يتم استخدام أنظمة التدفئة المختلفة لإنشاء درجة حرارة مريحة في المنزل. إن توفير الدوران القسري لسائل التبريد فعال ، ولكن ليس دائمًا ممكنًا. إذا كان هناك انقطاع في التيار الكهربائي أو نقص في الكهرباء في منزل ريفي (سكن صيفي) ، سيكون الخيار الأفضل هو مخطط آخر. سيقوم نظام التسخين الجاذبي المغلق المصمم ذاتيًا والمثبت ذاتيًا بأداء وظائفه دون تركيب مضخة ومعدات كهربائية أخرى.
ميزات نظام التسخين الجاذبي
يعتمد مبدأ التشغيل على خاصية تمدد الماء مع زيادة درجة الحرارة. إنشاء فرق الضغط في حلقة مغلقة من الأنابيب هو أساس دوران السوائل. بفضل هذا التأثير ، تلقى نظام التسخين الجاذبي المغلق اسمًا آخر - الجاذبية.
من الناحية الهيكلية ، يجب أن تتكون من العناصر التالية:
- سخان مياه... جهاز مصمم لنقل طاقة الوقود المحترق (خشب ، فحم ، غاز ، إلخ) إلى حامل حرارة (ماء ، مضاد للتجمد). في نظام التسخين الجاذبي المغلق ، يتم ذلك باستخدام مبادل حراري يقع في أقرب مكان ممكن من غرفة الاحتراق في المرجل ؛
- خطوط الأنابيب... ضروري لنقل السائل الساخن من المبادل الحراري إلى أجهزة التسخين ؛
- مشعات... هم المصدر الرئيسي للحرارة في الغرفة. تضمن مساحتها الكبيرة أقصى قدر من التبادل الحراري بين الماء الساخن والهواء في الغرفة ؛
- أجهزة التحكم والسلامة... وهي تشمل وعاء التمدد ، وصمام الجاذبية للتدفئة ، والصمامات ، والصمامات.
أثناء تسخين الماء في المبادل الحراري ، يتمدد ، مما يخلق ضغطًا زائدًا. في المقابل ، يكون للحامل الحراري البارد من أنبوب الإرجاع كثافة أعلى ويبدأ في إزاحة السائل بدرجة حرارة عالية. نتيجة لذلك ، يحدث الدوران.
أحد العناصر الرئيسية للنظام هو مشعب الداعم - أنبوب فرعي عمودي متصل بالغلاية. إذا تم تصنيع نظام تسخين الجاذبية بيديك ، فيجب أن يولي اهتمامًا خاصًا - من المواد المستخدمة في تصنيع الأنابيب ، وانتهاءً بقطرها.
كلما زاد حجم مجمع التعزيز ، زادت سرعة المبرد. للقيام بذلك ، تحتاج إلى حساب المقطع والارتفاع الأمثل.
يجب تصميم نظام التسخين الجاذبي للمنزل المكون من طابقين بطريقة يمكن من خلالها توزيع المبرد بالتساوي قدر الإمكان على عدة دوائر.
وصف مفصل للنظام
في عملية تسخين المياه ، يتبخر بعضها حتمًا على شكل بخار. للإزالة في الوقت المناسب ، يتم تثبيت خزان التمدد في أعلى النظام. يؤدي وظيفتين - يتم إزالة البخار الزائد من خلال الفتحة العلوية ويتم تعويض فقدان حجم السائل تلقائيًا. هذا المخطط يسمى مفتوح.
ومع ذلك ، فإن له عيبًا كبيرًا - التبخر السريع نسبيًا للمياه. لذلك ، بالنسبة للأنظمة المتفرعة الكبيرة ، يفضلون إنشاء نظام تسخين جاذبي مغلق بأيديهم. الاختلافات الرئيسية بين مخططها هي كما يلي.
- بدلاً من خزان التمدد المفتوح ، يتم تركيب فتحة تهوية أوتوماتيكية في أعلى نقطة في خط الأنابيب. ينتج نظام تسخين الجاذبية من النوع المغلق ، أثناء تسخين المبرد ، كمية كبيرة من الأكسجين من الماء ، والذي يعد ، بالإضافة إلى الضغط الزائد ، مصدرًا لصدأ العناصر المعدنية. لإزالة البخار المحتوي على نسبة عالية من الأكسجين في الوقت المناسب ، يتم تثبيت فتحة تهوية أوتوماتيكية ؛
- للتعويض عن ضغط المبرد المبرد بالفعل ، يتم تركيب خزان تمدد غشائي من النوع المغلق أمام رأس مدخل المرجل. إذا تجاوز ضغط الجاذبية في نظام التسخين المعيار المسموح به ، فإن الغشاء المرن يعوض ذلك عن طريق زيادة الحجم الكلي.
خلاف ذلك ، عند تصميم وتركيب نظام تسخين الجاذبية فقط بيديك ، يمكنك الالتزام بالقواعد والتوصيات المعتادة.
مخططات تدفئة الجاذبية لمنزل من طابق واحد وطابقين
إذا كان من المخطط أن يتم تركيب تدفئة الجاذبية تحت الضغط في منزل من طابق واحد ، فيمكنك استخدام مخطط الأنبوب الواحد "لينينغراد".
تتمثل إحدى ميزات هذا المخطط في أنبوب واحد يتم توصيل العديد من أجهزة التدفئة بالتوازي معه. ومع ذلك ، فإن هذا يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ للحرارة - فكلما ابتعد المبرد عن الغلاية ، انخفضت درجة حرارة الماء الداخل إليه. لحل هذه المشكلة ، يمكنك ترقية نظام التسخين بالجاذبية من النوع المغلق:
- تركيب الصمامات. بمساعدتها ، يمكنك تقليل حجم سائل التبريد لأجهزة التدفئة الموجودة بالقرب من المرجل. وبالتالي ، سينخفض الناتج الحراري للطاقة في الأقسام الأولى من النظام ؛
- زيادة عدد أقسام المبرد مع المسافة من المرجل ؛
- قم بتركيب أنابيب ذات قطر أكبر عند النقطة التي يتم فيها توصيل الأنابيب الفرعية بأجهزة التسخين. سيؤدي ذلك إلى تقليل ضغط الجاذبية لنظام التدفئة في هذه المنطقة ، مما يقلل من سرعة دوران الماء في المبرد.
مثل هذا المخطط مقبول لطول صغير من الطريق السريع. ومع ذلك ، لا ينصح بتثبيته لمنزل من طابقين. في هذه الحالة ، ستكون هناك حاجة إلى نظام تسخين جاذبي متفرع من أنبوبين ، ويتم الحساب على أقسام منفصلة.
تكمن خصوصيتها في حقيقة أن الدوائر المنفصلة تؤدي إلى الأنبوب المركزي الموجود في الجزء العلوي من الخط. أجهزة التدفئة متصلة بكل منها. من المهم أن يكونا بنفس الطول. خلاف ذلك ، سوف يندفع كل السائل إلى المنطقة الأقل مقاومة - في دائرة كهربائية قصيرة.
لمنع حركة المبرد إلى مخرج المرجل ، يتم تثبيت صمام فحص الجاذبية للتدفئة. هذا عنصر لا غنى عنه لنظام تدفئة الجاذبية لمنزل من طابقين.
حساب نظام تسخين الجاذبية
قبل الشروع في تركيب الأنابيب وأجهزة التدفئة ، من الضروري حساب معلمات النظام بأكمله. لهذا ، يتم حساب الخصائص الهيدروليكية ، والتي ستؤثر لاحقًا على اختيار قطر خط الأنابيب الأمثل. قبل حساب نظام تسخين الجاذبية ، تحتاج إلى معرفة المعلمات الأساسية. سيُطلب منهم حساب القيمة الفعلية للرأس المتداول (Рц):
- المسافة من مركز المرجل إلى مركز السخان (ح). كلما كان حجمه أكبر ، كان دوران السوائل أفضل. لذلك ، عند تثبيت نظام تسخين الجاذبية بيديك ، يوصى بتركيب المرجل في أدنى نقطة في المنزل - الطابق السفلي ؛
- ضغط دوران المبرد المسخن (Pr) والمبرد (Po).
بغض النظر عما إذا كان نظام التسخين الجاذبي محسوبًا للمنازل المكونة من طابقين أو من طابق واحد ، فإن قيمة المعلمات الأخيرة تعتمد بشكل مباشر على الاختلاف في درجة حرارة الماء. يمكن الحصول على هذه البيانات من البيانات الجدولية.
على سبيل المثال ، بقيمة h-4 m وفرق درجة الحرارة 20 درجة (80/60) ، سيكون لتسخين الجاذبية ضغط 4 * 112 = 448 باسكال. لمزيد من الحسابات ، يوصى باستخدام أنظمة برمجية متخصصة تأخذ في الاعتبار جميع معلمات نظام تسخين جاذبية من النوع المغلق.
في كثير من الأحيان يجب أن يكون قطر الأنبوب المتصل بمخرج المرجل DN 40 أو DN 50. سيضمن ذلك الحد الأدنى من الخسائر الناتجة عن احتكاك الماء بجدران الأنبوب.
ميزة أخرى هي الاختلاف في درجات حرارة المبرد. كلما زاد حجمها ، زاد ضغط الدوران. لذلك ، بالإضافة إلى التوزيع المنتظم للحرارة بين أجهزة التسخين ، أثناء تصميم نظام تسخين الجاذبية ، من الضروري التأكد بشكل مستقل من درجة الحرارة الدنيا للسائل قبل دخول المبادل الحراري للغلاية.
اختيار مكونات ومواد التصنيع
بعد ظهور أنابيب البوليمر ، أصبح نظام تسخين الجاذبية المصنوع من مادة البولي بروبيلين (PP) شائعًا للغاية. هذه المواد سهلة المعالجة ؛ الحد الأدنى من المعدات مطلوب لتوصيل الأقسام الفردية.
ومع ذلك ، ليس كل نوع من هذه الأنابيب مخصص للتثبيت كعنصر تسخين. ضع في اعتبارك معايير الاختيار الرئيسية:
- وجود طبقة تقوية... يمكن أن يتأثر نظام تسخين البولي بروبلين الجاذبي بدرجات حرارة عالية - تصل إلى 95 درجة مئوية. للحفاظ على الشكل الأصلي للأنبوب ، يلزم وجود مادة تقوية ، وهي طبقة من رقائق الألومنيوم أو الألياف الزجاجية ؛
- سمك الحائط... في نظام تسخين الجاذبية مع وعاء تمدد مغلق ، يمكن أن يتراكم الضغط العالي. لتجنب تلف الخط ، يجب أن تكون أنابيب البولي بروبلين PN20 أو أعلى. سمك جدرانها يعتمد على القطر.
يمكن استخدام هذا الأنبوب لتجهيز مشعب الداعم. ومع ذلك ، لتحقيق فرق درجة الحرارة ، يوصى بأن يكون خط الإرجاع مصنوعًا من الفولاذ. بالإضافة إلى خفض درجة حرارة سائل التبريد قبل دخوله إلى الغلاية ، تساعد هذه المادة في تقليل المقاومة الهيدروليكية.
توصيات التثبيت
بعد الانتهاء من حساب نظام تسخين الجاذبية المصنوع من البولي بروبلين أو الأنابيب الفولاذية ، يمكنك البدء في تثبيته. لتحقيق الكفاءة المثلى ، يوصي الخبراء بإجراء تغييرات صغيرة ولكنها مهمة على المخطط القياسي:
- منحدر الطرق السريعة... يمكن تحقيق ضغط الجاذبية الأمثل لنظام التدفئة من خلال انحدار الأنابيب بعد فتحة التهوية وعلى خط العودة بعد آخر جهاز تسخين ؛
- تركيب مضخة دورانية على المجرى الجانبي... سوف يساعد على تقليل القصور الذاتي للنظام. يمكن أن يكون وقت تسخين المبرد طويلًا جدًا ، لذلك يمكن للمضخة زيادة سرعة حركتها على طول الخط حتى الوصول إلى نظام درجة الحرارة المطلوب ؛
- الحد الأدنى من نقاط التحول في خط الأنابيب... إنها تخلق مقاومة هيدروليكية غير ضرورية ، مما يؤثر على انخفاض سرعة حركة الماء ؛
- تركيب عناصر الحماية... من خلال تركيب صمام فحص لتسخين الجاذبية ، من الممكن تجنب دوران الماء في الاتجاه الخاطئ. هذا ضروري بشكل خاص لنظام ذي توجيه علوي ودوائر متعددة.
المكونات الرئيسية لتسخين الجاذبية المصنوع بشكل صحيح تحت الضغط هي حسابات أولية محسوبة باحتراف ، واختيار المواد المناسبة والالتزام بتقنية التركيب. سيمكن ذلك من إنشاء نظام فعال للحفاظ على درجة حرارة مريحة في المنزل.
يمكن رؤية نصائح لترتيب واستخدام صمام الجاذبية للتدفئة عند تركيب أرضية دافئة ، عناصر إضافية ، في الفيديو:
