การคำนวณระบบทำความร้อนแรงโน้มถ่วงของบ้านส่วนตัว - แผนภาพ

จากมีความเห็นว่าการให้ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นสิ่งที่ผิดสมัยในยุคคอมพิวเตอร์ของเรา แต่ถ้าคุณสร้างบ้านในพื้นที่ที่ยังไม่มีไฟฟ้าหรือแหล่งจ่ายไฟขาดช่วงมากล่ะ? ในกรณีนี้คุณจะต้องจำวิธีจัดระบบทำความร้อนแบบเก่า นี่คือวิธีจัดระเบียบความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงและเราจะพูดถึงในบทความนี้

ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง

ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1777 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Bonneman และได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ความร้อนแก่ตู้ฟักไข่

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

แต่ด้วยการถือกำเนิดของระบบทำความร้อนแบบสูบความสนใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงจึงจางลงเรื่อย ๆ ปัจจุบันการให้ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงได้รับการส่องสว่างอย่างผิวเผินในหลักสูตรของสถาบันซึ่งนำไปสู่การไม่รู้หนังสือของผู้เชี่ยวชาญที่ติดตั้งระบบทำความร้อนนี้ เป็นเรื่องน่าเสียดายที่จะต้องพูด แต่ผู้ติดตั้งที่สร้างความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงส่วนใหญ่ใช้คำแนะนำของ "ผู้มีประสบการณ์" และข้อกำหนดเพียงเล็กน้อยที่ระบุไว้ในเอกสารกำกับดูแล เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การจดจำว่าเอกสารกำกับดูแลกำหนดข้อกำหนดเท่านั้นและไม่ได้ให้คำอธิบายถึงสาเหตุของการปรากฏตัวของปรากฏการณ์เฉพาะ ในเรื่องนี้ในบรรดาผู้เชี่ยวชาญมีความเข้าใจผิดอยู่พอสมควรซึ่งฉันอยากจะปัดเป่าเล็กน้อย

คำอธิบายระบบโดยละเอียด

เปิดเครื่องทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง

ในกระบวนการให้ความร้อนน้ำบางส่วนจะระเหยไปในรูปของไอน้ำอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ สำหรับการกำจัดในเวลาที่เหมาะสมถังส่วนขยายจะถูกติดตั้งที่ด้านบนสุดของระบบ ทำหน้าที่ 2 อย่าง - ไอน้ำส่วนเกินจะถูกกำจัดออกทางรูด้านบนและการสูญเสียปริมาตรของเหลวจะได้รับการชดเชยโดยอัตโนมัติ โครงการนี้เรียกว่าเปิด

อย่างไรก็ตามมีข้อเสียเปรียบที่สำคัญประการหนึ่งคือการระเหยของน้ำที่ค่อนข้างเร็ว ดังนั้นสำหรับระบบแยกสาขาขนาดใหญ่พวกเขาจึงชอบทำระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงแบบปิดด้วยมือของพวกเขาเอง ความแตกต่างหลักระหว่างโครงร่างมีดังนี้

• แทนที่จะเป็นถังขยายแบบเปิดจะมีการติดตั้งช่องระบายอากาศอัตโนมัติที่จุดสูงสุดของท่อ ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงแบบปิดในกระบวนการให้ความร้อนสารหล่อเย็นจะผลิตออกซิเจนจำนวนมากจากน้ำซึ่งนอกเหนือไปจากความดันส่วนเกินยังเป็นแหล่งที่มาของการเกิดสนิมขององค์ประกอบโลหะ สำหรับการกำจัดไอน้ำที่มีปริมาณออกซิเจนสูงในเวลาที่เหมาะสมจะมีการติดตั้งช่องระบายอากาศอัตโนมัติ
• เพื่อชดเชยความดันของสารหล่อเย็นที่ระบายความร้อนแล้วถังขยายตัวเมมเบรนชนิดปิดจะติดตั้งที่ด้านหน้าของส่วนหัวทางเข้าของหม้อไอน้ำ หากความดันโน้มถ่วงในระบบทำความร้อนสูงเกินค่ามาตรฐานที่อนุญาตเมมเบรนยืดหยุ่นจะชดเชยสิ่งนี้โดยการเพิ่มปริมาตรทั้งหมด

มิฉะนั้นเมื่อออกแบบและติดตั้งระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงด้วยมือของคุณเองคุณสามารถปฏิบัติตามกฎและคำแนะนำตามปกติได้

เครื่องทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงแบบสองท่อแบบคลาสสิก

เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงให้พิจารณาตัวอย่างของระบบแรงโน้มถ่วงแบบสองท่อแบบคลาสสิกโดยมีข้อมูลเริ่มต้นดังต่อไปนี้:

• ปริมาตรเริ่มต้นของสารหล่อเย็นในระบบคือ 100 ลิตร
• ความสูงจากกึ่งกลางหม้อไอน้ำถึงพื้นผิวของสารหล่อเย็นแบบอุ่นในถัง H = 7 เมตร
• ระยะห่างจากพื้นผิวของสารหล่อเย็นแบบอุ่นในถังถึงกึ่งกลางหม้อน้ำของชั้นที่สอง h1 = 3 ม.
• ระยะทางถึงกึ่งกลางหม้อน้ำของชั้นแรก h2 = 6 ม.
• อุณหภูมิที่เต้าเสียบจากหม้อไอน้ำคือ 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

สาระสำคัญของระบบ

ความดันหมุนเวียนเกิดขึ้นได้อย่างไร?

การไหลผ่านท่อของของเหลวที่มีความร้อนเกิดจากการที่อุณหภูมิลดลงและเพิ่มขึ้นทำให้ความหนาแน่นและมวลเปลี่ยนแปลงไป

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำหล่อเย็นเกิดขึ้นเนื่องจากความร้อนของหม้อไอน้ำ

ในท่อทำความร้อนมีของเหลวที่เย็นกว่าซึ่งให้ความร้อนแก่หม้อน้ำดังนั้นความหนาแน่นและมวลจึงมากกว่า ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงในหม้อน้ำสารหล่อเย็นเย็นจะถูกแทนที่ด้วยความร้อน.

กล่าวอีกนัยหนึ่งคือเมื่อถึงจุดสูงสุดแล้วน้ำร้อน (อาจเป็นสารป้องกันการแข็งตัว) จะเริ่มกระจายไปทั่วหม้อน้ำอย่างเท่าเทียมกันโดยแทนที่น้ำเย็นจากพวกเขา ของเหลวที่ระบายความร้อนจะเริ่มไหลลงสู่ส่วนล่างของแบตเตอรี่หลังจากนั้นจะผ่านท่อเข้าสู่หม้อไอน้ำอย่างสมบูรณ์ (ถูกแทนที่ด้วยน้ำร้อนที่มาจากหม้อไอน้ำ)

ทันทีที่สารหล่อเย็นร้อนเข้าสู่หม้อน้ำกระบวนการถ่ายเทความร้อนจะเริ่มขึ้น ผนังของหม้อน้ำจะค่อยๆร้อนขึ้นจากนั้นจึงถ่ายเทความร้อนไปยังห้องนั้นเอง

น้ำหล่อเย็นจะหมุนเวียนในระบบตราบเท่าที่หม้อไอน้ำยังทำงานอยู่

ท่อสำหรับทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง

ผู้เชี่ยวชาญหลายคนเชื่อว่าควรวางท่อโดยมีความลาดเอียงตามทิศทางการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น ฉันไม่เถียงว่ามันควรจะเป็นเช่นนั้น แต่ในทางปฏิบัติไม่ได้เป็นไปตามข้อกำหนดนี้เสมอไป บางแห่งลำแสงเข้ามาขวางเพดานบางแห่งจะทำในระดับที่แตกต่างกัน จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณติดตั้งท่อจ่ายด้วยความลาดเอียงย้อนกลับ?

ฉันมั่นใจว่าจะไม่มีอะไรน่ากลัวเกิดขึ้น ความดันหมุนเวียนของสารหล่อเย็นถ้ามันลดลงให้ลดลงเล็กน้อย (ไม่กี่ปาสกาล) สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของกาฝากที่เย็นตัวลงในส่วนเติมด้านบนของสารหล่อเย็น ด้วยการออกแบบนี้อากาศจากระบบจะต้องถูกลบออกโดยใช้ตัวรวบรวมอากาศไหลผ่านและช่องระบายอากาศ อุปกรณ์ดังกล่าวแสดงในรูป ที่นี่วาล์วระบายน้ำถูกออกแบบมาเพื่อปล่อยอากาศในเวลาที่ระบบเต็มไปด้วยน้ำหล่อเย็น ในโหมดการทำงานต้องปิดวาล์วนี้ ระบบดังกล่าวจะยังคงทำงานได้อย่างสมบูรณ์

โครงร่างการแยกแรงโน้มถ่วง

มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างความดันหมุนเวียนภายในระบบและระยะทางแนวตั้งจากจุดที่มีความร้อนสูงสุด (ด้านบน) ถึงจุดที่มีความร้อนต่ำสุด (ด้านล่าง) ในกรณีนี้การกระจายตัวบนในระบบแรงโน้มถ่วงจะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด

สามระบบอิสระ

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด:

• ขอแนะนำให้ยึดถังส่วนขยายเข้ากับท่อจ่ายน้ำร้อนหลักในแนวตั้ง ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการกำจัดอากาศ
• เส้นจ่ายควรมีความลาดเอียงไปทางทิศทางการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น
• ในหม้อน้ำทำความร้อนต้องจัดระเบียบการเคลื่อนที่ของน้ำร้อนจากบนลงล่าง (และควรเป็นแนวทแยงมุม)นี่คือจุดสำคัญมาก

