Lập kế hoạch và lắp đặt hệ thống sưởi với lưu thông tự nhiên được coi là cách đơn giản và rẻ tiền nhất để sưởi ấm một ngôi nhà. Tuy nhiên, để thực hiện thực tế một dự án như vậy, người ta nên biết tất cả các sắc thái và quy tắc để chọn các thành phần. Do đó, hệ thống sưởi ấm của một ngôi nhà tư nhân với lưu thông tự nhiên nên được tính toán chính xác và đưa ra phương án lắp đặt.
Nguyên lý hoạt động của sưởi ấm với lưu thông tự nhiên
Đối với hoạt động của bất kỳ hệ thống sưởi ấm nước, cần phải đảm bảo sự lưu thông của chất làm mát thông qua các đường ống. Khi sưởi ấm trong lò hơi, nước nóng phải chảy vào pin và bộ tản nhiệt để truyền nhiệt cho các phòng trong nhà. Nước nóng tuần hoàn tự nhiên cũng không ngoại lệ.
Sự chuyển động của chất làm mát xảy ra do sự khác biệt về mật độ ở trạng thái bình thường và ở trạng thái nóng. Khi nồi hơi hoạt động đi vào bộ trao đổi nhiệt, nhiệt độ nước tăng lên và do đó, giảm mật độ. Vì trọng lượng riêng của chất làm mát lạnh cao hơn, nó bắt đầu thay thế cho chất làm nóng. Do đó, một phong trào quần chúng được hình thành.
Trước khi bạn làm nóng nước bằng tuần hoàn tự nhiên bằng tay của chính mình, bạn nên cẩn thận làm quen với các đặc tính kỹ thuật và đặc thù của hoạt động:
- Độ tin cậy cao. Việc không có các bộ phận chuyển động (cánh quạt của bơm tuần hoàn) và áp suất khí quyển đảm bảo cho hoạt động lâu dài của hệ thống sưởi ấm tự nhiên của một ngôi nhà tư nhân;
- Quán tính hệ thống. Lưu thông tự nhiên trong một hệ thống sưởi kín được đảm bảo bởi một chênh lệch áp suất nhỏ. Do đó, tốc độ xâm nhập của nước nóng vào bộ tản nhiệt sẽ là tối thiểu;
- Tuân thủ bắt buộc với độ dốc của đường cao tốc. Đối với hoạt động bình thường, độ dốc của hệ thống sưởi ấm với lưu thông tự nhiên phải tuân theo dữ liệu tính toán. Các đường ống được gắn với độ dốc từ lò hơi, và cho đường ống trở lại lò hơi. Điều này đảm bảo hiệu suất hệ thống tối ưu.
Cũng cần lưu ý rằng việc lắp đặt một hệ thống sưởi ấm với lưu thông tự nhiên được khuyến nghị cho các mạch có chiều dài đường ống không quá 30 m. Nếu không, một khối lượng lớn chất làm mát được làm mát sẽ làm giảm đáng kể tốc độ của nó.
Kế hoạch sưởi ấm truyền thống của một ngôi nhà hai tầng với lưu thông tự nhiên có thể bao gồm việc lắp đặt lò hơi gas, nhiên liệu rắn hoặc nồi hơi điện. Điều quan trọng là thiết kế của chúng cung cấp một hệ thống bảo vệ chống quá nhiệt trong trường hợp chuyển động ngược của chất làm mát hoặc xảy ra kẹt khí.
Mạch sưởi ấm lưu thông tự nhiên
Trước hết, bạn cần chọn cách bố trí chính xác các đường ống, bộ tản nhiệt và nồi hơi. Vì có thể thực hiện sưởi ấm với lưu thông tự nhiên một cách chính xác theo kế hoạch đã được lập trước đó, giai đoạn công việc này cần được chú ý tối đa.
Ở giai đoạn đầu tiên, một phân tích ban đầu của căn phòng (ngôi nhà) được thực hiện, nơi nó được lên kế hoạch để trang bị hệ thống cung cấp nhiệt. Nó tính đến khu vực sinh sống, mức độ cách nhiệt của các bức tường bên ngoài và loại nồi hơi để đun nước. Hiện nay, có rất nhiều kế hoạch mà bạn có thể thực hiện sưởi ấm với lưu thông tự nhiên bằng tay của chính bạn. Phổ biến nhất là:
- Ống đơn. Lựa chọn tốt nhất cho nhà nhỏ và căn hộ;
- Ống đôi. Nó được lựa chọn để cung cấp sưởi ấm không khí trong các ngôi nhà có diện tích vừa và lớn, các tòa nhà hai tầng.
Tuy nhiên, có tính đến nguyên tắc hoạt động của hệ thống sưởi ấm với lưu thông tự nhiên, ta nên ghi nhớ những hạn chế chính - tổng chiều dài của đường cao tốc, số lượng nút quay tối thiểu. Do đó, sơ đồ này không thể được sử dụng cho đường ống thu hoặc tee. Tổn thất thủy lực quá lớn sẽ ảnh hưởng xấu đến tốc độ của chất làm mát.
Khi tính toán một hệ thống sưởi ấm với sự lưu thông tự nhiên, cần lưu ý rằng chỉ có thể sử dụng nước trong hệ thống này. Chất chống đông có mật độ quá cao không thể cung cấp áp suất phù hợp trong đường ống.
Hệ thống ống đơn
Đối với nhà ở nông thôn nhỏ và nhà ở nông thôn, khi tính toán hệ thống sưởi ấm với lưu thông tự nhiên, không chỉ tính đến các đặc tính kỹ thuật (vận hành) mà còn tính tổng chi phí của dự án. Do đó, cần có một hệ thống sưởi ấm đáng tin cậy và chi phí thấp. Do đó, thường xuyên nhất trong những ngôi nhà này một hệ thống sưởi ấm một ống với lưu thông tự nhiên được thực hiện.
Một tính năng của hệ thống này là sự hiện diện của một thân cây. Bộ tản nhiệt và pin được kết nối song song với nó, tạo thành một mạch đơn. Những ưu điểm chính của hệ thống sưởi ấm đơn ống với lưu thông tự nhiên là số lượng linh kiện tối thiểu, tiêu thụ vật liệu thấp và dễ lắp đặt. Tuy nhiên, phải lưu ý rằng tốc độ làm mát của chất làm mát trong hệ thống này khá cao do sự truyền nhiệt tuần tự đến từng bộ tản nhiệt trong mạch.
Để tối ưu hóa chế độ nhiệt trong hệ thống sưởi ấm tự nhiên của một ngôi nhà tư nhân, cần phải cung cấp cho sự hiện diện của các thành phần đó:
- Bỏ qua trong khai thác của mỗi bộ tản nhiệt. Nó sẽ làm cho nó có thể hạn chế dòng chất làm mát vào pin mà không thay đổi các thông số của toàn bộ hệ thống. Với nó, bạn hoàn toàn có thể tắt máy sưởi để thay thế hoặc sửa chữa mà không cần ngừng cung cấp nhiệt;
- Bộ điều nhiệt trên pin. Chúng được gắn trong một hệ thống sưởi ấm tuần hoàn tự nhiên kết hợp với một đường vòng. Một bộ phận nhiệt tự động sẽ thay đổi diện tích mặt cắt ngang của đường kính thông của ống tản nhiệt, từ đó điều chỉnh mức độ gia nhiệt của thiết bị;
- Cần cẩu Mayevsky. Thành phần bắt buộc trong bộ tản nhiệt. Vì không phải lúc nào cũng chính xác để tính toán một hệ thống sưởi ấm với lưu thông tự nhiên, bạn nên xem xét một hệ thống để loại bỏ không khí. Đối với mục đích này, cần cẩu Maevsky được dự định.
Một ưu điểm khác của hệ thống cung cấp nhiệt ống đơn lưu thông tự nhiên là dấu chân nhỏ của nó. Cài đặt các thân cây có thể được thực hiện cả mở và đóng. Nó chỉ quan trọng để đảm bảo rằng bộ tản nhiệt được kết nối với nó.
Đối với một hệ thống sưởi ấm nước có lưu thông tự nhiên với một đường ống, nồi hơi và bộ tản nhiệt có thể được đặt ở cùng cấp độ, điều này bị cấm đối với các chương trình khác.
Hệ thống ống đôi
Hoạt động ổn định của sưởi ấm trong nhà trung bình và lớn chỉ có thể được đảm bảo với sự phân tách dòng nước nóng và nước lạnh. Trong trường hợp này, lựa chọn tốt nhất sẽ là một hệ thống sưởi ấm hai ống với lưu thông tự nhiên.
Để hệ thống hoạt động bình thường, cần phải lắp đặt nồi hơi dưới mức tản nhiệt. Điều này là cần thiết để tạo ra một áp lực của nước làm mát, tạo ra sự lưu thông tự nhiên trong một hệ thống sưởi kín. Để có một cái đầu tốt hơn ngay sau lò hơi, cần phải tăng tốc. Một bể mở rộng được lắp đặt tại điểm cao nhất của nó. Từ đó, một ống nháp được gắn ở một góc mà bộ tản nhiệt được kết nối.
Một hệ thống sưởi ấm hai ống được tính toán và lắp đặt chính xác với lưu thông tự nhiên sẽ hoạt động ngay cả với chênh lệch nhiệt độ tối thiểu giữa chất làm mát được làm mát và làm nóng. Để thực hiện một dự án như vậy, các sắc thái sau phải được tính đến:
- Vị trí nồi hơi tự làm nóng nước với tuần hoàn tự nhiên. Thông thường nó nằm ở một tầng hầm hoặc tầng hầm. Cần đảm bảo điều kiện nhiệt độ bình thường, thông gió và ánh sáng tự nhiên;
- Kiểm tra đường ống trên bể mở rộng. Ngay cả khi bạn tính toán chính xác hệ thống sưởi ấm với tuần hoàn tự nhiên, vẫn sẽ có khả năng giảm đáng kể lượng nước. Sử dụng ống điều khiển, bạn có thể theo dõi chỉ số này;
- Đơn vị nạp nước và thoát nước. Chúng được đặt ở điểm thấp nhất - trên đường ống trở lại. Để làm nóng đúng cách với tuần hoàn tự nhiên, cần phải thấy trước các phương pháp bổ sung tự động (bán tự động) của hệ thống, cũng như thoát nước nhanh chóng.
Nhờ sự ra đời của các vật liệu mới, có thể tạo ra một hệ thống sưởi ấm hai ống với lưu thông tự nhiên bằng tay của chính bạn từ ống thép hoặc polymer. Tất cả phụ thuộc vào ngân sách, sự sẵn có của các công cụ và vật liệu phù hợp.
Trong một hệ thống sưởi ấm hai ống với lưu thông tự nhiên, cài đặt bypass là tùy chọn. Điều quan trọng là chỉ cung cấp cho việc lắp đặt các van ngắt để ngắt kết nối thiết bị với đường dây chung.
Tính toán nhiệt năng với tuần hoàn tự nhiên
Để tính toán các thông số chính của nguồn cung cấp nhiệt, nên sử dụng các chương trình chuyên biệt. Với sự giúp đỡ của họ, bạn có thể tính toán hệ thống sưởi ấm với sự lưu thông tự nhiên càng chính xác càng tốt. Nhưng nếu điều này là không thể, các phương pháp đơn giản hóa khác được sử dụng.
Cách dễ nhất là tính toán công suất lò hơi cần thiết bằng cách sử dụng tỷ lệ 1 kW năng lượng nhiệt trên 10 m2 diện tích. Trong trường hợp này, kết quả thu được phải được nhân với một hệ số phụ thuộc vào điều kiện khí hậu của khu vực.
Giá trị của nó cho hệ thống sưởi ấm nước với lưu thông tự nhiên được đưa ra trong bảng. Các tỷ lệ này được khuyến nghị và có thể được thay thế bởi những người khác tùy thuộc vào đặc điểm thực tế của ngôi nhà. Nhưng trong mọi trường hợp, phương pháp này sẽ xác định các tham số gần đúng của hệ thống sưởi ấm. Do đó, việc sử dụng nó là một bước bắt buộc trong thiết kế cung cấp nhiệt.
|
Khu vực |
Hệ số hiệu chỉnh |
| Nam của Nga |
0,7 đến 0,9 |
| Lối đi giữa |
1 đến 1,3 |
| Khu vực phía bắc |
1,4 đến 2 |
Tuy nhiên, điều này không tính đến mức độ cách nhiệt của tòa nhà, số lượng và đặc điểm của cấu trúc cửa sổ và cửa ra vào. Do đó, tốt nhất là sử dụng một phương pháp khác để tính toán hệ thống cung cấp nhiệt với tuần hoàn tự nhiên. Các giai đoạn tính toán:
- Đối với 1 m³ của tòa nhà dân cư, sẽ cần 400 W nhiệt. Nhân công suất với thể tích của tòa nhà, chúng ta có được giá trị ban đầu của năng lượng nhiệt.
- Để bù cho sự mất nhiệt qua các cửa sổ, số lượng cấu trúc được nhân với 100 watt. Kỹ thuật tương tự áp dụng cho các cửa bên ngoài, nhưng với mức bù 200 watt mỗi cửa.
- Nếu phòng có tường bên ngoài, thì đối với hoạt động bình thường của hệ thống sưởi ấm tự nhiên của nhà riêng, kết quả được nhân với hệ số hiệu chỉnh là 1,2.
- Đối với nhà riêng, tổn thất nhiệt qua mái và sàn được tính đến với hệ số 1,5.
Cần lưu ý rằng ngay cả tính toán này sẽ là gần đúng. Khi lập kế hoạch lắp đặt nguồn cung cấp nhiệt với lưu thông tự nhiên cho một ngôi nhà lớn, nên liên hệ với các chuyên gia để tính toán chính xác các đặc điểm chính của hệ thống.
Để giảm thiểu thất thoát nhiệt trong tòa nhà, cách nhiệt tốt của các bức tường, trần và mái bên ngoài là cần thiết.Điều này sẽ giảm chi phí cho việc tự làm, chi phí sưởi ấm nước tuần hoàn tự nhiên.
Quy tắc để tạo ra một mạch sưởi ấm với lưu thông tự nhiên
Biết các nguyên tắc hoạt động cơ bản của hệ thống cung cấp nhiệt với lưu thông tự nhiên và chọn sơ đồ tối ưu, bạn có thể bắt đầu hoàn thành. Giai đoạn này không kém phần quan trọng so với giai đoạn trước, vì công việc gia nhiệt tiếp theo sẽ phụ thuộc vào các thông số kỹ thuật của các bộ phận.
Cần phải xem xét tất cả các tính năng của hệ thống này. Trong các mạch có tuần hoàn cưỡng bức, việc bù tổn thất thủy lực xảy ra do hoạt động của bơm tuần hoàn. Đối với các hệ thống có tuần hoàn tự nhiên trong hệ thống sưởi kín, cơ chế như vậy không tồn tại. Do đó, để giảm thiểu tổn thất, bạn nên chú ý đến các điểm sau trong thiết kế và lựa chọn linh kiện:
- Ống sưởi. Đường kính của chúng phải từ DN32 đến DN40. Điều này bù cho ma sát của nước trên bề mặt bên trong. Cũng nên chọn các sản phẩm polymer có thành mịn. Đường kính ngoài thực tế của chúng là từ 40 đến 50 mm;
- Bố cục đường. Cần tránh các bộ phận làm tăng sức cản thủy lực trong hệ thống;
- Tăng chiều cao tăng. Trong sơ đồ sưởi ấm của một ngôi nhà hai tầng có lưu thông tự nhiên, nó phải cao hơn trần của tầng hai. Bể mở rộng được đặt trên gác mái;
- Đặc điểm của van chặn. Sự hiện diện của nó sẽ không ảnh hưởng đến các thông số của hệ thống.
Để hiểu rõ hơn về các nguyên tắc hoạt động của mạch sưởi ấm của một ngôi nhà hai tầng với sự lưu thông tự nhiên, một sự tương tự có thể được rút ra với các tàu truyền thông đã biết. Trong trường hợp này, lò hơi sẽ ở dưới mức của bộ tản nhiệt, do đó, dòng chất lỏng sẽ lưu thông theo hướng của nó. Đó là lý do tại sao khi phát triển một mạch và lắp đặt một hệ thống sưởi ấm với lưu thông tự nhiên, nó phải được đặt ở vị trí càng thấp càng tốt.
Để ngăn chặn sự thay đổi trong dòng chảy của nước, một van đặc biệt được lắp đặt trên đường ống trở lại. Hiện tượng này có thể xảy ra trong lần khởi động đầu tiên của hệ thống, khi chênh lệch nhiệt độ giữa chất làm mát là nhỏ.
Độ dốc dự thảo tự nhiên
Việc lắp đặt một hệ thống cung cấp nhiệt với lưu thông tự nhiên trên thực tế không khác gì so với sơ đồ công nghệ tiêu chuẩn. Để làm điều này, sử dụng các vật liệu và công cụ tương tự. Sự khác biệt nằm ở độ lệch bắt buộc của hệ thống sưởi ấm với tuần hoàn tự nhiên.
Để đảm bảo hoạt động của hệ thống, đường ống cung cấp từ riser phải nghiêng về phía bộ tản nhiệt. Mức độ thay đổi vị trí của các điểm trên và dưới của đường cung được xác định theo tỷ lệ 1:10. Những, cái đó. đối với mỗi mét ống có độ dốc 10 mm là bắt buộc.
Đối với đường trở lại, nên thay đổi hướng dốc. Trong phần này của hệ thống, nó nên đi từ bộ tản nhiệt sang bên cạnh nồi hơi. Do đó, một điều kiện bổ sung được tạo ra cho tác động hấp dẫn lên chất làm mát.
Một trong những lợi thế của hệ thống sưởi ấm tuần hoàn tự nhiên là khả năng bảo trì. Chủ sở hữu của ngôi nhà có thể độc lập loại bỏ rò rỉ hoặc thay thế bộ tản nhiệt bị lỗi. Nhưng đối với điều này là cần thiết để mua bộ dụng cụ sửa chữa trước.
Video cho thấy một mạch sưởi với lưu thông tự nhiên với một mô tả chi tiết về hoạt động và cấu hình của nó:
