Để tạo ra một nhiệt độ thoải mái trong nhà, các chế độ sưởi ấm khác nhau được sử dụng. Cung cấp tuần hoàn cưỡng bức của chất làm mát là hiệu quả, nhưng không phải lúc nào cũng có thể. Nếu có thể bị mất điện hoặc thiếu điện trong một ngôi nhà ở nông thôn (nhà ở mùa hè), một chương trình khác sẽ là lựa chọn tốt nhất. Hệ thống sưởi ấm trọng trường kiểu kín tự thiết kế và tự lắp đặt sẽ thực hiện các chức năng của nó mà không cần lắp đặt máy bơm và các thiết bị điện khác.
Các tính năng của hệ thống sưởi ấm trọng trường
Nguyên lý hoạt động dựa trên đặc tính của nước là nở ra khi nhiệt độ tăng dần. Việc tạo ra sự chênh lệch áp suất trong một vòng khép kín của đường ống là cơ sở để lưu thông chất lỏng. Nhờ hiệu ứng này, hệ thống sưởi ấm khép kín bằng trọng trường nhận được một tên gọi khác - trọng lực.
Về mặt cấu trúc, nó phải bao gồm các yếu tố sau:
- Nồi hơi... Một thiết bị được thiết kế để truyền năng lượng của nhiên liệu đang cháy (củi, than, khí đốt, v.v.) sang chất mang nhiệt (nước, chất chống đông). Trong hệ thống sưởi ấm trọng lực khép kín, điều này được thực hiện bằng cách sử dụng bộ trao đổi nhiệt đặt càng gần buồng đốt trong lò hơi càng tốt;
- Đường ống... Cần thiết cho việc vận chuyển chất lỏng được làm nóng từ bộ trao đổi nhiệt đến các thiết bị sưởi ấm;
- Bộ tản nhiệt... Chúng là nguồn nhiệt chính trong phòng. Diện tích lớn của chúng đảm bảo trao đổi nhiệt tối đa giữa nước nóng và không khí trong phòng;
- Thiết bị kiểm soát và an toàn... Chúng bao gồm một bình giãn nở, một van trọng lực để sưởi ấm, van và van tiết lưu.
Trong quá trình đun nóng, nước trong bộ trao đổi nhiệt sẽ nở ra, tạo ra áp suất dư. Đến lượt nó, chất mang nhiệt lạnh từ ống hồi lưu có khối lượng riêng lớn hơn và bắt đầu dịch chuyển chất lỏng có nhiệt độ cao. Kết quả là, sự lưu thông xảy ra.
Một trong những yếu tố chính của hệ thống là ống góp tăng áp - một ống nhánh thẳng đứng kết nối với nồi hơi. Nếu tự làm một hệ thống sưởi trọng trường, anh ta cần đặc biệt chú ý - bắt đầu từ vật liệu làm ống và kết thúc bằng đường kính của chúng.
Thể tích của ống góp tăng càng lớn, tốc độ của chất làm mát càng cao. Để làm điều này, bạn cần phải tính toán tiết diện và chiều cao tối ưu của nó.
Hệ thống sưởi trọng trường của một ngôi nhà hai tầng nên được thiết kế sao cho chất làm mát có thể được phân phối đồng đều nhất có thể trên một số mạch.
Mô tả chi tiết hệ thống
Trong quá trình đun nóng nước, chắc chắn một số nước sẽ bay hơi dưới dạng hơi nước. Để loại bỏ kịp thời, một bình giãn nở được lắp đặt ở trên cùng của hệ thống. Nó thực hiện 2 chức năng - hơi nước thừa được loại bỏ qua lỗ trên và lượng chất lỏng mất đi sẽ tự động được bù đắp. Đề án này được gọi là mở.
Tuy nhiên, nó có một nhược điểm đáng kể - nước bay hơi tương đối nhanh. Do đó, đối với các hệ thống phân nhánh lớn, họ thích tự tay mình chế tạo hệ thống sưởi trọng trường kiểu kín. Sự khác biệt chính giữa sơ đồ của nó như sau.
- Thay vì một bình giãn nở hở, một lỗ thông khí tự động được lắp đặt ở điểm cao nhất của đường ống. Hệ thống gia nhiệt trọng trường kiểu kín, trong quá trình làm nóng chất làm mát sẽ tạo ra một lượng lớn ôxy từ nước, cộng với áp suất dư thừa, nó là nguồn gây rỉ các phần tử kim loại. Để loại bỏ kịp thời hơi nước có hàm lượng oxy cao, một lỗ thông khí tự động được lắp đặt;
- Để bù lại áp suất của chất làm mát đã được làm lạnh, một bình giãn nở màng loại kín được gắn phía trước đầu vào của lò hơi. Nếu áp suất trọng trường trong hệ thống sưởi ấm vượt quá định mức cho phép, thì màng đàn hồi sẽ bù đắp điều này bằng cách tăng tổng thể tích.
Nếu không, khi thiết kế và lắp đặt hệ thống sưởi bằng trọng lực chỉ bằng tay của chính bạn, bạn có thể tuân thủ các quy tắc và khuyến nghị thông thường.
Sơ đồ sưởi ấm bằng trọng lực cho ngôi nhà một tầng và hai tầng
Nếu có kế hoạch lắp đặt hệ thống sưởi bằng trọng lực dưới áp suất trong một ngôi nhà một tầng, bạn có thể sử dụng sơ đồ một ống "Leningrad".
Một tính năng của sơ đồ này là một đường ống mà một số thiết bị sưởi ấm được kết nối song song với nhau. Tuy nhiên, điều này dẫn đến sự phân bố nhiệt không đồng đều - bộ tản nhiệt càng xa lò hơi, nhiệt độ của nước đi vào lò hơi càng thấp. Để giải quyết vấn đề này, bạn có thể nâng cấp hệ thống sưởi ấm trọng trường kiểu kín:
- Lắp đặt các van. Với sự trợ giúp của nó, bạn có thể giảm thể tích chất làm mát cho các thiết bị sưởi đặt gần lò hơi hơn. Do đó, nhiệt lượng tỏa ra trong các phần đầu tiên của hệ thống sẽ giảm;
- Tăng số lượng phần bộ tản nhiệt với khoảng cách từ lò hơi;
- Lắp đặt các đường ống có đường kính lớn hơn tại điểm nối các ống nhánh với các thiết bị sưởi. Điều này sẽ làm giảm áp suất trọng trường của hệ thống sưởi ở khu vực này, điều này sẽ làm giảm tốc độ lưu thông nước trong bộ tản nhiệt.
Phương án như vậy có thể chấp nhận được đối với chiều dài đường cao tốc nhỏ. Tuy nhiên, nó không được khuyến khích để cài đặt nó cho một ngôi nhà hai tầng. Trong trường hợp này, hệ thống sưởi trọng trường hai nhánh sẽ được yêu cầu, việc tính toán được thực hiện trên các phần riêng biệt.
Tính đặc biệt của nó nằm ở chỗ các mạch riêng biệt dẫn đến đường ống trung tâm nằm ở phần trên của đường dây. Mỗi thiết bị sưởi được kết nối với nhau. Điều quan trọng là chúng có cùng độ dài. Nếu không, tất cả chất lỏng sẽ lao vào khu vực ít điện trở nhất - thành hiện tượng đoản mạch.
Để ngăn chặn sự di chuyển của chất làm mát đến đầu ra của lò hơi, một van kiểm tra trọng lực để gia nhiệt được lắp đặt. Đây là một yếu tố không thể thiếu đối với hệ thống sưởi ấm trọng trường của một ngôi nhà hai tầng.
Tính toán hệ thống sưởi ấm trọng trường
Trước khi tiến hành lắp đặt đường ống và các thiết bị sưởi ấm, cần tính toán các thông số của toàn bộ hệ thống. Đối với điều này, các đặc tính thủy lực được tính toán, sau đó sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn đường kính đường ống tối ưu. Trước khi tính toán một hệ thống sưởi ấm trọng trường, bạn cần biết các thông số cơ bản. Họ sẽ được yêu cầu để tính toán giá trị thực của đầu tuần hoàn (Рц):
- Khoảng cách từ tâm lò hơi đến tâm lò (h). Nó càng lớn thì lưu thông chất lỏng càng tốt. Do đó, khi tự tay mình lắp đặt hệ thống sưởi bằng trọng trường, bạn nên lắp đặt lò hơi ở điểm thấp nhất của ngôi nhà - tầng hầm;
- Áp suất tuần hoàn của chất làm mát được làm nóng (Pr) và làm mát (Po).
Bất kể hệ thống sưởi ấm trọng trường được tính toán cho nhà hai tầng hay một tầng, giá trị của các thông số sau này trực tiếp phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ nước. Dữ liệu này có thể được lấy từ dữ liệu dạng bảng.
Ví dụ, với giá trị h-4 m và chênh lệch nhiệt độ 20 ° (80/60), gia nhiệt trọng trường sẽ có áp suất 4 * 112 = 448 Pa. Để tính toán thêm, nên sử dụng các hệ thống phần mềm chuyên dụng có tính đến tất cả các thông số của hệ thống sưởi ấm trọng trường kiểu kín.
Thường thì đường kính của ống nối với đầu ra của lò hơi phải là DN 40 hoặc DN 50. Điều này sẽ đảm bảo tổn thất tối thiểu phát sinh do ma sát của nước với thành ống.
Một đặc điểm khác là sự khác biệt về nhiệt độ nước làm mát. Nó càng lớn thì áp suất tuần hoàn càng cao. Do đó, ngoài sự phân bố nhiệt đồng đều giữa các thiết bị gia nhiệt, trong quá trình thiết kế hệ thống gia nhiệt trọng trường, cần phải đảm bảo độc lập nhiệt độ tối thiểu của chất lỏng trước khi đi vào thiết bị trao đổi nhiệt của lò hơi.
Lựa chọn các thành phần và vật liệu sản xuất
Sau sự ra đời của ống polyme, hệ thống sưởi trọng trường làm bằng polypropylene (PP) trở nên rất phổ biến. Vật liệu này dễ gia công; cần có tối thiểu thiết bị để kết nối các phần riêng lẻ.
Tuy nhiên, không phải mọi loại ống này đều được thiết kế để lắp đặt như một bộ phận sưởi ấm. Xem xét các tiêu chí lựa chọn chính:
- Sự hiện diện của một lớp gia cố... Hệ thống sưởi ấm bằng polypropylene trọng trường có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao - lên đến 95 ° C. Để giữ nguyên hình dạng ban đầu của đường ống, cần phải có chất làm cứng, đó là một lớp giấy bạc hoặc sợi thủy tinh;
- độ dày của tường... Trong hệ thống sưởi bằng trọng trường với một bình giãn nở kín, áp suất cao có thể tích tụ. Để tránh làm hỏng đường dây, ống polypropylene phải là PN20 hoặc cao hơn. Độ dày của các bức tường của chúng phụ thuộc vào đường kính.
Đường ống này có thể được sử dụng để trang bị một ống góp tăng áp. Tuy nhiên, để đạt được sự chênh lệch nhiệt độ, đường trở lại được khuyến nghị làm bằng thép. Ngoài việc hạ nhiệt độ của chất làm mát trước khi vào lò hơi, vật liệu này còn giúp giảm lực cản thủy lực.
Khuyến nghị cài đặt
Sau khi hoàn thành tính toán cho hệ thống sưởi ấm trọng trường làm bằng polypropylene hoặc ống thép, bạn có thể bắt đầu lắp đặt nó. Để đạt được hiệu quả tối ưu, các chuyên gia khuyên bạn nên thực hiện những thay đổi nhỏ nhưng quan trọng đối với sơ đồ tiêu chuẩn:
- Độ dốc của đường cao tốc... Áp suất trọng trường tối ưu cho hệ thống sưởi có thể đạt được bằng độ dốc của các đường ống sau lỗ thoát khí và trên đường hồi sau thiết bị sưởi cuối cùng;
- Lắp đặt một máy bơm tuần hoàn trên đường tránh... Nó sẽ giúp giảm sức ì của hệ thống. Thời gian làm nóng chất làm mát có thể rất lâu, do đó máy bơm có thể tăng tốc độ chuyển động của nó dọc theo đường dây cho đến khi đạt được chế độ nhiệt độ mong muốn;
- Các điểm rẽ nhỏ nhất trong lộ trình... Chúng tạo ra lực cản thủy lực không cần thiết, ảnh hưởng đến việc giảm tốc độ chuyển động của nước;
- Lắp đặt các yếu tố bảo vệ... Bằng cách lắp đặt một van một chiều để gia nhiệt trọng lực, có thể tránh lưu thông nước theo hướng sai. Điều này đặc biệt cần thiết đối với một hệ thống có định tuyến hàng đầu và nhiều mạch.
Các thành phần chính của hệ thống sưởi bằng trọng lực được chế tạo phù hợp dưới áp suất được tính toán sơ bộ một cách chuyên nghiệp, lựa chọn vật liệu phù hợp và tuân thủ công nghệ lắp đặt. Điều này sẽ giúp bạn có thể tạo ra một hệ thống hiệu quả để duy trì nhiệt độ thoải mái trong ngôi nhà.
Mẹo sắp xếp và sử dụng van trọng lực để sưởi ấm khi lắp đặt sàn ấm, các yếu tố bổ sung, có thể xem trong video:
