نظام تسخين المياه بالتدوير القسري: المخططات وخيارات التنفيذ والتفاصيل الفنية
تتطلب العديد من الحلول الحديثة لتسخين المياه في المنازل استخدام مجموعة المضخات.يجب أن يتم تصميم وتركيب نظام التدفئة مع الدوران القسري مع مراعاة المشكلات الفنية التي تنشأ بسبب الحركة السريعة لسائل التبريد.
يسمح الضغط العالي في دائرة التسخين بتنفيذ العديد من مخططات الأسلاك. توافق على أن هذه ميزة مهمة لنظام التدفئة مع الدوران القسري. ومع ذلك، فإن ترتيب مثل هذا المخطط يتطلب تصميما مختصا.
سنخبرك بالخصائص التي تم اختيار مكونات التشغيل الرئيسية للنظام، كما سنصف بالتفصيل الخيارات الممكنة لتوصيل الخط الرئيسي وطرق تنظيم دائرة التدفئة.
محتوى المقال:
الخصائص التقنية للمكونات الرئيسية للنظام
يختلف المخطط القسري عن المخطط الطبيعي بإضافة مضخة دوران واحدة أو أكثر. بسبب زيادة الضغط وسرعة حركة سائل التبريد، تتغير قواعد تكوين العقد وموقع عناصر الدائرة.
يجب أن تؤخذ هذه الحقيقة بعين الاعتبار لضمان تسخين عالي الجودة مع الدوران القسري.
المتطلبات العامة لمجموعة المضخة
يتم اختيار مضخات التدوير بناءً على متطلبات حجم الماء المقطر (متر مكعب في الساعة) والضغط (متر). ويعتمد حساب كلا المعلمتين على السعة المكعبة للمبيت الساخن وطريقة التسخين، وكذلك على طول دائرة المياه وقطر أنابيبها.
يجب اختيار المضخة بحيث لا تتوافق معلماتها مع متطلبات النظام.سيسمح لك ذلك بإضافة عناصر إلى الدائرة، إذا لزم الأمر، دون استبدال المضخة.
في الأساس، تم تصميم المضخات لجهد 220 فولت، ولكن هناك أيضًا مضخات تدعم 12 فولت. في حالة ارتفاع الجهد، من الضروري تثبيت مثبت لمنع الجهاز من الفشل.
في حالة انقطاع التيار الكهربائي المتكرر، عليك الاهتمام بالتوافر إمدادات الطاقة غير المنقطعة. ليست هناك حاجة لاستخدام UPS قوي - نادرًا ما تُستخدم الأجهزة التي يزيد استهلاكها عن 150 واط في الساعة لتدفئة المنازل الخاصة.
تقليديا، يمكن تقسيم مضخات الدوران إلى نوعين حسب موضع المحرك. تتمتع الأجهزة ذات الدوار الجاف بكفاءة أعلى، ولكن لديها مستوى ضوضاء متزايد وعمر خدمة أقل من الأجهزة ذات الدوار الرطب.
إذا كانت أسلاك النظام توفر الفرصة للحركة الطبيعية لسائل التبريد على طول الدائرة، فيجب تركيب المضخة من خلال ممر جانبي. في هذه الحالة، في حالة تعطله أو انقطاع التيار الكهربائي، فمن الممكن تحويل التدفئة إلى وضع دوران الجاذبية.
يمكن أن يتحرك الماء أيضًا عبر مضخة غير عاملة، لكنه سيخلق مقاومة قوية لحركته.
تكون مشكلة إيقاف المضخة ملحة بشكل خاص عند استخدام الموقد أو الموقد. في هذه الحالة، سيستمر الفرن في تسخين المبادل الحراري وقد يغلي الماء الموجود فيه وقد يفشل النظام بأكمله لفترة طويلة.
من الأفضل أن تفعل تركيب المضخة على أنبوب العودة، لأن انخفاض درجة حرارة الماء سوف يطيل عمر الخدمة.إذا لم يكن من الممكن تركيب المضخة في مكان آخر غير الأنبوب الخارج من الغلاية، فيجب استخدام مضخة ذات أختام سيراميكية.
على الرغم من أنها يمكن أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 110 درجة مئوية، إلا أنه إذا غلي النظام، فقد تواجه مشاكل في الأداء.
يتم توفير معلومات مفيدة حول اختيار مضخات الدوران لنظام التدفئة في المقالات:
- اختيار مضخة الدوران: الجهاز وأنواعه وقواعد اختيار مضخة التسخين
- مضخة الدورة الدموية للتدفئة: أفضل عشرة نماذج ونصائح للمشترين
الدقيقة من اختيار الغلايات والأفران
يعد استخدام الغلايات الكهربائية والغازية والأفران طويلة الاحتراق كمولدات حرارية أمرًا جذابًا من حيث سهولة التحكم في تدفق الحرارة عبر المبادل الحراري.
طلب مواقد الوقود الصلب، وخاصة التصاميم محلية الصنع، محفوفة بتوليد الحرارة غير الكافي أو المفرط. ومع ذلك، فإن استخدامها غالبًا ما يكون له ما يبرره من وجهة نظر رخص الوقود وتوافره.
هناك العديد من النماذج الكهربائية و غلايات الغاز مع مضخة متكاملة. من ناحية، يتوافق نظام التدوير المدمج مع قوة الغلاية ويسمح لك بتجنب شراء وتركيب مضخة منفصلة. من ناحية أخرى، إذا تعطلت المضخة المدمجة، فلن يكون من السهل إصلاحها أو استبدالها كمضخة منفصلة.
متطلبات الغلاية عند استخدام الدوران القسري هي نفسها عند استخدام الدوران الطبيعي:
- حساب قوة الغلاية - يجب أن يلبي المؤشر احتياجات التدفئة للمنزل في أقسى الظروف لمنطقة معينة. من المستحسن أن يكون لديك احتياطي طاقة صغير (10-20٪) بسبب ظروف القوة القاهرة المحتملة التي قد تنشأ في نظام التدفئة.
- تحذير من غليان سائل التبريد في المبادل الحراري. يكون تحقيق هذا المطلب أسهل عند استخدام مجموعة "مضخة الفرن" مقارنةً باستخدام نموذج الجاذبية لحركة السوائل.
لمنع غليان الماء في المبادل الحراري للغلاية، يكفي ضبط الطاقة حسب درجة حرارة السائل الخارج. هذه الطريقة مناسبة لأي نوع من التداول.
بالنسبة للمواقد ذات الدورة الطبيعية، لا توجد وسيلة لمنع غليان سائل التبريد في حالة وجود كمية زائدة من الوقود المحمل. الخيار الوحيد في وجود المضخة هو زيادة حجم السائل المدفوع عبر المبادل الحراري.
علاوة على ذلك، يمكن جعل نظام الطوارئ هذا أوتوماتيكيًا باستخدام منظم الحرارة ووحدة التحكم في سرعة المضخة.
تركيب واختبار دائرة المياه
مع نظام التسخين الذي يستخدم الدوران القسري، ستكون هناك سرعات مياه أعلى مما كانت عليه في نموذج الجاذبية. لذلك، من الممكن استخدام قطر أنبوب أصغر مع نفس معلمات تسخين المبنى. وهذا يقلل من تكلفة تسخين المياه من حيث تكاليف الأنابيب والتجهيزات والتجهيزات.
بالإضافة إلى ذلك، من الأسهل إخفاء العناصر الكنتورية ذات القطر الأصغر في المنافذ التكنولوجية أو وضعها في داخل المبنى.
بالمقارنة مع الدورة الدموية الطبيعية، سيتم إضافة الضغط الهيدروديناميكي المتزايد للتدفق إلى الضغط الهيدروستاتيكي للعمود السائل. لذلك، من أجل تجنب تشكيل التسريبات أو، وخاصة اختراق النظام، من الضروري الالتزام بقواعد معينة.
في حالة الانتقال من دوران الجاذبية إلى الدوران القسري، من الضروري القضاء على جميع التسريبات، حتى الطفيفة، في الدائرة. مع زيادة الضغط، سيزداد معدل التدفق، مما يؤدي بالإضافة إلى المشكلة في الغرفة إلى انخفاض كمية سائل التبريد وتهويته المفرطة (تشبع الهواء).
قبل بداية موسم التسخين، من الضروري إجراء اختبارات هيدروليكية لقوة الدائرة مع الحد الأقصى المستخدم أو حتى أعلى قليلاً من الضغط. سيسمح لك ذلك بتحديد المشاكل والقضاء عليها قبل بداية الطقس البارد، عندما يكون إيقاف التدفئة لفترة طويلة للإصلاحات غير مرغوب فيه.
نظرًا لأن سرعة حركة سائل التبريد ستكون أكبر من 0.25 م/ث، وفقًا لـ SNiP 41-01-2003، ليست هناك حاجة للحفاظ على ميل ثابت للأنابيب لإزالة الهواء من الدائرة. لذلك، مع الدوران القسري، يكون تركيب الأنابيب والمشعات أسهل قليلاً من تركيب دائرة الجاذبية.
خيارات التدفئة مع الدورة الدموية القسرية
يسمح لنا استخدام الدوران القسري بالابتعاد عن مبدأ تصميم الأسلاك مع مراعاة فرق الضغط الهيدروستاتيكي الضروري للعمل في دائرة الجاذبية.
وهذا يضيف تنوعًا عند نمذجة هندسة دائرة المياه ويوفر الفرصة لاستخدام حلول مثل التدفئة المجمعة أو التدفئة تحت الأرضية بمساحة كبيرة.
تطبيق الأسلاك العلوية والسفلية
يمكن تصنيف أي نظام تسخين بشكل مشروط على أنه أسلاك علوية أو سفلية. مع الأسلاك العلوية، يرتفع الماء الساخن فوق أجهزة التدفئة، ثم يتدفق إلى الأسفل، ويسخن المشعات. من الأسفل - يتم توفير الماء الساخن من الأسفل. كل خيار له جوانبه الإيجابية.
يتم استخدام الأسلاك العلوية أيضًا للدوران الطبيعي. ولذلك فإن دوائر التسخين من هذا النوع تسمح باستخدام كلا النوعين من الدورة الدموية. هذا، أولا، يوفر الفرصة للاختيار، وثانيا، يزيد من موثوقية النظام.
في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو تعطل المضخة، ستستمر حركة المياه على طول الدائرة، ولكن بسرعة أقل.
عند استخدام الأسلاك السفلية، يكون الطول الإجمالي للأنابيب أقصر، مما يقلل من تكلفة إنشاء النظام. بالإضافة إلى ذلك، ليست هناك حاجة لوضع الناهضين في الطابق العلوي، وهو أمر جيد من وجهة نظر تصميم الغرفة. يتم وضع أنبوب إمداد الماء الساخن السفلي إما في الطابق السفلي أو على مستوى أرضية الطابق الأول.
مجموعة متنوعة من مخططات توصيل الأنبوب الواحد
يستخدم نظام الأنبوب الواحد نفس الأنبوب لتزويد المشعات بالماء الساخن وتصريف الماء البارد إلى غلاية التدفئة. مع هذا التصميم، يتم تقليل طول الأنابيب المستخدمة إلى النصف تقريبًا، كما يتم تقليل عدد التركيبات وصمامات الإغلاق.
ومع ذلك، يتم تسخين المشعات بالتتابع، لذلك عند حساب عدد الأقسام، من الضروري مراعاة الانخفاض التدريجي في درجة حرارة المبرد المصاحب.
يمكن تنفيذ دوائر الأنبوب الواحد في الإصدارات الأفقية والرأسية. مع الدوران القسري، إذا تم استخدام الرافعات الرأسية، فيمكن توفير الماء الساخن ليس فقط من الأعلى، ولكن أيضًا من الأسفل.
لا تعتمد جدوى استخدام هذا الخيار أو ذاك على سهولة تركيب الأنابيب فحسب، بل تعتمد أيضًا على الحد الأقصى المسموح به لعدد المشعاعات على رافع واحد لدائرة أحادية الأنبوب.
هناك طريقتان لتوصيل مشعات التدفئة:
- اتصال تسلسلي - يتدفق سائل التبريد عبر جميع المشعات.في هذه الحالة، مطلوب الحد الأدنى لعدد الأنابيب، ولكن إذا كان من الضروري إيقاف تشغيل أحد المشعات، فسيتعين إيقاف فرع النظام بأكمله.
- اتصال تجاوز - يمكن أن يتدفق سائل التبريد متجاوزًا المبرد من خلال الفرع المثبت. باستخدام نظام الصنبور، يمكنك إعادة توجيه التدفق عبر المبرد، مما سيسمح بإصلاحه أو تفكيكه دون إيقاف التدفئة.
غالبًا ما يتم استخدام دائرة أحادية الأنبوب للتدفئة، ولكن إذا كان هناك عدد كبير من المشعات، فسيتم استخدام خيار آخر لتسخينها بالتساوي.
طرق استخدام النسخة ذات الأنبوبين
يسمى مخطط دائرة التسخين الذي يستخدم أنبوبًا ثانيًا لتصريف الماء المبرد إلى الغلاية نظام ثنائي الأنابيب. تزداد لقطات الأنابيب، وكذلك عدد التوصيلات والأجهزة.
ومع ذلك، يتمتع النظام بميزة مهمة - حيث يتم توفير سائل تبريد بنفس درجة الحرارة لكل مشعاع. وهذا يجعل خيار الأنبوبين جذابًا للغاية.
لتسخين المياه مع الدوران القسري، يتم استخدام الأسلاك الأفقية والرأسية. علاوة على ذلك، مع الإصدار الرأسي، من الممكن استخدام مصدر الماء الساخن العلوي والسفلي.
نظرًا لأن درجة حرارة الماء الموردة لجميع المشعات هي نفسها، فإن هندسة الدوائر تعتمد فقط على العوامل التالية:
- وفورات مادية — تقليل طول الأنابيب وعدد التوصيلات؛
- سهولة رسم الكفاف التدفئة من خلال الجدران والأسقف.
- الجاذبية الجمالية - القدرة على تركيب عناصر التدفئة داخل المبنى.
اعتمادًا على حركة الماء الساخن والمبرد، تنقسم دوائر الأنبوبين إلى نوعين:
- متعلق ب. تحدث الحركة في كلا الأنابيب في نفس الاتجاه. دورة التبريد لها نفس الطول لجميع المشعات في هذا الجزء من النظام، وبالتالي فإن معدل التسخين الخاص بها هو نفسه.
- نهاية. في المخطط الموازي، يتم تسخين المشعات الموجودة بالقرب من المرجل بشكل أسرع. ومع ذلك، بالنسبة للأنظمة ذات الدوران القسري، فإن هذا ليس مهمًا جدًا نظرًا للسرعة الكبيرة للمياه في الدائرة.
عند الاختيار بين الخيارات المرتبطة والمسدودة، يسترشدون بشرط سهولة تركيب أنبوب الإرجاع. في المخططات الرأسية، مع الأسلاك السفلية، يتم الحصول على نظام مسدود، ومع الأسلاك العلوية، يتم الحصول على نظام تمرير.
باستخدام مشعب توزيع التدفئة
هناك طريقة شائعة أخرى لتنظيم التدفئة الآن إنشاء دائرة جامع. إلى حد ما، يمكن تسمية هذا المخطط بنوع فرعي من أنبوبين، على الرغم من أنه يستخدم أيضًا في تنظيم دوائر التسخين ذات الأنبوب الواحد.
فقط توزيع سائل التبريد الساخن وجمع سائل التبريد لا يحدث من الناهض الرئيسي، ولكن من أجهزة عقدة التوزيع الخاصة - المجمعات. مثل هذا النظام يعمل بثبات فقط باستخدام الدوران القسري.
وحدة التوزيع لنظام ثنائي الأنابيب عبارة عن مزيج معقد من مشعبات الإمداد والعودة، والتي يتم من خلالها موازنة إمداد المبرد من حيث درجة الحرارة والضغط.
يقوم كل فرع من فروع الجهاز بتشغيل عنصر تسخين واحد أو مجموعة صغيرة منهم.تقع الفروع عادة تحت الأرض، ويخدم كل طابق من مبنى متعدد الطوابق من قبل جامع واحد مثبت مركزيا.
على الرغم من المزايا الواضحة لهذا النوع من ترتيبات التدفئة، فإن نظام المجمع له عيبان مهمان:
- أطول طول خط الأنابيبولذلك، فإن هذا الخيار لتنظيم دائرة المياه يتطلب استثمارات مالية كبيرة؛
- صعوبة في تغيير الكفاف — عادةً ما توجد الأنابيب التي تحتوي على هذا الخيار تحت الأرض أو في الجدران، لذا إذا قمت بإضافة أجهزة تدفئة، فسيكون من الصعب جدًا إجراء أي تعديلات.
عادة ما يتم تركيب جميع المجمعات في خزانة خاصة، حيث توجد صمامات الإغلاق هناك ويلزم الوصول إليها. يعد وضع الصنابير في مكان واحد أمرًا مريحًا للغاية.
إذا كانت هناك حاجة لتشغيل أو إيقاف تشغيل المشعاعات أو حدوث حالة طارئة، فيكفي الوصول إلى الخزانة وليس هناك حاجة لزيارة جميع الغرف.
يمكن أن تحتوي مشعبات التوزيع على بنية بسيطة تتكون من مشطين وحد أدنى من صمامات الإغلاق.قد تشمل المكونات المعقدة أيضًا منظمات الحرارة الأوتوماتيكية، والصمامات الإلكترونية، والخلاطات، ومنافذ الهواء الأوتوماتيكية، وأجهزة الاستشعار ووحدات التحكم، وصمام تصريف المياه، ومضخة دوران منفصلة.
يمكن لهذه الأنظمة تنظيم درجة الحرارة في منزلك بدقة أكبر، ولكنها تتطلب فهمًا جيدًا للأساسيات والفروق الدقيقة للتدفئة المائية.
التدفئة باستخدام التدفئة تحت البلاط
تعتبر واحدة من طرق التدفئة الأكثر راحة تنظيم الأرضيات الساخنة. تجدر الإشارة إلى أن تركيب خيار التدفئة هذا لغرف المعيشة والحمامات والمطابخ والمباني الأخرى أمر معقد للغاية.
لا يمكن تسخين الأرضيات بالمياه على مساحة كبيرة إلا من خلال الدوران القسري، حيث أنه من الضروري خلق ضغط في نظام طويل من الأنابيب الضيقة.
الضغط ضروري للتغلب على مقاومة الأنابيب الضيقة ذات الانحناءات المتعددة. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري تحقيق ضغط يسمح بإزالة الهواء من أنابيب التدفئة الأرضية، والتي تقع أفقيا.
هناك عدد كبير من مجموعات مد الأنابيب:
- للغرف الصغيرة استخدام دوائر ذات مدخل واحد للمياه الساخنة ومخرج للمياه المبردة؛
- للغرف الكبيرة تنظيم أنظمة تدفئة أرضية أكثر تعقيدًا باستخدام مشعب التوزيع.
في كثير من الأحيان، يتم تركيب مضخات تداول منفصلة لأجزاء من الدائرة ذات الأرضيات الساخنة.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
وصف تفصيلي لنظام التدفئة ثنائي الأنابيب والمعقد إلى حد ما لمنزل من طابقين:
نظام مغلق لمنزل من ثلاثة طوابق يعتمد على غلاية الغاز:
إن استخدام المضخات لتسخين المياه في المباني يبسط إلى حد كبير تصميم الدائرة، مما يجعل الخيارات الممكنة غير متوفرة لنموذج الجاذبية. سيؤدي الاختيار الصحيح للمعدات إلى حل مشكلة تدفئة منزلك، مما يجعل هذه العملية مريحة وبسيطة.
هل لديك ما تضيفه أو لديك أسئلة حول تنظيم نظام التدفئة مع الدوران القسري؟ يرجى ترك تعليقات على المنشور والمشاركة في المناقشات. يقع نموذج الاتصال في الكتلة السفلية.
لدينا تدفئة مركزية، ولكن بما أننا نعيش في منزل خاص، يمكننا تشغيل التدفئة في أي وقت. لكن المشكلة هي أنه يتدفق بشكل ضعيف للغاية، ولا يوجد ضغط، ولا يعطى إلا عند بدء موسم التدفئة. لذلك، عندما يكون الجو باردا، عليك تشغيل المضخة. قمنا بتركيبها في نهاية الفرع، وبعد 5 دقائق من التشغيل تصبح الأنابيب ساخنة بالفعل، وأعتقد أن المضخة بالنسبة لنا هي الخيار الأفضل، فهي لا تستهلك الكثير من الكهرباء، ويمكنك تشغيلها على مدار الساعة .