Hoạt động hiệu quả của một hệ thống sưởi ấm nước chỉ có thể với sự lựa chọn đúng chất làm mát. Trước khi tạo một dự án cung cấp nhiệt, cần xác định trước loại của nó, tìm hiểu các đặc tính kỹ thuật và vận hành chính. Có một số thông số cụ thể đối với chất mang nhiệt của hệ thống sưởi: nhiệt độ, thể tích giãn nở nhiệt, độ nhớt.
Chức năng làm mát trong hệ thống sưởi
Làm thế nào để chọn chất lỏng truyền nhiệt phù hợp để sưởi ấm? Để làm điều này, xác định mục đích của nó cho các hệ thống cung cấp nhiệt. Việc tính toán các đặc tính của nó được bao gồm trong thiết kế. Do đó, cần phải biết các tính năng chức năng của nước hoặc chất chống đông trong sưởi ấm.
Nhiệm vụ chính mà một chất làm mát an toàn cho các hệ thống sưởi ấm phải thực hiện là chuyển năng lượng nhiệt từ nồi hơi sang pin và bộ tản nhiệt.
Trong sưởi ấm tự trị, quá trình này được thực hiện bằng cách sử dụng một bộ phận làm nóng, làm tăng nhiệt độ của chất làm mát đến mức cần thiết. Sau đó, sự giãn nở nhiệt độ và hoạt động của bơm tuần hoàn tạo ra tốc độ thích hợp của nước nóng để vận chuyển đến bộ tản nhiệt của hệ thống.
Trước khi tính toán thể tích chất làm mát trong hệ thống sưởi, bạn nên tự làm quen với các chức năng phụ của nó:
- Bảo vệ chống ăn mòn một phần của các yếu tố thép. Điều này sẽ chỉ xảy ra với hàm lượng oxy tối thiểu trong nước và không tạo bọt. Nó đã được quan sát thấy rằng trong sưởi ấm không nung, gỉ sét nhanh hơn nhiều;
- Máy bơm tuần hoàn. Mô hình bơm phổ biến nhất có cái gọi là "rôto ướt". Ngay cả khi đạt được nhiệt độ tối đa của chất làm mát trong hệ thống sưởi, nó vẫn sẽ làm giảm mức nhiệt của bộ phận bơm.
Các chức năng này bị ảnh hưởng bởi các thông số của môi trường sưởi ấm. Do đó, khi lựa chọn, bạn nên nghiên cứu kỹ các đặc tính của nước hoặc chất chống đông. Mặt khác, các thông số cung cấp nhiệt thực tế sẽ không trùng với các thông số được tính toán, điều này sẽ dẫn đến trường hợp khẩn cấp.
Ngay cả khi nước đơn giản bị ngập trong hệ thống sưởi ấm, nó không thể được sử dụng để cung cấp nước nóng tại nhà. Trong quá trình vận hành, nội dung và thông số của chất làm mát trung bình thay đổi
Các loại chất mang nhiệt để sưởi ấm
Là chất lỏng tuần hoàn, bạn có thể sử dụng nước và một số loại chất chống đông. Điều này không ảnh hưởng đến lượng chất làm mát trong hệ thống sưởi, nhưng ảnh hưởng đến việc truyền nhiệt, tốc độ di chuyển và yêu cầu an toàn hệ thống.
Để xác định tùy chọn dễ chấp nhận nhất, việc so sánh các chất làm mát cho hệ thống sưởi là cần thiết. Thông thường, nước thường được sử dụng. Điều này là do chi phí phải chăng, các chỉ số tốt về khả năng và mật độ nhiệt. Khi lò hơi ngừng hoạt động, nó vẫn có thể tích lũy nhiệt nhận được trong một thời gian để chuyển bề mặt của nó sang pin. Trong trường hợp này, khối lượng chất làm mát trong hệ thống sưởi sẽ giữ nguyên.
Tuy nhiên, mặc dù tính chất tích cực của nó, nước có một số nhược điểm:
- Đóng băng. Khi tiếp xúc với nhiệt độ âm, sự kết tinh và tăng thể tích xảy ra. Đây là những gì gây ra thiệt hại cho đường ống và tản nhiệt.Do đó, phải duy trì nhiệt độ tối ưu của chất làm mát trong hệ thống sưởi ấm;
- Nội dung tạp chất. Điều này áp dụng cho nước thông thường. Thông thường, đây chính xác là nguyên nhân khiến quy mô xuất hiện trên pin, bộ tản nhiệt và bộ trao đổi nhiệt nồi hơi. Các chuyên gia khuyến nghị sử dụng chất lỏng chưng cất, trong đó tỷ lệ kiềm, muối và kim loại là tối thiểu;
- Với hàm lượng oxy cao, nó gây ra quá trình rỉ sét.. Điều này là phổ biến hơn cho các hệ thống sưởi mở. Nhưng ngay cả trong các mạch sưởi kín, theo thời gian,% hàm lượng oxy trong nước có thể tăng lên.
Đồng thời, nước có thể được sử dụng làm chất làm mát cho bộ tản nhiệt bằng nhôm. Tùy thuộc vào thành phần của chất lỏng và lượng oxy tối thiểu, các quá trình phá hủy sẽ không xảy ra trong đó.
Nếu các điều kiện hoạt động của hệ thống sưởi có nghĩa là khả năng tiếp xúc với nhiệt độ âm, nên sử dụng một loại chất lỏng tuần hoàn khác. Làm thế nào để chọn chất làm mát cho hệ thống sưởi ấm trong trường hợp này, và những tiêu chí nào cần phải tuân theo?
Một trong những thông số xác định là nhiệt độ đóng băng. Đối với chất chống đông, nó có thể từ -20 ° C đến -60 ° C. Điều này cho phép bạn vận hành việc cung cấp nhiệt ngay cả ở nhiệt độ thấp mà không gây ra sự cố.
Tuy nhiên, chất chống đông có mật độ cao hơn nước - tốc độ làm mát tối ưu trong hệ thống sưởi trong trường hợp này chỉ có thể đạt được khi lắp đặt bơm tuần hoàn mạnh.
Các loại chất chống đông sau đây có sẵn tùy thuộc vào thành phần và thành phần:
- Ethylene glycol. Nó được đặc trưng bởi chi phí thấp, nhưng cực kỳ độc hại. Không khuyến khích sưởi ấm tự trị của một ngôi nhà tư nhân;
- Propylene glycol. Nó hoàn toàn an toàn cho sức khỏe con người. Nó có hệ số dẫn nhiệt kém hơn chất lỏng dựa trên ethylene glycol. Nó có chi phí cao;
- Chất chống đông dựa trên Glycerin. Chính anh ta thường được chọn làm chất lỏng truyền nhiệt để sưởi ấm. Giá thấp hơn nhiều so với các hợp chất propylene-glycol, không độc hại, có khả năng nhiệt tốt.
Bạn cần biết rằng việc tính toán lượng chất làm mát trong hệ thống sưởi ấm để chống đông sẽ khó khăn hơn. Điều này là do sự tạo bọt của chúng khi đạt đến nhiệt độ tối đa. Để giảm thiểu hiện tượng này, các nhà sản xuất thêm các chất ức chế và phụ gia đặc biệt vào thành phần của chất lỏng.
Trước khi mua chất làm mát an toàn cho hệ thống sưởi ấm, bạn nên đọc các khuyến nghị từ các nhà sản xuất nồi hơi và bộ tản nhiệt. Không phải tất cả các loại chất lỏng chống đóng băng có thể được sử dụng cho tản nhiệt nhôm và nồi hơi gas.
Đặc điểm chính của chất mang nhiệt để sưởi ấm
Có thể xác định trước dòng chảy chất làm mát trong hệ thống sưởi ấm chỉ sau khi phân tích các thông số kỹ thuật và vận hành của nó. Chúng sẽ ảnh hưởng đến các đặc tính của toàn bộ nguồn cung cấp nhiệt, cũng như ảnh hưởng đến hoạt động của các yếu tố khác.
Do tính chất của chất chống đông phụ thuộc vào thành phần của chúng và hàm lượng tạp chất bổ sung, các thông số kỹ thuật cho nước cất sẽ được xem xét. Để cung cấp nhiệt, đó là chưng cất nên được sử dụng - nước tinh khiết hoàn toàn. Khi so sánh chất làm mát cho các hệ thống sưởi ấm, có thể xác định rằng chất lỏng chảy có chứa một số lượng lớn các thành phần của bên thứ ba. Chúng ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của hệ thống. Sau khi sử dụng trong mùa, một lớp vảy hình thành trên các bề mặt bên trong của đường ống và bộ tản nhiệt.
Để xác định nhiệt độ tối đa của chất làm mát trong hệ thống sưởi ấm, cần chú ý không chỉ đến các tính chất của nó, mà còn cả các hạn chế đối với hoạt động của đường ống và bộ tản nhiệt. Họ không nên bị ảnh hưởng bởi tăng nhiệt.
