التدفئة بالبخار في منزل خاص ومنزل ريفي على أساس موقد أو غلاية
تعتبر التدفئة المنزلية الفعالة واحدة من أهم المهام التي يجب على كل صاحب منزل القيام بها.قد يكون الحل المثير للاهتمام لهذه المشكلة هو نظام التسخين بالبخار، الذي تختلف مبادئ تشغيله وتصميمه عن دوائر المياه المعتادة.
وهذا ليس الخيار الأسهل، وله نقاط القوة والضعف الخاصة به. سنتحدث عن قواعد التصميم والتنظيم وميزات النظام مع مبرد البخار. سوف تتعلم كيفية تركيب التدفئة بالبخار في منزل خاص وكيفية تشغيلها بشكل صحيح.
محتوى المقال:
مبدأ تشغيل نظام البخار
عندما يغلي الماء عند ضغط ثابت، فإنه يحافظ على درجة حرارته ثابتة. يحتوي البخار المتكون نتيجة لهذا الغليان على كمية كبيرة من الطاقة الحرارية. في لحظة التكثيف، أي. وعندما يتحول البخار إلى سائل، يتم إطلاق هذه الطاقة ونقلها إلى البيئة.
يستخدم هذا المبدأ في تشغيل أنظمة التدفئة بالبخار. يغلي الماء في الغلاية، وينتقل البخار عبر الأنابيب إلى المشعات، حيث يتكثف ويذوب بالحرارة، وبالتالي تسخين الهواء في الغرفة.
يستمر الماء الذي يتم الحصول عليه أثناء عملية التكثيف في التحرك عبر الأنابيب ويعود إلى خزان خاص، ثم يتدفق إلى المدفأة بشكل طبيعي أو قسري باستخدام مضخة.
اعتمادًا على الضغط داخل نظام التسخين بالبخار، يتم تقسيمها إلى:
- فراغ البخار.
- ضغط منخفض؛
- ضغط مرتفع.
في الأول، يكون الضغط أقل من 0.1 ميجا باسكال، وفي الثاني - حتى أقل - يصل إلى 0.07 ميجا باسكال، وفي الثالث - أكثر من 0.07 ميجا باسكال. تتمتع أنظمة الضغط المنخفض المفتوحة بإمكانية الوصول إلى الهواء من الغلاف الجوي، ولكن يمكن أيضًا أن تكون مغلقة، أي. مختومة تماما.
تستخدم مثل هذه الأنظمة عادة ما يسمى بالبخار المشبع الجاف، الذي لا يحتوي على جزيئات الماء العالقة. تؤثر كمية البخار الموجودة في النظام على تشغيله. إذا كان هناك القليل من البخار، فسوف يخلق مشاكل في التدفق الحر للمكثفات، وسوف يتجمع الهواء البارد في الجزء السفلي من جهاز التسخين.
تعمل كمية كافية من البخار على تحسين عملية تدفق المكثفات، والتي يتم دفعها نحو الجدران وتتدفق إلى أسفلها على شكل طبقة رقيقة من الماء.
في الأنظمة المغلقة، يدخل الماء مباشرة إلى المبادل الحراري بعد التكثيف، ولكن غالبًا ما يتم استخدام أنظمة الحلقة المفتوحة حيث يتم جمع سائل التبريد أولاً في خزان تخزين ثم يتم ضخه إلى المرجل للتدفئة.
يمكن للمكثفات أن تملأ الأنابيب التي تنتقل من خلالها للتدفئة بالكامل أو جزئيًا فقط. الخيار الأخير هو الأفضل، لأنه عند إيقاف تشغيل النظام، ستبقى الأنابيب فيه جافة.
مميزات أنظمة الضغط المنخفض
يتم إغلاق نسخة شائعة من هذا النظام، وذلك باستخدام عودة المكثفات بالجاذبية إلى الغلاية، والتي لا تملأ الأنابيب بالكامل، ويتم استخدام توزيع الأنبوب العلوي.
