Hệ thống sưởi tuần hoàn tự nhiên hoạt động như thế nào
Nhiệm vụ chính của hệ thống đun nước - điều này là để làm cho chất làm mát lưu thông qua các đường ống. Để ngôi nhà ấm lên, nước nóng từ lò hơi phải chảy vào đường ống và bộ tản nhiệt. Hệ thống sưởi ấm tuần hoàn tự nhiên hoạt động trên nguyên tắc trọng lực. Chất lỏng di chuyển qua các đường ống theo phương thức trọng lực mà không cần sử dụng máy bơm. Khối lượng riêng và trọng lượng của chất lỏng trở nên nhỏ hơn khi đun nóng, và sau khi làm mát nó trở lại trạng thái ban đầu.
Trong một thiết bị như vậy, hầu như không có áp suất. Theo tính toán, bạn có thể thấy rằng với áp suất của cột nước cao 10m thì có áp suất bằng 1 khí quyển. Nó chỉ ra rằng trong thiết bị sưởi của ngôi nhà một tầng Áp suất sẽ từ 0,5 đến 0,7 atm, và trong một ngôi nhà hai tầng - không quá 1 atm.
Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống sưởi tuần hoàn tự nhiên
Như với bất kỳ thiết bị nào, đun nóng nước bằng tuần hoàn tự nhiên có những ưu điểm nhưng cũng có những nhược điểm. Tại sao hệ thống tốt?
- Cài đặt và bảo trì đơn giản, khởi động hệ thống dễ dàng. Tất cả cài đặt có thể được thực hiện bởi chính bạn.
- Không cần phải mua thiết bị đắt tiền.
- Hệ thống hoạt động ổn định. Chất mang nhiệt cho công suất tỏa nhiệt lớn nhất và duy trì nhiệt độ cần thiết trong phòng.
- Không phụ thuộc vào điện năng. Thiết bị sẽ tiếp tục hoạt động nếu nguồn bị cắt.
- Nếu ngôi nhà được cách nhiệt tốt, thì với một hệ thống như vậy, bạn có thể tiết kiệm được rất nhiều.
- Không có máy bơm nào gây ra nhiều tiếng ồn.
- Nếu tiến hành bảo trì đúng thời hạn, thiết bị sưởi có thể hoạt động trên 35 năm.
Nhược điểm của hệ thống:
- Mặc dù thực tế là hệ thống sưởi cần ít vật liệu, chi phí sẽ trở nên cao hơn nhiều khi điện trở cục bộ của đường ống giảm. Vì bạn sẽ phải lắp đặt các đường ống lớn hơn.
- Ngôi nhà ấm lên chậm hơn nhiều.
- Nếu đường ống đi qua các phòng không được sưởi ấm, thì các khu vực này nên được cách nhiệt. Nếu không, có nguy cơ chất lỏng sẽ bị đóng băng.
- Hệ thống sưởi ấm như vậy chỉ thích hợp cho nhà riêng có diện tích không quá 100 mét vuông. m., vì nó hoạt động trong bán kính lên đến 30 mét. Điều này là do thực tế là hệ thống có một đầu tròn nhỏ.
- Điều kiện chính là một gác xép trong nhà. Đó là nơi mà thùng mở rộng được lắp đặt.
Sơ đồ hệ thống sưởi hai ống của ngôi nhà một tầng
Nếu bạn chọn hệ thống một đường ống, cần xem xét khả năng ngắt kết nối từng pin (để sửa chữa, điều chỉnh nhiệt độ trong phòng)
Điều này tương đối hiếm khi được sử dụng do hiệu quả thấp. Nó là một đường cao tốc dọc theo các bức tường, đi qua tất cả các bộ tản nhiệt. Từ mỗi chúng, các ống nhánh được gắn vào nó, qua đó chất làm mát được cung cấp và loại bỏ. Vì chất làm mát nóng hơn đi vào bộ tản nhiệt đầu tiên, truyền cho chúng một phần nhiệt, nên nước đã được làm mát xuống bộ tản nhiệt sau. Kết quả là, ngôi nhà sẽ được sưởi ấm không đồng đều, và những căn phòng xa lò hơi sẽ nóng lâu hơn nhiều. Hơn hết, sơ đồ như vậy phù hợp với ngôi nhà một tầng có diện tích nhỏ, vì nó sẽ giảm chi phí lắp đặt. Có một phiên bản khác của sơ đồ một ống: khi bộ tản nhiệt cắt vào đường ống. Nhược điểm của phương pháp này là không thể tắt một trong các bộ tản nhiệt để không dừng toàn bộ hệ thống.