Hãy xem xét các đặc tính quan trọng nhất của nước như một chất làm mát cho bộ tản nhiệt bằng nhôm:
- Nhiệt dung - 4.2 kJ / kg * C;
- Mật độ khối. Ở nhiệt độ trung bình + 4 ° C, nó là 1000 kg / m³. Tuy nhiên, trong quá trình sưởi ấm, trọng lượng riêng bắt đầu giảm. Khi đạt + 90 ° С, nó sẽ bằng 965 kg / m³;
- Nhiệt độ sôi. Trong một hệ thống sưởi mở, nước sôi ở nhiệt độ + 100 ° C. Tuy nhiên, nếu bạn tăng áp suất trong nguồn cung cấp nhiệt lên 2,75 atm. - nhiệt độ tối đa của chất mang nhiệt trong hệ thống cung cấp nhiệt có thể là + 130 ° С.
Một thông số quan trọng trong hoạt động cung cấp nhiệt là tốc độ làm mát tối ưu trong hệ thống sưởi. Nó trực tiếp phụ thuộc vào đường kính của đường ống. Giá trị tối thiểu phải là 0,2-0,3 m / s. Tốc độ tối đa không bị giới hạn bởi bất cứ điều gì. Điều quan trọng là hệ thống duy trì nhiệt độ chất làm mát tối ưu trong hệ thống sưởi trong suốt mạch và không có tiếng ồn bên ngoài.
Tuy nhiên, các chuyên gia thích được hướng dẫn bởi các hang của SNiP cũ năm 1962. Nó chỉ ra các giá trị tối đa của tốc độ làm mát tối ưu trong hệ thống cung cấp nhiệt.
|
Đường kính ống mm |
Tốc độ nước tối đa, m / s |
|
25 |
0,8 |
|
32 |
1 |
|
40 trở lên |
1,5 |
Vượt quá các giá trị này sẽ ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy của chất làm mát trong hệ thống sưởi ấm. Điều này có thể dẫn đến sự gia tăng sức cản thủy lực và kích hoạt giả mạo của van an toàn cống. Cần nhớ rằng tất cả các thông số của chất mang nhiệt của hệ thống cung cấp nhiệt phải được tính toán trước. Điều tương tự cũng áp dụng cho nhiệt độ tối ưu của chất làm mát trong hệ thống cung cấp nhiệt. Nếu bạn đang thiết kế một mạng nhiệt độ thấp - bạn không thể đưa ra giá trị tham số này. Đối với các mạch cổ điển, giá trị gia nhiệt tối đa của chất lỏng tuần hoàn trực tiếp phụ thuộc vào áp suất và các hạn chế đối với đường ống và bộ tản nhiệt.
Đối với sự lựa chọn đúng đắn, chất làm mát cho các hệ thống sưởi ấm biên dịch trước lịch trình nhiệt độ của hệ thống. Giá trị tối đa và tối thiểu của nước nóng không được dưới 0 ° С và trên + 100 ° С
Tính toán thể tích chất làm mát trong gia nhiệt
Trước khi làm đầy hệ thống bằng chất làm mát, cần phải tính toán chính xác khối lượng của nó. Nó trực tiếp phụ thuộc vào sơ đồ cung cấp nhiệt, số lượng các thành phần và đặc điểm chung của chúng. Chúng ảnh hưởng đến lượng chất làm mát trong hệ thống sưởi ấm.
Đầu tiên, các thông số của dòng cung cấp được phân tích. Tầm quan trọng lớn là vật liệu sản xuất của nó. Để tính khối lượng chất làm mát trong hệ thống sưởi, bạn cần biết đường kính trong của ống. Theo tiêu chuẩn hiện đại, bài viết về đường ống thép cho kích thước bên trong của phần, và cho nhựa được thông qua bên ngoài. Do đó, trong trường hợp sau, cần phải trừ hai độ dày của tường.
Để tính toán độc lập khối lượng chất làm mát trong hệ thống sưởi, bạn không cần phải tính toán. Nó là đủ để sử dụng dữ liệu từ bảng dưới đây. Với sự giúp đỡ của nó, bạn có thể tính toán lượng chất làm mát trong hệ thống cung cấp nhiệt.
|
Đường kính mm |
Thể tích chất mang nhiệt (l) trong 1 m.p. ống, tùy thuộc vào vật liệu sản xuất |
||
|
Thép |
Polypropylen |
Kim loại-nhựa |
|
|
15 |
0,177 |
0,098 |
0,113 |
|
20 |
0,314 |
0,137 |
0,201 |
|
25 |
0,491 |
0,216 |
0,314 |
|
32 |
0,804 |
0,353 |
0,531 |
|
40 |
1,257 |
0,556 |
0,865 |
Có thông tin này, đủ để xác định chiều dài của ống có đường kính nhất định theo sơ đồ cung cấp nhiệt và nhân giá trị kết quả với thể tích 1 mp Theo cách này, khối lượng chất làm mát trong hệ thống cung cấp nhiệt được tính toán, nhưng chỉ trong các đường ống.
Nhưng ngoài các đường cung cấp trong mạch sưởi còn có bộ tản nhiệt và pin. Chúng cũng ảnh hưởng đến khối lượng chất làm mát trong hệ thống cung cấp nhiệt. Mỗi nhà sản xuất chỉ ra công suất chính xác của lò sưởi.Do đó, tùy chọn tính toán tối ưu là nghiên cứu hộ chiếu pin và xác định lượng chất lỏng làm mát cần thiết để cung cấp nhiệt.
Nếu điều này là không thể vì một số lý do, bạn có thể sử dụng các số gần đúng. Điều đáng chú ý là với số lượng lớn pin, lỗi tính toán sẽ tăng lên. Do đó, để tính toán chính xác lượng chất làm mát trong hệ thống cung cấp nhiệt, nên tìm hiểu các đặc tính của hộ chiếu của pin. Điều này có thể được thực hiện trên trang web của nhà sản xuất trong phần thông tin kỹ thuật.
Bảng này cho thấy khối lượng trung bình của chất làm mát cho một phần bằng tản nhiệt nhôm, lưỡng kim và gang.
|
Loại tản nhiệt |
Khoảng cách trung tâm mm |
||
|
300 |
350 |
500 |
|
| Nhôm |
– |
0,36 |
0,44 |
| Lưỡng kim |
– |
0,16 |
0,2 |
| Gang thép |
1,1 |
– |
1,45 |
Những số liệu này phải được nhân với tổng số phần trong hệ thống sưởi ấm. Sau đó, khối lượng nước đã tính toán trong các đường ống nên được thêm vào dữ liệu thu được và tổng lượng chất làm mát trong hệ thống sưởi ấm có thể được xác định.
Tuy nhiên, cần nhớ rằng khi so sánh chất làm mát cho các hệ thống cung cấp nhiệt, cần lưu ý rằng, theo thời gian, khối lượng có thể giảm vì lý do khách quan. Do đó, để duy trì khả năng hoạt động của hệ thống, nên bổ sung định kỳ chất làm mát cho nó.
Để tính toán chính xác khối lượng tính toán nước trong hệ thống gia nhiệt, cần phải tính đến công suất của bộ trao đổi nhiệt lò hơi. Đối với các mô hình nhiên liệu rắn, con số này có thể là vài chục lít. Trong khí, nó là hơi thấp.
Cách làm đầy hệ thống sưởi bằng chất làm mát
Đã quyết định loại chất làm mát và tính toán thể tích của nó khi đun nóng, vẫn còn để giải quyết một vấn đề của nó - làm thế nào để thêm nước vào hệ thống. Đây là một điểm quan trọng trong thiết kế cung cấp nhiệt, vì khi đạt được mức nước tới hạn, bộ trao đổi nhiệt lò hơi và bộ tản nhiệt có thể bị hỏng.
Đối với một hệ thống sưởi mở, nước có thể được thêm vào thông qua một bể mở rộng nằm ở điểm cao nhất trong hệ thống.
Để làm điều này, cần phải vẽ đường cung cấp và kết nối nó với cấu trúc bể. Khi giảm thể tích chất làm mát, đủ để bật nguồn cung cấp một phần nước mới để bổ sung cho hệ thống.
Làm đầy một hệ thống kín được thực hiện theo sơ đồ khác. Nó nên bao gồm một đơn vị trang điểm. Thành phần này được đặt trên đường ống trở lại, phía trước bể mở rộng và bơm tuần hoàn. Các thành phần cung cấp bao gồm các thành phần sau:
- Van ngắt được lắp đặt trên đường ống nhánh được kết nối;
- Van không quay trở lại, ngăn chặn sự thay đổi theo hướng dòng chảy của chất làm mát;
- Lọc
Để tự động hóa hoạt động của thiết bị, có thể cài đặt cơ cấu servo trên cần trục. Nó kết nối với một cảm biến áp suất. Khi áp suất giảm, cơ chế servo sẽ mở vòi và từ đó thêm chất làm mát cho hệ thống.
Video mô tả các tùy chọn để chọn chất làm mát cho hệ thống sưởi:
