لا يمكن التشغيل الفعال لنظام تسخين المياه إلا من خلال الاختيار الصحيح للناقل الحراري. قبل إنشاء مشروع إمداد حراري ، من الضروري تحديد نوعه مسبقًا ومعرفة الخصائص التقنية والتشغيلية الرئيسية. هناك معلمات معينة متأصلة في وسط التسخين في نظام التسخين: درجة الحرارة ، حجم التمدد الحراري ، اللزوجة.
وظائف المبرد في نظام التدفئة
كيف تختار سائل نقل الحرارة المناسب للتدفئة؟ للقيام بذلك ، يجب أن تقرر الغرض منه لأنظمة الإمداد الحراري. يتم تضمين حساب خصائصه في التصميم. لذلك ، من الضروري معرفة الخصائص الوظيفية للماء أو التجمد في التدفئة.
المهمة الرئيسية التي يجب أن يؤديها المبرد الآمن لأنظمة التدفئة هي نقل الطاقة الحرارية من المرجل إلى البطاريات والرادياتير.
في التسخين الذاتي ، يتم تنفيذ هذه العملية باستخدام عنصر تسخين ، مما يرفع درجة حرارة المبرد إلى المستوى المطلوب. بعد ذلك ، يؤدي التمدد الحراري وتشغيل مضخة الدوران إلى إنشاء السرعة المناسبة للماء الساخن لنقله إلى مشعات النظام.
قبل حساب حجم المبرد في نظام التدفئة ، يوصى بالتعرف على وظائفه الثانوية:
- حماية جزئية لعناصر الصلب ضد التآكل... سيحدث هذا فقط مع الحد الأدنى من محتوى الأكسجين في الماء وعدم وجود رغوة. لوحظ أن الصدأ يحدث بسرعة أكبر في حالة عدم ملء التدفئة ؛
- مبرد لمضخة الدورة الدموية... يحتوي نموذج المضخة الأكثر شيوعًا على ما يسمى "الدوار الرطب". حتى إذا تم الوصول إلى أقصى درجة حرارة لسائل التبريد في نظام التدفئة ، فسيظل يقلل من مستوى التسخين لوحدة طاقة المضخة.
تتأثر هذه الوظائف بمعلمات وسيط التسخين لنظام التدفئة. لذلك ، عند الاختيار ، يجب أن تدرس بعناية خصائص الماء أو التجمد. خلاف ذلك ، لن تتطابق المعلمات الفعلية لإمداد الحرارة مع المعلمات المحسوبة ، مما سيؤدي إلى حدوث حالة طوارئ.
حتى إذا تم سكب الماء البسيط في نظام التدفئة ، فلا يمكن استخدامه لتوفير الماء الساخن في المنزل. أثناء التشغيل ، يتغير محتوى ومعلمات سائل التبريد لنظام التدفئة
أنواع الناقل الحراري للتدفئة
يمكن استخدام الماء وبعض أنواع مضادات التجمد كسوائل متداولة. لا يؤثر ذلك على كمية سائل التبريد في نظام التدفئة ، ولكنه يؤثر على نقل الحرارة ، ومتطلبات السرعة والسلامة للنظام.
لتحديد الخيار الأكثر قبولًا ، من الضروري مقارنة ناقلات الحرارة لأنظمة التدفئة. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام الماء العادي. هذا بسبب تكلفتها المعقولة وقدرتها الحرارية الجيدة وكثافتها عندما يتوقف المرجل عن العمل ، يمكن أن تتراكم الحرارة المستلمة لبعض الوقت لنقلها إلى سطح البطاريات. في هذه الحالة ، سيبقى حجم المبرد في نظام التدفئة كما هو.
ومع ذلك ، على الرغم من خصائصه الإيجابية ، فإن الماء له عدد من العيوب:
- يتجمد... عند التعرض لدرجات حرارة سالبة ، يحدث التبلور وزيادة الحجم. هذا ما يسبب تلف الأنابيب والمشعات. لذلك ، يجب الحفاظ على درجة الحرارة المثلى لسائل التبريد في نظام التدفئة ؛
- محتوى النجاسة... هذا ينطبق على الماء العادي. غالبًا ما يكون هذا هو سبب ظهور المقياس على البطاريات والمشعات والمبادل الحراري للغلاية. يوصي الخبراء باستخدام السوائل المقطرة ، حيث تكون نسبة القلويات والأملاح والمعادن ضئيلة ؛
- مع نسبة عالية من الأكسجين ، فإنه يثير عملية الصدأ... هذا أكثر شيوعًا لأنظمة التدفئة المفتوحة. ولكن حتى في دوائر الإمداد الحراري المغلقة ، بمرور الوقت ، يمكن أن يزداد محتوى الأكسجين في الماء.
في الوقت نفسه ، يمكن استخدام الماء كحامل حرارة لمشعات الألومنيوم. إذا تمت ملاحظة تركيبة السائل والحد الأدنى من الأكسجين ، فلن تحدث عمليات مدمرة فيه.
إذا كانت ظروف تشغيل نظام التدفئة تعني إمكانية التعرض لدرجات حرارة سالبة ، فيجب استخدام نوع مختلف من السوائل المتداولة. كيفية اختيار المبرد لأنظمة التدفئة في هذه الحالة ، وما هي المعايير التي يجب اتباعها؟
نقطة التجمد هي إحدى المعلمات المحددة. بالنسبة لمضاد التجمد ، يمكن أن تتراوح من -20 درجة مئوية إلى -60 درجة مئوية. يتيح لك ذلك تشغيل مصدر الحرارة حتى في درجات الحرارة تحت الصفر دون حدوث أعطال.
ومع ذلك ، تتمتع الانتفريزات بكثافة أعلى من الماء - لا يمكن تحقيق السرعة المثلى لسائل التبريد في نظام التدفئة في هذه الحالة إلا من خلال تركيب مضخة دوران قوية.
اعتمادًا على التركيب والمكونات ، هناك الأنواع التالية من الانتفريزات:
- أثلين كلايكول... تكلفة منخفضة ولكنها شديدة السمية. لا ينصح به للتدفئة المستقلة لمنزل خاص ؛
- البروبيلين غليكول... آمن تمامًا لصحة الإنسان. لديه معامل توصيل حراري أسوأ من سائل الإيثيلين جلايكول. يختلف في التكلفة العالية ؛
- مضادات التجمد القائمة على الجلسرين... هو الذي يتم اختياره في أغلب الأحيان كسائل لنقل الحرارة للتدفئة. السعر أقل بكثير من سعر تركيبات البروبيلين جليكول ، فهو ليس سامًا ، وله مؤشر جيد على السعة الحرارية.
عليك أن تعرف أن حساب كمية المبرد في نظام التسخين لمانع التجمد سيكون أكثر صعوبة. هذا بسبب الرغوة عند الوصول إلى أقصى درجة حرارة. لتقليل هذه الظاهرة ، يضيف المصنعون مثبطات وإضافات خاصة إلى تركيبة السوائل.
قبل شراء مبرد آمن لأنظمة التدفئة ، يجب عليك قراءة التوصيات من الشركات المصنعة للغلاية والرادياتير. لا يمكن استخدام جميع أنواع السائل المضاد للتجمد في مشعات الألمنيوم وغلايات الغاز.
الخصائص الرئيسية للحامل الحراري للتدفئة
لا يمكن تحديد معدل تدفق المبرد في نظام التدفئة مقدمًا إلا بعد تحليل المعلمات التقنية والتشغيلية. سوف تؤثر على خصائص مصدر الحرارة بالكامل ، وكذلك تؤثر على عمل العناصر الأخرى.
نظرًا لأن خصائص الانتفريزات تعتمد على تكوينها ومحتوى الشوائب الإضافية ، فسيتم النظر في المعلمات التقنية للمياه المقطرة. بالنسبة للإمداد الحراري ، يجب استخدام ناتج التقطير - الماء النقي تمامًا. عند مقارنة سوائل نقل الحرارة لأنظمة التدفئة ، يمكن تحديد أن السائل المتدفق يحتوي على عدد كبير من مكونات الطرف الثالث. أنها تؤثر سلبًا على تشغيل النظام. بعد الاستخدام خلال الموسم ، تتراكم طبقة من الميزان على الأسطح الداخلية للأنابيب والرادياتير.
لتحديد درجة الحرارة القصوى لسائل التبريد في نظام التدفئة ، يجب على المرء أن ينتبه ليس فقط لخصائصه ، ولكن أيضًا إلى القيود المفروضة على تشغيل الأنابيب والرادياتير. لا ينبغي أن يعانون من زيادة التعرض للحرارة.
ضع في اعتبارك أهم خصائص الماء كمبرد لمشعات الألومنيوم:
- السعة الحرارية - 4.2 كيلو جول / كجم * درجة مئوية ؛
- الكثافة الظاهرية... بمتوسط درجة حرارة + 4 درجة مئوية ، يكون 1000 كجم / م 3. ومع ذلك ، أثناء التسخين ، تبدأ الجاذبية النوعية في الانخفاض. عند الوصول إلى +90 درجة مئوية ، ستكون مساوية لـ 965 كجم / متر مكعب ؛
- درجة حرارة الغليان... في نظام تسخين مفتوح ، يغلي الماء عند درجة حرارة + 100 درجة مئوية. ومع ذلك ، إذا قمت بزيادة الضغط في الحرارة إلى 2.75 ضغط جوي. - يمكن أن تكون درجة الحرارة القصوى للحامل الحراري في نظام الإمداد الحراري + 130 درجة مئوية.
معلمة مهمة في تشغيل الإمداد الحراري هي السرعة المثلى لسائل التبريد في نظام التدفئة. يعتمد بشكل مباشر على قطر خطوط الأنابيب. يجب أن تكون القيمة الدنيا 0.2-0.3 م / ث. السرعة القصوى لا يقتصر على أي شيء. من المهم أن يحافظ النظام على درجة الحرارة المثلى لوسط التسخين في التسخين على طول الدائرة بأكملها ولا توجد ضوضاء غريبة.
ومع ذلك ، يفضل المحترفون الاسترشاد بفتحات SNiP القديمة لعام 1962. فهي تشير إلى القيم القصوى للسرعة المثلى لسائل التبريد في نظام الإمداد الحراري.
قطر الأنبوب ، مم | أقصى سرعة للمياه ، م / ث |
25 | 0,8 |
32 | 1 |
40 فأكثر | 1,5 |
سيؤثر تجاوز هذه القيم على معدل تدفق وسط التسخين في نظام التدفئة. يمكن أن يؤدي هذا إلى زيادة المقاومة الهيدروليكية والتشغيل "الخاطئ" لصمام أمان التصريف. يجب أن نتذكر أنه يجب حساب جميع معلمات الناقل الحراري لنظام الإمداد الحراري مسبقًا. الأمر نفسه ينطبق على درجة الحرارة المثلى لسائل التبريد في نظام الإمداد الحراري. إذا تم تصميم شبكة ذات درجة حرارة منخفضة ، فيمكنك ترك هذا المعامل فارغًا. بالنسبة للمخططات الكلاسيكية ، تعتمد قيمة التسخين القصوى للسائل المتداول بشكل مباشر على الضغط والقيود المفروضة على الأنابيب والمشعات.
لتحديد المبرد المناسب لأنظمة التدفئة ، يتم وضع جدول درجة الحرارة بشكل أولي لتشغيل النظام. يجب ألا تقل القيم القصوى والدنيا لتسخين المياه عن 0 درجة مئوية وما فوق + 100 درجة مئوية
حساب حجم المبرد في التدفئة
قبل ملء النظام بسائل التبريد ، من الضروري حساب حجمه بشكل صحيح. يعتمد بشكل مباشر على مخطط إمداد الحرارة وعدد المكونات وخصائصها العامة. أنها تؤثر على كمية المبرد في نظام التدفئة.
أولاً ، يتم تحليل معلمات خط الإمداد. مادة تصنيعها لها أهمية كبيرة. لحساب حجم المبرد في نظام التدفئة ، تحتاج إلى معرفة القطر الداخلي للأنبوب. وفقًا للمعايير الحديثة في رقم المقالة لخطوط الأنابيب الفولاذية ، يتم تحديد حجم المقطع العرضي الداخلي ، وبالنسبة للأخرى البلاستيكية ، يتم اعتماد الحجم الخارجي. لذلك ، في الحالة الأخيرة ، يجب طرح سماكتين للجدار.
من أجل حساب حجم المبرد في نظام التدفئة بشكل مستقل ، لا تحتاج إلى إجراء حسابات. يكفي استخدام البيانات من الجدول أدناه. بمساعدتها ، يمكنك حساب كمية المبرد في نظام التدفئة.
القطر ، مم | حجم المبرد (لتر) في 1 لومن الأنابيب ، حسب مادة التصنيع | ||
صلب | البولي بروبلين | عززت البلاستيك | |
15 | 0,177 | 0,098 | 0,113 |
20 | 0,314 | 0,137 | 0,201 |
25 | 0,491 | 0,216 | 0,314 |
32 | 0,804 | 0,353 | 0,531 |
40 | 1,257 | 0,556 | 0,865 |
بعد الحصول على هذه المعلومات ، يكفي تحديد طول الأنابيب بقطر معين وفقًا لمخطط إمداد الحرارة ومضاعفة القيمة الناتجة بحجم 1 ميغا بكسل. بهذه الطريقة ، يتم حساب حجم المبرد في نظام الإمداد الحراري ، ولكن فقط في الأنابيب.
ولكن بالإضافة إلى خطوط الإمداد ، تحتوي دائرة التدفئة على مشعات وبطاريات.كما أنها تؤثر على حجم الناقل الحراري في نظام التدفئة. يشير كل مصنع إلى السعة الدقيقة للسخان. لذلك ، فإن أفضل خيار حساب هو دراسة جواز سفر البطارية وتحديد كمية سائل التبريد المطلوب للتزويد بالحرارة.
إذا لم يكن ذلك ممكنًا لعدد من الأسباب ، فيمكنك استخدام الأرقام التقريبية. وتجدر الإشارة إلى أنه مع وجود عدد كبير من البطاريات ، سيزداد خطأ الحساب. لذلك ، من أجل حساب دقيق لكمية المبرد في نظام الإمداد الحراري ، يوصى بمعرفة خصائص جواز السفر للبطارية. يمكن القيام بذلك على موقع الشركة المصنعة في قسم المعلومات الفنية.
يوضح الجدول متوسط حجم وسط التسخين لقسم واحد من مشعات الألمنيوم والمعدنين والحديد الزهر.
نوع المبرد | المسافة من المركز إلى المركز ، مم | ||
300 | 350 | 500 | |
| الألومنيوم | — | 0,36 | 0,44 |
| نظام المعدنين | — | 0,16 | 0,2 |
| الحديد الزهر | 1,1 | — | 1,45 |
يجب ضرب هذه الأرقام في العدد الإجمالي للأقسام في نظام التدفئة. بعد ذلك ، يجب إضافة الحجم المحسوب بالفعل للمياه في الأنابيب إلى البيانات التي تم الحصول عليها ويمكن تحديد الكمية الإجمالية لسائل التبريد في نظام التدفئة.
ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أنه عند مقارنة ناقلات الحرارة لأنظمة الإمداد الحراري ، لوحظ أنه بمرور الوقت ، قد ينخفض الحجم لأسباب موضوعية. لذلك ، للحفاظ على أداء النظام ، يجب إضافة سائل التبريد إليه بشكل دوري.
من أجل حساب دقيق لحجم حساب الماء في نظام التدفئة ، من الضروري مراعاة المبادل الحراري الفسيح للغلاية. بالنسبة لنماذج الوقود الصلب ، يمكن أن يكون هذا الرقم عدة عشرات من اللترات. بالنسبة للغاز ، فهو أقل قليلاً.
طرق ملء نظام التدفئة بسائل التبريد
بعد تحديد نوع المبرد وحساب حجمه في التدفئة ، يبقى حل مشكلته الوحيدة - كيفية إضافة الماء إلى النظام. هذه نقطة مهمة في تصميم الإمداد الحراري ، لأنه عند الوصول إلى مستوى ماء حرج ، يمكن أن يفشل المبادل الحراري للغلاية والرادياتير.
بالنسبة لنظام التدفئة المفتوح ، يمكن إضافة الماء من خلال خزان التمدد الموجود في أعلى نقطة في النظام.
للقيام بذلك ، من الضروري وضع خط الإمداد وتوصيله بهيكل الخزان. عندما ينخفض حجم المبرد ، يكفي تشغيل الإمداد بجزء جديد من الماء لتجديد النظام.
يتم ملء نظام مغلق وفقًا لمخطط مختلف. يجب أن تحتوي على وحدة مكياج. يقع هذا المكون على أنبوب الإرجاع ، أمام وعاء التمدد ومضخة الدوران. تشتمل المجموعة الكاملة لوحدة المكياج على المكونات التالية:
- صمامات الإغلاق المثبتة على الأنبوب الفرعي المتصل ؛
- فحص الصمام ، والذي يمنع التغيير في اتجاه تدفق المبرد ؛
- مرشح شبكي.
لأتمتة تشغيل الوحدة ، يمكنك تثبيت آلية مؤازرة على الرافعة. يتصل بمحول ضغط. عندما ينخفض مؤشر الضغط ، تفتح آلية المؤازرة الصمام وبالتالي تضيف سائل تبريد إلى النظام.
يخبر الفيديو عن معلمات اختيار المبرد لنظام التدفئة:
