Mọi người đều quen thuộc với chọn lọc tự nhiên, và điều này cũng đúng với vô số phát minh của nhân loại. Theo thời gian, một cái gì đó tương tự họ cũng trôi qua. Một số công nghệ sẽ chìm xuống vực thẳm, vĩnh viễn bị lãng quên, trong khi những công nghệ khác trở thành kinh điển bất tử và không còn khả năng cạnh tranh. Đối với loại thứ hai, điều này cũng bao gồm một hệ thống sưởi ấm với tuần hoàn tự nhiên (CO với EC). Bất chấp sự sẵn có của các giải pháp chức năng và tiên tiến hơn, công nghệ vẫn đang được yêu cầu, nó đã vượt qua thử thách của thời gian một cách thành công.
Tính năng tuần hoàn tự nhiên
Hệ thống này có các tên gọi khác: thermosyphon, trọng lực, trọng lực.
Nó bao gồm một số thành phần:
- Bộ tạo nhiệt (nồi hơi, bếp hoặc lò sưởi bằng nướcáo sơ mi).
- Vòng kín - đường ống, bộ tản nhiệt chứa đầy chất mang nhiệt chất lỏng (nước, dầu, chất chống đông).
- Bể giãn nở.
- Ngắt và van điều khiển.
- Dụng cụ.
Chất làm mát được làm nóng từ lò hoặc nồi hơi di chuyển trong một mạch kín, làm nóng các bộ tản nhiệt. Và những thứ đó, lần lượt, truyền năng lượng cho không khí xung quanh trong phòng. Tính năng chính của hệ thống này nằm ở cách đặc biệt đảm bảo chuyển động của chất làm mát.
Cư dân của các tòa nhà dân cư dễ dàng hơn đáng kể, vì hệ thống sưởi trung tâm đã được thiết lập trong các căn hộ. Chủ sở hữu bất động sản tư nhân phải tự thiết lập hệ thống sưởi nước với lưu thông tự nhiên cho ngôi nhà của họ. Nhưng hệ thống được đề cập hoạt động như thế nào? Điều này sẽ được thảo luận bên dưới.
Nguyên lý hoạt động
Như chúng ta đã biết từ trường học, nếu một môi trường được đốt nóng, thể tích của nó sẽ tăng lên theo các định luật vật lý đã biết. Hơn nữa, từ phía bên của khu vực lạnh hơn, lực lượng Archimedes bắt đầu tác động vào nó, buộc nó tăng lên.
Hiện tượng này còn có tên riêng của nó - đối lưu. Nó hoạt động như một "đơn vị năng lượng" của chất làm mát, nơi xuất hiện khái niệm "tuần hoàn tự nhiên". Và vì đối lưu có quan hệ mật thiết với lực hấp dẫn, hệ thống này còn được gọi là lực hấp dẫn.
Sức mạnh của dòng đối lưu phần lớn phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa chất làm mát được làm nóng trong nồi hơi hoặc lò nung và trong khu vực của môi chất đi vào (hồi lưu). Làm sao bạn có thể hiểu đượcViệc bơm môi chất làm việc được thực hiện mà không cần sử dụng máy bơm. Và điều này ngụ ý rằng hệ thống sưởi của ngôi nhà một tầng với sự lưu thông tự nhiên không cần điện, tức là nó không bay hơi. Và vì không có thiết bị điện nên việc tiết kiệm là điều hiển nhiên.
Nói cách khác, khi được làm nóng, nước (thường được dùng làm chất mang nhiệt) mất khối lượng riêng và dâng lên dọc theo ống nâng trung tâm, được đẩy bởi một dòng lạnh quay trở lại lò hơi. Sau đó, nước nóng được đưa đến các bộ tản nhiệt thông qua các đường ống cấp. Tỏa nhiệt, nó nguội đi và nhờ trọng lực quay trở lại bộ tạo nhiệt (quay trở lại) và chu kỳ lặp lại vô số lần.
Bên cạnh đó, vì không có bơm nên sẽ không có áp suất dư. Do đó, một thùng chứa mở là đủ như một thùng giãn nở. Sự hiện diện của nó là do áp suất không đổi được duy trì trong hệ thống sưởi.
Yếu tố quan trọng
Nhưng điều gì ảnh hưởng đến tốc độ của nước trong hệ thống sưởi ấm tuần hoàn tự nhiên của một ngôi nhà một tầng? Điều này thường là do các yếu tố sau:
- Giá trị của áp suất tuần hoàn - càng nhiều thì càng tốt.
- Đường kính của đường ống - một mặt cắt nhỏ sẽ tạo ra nhiều lực cản dòng nước hơn đường kính lớn hơn. Về vấn đề này, kích thước cho hệ thống dây điện thường từ 32 đến 40 mm.
- Vật liệu để sản xuất đường ống - các giải pháp polypropylene hiện đại ít hơnsức đề kháng khi so sánh với ống kim loại.
- Đường bao rẽ - lý tưởng nhất là khi đường ống thẳng.
- Số lượng phụ kiện, bộ điều hợp, vòng đệm giữ lại - có những hạn chế ở đây, vì mỗi van làm giảm mức độ áp suất.
Để tạo áp suất tối ưu trong hệ thống sưởi bằng EC, lò hơi phải được đặt càng thấp càng tốt bên dưới hệ thống mạch. Theo quy định, đây là tầng hầm. Vì những lý do rõ ràng, bình giãn nở được lắp đặt càng cao càng tốt và trong hầu hết các trường hợp đều nằm trên gác mái.
Cần lưu ý rằng hệ thống sưởi của một ngôi nhà có sự lưu thông tự nhiên có đặc tính trơ, có nghĩa là nó chảy khá chậm. Thời gian từ khi hoàn thành lò hơi đến khi ổn định hoàn toàn chế độ nhiệt độ mất vài giờ.
Tùy chọn chất làm mát
Theo quy định, thông lệ sử dụng nước hoặc chất chống đông làm chất làm mát. Nhưng vì cái sau có mật độ cao hơn và truyền nhiệt thấp, nên sẽ mất nhiều thời gian hơn để làm nóng nó, và do đó tốn nhiên liệu. Về mặt này, sử dụng nước sẽ có lợi hơn nhiều.
Ngoài ra, khi chất chống đông bị nóng lên, nó sẽ nở ra nhiều hơn. Do đó, khi chọn chất làm mát này, bình giãn nở phải lớn hơn cả nước.
Ưu điểm của hệ thống sưởi EC
Những lợi ích chính của hệ thống sưởi nhà lưu thông tự nhiên là:
- Hiệu quả chi phí thấpkhông có bơm tuần hoàn đắt tiền.
- Không ồn ào. Ngay cả những máy bơm hiện đại nhất cũng tạo ra tiếng ồn êm ái - vào ban ngày nó không nghe thấy tiếng ồn xung quanh, nhưng vào ban đêm có thể nghe thấy tiếng vo ve, điều này gây khó chịu.
- Trục trặc máy bơm dẫn đến chi phí bổ sung.
- Số lượng sự cố là tối thiểu - thực tế không có gì để hỏng ở đây, ngoại trừ lò hơi. Hiếm khi rò rỉ và có thể dễ dàng tự sửa chữa.
Nhưng ưu điểm chính của hệ thống sưởi ấm EC nằm ở sự độc lập về năng lượng của nó. Ở những nơi mất điện liên tục, đây là lựa chọn tốt nhất.
Nhược điểm rõ ràng
Có, và một hệ thống sưởi ấm dường như hoàn hảo của một ngôi nhà một tầng với sự lưu thông tự nhiên, hoạt động theo tất cả các quy luật vật lý, có một số nhược điểm.
Nhược điểm rõ ràng bao gồm:
- Phạm vi ngắn của chất làm mát.
- Không thể điều chỉnh nhiệt độ trong từng phòng riêng biệt.
- Nước lưu thông qua mạch dưới áp suất nhẹ, làm giảm nhiệt độ đáng kể - bộ tản nhiệt càng xa lò hơi thì nhiệt độ càng thấp.
- Khoảng thời gian dài để hệ thống vào chế độ hoạt động hoàn toàn.
- Vì bình giãn nở được đặt trong phòng áp mái lạnh (thường không được sưởi ấm), nên có khả năng chất làm mát bị đóng băng.
Bất chấp tất cả những nhược điểm này,sưởi ấm với EC vẫn có liên quan. Có lẽ điều này là do đối với nhiều người, lợi ích vượt trội hơn tất cả những bất lợi ở trên.
Các loại mạch sưởi
Hệ thống làm nóng nước với tuần hoàn tự nhiên có thể được thực hiện theo một trong số các phương án:
- một ống;
- hai ống;
- chùm.
Trong trường hợp này, các thông số chung như chiều dài của mạch, số lượng pin và một số thông số khác không đóng vai trò đặc biệt. Tuy nhiên, có thể có nhiều đề án cụ thể hơn. Tuy nhiên, dưới đây chúng tôi sẽ chỉ xem xét đơn giản nhất trong số đó.
Đường ống đơn
Đây là sơ đồ đơn giản nhất, trong đó một đường ống được sử dụng để cung cấp nước cho các bộ tản nhiệt. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, bạn có thể làm mà không có chúng, vì nhiệt được cung cấp bởi chính khu vực của đường ống.
Nếu sơ đồ vẫn ngụ ý sự hiện diện của bộ tản nhiệt, thì cần phải tính toán chính xác số lượng pin (phần). Số lượng tối ưu là không quá 5. Sau cùng, khi nước đi qua mỗi điểm, nó sẽ nguội đi. Ngoài ra, đối với hệ thống sưởi trong nhà riêng có lưu thông tự nhiên, nên sử dụng càng ít van ngắt càng tốt. Đồng thời, độ dài của đường viền không cần phải giảm nhiều.
Lựa chọn lý tưởng trong trường hợp này là sắp xếp theo đường chéo. Nói cách khác, chất làm mát sẽ đi vào các bộ tản nhiệt từ phía trên, chuyển hướng đến từng điểm. Sau lần sử dụng pin cuối cùng, nước được làm mát sẽ được quay trở lạinồi hơi thông qua đường ống thoát ra ngoài gọi là đường ống hồi lưu. Đồng thời, toàn bộ đường ống đều giống nhau, đây thực sự là toàn bộ bản chất của đường ống đơn.
Hệ thống hai ống
Đề án này phức tạp hơn một chút, nhưng nó cũng có lợi thế của nó. Tại đây, chất làm mát nóng được dẫn qua pin thông qua một đường ống, và ở trạng thái nguội trở lại lò hơi thông qua một đường khác. Do đó, hiệu quả truyền nhiệt từ các pin kết nối với một chân ngang được cải thiện. Theo quy luật, đường dây cung cấp chạy dọc theo trần nhà hoặc nằm trên tầng áp mái. Đối với dòng trả về, nó nằm trên sàn.
Mặc dù lợi thế rõ ràng của một dây chuyền (vật liệu tối thiểu, do đó, chi phí tối thiểu), hệ thống sưởi hai ống với sự lưu thông tự nhiên của ngôi nhà hai tầng (hoặc một tầng) vẫn sẽ là giải pháp tốt nhất. Hơn nữa, nó được chia thành hai nhánh với số lượng bộ tản nhiệt giống hệt nhau.
Đồng thời, mỗi pin nhận được một chất làm mát có cùng nhiệt độ, đây đã là một điểm cộng và cũng là một điểm rất quan trọng! Ngoài ra, nó có thể tự động điều chỉnh nó, vì các thiết bị không phụ thuộc vào nhau. Dựa trên ưu điểm đã đề cập của sơ đồ một ống, theo sau là nhược điểm của hệ thống hai ống - tiêu thụ vật liệu tăng lên. Điều này đặc biệt đúng đối với những ngôi nhà hai tầng.
Các tính năng của lược đồ tia
Trong trường hợp này, đường vào và đường ra được kết nối với một ống góp đặc biệt. Trên thực tế, đây là một lược phân phối, trong mỗi ổ cắm được trang bị một cuộn cảm. Tuy nhiên, đối với mỗi loại pinhai ống được cung cấp.
Đánh giá từ quan điểm của kiểm soát nhiệt độ, một hệ thống sưởi ấm với lưu thông tự nhiên là thuận tiện nhất. Đồng thời, công việc lắp đặt ở đây cũng phức tạp hơn do sử dụng quá nhiều đường ống. Vì vậy, để không làm hỏng vẻ ngoài của căn phòng, chúng được chuyển xuống sàn hoặc ẩn sau những bức tường giả. Và điều này đã dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong chi phí làm việc.
Tính năng xây dựng CO với EC
Vì hoạt động của CO với EC dựa trên các quy luật vật lý tự nhiên (môi trường được đốt nóng tạo ra dòng đi lên), nên pin phải được đặt ở trên mức của lò hơi. Vị trí tối ưu là tầng hầm hoặc tầng hầm. Nếu không có cái này và cái kia, thì một hốc có kích thước thích hợp sẽ được làm trên sàn để lắp đặt máy phát nhiệt.
Và điều này không chỉ đúng với nhà riêng mà còn đúng với các căn hộ có hệ thống sưởi tự động. Một phần nhỏ của sàn được cắt bỏ cùng với lớp láng để có thể đặt trực tiếp lò hơi đốt nóng tuần hoàn tự nhiên trên tấm sàn.
Để chất làm mát lưu thông tự nhiên tốt hơn, cần phải có bộ thu gia tốc hoặc đoạn ống thẳng đứng, bắt nguồn từ lò hơi và cao đến tận trần nhà. Sau đó, cơ sở được đi xuống từ đường cao tốc chính đến các bộ tản nhiệt.
Chiều cao tối thiểu của ống góp tăng tối thiểu phải là 1.500 mm, trong khi cần lưu ý rằng phải có không gian trống giữa đường trên và trầnkhông gian cho một thùng mở rộng. Và như chúng ta đã biết, đây là yếu tố không thể thiếu của toàn bộ hệ thống sưởi. Nếu nhà có trần thấp thì chỉ cần dỡ bể lên gác xép, các phòng này cần được cách nhiệt. Bạn có thể tạo một hệ thống sưởi ấm kiểu kín bằng cách sử dụng bình giãn nở màng, có thể được đặt ở bất kỳ nơi nào thuận tiện.
Điều đáng chú ý là hệ thống sưởi ấm khép kín với tuần hoàn tự nhiên có những ưu điểm:
- Sự thất thoát nhiệt được giảm phần lớn qua bình giãn nở.
- Hệ thống kín không cần thông hơi thường xuyên.
- Thể tích của bình giãn nở cũng được giảm xuống, điều này cũng áp dụng cho quán tính nhiệt của hệ thống.
Như bạn có thể hiểu, sự hiện diện của tầng hai trong ngôi nhà làm tăng đáng kể hiệu quả của bộ thu tốc.
Vì lý do này, việc tổ chức lưu thông tự nhiên của chất làm mát trong một ngôi biệt thự hai tầng dễ dàng hơn nhiều so với một ngôi nhà một tầng.
Quy tắc lắp đặt hệ thống sưởi với EC
Nếu có mong muốn hoặc cần tổ chức hệ thống sưởi với EC, thì một số quy tắc cần được lưu ý:
- Các nhánh ngang của đường ống dẫn mạch nhất thiết phải dốc theo hướng chuyển động của chất làm mát. Lên đến 10 mm trên đường dài và lên đến 50 mm trên các đoạn ngắn trên mỗi mét.
- Trong quá trình tạo ra một hệ thống sưởi ấm tuần hoàn tự nhiên bằng chính tay của bạn, bạn nên sử dụng tất cả các cách có thểcố gắng giảm điện trở thủy lực của mạch. Quy tắc này cần được tuân thủ khi chọn pin - bộ tản nhiệt bằng gang là lựa chọn tốt nhất do độ hở nhỏ của chúng.
- Ống polyme có mức độ cản thuỷ lực thấp nhất. Ngoài ra, chúng không phát triển quá mức theo quy mô. Nhưng tốt hơn là không sử dụng các tùy chọn kim loại-nhựa, vì diện tích dòng chảy giảm đáng kể do các phụ kiện. Sự lựa chọn tốt nhất là ống polypropylene, nhiệt độ hoạt động của chúng là 70 °. Các tùy chọn polyethylene liên kết chéo thậm chí còn thích hợp hơn - ngưỡng nhiệt độ của chúng là 95 ° C.
- Nếu có các nhánh trong mạch sưởi, thì sau mỗi nhánh, đường kính ống được chọn nhỏ hơn một cỡ. Đối với lợi nhuận, điều ngược lại là đúng - kích thước tăng lên.
Vì khái niệm hệ thống sưởi ấm với tuần hoàn tự nhiên ngụ ý không sử dụng điện, nên lò hơi cũng phải không bay hơi. Và những mô hình như vậy được sản xuất bởi nhiều nhà sản xuất.
Trong số các công ty nước ngoài có Bertta, Stropuva, Buderus. Nhưng các công ty Nga cũng có thể đưa ra các lựa chọn tốt - Energia, Ogonyok, Conord.
Kết
Như bạn thấy, hệ thống sưởi với chất làm mát EC có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Ai đó sẽ thích tùy chọn này và họ sẽ muốn thực hiện nó. Những người khác chỉ thấy khuyết điểm trong đó. Trong mọi trường hợp, sơ đồ sưởi ấm với sự lưu thông tự nhiên phù hợp với nhiềuchủ nhà.
Đồng thời, hầu hết đều đặt một máy bơm tuần hoàn trên đường ống hồi lưu để nâng cao hiệu quả của hệ thống sưởi. Chỉ có nó là nằm trên đường tránh. Một biện pháp như vậy cho phép bạn chuyển mạch sang trọng lực bằng cách mở một vòi đặc biệt khi tắt nguồn.
