ระบบทำความร้อนแรงโน้มถ่วง: หลักการทำงานองค์ประกอบ

จากมีความเห็นว่าการให้ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นสิ่งที่ผิดสมัยในยุคคอมพิวเตอร์ของเรา แต่ถ้าคุณสร้างบ้านในพื้นที่ที่ยังไม่มีไฟฟ้าหรือแหล่งจ่ายไฟขาดช่วงมากล่ะ? ในกรณีนี้คุณจะต้องจำวิธีจัดระบบทำความร้อนแบบเก่า นี่คือวิธีจัดระเบียบความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงและเราจะพูดถึงในบทความนี้

ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง

ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1777 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Bonneman และได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ความร้อนแก่ตู้ฟักไข่

แต่ตั้งแต่ปีพ. ศ. 2361 ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงได้แพร่หลายในยุโรปแม้ว่าจะมีเฉพาะโรงเรือนและเรือนกระจกเท่านั้น ในปีพ. ศ. 2384 ชาวอังกฤษ Hood ได้พัฒนาวิธีการคำนวณความร้อนและไฮดรอลิกของระบบหมุนเวียนตามธรรมชาติ เขาสามารถพิสูจน์ได้ในทางทฤษฎีถึงสัดส่วนของอัตราการไหลเวียนของสารหล่อเย็นต่อรากที่สองของความแตกต่างของความสูงของศูนย์ทำความร้อนและศูนย์ทำความเย็นนั่นคือความแตกต่างของความสูงระหว่างหม้อไอน้ำและหม้อน้ำ การไหลเวียนตามธรรมชาติของสารหล่อเย็นในระบบทำความร้อนได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดีและมีรากฐานทางทฤษฎีที่ทรงพลัง

แต่ด้วยการกำเนิดของระบบทำความร้อนแบบสูบความสนใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงได้จางหายไปเรื่อย ๆ ปัจจุบันการให้ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงได้รับการส่องสว่างอย่างผิวเผินในหลักสูตรของสถาบันซึ่งนำไปสู่การไม่รู้หนังสือของผู้เชี่ยวชาญที่ติดตั้งระบบทำความร้อนนี้ เป็นเรื่องน่าเสียดายที่จะต้องพูด แต่ผู้ติดตั้งที่สร้างความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงส่วนใหญ่ใช้คำแนะนำของ "ผู้มีประสบการณ์" และข้อกำหนดเพียงเล็กน้อยที่ระบุไว้ในเอกสารกำกับ เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การจดจำว่าเอกสารกำกับดูแลกำหนดข้อกำหนดเท่านั้นและไม่ได้ให้คำอธิบายถึงสาเหตุของการปรากฏตัวของปรากฏการณ์เฉพาะ ในเรื่องนี้ในบรรดาผู้เชี่ยวชาญมีความเข้าใจผิดอยู่พอสมควรซึ่งฉันอยากจะปัดเป่าเล็กน้อย

การพบกันครั้งแรก

คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าอะไรทำให้น้ำไหลผ่านหม้อน้ำ?

ในอาคารอพาร์ตเมนต์ทุกอย่างชัดเจน: มีการหมุนเวียนถูกสร้างขึ้นโดยความแตกต่างของแรงดันระหว่างท่อจ่ายและท่อส่งคืนของเครื่องทำความร้อน เป็นที่ชัดเจนว่าถ้าความดันสูงกว่าในท่อหนึ่งและอีกท่อหนึ่งน้อยลงน้ำจะเริ่มเคลื่อนที่ในวงจรที่ปิดซึ่งกันและกัน

ในบ้านส่วนตัวระบบทำความร้อนมักเป็นอิสระโดยใช้ไฟฟ้าหรือความร้อนจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ ในกรณีนี้สารหล่อเย็นจะถูกขับเคลื่อนโดยปั๊มหมุนเวียนความร้อน - ใบพัดที่มีมอเตอร์ไฟฟ้ากำลังต่ำ (สูงสุด 100 วัตต์)

แต่ปั๊มไฟฟ้าปรากฏช้ากว่าเครื่องทำน้ำอุ่น คุณจัดการอย่างไรโดยไม่มีพวกเขามาก่อน? แน่นอนว่าสามารถใช้ประสบการณ์นี้ได้แล้ว ...

