- Các vấn đề về chuyển động của chất làm mát trong hệ thống sưởi
- Vòng sơ cấp trong hệ thống sưởi là gì?
- Vòng thứ cấp trong hệ thống sưởi là gì?
- Làm thế nào để làm cho chất làm mát đi vào vòng thứ cấp?
- Lựa chọn máy bơm tuần hoàn cho hệ thống sưởi kết hợp với các vòng sơ cấp-thứ cấp
- Vòng sơ cấp-thứ cấp với mũi tên thủy lực và ống góp
Hiểu hệ thống sưởi kết hợp hoạt động như thế nào, bạn cần phải đối phó với một khái niệm như "vòng chính - phụ". Đây là những gì bài báo nói về.
Các vấn đề về chuyển động của chất làm mát trong hệ thống sưởi
Trước đây trong các tòa nhà chung cư, hệ thống sưởi là hai ống, sau đó chúng bắt đầu được chế tạo một ống, nhưng đồng thời một vấn đề nảy sinh: chất làm mát, giống như mọi thứ khác trên thế giới, tìm cách đi theo một con đường đơn giản hơn - cùng một đường ống rẽ nhánh (được hiển thị trong hình với các mũi tên màu đỏ) và không đi qua bộ tản nhiệt tạo ra nhiều lực cản hơn:
Để buộc chất làm mát đi qua bộ tản nhiệt, họ đã đưa ra cách lắp đặt các tees thu hẹp:
Đồng thời, đường ống chính được lắp đặt có đường kính lớn hơn đường ống phụ. Có nghĩa là, chất làm mát tiếp cận với tee thu hẹp, gặp rất nhiều lực cản và, hoàn toàn không, đã quay sang bộ tản nhiệt, và chỉ một phần nhỏ hơn của chất làm mát đi dọc theo đoạn đường vòng.
Nguyên tắc này được sử dụng để chế tạo hệ thống một ống - "Leningrad".
Đoạn đường vòng như vậy được thực hiện vì một lý do khác. Nếu bộ tản nhiệt bị lỗi, thì trong khi nó được tháo ra và thay thế bằng bộ tản nhiệt có thể sử dụng được, chất làm mát sẽ đi đến phần còn lại của bộ tản nhiệt dọc theo phần đường vòng.
Nhưng điều này giống như lịch sử, chúng ta đang trở lại "thời của chúng ta."
Ưu điểm và nhược điểm
Những ưu điểm chính của chương trình này, vì nó mà "Leningrad" rất phổ biến, là:
- chi phí nhỏ cho vật liệu;
- dễ cài đặt.
Một điều nữa là khi sử dụng ống kim loại-nhựa hoặc polyetylen để lắp đặt. Hãy nhớ rằng sơ đồ phân phối Leningrad cung cấp đường kính lớn của đường cung cấp, trong khi trong hệ thống hai ống, kích thước đường ống sẽ nhỏ hơn. Theo đó, các phụ kiện có đường kính lớn hơn được sử dụng, có nghĩa là chúng sẽ có giá cao hơn và nhìn chung, chi phí của công việc và vật liệu sẽ cao hơn.
Đối với việc dễ dàng cài đặt, tuyên bố là hoàn toàn chính xác. Một người ít nhất là một chút thông thạo vấn đề sẽ bình tĩnh đưa ra kế hoạch của "Leningrad". Khó khăn nằm ở chỗ khác: trước khi lắp đặt, cần phải tính toán kỹ lưỡng về đường ống dẫn và công suất của các bộ tản nhiệt, có tính đến khả năng làm mát đáng kể của chất làm mát. Nếu điều này không được thực hiện và hệ thống được lắp ráp một cách ngẫu nhiên, kết quả sẽ thật đáng buồn - chỉ 3 viên pin đầu tiên sẽ nóng, phần còn lại sẽ lạnh.
Thực tế, những công lao mà "đả nữ Leningrad" được coi trọng là điều hết sức viển vông. Nó rất dễ cài đặt, nhưng khó thiết kế. Nó chỉ có thể tự hào về giá rẻ nếu nó được lắp ráp từ một số vật liệu nhất định, và không phải ai cũng hài lòng với chúng.
