سجلات التدفئة: أنواع الهياكل وحساب المعلمات وميزات التثبيت

يوجد عدد كبير من البطاريات ذات التصميمات والمواد المختلفة لأنظمة التدفئة للمباني السكنية وغير السكنية.لكن سجلات التدفئة تبرز فيما بينها بسبب كفاءتها العالية في نقل الحرارة وسهولة التجميع الذاتي.

خارجيًا وهيكليًا، تشبه أجهزة التبادل الحراري هذه ملفات قضبان المناشف الساخنة العادية، ولكنها أكبر بكثير من حيث الحجم من نظيراتها في الحمامات.

في المقالة التي قدمناها، ندرس بالتفصيل أنواع سجلات التدفئة، وسنقوم أيضًا بتحليل ميزات تركيب هذه المعدات.

أنواع سجلات التدفئة المصنوعة من الأنابيب

سجل التسخين عبارة عن مبادل حراري كلاسيكي للمياه والهواء. في معظم الحالات، يتم تصنيعه من أنبوب معدني ذو جدران ناعمة. يمكن أن يكون الأخير مفردًا أو على شكل سلسلة من عدة أقسام لخطوط الأنابيب تقع أفقيًا فوق بعضها البعض. في هذه الحالة، هناك هياكل فردية مع زعانف.

من السهل تنظيف جهاز التسخين المصنوع فقط من أنبوب ذو جدران ناعمة أثناء التنظيف المنتظم. لا توجد أضلاع على شكل صفيحة أو مناطق ضيقة يصعب مسحها بقطعة قماش. ونتيجة لذلك، لا تتشكل "مستعمرات" من الغبار والأوساخ في مثل هذا السجل. في هذا الصدد، فإنه يتفوق بشكل كبير على مشعات مقطعية واسعة الانتشار حاليًا.

عادة، يتم تركيب سجلات التدفئة في المرائب والمستودعات وورش العمل والمستشفيات والمدارس - أي في المباني التي توجد فيها متطلبات متزايدة للسلامة من الحرائق والسلامة الصحية

من حيث كفاءة نقل الطاقة الحرارية وتكاليف التدفئة، فإن سجل الأنابيب ليس أقل شأنا من ذلك البطاريات العادية، وغالباً ما يتفوق عليهم. إجمالي مساحة سطح نقل الحرارة في كلتا الحالتين هو نفسه تقريبًا، فقط في الجهاز قيد النظر يتدفق المبرد عبر قناة واسعة.

تكون المقاومة الهيدروليكية في هذه الحالة أقل بكثير من تلك الموجودة في المبرد القياسي المصنوع من عدة أقسام من الألواح. وهذا يؤثر بشكل مباشر على تكاليف الطاقة لضخ المياه عبر دائرة التسخين هذه.

الأنواع حسب شكل التصميم

من الخارج، لا يبدو سجل التدفئة أنيقًا جدًا. لكنها رخيصة وسهلة الصنع. وإذا بذلت القليل من الجهد، فيمكن أن يتناسب هذا المبادل الحراري للسخان بسهولة مع الجزء الداخلي حتى من غرفة المعيشة.

في منازل القرى المحلية، حتى وقت قريب، تم استخدام نسخة مماثلة من نظام التدفئة في كل مكان تقريبا. في العهد السوفييتي، لم تكن المشعاعات المقطعية متاحة للبيع، ولكن لم يكن من الصعب الحصول على أنبوب عريض.

وبعد ذلك كل ما هو مطلوب هو آلة لحام. يتم توصيل سخان الأنابيب الناتج بمبادل حرارة الماء الموجود داخل موقد الحطب عن طريق اللحام ببساطة وبسرعة. اقرأ المزيد عن تقنية استبدال البطاريات بطريقة اللحام بالغاز. إضافي.

كلما اقتربت الأنابيب الرأسية في السجل المقطعي من الحافة، كلما زاد نقل الحرارة للجهاز - يتم تجديد الماء في نهايات الأنابيب الأفقية بشكل أبطأ من المناطق ذات التدفق المباشر لسائل التبريد

تنقسم جميع أنواع سجلات التدفئة إلى مجموعتين:

1. مقطعية.
2. لفائف (على شكل S).

في الحالة الأولى، يتم توصيل الأنابيب الأفقية ببعضها البعض بواسطة أنابيب عرضية ذات مقطع عرضي أصغر، وفي الثانية - بواسطة أقواس من نفس القطر.

يتضمن كلا الخيارين كميات كبيرة من أعمال اللحام. يمكن أيضًا صنع جهاز ملف عن طريق ثني أنبوب واحد.ومع ذلك، ليس كل منتج أنبوبي فولاذي ذو قطر كبير يمكن ثنيه بهذه الطريقة. من الأسهل بكثير أخذ الأقواس الجاهزة ولحامها في الأجزاء الأفقية من السجل.

في الجهاز الذي يحتوي على وصلة "خيطية" (توجد الأنابيب بالتناوب على اليمين/اليسار) لا توجد مناطق بها سائل تبريد بارد، حيث يمر الماء تدريجيًا عبر جميع الأنابيب

عند توصيل المقاطع الأفقية للسجل المقطعي بوصلة "عمود"، يتم لحام الأنابيب المتقاطعة في كلا الطرفين. يتم تداول سائل التبريد في جهاز التسخين هذا في دائرة متوازية. ونتيجة لذلك، قد لا تتلقى مناطق معينة فيه حرارة كافية. يتدفق الماء الساخن ببساطة إلى الجزء السفلي قبل أن يصل إلى النهاية البعيدة.

في "الخيط"، حيث يمر المبرد عبر جميع أقسام السجل، لا تنشأ مثل هذه المشاكل. في هذا الصدد، هذا السجل يشبه إلى حد كبير السربنتين. ينتقل الماء الموجود فيها فقط من مدخل البطارية إلى مخرجها عبر أنابيب ذات أقسام مختلفة.

يمكن أن تحتوي الملفات على عدة انحناءات، وفي هذه الحالة، لتقوية الهيكل في عدد من الأماكن، غالبًا ما يتم عمل إدخالات عرضية من زاوية أو قضيب سميك

إذا لم تكن هناك أقواس جاهزة للسجل على شكل حرف S في متناول اليد، فمن الأفضل أن تصنع جهازًا مقطعيًا بنفسك. من الصعب للغاية ثني أنبوب كبير المقطع بالتساوي بدون معدات خاصة. الخيار الوحيد تقريبًا هو تسخين المعدن باللحام بالغاز وثنيه بعناية. ولكن هناك خطر فقدان جدران الأنابيب لقوتها.

يتضمن النوع المقطعي أيضًا سجلًا به زوج من المجمعات الجانبية. وهي مصنوعة من أنبوب بنفس قطر الأقسام الرئيسية، ويعمل كأنابيب عرضية. في هذه الحالة، لا يتحرك الماء من الأعلى إلى الأسفل، بل من اليسار إلى اليمين (أو العكس).

خيارات المواد

في أغلب الأحيان، يصنع الحرفيون المنزليون سجلات التدفئة بأيديهم أنابيب الصلب. المزايا الرئيسية لهذا الخيار هي التكلفة المنخفضة وتوافر المواد وسهولة اللحام النسبية.

بالإضافة إلى الأنبوب المستدير، يمكن أيضًا تصنيع سجل التسخين من نظيره المميز - ستكون المقاومة الهيدروليكية مختلفة قليلاً، ولكن لا شيء أكثر

في ظروف المصنع، يتم إنتاج السجلات من:

• يصبح؛
• الألومنيوم؛
• نحاس؛
• الحديد الزهر

يؤدي في نقل الحرارة والمتانة خيار النحاس. ولكن مع الأحجام الكبيرة، فإن مثل هذا السخان سيكلف فلسا واحدا. جهاز الألمنيوم أقل شأنا منه من حيث التوصيل الحراري، ولكنه أيضا يكلف أقل بكثير.