Chọn hệ thống hai ống, bạn có thể kết nối bộ tản nhiệt theo bất kỳ cách nào: kết nối chéo, bên cạnh, phía dưới
Các loại hệ thống tuần hoàn tự nhiên
Trước khi tạo một mạch để sưởi ấm một ngôi nhà riêng, trước tiên hãy tính toán lượng nhiệt cần thiết cho mặt bằng. Tính toán bao gồm dữ liệu trên lò hơi, vị trí và đường kính của ống, cũng như mức độ cách nhiệt của các bức tường bên ngoài. Ngay cả những sai sót nhỏ nhất trong tính toán cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống sưởi nhà. Vì vậy, sẽ tốt hơn nếu tất cả các tính toán được thực hiện bởi các bác sĩ chuyên khoa. Hệ thống sưởi gồm một số loại:
- Loại mở và đóng (khác nhau ở các thùng giãn nở).
- Loại một ống và hai ống (bộ tản nhiệt sưởi ấm được kết nối theo nhiều cách khác nhau).
Hệ thống mở
Thiết bị mở bao gồm một bể chứa (bể hở), được trang bị một đường ống (tràn khẩn cấp). Đường ống được kết nối với hệ thống cống rãnh hoặc đưa ra ngoài đường phố. Bể được lắp đặt dưới trần nhà, đôi khi trên gác mái. Bể kiểu mở có thể được làm với kích thước bất kỳ bằng tay của chính bạn, đó là lợi thế chính của nó. Có giá cả phải chăng... Nhược điểm của thiết bị:
- Bạn liên tục cần thêm nước vào bể chứa kiểu hở, vì nó bay hơi nhanh. Để không phải bổ sung nước liên tục bằng tay, có thể đưa ống dẫn nước đến bể chứa.
- Thông thường, sự ăn mòn hình thành trên các phần tử kim loại của mạch. Do ôxy liên tục chảy vào thùng hở.
- Không khí đi vào đường ống. Bằng cách cố định các bộ tản nhiệt ở độ dốc nhẹ và lắp đặt các lỗ thông khí tự động, bạn có thể giải quyết vấn đề.
Hệ thống khép kín
Hệ thống tuần hoàn tự nhiên hệ thống làm mát kiểu kín rất thích hợp cho cả nhà một tầng và hai tầng. Một bể màng được lắp đặt trong mạch gia nhiệt. Nhờ có bể, các bộ phận kim loại của thiết bị ít bị ăn mòn. Một thiết bị đóng hoạt động như sau:
- Bể màng ngăn linh hoạt kín là một bể giãn nở có màng ngăn. Màng tạo ra hai phần trong bể. Phần đầu tiên dành cho chất làm mát, phần còn lại chứa không khí hoặc nitơ. Trong quá trình giãn nở của chất làm mát, nước thừa từ mạch đốt nóng sẽ đi vào bình.
- Màng bắt đầu căng ra do nước nóng, và khí ở phần thứ hai bắt đầu co lại.
- Khi nước nguội đi, khí lại tăng lên và đẩy chất làm mát trở lại hệ thống. Do đó, có sự lấp đầy mạch nước liên tục với chất làm mát.
Nếu bạn chọn giữa hệ thống mở và hệ thống đóng, sẽ rẻ hơn nếu bạn mua hoặc tạo một bể chứa mở bằng chính tay của bạn. Bể màng có giá cao hơn gấp nhiều lần, vì vậy nó ít được sử dụng.