Một nhược điểm quan trọng của mạch Leningrad bắt nguồn từ nguyên lý hoạt động của nó và nằm ở chỗ, việc điều chỉnh quá trình truyền nhiệt của pin sử dụng van hằng nhiệt rất có vấn đề. Hình dưới đây cho thấy hệ thống sưởi Leningrad trong một ngôi nhà hai tầng, nơi các van như vậy được lắp trên pin:
Mạch này sẽ hoạt động ngẫu nhiên mọi lúc.Ngay sau khi bộ tản nhiệt đầu tiên làm nóng phòng đến nhiệt độ cài đặt và van tắt nguồn cung cấp chất làm mát, lượng lớn của nó sẽ dồn đến pin thứ hai, bộ điều nhiệt của nó cũng sẽ bắt đầu hoạt động. Và như vậy cho đến thiết bị cuối cùng. Khi làm lạnh, quá trình sẽ được lặp lại, chỉ có điều ngược lại. Khi mọi thứ được tính toán chính xác, hệ thống sẽ nóng lên ít nhiều đều đều, nếu không, những viên pin cuối cùng sẽ không bao giờ nóng lên.
Trong sơ đồ Leningrad, hoạt động của tất cả các pin được kết nối với nhau, do đó, việc lắp đặt các đầu tản nhiệt là vô ích, việc cân bằng hệ thống bằng tay sẽ dễ dàng hơn.
Và điều cuối cùng. "Leningradka" hoạt động khá tin cậy với sự tuần hoàn cưỡng bức của chất làm mát và nó được hình thành như một phần của mạng lưới cung cấp nhiệt tập trung. Khi bạn cần một hệ thống sưởi ấm không bay hơi mà không có máy bơm, thì "Leningrad" không phải là lựa chọn tốt nhất. Để truyền nhiệt tốt với sự lưu thông tự nhiên, bạn cần một hệ thống hai ống hoặc một hệ thống một ống thẳng đứng, thể hiện trong hình:
Làm thế nào để làm cho chất làm mát đi vào vòng thứ cấp?
Nhưng không phải mọi thứ đều đơn giản như vậy mà bạn cần xử lý nút, được khoanh tròn bởi một hình chữ nhật màu đỏ (xem sơ đồ trước) - nơi gắn của vòng thứ cấp. Bởi vì đường ống trong vòng sơ cấp rất có thể có đường kính lớn hơn ống trong vòng thứ cấp, do đó chất làm mát sẽ có xu hướng đến phần có điện trở ít hơn. Làm thế nào để tiến hành? Xem xét mạch:
Môi chất gia nhiệt từ lò hơi chảy theo hướng mũi tên màu đỏ "nguồn cung cấp từ lò hơi". Tại điểm B, có một nhánh từ nguồn cung cấp đến hệ thống sưởi sàn. Điểm A là điểm vào của hệ thống sưởi sàn trở lại vào vòng sơ cấp.
Quan trọng! Khoảng cách giữa hai điểm A và B phải là 150 ... 300 mm - không hơn!
Làm thế nào để "lái" chất làm mát theo hướng mũi tên màu đỏ "đến thứ cấp"? Tùy chọn đầu tiên là một đường vòng: các tees giảm được đặt ở các vị trí A và B và giữa chúng là một đường ống có đường kính nhỏ hơn nguồn cung cấp.
Khó khăn ở đây là tính toán các đường kính: bạn cần tính toán sức cản thủy lực của vòng thứ cấp và sơ cấp, vòng tránh ... nếu chúng ta tính sai thì có thể không có chuyển động dọc theo vòng thứ cấp.
Giải pháp thứ hai cho vấn đề là đặt một van ba chiều tại điểm B:
Van này sẽ đóng hoàn toàn vòng sơ cấp và chất làm mát sẽ đi trực tiếp đến vòng thứ cấp. Hoặc nó sẽ chặn đường đến vòng thứ cấp. Hoặc nó sẽ hoạt động như một đường vòng, cho một phần chất làm mát đi qua vòng sơ cấp và một phần qua vòng thứ cấp. Nó có vẻ là tốt, nhưng bắt buộc phải kiểm soát nhiệt độ của chất làm mát. Van ba ngả này thường được trang bị bộ truyền động điện ...
Tùy chọn thứ ba là cung cấp một máy bơm tuần hoàn:
Bơm tuần hoàn (1) dẫn chất làm mát dọc theo vòng sơ cấp từ lò hơi đến ... lò hơi, và bơm (2) dẫn chất làm mát dọc theo vòng thứ cấp, tức là trên sàn ấm.
Nguyên lý hoạt động của các vòng sơ cấp - thứ cấp
Vòng sơ cấp là một cấu trúc trong hệ thống sưởi về cơ bản kết nối bất kỳ vòng thứ cấp nào và cũng bắt vòng lò hơi liền kề. Quy tắc cơ bản cho các vòng thứ cấp, để chúng không phụ thuộc vào vòng sơ cấp, là quan sát độ dài giữa các te của vòng thứ cấp, không được vượt quá bốn đường kính của vòng sơ cấp.
Ví dụ, để tính toán độ dài dài nhất giữa các te, để vòng làm việc tự do, cần thiết phải chỉ định chính xác đường kính của cấu trúc vòng sơ cấp. Đường ống này được buộc thêm bằng vật liệu đồng, vì phần tử dẫn điện ở nhiệt độ cao. Ví dụ: lấy chiều dài ống là 26 mm, chiều rộng của ống như vậy không vượt quá vài mm. Chúng tôi lấy 1 mm từ mỗi bên của bức tường, có nghĩa là đường kính bên trong của ống sẽ là 24 mm.
Để tính toán khoảng cách giữa các tees, giá trị kết quả (chúng ta có 24) được nhân với 4, vì khoảng cách phải bằng bốn đường kính.Kết quả là sau khi tính toán, khoảng cách giữa các tees không được quá 96 mm. Trên thực tế, tất cả các tees nhất thiết sẽ được hàn lại với nhau.
Mỗi thiết kế với một bộ cân bằng thủy lực có một van một chiều có lò xo ở mỗi vòng thứ cấp. Nếu bạn không tuân thủ các khuyến cáo như vậy, thì sự lưu hành ký sinh trùng xảy ra qua những nơi không hoạt động.
Ngoài ra, không nên sử dụng máy bơm tuần hoàn trên đường ống đối diện. Điều này thường gây ra sự thay đổi áp suất do khoảng cách lớn từ bình giãn nở của hệ thống kín.
Một sự thật khác dường như hiển nhiên, nhưng nhiều người lại quên mất. Không nên lắp đặt van bi giữa các tees. Bỏ qua quy tắc này sẽ dẫn đến thực tế là cả hai máy bơm sẽ trở nên phụ thuộc vào công việc của một người hàng xóm.
Hãy xem xét một mẹo hữu ích để làm việc với máy bơm tuần hoàn. Để các lò xo van không phát ra âm thanh trong quá trình hoạt động, cần ghi nhớ một quy tắc - van một chiều được lắp đặt cách nhau 12 đường kính đường ống. Ví dụ: với đường kính ống là 23 mm, khoảng cách giữa các van sẽ là 276 mm (23x12). Chỉ ở khoảng cách này, các van sẽ không phát ra âm thanh.
Ngoài ra, theo nguyên tắc này, nên trang bị cho máy bơm chiều dài 12 đường kính của đường ống phù hợp. Đo lường mọi thứ từ các phân nhánh hình chữ T. Ở những nơi này, kiểu hỗn loạn với tác dụng tuần hoàn (xoáy của các dòng chất lỏng). Chính sự hình thành của chúng ở các điểm góc của đường viền tạo ra tiếng ồn khó chịu. Hơn nữa, tính năng này tạo ra một lực cản tối thiểu khác.
Nguyên tắc cơ bản của tính toán thủy lực của hệ thống sưởi
Hệ thống sưởi dự kiến hoạt động yên lặng phải được đảm bảo trong bất kỳ chế độ vận hành nào của nó. Tiếng ồn cơ học xảy ra do nhiệt độ kéo dài đường ống trong trường hợp không có các khe co giãn và các giá đỡ cố định trên nguồn điện và ống nâng của hệ thống sưởi.
Khi sử dụng ống thép hoặc ống đồng, tiếng ồn lan truyền khắp hệ thống sưởi ấm, bất kể khoảng cách đến nguồn ồn, do tính dẫn âm cao của kim loại.
Tiếng ồn thủy lực xảy ra do sự hỗn loạn dòng chảy đáng kể xảy ra ở tốc độ gia tăng của chuyển động nước trong đường ống và với sự điều tiết đáng kể của dòng nước làm mát bằng van điều khiển. Vì vậy, ở tất cả các giai đoạn thiết kế và tính toán thủy lực của hệ thống sưởi, khi chọn từng van điều khiển và van cân bằng, khi chọn bộ trao đổi nhiệt và máy bơm, khi phân tích độ giãn dài nhiệt độ của đường ống, cần phải tính đến nguồn có thể và mức độ tiếng ồn tạo ra để lựa chọn thiết bị và phụ kiện thích hợp cho các điều kiện ban đầu nhất định.
Mục đích của việc tính toán thủy lực, với điều kiện là áp suất giảm có sẵn ở đầu vào của hệ thống sưởi được sử dụng, là:
• xác định đường kính của các phần của hệ thống sưởi ấm;
• lựa chọn các van điều khiển được lắp đặt trên các nhánh, ống nâng và các kết nối thiết bị sưởi;
• lựa chọn các van rẽ nhánh, phân chia và trộn;
• lựa chọn van cân bằng và xác định giá trị điều chỉnh thủy lực của chúng.
Trong quá trình vận hành thử hệ thống sưởi, các van cân bằng được đặt ở các cài đặt của dự án.
Trước khi tiến hành tính toán thủy lực, phải chỉ ra tải nhiệt tính toán của từng lò sưởi trên sơ đồ hệ thống sưởi, giá trị này bằng tải nhiệt tính toán của phòng Q4. Nếu có hai hoặc nhiều lò sưởi trong phòng, cần phải chia giá trị của tải tính toán Q4 giữa chúng.
Sau đó, vòng tuần hoàn được tính toán chính nên được chọn.Mỗi vòng tuần hoàn của hệ thống gia nhiệt là một vòng khép kín gồm các đoạn nối tiếp nhau, bắt đầu từ đường ống xả của bơm tuần hoàn và kết thúc với đường ống hút của bơm tuần hoàn.
Trong hệ thống sưởi một ống, số vòng tuần hoàn bằng số ống nâng hoặc nhánh ngang, và trong hệ thống sưởi hai ống, số thiết bị sưởi. Các van cân bằng phải được cung cấp cho mỗi vòng tuần hoàn. Do đó, trong hệ thống sưởi một đường ống, số lượng van cân bằng bằng số ống nâng hoặc nhánh ngang, và trong hệ thống sưởi hai ống - số lượng thiết bị sưởi, trong đó van cân bằng được lắp đặt trên kết nối trở lại. của lò sưởi.
Vòng tuần hoàn thiết kế chính được lấy như sau:
• trong các hệ thống có chuyển động đi qua của chất làm mát trong nguồn điện: đối với hệ thống một đường ống - vòng qua bộ nạp nhiều nhất, đối với hệ thống hai ống - vòng qua bộ gia nhiệt dưới cùng của bộ nạp nhiều nhất. Sau đó, các vòng tuần hoàn được tính toán thông qua các điểm nâng cực (gần và xa);
• trong các hệ thống có chuyển động cụt của chất làm mát trong nguồn điện: đối với hệ thống một đường ống - vòng qua bộ nạp nhiều nhất trong số các ống nâng ở xa nhất, đối với hệ thống hai ống - vòng qua bộ gia nhiệt dưới cùng của bộ nạp nhiều nhất của những người dậy sóng xa nhất. Sau đó, việc tính toán các vòng tuần hoàn còn lại được thực hiện;
• trong hệ thống sưởi ngang - vòng qua nhánh chịu tải nhiều nhất của tầng dưới của tòa nhà.
Nên chọn một trong hai hướng tính toán thủy lực của vòng tuần hoàn chính.
Hướng đầu tiên của tính toán thủy lực bao gồm thực tế là đường kính của các đường ống và tổn thất áp suất trong vòng được xác định bởi tốc độ chuyển động tối ưu nhất định của chất làm mát trong mỗi phần của vòng tuần hoàn chính, tiếp theo là việc lựa chọn bơm tuần hoàn.
Tốc độ của chất làm mát trong các đường ống nằm ngang phải được lấy ít nhất là 0,25 m / s để đảm bảo loại bỏ không khí ra khỏi chúng. Khuyến nghị sử dụng dịch chuyển thiết kế tối ưu của chất làm mát đối với ống thép - lên đến 0,3 ... 0,5 m / s, đối với ống đồng và polyme - lên đến 0,5 ... 0,7 m / s, đồng thời hạn chế giá trị của tổn thất áp suất ma sát riêng R không quá 100 ... 200 Pa / m.
Dựa trên kết quả tính toán vòng chính, các vòng tuần hoàn còn lại được tính toán bằng cách xác định áp suất khả dụng trong chúng và chọn đường kính theo giá trị gần đúng của tổn thất áp suất riêng Rav (theo phương pháp tổn thất áp suất riêng).
Hướng tính toán đầu tiên nó được sử dụng, theo quy luật, cho các hệ thống có bộ tạo nhiệt cục bộ, cho các hệ thống sưởi có kết nối độc lập với mạng sưởi, cho các hệ thống sưởi có kết nối phụ thuộc vào mạng sưởi, nhưng không đủ áp suất sẵn có ở đầu vào của mạng sưởi (ngoại trừ trộn các nút với một thang máy).
Đầu yêu cầu của bơm tuần hoàn Рн, Pa, cần thiết cho việc lựa chọn kích thước tiêu chuẩn của bơm tuần hoàn, phải được xác định tùy thuộc vào loại hệ thống sưởi ấm:
• đối với hệ thống một ống thẳng đứng và hệ thống hai ống theo công thức:
Rn = ΔPs.о. - Tái
• đối với hệ thống một ống nằm ngang và hai ống, hai ống theo công thức:
Rn = ΔPs.о. - 0,4 Re
trong đó: ΔP.o - tổn thất áp suất. trong vòng tuần hoàn thiết kế chính, Pa;
Pe là áp suất tuần hoàn tự nhiên sinh ra từ quá trình làm mát nước trong các thiết bị gia nhiệt và đường ống của vòng tuần hoàn, Pa.
Hướng thứ hai của tính toán thủy lực bao gồm thực tế là việc lựa chọn đường kính ống trong các phần thiết kế và xác định tổn thất áp suất trong vòng tuần hoàn được thực hiện theo giá trị quy định ban đầu của áp suất tuần hoàn có sẵn cho hệ thống sưởi. Trong trường hợp này, đường kính của các mặt cắt được chọn theo giá trị gần đúng của tổn thất áp suất riêng Rav (theo phương pháp tổn thất áp suất riêng). Theo nguyên tắc này, việc tính toán các hệ thống sưởi với tuần hoàn tự nhiên, các hệ thống sưởi có kết nối phụ thuộc vào mạng sưởi (có khuấy trộn trong thang máy; có bơm trộn trên ống lanh có đủ áp suất sẵn có ở đầu vào của mạng sưởi; không trộn với đủ áp suất sẵn có ở đầu vào của mạng sưởi ấm) ...
Là thông số ban đầu của tính toán thủy lực, cần phải xác định giá trị của độ giảm áp suất tuần hoàn có sẵn ΔPР, giá trị này trong các hệ thống tuần hoàn tự nhiên bằng
ΔPР = Pe,
và trong hệ thống bơm, nó được xác định tùy thuộc vào loại hệ thống sưởi ấm:
• đối với hệ thống một ống thẳng đứng và hệ thống hai ống theo công thức:
ΔPР = Rn + Re
• đối với hệ thống một ống nằm ngang và hai ống, hai ống theo công thức:
ΔPР = Rn + 0,4. Re
