اتصال ومبدأ تشغيل مجمع الحرارة للغلاية

في المنازل التي لا يوجد بها غاز أو تدفئة مركزية ، يتم استخدام أنظمة التدفئة الفردية ، بما في ذلك الوقود الصلب والمراجل الكهربائية أو أنظمة الطاقة الشمسية التي تعمل بالطاقة الشمسية. هذه الأنظمة لها عيب مهم - التسخين غير المتكافئ لسائل التبريد بسبب السمات الأساسية للعمل أو تأثير العوامل الخارجية. يمكن تحسينها باستخدام تراكم الحرارة للتدفئة ، والذي سيكون بمثابة حاجز بين مصدر الحرارة والمستهلكين.

الغرض من المجمع الحراري

مجمع الحرارة لأنواع مختلفة من غلايات التدفئة عبارة عن خزان كبير الحجم مملوء بالماء ، مما يسمح لك بحل المشكلات التي تنشأ أثناء تشغيل غلاية التدفئة:

• الإفراط في استهلاك الطاقة
• طاقة التسخين الزائدة
• ارتفاع درجة حرارة الماء في الغلاية ؛
• التقلبات الدورية في درجة حرارة التسخين بسبب عدم انتظام عملية الاحتراق نفسها ووضع الحطب في الوقت المناسب والفحم ؛
• عدم التطابق بين قمم إنتاج واستهلاك الطاقة الحرارية.

يمكن حل بعض المشاكل عن طريق تركيب غلاية انحلال حراري طويلة الاحتراق ، ولكن في الحالة الأخيرة ، لن يساعد ذلك. تتمثل خصوصية تشغيل الغلاية في أنه بعد تحميل الوقود ، يزداد ناتج الطاقة الحرارية تدريجياً ، ويصل إلى قيم الذروة ، ثم يتناقص تدريجياً. إذا لم تقم بإضافة الوقود إلى المرجل في الوقت المناسب ، فإنه يتوقف ، ويبدأ المبرد في البرودة ، وبهذا تنخفض درجة الحرارة في المنزل. خلال ذروة إنتاج الحرارة ، لا يتمكن النظام من توزيع كل الطاقة بكفاءة ، نظرًا لأنه مزود بثرموستات ، لذلك يتم إهدار بعض الحرارة. إذا كانت الغلاية كهربائية ، فمن المربح أن تتراكم الحرارة في الليل ، عندما يتم حساب الكهرباء بمعدل ليلي تفضيلي من أجل استهلاك أقل قدر ممكن من الكهرباء أثناء النهار.

خزان تخزين الحرارة لنظام التدفئة مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ العادي ، ويمكن طلاء الداخل بورنيش واقي. الجدران مطلية من الأعلى بطلاء مقاوم للحرارة ، ثم تغطى بمادة عازلة للحرارة وجلد جلدي. في الواقع ، عندما يتم توصيل مجمع الحرارة ، يزداد حجم الناقل الحراري في نظام التدفئة ، مما يجعل من الممكن تعويض الطاقة القصوى للغلاية وفي نفس الوقت تتراكم الحرارة لنقلها إلى الناقل الحراري عندما تنخفض قوة توليد الحرارة بواسطة المرجل. بفضل العزل عالي الجودة ، يبرد الماء الموجود في المجمع الحراري لفترة طويلة. يظل ساخنًا لعدة ساعات وحتى أيام ويتم ضخه في النظام عن طريق مضخة. يعتمد مبدأ تشغيل مجمع الحرارة على السعة الحرارية المختلفة للوسائط المختلفة ، لا سيما الماء والهواء. يؤدي انخفاض درجة حرارة 1 لتر من الماء بدرجة واحدة إلى زيادة درجة حرارة حجم الهواء بمقدار 1 م 3 بمقدار 4 درجات.

إذا ، عند استخدام الوقود الصلب والمراجل الكهربائية ، فإن تركيب مجمع الحرارة أمر مرغوب فيه ، ولكن ليس ضروريًا ، فإن وجود مجمع حراري في النظام الشمسي يعد شرطًا ضروريًا للعمل ، لأنه من المستحيل الحصول على الطاقة الشمسية في في المساء والليل ، وفي الخريف والشتاء في الأيام الملبدة بالغيوم ، يكون استخدام النظام محدودًا للغاية.

إيجابيات وسلبيات

مميزات استخدام جهاز تجميع الحرارة:

• يخزن الطاقة الحرارية لساعات وأيام.
• يتم استبعاد ارتفاع درجة حرارة الغلاية.
• لا تُهدر الطاقة الحرارية بل تتراكم لتستخدم في المستقبل ، ونتيجة لذلك تزداد كفاءة المرجل ونظام التدفئة ككل.
• يسمح لك بتوفير المال.
• يتم الحفاظ على درجة حرارة الهواء في المبنى بسهولة عند المستوى الأمثل ، ويتم استبعاد التقلبات المفاجئة في درجات الحرارة.
• ليست هناك حاجة للتزود بالوقود بشكل متكرر.
• بالإضافة إلى غلاية الوقود الصلب ، يمكنك تركيب نظام شمسي ، وهو مصدر مجاني للطاقة الحرارية.
• يمكن لبعض نماذج المراكم الحرارية للتدفئة أن تجمع بين وظائف المرجل.

عيوب النظام:

• تدفئة طويلة - التثبيت الأمثل في المنازل المخصصة للإقامة الدائمة. في الأكواخ الريفية ، التي تتم زيارتها في فصل الشتاء في عطلات نهاية الأسبوع ، لن يكون هذا الجهاز مفيدًا.
• تكلفة عالية - تكلفتها تقريبًا نفس تكلفة المرجل ، وأحيانًا أكثر.
• أبعاد ووزن كبيران - لهذا السبب ، تنشأ بعض الصعوبات أثناء النقل والتركيب. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تركيب مجمع حراري مخصص للتدفئة في المنطقة المجاورة مباشرة للغلاية ، ويجب وضع معدات إضافية هناك ، لذلك غالبًا ما يكون من الضروري تخصيص غرفة خاصة لتركيب الأجهزة وإعدادها بطريقة خاصة: تجهيز منصة دعم يمكنها تحمل وزن محرك الأقراص. عند ملئه ، يمكن أن يزن الخزان 3-4.
• مطلوب غلاية عالية الطاقة - شراء جهاز تخزين له ما يبرره إذا لم يتم استخدام طاقة الغلاية بالكامل ، يوجد على الأقل احتياطي طاقة مزدوج ، وإلا فسيكون الجهاز خاملاً.

عند صنع مجمع الحرارة بيديك ، ستتمكن من توفير كمية كبيرة. أبسط تصميم مصنوع من برميل فولاذي مقاوم للصدأ أو حتى لوح من الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك لا يقل عن 3 مم. ستحتاج أيضًا إلى أنبوب نحاسي بقطر 3 سم وطول 14 مترًا ، يتم ثنيه بشكل لولبي ويوضع داخل الخزان. من القاع يقومون بإمداد الماء البارد ، من فوق صنبور الماء الساخن ، قم بتثبيت الصمامات على الصنابير. من الضروري عزل مجمع حراري مصنوع يدويًا لغلاية تعمل بالوقود الصلب ، وإلا فإنه سيكون غير فعال. من الضروري أيضًا تركيب مستشعرات الضغط ودرجة الحرارة.

إذا لم تتمكن من لحام وعاء أسطواني ، فيمكنك عمل مجمع حراري للتدفئة على شكل خط متوازي - فمن الأسهل صنع خزان بهذا الشكل بيديك. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تعزيز الزوايا ، من الخارج تكمل الهيكل مع تقوية - يتم لحامها على مسافة 30-35 سم من بعضها البعض. نسبة قطر الجهاز وارتفاعه 1: 3 (4).

معيار الاختيار

من الضروري اختيار مجمع الحرارة وفقًا لحسابات دقيقة ، مع مراعاة معلمات نظام التدفئة المنزلية. ومع ذلك ، بالإضافة إلى القيم المحسوبة ، يتم أخذ الخصائص العامة لأجهزة تخزين الحرارة في الاعتبار.

• ضغط نظام التدفئة. وفقًا لهذه المعلمة ، يجب أن يتوافق مجمع الحرارة مع نظام التدفئة. في أي حال ، يمكن أن تكون القيمة أعلى ، ولكن ليست أقل. يعتمد الضغط الذي يمكن أن يتحمله جهاز التخزين على سمك الجدار وشكل الخزان ومواد التصنيع. أنظمة تخزين الحرارة للغلايات التي تزيد سعتها عن 4 بار لها غطاء محدب علوي وسفلي.
• حجم الخزان العازل. تعتبر هذه المعلمة هي الأكثر أهمية ويحاولون اختيار سعة بهذا الحجم بحيث يمكن لمحرك الأقراص تجميع كل الحرارة الزائدة. ولكن في الوقت نفسه ، ليست هناك حاجة إلى جهاز ضخم لا داعي له.
• الأبعاد الخارجية والوزن.يجب حل مشكلات النقل ووضع المعدات ، لذلك ، يجب حساب كل شيء بعناية: ما إذا كان الخزان سيمر عبر المدخل ، وما إذا كانت التداخلات ستقاوم عندما يمتلئ الخزان بالماء بالكامل.
• التجهيز بمبادلات حرارية إضافية. إنها تسمح لك بتحسين أداء النظام بشكل أكبر. يتم اختيار النماذج وفقًا لمدى تعقيد النظام بأكمله.
• إمكانية تركيب أجهزة إضافية. جنبا إلى جنب مع حافظة البطارية ، يتم تثبيت عناصر تسخين إضافية وأجهزة استشعار ووحدات تحكم في درجة الحرارة. إذا تم تحديد جميع عناصر النظام بشكل صحيح ، فيمكن خفض استهلاك الوقود إلى النصف.

الخزانات مصنوعة من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ. هذا الأخير أغلى ثمناً ويستمر لفترة أطول ، ويجب أن يحتوي الأول على طلاء مضاد للتآكل. تحتاج إلى التأكد من جودته.

حساب حجم الخزان العازل للغلاية

عادة ما يتم حساب حجم الخزان العازل بطريقة أنه أثناء احتراق حمولة واحدة من الوقود ، يحتفظ مجمع الحرارة بكل الحرارة الناتجة عن المرجل. يمكنك بشكل مستقل إجراء حسابات تقريبية فقط لا تأخذ في الاعتبار فقد الحرارة من مشعات التدفئة وتأثير درجة حرارة الهواء في الغرفة. الصيغة الأساسية لحساب حجم تراكم الحرارة:

W = ك × م × ث × Δtأين

• دبليو - كمية زائدة من الحرارة ؛
• م - كتلة السائل ؛
• من عند - السعة الحرارية لسائل التبريد ؛
• Δt - عدد الدرجات التي تحتاج إلى تسخين المبرد بها ؛
• ك - كفاءة المرجل.

من هنا تحتاج إلى حساب كتلة المبرد:م = W / (ك × ث × Δt).

مثل دبليو يُعرَّف بأنه الفرق بين قيم الطاقة المتولدة من الغلاية والتي تنفق على تدفئة المنزل ، من الضروري أيضًا توضيحها ووقت احتراق إدراج الوقود. إذا تم إعطاء طاقة المرجل في جواز سفر الجهاز ، فيجب حساب استهلاك الطاقة الحرارية للتدفئة. يتم تحديد وقت احتراق الوقود تجريبياً. لنفترض أنها 3 ساعات ، لكن تدفئة المنزل تتطلب 10 كيلو واط / ساعة. هذا يعني أنه سيتم إنفاقه خلال 3 ساعات:10 × 3 = 30 كيلو واط.

إنتاج الحرارة بغلاية 22 كيلو واط / ساعة هو:22 × 3 = 66 كيلو واط.

بناءً على نتائج الحساب ، ستكون الحرارة الزائدة:W = 66-30 = 36 كيلو واط. نترجم إلى واط ، نحصل على 36000 واط.

باستخدام الصيغة م = W / (ك × ث × Δt)نحدد القيمة المرغوبة لكتلة الماء. يشار إلى الكفاءة في جواز السفر كنسبة مئوية. يجب تحويل هذه القيمة إلى رقم عشري بالقسمة على 100. على سبيل المثال ، 80/100 = 0,8... السعة الحرارية للماء 4.19 كيلوجول / كيلوجرام × درجة مئوية أو 1.164 واط × ح / كجم × درجة مئوية أو 1.16 كيلو واط / متر مكعب × درجة مئوية.

Δt يتم تحديده عن طريق قياس درجة حرارة أنابيب الإمداد والعودة ، وطرح القيمة الأدنى من القيمة الأكبر. على سبيل المثال:Δt = 88-58 = 30 درجة مئوية.في هذا الطريق،م = 36000 / (0.8 × 1.164 × 30) = 1288.7 كجم.

لتخزين كل الطاقة الزائدة الناتجة عن المرجل ، ستكون هناك حاجة إلى حاوية بحجم لا يقل عن 1،288.7 متر مكعب. مجمع الحرارة Jaspi GTV Teknik 1500 HP مناسب. مع قيم حسابية أكثر تواضعًا ، يمكنك قصر نفسك على الخزان ، على سبيل المثال ، 750 لترًا.

طرق الاتصال والرسوم البيانية بأيديهم

يعتمد تعقيد الاتصال وميزاته على نوع جهاز تخزين الحرارة. لذلك ، يجب أن تعرف ما هي.

• أبسط تصميم هو خزان فارغ بالداخل. يتم توصيل المرجل والمستهلكين بشكل مباشر. يكون الاستخدام الأمثل إذا تم استخدام نفس المبرد في جميع الدوائر ، ولا يتجاوز الضغط في النظام القيم المسموح بها لخزان التخزين ولا تتجاوز درجة حرارة سائل التبريد المزود من الغلاية القيم المسموح بها لـ دائرة التسخين. إذا لم يتم استيفاء الشرطين الأولين ، عند الاتصال بالنظام ، يجب عليك استخدام مبادلات حرارية خارجية إضافية. في الحالة الأخيرة ، يجب تركيب مجموعات الخلط مع الصمامات ثلاثية الاتجاهات.
• خزان عازلة مع مبادل حراري داخلي - واحد أو أكثر.المبادل الحراري عبارة عن أنبوب حلزوني مصنوع من النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ. في وسط التخزين هذا ، يتم خلط المبرد. يقوم الملف الموجود في الجزء السفلي بتسخين المبرد ، والماء الساخن يندفع إلى أعلى باعتباره أقل كثافة. يوجد في الأعلى ملف آخر يستهلك الطاقة ويخرجها إلى دوائر التسخين. يعتبر الجهاز من هذا النوع هو الأمثل عند استخدام أنواع مختلفة من ناقلات الحرارة ، عند الضغط العالي ودرجة الحرارة للناقل الحراري ، الذي يربط عدة مولدات حرارية.
• خزان مزود بدائرة تدفق لتزويد الماء الساخن. يقع المبادل الحراري في الغالب في الجزء العلوي من الخزان. يجب أن تكون مصنوعة من المعدن الذي يلبي متطلبات المياه الغذائية. الدوائر متصلة مباشرة. يفضل مثل هذا النظام بتدفق منتظم للماء الساخن.
• تراكم حراري مع غلاية داخلية. يخزن خزان التخزين الماء الساخن للاستهلاك المنزلي. يمكن دمج هذا النوع من المجمعات الحرارية بسهولة في أنظمة التدفئة المفتوحة والمغلقة المزودة بوقود صلب ومراجل كهربائية ومجمعات شمسية. تعتبر الخزانات العازلة من هذا النوع مناسبة بشكل خاص عند استخدام الغلايات الكهربائية ، عندما يتم تسخين المبرد في الليل ، ويتم استهلاك الماء أثناء النهار. غلاية سعة 150 لترًا كافية لاستهلاك المياه اليومي لعائلة متوسطة.

هناك العديد من أنابيب المخرج الخاصة بمجمع الحرارة المخصص لنظام التدفئة ، وهي تقع على طول الخزان عموديًا ، نظرًا لوجود تدرج في درجة الحرارة على طول الارتفاع. يتم ذلك من أجل التمكن من توصيل الدوائر بمتطلبات مختلفة لدرجة حرارة سائل التبريد ، لتقليل الحمل على أجهزة التحكم في درجة الحرارة. نتيجة لذلك ، يتم استخدام الطاقة الحرارية بأكبر قدر ممكن من الكفاءة.

أنواع أخرى من الأنظمة:

1. أبسط مخطط ربط يحد من إمكانيات التعديل. يرتفع الماء الساخن ويؤخذ من النقطة العليا ، بعد أن يبرد ، ينزل ويدخل مرة أخرى إلى الغلاية. يتم استخدامه عندما يكون الضغط ودرجة الحرارة في مولد الحرارة ودوائر التسخين متماثلين. يتم التحكم في درجة الحرارة فقط عن طريق زيادة / تقليل تدفق حامل الحرارة.
2. يحتوي النظام على وحدات خلط ، وبالتالي يمكن إجراء تنظيم أكثر دقة لدرجة حرارة سائل التبريد. يتم تحقيق كفاءة المعدات عن طريق تركيب ، على سبيل المثال ، صمامات ثلاثية الاتجاه.
3. يتم تضمين خزان إضافي في النظام ، بحيث تتوفر كمية قليلة من الماء الساخن فور بدء تشغيل الغلاية. لا يتعين على المستهلك انتظار النظام حتى يسخن تمامًا ، ولكن إمدادات المياه ليست كبيرة ، كما أن النظام يسخن بشكل أبطأ من النظام الكلاسيكي.
4. يوجد داخل الخزان المؤقت ملف واحد ، تمر من خلاله الطاقة الحرارية من المصدر ، وبالفعل من الملف ، يتم تسخين المبرد في مخزن الحرارة. في نظام من هذا النوع ، يتم استخدام سوائل مختلفة لنقل الحرارة. يمكنك اختيار تلك التي لا يمكن خلطها بسبب عدم توافق الخصائص الكيميائية. من خلال الملف ، يمكنك توفير التدفئة أو إمداد الماء الساخن ، أو سوف يدور المبرد من المصدر عبر هذه الدائرة.
5. تم تركيب مبادل حراري خارجي إضافي في النظام. يسمح لك بالحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة في البطارية.
6. نظام مع دائرة الماء الساخن المتدفقة. من الأفضل استخدام الماء الساخن بالتساوي. خلاف ذلك ، يوصى بشراء وحدة تخزين الطاقة بغلاية مدمجة.
7. نظام ملف واحد متصل بمصدر طاقة بديل مثل مجمّع الطاقة الشمسية. يطلق عليه ثنائي التكافؤ. يتم إجراء الاتصال بطريقة يلعب فيها المجمع دورًا رائدًا في تسخين النظام ، ويتم توصيل المرجل عند عدم وجود طاقة حرارية كافية.
8. نظام متعدد التكافؤ ، حيث يتم التسخين الرئيسي من خلال مصادر درجات حرارة منخفضة ، مثل مجمّع الطاقة الشمسية ومضخة تسخين مصدر الأرض. يتم توصيلها في الجزء السفلي من مجمع الحرارة. يتم استخدام غلاية ذات درجة حرارة عالية كمصدر مساعد للطاقة الحرارية.

في ظل وجود العديد من دوائر التسخين ومصادر الطاقة الحرارية ، يتم تشكيل نظام متفرّع معقد مع العديد من معدات التنظيم الإضافية وأجهزة الاستشعار ومجموعات الأمان. يوصى بتكليف المحترفين بتصميمه ، حيث ستكون هناك حاجة إلى حسابات عالية الدقة.

جهاز تجميع للحرارة

يجب أن تكون الحاوية معزولة جيدًا. إذا كان مخزنًا للحرارة متوفرًا تجاريًا ، فيجب تقييم سمك وجودة العزل الخارجي. كلما كان عازل الحرارة أفضل وأسمك ، كلما بقيت الحرارة أطول. بسبب الهيكل الخاص للعازل الحراري ، يعمل المركب الحراري مثل الترمس. يبلغ سمك العزل الحراري في الموديلات عالية الجودة حوالي 10 سم ويغطي الجسم بطلاء مقاوم للحرارة. فوق العازل الحراري توجد طبقة من الجلد. يتم العزل من تلقاء نفسه بنفس الطريقة. أولاً: يتم دهان الخزان بطلاء مقاوم لدرجات الحرارة المرتفعة ، ثم يتم عزله بصوف البازلت بسمك لا يقل عن 150 مم ، والجزء العلوي مغطى بورق قصدير.