กาลครั้งหนึ่งนานมาแล้วหม้อไอน้ำไม่ได้ติดตั้งปั๊ม อย่างไรก็ตามเครื่องทำความร้อนทำงานได้

ใช้การหมุนเวียนของน้ำอุ่นตามธรรมชาติ การขยายตัวของความร้อนก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าการพาความร้อน: เมื่อได้รับความร้อนสารใด ๆ จะลดความหนาแน่นลงและถูกแทนที่โดยมวลที่หนาแน่นขึ้นโดยรอบขึ้นไป หากเรากำลังพูดถึงระดับเสียงปิด - ไปที่จุดสูงสุด

หากคุณสร้างรูปร่างที่เหมาะสมสามารถใช้การพาความร้อนเพื่อเคลื่อนย้ายสารหล่อเย็นเป็นวงกลมได้ตลอดเวลา

ระบบที่มีการไหลเวียนตามธรรมชาติคือเรือสื่อสารสองลำที่เชื่อมต่อกันด้วยท่อ (วงจรความร้อน) ในวงแหวน เรือลำแรกคือหม้อไอน้ำลำที่สองเป็นอุปกรณ์ทำความร้อน

โปรดทราบ: เพื่อความแม่นยำในการเปรียบเทียบเรือลำแรกที่การพาความร้อนทำให้น้ำเคลื่อนที่การตั้งชื่อหม้อไอน้ำพร้อมกับท่อร่วมเร่งความเร็วจะถูกต้องมากกว่าซึ่งเป็นส่วนแนวตั้งของวงจรที่เริ่มจากหม้อไอน้ำ ยิ่งความสูงรวมของเรือนี้มากเท่าไหร่ความเร็วก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นสำหรับสารหล่อเย็นที่เพิ่มขึ้น

ในหม้อไอน้ำน้ำอุ่นขึ้นวิ่งขึ้น ธรรมชาติเกลียดความว่างเปล่าและถูกแทนที่ด้วยน้ำหม้อน้ำที่เย็นกว่า (และหนาแน่นกว่า) สารหล่อเย็นร้อนจะเข้าสู่หม้อน้ำและเย็นลงที่นั่นค่อยๆจมลงไปที่ส่วนล่างจากนั้นเป็นรอบที่สองในหม้อไอน้ำ

มาตรการหลายอย่างจะเร่งการไหลเวียนในระบบปิด:

• หม้อไอน้ำจะลดลงให้ต่ำที่สุดเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ทำความร้อน ถ้าเป็นไปได้มันถูกนำไปที่ห้องใต้ดิน

ความเร็วในการหมุนเวียนในวงจรเชิงเส้นขึ้นอยู่กับความสูง H ในแผนภาพ

• ท่อร่วมบูสเตอร์มักจะสิ้นสุดที่เพดานหรือแม้แต่ในห้องใต้หลังคา มีการติดตั้งถังขยายความร้อนไว้ที่นั่น
• ความลาดชันคงที่จากถังขยายตัวไปยังหม้อไอน้ำจะช่วยส่งเสริมการไหลเวียน น้ำหล่อเย็นจะเคลื่อนที่ไปตามเวกเตอร์แรงโน้มถ่วงตลอดทางผ่านอุปกรณ์ทำความร้อน

นอกจากนี้เมื่อออกแบบระบบทำความร้อนด้วยมือของคุณเองคุณต้องเข้าใจสิ่งหนึ่ง อัตราการไหลเวียนได้รับอิทธิพลจากปัจจัยที่มีปฏิสัมพันธ์สองประการ ได้แก่ ความแตกต่างในวงจรและความต้านทานไฮดรอลิก

พารามิเตอร์สุดท้ายขึ้นอยู่กับอะไร?

• จากเส้นผ่านศูนย์กลางของไส้... ยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใดน้ำก็จะไหลผ่านท่อได้ง่ายขึ้นเท่านั้น
• จากจำนวนรอบและโค้งของรูปร่าง... ยิ่งมีมากเท่าไหร่ความต้านทานของวงจรก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาพยายามทำให้รูปร่างใกล้เคียงกับเส้นตรงมากที่สุด (แน่นอนว่ารูปทรงของอาคารอนุญาต)
• จากจำนวนและประเภทของวาล์ว... แต่ละวาล์ววาล์วประตูวาล์วตรวจสอบต่อต้านการไหลของน้ำ

ผลที่ตามมา: วาล์วปิดเองในวงจรทำความร้อนหลักต้องมีช่องว่างในสถานะเปิดที่ใกล้กับลูเมนของท่อมากที่สุด หากวงจรถูกเปิดโดยวาล์วให้ใช้บอลวาล์วที่ทันสมัยเท่านั้น จังหวะที่แคบและรูปร่างที่ซับซ้อนของวาล์วสกรูจะให้การสูญเสียส่วนหัวที่สูงกว่ามาก

เมื่อเปิดบอลวาล์วจะมีระยะห่างเช่นเดียวกับท่อที่นำไปสู่ ความต้านทานไฮดรอลิกต่อการไหลของน้ำมีน้อย

โดยทั่วไปแล้วระบบแรงโน้มถ่วงจะทำแบบเปิดโดยมีเรือขยายตัวที่รั่ว ไม่เพียง แต่รองรับน้ำหล่อเย็นส่วนเกินเมื่อถูกความร้อนเท่านั้นฟองอากาศจะถูกเคลื่อนย้ายเข้าไปเมื่อเติมระบบระบายอากาศ เมื่อระดับน้ำลดลงเพียงเติมลงในถัง

เครื่องทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงแบบสองท่อแบบคลาสสิก

เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงให้พิจารณาตัวอย่างของระบบแรงโน้มถ่วงแบบสองท่อแบบคลาสสิกโดยมีข้อมูลเริ่มต้นดังต่อไปนี้:

• ปริมาตรเริ่มต้นของสารหล่อเย็นในระบบคือ 100 ลิตร
• ความสูงจากกึ่งกลางหม้อไอน้ำถึงพื้นผิวของสารหล่อเย็นแบบอุ่นในถัง H = 7 เมตร
• ระยะห่างจากพื้นผิวของสารหล่อเย็นแบบอุ่นในถังถึงกึ่งกลางหม้อน้ำของชั้นที่สอง h1 = 3 ม.
• ระยะทางถึงกึ่งกลางหม้อน้ำของชั้นแรก h2 = 6 ม.
• อุณหภูมิที่ทางออกจากหม้อไอน้ำคือ 90 ° C ที่ทางเข้าของหม้อไอน้ำ - 70 ° C

ความดันหมุนเวียนที่มีประสิทธิภาพสำหรับหม้อน้ำชั้นสองสามารถกำหนดได้จากสูตร:

Δp2 = (ρ2 - ρ1) g (H - h1) = (977 - 965) 9.8 (7 - 3) = 470.4 Pa

สำหรับหม้อน้ำของชั้นแรกจะเป็น:

Δp1 = (ρ2 - ρ1) g (H - h1) = (977 - 965) 9.8 (7 - 6) = 117.6 Pa

เพื่อให้การคำนวณแม่นยำยิ่งขึ้นจำเป็นต้องคำนึงถึงการระบายความร้อนของน้ำในท่อ

ข้อดีและข้อเสีย

ประโยชน์ของระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง:

• ความน่าเชื่อถือสูงและความทนทานต่อความผิดพลาดของระบบอุปกรณ์ที่ไม่ซับซ้อนขั้นต่ำวัสดุที่ทนทานและเชื่อถือได้องค์ประกอบการสึกหรอ (วาล์ว) ไม่ค่อยล้มเหลวและถูกแทนที่โดยไม่มีปัญหา
• ความทนทาน. ผ่านการทดสอบตามเวลา - ระบบดังกล่าวใช้งานมาครึ่งศตวรรษโดยไม่มีการซ่อมแซมหรือแม้แต่การบำรุงรักษา
• ความเป็นอิสระของพลังงานเนื่องจากในความเป็นจริงระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงยังคงเป็นที่นิยม ในพื้นที่ที่ไม่มีแหล่งจ่ายไฟหรือสถานที่ที่มักจะถูกรบกวนการให้ความร้อนจากเตาเท่านั้นที่สามารถเป็นทางเลือกแทนการให้ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง
• ความเรียบง่ายของการออกแบบระบบการติดตั้งและการใช้งานเพิ่มเติม

ข้อเสียของระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง:

• ความเฉื่อยความร้อนสูง สารหล่อเย็นจำนวนมากต้องใช้เวลาในการอุ่นเครื่องและเติมหม้อน้ำทั้งหมดด้วยน้ำร้อน
• ความร้อนไม่สม่ำเสมอ เมื่อไหลผ่านท่อน้ำจะเย็นลงและความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแบตเตอรี่จึงมีนัยสำคัญดังนั้นอุณหภูมิในห้อง คุณสามารถชดเชยข้อเสียนี้ได้โดยการติดตั้งปั๊มหมุนเวียนที่มีการเชื่อมต่อแบบขนานถ้าบ้านมีไฟฟ้าและใช้ปั๊มได้ตามต้องการ
• ท่อขนาดใหญ่ ท่อยิ่งยาวความดันก็จะยิ่งลดลง
• ราคาสูง. เส้นผ่านศูนย์กลางท่อขนาดใหญ่ส่งผลให้ต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองของระบบสูง แม้ว่าท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ก็เป็นแหล่งความร้อน
• มีความเป็นไปได้สูงที่จะละลายน้ำแข็งในระบบ ท่อบางส่วนไหลผ่านห้องที่ไม่ได้รับความร้อน: ห้องใต้หลังคาและห้องใต้ดิน ในน้ำค้างแข็งน้ำในนั้นสามารถแข็งตัวได้ แต่หากใช้สารป้องกันการแข็งตัวเป็นสารหล่อเย็นก็สามารถหลีกเลี่ยงข้อเสียนี้ได้

ท่อสำหรับทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง

ผู้เชี่ยวชาญหลายคนเชื่อว่าควรวางท่อโดยมีความลาดเอียงตามทิศทางการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น ฉันไม่เถียงว่ามันควรจะเป็นเช่นนั้น แต่ในทางปฏิบัติไม่ได้เป็นไปตามข้อกำหนดนี้เสมอไป บางแห่งลำแสงเข้ามาขวางเพดานบางแห่งจะทำในระดับที่แตกต่างกัน จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณติดตั้งท่อจ่ายด้วยความลาดเอียงย้อนกลับ?

ฉันมั่นใจว่าจะไม่มีอะไรน่ากลัวเกิดขึ้น ความดันหมุนเวียนของสารหล่อเย็นถ้ามันลดลงให้ลดลงเล็กน้อย (ไม่กี่ปาสกาล) สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของกาฝากที่เย็นตัวลงในส่วนเติมด้านบนของสารหล่อเย็น ด้วยการออกแบบนี้อากาศจากระบบจะต้องถูกกำจัดออกโดยใช้ตัวรวบรวมอากาศไหลผ่านและช่องระบายอากาศ อุปกรณ์ดังกล่าวแสดงในรูป ที่นี่วาล์วระบายน้ำถูกออกแบบมาเพื่อปล่อยอากาศในเวลาที่ระบบเต็มไปด้วยน้ำหล่อเย็น ในโหมดการทำงานต้องปิดวาล์วนี้ ระบบดังกล่าวจะยังคงทำงานได้อย่างสมบูรณ์

พารามิเตอร์ไดนามิกของสารหล่อเย็น

เราดำเนินการคำนวณขั้นต่อไป - การวิเคราะห์ปริมาณการใช้น้ำหล่อเย็น ในกรณีส่วนใหญ่ระบบทำความร้อนของอพาร์ทเมนต์แตกต่างจากระบบอื่น - เนื่องจากจำนวนแผงทำความร้อนและความยาวของท่อ แรงดันถูกใช้เป็น "แรงผลักดัน" เพิ่มเติมสำหรับการไหลในแนวตั้งผ่านระบบ

ในอาคารส่วนตัวชั้นเดียวและหลายชั้นจะมีการใช้อาคารอพาร์ตเมนต์แบบแผงเก่าระบบทำความร้อนแรงดันสูงซึ่งทำให้สามารถขนส่งสารปล่อยความร้อนไปยังทุกส่วนของระบบทำความร้อนแบบหลายวงแหวนที่แตกแขนงและยกน้ำขึ้นสู่ ความสูงทั้งหมด (ถึงชั้น 14) ของอาคาร

ในทางตรงกันข้ามอพาร์ทเมนต์ 2- หรือ 3 ห้องธรรมดาพร้อมระบบทำความร้อนอัตโนมัติไม่มีวงแหวนและกิ่งก้านของระบบที่หลากหลายรวมถึงไม่เกินสามวงจร

ซึ่งหมายความว่าการขนส่งสารหล่อเย็นเกิดขึ้นโดยใช้กระบวนการไหลของน้ำตามธรรมชาติ แต่สามารถใช้ปั๊มหมุนเวียนได้เช่นกันการให้ความร้อนโดยหม้อต้มก๊าซ / ไฟฟ้า

ขอแนะนำให้ใช้ปั๊มหมุนเวียนสำหรับห้องทำความร้อนที่มีพื้นที่มากกว่า 100 ตร.ม.ปั๊มสามารถติดตั้งได้ทั้งก่อนและหลังหม้อไอน้ำ แต่โดยปกติจะวางไว้ที่ "คืนตัว" - อุณหภูมิของตัวกลางต่ำกว่าความโปร่งน้อยอายุการใช้งานของปั๊มนานขึ้น

ผู้เชี่ยวชาญในด้านการออกแบบและติดตั้งระบบทำความร้อนกำหนดสองแนวทางหลักในแง่ของการคำนวณปริมาตรของสารหล่อเย็น:

1. ตามความจุจริงของระบบ. ทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้นปริมาตรของช่องว่างที่การไหลของน้ำร้อนจะถูกสรุป: ผลรวมของส่วนท่อแต่ละส่วนส่วนหม้อน้ำ ฯลฯ แต่นี่เป็นตัวเลือกที่ค่อนข้างใช้เวลานาน
2. โดยหม้อไอน้ำ ที่นี่ความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญแตกต่างกันมากบางคนบอกว่า 10 คนอื่น ๆ 15 ลิตรต่อหน่วยกำลังหม้อไอน้ำ

จากมุมมองในทางปฏิบัติคุณต้องคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าระบบทำความร้อนอาจไม่เพียง แต่จัดหาน้ำร้อนให้กับห้องเท่านั้น แต่ยังรวมถึงน้ำร้อนสำหรับห้องน้ำ / ฝักบัวอ่างล้างหน้าอ่างล้างหน้าและเครื่องอบผ้าและอาจจะเป็น ระบบนวดด้วยพลังน้ำหรือจากุซซี่ ตัวเลือกนี้ง่ายกว่า

ดังนั้นในกรณีนี้ขอแนะนำให้ตั้งค่า 13.5 ลิตรต่อหนึ่งหน่วยกำลัง การคูณจำนวนนี้ด้วยกำลังหม้อไอน้ำ (8.08 กิโลวัตต์) เราได้ปริมาตรน้ำที่คำนวณได้ - 109.08 ลิตร

ความเร็วที่คำนวณได้ของสารหล่อเย็นในระบบเป็นพารามิเตอร์ที่ช่วยให้คุณสามารถเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางท่อสำหรับระบบทำความร้อนได้

คำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

V = (0.86 * W * k) / t-to,

ที่ไหน:

• W - กำลังหม้อไอน้ำ
• t คืออุณหภูมิของน้ำที่ให้มา
• ถึง - อุณหภูมิของน้ำในวงจรส่งกลับ
• k - ประสิทธิภาพหม้อไอน้ำ (0.95 สำหรับหม้อต้มก๊าซ)

การแทนที่ข้อมูลที่คำนวณลงในสูตรเรามี: (0.86 * 8080 * 0.95) / 80-60 = 6601.36 / 20 = 330kg / h ดังนั้นในหนึ่งชั่วโมงจะมีการเคลื่อนย้ายสารหล่อเย็น (น้ำ) 330 ลิตรในระบบและความจุของระบบประมาณ 110 ลิตร

การเคลื่อนที่ของตัวพาความร้อนที่เย็นลง

ความเข้าใจผิดอย่างหนึ่งคือในระบบที่มีการไหลเวียนตามธรรมชาติสารหล่อเย็นที่ระบายความร้อนจะไม่สามารถเคลื่อนตัวขึ้นด้านบนได้ฉันก็ไม่เห็นด้วยกับสิ่งเหล่านี้ สำหรับระบบหมุนเวียนแนวคิดของการขึ้นและลงมีเงื่อนไขมาก ในทางปฏิบัติหากท่อส่งกลับเพิ่มขึ้นในบางส่วนแสดงว่าบางส่วนตกลงไปที่ความสูงเดียวกัน ในกรณีนี้แรงโน้มถ่วงจะสมดุล ความยากเพียงอย่างเดียวคือการเอาชนะความต้านทานในพื้นที่ที่ส่วนโค้งและส่วนเชิงเส้นของท่อ ทั้งหมดนี้รวมถึงการระบายความร้อนที่เป็นไปได้ของสารหล่อเย็นในส่วนของการเพิ่มขึ้นควรนำมาพิจารณาในการคำนวณ หากระบบได้รับการคำนวณอย่างถูกต้องแผนภาพที่แสดงในรูปด้านล่างก็มีสิทธิ์ที่จะมีอยู่ อย่างไรก็ตามในช่วงต้นศตวรรษที่ผ่านมามีการใช้แผนดังกล่าวกันอย่างแพร่หลายแม้ว่าจะมีเสถียรภาพทางไฮดรอลิกที่อ่อนแอ

สองในหนึ่งเดียว

ปัญหาทั้งหมดข้างต้นของวงจรแรงโน้มถ่วงสามารถแก้ไขได้โดยการอัพเกรดด้วยการใส่ปั๊ม ในขณะเดียวกันระบบจะรักษาความสามารถในการทำงานด้วยการไหลเวียนตามธรรมชาติ

มีกฎง่ายๆสองสามข้อที่ต้องปฏิบัติตามเมื่อทำงานนี้

• วาล์วหรือที่ดีกว่ามากคือบอลเช็ควาล์วจะอยู่ระหว่างการผูกของเต้าเสียบบนปั๊ม เมื่อปั๊มทำงานจะไม่ยอมให้ใบพัดขับน้ำเป็นวงกลมเล็ก ๆ
• ต้องมีบ่อหน้าปั๊ม จะป้องกันโรเตอร์และแบริ่งปั๊มจากตะกรันและทราย
• การเชื่อมต่อปั๊มถูก จำกัด ด้วยวาล์วคู่หนึ่งซึ่งจะช่วยให้คุณทำความสะอาดตัวกรองหรือถอดปั๊มเพื่อซ่อมแซมโดยไม่สูญเสียน้ำหล่อเย็น

ในภาพบายพาสระหว่างเม็ดมีดมีวาล์วตรวจสอบบอล

ตำแหน่งของหม้อน้ำ

พวกเขากล่าวว่าด้วยการไหลเวียนของสารหล่อเย็นตามธรรมชาติหม้อน้ำจะต้องอยู่เหนือหม้อไอน้ำโดยไม่ผิดพลาด ข้อความนี้จะเป็นจริงก็ต่อเมื่ออุปกรณ์ทำความร้อนอยู่ในชั้นเดียว หากจำนวนชั้นสองหรือมากกว่าหม้อน้ำของชั้นล่างอาจอยู่ด้านล่างหม้อไอน้ำซึ่งต้องตรวจสอบโดยการคำนวณไฮดรอลิก

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับตัวอย่างที่แสดงในรูปด้านล่างด้วย H = 7 m, h1 = 3 m, h2 = 8 m ความดันหมุนเวียนที่มีประสิทธิภาพจะเป็น:

g · = 9.9 · [7 · (977 - 965) - 3 · (973 - 965) - 6 · (977 - 973)] = 352.8 Pa.

ที่นี่:

ρ1 = 965 kg / m3 คือความหนาแน่นของน้ำที่ 90 ° C;

ρ2 = 977 kg / m3 คือความหนาแน่นของน้ำที่ 70 ° C;

ρ3 = 973 kg / m3 คือความหนาแน่นของน้ำที่ 80 ° C

ความดันหมุนเวียนที่เกิดขึ้นเพียงพอสำหรับระบบที่ลดลงในการทำงาน

ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง - แทนที่น้ำด้วยสารป้องกันการแข็งตัว

ฉันอ่านที่ไหนสักแห่งว่าความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงที่ออกแบบมาสำหรับน้ำสามารถเปลี่ยนไปใช้สารป้องกันการแข็งตัวได้อย่างไม่ลำบาก ฉันต้องการเตือนคุณเกี่ยวกับการกระทำดังกล่าวเนื่องจากหากไม่มีการคำนวณที่เหมาะสมการเปลี่ยนดังกล่าวอาจทำให้ระบบทำความร้อนล้มเหลวโดยสิ้นเชิง ความจริงก็คือสารละลายที่มีส่วนผสมของไกลคอลมีความหนืดสูงกว่าน้ำอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ความจุความร้อนจำเพาะของของเหลวเหล่านี้ต่ำกว่าน้ำซึ่งจะต้องมีสิ่งอื่น ๆ เท่ากันการเพิ่มขึ้นของอัตราการไหลเวียนของสารหล่อเย็น สถานการณ์เหล่านี้เพิ่มความต้านทานไฮดรอลิกในการออกแบบของระบบที่เต็มไปด้วยสารหล่อเย็นที่มีจุดเยือกแข็งต่ำอย่างมาก

การติดตั้งระบบทำความร้อนที่มีการหมุนเวียนตามธรรมชาติของตัวพาความร้อน

หลังจากการคำนวณวิศวกรรมความร้อนของอาคารเสร็จสมบูรณ์แล้วคุณสามารถดำเนินการเลือกอุปกรณ์ทำความร้อนและการเลือกได้ ชั้นหนึ่งในห้องใดห้องหนึ่งสมมติว่ามีพื้นอุ่นในห้องน้ำและห้องสุขา ระบบยังคงวางแผนให้มีแรงโน้มถ่วงและไม่ระเหยดังนั้นจึงไม่ควรทำพื้นที่อุ่นขนาดใหญ่ หลังจากการคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนที่ดำเนินการแล้วเราจะกำหนดกราฟอุณหภูมิของสารหล่อเย็นซึ่งเราจะดำเนินการต่อไป เราจะเลือกตารางมาตรฐานสำหรับระบบทำน้ำร้อน 95 และ 70 - ส่งคืนเราจะแก้ไขเล็กน้อยสำหรับระยะขอบที่แน่นอนในอนาคตและข้อผิดพลาดในความไม่ถูกต้องของการคำนวณและการวัดเราจะนำมาที่ 80 ถึง 60 ในสถานที่อยู่อาศัยเราจะติดตั้งหม้อน้ำทางจิตใจเราจะกำหนดสถานที่ที่จะมีหม้อน้ำและประเภทใดและเราจะคิดถึงการกำหนดเส้นทางท่อความร้อนทันทีสถานที่ที่ท่อจะไป จะต้องติดตั้งหม้อน้ำโดยคำนึงถึงความต้องการความร้อนของอาคาร หากมีพื้นอุ่นในห้องน้ำจะต้องติดตั้งหม้อน้ำโดยคำนึงถึงความจริงที่ว่าพื้นอุ่นจะทำงานให้คุณได้ตามต้องการโดยคำนึงว่าระบบจะต้องไม่ระเหย นั่นคือหม้อน้ำควรให้ความร้อน 70-80% ของความร้อนที่ต้องการในห้อง ในห้องพักอาศัยในห้องพักจำเป็นต้องคำนึงถึงทิศทางของลมที่พัดผ่านและจุดสำคัญที่ผนังไปด้วย เช่นเดียวกันกับชั้นแรกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงชั้นสองด้วย มากขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ถูกต้องของอุปกรณ์ทำความร้อน นอกจากนี้อย่าลืมเกี่ยวกับการติดตั้งอุปกรณ์ทำความร้อนหรืออุปกรณ์ที่ประตูหน้า ในห้องครัวคุณสามารถลดกำลังไฟฟ้าโดยประมาณของอุปกรณ์ทำความร้อนได้ 10-15% มีแหล่งความร้อนอื่น ๆ เช่นเตาแก๊สหรือไฟฟ้าเตาอบเครื่องทำขนมปังตู้เย็นเป็นต้น

การคำนวณทางวิศวกรรมความร้อนและการเลือกอุปกรณ์ทำความร้อนและการคำนวณนั้นเหมือนกันอย่างแน่นอนสำหรับระบบที่มีการกระตุ้นการไหลเวียนใด ๆ สิ่งเดียวคือด้วยระบบแรงโน้มถ่วงจำเป็นต้องคำนึงถึงการระบายความร้อนของสารหล่อเย็นและโปรดทราบว่าที่ชั้นบนอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นจะสูงกว่าที่ด้านล่าง 5-12C ขึ้นอยู่กับประเภทของผู้ยกความยาวและความสูงของอาคาร

การใช้ถังขยายแบบเปิด

การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าจำเป็นต้องเติมน้ำหล่อเย็นอย่างต่อเนื่องในถังขยายแบบเปิดเนื่องจากระเหย ฉันยอมรับว่านี่เป็นความไม่สะดวกที่ยิ่งใหญ่ แต่ก็สามารถกำจัดได้อย่างง่ายดาย ในการทำเช่นนี้คุณสามารถใช้ท่ออากาศและซีลไฮดรอลิกซึ่งติดตั้งใกล้กับจุดต่ำสุดของระบบถัดจากหม้อไอน้ำ ท่อนี้ทำหน้าที่เป็นตัวลดอากาศระหว่างซีลไฮดรอลิกและระดับน้ำหล่อเย็นในถังดังนั้นยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นระดับความผันผวนของระดับในถังซีลน้ำก็จะยิ่งลดลง ช่างฝีมือขั้นสูงโดยเฉพาะสามารถปั๊มไนโตรเจนหรือก๊าซเฉื่อยเข้าไปในท่ออากาศได้ซึ่งจะช่วยปกป้องระบบจากการซึมผ่านของอากาศ

อุปกรณ์

ระบบแรงโน้มถ่วงเป็นไปได้ในรูปแบบระบบปิดไม่สื่อสารกับอากาศในบรรยากาศและเปิดสู่บรรยากาศ ประเภทของระบบขึ้นอยู่กับชุดอุปกรณ์ที่ขาด

เปิด

ในความเป็นจริงองค์ประกอบที่จำเป็นเพียงอย่างเดียวคือถังขยายแบบเปิด

มันรวมสองฟังก์ชั่น:

• กักเก็บน้ำส่วนเกินเมื่อมีความร้อนสูงเกินไป
• จะกำจัดไอน้ำและอากาศที่เกิดขึ้นระหว่างการต้มน้ำในวงจรสู่บรรยากาศ
• ช่วยเติมน้ำเพื่อชดเชยการระเหยและการรั่วไหล

ในกรณีดังกล่าวเมื่อในบางพื้นที่ของการเติมหม้อน้ำอยู่ด้านบนปลั๊กด้านบนจะมีช่องระบายอากาศ บทบาทนี้สามารถเล่นได้ทั้งก๊อกน้ำ Mayevsky และก๊อกน้ำธรรมดา

ในการรีเซ็ตระบบในกรณีส่วนใหญ่จะเสริมด้วยกิ่งไม้ที่นำไปสู่ท่อน้ำทิ้งหรือนอกบ้านได้อย่างง่ายดาย

ปิด

ในระบบแรงโน้มถ่วงแบบปิดฟังก์ชั่นของถังเปิดจะถูกแจกจ่ายผ่านอุปกรณ์ฟรีหนึ่งคู่

• ถังขยายไดอะแฟรมของระบบทำความร้อนให้ความเป็นไปได้ในการขยายตัวของสารหล่อเย็นในระหว่างการทำความร้อน ในกรณีส่วนใหญ่จำนวนเงินจะเท่ากับ 10% ของปริมาตรระบบทั้งหมด
• วาล์วระบายความดันจะช่วยลดแรงดันส่วนเกินเมื่อเติมถังมากเกินไป
• ช่องระบายอากาศแบบแมนนวล (ตัวอย่างเช่นวาล์ว Mayevsky เดียวกัน) หรือช่องระบายอากาศโดยไม่สมัครใจมีหน้าที่ในการระบายอากาศ
• มาตรวัดความดันจะแสดงความดัน

เป็นสิ่งสำคัญโดยพื้นฐาน: ในระบบแรงโน้มถ่วงช่องระบายอากาศอย่างน้อยหนึ่งช่องจะต้องอยู่ที่จุดสูงสุด ซึ่งแตกต่างจากรูปแบบการหมุนเวียนแบบบังคับที่นี่ล็อกอากาศไม่อนุญาตให้สารหล่อเย็นเคลื่อนที่

นอกเหนือจากที่กล่าวมาแล้วระบบปิดในกรณีส่วนใหญ่ยังมีจัมเปอร์พร้อมระบบน้ำเย็นซึ่งช่วยให้สามารถเติมได้เมื่อสิ้นสุดการระบายน้ำหรือเพื่อชดเชยการรั่วไหลของน้ำ

ใช้ปั๊มหมุนเวียนในการทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง

ในการสนทนากับผู้ติดตั้งรายหนึ่งฉันได้ยินมาว่าปั๊มที่ติดตั้งบนบายพาสของตัวยกหลักไม่สามารถสร้างเอฟเฟกต์การไหลเวียนได้เนื่องจากห้ามติดตั้งวาล์วปิดบนตัวยกหลักระหว่างหม้อไอน้ำและถังขยายตัว ดังนั้นคุณสามารถวางปั๊มบนบายพาสของท่อส่งกลับและติดตั้งบอลวาล์วระหว่างทางเข้าของปั๊ม วิธีนี้ไม่สะดวกนักเนื่องจากทุกครั้งก่อนเปิดปั๊มคุณต้องอย่าลืมปิดก๊อกน้ำและหลังจากปิดปั๊มแล้วให้เปิด ในกรณีนี้การติดตั้งวาล์วตรวจสอบเป็นไปไม่ได้เนื่องจากมีความต้านทานต่อไฮดรอลิกอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อให้พ้นจากสถานการณ์นี้ช่างฝีมือกำลังพยายามสร้างวาล์วตรวจสอบให้เป็นวาล์วที่เปิดได้ตามปกติ วาล์วที่ "ทันสมัย" ดังกล่าวจะสร้างเอฟเฟกต์เสียงในระบบเนื่องจากการ "บีบ" คงที่โดยมีช่วงเวลาเป็นสัดส่วนกับความเร็วของน้ำหล่อเย็น ฉันสามารถแนะนำวิธีแก้ปัญหาอื่นได้ มีการติดตั้งวาล์วตรวจสอบลูกลอยสำหรับระบบแรงโน้มถ่วงที่ตัวยกหลักระหว่างทางเข้าบายพาส วาล์วลอยในการไหลเวียนตามธรรมชาติเปิดอยู่และไม่รบกวนการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น เมื่อปั๊มเปิดอยู่ในบายพาสวาล์วจะปิดตัวยกหลักควบคุมการไหลทั้งหมดผ่านบายพาสด้วยปั๊ม

ในบทความนี้ฉันได้พิจารณาให้ห่างไกลจากความเข้าใจผิดทั้งหมดที่มีอยู่ในหมู่ผู้เชี่ยวชาญที่ติดตั้งเครื่องทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง หากคุณชอบบทความนี้เราพร้อมที่จะตอบคำถามของคุณต่อไป

ในบทความต่อไปฉันจะพูดถึงวัสดุก่อสร้าง

แนะนำให้อ่านเพิ่มเติม:

ประเภทความร้อนแรงโน้มถ่วงของโครงร่างร่างกายความร้อน

โครงร่างการให้ความร้อนหมุนเวียนตามธรรมชาติมีสองประเภทคือท่อเดียวและสองท่อ บ้านเก่ามีท่อเดียวในระบบทำความร้อนแต่ในปัจจุบันมักใช้ระบบทำความร้อนแบบสองท่อที่มีการเจือจางด้านล่างหรือด้านบนเป็นส่วนใหญ่ อะไรคือความแตกต่างหลักระหว่างโครงร่าง? การทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงแบบท่อเดียวถือเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด ท่อวางอยู่ใต้เพดานของอาคารและวางท่อส่งคืนไว้ใต้พื้น ในด้านบวกสามารถสังเกตส่วนประกอบจำนวนเล็กน้อยที่จำเป็นสำหรับการทำงานของระบบได้ นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติการติดตั้งที่เรียบง่าย เพื่อเป็นข้อดีเราสามารถสังเกตความเป็นไปได้ของการทำงานเมื่อติดตั้งหม้อไอน้ำและหม้อน้ำในระดับเดียวกัน โดยปกติแล้วในบ้านสองชั้นจะไม่ค่อยมีการใช้โครงการดังกล่าวเนื่องจากไม่อนุญาตให้บ้านอุ่นขึ้นอย่างเท่าเทียมกัน อย่างไรก็ตามสามารถแก้ไขได้โดยการติดตั้งท่อวัดปริมาตรและหม้อน้ำที่ชั้นล่าง เมื่อติดตั้งวงจรท่อเดียวจะไม่มีวาล์วควบคุมซึ่งหมายความว่าจะไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิได้

ระบบทำความร้อนแบบสองท่อมีความซับซ้อนมากขึ้นทั้งในการทำงานและในอุปกรณ์เนื่องจากเกี่ยวข้องกับวงจรความร้อนหลายแบบ หนึ่งในนั้นมีไว้สำหรับการไหลของน้ำหล่อเย็นร้อนอีกอันหนึ่งสำหรับความเย็น ในกรณีนี้คุณจะต้องมีส่วนประกอบมากขึ้น ระบบทำความร้อนแบบปลายตายของบ้านสองชั้นจำเป็นต้องมีฉนวนกันความร้อนของตัวยกหลักเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียความร้อน สำหรับระบบสองท่อจำเป็นต้องใช้ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่อย่างน้อย 32 มม. มิฉะนั้นความต้านทานของไฮดรอลิกจะขัดขวางการไหลเวียนของแรงโน้มถ่วง