thống sưởi trọng lực, nước lưu thông chậm (0,1-0,3 m/s), do đó quá trình gia nhiệt sẽ diễn ra dần dần. Không để nó sôi - điều này làm tăng tốc độ mài mòn của bộ tản nhiệt và đường ống.
- Nếu hệ thống sưởi ấm không được sử dụng vào mùa đông, chất lỏng phải được xả hết - biện pháp này sẽ giữ nguyên đường ống, bộ tản nhiệt và nồi hơi.
- Mức chất làm mát trong bể giãn nở phải được theo dõi và bổ sung định kỳ. Nếu không, các túi khí sẽ xuất hiện trong đường dây, làm giảm hiệu suất của bộ tản nhiệt.
- Nước là chất làm mát tối ưu.Chất chống đông độc hại và không được khuyến khích sử dụng trong các hệ thống tiếp xúc tự do với khí quyển. Nên sử dụng nó nếu không thể xả chất làm mát trong thời gian không sử dụng nhiệt.
Đặc biệt chú ý đến việc tính toán mặt cắt ngang và độ dốc của đường ống. Tiêu chuẩn thiết kế được quy định bởi SNiP số 2.04.01-85.
Trong các mạch có chuyển động trọng lực của chất làm mát, kích thước mặt cắt ngang của đường ống lớn hơn trong các mạch bơm, nhưng tổng chiều dài của đường ống nhỏ hơn gần hai lần. Độ dốc của các mặt cắt ngang của hệ thống, bằng 2 - 3 mm trên một mét tuyến tính, chỉ phù hợp khi lắp đặt bộ cấp nhiệt với chuyển động tự nhiên của chất làm mát.
Các loại chương trình sưởi ấm mở
Trong hệ thống sưởi mở, chất làm mát di chuyển theo hai cách khác nhau. Lựa chọn đầu tiên là tuần hoàn tự nhiên hoặc hấp dẫn, lựa chọn thứ hai là kích thích cưỡng bức hoặc nhân tạo từ máy bơm.
Việc lựa chọn sơ đồ phụ thuộc vào số tầng và diện tích của tòa nhà, cũng như các điều kiện nhiệt dự kiến.
Tuần hoàn tự nhiên trong quá trình sưởi ấm
TRONG hệ thống hấp dẫn không có cơ chế đảm bảo chuyển động của chất làm mát. Quá trình này chỉ được thực hiện bằng sự giãn nở của nước nóng. Để vận hành mạch, một ống tăng tốc được cung cấp, chiều cao của nó ít nhất là 3,5 m.
Hệ thống sưởi ấm tuần hoàn tự nhiên là tối ưu cho các tòa nhà có diện tích lên tới 60 mét vuông. m. Chiều dài tối đa của mạch có khả năng cung cấp nhiệt được coi là đường dây chính 30 m. Một yếu tố quan trọng là chiều cao của tòa nhà và số tầng của ngôi nhà, cho phép lắp đặt một ống tăng tốc.
Sơ đồ tuần hoàn tự nhiên không phù hợp cho các ứng dụng ở nhiệt độ thấp. Chất làm mát giãn nở không đủ sẽ không tạo ra áp suất thích hợp trong hệ thống.
Khả năng của mạch trọng lực:
- Kết nối với sàn có hệ thống sưởi. Một máy bơm tuần hoàn được gắn trên mạch nước dẫn xuống sàn. Phần còn lại của hệ thống hoạt động như bình thường. Nếu mất điện, ngôi nhà sẽ tiếp tục được sưởi ấm.
- Làm việc với nồi hơi. Thiết bị sưởi ấm được gắn ở phía trên cùng của hệ thống - phía dưới bể giãn nở một chút.
Để đảm bảo hoạt động không bị gián đoạn, một máy bơm có thể được lắp đặt trên lò hơi. Sau đó, kế hoạch cung cấp nhiệt và sản xuất nước nóng sẽ tự động trở thành một lựa chọn bắt buộc. Ngoài ra, một van kiểm tra được lắp đặt để ngăn chặn sự tuần hoàn của chất làm mát.
Hệ thống cưỡng bức có bơm
Để tăng tốc độ của chất làm mát và giảm thời gian sưởi ấm căn phòng, một máy bơm được tích hợp sẵn. Chuyển động của dòng nước tăng lên 0,3-0,7 m/s. Cường độ truyền nhiệt tăng lên, các nhánh của thân chính nóng lên đều.
Điểm quan trọng của tổ chức hệ thống bắt buộc:
- Mạch có bơm tích hợp rất dễ bay hơi. Để đảm bảo hệ thống sưởi của căn phòng không dừng lại khi mất điện, thiết bị bơm được đặt trên đường tránh.
- Máy bơm được lắp đặt phía trước đầu vào của lò hơi trên đường ống hồi lưu. Khoảng cách đến lò hơi là 1,5 m.
- Khi lắp đặt máy bơm, hướng chuyển động của nước được tính đến.
Hai van ngắt và một khuỷu tay có bơm tuần hoàn được lắp trên đường hồi lưu. Nếu có dòng điện trong mạng, các vòi sẽ đóng lại - chất làm mát sẽ di chuyển qua máy bơm. Nếu không có điện áp thì phải mở các van - hệ thống sẽ chuyển sang chế độ tuần hoàn tự nhiên.
Tùy chọn cho đường ống trong hệ thống
Từ cách bố trí thiết bị sưởi ấm và đường ống nối phụ thuộc vào hiệu quả, tính kinh tế và tính thẩm mỹ của hệ thống sưởi. Việc lựa chọn hệ thống dây điện được xác định dựa trên đặc điểm thiết kế và diện tích của ngôi nhà.
Thông số kỹ thuật của sơ đồ một ống và hai ống
Nước nóng chảy vào bộ tản nhiệt và quay trở lại lò hơi theo nhiều cách khác nhau. Trong hệ thống mạch đơn, chất làm mát được cung cấp qua một đường ống có đường kính lớn. Đường ống chạy qua tất cả các bộ tản nhiệt.
Ưu điểm của hệ thống tự tuần hoàn một ống:
- tiêu thụ vật liệu tối thiểu;
- dễ dàng cài đặt;
- số lượng đường ống hạn chế bên trong không gian sống.
Nhược điểm chính của sơ đồ một đường ống thực hiện nhiệm vụ cung cấp và hoàn trả là sự gia nhiệt không đều của bộ tản nhiệt sưởi ấm. Cường độ gia nhiệt và truyền nhiệt của pin giảm khi chúng di chuyển ra khỏi lò hơi.
Sơ đồ sưởi ấm hai ống đang tự tin có được chỗ đứng. Bộ tản nhiệt kết nối đường ống hồi lưu và cung cấp. Các vòng cục bộ hình thành giữa pin và nguồn nhiệt.
Ưu điểm chính của hệ thống:
- tất cả các thiết bị sưởi ấm đều nóng lên;
- khả năng điều chỉnh hệ thống sưởi của từng bộ tản nhiệt riêng biệt;
- độ tin cậy hoạt động của mạch.
Hệ thống mạch kép đòi hỏi chi phí đầu tư và nhân công lớn. Sẽ khó khăn hơn khi lắp đặt hai đường truyền thông dọc theo các cấu trúc tòa nhà.
Cung cấp nước làm mát trên và dưới
Tùy thuộc vào vị trí của đường ống chính cung cấp chất làm mát nóng, có sự phân biệt giữa kết nối trên và kết nối dưới.
Với hệ thống phân phối trên cao, nước ấm dâng lên qua ống đứng chính và được chuyển qua đường ống phân phối tới bộ tản nhiệt. Nên lắp đặt hệ thống sưởi ấm như vậy trong các ngôi nhà nhỏ một và hai tầng và nhà riêng.
Một hệ thống cung cấp nhiệt có hệ thống dây điện phía dưới khá thiết thực. Ống cấp nằm ở phía dưới, cạnh ống hồi lưu. Chuyển động của chất làm mát theo hướng từ dưới lên trên. Nước sau khi đi qua bộ tản nhiệt sẽ được dẫn qua đường ống hồi lưu đến lò hơi sưởi ấm. Pin được trang bị cần cẩu Mayevsky để loại bỏ không khí khỏi đường dây.
Riser dọc và ngang
Dựa trên loại vị trí của ống đứng chính, người ta phân biệt giữa phương pháp định tuyến đường ống dọc và ngang. Trong tùy chọn đầu tiên, bộ tản nhiệt ở tất cả các tầng được kết nối với các ống nâng thẳng đứng.
Đặc điểm của hệ thống “dọc”:
- không có khóa không khí;
- thích hợp để sưởi ấm các tòa nhà cao tầng;
- kết nối sàn với Riser;
- khó khăn trong việc lắp đặt đồng hồ đo nhiệt căn hộ ở các tòa nhà nhiều tầng.
Hệ thống dây điện ngang liên quan đến việc kết nối bộ tản nhiệt trên một tầng với một ống nâng duy nhất. Ưu điểm của phương án này là thiết bị sử dụng ít đường ống hơn và chi phí lắp đặt thấp hơn.
Bố trí hệ thống sưởi kiểu trọng lực
Tốt hơn là giao phó việc phát triển dự án hệ thống trọng lực cho các chuyên gia sưởi ấm. Tài liệu nêu rõ loại hệ thống sưởi, phương pháp kết nối bộ tản nhiệt và sự tuần hoàn của chất làm mát, các thông số thiết bị được khuyến nghị, số lượng bộ tản nhiệt và cảnh quay đường ống.
Tính toán hệ thống cung cấp nhiệt
Cần xác định các đặc tính thủy lực của hệ thống, điều này sẽ giúp lựa chọn chính xác đường kính đường ống tối ưu.
Để tính giá trị áp suất tuần hoàn (RC) bạn phải có dữ liệu sau:
- Khoảng cách từ tâm lò hơi đến tâm bộ tản nhiệt (h). Khoảng cách giữa các thiết bị này càng lớn thì sự lưu thông càng ổn định.
- Áp suất làm mát (Ro) và đun nóng (Pr) Nước.
Áp suất tuần hoàn chỉ phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ của chất làm mát. Các chỉ số chính xác có thể được tìm thấy trong dữ liệu dạng bảng.
Để chiều rộng phần đường ống ảnh hưởng bởi loại vật liệu. Đường kính của ống thép phải ít nhất là 50 mm. Sau khi phân nhánh, mặt cắt ngang của đường cao tốc được thu hẹp lại một cỡ. Ngược lại, sự trở lại được tập hợp với sự mở rộng tiếp theo.
Đặc biệt chú ý đến thể tích của bể mở rộng. Kích thước của bể chứa không được nhỏ hơn 5% tổng thể tích chất làm mát trong hệ thống. Việc không tuân thủ sẽ dẫn đến nước thoát ra khỏi hệ thống hoặc vỡ đường ống.
Lựa chọn các thành phần chính
Đối với hệ thống hở, tốt hơn nên chọn nồi hơi chạy bằng nhiên liệu rắn hoặc dầu mazut. Lắp đặt nồi hơi điện và thiết bị gas đều bị cấm.Đôi khi xảy ra tình trạng kẹt không khí trong đường dây - điều này có thể dẫn đến trường hợp khẩn cấp.
Công suất sưởi được xác định dựa trên tính toán - 1 kW năng lượng nhiệt trên 10 m2 của ngôi nhà. Tùy thuộc vào chất lượng cách nhiệt của phòng, 10-30% được thêm vào giá trị thu được.
Bể giãn nở cho hệ thống sưởi kiểu trọng lực phải được làm bằng thép. Việc sử dụng vật liệu polyme là điều không mong muốn. Để sưởi ấm một ngôi nhà nhỏ một tầng, một bình chứa 8-15 lít là phù hợp.
Để xây dựng đường ống, các đường ống làm bằng vật liệu sau được sử dụng:
- Thép. Chúng được đặc trưng bởi tính dẫn nhiệt cao và khả năng chịu áp suất cao. Nhược điểm là sự phức tạp của việc lắp đặt và nhu cầu sử dụng thiết bị hàn.