Một hệ thống ống
Đối với những ngôi nhà một tầng có diện tích nhỏ, sưởi ấm một đường ống là phù hợp. Trong một ngôi nhà hai tầng, loại sưởi ấm này sẽ không hiệu quả. Ưu điểm của hệ thống là giá thành lắp đặt rẻ, thiết kế đơn giản, không lắp đặt đường ống dưới trần nhà, đồng nghĩa với việc nội thất tổng thể của căn phòng sẽ không bị xấu đi. Loại sưởi một ống hoạt động theo nguyên lý sau:
- Chất lỏng dâng lên theo mặt cắt thẳng đứng của ống.
- Sau đó, chất làm mát di chuyển vào một đường ống nằm ngang. Đường ống này kết nối các bộ tản nhiệt sưởi ấm.
- Chất lỏng được làm mát quay trở lại lò hơi từ bộ tản nhiệt bên ngoài.
Hệ thống này có những hạn chế của nó. Rơ le cung cấp càng xa thì nhiệt độ của bộ tản nhiệt càng thấp. Bỏ qua sẽ giúp tăng năng suất. Để thiết lập hệ thống sưởi ấm đồng đều cho ngôi nhà, các jumper được đặt ở những nơi kết nối bộ tản nhiệt. Ngay cả sau khi tính toán chính xác, loại hệ thống một ống sẽ không hiệu quả nếu ngôi nhà một tầng có nhiều hơn ba phòng. Vấn đề có thể được giải quyết bằng cách nâng cấp hệ thống với một máy bơm tròn.
Sơ đồ sưởi ấm hai ống nước cho một ngôi nhà riêng với lưu thông tự nhiên
Loại sưởi hai ống phù hợp để sưởi ấm một ngôi nhà hai tầng. Nếu chúng ta so sánh hệ thống một ống và hai ống, thì trong hệ thống thứ hai - chất lỏng được cung cấp cho tất cả các bộ tản nhiệt nóng.Mạch hai ống có thiết kế đặc biệt gồm hai ống. Một để cung cấp, một để trả lại. Một đường ống cung cấp được kết nối với mỗi thiết bị sưởi ấm. Kết nối được thực hiện thông qua một vòi đầu vào riêng biệt. Và đường ống trở lại được kết nối riêng biệt. Ưu điểm của hệ thống sưởi với hệ thống dây điện trên và dưới là việc lắp đặt nó rất đơn giản, và các đặc tính vận hành hiệu quả. Với một hệ thống như thế này:
- Có thể không thêm các phần bổ sung vào bộ tản nhiệt để cải thiện hệ thống sưởi.
- Không giống như một mạch ống đơn, các đường ống có đường kính nhỏ hơn được sử dụng để đặt đường ống trong hệ thống này.
- Điều chỉnh hệ thống dễ dàng.
- Nhiệt lượng được phân bố đều.
Hiện nay, bạn có thể tự tay mình tạo ra loại lò sưởi hai ống với tuần hoàn tự nhiên... Để sản xuất nó, ống thép hoặc polyme được sử dụng..
Sơ đồ tính toán hệ thống sưởi với tuần hoàn tự nhiên
Điều khó khăn nhất trong việc thiết kế hệ thống sưởi là tính toán chính xác. Một thiết bị sẽ hoạt động tốt như thế nào phụ thuộc vào chiều dài và góc của các đường ống, cũng như số lần bật nó. Bạn cần biết điều này vì không có áp suất trong mạch. Những điều bạn cần lưu ý khi vẽ sơ đồ và tính toán:
- Đường kính của ống là gì và vật liệu mà chúng được tạo ra.
- Góc nghiêng của ống.
- Các loại chất làm mát.
- Các phương pháp cung cấp chất làm mát.
Lợi ích của lưu thông cưỡng bức
Sự khác biệt giữa sơ đồ với tuần hoàn cưỡng bức là việc lắp đặt vào hệ thống bơm
Hiệu quả của hệ thống với tuần hoàn cưỡng bức của chất làm mát đạt được do khả năng kiểm soát và thiết lập mức sưởi ấm cần thiết trong từng phòng và từng bộ tản nhiệt. Từ quan điểm của chủ sở hữu, sắc thái này đôi khi đóng vai trò là yếu tố quyết định khi lựa chọn loại hệ thống. Đề cập đến những ưu điểm khác của hệ thống sưởi tuần hoàn cưỡng bức cho nhà một tầng, cần lưu ý:
- Được phép sử dụng các đường ống có đường kính bất kỳ, trong khi trong hệ thống có lưu thông tự nhiên, chúng phải có đường kính lớn và nằm ở độ dốc.
- Đường dây có thể được đặt trên bất kỳ mặt phẳng nào (theo chiều ngang, chiều dọc), đường ống có thể được đặt xuống sàn, đặt ở mức tối thiểu-thấp và có thể lắp đặt hệ thống sàn ấm. Do phun chất làm mát, nước trong mọi trường hợp sẽ đi đến các bộ tản nhiệt.
- Do sử dụng các đường ống có đường kính nhỏ nên hệ thống không yêu cầu cấp nước với lượng lớn.
Đối với hệ thống tuần hoàn cưỡng bức, không cần lắp đặt đường ống có độ dốc và đặt bồn chứa ở điểm cao nhất
Khả năng lắp đặt nguồn gia nhiệt tự động (lò hơi), sẽ làm nóng độc lập chất làm mát theo các thông số đã cài đặt.
- Khả năng kết nối các thiết bị điều khiển nhiệt độ từ xa (bộ điều chỉnh phòng).
Phân tích những khuyết điểm của sơ đồ tuần hoàn cưỡng bức, cần lưu ý những điểm chính. Trước hết, trong trường hợp không có điện, sẽ không có hệ thống sưởi trong nhà. Không nên sử dụng hệ thống như vậy nếu khu vực bị mất điện. Các chuyên gia lưu ý một nhược điểm khác - việc tạo ra tiếng ồn trong quá trình hoạt động của bơm tuần hoàn. Nhưng nó có thể được giải quyết. Ví dụ, bằng cách lắp đặt một lò hơi và một máy bơm trong một tòa nhà không phải nhà ở, phòng lò hơi, tầng hầm.
Lựa chọn các tùy chọn hiện đại cho nồi hơi, bạn nên biết rằng hầu hết tất cả chúng đều được trang bị một máy bơm tích hợp. Tất nhiên, nó hoạt động, không phải âm thầm, nhưng cũng không ồn ào đến mức được coi là một vấn đề. Ví dụ, một máy hút mùi trong nhà bếp gây ra nhiều tiếng ồn hơn.
Vật liệu ống tốt nhất là gì?
Phương pháp lắp đặt mạch, bảo vệ chống ăn mòn và chống thủy lực, tất cả các chỉ số này sẽ phụ thuộc vào vật liệu làm đường ống. Đối với hệ thống sưởi ấm, bạn có thể sử dụng polypropylene, thép, kim loại-nhựa và ống đồng.
- Chất liệu Polypropylene. Ống Polypropylene chịu được nhiệt độ cao tốt, tuổi thọ cao (trên 25 năm), bên trong nhẵn. Việc cài đặt đòi hỏi các công cụ đặc biệt và tốn kém.
- Thép. Mặc dù thực tế là những đường ống như vậy khá bền và có giá cả phải chăng, nhưng chúng dễ bị ăn mòn và phát triển quá mức. Ngoài ra, việc lắp đặt yêu cầu hàn hoặc nhiều phụ kiện.
- Kim loại-nhựa. Ống nhẹ có bề mặt bên trong hoàn toàn nhẵn. Do đó, chúng không bị ăn mòn và đóng cặn. Nhưng sau khi lắp đặt, bạn sẽ phải liên tục kéo các phụ kiện có ren, đây là một nhược điểm lớn. Tuổi thọ của chúng là khoảng 15 năm, và đối với đường ống thì thời gian sử dụng là rất ngắn. Chúng có giá thành cao.
- Ống đồng. Ống đồng có hình thức đẹp và tuổi thọ trên 100 năm. Hàn được sử dụng để lắp đặt, rất tốn kém về chi phí.
Để xác định đường kính ống thích hợp để làm ấm ngôi nhà của bạn, bạn cần biết rằng:
- Đường kính của ống được chọn theo vật liệu làm ống và từ các tính toán kỹ thuật nhiệt được thực hiện.
- Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho căn phòng và cộng thêm 20% vào kết quả.
- Sử dụng các giá trị được chỉ ra trong bảng SNiP, mặt cắt ngang của đường ống được tính toán. Để tính toán, các số đọc về nhiệt dung và kích thước của đường ống (phần bên trong) được lấy.
Nếu sau mỗi lần phân nhánh, lắp đặt đường ống cấp nhỏ hơn ống cấp trước 1 kích thước thì quá trình tuần hoàn của bộ trao đổi nhiệt sẽ trở nên gay gắt hơn gấp nhiều lần. Đường ống trở lại được gắn với một phần mở rộng. Điều này tính toán đường kính tối thiểu của hai đường ống. Tuân theo các giá trị thu được, đối với mỗi đoạn ống, kích thước riêng của nó được thiết lập.
Phương pháp cung cấp chất làm mát
Môi chất gia nhiệt có thể lưu thông từ lò hơi đến thiết bị gia nhiệt theo hai cách. Thông qua việc lấp đầy dưới cùng hoặc trên cùng.
- Đổ đầy đáy. Phương pháp chiết rót này chỉ được sử dụng cho hệ thống một đường ống. Đường ống được đặt ở mức sàn, trong khi đường ống thẳng đứng có thể được bỏ qua. Việc đổ đầy đáy sẽ không hiệu quả nếu không có máy bơm tròn.
- Đổ đầy trên cùng. Chúng được sử dụng cho cả hệ thống một ống và hai ống. Do đường ống phân phối được lắp đặt dưới trần nhà nên chất làm mát nóng được cung cấp chủ động cho từng bộ tản nhiệt. Hơn nữa, khi nguội đi, nước sẽ đi vào một đường ống hồi lưu được gắn dọc theo sàn nhà.
Sơ đồ dây mạch
Sơ đồ sưởi ấm của một ngôi nhà riêng với một lò hơi khí đốt
Theo phương pháp kết nối bộ tản nhiệt sưởi ấm, thông thường để phân biệt hai sơ đồ lắp đặt mạch của hệ thống sưởi ấm: một đường ống và hai đường ống.
Đối với cụm lắp ráp một ống do bạn tự làm, việc bố trí tuần tự các thiết bị gia nhiệt trên mạch cung cấp là đặc điểm. Sau khi đi từ điểm trên cùng qua tất cả các bộ tản nhiệt (đường màu đỏ), nước sẽ trở lại theo đường trở lại (đường màu xanh lam) đến lò hơi.
Sơ đồ một ống của hệ thống sưởi ấm trọng lực
Trong hệ thống hai ống, hai mạch tuần hoàn riêng biệt được lắp đặt. Một chất làm mát nóng chảy qua một mạch, cung cấp nhiệt cho các bộ tản nhiệt, dọc theo mạch kia - nước được làm mát được đưa từ các bộ tản nhiệt đến lò hơi.
Hình dưới đây mô tả hệ thống sưởi hai ống cho một ngôi nhà hai tầng. Sự phân phối chất làm mát (đường màu đỏ) qua các bộ tản nhiệt bắt đầu từ độ cao tối đa H, cung cấp đầu tuần hoàn cần thiết. Chất làm mát được làm mát (đường màu xanh lam) được thu thập ở đường hồi lưu và được đưa đến đầu vào của lò hơi.
Sơ đồ hai ống của hệ thống sưởi ấm trọng lực
