- مشاكل حركة المبرد في نظام التدفئة
- ما هي الحلقة الأساسية في نظام التدفئة؟
- ما هي الحلقة الثانوية في نظام التدفئة؟
- كيف تجعل المبرد يدخل الحلقة الثانوية؟
- اختيار مضخات الدوران لنظام التدفئة المشترك مع الحلقات الأولية والثانوية
- حلقات أساسية - ثانوية مع سهم هيدروليكي ومشعب
لفهم كيف يعمل نظام التدفئة المشترك، تحتاج إلى التعامل مع مفهوم مثل "الحلقات الأولية - الثانوية". هذا هو موضوع المقال.
مشاكل حركة المبرد في نظام التدفئة
بمجرد الوصول إلى المباني السكنية ، كانت أنظمة التدفئة ذات أنبوبين ، ثم بدأت في صنع أنبوب واحد ، ولكن في نفس الوقت نشأت مشكلة: المبرد ، مثل أي شيء آخر في العالم ، يسعى إلى السير في مسار أبسط - على طول أنبوب الالتفاف (كما هو موضح في الشكل مع الأسهم الحمراء) ، وليس من خلال المبرد الذي يخلق المزيد من المقاومة:
لإجبار المبرد على المرور عبر المبرد ، توصلوا إلى تركيب تضيقات المحملات:
في الوقت نفسه ، تم تركيب الأنبوب الرئيسي بقطر أكبر من الأنبوب الجانبي. أي أن المبرد اقترب من نقطة الإنطلاق المتضيقة ، وواجه قدرًا كبيرًا من المقاومة وتحول ، بشكل طوعي ، إلى المبرد ، وذهب جزء أصغر فقط من المبرد على طول المقطع الجانبي.
وفقًا لهذا المبدأ ، يتم إنشاء نظام أحادي الأنبوب - "لينينغراد".
تم إجراء قسم الالتفاف هذا لسبب آخر. إذا فشل المبرد ، فعند إزالته واستبداله بآخر صالح للخدمة ، ينتقل المبرد إلى بقية المشعات على طول القسم الالتفافي.
لكن هذا مثل التاريخ ، نحن نعود "إلى أيامنا هذه".
المميزات والعيوب
المزايا الرئيسية للمخطط ، والتي بسببها تحظى "لينينغراد" بشعبية كبيرة ، هي:
- تكاليف مادية منخفضة
- سهولة التركيب.
شيء آخر هو عندما يتم استخدام الأنابيب المعدنية والبلاستيكية أو البولي إيثيلين للتركيب. تذكر أن مخطط توزيع لينينغراد يوفر قطرًا كبيرًا لخط الإمداد ، بينما في نظام ثنائي الأنابيب ، سيكون حجم الأنبوب أصغر. وفقًا لذلك ، يتم استخدام تركيبات ذات قطر أكبر ، مما يعني أنها ستكلف أكثر ، وبصفة عامة ، ستكون تكلفة العمل والمواد أعلى.
بالنسبة لسهولة التثبيت ، فإن العبارة صحيحة تمامًا. الشخص الذي هو على الأقل ضليعًا بالقضية سوف يضع بهدوء مخطط "لينينغراد". تكمن الصعوبة في مكان آخر: قبل التثبيت ، يلزم إجراء حساب دقيق لخطوط الأنابيب وقوة المشعات ، مع مراعاة التبريد الكبير لسائل التبريد. إذا لم يتم ذلك وتم تجميع النظام بشكل عشوائي ، فستكون النتيجة محزنة - فقط البطاريات الثلاث الأولى ستسخن ، والباقي سيبقى باردًا.
في الواقع ، فإن المزايا التي تحظى بتقدير كبير من أجل "امرأة لينينغراد" هي مزايا خادعة للغاية. إنه سهل التثبيت ، لكن يصعب تصميمه. يمكن أن تفتخر بالرخص فقط إذا تم تجميعها من مواد معينة ، ولم يكن الجميع راضين عنها.
عيب مهم في دائرة لينينغراد ينبع من مبدأ التشغيل ويكمن في حقيقة أنه من الصعب للغاية تنظيم نقل الحرارة للبطاريات باستخدام الصمامات الثرموستاتية. يوضح الشكل أدناه نظام التدفئة Leningrad في منزل من طابقين ، حيث يتم تثبيت هذه الصمامات على البطاريات:
ستعمل هذه الدائرة بشكل عشوائي طوال الوقت.بمجرد أن يقوم المبرد الأول بتسخين الغرفة إلى درجة الحرارة المحددة ، ويقوم الصمام بإيقاف تشغيل إمداد سائل التبريد ، يندفع الجزء الأكبر منه إلى البطارية الثانية ، والتي سيبدأ منظم الحرارة أيضًا في العمل. وهكذا حتى آخر جهاز. عند التبريد ، ستتكرر العملية ، ولكن العكس هو الصحيح. عندما يتم حساب كل شيء بشكل صحيح ، فإن النظام سوف يسخن بشكل متساوٍ أو أكثر ، وإلا فلن تسخن البطاريات الأخيرة أبدًا.
في مخطط لينينغراد ، يكون تشغيل جميع البطاريات مترابطًا ، وبالتالي لا جدوى من تثبيت رؤوس حرارية ، فمن الأسهل موازنة النظام يدويًا.
وآخر شيء. تعمل "لينينغرادكا" بشكل موثوق إلى حد ما مع الدوران القسري لسائل التبريد ، وقد تم تصميمها كجزء من شبكة إمداد حرارية مركزية. عندما تحتاج إلى نظام تدفئة غير متطاير بدون مضخة ، فإن "لينينغراد" ليس الخيار الأفضل. للحصول على نقل جيد للحرارة مع دوران طبيعي ، فأنت بحاجة إلى نظام ثنائي الأنابيب أو نظام رأسي أحادي الأنبوب ، كما هو موضح في الشكل:
كيف تجعل المبرد يدخل الحلقة الثانوية؟
لكن ليس كل شيء بهذه البساطة ، لكنك تحتاج إلى التعامل مع العقدة ، التي يحيط بها مستطيل أحمر (انظر الرسم البياني السابق) - مكان ربط الحلقة الثانوية. نظرًا لأن الأنبوب الموجود في الحلقة الأولية يكون على الأرجح بقطر أكبر من الأنبوب الموجود في الحلقة الثانوية ، فإن المبرد يميل إلى القسم بمقاومة أقل. كيفية المضي قدما؟ ضع في اعتبارك الدائرة:
وسط التسخين من المرجل يتدفق في اتجاه السهم الأحمر "الإمداد من المرجل". عند النقطة B ، يوجد فرع من الإمداد إلى التدفئة الأرضية. النقطة أ هي نقطة الدخول لعودة التدفئة تحت الأرضية إلى الحلقة الأساسية.
مهم! يجب أن تكون المسافة بين النقطتين A و B 150 ... 300 مم - لا أكثر!
كيف "تدفع" المبرد في اتجاه السهم الأحمر "إلى الثانوية"؟ الخيار الأول هو تجاوز: يتم وضع المحملات المختزلة في المكانين A و B وبينهما أنبوب قطره أصغر من العرض.
تكمن الصعوبة هنا في حساب الأقطار: تحتاج إلى حساب المقاومة الهيدروليكية للحلقات الثانوية والأولية ، وتجاوز ... إذا أخطأنا في التقدير ، فقد لا تكون هناك حركة على طول الحلقة الثانوية.
الحل الثاني للمشكلة هو وضع صمام ثلاثي عند النقطة B:
سيغلق هذا الصمام الحلقة الأساسية تمامًا ، وسيذهب المبرد مباشرة إلى الحلقة الثانوية. أو ستغلق الطريق إلى الحلقة الثانوية. أو سيعمل كمرحلة التفافية ، مما يسمح لجزء من المبرد بالمرور عبر الحلقة الأولية والجزء الثانوي عبر الحلقة. يبدو أنه جيد ، لكن من الضروري التحكم في درجة حرارة المبرد. غالبًا ما يكون هذا الصمام ثلاثي الاتجاهات مزودًا بمشغل كهربائي ...
الخيار الثالث هو توفير مضخة دورانية:
تدفع مضخة الدوران (1) المبرد على طول الحلقة الأولية من المرجل إلى ... المرجل ، وتقوم المضخة (2) بتشغيل المبرد على طول الحلقة الثانوية ، أي على الأرضية الدافئة.
مبدأ تشغيل الحلقات الابتدائية والثانوية
الحلقة الأساسية عبارة عن هيكل في نظام التسخين يربط بشكل أساسي أي حلقات ثانوية ويلتقط أيضًا حلقة المرجل المجاورة. القاعدة الأساسية للحلقات الثانوية ، بحيث لا تعتمد على الأساسي ، هي مراقبة الطول بين نقاط الإنطلاق للحلقة الثانوية ، والتي يجب ألا تتجاوز أربعة أقطار من الحلقة الأولية
على سبيل المثال ، لحساب أطول طول بين المحملات ، بحيث تعمل الحلقة بحرية ، من المفيد تحديد قطر هيكل الحلقة الأساسي بدقة. يرتبط هذا الأنبوب أيضًا بمادة نحاسية ، نظرًا لأن العنصر موصل لدرجات حرارة عالية. على سبيل المثال: خذ طول الأنبوب 26 مم ، لا يتجاوز عرض الأنبوب بضعة ملليمترات. نأخذ 1 مم على كل جانب من الجدار ، مما يعني أن القطر الداخلي للأنبوب سيكون 24 مم.
لحساب المسافة بين المحملات ، يتم ضرب القيمة الناتجة (لدينا 24) في 4 ، حيث يجب أن تكون المسافة مساوية لأربعة أقطار.نتيجة لذلك ، بعد الحسابات ، يجب ألا تزيد الفجوة بين المحملات عن 96 مم. في الواقع ، سيتم بالضرورة لحام جميع المحملات معًا.
يحتوي كل تصميم مزود بجهاز تسوية هيدروليكي على صمام فحص محمل بنابض في كل حلقة ثانوية. إذا لم تلتزم بهذه التوصيات ، فإن التداول الطفيلي يحدث من خلال أماكن غير عمل.
بالإضافة إلى ذلك ، لا يُنصح باستخدام مضخة دوران على خط الأنابيب المقابل. غالبًا ما يتسبب هذا في تغيرات في الضغط بسبب المسافة الكبيرة من وعاء التمدد لنظام مغلق.
حقيقة أخرى تبدو بديهية ، لكن الكثير من الناس ينسونها. يجب عدم تركيب صمامات كروية بين المحملات. سيؤدي إهمال هذه القاعدة إلى حقيقة أن كلا المضختين ستعتمدان على عمل أحد الجيران.
ضع في اعتبارك نصيحة مفيدة للعمل مع مضخات الدورة الدموية. حتى لا تصدر نوابض الصمام أصواتًا أثناء التشغيل ، يجدر تذكر قاعدة واحدة - يتم تثبيت صمام الفحص على مسافة 12 قطرًا لخط الأنابيب. على سبيل المثال: بقطر أنبوب يبلغ 23 مم ، ستكون المسافة بين الصمامات 276 مم (23 × 12). فقط في هذه المسافة ، لن تصدر الصمامات أصواتًا.
بالإضافة إلى ذلك ، وفقًا لهذا المبدأ ، يُنصح بتجهيز المضخة بطول 12 قطرًا لخط أنابيب مناسب. قياس كل شيء من تشعبات على شكل حرف T. في هذه الأماكن ، النوع المضطرب مع تأثير إعادة الدوران (دوامة تدفقات السوائل). إن تشكيلها عند نقاط الزاوية من الكفاف هو الذي يخلق ضوضاء غير سارة. علاوة على ذلك ، فإن هذه الميزة تخلق مقاومة دنيا أخرى.
المبادئ الأساسية للحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة
يجب ضمان التشغيل الصامت لنظام التدفئة المتوقع في أي أوضاع تشغيله. تحدث الضوضاء الميكانيكية بسبب إطالة درجة حرارة خطوط الأنابيب في حالة عدم وجود فواصل التمدد والدعامات الثابتة على الأنابيب الرئيسية والرافعات في نظام التدفئة.
عند استخدام الأنابيب الفولاذية أو النحاسية ، تنتشر الضوضاء في جميع أنحاء نظام التدفئة ، بغض النظر عن المسافة إلى مصدر الضوضاء ، بسبب التوصيل الصوتي العالي للمعادن.
تحدث الضوضاء الهيدروليكية بسبب اضطراب التدفق الكبير الذي يحدث عند زيادة سرعة حركة المياه في خطوط الأنابيب ومع الاختناق الكبير لتدفق المبرد بواسطة صمام التحكم. لذلك ، في جميع مراحل التصميم والحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة ، عند اختيار كل صمام تحكم وصمام توازن ، عند اختيار المبادلات الحرارية والمضخات ، عند تحليل استطالات درجة حرارة خطوط الأنابيب ، من الضروري مراعاة المصدر المحتمل و مستوى الضوضاء المتولدة من أجل اختيار المعدات والتجهيزات المناسبة للظروف الأولية المعينة.
الغرض من الحساب الهيدروليكي ، بشرط استخدام انخفاض الضغط المتاح عند مدخل نظام التدفئة ، هو:
• تحديد أقطار أقسام نظام التدفئة.
• اختيار صمامات التحكم المثبتة على الفروع والرافعات ووصلات أجهزة التدفئة
• اختيار الصمامات الالتفافية والتقسيم والخلط.
• اختيار صمامات التوازن وتحديد قيمة الضبط الهيدروليكي لها.
أثناء تشغيل نظام التدفئة ، يتم ضبط صمامات التوازن على إعدادات المشروع.
قبل الشروع في الحساب الهيدروليكي ، من الضروري الإشارة إلى الحمل الحراري المحسوب لكل سخان على الرسم البياني لنظام التدفئة ، والذي يساوي الحمل الحراري المحسوب للغرفة Q4. إذا كان هناك نوعان أو أكثر من السخانات في الغرفة ، فمن الضروري تقسيم قيمة الحمل المحسوب Q4 بينهما.
ثم يجب اختيار حلقة التداول الرئيسية المحسوبة.كل حلقة دوران لنظام التسخين عبارة عن حلقة مغلقة من أقسام متتالية ، تبدأ من أنبوب التفريغ لمضخة الدوران وتنتهي بأنبوب الشفط لمضخة الدوران.
في نظام التسخين أحادي الأنبوب ، يكون عدد حلقات الدوران مساويًا لعدد الرافعات أو الفروع الأفقية ، وفي نظام التسخين ثنائي الأنابيب ، عدد أجهزة التسخين. يجب توفير صمامات التوازن لكل حلقة دائرية. لذلك ، في نظام التسخين أحادي الأنبوب ، يكون عدد صمامات التوازن مساويًا لعدد الرافعات أو الفروع الأفقية ، وفي نظام التسخين ثنائي الأنابيب - عدد أجهزة التسخين ، حيث يتم تثبيت صمامات التوازن على وصلة الإرجاع من السخان.
تؤخذ حلقة دوران التصميم الرئيسية على النحو التالي:
• في الأنظمة ذات الحركة المارة لسائل التبريد في التيار الكهربائي: للأنظمة أحادية الأنبوب - حلقة من خلال الناهض الأكثر تحميلًا ، للأنظمة ثنائية الأنابيب - حلقة من خلال السخان السفلي للرافعة الأكثر تحميلًا. ثم يتم حساب حلقات الدوران من خلال الناهضين المتطرفين (القريب والبعيد) ؛
• في الأنظمة ذات الحركة المسدودة لسائل التبريد في التيار الكهربائي: للأنظمة أحادية الأنبوب - حلقة من خلال أكثر الصاعد تحميلًا من أبعد الناهضين ، للأنظمة ثنائية الأنابيب - حلقة من خلال السخان السفلي للأكثر تحميلًا من أبعد الناهضين. ثم يتم حساب حلقات الدوران المتبقية ؛
• في أنظمة التدفئة الأفقية - حلقة عبر الفرع الأكثر تحميلًا في الطابق السفلي من المبنى.
يجب اختيار أحد اتجاهين للحساب الهيدروليكي لحلقة الدوران الرئيسية.
الاتجاه الأول للحساب الهيدروليكي يتكون من حقيقة أن أقطار الأنابيب وفقدان الضغط في الحلقة يتم تحديدها من خلال السرعة المثلى المحددة لحركة المبرد في كل قسم من حلقة الدوران الرئيسية ، متبوعًا باختيار مضخة الدوران.
يجب أن لا تقل سرعة سائل التبريد في الأنابيب الموضوعة أفقيًا عن 0.25 م / ث لضمان إزالة الهواء منها. يوصى بأخذ الحركة التصميمية المثلى لسائل التبريد للأنابيب الفولاذية - حتى 0.3 ... 0.5 م / ث ، لأنابيب النحاس والبوليمر - حتى 0.5 ... 0.7 م / ث ، مع الحد من قيمة فقدان ضغط الاحتكاك المحدد R لا يزيد عن 100 ... 200 باسكال / م.
بناءً على نتائج حساب الحلقة الرئيسية ، يتم حساب حلقات الدوران المتبقية عن طريق تحديد الضغط المتاح فيها واختيار الأقطار وفقًا للقيمة التقريبية لفقدان الضغط المحدد Rav (بطريقة فقدان الضغط المحدد).
الاتجاه الأول للحساب يتم استخدامه ، كقاعدة عامة ، للأنظمة التي تحتوي على مولد حراري محلي ، لأنظمة التدفئة مع اتصالها المستقل بشبكات التدفئة ، لأنظمة التدفئة ذات الاتصال المعتمد بشبكات التدفئة ، ولكن الضغط المتاح غير كافٍ عند مدخل شبكات التدفئة (باستثناء خلط العقد مع المصعد).
يجب تحديد الرأس المطلوب لمضخة الدوران Рн ، Pa ، المطلوبة لاختيار الحجم القياسي لمضخة الدوران ، اعتمادًا على نوع نظام التدفئة:
• للأنظمة الرأسية ذات الأنبوب الواحد والأنظمة الثنائية وفقًا للصيغة:
آكانيوز = ΔPs.о. - إعادة
• للأنظمة الأفقية ذات الأنبوب الواحد والأنظمة الثنائية الأنبوب وفقًا للصيغة:
آكانيوز = ΔPs.о. - 0.4 إعادة
حيث: ΔP.o - فقدان الضغط. في حلقة تداول التصميم الرئيسي ، Pa ؛
PE هو ضغط الدوران الطبيعي الناتج عن تبريد الماء في أجهزة التسخين وأنابيب حلقة الدوران ، Pa.
الاتجاه الثاني للحساب الهيدروليكي يتكون من حقيقة أن اختيار أقطار الأنبوب في أقسام التصميم وتحديد خسائر الضغط في حلقة الدوران يتم وفقًا للقيمة المحددة مبدئيًا لضغط الدوران المتاح لنظام التدفئة. في هذه الحالة ، يتم اختيار أقطار المقاطع وفقًا للقيمة التقريبية لفقدان الضغط المحدد Rav (بطريقة فقدان الضغط المحدد). وفقًا لهذا المبدأ ، يتم حساب أنظمة التدفئة ذات الدوران الطبيعي ، وأنظمة التدفئة ذات الاتصال المعتمد بشبكات التدفئة (مع الاختلاط في المصعد ؛ بمضخة خلط على العتبة ذات الضغط الكافي المتاح عند مدخل شبكات التدفئة ؛ دون الاختلاط مع الضغط الكافي المتاح عند مدخلات شبكات التدفئة) ...
كمعلمة أولية للحساب الهيدروليكي ، من الضروري تحديد قيمة انخفاض ضغط التدوير المتاح ΔPР ، والتي تساوي في أنظمة الدوران الطبيعي
ΔPР = بي ،
وفي أنظمة الضخ ، يتم تحديده اعتمادًا على نوع نظام التدفئة:
• للأنظمة الرأسية ذات الأنبوب الواحد والأنظمة الثنائية وفقًا للصيغة:
ΔPР = Rn + Re
• للأنظمة الأفقية ذات الأنبوب الواحد والأنظمة الثنائية الأنبوب وفقًا للصيغة:
ΔPР = Rn + 0.4