- Polypropylen. Ưu điểm chính: khả năng chống biến động nhiệt độ, độ bền, độ kín và dễ lắp đặt. Tuổi thọ sử dụng - 25 năm.
- Kim loại-nhựa. Vật liệu không bị ăn mòn và ngăn ngừa tắc nghẽn mạch điện. Nhược điểm của đường cao tốc: tuổi thọ hạn chế (lên tới 15 năm) và chi phí cao.
- Đồng. Ống có khả năng truyền nhiệt tối đa và chịu được nhiệt độ cao - lên tới +500°C. Nhược điểm chính là chi phí cao của vật liệu.
Trong mạch sưởi hở bộ tản nhiệt được cài đặtđược làm từ kim loại có độ bền cao.
Phổ biến nhất là các mô hình thép. Chúng có sự cân bằng tối ưu về các thông số chính: hình thức, giá cả và nhiệt điện.
Mở các bước cài đặt hệ thống
Toàn bộ quá trình tổ chức hệ thống sưởi trọng lực có thể được chia thành nhiều giai đoạn:
- Lắp đặt nồi hơi. Thiết bị được cố định trên bề mặt sàn hoặc treo trên tường. Việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào kích thước của lò hơi.
- Bố trí đường ống theo phương án đã chọn và dự án phát triển. Điều quan trọng là phải quan sát góc dốc được khuyến nghị của mạch đường ống.
- Lắp đặt bộ tản nhiệt sưởi ấm và kết nối chúng với hệ thống.
- Lắp đặt bể mở rộng và cách nhiệt của nó.
- Kết nối tất cả các yếu tố, kiểm tra độ kín của các mối nối và khởi động hệ thống.
Sau lò hơi, trên đường ống cấp nước, nên lắp đặt cảm biến nhiệt độ để theo dõi hiệu quả của hệ thống sưởi.
Đặc điểm lắp ráp mạch cưỡng bức
Để hệ thống bắt buộc có thể tự biện minh và hoạt động hiệu quả thì cần phải lựa chọn đúng bơm tuần hoàn và “nhúng” nó vào hệ thống sưởi chính một cách chính xác.
Lựa chọn bơm tuần hoàn
Các thông số chính để chọn thiết bị bơm: công suất và áp suất của thiết bị. Những đặc điểm này được xác định dựa trên diện tích của căn phòng được sưởi ấm.
Các chỉ số biểu thị:
- đối với những ngôi nhà có diện tích 250 m2, máy bơm có công suất 3,5 mét khối mỗi giờ và áp suất 0,4 atm là phù hợp;
- trong phòng có diện tích 250-350 m2, lắp đặt thiết bị ở tốc độ 4,5 mét khối mỗi giờ với áp suất 0,6 atm;
- Nếu diện tích ngôi nhà là 350-800 m2 thì nên mua máy bơm có công suất 11 mét khối một giờ, áp suất ít nhất là 0,8 atm.
Để lựa chọn cẩn thận hơn, các chuyên gia sẽ tính đến chiều dài của hệ thống sưởi, loại và số lượng bộ tản nhiệt, vật liệu sản xuất và đường kính của đường ống cũng như loại nồi hơi.
Lắp đặt máy bơm vào trục chính
Máy bơm được đặt trên đường hồi lưu để chất làm mát không quá nóng đi qua thiết bị. Có thể lắp đặt các mô hình hiện đại làm bằng vật liệu chịu nhiệt độ cao trên dây chuyền cung cấp.
Khi lắp máy bơm, tuần hoàn nước không được bị gián đoạn. Điều quan trọng là tại bất kỳ điểm nào trong đường ống khi bộ phận bơm đang hoạt động, áp suất thủy tĩnh vẫn ở mức cao.
Lựa chọn 1. Nâng bể mở rộng.Một cách đơn giản để chuyển đổi hệ thống tuần hoàn tự nhiên sang hệ thống tuần hoàn cưỡng bức. Để thực hiện dự án, bạn sẽ cần một không gian gác mái cao.
Lựa chọn 2. Di chuyển xe tăng đến một Riser xa. Quá trình xây dựng lại hệ thống cũ và lắp đặt hệ thống mới tốn nhiều công sức là không hợp lý. Các phương pháp đơn giản hơn và thành công hơn là có thể.
Tùy chọn 3. Ống bể giãn nở gần vòi bơm. Để thay đổi kiểu tuần hoàn, cần cắt bể khỏi đường cấp, sau đó nối nó với đường hồi - phía sau bơm tuần hoàn.
Tùy chọn 4. Máy bơm được bao gồm trong đường dây cung cấp. Cách đơn giản nhất để xây dựng lại hệ thống. Nhược điểm của phương pháp là điều kiện vận hành không thuận lợi cho máy bơm. Không phải mọi thiết bị đều có thể chịu được nhiệt độ cao.
Kết luận và video hữu ích về chủ đề này
Video số 1. Khuyến nghị lắp ráp hệ thống sưởi ấm với tuần hoàn tự nhiên:
Video số 2. Quy trình lắp đặt bơm tuần hoàn:
Các khía cạnh quan trọng của việc bố trí một hệ thống sưởi hiệu quả là chọn mạch khả thi, tính toán các thông số của đường dây chính, chọn linh kiện và tuân theo công nghệ lắp đặt. Có thể cài đặt thủ công nếu bạn có kỹ năng sửa ống nước, nhưng tốt hơn là giao phó việc phát triển một dự án chi tiết cho các chuyên gia.
Bạn có muốn đặt câu hỏi về sơ đồ tổ chức và hệ thống dây điện của mạch cấp nước hở không? Vui lòng để lại ý kiến trong khối bên dưới. Tại đây bạn có cơ hội đặt câu hỏi hoặc báo cáo một sự thật thú vị về chủ đề này.
Hệ thống sưởi mở khá phổ biến ở các làng và vùng ngoại ô vì nó dễ vận hành và lắp đặt rất rẻ.Nhưng khi bắt đầu sử dụng, bạn nhận ra rằng mình cần biết nó thực sự hoạt động như thế nào, những động lực nào trong quá trình làm nóng. Nếu bạn định cài đặt một hệ thống như vậy, đừng lười biếng và đọc về nguyên lý hoạt động, tính năng, ưu và nhược điểm của hệ thống sưởi loại này. Nhưng đừng quên tham khảo ý kiến của một chuyên gia.
Ilya, hệ thống sưởi ấm như vậy chẳng có gì hay cả, nó đã là tàn tích của quá khứ, bây giờ hiếm ai làm được. Nó không kinh tế ngay cả về mức tiêu thụ nhiên liệu. Hãy tự đánh giá xem lượng nước chảy trong tất cả các ống và bộ tản nhiệt có đường kính dày này (chỉ những ống gang mới phù hợp ở đó).
Ưu điểm duy nhất của nó là độc lập về điện, tức là không có ánh sáng nhưng có nhiệt, không có máy bơm trong hệ thống.
Nhưng quan điểm là, nói một cách nhẹ nhàng, chán nản - những đường ống khắp nhà, con dốc kinh khủng này, bình giãn nở cồng kềnh, tiếng ùng ục liên tục... Không, tôi chắc chắn sẽ không muốn một cái như vậy.
Tôi có một hệ thống mở trên một ngôi nhà hai tầng. Bộ tản nhiệt lưỡng kim. Ống phân phối bằng đồng 18 và 22, độ dốc 5mm/m, mắt thường không nhận thấy. Thanh tăng tốc là 50 mm, có cấu trúc ẩn. Bình giãn nở - 8 lít. Không có gì ríu rít :)
Xin chào, có một vấn đề: xảy ra áp suất thấp trong hệ thống sưởi đường ống (không có bộ tản nhiệt). Điều này trở nên rõ ràng khi bạn cố gắng xả không khí qua máy bơm và vòi Mayevsky, nhưng ngược lại, không khí bị hút vào hệ thống. Câu hỏi đặt ra là: tại sao áp suất trong hệ thống sưởi mở có thể giảm?