أولا، يتم ملء النظام بالماء إلى المستوى المطلوب، وبعد ذلك يبدأ التسخين. يتدفق المكثف إلى أسفل رافع مشترك، وعندما يتم الوصول إلى مستوى محدد مسبقًا، يتم دفعه إلى المرجل.
في نفس النظام مع التوزيع السفلي، يوصى بتركيب أنابيب ذات ميل طفيف في اتجاه حركة البخار لتقليل تأثيرات الضوضاء. عند النقطة التي يتم فيها تصريف المكثفات، يتم تركيب مانع تسرب مائي على شكل حلقة، مما يمنع حركة البخار على خط التكثيف.
يجب أن تكون سرعة البخار في مثل هذه الأنظمة معتدلة، ولا تزيد عن 0.14 م/ث. خلاف ذلك، سوف يلتقط البخار أيضًا جزيئات الرطوبة المتراكمة على الجدران. ونتيجة لذلك، يعمل النظام بمزيد من الضوضاء ويزيد من خطر المطرقة المائية.
الأسلاك مجتمعة، أي. يتم استخدام مزيج من الأسلاك العلوية والسفلية إذا تم وضع الأنابيب تحت أرضية الطابق العلوي أو الأوسط من المنزل. سيتم في هذه الحالة إغلاق تجويف الأنابيب التي يعود من خلالها الماء إلى المرجل بواسطة المكثفات.
إذا تجاوز الضغط في النظام 0.02 ميجا باسكال، فيجب أن يكون مفتوحًا. تتم إزالة الهواء من خلال خزان المكثفات، ولمنع البخار من مغادرة النظام، يتم تركيب استنزاف المكثفات أو ختم المياه. يتم ضخ الماء من خزان التخزين إلى المبادل الحراري، مما يسمح بتركيب خزان التخزين تحت المستوى الذي يوجد به المبادل الحراري.
تقييم المزايا والعيوب
ما هي فوائد نظام التدفئة بالبخار؟ من السهل نسبياً صنعه حتى على أساس موقد الحطب التقليدي. وهذا ينطبق بشكل خاص على المناطق التي لا يوجد بها إمدادات غاز مركزية، ولكن يمكن الوصول إلى الحطب أو الوقود الصلب الآخر بسهولة.
يتقدم البخار بشكل كبير على الماء كمبرد. معدل التسخين أعلى بثلاث مرات. بالإضافة إلى ذلك، من غير المرجح أن يفشل نظام التدفئة بالبخار أثناء برد الشتاء بسبب نقص التدفئة.
إذا احترق صندوق الاحتراق، فسوف يتجمع الماء من النظام في خزان التخزين أو المبادل الحراري، وستظل الأنابيب والمشعات فارغة. مع تسخين المياه، من المعروف أن تجميد سائل التبريد، الذي يملأ الدائرة بأكملها، يؤدي إلى تمزق الأنابيب.
وأخيرا، يجب أن تكون أبعاد مشعات التدفئة بالبخار أصغر بكثير من أنظمة المياه، حيث أن كمية الطاقة الحرارية التي يتم الحصول عليها نتيجة لذلك تزيد عدة مرات. سيؤدي هذا إلى تقليل تكلفة تركيب نظام التدفئة في المنزل قليلاً.
وبهذا تنتهي قائمة مزايا النظام البخاري، ويمكننا أن ننتقل إلى عيوبه وهي مهمة جدًا:
- ارتفاع خطر الحروق.
- زيادة مستوى الضوضاء أثناء التشغيل.
- صعوبات في ضبط تشغيل النظام.
- الحاجة إلى شراء أنابيب باهظة الثمن، وما إلى ذلك.
لا توصي معايير السلامة بالتسخين بالبخار للمباني السكنية، لأنه يشكل خطراً كبيراً على صحة وحياة الأشخاص الذين يعيشون في المنزل.
وبالتالي، ستكون درجة حرارة تشغيل المشعات مرتفعة جدًا، وإذا لمستها يمكن أن تصاب بحروق خطيرة. لذلك، يجب تغطية جميع المشعات بشبكات زخرفية موثوقة.
الأنابيب البلاستيكية العادية ليست مناسبة لمثل هذا النظام، لأنها يجب أن تتحمل الضغط العالي ودرجات الحرارة التي تزيد عن 100 درجة. تنطبق نفس المتطلبات على عناصر أخرى من النظام. يجب أن تكون أنابيب تسخين البخار من النحاس أو الفولاذ المجلفن.
على أية حال، لا يمكن تسمية هذه اللحظة بالميزانية. ويجب أن تحظى القضايا الأمنية بأقصى قدر من الاهتمام. جميع أعمال التركيب، على سبيل المثال، لحام الأنابيب النحاسية، سوف تتطلب أداء عالي الجودة. إذا انقطع الاتصال وخرج تيار من البخار عبر الفتحة، فإن أحد سكان المنزل يتعرض لخطر الإصابة بحروق خطيرة.
عيب آخر لتسخين البخار هو زيادة مستوى الضوضاء. لإصلاح هذه المشكلة، يجب عليك تثبيت مشعات بشكل صحيح. يتم تعليقها على أقواس خاصة مضادة للضوضاء. من الأفضل وضع المرجل أو الموقد في غرفة منفصلة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن وضع أنابيب نحاسية في سماكة الجدران، مما يقلل أيضًا من مستوى الضوضاء.
أخيرًا، من الصعب بعض الشيء تنظيم درجة حرارة التدفئة في الغرف التي يتم تسخينها بالبخار. لا يمكنك تثبيت منظم الحرارة وتقليل كمية البخار ببساطة. سيتعين عليك تقليل كمية الوقود، وهو أمر ليس بالأمر السهل دائمًا، أو تهوية المبنى. قبل البدء في تركيب نظام التدفئة بالبخار يجب أن تأخذ في الاعتبار كل هذه النقاط.
تصميم نظام التدفئة بالبخار
حتى بالنسبة لغرفة صغيرة، من الأفضل وضع مشروع. من المرجح أن يتطلب النظام الذي تم إنشاؤه بشكل عشوائي إعادة صياغة قريبًا، وسيسمح لك الرسم التخطيطي المرسوم على الورق بتحديد نقاط الضعف على الفور وتصحيحها.
على سبيل المثال، من أجل إنشاء نظام مع دوران طبيعي لسائل التبريد، يجب أن يكون المبادل الحراري، وبالتالي جهاز التدفئة، موجودًا في أدنى نقطة في المنزل.
وهذا يعني أن الموقد أو المرجل يجب أن يكون موجودا أسفل جميع المشعات، وكذلك الأنابيب التي ليست عمودية، ولكن أفقية أو بزاوية عمودية.
إذا لم يكن من الممكن وضع جهاز التدفئة بهذه الطريقة (لا يحتوي المنزل على طابق سفلي، ويستخدم الطابق السفلي لأغراض أخرى، وما إلى ذلك)، فيجب إعطاء الأفضلية للتدفئة مع الدوران القسري.
لذلك في مخطط تسخين البخار من الضروري تشغيل المضخة التي تضخ الماء إلى المبادل الحراري. من النقاط المهمة في تصميم نظام التدفئة هو الترتيب الذي يتم به توصيل المشعات.يتضمن الاتصال المتسلسل أو ما يسمى بنظام الأنبوب الواحد توصيل جميع المشعات بالترتيب.
ونتيجة لذلك، سوف يتحرك المبرد بالتتابع عبر النظام، ويبرد تدريجياً. يعد هذا خيار اتصال اقتصادي، وهو أسهل في التثبيت وسيكون أرخص.
لكن توحيد التدفئة بهذه الطريقة سوف يعاني، لأن المبرد الأول سيكون الأكثر سخونة، وسيدخل المبرد الأخير في حالة نصف مبردة.
قد يكون حل الأنبوب الواحد مقبولاً فقط عند توصيل التدفئة بالبخار في منزل ريفي أو في منزل صغير بمساحة أقل من 80 مترًا مربعًا. م وبالنسبة للمنزل الفسيح أو المبنى المكون من طابقين، فإن نظام ثنائي الأنابيب الذي يتم فيه توصيل المشعات بالتوازي هو أكثر ملاءمة.
ويضمن تصميم الأنبوب الواحد تدفقًا متزامنًا وليس متسلسلًا لسائل التبريد إلى كل مشعاع، ويتم تسخين الغرف بشكل أكثر توازنًا. ولكن مع وجود دائرة ذات أنبوبين، يجب توصيل أنبوبين بكل مشعاع: مباشر وإرجاع.
يعد تنفيذ مثل هذا النظام أكثر صعوبة وسيكلف أكثر قليلاً من تكلفة تثبيت نظام أحادي الأنبوب. ومع ذلك، فإن الغالبية العظمى من أنظمة تسخين المياه مصنوعة وفقًا لنظام ثنائي الأنابيب، على الرغم من الصعوبات، وتعمل بنجاح كبير.
إذا كنت تخطط لاستخدام موقد الحطب كمصدر للحرارة، فيجب عليك على الفور حساب وتصميم مبادل حراري خاص. يبدو وكأنه ملف ملحوم من الأنابيب المعدنية. تم دمج هذا العنصر مباشرة في هيكل الفرن، ولم يتم تثبيته بشكل منفصل.
ولذلك، ينبغي أيضا النظر في تصميم الفرن الجديد في مرحلة التصميم. يمكنك أيضًا استخدام الموقد الموجود، ولكن يجب تفكيكه جزئيًا لتثبيت المبادل الحراري بالداخل.
للحصول على 9 كيلو واط من الحرارة، يلزم وجود مبادل حراري بمساحة سطحية تبلغ حوالي متر مربع واحد. كلما كانت المساحة الساخنة أكبر، كلما كان حجم المبادل الحراري أكبر.
إذا كنت تخطط لتدفئة الغرفة باستخدام غلاية، فكل شيء أبسط قليلا: تحتاج إلى شرائه وتثبيته. عادة، للتدفئة بالبخار في المنزل، يوصى بأخذ نموذج غلاية أنابيب الماء، لأنه الأكثر كفاءة.
على الرغم من أن نماذج أنابيب النار أو احتراق الدخان أو نماذج أنابيب النار الدخانية المدمجة يمكن أيضًا أن تكون خيارًا مقبولًا تمامًا.
في بعض الأحيان يستخدمون التدفئة بالبخار للتنظيم غلاية محلية الصنعحيث يتم حرق زيت المحرك المستعمل. ولكن هذا الخيار يعتبر مناسبا للاستخدام في غرف المرافق، على سبيل المثال، في المرآب. بالنسبة للمبنى السكني، هذا الخيار ليس جيدًا جدًا.
التثبيت على أساس موقد الخشب
إذا تم إعداد المشروع، فقد حان الوقت لتخزين المواد والأدوات اللازمة. سيسمح لك المشروع الذي تم إعداده مسبقًا بحساب العدد المطلوب من عناصر النظام.
يجب وضع علامة على جميع المنعطفات والوصلات والمحملات ومواقع تركيب الرادياتير وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري شراء مشابك الأنابيب، وكذلك الأقواس التي سيتم تركيب المشعات عليها.
يتم حساب طول الأنابيب أيضًا وفقًا للرسم التخطيطي. لتقليل ضغط البخار في النظام إذا لزم الأمر، سوف تحتاج إلى صمام تخفيض الضغط. الختم الهيدروليكي مطلوب للسماح بتصريف النظام بالكامل للتنظيف أو الصيانة أو الإصلاح.
يوصى بتثبيت صمام إغلاق أمام كل مشع، مما يسمح بإيقاف تشغيله للإصلاح أو التنظيف أو الاستبدال. مثبتة أيضًا على مشعات رافعات مايفسكيلتحرير أي هواء محصور في النظام. على الرغم من أن البخار مادة غازية وليس سائلة، إلا أن وجود الهواء في النظام يمكن أن يؤثر سلبًا على كفاءته.
للتأكد من أن عملية التكثيف تحدث في المشعات، وليس في خزان التخزين أو الناهض، يوصى بتثبيت نقطة الإنطلاق مع قابس عند المخرج الذي يمر عبره الماء فقط. إذا كنت تخطط لتثبيت نظام مع الدورة الدموية القسرية، فستحتاج إلى مضخة تداول. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج إلى حاوية لجمع الرطوبة المكثفة.
أنظمة تدفق الجاذبية لا تحتاج إلى مثل هذه الأجهزة. لكن الأنبوب الذي يحمل الماء إلى المبادل الحراري يجب أن يكون عريضًا بدرجة كافية للسماح للسائل بالتحرك بسرعة لمزيد من التسخين.
بالإضافة إلى أدوات التثبيت المعتادة، ستحتاج بالتأكيد إلى آلة لحام وصلات أنابيب النحاس. عادةً ما تحتوي الهياكل الفولاذية المجلفنة على وصلات ملولبة يجب إغلاقها بعناية. إذا كنت تخطط لتثبيت تسخين البخار من الفرن، فسيتعين عليك البدء بتصنيع مبادل حراري.
وهي مصنوعة من أنابيب معدنية بسمك 2.5-3 مم أو حتى أكثر سمكًا قليلاً. يمكن تصنيع المبادل الحراري إما على شكل ملف أو بأي شكل آخر. الشيء الرئيسي هو أن الجهاز يناسب الداخل موقد الخشبوأيضاً أن يكون سطحه كبيراً بما يكفي لتسخين الماء وتوليد البخار.
يجب أن تكون جودة اللحام للمبادل الحراري مثالية دون مبالغة. حتى التجاويف المجهرية في طبقات غير مقبولة، لأن الجهاز سوف يتعرض لضغط متزايد من البخار الساخن. بمجرد أن يصبح المبادل الحراري جاهزًا للتركيب، يجب فحص كل لحام.
للقيام بذلك، قم أولاً بتغطية جميع الطبقات بالطباشير الأبيض. بعد ذلك يتم إغلاق إحدى فتحات المبادل الحراري، ويسكب الكيروسين في الثانية حتى يمتلئ الجهاز إلى الأعلى. أنت الآن بحاجة إلى الانتظار قليلاً ثم تقييم حالة اللحامات. إذا كانت هناك شقوق، فسوف يتسرب الكيروسين من خلالها، وفي مثل هذه الأماكن سوف يغمق الطباشير.
يتم تصحيح العيوب التي تم تحديدها، ومن ثم يتم تكرار الاختبار للتأكد من سلامة الجهاز. الآن يجب عليك غسله، ثم البدء في وضع موقد الحطب.تم بناء المبادل الحراري بشكل آمن في صندوق الاحتراق، ويتم توصيل الأنابيب بمدخله ومخرجه، والتي يتم استخدامها بعد ذلك لتوصيل المبادل الحراري بنظام التدفئة في المنزل.
يتم الانتهاء من وضع الفرن بالطريقة المعتادة لمثل هذه الهياكل. ثم يتم تركيب الأنابيب و مشعات نظام التدفئة وفقا للمشروع المرسوم سابقا. أولاً، يتم تركيب المشعات باستخدام أقواس تعمل على تخفيف الضوضاء الناتجة عن عملية التسخين بالبخار.
يتم تثبيت صنابير Mayevsky على كل مشعاع بحيث يمكن إطلاق الهواء. ستحتاج إلى صمام إغلاق واحد أكثر من المشعاعات، حيث تحتاج إلى تثبيت صمام إغلاق مشترك واحد في بداية النظام. يتم أيضًا تركيب صمام تخفيض الضغط ووحدة التبريد المخفض أمام هذه الصنبور.
في النهاية، إذا نص المشروع على ذلك، يتم تركيب خزان تبريد و مضخة الدورة الدموية. بالنسبة للأنظمة المصممة بالتدوير الطبيعي وليس القسري، ليست هناك حاجة إلى خزان ومضخة. لكن الأنبوب الذي يؤدي إلى المبادل الحراري يحتاج إلى إعطاء ميل طفيف، حوالي 3 مم لكل متر.
يتم تثبيت الأنظمة المزودة بغلاية بخارية بنفس الطريقة تقريبًا: وفقًا للتصميم وتعديلها وفقًا لميزات الجهاز. على سبيل المثال، على الأرجح لن تكون هناك حاجة إلى صمام تخفيض الضغط والمبرد نظرًا لأن نظام التحكم في ضغط البخار ودرجة الحرارة مدمج بالفعل في المرجل.
بعض النصائح المفيدة
عند تركيب نظام التسخين بالبخار يجب أن تتذكر أن جميع عناصره يجب أن تتحمل درجات حرارة عالية تزيد عن 100 درجة.على سبيل المثال، لن يعمل موسع الغشاء العادي كخزان احتياطي في حالة زيادة حجم سائل التبريد، لأن الحد الأقصى له هو 85 درجة.
سوف تصبح مدخنة الموقد المزود بمبادل حراري مدمج متسخة بشكل أسرع من الموقد التقليدي. لهذا تنظيف المدخنة يحتاج إلى التخطيط والتنفيذ في كثير من الأحيان.
إذا رغبت في ذلك، يمكن أيضًا استخدام فرن مزود بمبادل حراري للطهي، لكن هذا ليس مناسبًا للغاية. في الصيف، عندما لا تكون هناك حاجة للتدفئة، لا يمكن إشعال هذا الموقد. سيتعين علينا البحث عن بديل. يكون الأمر أسهل إذا كان هناك موقد منفصل ومريح للمطبخ في المنزل.
كيفية تصميم وتجميع نظام تسخين البخار بيديك موصوفة بالتفصيل. في هذه المقالةوالتي ننصح بقراءتها.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
يتم عرض التجربة العملية في تحويل موقد الحطب إلى غلاية تسخين بالبخار في هذا الفيديو:
يمكن الاطلاع على استمرار عملية تركيب التسخين بالبخار في هذا الملف:
تم وصف الفرق بين الدوران القسري والطبيعي في أنظمة التدفئة بالتفصيل هنا:
لا يعد التسخين بالبخار الخيار الأسهل لتنفيذ نظام التدفئة المستقل. ولكن مع التصميم والتركيب المناسبين، يمكن استخدام البخار لتزويد منزلك بالكمية اللازمة من الحرارة بشكل فعال وغير مكلف نسبيًا.
يرجى التعليق على المعلومات التي قدمناها للنظر فيها. اطرح الأسئلة وشارك المعلومات المفيدة واترك الصور المتعلقة بموضوع المقالة. يوجد في الأسفل نموذج كتلة مصمم للنشر والتواصل.
من الواضح أن هذا التسخين فعال للغاية، ولكن في الواقع من الضروري تقييم مزاياه بقدر ما يجب تقييم عيوبه. شخصيا، أرى أن العيب الرئيسي ليس فقط تكلفة تركيب التدفئة بالبخار، ولكن أيضا حقيقة أن المشاكل ستنشأ مع تنظيم درجة الحرارة. بالمناسبة، تتطلب مثل هذه الأنظمة رعاية دقيقة للغاية. أوصي بالبقاء مع تسخين المياه التقليدي.
لم أر تسخين البخار في فنلندا. يمتلك الأصدقاء منزلهم الخاص هناك، لكنهم لا يستخدمونه في الشتاء. إنهم يسكبون "مضادات التجمد" في نظام التدفئة التقليدي، ولكن عند توقع الصقيع أقل من -15 درجة، فإنه لا يزال يتم استنزافه بالكامل من النظام. في هذه الحالة، قد يسبب البخار مشكلة أقل، لكن تكاليف إعادة تجهيز النظام هائلة، ولا أحد يوافق على القيام بذلك. من الأفضل تركيب نظام التدفئة هذا في البداية أثناء البناء بناءً على طلب العملاء.