النوع الأكثر شيوعًا وغير المكلف من سجلات التدفئة هو الفولاذ. ومع ذلك، يعد هذا أيضًا الخيار الأكثر كفاءة لنقل الحرارة من الماء إلى الهواء من بين جميع المنتجات المباعة في متاجر معدات التدفئة.

يتراوح معامل التوصيل الحراري للفولاذ المختلفة من 45 إلى 48 واط/(م*ك). بالنسبة للحديد الزهر فهو حوالي 60، وبالنسبة للألمنيوم فهو 200-240، وبالنسبة للنحاس فهو حوالي 400 واط/(م*ك). الفولاذ أدنى منهم جميعًا في هذه المعلمة التقنية.

عند اختيار الأنابيب الفولاذية، يجب إعطاء الأفضلية للمنتجات المصنوعة من الفولاذ الكربوني، فهي الأكثر متانة ومقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة.

عادة ما يتم استخدام الحديد الزهر والألومنيوم فقط في إنتاج السجلات في المصنع. من الصعب جدًا لحام هذه المعادن بشكل مستقل في الظروف الحرفية. الأمر نفسه ينطبق على الفولاذ المقاوم للصدأ أو المجلفن، لذا من الأفضل عدم استخدام الأنابيب المصنوعة من هذه المواد. هم أكثر صعوبة في الطهي، ونقل الحرارة لديهم أقل من نظيره الأسود العادي.

إذا كان لديك خبرة في لحام الأسطح النحاسية، فإن إجراء سجل من هذه الأنابيب ليس مشكلة كبيرة.نظرًا لارتفاع معدلات نقل الحرارة، يمكن أخذها بقطر أصغر مما عند اختيار خيار الفولاذ. وبالتالي فإن جهاز التدفئة سيكون أقل تكلفة.

ومع ذلك، فإن النحاس لديه عيب خطير هنا - الحاجة إلى مبرد محايد ونظيف. إذا تم تداول الماء "القذر" مع الشوائب في نظام التدفئة، فيمكنك أن تنسى العمر التشغيلي الطويل لهذه البطارية.

غالبًا ما يتم ملاحظة مشكلة مماثلة أيضًا بسبب وجود عناصر مصنوعة من معادن غير متوافقة مع النحاس في النظام. إذا لم يتم اتخاذ عدد من التدابير الوقائية، فلن يستمر هذا السجل طويلا بسبب التآكل الكهروكيميائي.

الأجهزة ذات عنصر التسخين المدمج

يتضمن الإصدار القياسي للسجل توصيله بأنابيب التدفئة الخاصة بنظام مركزي أو بغلاية تسخين المياه. ولكن هناك أجهزة مستقلة تمامًا. يوجد في أحد الأنابيب السفلية عنصر تسخين مدمج، يعمل بشبكة كهربائية بجهد 220 فولت.

وفقًا للتصميم ومبدأ التشغيل، فإن عنصر التسخين في السجل عبارة عن غلاية كهربائية تقليدية، تعمل من مقبس قياسي أحادي الطور

يمكن أن تختلف قوة عنصر تسخين المياه بين 1-6 كيلو واط اعتمادًا على الحجم الداخلي للمبادل الحراري. غالبًا ما يكون جهاز التسخين هذا مزودًا بمضخة دورانية بحيث يصل سائل التبريد إلى جميع مناطقه.

غالبا ما يستخدم هذا السجل المستقل كمصدر حرارة إضافي، والذي يتم تشغيله فقط في الصقيع الشديد. عندما لا تكون درجات الحرارة في الخارج منخفضة جدًا، يتم تدفئة الغرفة من نظام التدفئة العام. بالإضافة إلى الماء، يمكن إضافة مضاد التجمد إلى السجل الكهربائي.

يوجد مقال على موقعنا حيث وصفنا بالتفصيل ميزات الاختيار والدقة في توصيل عناصر التسخين لمشعات التدفئة. مزيد من التفاصيل - اذهب إلى وصلة.

حساب تصميم السخان

تحتاج أولاً إلى حساب قوة التدفئة المطلوبة لغرفة معينة.

وفقًا للقواعد، يجب إجراء هذا الحساب الحراري مع مراعاة:

• مساحة واتجاه الجدران الخارجية (في الاتجاه الجنوبي المشمس أم لا)؛
• السعة المكعبة للغرفة الساخنة
• مستوى درجات الحرارة السلبية القصوى المحتملة في المنطقة؛
• درجة العزل الحراري للجدران المواجهة للشارع.
• وجود غرفة أخرى ساخنة في الأسفل و/أو في الأعلى؛
• كميات وأحجام وأنواع النوافذ المثبتة؛
• وجود/عدم وجود أبواب تفتح مباشرة على الشارع.

توصي قوانين البناء بمراعاة وردة الرياح السائدة في الشتاء. على الجانب المواجه للريح بالقرب من الجدار، من الواضح أن فقدان الحرارة خلال فترة الشتاء سيكون أعلى.

بشكل مبسط، لغرفة يبلغ ارتفاع سقفها حوالي 2.7 متر، يتم حساب الطاقة الحرارية المطلوبة عن طريق ضرب مساحة الغرفة في 100 واط

إذا كانت الأسقف في الغرفة تقع على مستوى 3 أمتار أو أعلى، فمن أجل حساب مبسط، يجب ضرب السعة المكعبة للمساحة الساخنة بـ 34 أو 41 واط. يؤخذ المعامل الأول للمباني المصنوعة من الطوب، والثاني للمباني الخرسانية المسلحة.

ضرب بضعة أرقام ليس بالأمر الصعب. ولكن يجب أن ندرك بوضوح أن مثل هذه الحسابات الشرطية يمكن أن تكون بعيدة جدًا عن الأرقام الحقيقية، نظرًا لوجود العديد من الفروق الدقيقة هنا.

أفضل طريقة للخروج هي طلب الحساب المطلوب من أحد المتخصصين الذي سيأخذ في الاعتبار جميع معلمات الغرفة. يحدث فقدان الحرارة من خلال الجدران والنوافذ والأرضيات والأسقف وحتى التهوية.وللحصول على أرقام دقيقة يجب أخذ كل شيء بعين الاعتبار دون استثناء.

بعد ذلك، تحتاج إلى حساب أبعاد الأنابيب لسجل التدفئة. للقيام بذلك، استخدم الصيغة:

س= ك* ست*دت

تسميات الحروف:

• س - الطاقة الحرارية للسجل؛
• K – معامل نقل الحرارة، يعتمد على مادة الأنبوب؛
• St – منطقة نقل الحرارة (تساوي رقم PI مضروبًا في قطر وطول الأنبوب) ؛
• د - الضغط الحراري.

وفقا لذلك، معرفة Q و dt، كل ما تبقى هو تحديد قطر الأنبوب وطوله الإجمالي. بعد ذلك، اعتمادًا على تصميم السجل، يمكن تقسيم خط الأنابيب هذا إلى عدة أقسام، والتي سيتم توصيلها لاحقًا بواسطة أشرطة عرضية. من أجل عدم تعقيد الحسابات، من الأفضل عدم مراعاة انتقال الحرارة من الأخير.

يتم حساب الرقم dt بدوره على أساس درجة حرارة الغرفة المطلوبة (Tv) ومؤشراتها في العرض (Tp) والعودة (To) - إجمالي dt = (Tp+To)/2-Tv

عند توصيل الأنابيب بالثعبان، يتلقى كل مقطع أفقي لاحق طاقة حرارية أقل بنسبة 10٪ تقريبًا من الجزء الموجود أعلاه. يجب اعتبار كل قسم من خط أنابيب التسجيل بمثابة بطارية منفصلة. وبينما يتحرك سائل التبريد من خلالها، فإنه يبرد تدريجيًا وحتمًا، وتنتقل الحرارة إلى الغرفة.

معلمة أخرى هي المسافة بين المقاطع الأفقية (الأنابيب الرئيسية)، والتي تعكس ارتفاع الأنبوب الفردي. إذا كانت هذه الفجوة صغيرة جدًا، فستبدأ تدفقات الحرارة من الأعلى والأسفل في التداخل، مما يؤثر سلبًا على بعضها البعض.

يجب تحديد هذا الشكل بحيث يكون أكبر قليلاً من قطر الأنبوب. ثم ستكون كفاءة السجل أقصى قدر ممكن.

للحصول على حسابات أكثر تفصيلاً لقوة بطاريات التدفئة وكميتها، يمكنك القراءة هنا.

ميزات التثبيت

لا يوجد شيء صعب بشكل خاص في تثبيت سجل التدفئة. الصعوبات ممكنة فقط عند لحامها من أنابيب منفصلة. إذا لم تكن لديك خبرة كبيرة في أعمال اللحام، فمن الأفضل أن تمارسها أولاً. عند شراء جهاز جاهز مصنوع في المصنع، لا ينبغي أن تنشأ مشاكل التثبيت على الإطلاق.

يتم تعليق سجل الأنابيب على الجدران باستخدام أقواس قوية (خطافات). إذا تم وضعها على الأرض، فإن الأرجل الحديدية ستكون كافية. من المهم أن تتذكر أن السخان الفولاذي المعني يزن كثيرًا. بالإضافة إلى ذلك، يتم إضافة وزن الماء بالداخل، لذلك يجب أن تكون الحوامل والحوامل موثوقة للغاية.

يتم إغلاق أطراف قسم الأنابيب بسدادات كروية خاصة أو ملحومة باستخدام جولات فولاذية صغيرة مقطوعة من صفائح الحديد. يتم قطع التركيبات الملولبة الذكرية لتثبيت صمام تنفيس الهواء والتوصيل بنظام التدفئة مباشرة في جدران الأنابيب أو في اللوحة النهائية.

يجب طلاء سطح البطارية المصنوعة من الفولاذ بطلاء مقاوم للحرارة. بفضله، لن يصبح الجهاز أكثر جماليا في المظهر فحسب، بل سيحصل أيضا على حماية إضافية ضد التآكل.

يمكن العثور على تعليمات مفصلة لإنشاء سجلات التدفئة بيديك في هذه المادة.

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

ستساعدك مواد الفيديو المجمعة أدناه على فهم جميع الفروق الدقيقة في حساب سجل التدفئة وتركيبه في الغرفة.

تكنولوجيا تصنيع السجل من أنبوب مستطيل الشكل:

مزايا وحساب قوة تسجيل التدفئة:

إذا كنت بحاجة إلى تسخين غرفة كبيرة، فإن السجل المصنوع من الأنابيب الفولاذية ذات الجدران الملساء مثالي لهذا الغرض.إذا كانت لديك المهارة اللازمة لأداء أعمال اللحام، فليس من الصعب تجميع مثل هذه البطارية محلية الصنع بيديك. كل ما تحتاجه هو حساب معلمات هذا الجهاز بدقة واختيار منتجات الأنابيب المناسبة له.

هل لديك أي أسئلة، أو وجدت أي قصور، أو لديك معلومات قيمة يمكنك مشاركتها مع زوار موقعنا؟ يرجى ترك تعليقاتك وطرح الأسئلة في نموذج التعليقات الموجود أسفل المقالة.