หากคุณใช้ทั้งหมดนี้เพื่อสร้างความร้อนในบ้านของคุณเองคุณจะได้รับแผนผัง สิ่งที่เกี่ยวกับสายไฟด้านล่าง? ไม่มีการคัดค้านสำหรับตัวเลือกนี้ แต่ที่นี่คุณจะต้องเผชิญกับคำถามมากมาย ตัวอย่างเช่นมวลอากาศที่สะสมอยู่จะถูกระบายออกไปได้อย่างไร? จะเพิ่มแรงดันของน้ำหล่อเย็นได้อย่างไร? แม้ว่าจะมีทางเลือกในการแก้ปัญหาเหล่านี้ แต่ก็มีค่าใช้จ่ายสูง และทำไมพวกเขาถึงต้องการหากมีรูปแบบที่ง่ายกว่ามาก

การเคลื่อนที่ของตัวพาความร้อนที่เย็นลง

ความเข้าใจผิดอย่างหนึ่งคือในระบบที่มีการไหลเวียนตามธรรมชาติสารหล่อเย็นที่ระบายความร้อนจะไม่สามารถเคลื่อนตัวขึ้นด้านบนได้ฉันก็ไม่เห็นด้วยกับสิ่งเหล่านี้เช่นกัน สำหรับระบบหมุนเวียนแนวคิดของการขึ้นและลงมีเงื่อนไขมาก ในทางปฏิบัติหากท่อส่งกลับเพิ่มขึ้นในบางส่วนแสดงว่าบางส่วนตกลงไปที่ความสูงเดียวกัน ในกรณีนี้แรงโน้มถ่วงจะสมดุล ความยากเพียงอย่างเดียวคือการเอาชนะความต้านทานในพื้นที่ที่ส่วนโค้งและส่วนเชิงเส้นของท่อ ทั้งหมดนี้รวมทั้งการระบายความร้อนที่เป็นไปได้ของสารหล่อเย็นในส่วนของการเพิ่มขึ้นควรนำมาพิจารณาในการคำนวณ หากระบบได้รับการคำนวณอย่างถูกต้องแผนภาพที่แสดงในรูปด้านล่างก็มีสิทธิ์ที่จะมีอยู่ อย่างไรก็ตามในช่วงต้นศตวรรษที่ผ่านมามีการใช้แผนดังกล่าวกันอย่างแพร่หลายแม้ว่าจะมีความเสถียรของระบบไฮดรอลิกที่อ่อนแอก็ตาม

ระบบทำความร้อนแบบเรียบง่ายพร้อมการหมุนเวียนตามธรรมชาติของตัวพาความร้อน

หม้อไอน้ำถูกวางไว้สถานที่สำหรับมันจะถูกกำหนดล่วงหน้า ตัวเพิ่มกำลังจ่ายจะถูกนำออกจากหม้อไอน้ำและในสถานที่ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าให้สูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในอาคาร ตามกฎแล้วในห้องใต้หลังคาหรือในห้องเก็บของชั้นบนของบ้านในชนบท

ถังขยายตัวพร้อมท่อน้ำล้นที่นำไปสู่ห้องเอนกประสงค์ซึ่งมีระบบบำบัดน้ำเสียติดตั้งไว้ที่ไรเซอร์ที่ด้านบน หากควรปิดถังส่วนขยายจากนั้นจะติดตั้งที่ท่อส่งกลับในห้องหม้อไอน้ำหรือห้องอื่นช่องระบายอากาศอัตโนมัติจะติดตั้งที่จุดสูงสุด นอกจากนี้ยังมีการติดตั้งกลุ่มรักษาความปลอดภัยในห้องหม้อไอน้ำที่ชั้น 1 ต้องติดตั้งหม้อไอน้ำให้ต่ำที่สุดในหลุมหรือห้องใต้ดิน ห้ามติดตั้งหม้อต้มก๊าซในห้องใต้ดิน จากจุดบนสุดซึ่งติดตั้งถังขยายแบบเปิดหรือช่องระบายอากาศอัตโนมัติจะมีการลดระดับลง ปรากฎว่าเป็นวงดัน ต่อไปเรามาพูดถึงความดันลูปมีไว้เพื่ออะไร

ตำแหน่งของหม้อน้ำ

พวกเขากล่าวว่าด้วยการไหลเวียนตามธรรมชาติของสารหล่อเย็นหม้อน้ำจะต้องอยู่เหนือหม้อไอน้ำโดยไม่ผิดพลาด 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

เค้าโครงหม้อน้ำ

ชั้นเดียว

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วผู้เขียนเป็นผู้ปฏิบัติงานและกล้าที่จะให้คำแนะนำในการออกแบบสายไฟโดยอาศัยประสบการณ์ของตนเอง

สำหรับบ้านชั้นเดียวโครงการที่ดีที่สุดคือโครงการที่เรียกว่าเลนินกราดหรือโครงการให้ความร้อนในค่ายทหาร

มันแสดงถึงอะไรในการใช้งานที่ถูกต้อง?

• รูปทรงหลักล้อมรอบบ้านทั้งหลังรอบปริมณฑล การแบ่งที่อนุญาตเพียงอย่างเดียวในวงจรคือวาล์วเดียวกันบนบายพาส ณ สถานที่ที่ติดตั้งปั๊ม วัสดุ - ท่อไม่บางกว่า DN 32

มีประโยชน์: ด้วยเหตุผลบางประการการไหลเวียนตามธรรมชาติเกี่ยวข้องกับท่อเหล็กโดยเฉพาะเปล่าประโยชน์: ในกรณีนี้คุณสามารถใช้โพลีโพรพีลีนได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ต้องเสริมแรง ระบบเปิดหมายความว่าไม่มีแรงดันเกิน อุณหภูมิระหว่างการไหลเวียนปกติจะไม่เกินจุดเดือดของน้ำ

• เครื่องทำความร้อนตัดขนานกับรูปร่าง การเชื่อมต่อ - ด้านล่างหรือแนวทแยง

ตัวเลือกแถบด้านข้างแรกถูกต้อง ประการที่สองและสามสำหรับวัตถุประสงค์ของเราไม่เหมาะสมอย่างยิ่ง

• ในการเชื่อมต่อกับหม้อน้ำ (โดยปกติจะทำด้วยท่อ DU20) จะมีการวางวาล์วหรือคู่วาล์วโช้กไว้ วาล์วปิดจะช่วยให้คุณสามารถปิดหม้อน้ำได้อย่างสมบูรณ์เพื่อซ่อมแซม นอกจากนี้ยังทำให้การปรับสมดุลของอุปกรณ์ทำความร้อนเป็นไปได้
• ที่การเชื่อมต่อด้านล่างช่องระบายอากาศจะติดตั้งอยู่ในปลั๊กหม้อน้ำด้านบน - ก๊อก Mayevsky วาล์วหรือก๊อกน้ำธรรมดา

สองชั้น

วิธีการใช้ความร้อนหมุนเวียนตามธรรมชาติในบ้านสองชั้น?

เริ่มจากสิ่งที่ไม่ควรทำ

เป็นไปไม่ได้ที่จะจัดระเบียบวงจรต่างๆที่เชื่อมต่อกับหม้อไอน้ำแบบขนานและมีความยาวแตกต่างกัน สิ่งที่เชื่อมโยงกับคำสั่งนั้นง่ายต่อการเข้าใจ: วงจรที่สั้นกว่าจะข้ามวงจรที่ยาวโดยส่งผ่านสารหล่อเย็นส่วนใหญ่ผ่านตัวมันเอง

คุณไม่สามารถใช้ระบบสองท่อแบบคลาสสิกโดยไม่ต้องปรับสมดุลวาล์วหรือคันเร่ง ในกรณีนี้น้ำจะไหลผ่านอุปกรณ์ทำความร้อนในบริเวณใกล้เคียงเท่านั้น ผู้เขียนมีโอกาสเผชิญกับผลที่ตามมาของการใช้ความร้อนดังกล่าว: เมื่อมีน้ำค้างแข็งร้ายแรงครั้งแรกหม้อน้ำที่อยู่ห่างไกลจะละลายน้ำแข็ง

การเดินสายดังกล่าวจะใช้งานได้หลังจากปรับสมดุลของตัวยกด้วยโช้กแล้ว หากไม่มีน้ำทั้งหมดจะไหลเวียนผ่านอุปกรณ์ทำความร้อนในบริเวณใกล้เคียงเท่านั้น

แผนภาพการเดินสายที่ใช้งานง่ายและไม่ยุ่งยากอาจมีลักษณะดังนี้:

• ท่อร่วมบูสเตอร์สิ้นสุดที่ชั้นสองหรือห้องใต้หลังคาพร้อมถังขยาย การเติมด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 40-50 มม. เริ่มต้นโดยตรงจากความลาดชันคงที่
• รูปทรงด้านล่าง (ผลตอบแทน) ล้อมรอบบ้านตามแนวเส้นรอบวงที่ระดับพื้นของชั้นแรก

มีประโยชน์: ใช่การย้ายไส้ด้านล่างไปที่ชั้นใต้ดินถ้ามีจะดีกว่าทั้งจากมุมมองของสุนทรียศาสตร์และในแง่ของประสิทธิภาพของโครงการ แต่ควรทำก็ต่อเมื่ออุณหภูมิในห้องใต้ดินไม่ลดลงต่ำกว่าศูนย์แม้จะมีหม้อไอน้ำเย็นก็ตาม อย่างไรก็ตามหากวงจรของคุณมีสารป้องกันการแข็งตัวหรือสารป้องกันการแข็งตัวอื่น ๆ คุณก็ไม่ต้องกลัวการละลายน้ำแข็ง

• หม้อน้ำเปิดไรเซอร์ ในกรณีนี้จะมีการติดตั้งเค้นบนเครื่องทำความร้อนอย่างน้อยหนึ่งตัวในไรเซอร์ สมดุลจำได้ไหม? หากไม่มีเราก็จะได้รับความร้อนที่ไม่สม่ำเสมออย่างมากจากแบตเตอรี่อีกครั้ง

แผนภาพใช้วิธีการปรับสมดุลของไรเซอร์ที่แตกต่างกันและแม่นยำน้อยกว่า มีอุปกรณ์ทำความร้อนเพิ่มเติมในอุปกรณ์ที่ใกล้กับหม้อไอน้ำมากที่สุด โครงการนี้ยังสามารถใช้งานได้

ถ้าเป็นไปได้ที่จะนำสิ่งที่รั่วไหลไปที่ห้องใต้หลังคาและห้องใต้ดินสิ่งนี้มีด้านดีอย่างน้อยหนึ่งอย่าง ดังนั้นหนึ่งในปัญหาของระบบแรงโน้มถ่วงจะได้รับการแก้ไข - ปัญหาด้านสุนทรียศาสตร์ ท่อที่หนาและลาดเอียงไม่ค่อยประดับบ้าน

ด้านพลิกของเหรียญคือฉนวนกันความร้อนที่มีคุณภาพสูงสุดความร้อนจำนวนมากจากการบรรจุที่หนาจะถูกกระจายไปอย่างไร้จุดหมายนอกห้องนั่งเล่น

ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ไส้จะกระจายความร้อนได้มาก ในห้องใต้ดินมันจะหายไปอย่างไร้จุดหมาย

ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง - แทนที่น้ำด้วยสารป้องกันการแข็งตัว

ฉันอ่านที่ไหนสักแห่งว่าความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงที่ออกแบบมาสำหรับน้ำสามารถถ่ายโอนไปยังสารป้องกันการแข็งตัวได้อย่างไม่ลำบาก ฉันต้องการเตือนคุณเกี่ยวกับการกระทำดังกล่าวเนื่องจากหากไม่มีการคำนวณที่เหมาะสมการเปลี่ยนดังกล่าวอาจทำให้ระบบทำความร้อนล้มเหลวโดยสิ้นเชิง ความจริงก็คือสารละลายที่มีส่วนผสมของไกลคอลมีความหนืดสูงกว่าน้ำอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ความจุความร้อนจำเพาะของของเหลวเหล่านี้ต่ำกว่าน้ำซึ่งจะต้องมีสิ่งอื่น ๆ เท่ากันการเพิ่มขึ้นของอัตราการไหลเวียนของสารหล่อเย็นสถานการณ์เหล่านี้เพิ่มความต้านทานไฮดรอลิกในการออกแบบของระบบที่เต็มไปด้วยสารหล่อเย็นที่มีจุดเยือกแข็งต่ำอย่างมีนัยสำคัญ

ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงทำจากโพลีโพรพีลีน: ข้อดีกว่าโลหะ

ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงไม่เพียง แต่ทำจากท่อโลหะเท่านั้น แต่ยังทำจากวัสดุที่ทันสมัยกว่าด้วย โพลีโพรพีลีนสมควรกลายเป็นวัสดุดังกล่าว ระบบทำความร้อนที่ทำจากท่อโพลีโพรพีลีนสามารถซ่อนไว้ใต้แผ่นปิดหรือหุ้ม อันเป็นผลมาจากการกระทำเหล่านี้พื้นที่ของห้องจะไม่ลดลง แต่ความเรียบร้อยและความสวยงามของรูปลักษณ์ของระบบโพลีโพรพีลีนจะทำให้คุณพอใจ

วันนี้ระบบทำความร้อนโพลีโพรพีลีนเป็นคู่แข่งที่คุ้มค่าสำหรับเหล็กหล่อและโลหะ

การใช้วัสดุที่ทันสมัยมันค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะสร้างระบบทำความร้อนด้วยตัวคุณเอง ในกรณีนี้โพลีโพรพีลีนเหมาะที่สุดสำหรับงานนี้ ท่อที่ทำจากโพลีโพรพีลีนมีข้อดีหลายประการ

ข้อดีของท่อโพลีโพรพีลีน:

• ท่อโพลีโพรพีลีนไม่ถูกกัดกร่อน
• มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนต่ำ
• ไม่มีคราบสกปรกบนพื้นผิวด้านในของท่อ
• ราคาของโพลีโพรพีลีนต่ำกว่าเหล็กหล่อและโลหะ
• ความเป็นกลางต่อสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว
• พลาสติก;
• ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
• ติดตั้งง่าย
• อายุการใช้งานยาวนาน

วัสดุนี้แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากโลหะและเหล็กหล่อทั้งในลักษณะทางเทคนิคและวิธีการใช้งาน โดยปกติแล้วเครื่องมือที่จำเป็นในการทำงานเหล่านี้จะต้องใช้เครื่องมือที่แตกต่างออกไป กระบวนการบัดกรีท่อโพลีโพรพีลีนไม่ซับซ้อนและรวดเร็วมาก แต่ต้องใช้ทักษะและความรู้ด้านเทคโนโลยี

ใช้ถังขยายแบบเปิด

การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าจำเป็นต้องเติมน้ำหล่อเย็นอย่างต่อเนื่องในถังขยายแบบเปิดเนื่องจากระเหย ฉันยอมรับว่านี่เป็นความไม่สะดวกที่ยิ่งใหญ่ แต่ก็สามารถกำจัดได้อย่างง่ายดาย ในการทำเช่นนี้คุณสามารถใช้ท่ออากาศและซีลไฮดรอลิกซึ่งติดตั้งใกล้กับจุดต่ำสุดของระบบถัดจากหม้อไอน้ำ ท่อนี้ทำหน้าที่เป็นตัวลดอากาศระหว่างซีลไฮดรอลิกและระดับน้ำหล่อเย็นในถัง ดังนั้นยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นระดับความผันผวนของระดับในถังซีลน้ำก็จะยิ่งลดลง ช่างฝีมือขั้นสูงโดยเฉพาะสามารถปั๊มไนโตรเจนหรือก๊าซเฉื่อยเข้าไปในท่ออากาศได้ซึ่งจะช่วยปกป้องระบบจากการซึมผ่านของอากาศ

ข้อเสียและข้อดี

ความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงมีลักษณะอย่างไรเมื่อเทียบกับพื้นหลังของระบบหมุนเวียนแบบบังคับ? คุณควรเลือกใช้เมื่อออกแบบกระท่อมของคุณเองหรือไม่?

สิทธิประโยชน์

• ระบบมีความทนทานต่อความผิดพลาดอย่างสมบูรณ์ ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวหรือสวมใส่อยู่ในนั้น ไม่ได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอกรวมถึงแหล่งจ่ายไฟที่ไม่เสถียรนอกเมือง
• วงจรแรงโน้มถ่วงปรับตัวเองได้ ยิ่งการไหลย้อนกลับในตัวเย็นลงการไหลเวียนของสารหล่อเย็นจะเร็วขึ้น: เนื่องจากมีความหนาแน่นสูงกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องชั่งที่อุ่นในหม้อไอน้ำ
• สุดท้ายเมื่อออกแบบระบบนี้คุณไม่จำเป็นต้องจัดการกับการคำนวณที่ซับซ้อนคุณไม่จำเป็นต้องมีทักษะพิเศษ: โครงร่างดังกล่าวได้รับการออกแบบโดยปู่ของเรา ในพื้นที่ชนบทจนถึงทุกวันนี้มีความเป็นไปได้ที่จะพบวงจรที่ติดอยู่กับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อโลหะที่วางอยู่ในเตารัสเซีย

ข้อบกพร่อง

ไม่ได้ถ้าไม่มีพวกเขา

• ระบบจะอุ่นขึ้นค่อนข้างช้า อาจใช้เวลาหนึ่งและครึ่งถึงสองชั่วโมงจากหม้อไอน้ำที่เริ่มทำงานจนกว่าแบตเตอรี่จะถึงอุณหภูมิในการทำงาน

แต่: ด้วยปริมาณน้ำหล่อเย็นที่มากทำให้พวกมันเย็นตัวลงอย่างช้าๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามีการติดตั้งหม้อน้ำทำความร้อนเหล็กหล่อหรือทะเบียนโลหะขนาดใหญ่เป็นอุปกรณ์ทำความร้อน

• ความเรียบง่ายของระบบไม่ได้บ่งชี้ว่าราคาจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับทางเลือกอื่นเส้นผ่านศูนย์กลางของการบรรจุที่มั่นคงจะทำให้ต้นทุนสูง นี่คือข้อความที่ตัดตอนมาจากหน้าราคาปัจจุบันสำหรับท่อโพลีโพรพีลีนเสริมแรงจากหนึ่งใน บริษัท ของรัสเซีย:

เส้นผ่านศูนย์กลางมม	ราคาต่อเมตรวิ่งรูเบิล
20	52,28
25	67,61
32	111,76
40	162,16
50	271,55

• หากไม่สมดุลอุณหภูมิที่แพร่กระจายระหว่างฮีทซิงค์สามารถสังเกตได้
• ในที่สุดด้วยการถ่ายเทความร้อนเล็กน้อยจากหม้อไอน้ำพื้นที่บรรจุขวดที่นำออกไปที่ห้องใต้หลังคาหรือชั้นใต้ดินที่มีน้ำค้างแข็งรุนแรงสามารถจับน้ำแข็งได้ทั้งหมด

ใช้ปั๊มหมุนเวียนในการทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง

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

ในบทความนี้ฉันได้พิจารณาให้ห่างไกลจากความเข้าใจผิดทั้งหมดที่มีอยู่ในหมู่ผู้เชี่ยวชาญในการติดตั้งเครื่องทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วง หากคุณชอบบทความนี้เราพร้อมที่จะตอบคำถามของคุณต่อไป

ในบทความต่อไปฉันจะพูดถึงวัสดุก่อสร้าง

แนะนำให้อ่านเพิ่มเติม:

ข้อดีและข้อเสีย

สมมติว่าเรากำลังออกแบบระบบทำความร้อนในบ้านส่วนตัวตั้งแต่เริ่มต้น การพึ่งพาการไหลเวียนตามธรรมชาติคุ้มค่าหรือไม่หรือควรดูแลด้วยการซื้อปั๊มหมุนเวียนดีกว่า?

ข้อดี

• ก่อนหน้าเราเป็นระบบควบคุมตนเอง อัตราการไหลเวียนจะยิ่งมากขึ้นความเย็นของสารหล่อเย็นในท่อส่งกลับก็จะยิ่งมากขึ้น คุณลักษณะของระบบนี้มาจากหลักการทางกายภาพที่ใช้กันมาก
• ความอดทนต่อความผิดพลาดอยู่นอกเหนือการยกย่อง ในความเป็นจริงวงจรท่อหนาและหม้อน้ำเกิดอะไรขึ้นได้บ้าง? ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและสึกหรอ เป็นผลให้ระบบทำความร้อนด้วยแรงโน้มถ่วงสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องซ่อมแซมและบำรุงรักษาเป็นเวลานานถึงครึ่งศตวรรษ ลองคิดดู: คุณสามารถทำบางสิ่งบางอย่างด้วยตัวคุณเองเพื่อรับใช้ลูก ๆ หลาน ๆ ของคุณ!
• ความเป็นอิสระด้านพลังงานยังเป็นข้อดีอย่างมาก ลองนึกภาพไฟดับเป็นเวลานานในช่วงกลางฤดูหนาว คุณจะทำอย่างไรหากไม่มีเครื่องสูบน้ำหากพายุหิมะกระทบเสาสายไฟหรือเกิดอุบัติเหตุที่สถานีย่อยในภูมิภาค

สายไฟฟ้าขาดสามารถฟื้นตัวได้หลายวัน ไม่ใช่เรื่องสนุกที่จะอยู่ต่อไปโดยปราศจากความร้อนในเวลานี้

• ในที่สุดระบบดังกล่าวก็ง่ายต่อการผลิต คุณไม่จำเป็นต้องไขปริศนาเกี่ยวกับอุปกรณ์มันง่ายและตรงไปตรงมา

ข้อเสีย

อย่าประจบประแจงตัวเอง: ทุกอย่างไม่เป็นสีดอกกุหลาบอย่างที่เห็นในตอนแรก

• ระบบจะมีความเฉื่อยทางความร้อนสูง พูดง่ายๆก็คือตั้งแต่ตอนที่คุณเปิดไฟหม้อไอน้ำอาจใช้เวลามากกว่าหนึ่งชั่วโมงในการอุ่นเครื่องหลังในวงจรหม้อน้ำ
• ความเรียบง่ายของการเดินสายหม้อไอน้ำและท่อไม่ได้หมายความว่าราคาถูก คุณจะต้องใช้ท่อหนาราคาของมิเตอร์วิ่งซึ่งค่อนข้างสูง อย่างไรก็ตามมันจะเพิ่มพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างความร้อนและอากาศ
• ด้วยแผนผังสายไฟบางส่วนอุณหภูมิที่กระจายระหว่างฮีทซิงค์จะมีความสำคัญ
• เนื่องจากอัตราการไหลเวียนต่ำที่ความเข้มของความร้อนต่ำจึงมีโอกาสที่แท้จริงมากที่จะตรึงถังขยายตัวและส่วนของวงจรที่นำออกไปที่ห้องใต้หลังคา

สามัญสำนึกเล็กน้อย

เรียนผู้อ่านลองหยุดสักวินาทีแล้วคิดว่าทำไมในความคิดของเราการไหลเวียนตามธรรมชาติและการบังคับจึงเป็นสิ่งที่ไม่เหมือนกัน?

ทางออกที่เหมาะสมที่สุดมีดังต่อไปนี้:

• เรากำลังออกแบบระบบที่สามารถทำงานแบบแรงโน้มถ่วงได้
• เราตัดวงจรที่หน้าหม้อไอน้ำด้วยวาล์ว แน่นอนโดยไม่ต้องลดส่วนท่อ
• เราตัดบายพาสของวาล์วด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางท่อที่เล็กกว่าและติดตั้งปั๊มหมุนเวียนที่บายพาส หากจำเป็นให้ตัดวาล์วคู่หนึ่งออก มีการติดตั้งบ่อที่ด้านหน้าของปั๊มพร้อมกับการไหลของน้ำ

ภาพแสดงการใส่ปั๊มที่ถูกต้อง ระบบสามารถทำงานได้ทั้งการหมุนเวียนแบบบังคับและแบบธรรมชาติ

เรากำลังซื้ออะไร?

ระบบทำความร้อนที่สมบูรณ์พร้อมการไหลเวียนแบบบังคับและประโยชน์ทั้งหมด:

• ความร้อนสม่ำเสมอของอุปกรณ์ทำความร้อนทั้งหมด
• ความร้อนอย่างรวดเร็วของห้องหลังจากสตาร์ทหม้อไอน้ำ

ไม่จำเป็นเลยที่จะต้องปิดระบบ: ปั๊มสามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่มีแรงดันเกิน หากไฟฟ้าดับ - ไม่มีปัญหาเราก็แค่ตัดปั๊มและเปิดวาล์วบายพาส ระบบยังคงทำหน้าที่เป็นแรงดึงดูด

การกำหนดอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นและเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ

ขั้นแรกต้องแบ่งสาขาความร้อนออกเป็นส่วน ๆ โดยเริ่มจากปลายสุด การสลายจะกระทำโดยการใช้น้ำและแตกต่างกันไปในแต่ละหม้อน้ำ ซึ่งหมายความว่าหลังจากแบตเตอรี่แต่ละส่วนเริ่มต้นส่วนใหม่สิ่งนี้จะแสดงในตัวอย่างที่นำเสนอด้านบน เราเริ่มต้นจากส่วนที่ 1 และค้นหาอัตราการไหลมวลของสารหล่อเย็นโดยมุ่งเน้นที่พลังของเครื่องทำความร้อนตัวสุดท้าย:

G = 860q / ∆t โดยที่:

• G คืออัตราการไหลของสารหล่อเย็น kg / h;
• q คือความร้อนของหม้อน้ำที่ไซต์กิโลวัตต์;
• Δtคือความแตกต่างของอุณหภูมิในท่อจ่ายและท่อส่งคืนโดยปกติจะใช้เวลา 20 ºС

สำหรับส่วนแรกการคำนวณสารหล่อเย็นมีลักษณะดังนี้:

860 x 2/20 = 86 กก. / ชม.

ผลลัพธ์ที่ได้จะต้องถูกนำไปใช้กับแผนภาพทันที แต่สำหรับการคำนวณเพิ่มเติมเราจะต้องใช้ในหน่วยอื่น - ลิตรต่อวินาที ในการแปลคุณต้องใช้สูตร:

GV = G / 3600ρโดยที่:

• GV - อัตราการไหลของน้ำตามปริมาตร, l / s;
• ρคือความหนาแน่นของน้ำที่อุณหภูมิ 60 ºСคือ 0.983 กก. / ลิตร

เรามี: 86/3600 x 0.983 = 0.024 l / s ความจำเป็นในการแปลหน่วยอธิบายได้จากความจำเป็นในการใช้ตารางสำเร็จรูปพิเศษเพื่อกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อในบ้านส่วนตัว สามารถใช้งานได้อย่างอิสระและเรียกว่า Shevelev Tables สำหรับการคำนวณทางไฮดรอลิก คุณสามารถดาวน์โหลดได้ตามลิงค์: https://dwg.ru/dnl/11875

ในตารางเหล่านี้จะมีการเผยแพร่ค่าเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กและท่อพลาสติกขึ้นอยู่กับอัตราการไหลและความเร็วในการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น หากคุณเปิดหน้า 31 ดังนั้นในตารางที่ 1 สำหรับท่อเหล็กในคอลัมน์แรกอัตราการไหลจะแสดงเป็น l / s เพื่อไม่ให้คำนวณท่อทั้งหมดสำหรับระบบทำความร้อนของบ้านส่วนตัวคุณเพียงแค่ต้องเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางตามอัตราการไหลดังแสดงในรูปด้านล่าง:

บันทึก. ในคอลัมน์ด้านซ้ายใต้เส้นผ่านศูนย์กลางความเร็วของการเคลื่อนที่ของน้ำจะถูกระบุทันที สำหรับระบบทำความร้อนค่าควรอยู่ในช่วง 0.2-0.5 m / s

ดังนั้นตัวอย่างของเราขนาดภายในของข้อความควรเป็น 10 มม. แต่เนื่องจากท่อดังกล่าวไม่ได้ใช้ในการทำความร้อนเราจึงยอมรับท่อ DN15 (15 มม.) อย่างปลอดภัย เราวางไว้ในแผนภาพและไปที่ส่วนที่สอง เนื่องจากหม้อน้ำตัวถัดไปมีกำลังเท่ากันจึงไม่จำเป็นต้องใช้สูตรเราจึงนำการไหลของน้ำก่อนหน้านี้มาคูณด้วย 2 และได้ 0.048 ลิตร / วินาที เราหันไปที่ตารางอีกครั้งและค้นหาค่าที่เหมาะสมที่สุดในนั้น ในเวลาเดียวกันอย่าลืมตรวจสอบความเร็วการไหลของน้ำ v (m / s) เพื่อไม่ให้เกินขีด จำกัด ที่ระบุไว้ (ในรูปจะถูกทำเครื่องหมายในคอลัมน์ด้านซ้ายด้วยวงกลมสีแดง):

สำคัญ.สำหรับระบบทำความร้อนที่มีการไหลเวียนตามธรรมชาติความเร็วในการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็นควรอยู่ที่ 0.1-0.2 m / s

ดังที่คุณเห็นในรูปส่วนที่ 2 จะถูกวางด้วยท่อ DN15 นอกจากนี้ตามสูตรแรกเราพบอัตราการไหลในส่วนที่ 3:

860 x 1.5 / 20 = 65 กก. / ชม. และแปลเป็นหน่วยอื่น:

65/3600 x 0.983 = 0.018 ลิตร / วินาที

เมื่อเพิ่มเข้าไปในผลรวมของต้นทุนของสองส่วนก่อนหน้าเราจะได้รับ: 0.048 + 0.018 = 0.066 l / s และอ้างถึงตารางอีกครั้ง เนื่องจากในตัวอย่างของเราไม่ได้ทำการคำนวณระบบแรงโน้มถ่วง แต่ระบบแรงดันท่อ DN15 จะพอดีกับเวลานี้เช่นกันในแง่ของความเร็วของสารหล่อเย็น:

ด้วยวิธีนี้เราจะคำนวณพื้นที่ทั้งหมดและใส่ข้อมูลทั้งหมดลงในแผนภาพแอกโซโนเมตริกของเรา: