أنواع المبردات لنظام التسخين ومعلماتها المثلى ومثال على حساب الحجم

لا يمكن التشغيل الفعال لنظام تسخين المياه إلا مع الاختيار الصحيح لسائل التبريد. قبل إنشاء مشروع الإمداد بالحرارة ، من الضروري تحديد نوعه مقدمًا ، ومعرفة الخصائص التقنية والتشغيلية الرئيسية. هناك معلمات معينة مميزة لمبرد سائل التدفئة: درجة الحرارة وحجم التمدد الحراري واللزوجة.

وظائف المبرد في نظام التدفئة

كيف تختار سائل نقل الحرارة المناسب للتدفئة؟ للقيام بذلك ، حدد الغرض منه لأنظمة الإمداد بالحرارة. يتم تضمين حساب خصائصه في التصميم. لذلك ، من الضروري معرفة الميزات الوظيفية للماء أو التجمد في التدفئة.

المهمة الرئيسية التي يجب أن يؤديها المبرد الآمن لأنظمة التدفئة هي نقل الطاقة الحرارية من المرجل إلى البطاريات والمشعات.

في التسخين الذاتي ، يتم تنفيذ هذه العملية باستخدام عنصر تسخين ، مما يرفع درجة حرارة سائل التبريد إلى المستوى المطلوب. ثم يخلق التمدد الحراري وتشغيل مضخة الدوران السرعة المناسبة للماء الساخن لانتقاله إلى مشعات النظام.

قبل حساب حجم سائل التبريد في نظام التدفئة ، يوصى بالتعرف على وظائفه الثانوية:

• حماية جزئية من التآكل للعناصر الفولاذية. سيحدث هذا فقط مع الحد الأدنى من محتوى الأكسجين في الماء وعدم وجود رغوة. وقد لوحظ أن الصدأ في التسخين غير المعبأ يكون أسرع بكثير ؛
• مبرد مضخة الدوران. نموذج المضخة الأكثر شيوعًا لديه ما يسمى "الدوار الرطب". حتى إذا تم الوصول إلى درجة الحرارة القصوى للمبرد في نظام التسخين ، فسيظل يقلل من مستوى التسخين لوحدة طاقة المضخة.

تتأثر هذه الوظائف بمعلمات وسط التسخين. لذلك ، عند الاختيار ، يجب عليك دراسة خصائص الماء أو التجمد بعناية. خلاف ذلك ، لن تتزامن معلمات الإمداد بالحرارة الفعلية مع المعلمات المحسوبة ، مما سيؤدي إلى حالة طوارئ.

حتى إذا غمرت المياه البسيطة في نظام التدفئة ، فلا يمكن استخدامها لتزويد الماء الساخن في المنزل. أثناء التشغيل ، يتغير محتوى ومعلمات سائل التبريد المتوسط

أنواع الناقلات الحرارية للتدفئة

كمائع متداول ، يمكنك استخدام الماء وبعض أنواع التجمد. لا يؤثر هذا على كمية سائل التبريد في نظام التدفئة ، ولكنه يؤثر على متطلبات نقل الحرارة والسرعة والسلامة الخاصة بالنظام.

لتحديد الخيار الأكثر قبولًا ، من الضروري مقارنة المبردات لأنظمة التدفئة. في معظم الأحيان ، يتم استخدام المياه العادية. هذا بسبب التكلفة المعقولة ، والمؤشرات الجيدة للسعة الحرارية والكثافة. عندما تتوقف الغلاية عن العمل ، لا يزال بإمكانها تراكم الحرارة المستقبلة لفترة من الوقت لنقل سطحها إلى البطاريات. في هذه الحالة ، سيظل حجم سائل التبريد في نظام التدفئة كما هو.

ومع ذلك ، على الرغم من خصائصه الإيجابية ، فإن الماء له العديد من العيوب:

• تجمد. عند التعرض لدرجات الحرارة السلبية ، يحدث التبلور وزيادة الحجم. هذا ما يسبب الضرر للأنابيب والمشعات.لذلك ، يجب الحفاظ على درجة الحرارة المثلى للمبرد في نظام التدفئة ؛
• محتوى الشوائب. هذا ينطبق على المياه العادية. في كثير من الأحيان ، هذا هو بالضبط ما يسبب ظهور المقياس على البطاريات والمشعات والمبادل الحراري للغلاية. يوصي الخبراء باستخدام السوائل المقطرة ، حيث تكون النسبة المئوية للقلويات والأملاح والمعادن ضئيلة ؛
• مع نسبة عالية من الأكسجين ، فإنه يثير عملية الصدأ.. هذا أكثر شيوعًا لأنظمة التدفئة المفتوحة. ولكن حتى في دوائر التسخين المغلقة ، مع مرور الوقت ، يمكن أن تزيد نسبة محتوى الأكسجين في الماء.

في الوقت نفسه ، يمكن استخدام الماء كمبرد لمبردات تسخين الألمنيوم. مع مراعاة تكوين السائل والحد الأدنى من الأكسجين ، لن تحدث عمليات مدمرة فيه.

إذا كانت ظروف تشغيل نظام التدفئة تنطوي على إمكانية التعرض لدرجات حرارة سلبية ، فيجب استخدام نوع مختلف من السوائل المتداولة. كيفية اختيار المبرد لأنظمة التدفئة في هذه الحالة ، وما هي المعايير التي يجب اتباعها؟

واحدة من المعلمات المحددة هي درجة حرارة التجمد. بالنسبة للتجمد ، يمكن أن تساوي من -20 درجة مئوية إلى -60 درجة مئوية. هذا يسمح لك بتشغيل مصدر الحرارة حتى في درجات الحرارة المنخفضة دون التسبب في أعطال.

ومع ذلك ، فإن التجمد المضاد له كثافة أعلى من الماء - لا يمكن تحقيق سرعة المبرد المثلى في نظام التسخين في هذه الحالة إلا بتركيب مضخة دوران قوية.

تتوفر الأنواع التالية من عوامل التجمد اعتمادًا على التركيب والمكونات:

• أثلين كلايكول. تتميز بتكلفة منخفضة ، ولكنها شديدة السمية. لا يوصى به للتدفئة المستقلة لمنزل خاص ؛
• البروبيلين غليكول. إنه آمن تمامًا لصحة الإنسان. لها معامل أسوأ للتوصيل الحراري من سائل يعتمد على إيثيلين جلايكول. لديها تكلفة عالية.
• مضاد للتجمد قائم على الجلسرين. هو الذي يتم اختياره في الغالب كمائع نقل الحرارة للتدفئة. السعر أقل بكثير من سعر تركيبات البروبيلين غليكول ، غير السامة ، وله مؤشر قدرة حرارية جيدة.

عليك أن تعرف أن حساب كمية سائل التبريد في نظام التدفئة للتجمد سيكون أكثر صعوبة. هذا بسبب الرغوة عند الوصول إلى درجة الحرارة القصوى. لتقليل هذه الظاهرة ، يضيف المصنعون مثبطات وإضافات خاصة لتكوين السائل.

قبل شراء مبرد آمن لأنظمة التدفئة ، يجب عليك قراءة التوصيات من الشركات المصنعة للغلاية والمشعات. لا يمكن استخدام جميع أنواع السوائل المضادة للتجمد في مشعات الألومنيوم وغلايات الغاز.

الخصائص الرئيسية للناقل الحراري للتدفئة

من الممكن تحديد تدفق سائل التبريد مسبقًا في نظام التسخين فقط بعد تحليل معلماته الفنية والتشغيلية. سوف تؤثر على خصائص الإمداد الحراري بأكمله ، وكذلك تؤثر على تشغيل العناصر الأخرى.

نظرًا لأن خصائص مضادات التجمد تعتمد على تكوينها ومحتوى الشوائب الإضافية ، فسيتم النظر في المعلمات التقنية للمياه المقطرة. بالنسبة للتدفئة الحرارية ، يجب استخدام التقطير - الماء النقي بالكامل. عند مقارنة المبردات لأنظمة التدفئة ، يمكن تحديد أن السائل المتدفق يحتوي على عدد كبير من مكونات الطرف الثالث. فهي تؤثر سلبًا على تشغيل النظام. بعد الاستخدام خلال الموسم ، تتشكل طبقة من المقياس على الأسطح الداخلية للأنابيب والمشعات.

لتحديد درجة الحرارة القصوى للمبرد في نظام التدفئة ، يجب الانتباه ليس فقط لخصائصه ، ولكن أيضًا للقيود المفروضة على تشغيل الأنابيب والمشعات. لا يجب أن تتأثر بزيادة التعرض للحرارة.

ضع في اعتبارك أهم خصائص الماء كمبرد لمشعات تسخين الألمنيوم:

• السعة الحرارية - 4.2 كيلوجول / كجم * C ؛
• كثافة الكتلة. عند متوسط ​​درجة حرارة + 4 درجة مئوية ، يكون 1000 كجم / م 3. ومع ذلك ، أثناء التسخين ، تبدأ الجاذبية النوعية في الانخفاض. عند الوصول إلى +90 درجة مئوية سيكون 965 كجم / م 3 ؛
• درجة حرارة الغليان. في نظام التدفئة المفتوحة ، يغلي الماء عند درجة حرارة + 100 درجة مئوية. ومع ذلك ، إذا قمت بزيادة الضغط في إمدادات الحرارة إلى 2.75 atm. - يمكن أن تكون درجة الحرارة القصوى للناقل الحراري في نظام الإمداد بالحرارة + 130 درجة مئوية.

من المعلمات المهمة في تشغيل الإمداد بالحرارة هي سرعة المبرد المثلى في نظام التدفئة. يعتمد بشكل مباشر على قطر خطوط الأنابيب. يجب أن تكون القيمة الدنيا 0.2-0.3 م / ث. السرعة القصوى ليست محدودة بأي شيء. من المهم أن يحافظ النظام على درجة حرارة سائل التبريد المثلى في التسخين في جميع أنحاء الدائرة وأنه لا توجد ضوضاء غريبة.

ومع ذلك ، يفضل المحترفون الاسترشاد بجحور SNiP القديم لعام 1962. وهو يشير إلى القيم القصوى لسرعة التبريد المثلى في نظام الإمداد بالحرارة.

قطر الأنبوب مم	سرعة الماء القصوى ، م / ث
25	0,8
32	1
40 فأكثر	1,5

سوف يؤثر تجاوز هذه القيم على معدل تدفق سائل التبريد في نظام التسخين. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة المقاومة الهيدروليكية والإنذارات الكاذبة لصمام تنفيس الأمان. يجب أن نتذكر أنه يجب حساب جميع معلمات الناقل الحراري لنظام الإمداد بالحرارة مسبقًا. وينطبق الشيء نفسه على درجة الحرارة المثلى للمبرد في نظام الإمداد بالحرارة. إذا كنت تقوم بتصميم شبكة ذات درجة حرارة منخفضة - لا يمكنك إعطاء قيمة هذه المعلمة. بالنسبة للدوائر الكلاسيكية ، تعتمد القيمة القصوى لتسخين السائل المتداول مباشرة على الضغط والقيود على الأنابيب والمشعات.

للاختيار الصحيح ، يقوم سائل التبريد لأنظمة التدفئة بتجميع جدول درجات حرارة النظام مسبقًا. يجب ألا تكون القيم القصوى والدنيا لتسخين المياه أقل من 0 درجة مئوية وما فوق + 100 درجة مئوية

حساب حجم المبرد في التدفئة

قبل ملء النظام بمبرد ، من الضروري حساب حجمه بشكل صحيح. يعتمد بشكل مباشر على مخطط الإمداد بالحرارة ، وعدد المكونات وخصائصها الإجمالية. تؤثر على كمية المبرد في نظام التدفئة.

أولاً ، يتم تحليل معلمات خط الإمداد. من الأهمية بمكان مواد تصنيعها. لحساب حجم سائل التبريد في نظام التدفئة ، تحتاج إلى معرفة القطر الداخلي للأنبوب. وفقًا للمعايير الحديثة ، فإن مادة خطوط الأنابيب الفولاذية تعطي الحجم الداخلي للقسم ، وبالنسبة للبلاستيك المستخدم في الخارج. لذلك ، في الحالة الأخيرة ، من الضروري طرح سمكين للجدار.

من أجل حساب حجم سائل التبريد بشكل مستقل في نظام التسخين ، لا تحتاج إلى إجراء حسابات. يكفي استخدام البيانات من الجدول أدناه. بمساعدته ، يمكنك حساب كمية المبرد في نظام الإمداد بالحرارة.

القطر مم	حجم الناقل الحراري (لتر) في 1 جزء في المليون. الأنابيب ، اعتمادًا على مواد التصنيع
	صلب	البولي بروبلين	البلاستيك المعدني
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

بالحصول على هذه المعلومات ، يكفي تحديد طول الأنابيب بقطر معين وفقًا لمخطط الإمداد الحراري وضرب القيمة الناتجة بحجم 1 ميجابيكسل بهذه الطريقة ، يتم حساب حجم سائل التبريد في نظام الإمداد بالحرارة ، ولكن فقط في الأنابيب.

ولكن بالإضافة إلى خطوط الإمداد في دائرة التدفئة ، توجد مشعات وبطاريات. كما أنها تؤثر على حجم سائل التبريد في نظام الإمداد بالحرارة. يشير كل مصنع إلى السعة الدقيقة للسخان.لذلك ، فإن خيار الحساب الأمثل هو دراسة جواز سفر البطارية وتحديد كمية سائل المبرد المطلوب للإمداد بالحرارة.

إذا لم يكن ذلك ممكنًا لعدد من الأسباب ، يمكنك استخدام الأرقام التقريبية. تجدر الإشارة إلى أنه مع وجود عدد كبير من البطاريات ، سيزداد خطأ الحساب. لذلك ، لحساب كمية المبرد بدقة في نظام الإمداد بالحرارة ، يوصى بمعرفة خصائص جواز السفر للبطارية. يمكن القيام بذلك على موقع الشركة المصنعة في قسم المعلومات التقنية.

يوضح الجدول متوسط ​​حجم سائل التبريد لقسم واحد من مشعات التسخين المصنوعة من الألمنيوم والمعدنين والحديد الزهر.

نوع المبرد	مسافة المركز مم
	300	350	500
الألومنيوم	–	0,36	0,44
متعلق بنظام المعدنين	–	0,16	0,2
الحديد الزهر	1,1	–	1,45

يجب ضرب هذه الأرقام في العدد الإجمالي للأقسام في نظام التدفئة. بعد ذلك ، يجب إضافة حجم المياه المحسوب بالفعل في الأنابيب إلى البيانات التي تم الحصول عليها ويمكن تحديد إجمالي كمية سائل التبريد في نظام التدفئة.

ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أنه عند مقارنة المبردات لأنظمة الإمداد بالحرارة ، لوحظ أنه من وقت لآخر قد ينخفض ​​الحجم لأسباب موضوعية. لذلك ، للحفاظ على تشغيل النظام ، يجب إضافة سائل التبريد إليه بشكل دوري.

لحساب دقيق لحجم حساب المياه في نظام التدفئة ، من الضروري مراعاة قدرة المبادل الحراري للغلاية. بالنسبة لموديلات الوقود الصلب ، يمكن أن يكون هذا الرقم عدة عشرات لترات. في الغاز ، يكون أقل قليلاً.

طرق ملء نظام التسخين بسائل التبريد

بعد تحديد نوع المبرد وحساب حجمه في التدفئة ، يبقى حل مشكلته الوحيدة - كيفية إضافة الماء إلى النظام. هذه نقطة مهمة في تصميم الإمداد بالحرارة ، لأنه عندما يتم الوصول إلى مستوى الماء الحرج ، قد يفشل المبادل الحراري للغلايات والمشعات.

بالنسبة لنظام التسخين المفتوح ، يمكن إضافة الماء من خلال خزان تمدد يقع في أعلى نقطة في النظام.

لهذا ، من الضروري رسم خط الإمداد وتوصيله بهيكل الخزان. عند تقليل حجم سائل التبريد ، يكفي تشغيل إمدادات جزء جديد من الماء لتكملة النظام.

يتم تنفيذ نظام مغلق وفقًا لنظام آخر. يجب أن تتضمن وحدة مكياج. يقع هذا المكون على أنبوب الإرجاع ، أمام خزان التمدد ومضخة الدوران. تتضمن مكونات التوريد المكونات التالية:

• صمامات الإغلاق مثبتة على الأنبوب الفرعي المتصل ؛
• صمام عدم الرجوع ، يمنع التغيير في اتجاه تدفق المبرد ؛
• مصفاة

لأتمتة تشغيل الوحدة ، يمكن تثبيت آلية مؤازرة على الرافعة. يتصل بجهاز استشعار الضغط. مع انخفاض الضغط ، تفتح آلية المؤازرة الصنبور وبالتالي تضيف المبرد إلى النظام.

يصف الفيديو خيارات اختيار المبرد لنظام التدفئة: