Σημείωση ασφαλείας: Αυτό είναι ένα αρχειοθετημένο εκπαιδευτικό κείμενο από το 2018. έτος, και όχι έργο ή οδηγίες για ανεξάρτητη εγκατάσταση του συστήματος θέρμανσης. Ο υπολογισμός, η επιλογή του εξοπλισμού, η εγκατάσταση, η δοκιμή και η θέση σε λειτουργία θα πρέπει να ανατεθούν σε ειδικευμένους σχεδιαστές και εργολάβους, σύμφωνα με τους ισχύοντες κανονισμούς και την τεκμηρίωση του κατασκευαστή.
Οι συνολικές ανάγκες θέρμανσης του κτιρίου επηρεάζονται επίσης από το κέλυφος του κτιρίου. Ρίξτε μια ματιά στις ξύλινα παράθυρα, παράθυρα από ξύλο-αλουμίνιο και υπηρεσίες ή στείλτε ένα αίτημα για προσφορά.
Η θέρμανση ενός μεγαλύτερου διαμερίσματος και οικογενειακών κτιρίων με παραδοσιακές σόμπες δεν είναι η πιο ευχάριστη χειμερινή διασκέδαση. Η θέρμανση με αυτόν τον τρόπο είναι δυσάρεστη όχι μόνο επειδή δημιουργεί δουλειά για τη συντήρηση της σόμπας, αλλά και επειδή πρέπει να προετοιμάσετε καύσιμα, να ανάψετε φωτιά, να καθαρίσετε τη στάχτη και κατά τη διάρκεια όλων αυτών των εργασιών το διαμέρισμα λερώνεται περισσότερο από το συνηθισμένο. Εκτός από αυτά τα μειονεκτήματα, η θέρμανση με σόμπες δεν ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις της σύγχρονης κατοικίας ούτε αισθητικά ούτε ως προς την ομοιόμορφη κατανομή της θερμοκρασίας. Με βάση αυτά τα δεδομένα, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι όχι μόνο σε νέα κτίρια κοινωνικής ιδιοκτησίας, αλλά και σε ειδικά οικογενειακά κτίρια σήμερα, χρησιμοποιείται σύστημα κεντρικής θέρμανσης.
Σχέδιο θέρμανσης και αρχή λειτουργίας
Συσκευή κεντρικής θέρμανσης (εικ.1) αποτελείται από ένα σύστημα: λέβητα, θερμαντικά στοιχεία και σωληνώσεις. Το υψηλότερο σημείο αυτού του συστήματος είναι το δοχείο διαστολής. Ολόκληρο το σύστημα είναι γεμάτο με νερό. Αν καούμε στο μπόιλερ το νερό ζεσταίνεται και λόγω του μικρότερου ειδικού βάρους του ανεβαίνει και το ζεστό νερό αντικαθίσταται από νερό που έχει κρυώσει στις αντιστάσεις (άρα έχει μεγαλύτερο ειδικό βάρος). Το νερό που ρέει προς τα πάνω έρχεται μέσω του αγωγού στις αντιστάσεις, εκεί εκπέμποντας τη θερμότητά του, κρυώνει και επιστρέφει στο λέβητα.
Εικόνα 1 — συσκευή για κεντρική θέρμανση.
Αντίστοιχα, λόγω της διαφοράς στο ειδικό βάρος κρύου και ζεστού νερού στο σύστημα, δημιουργείται μια συνεχής κλειστή ροή, η οποία επιτρέπει την παροχή συγκεκριμένης ποσότητας θερμότητας στα θερμαντικά στοιχεία.
Η δύναμη που επιτρέπει την κυκλοφορία του νερού λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας - ειδικά όταν θερμαίνεται μόνο σε ένα επίπεδο - είναι πολύ μικρή και επομένως είναι σημαντικό να διαστασιολογούνται οι συσκευές με βάση προσεκτικούς και ακριβείς υπολογισμούς. Στην πράξη, συμβαίνει συχνά οι συσκευές, ειδικά για μικρότερα και μεμονωμένα διαμερίσματα, να σχεδιάζονται γρήγορα και με βάση δεδομένα από την εμπειρία. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι ένα σύστημα κεντρικής θέρμανσης μπορεί μερικές φορές να εφαρμοστεί επιτυχώς με αυτόν τον τρόπο, αλλά είναι πιο συνηθισμένο ότι δεν λειτουργεί άψογα και τα σφάλματα που προκύπτουν είναι πιο δύσκολο να διορθωθούν αργότερα.
Γι’ αυτό δεν πρέπει να μετανιώνουμε για την προσπάθεια δημιουργίας των απαραίτητων υπολογισμών και έργων, γιατί σίγουρα θα αποδώσει. Δεν πρέπει να παραβλέπουμε το γεγονός ότι ένα σύστημα όπως αυτό πρέπει να λειτουργεί για μια ζωή.
Υπολογισμός της απαιτούμενης ποσότητας θερμότητας
Η πρώτη εργασία κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού είναι ο υπολογισμός της απαιτούμενης ποσότητας θερμότητας για τη θέρμανση των επιθυμητών δωματίων. Η απαιτούμενη ποσότητα θερμότητας για θέρμανση ταιριάζει με τις απώλειές της. Οι απώλειες θερμότητας εξαρτώνται από τη διαφορά μεταξύ της εξωτερικής θερμοκρασίας και της θερμοκρασίας του δωματίου που πρόκειται να θερμανθεί, από τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας εκείνων των επιφανειών που οριοθετούν το παρατηρούμενο δωμάτιο, καθώς και από το μέγεθος αυτών των επιφανειών.
Ο υπολογισμός θα πρέπει να γίνεται χωριστά για κάθε επιφάνεια με διαφορετικούς συντελεστές μεταφοράς θερμότητας και με διαφορές στις εξωτερικές και εσωτερικές θερμοκρασίες. Το άθροισμα των μερικών αποτελεσμάτων που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο θα δώσει τη συνολική απαιτούμενη ποσότητα θερμότητας δωματίου. (Για όσους διστάζουν να κάνουν υπολογισμούς, σημειώστε ότι ο υπολογισμός απαιτεί μόνο βασικούς υπολογισμούς).
Η απαιτούμενη ποσότητα θερμότητας υπολογίζεται με τον τύπο:
Q=F * k (tb - tk)
που είναι:
Q - η ποσότητα θερμότητας που χάνεται από το δωμάτιο, kcal/ώρα.
F - επιφάνεια (τοίχος, παράθυρο, πόρτα, δάπεδο, οροφή) από την οποία περνά η θερμότητα, m2;
k - συντελεστής μεταφοράς θερμότητας για την παρατηρούμενη επιφάνεια, kcal/m2°C
tb- επιθυμητή εσωτερική θερμοκρασία δωματίου, °C
tk - εξωτερική θερμοκρασία της παρατηρούμενης επιφάνειας, °C
Εικόνα2— ένα παράδειγμα υπολογισμού της απαιτούμενης ποσότητας θερμότητας.
Παράδειγμα αρχείου υπολογισμού δωματίου
Για μια καλύτερη επισκόπηση της ροής υπολογισμού, θα πάρουμε ένα πρακτικό παράδειγμα. Το καθήκον είναι να υπολογίσετε την απαιτούμενη ποσότητα θερμότητας για το κτίριο κατοικιών από την εικόνα αρ.2. Τεχνικά στοιχεία είναι: διαχωριστικοί τοίχοι από πορώδη τούβλα, διαστάσεις10 cm, σοβατισμένο και στις δύο πλευρές, το κύριο πάχος του τοίχου38 cm σοβατισμένο και από τις δύο πλευρές, πόρτα μονό τζάμι, διπλό παράθυρο με ξύλινο σκελετό. οροφή με ξύλινα δοκάρια και στις δύο πλευρές καλυμμένη με σανίδες και πάνω από την οροφή κλειστή σοφίτα, κάτω από το πάτωμα είναι χώμα. Ελάχιστη αναμενόμενη εξωτερική θερμοκρασία -20°C. Μεταφορά θερμότητας μέσω του εξωτερικού παραθύρου:
Περιοχή: F =1,5x2=3 m2
Συντελεστής μεταφοράς θερμότητας: k =3,5
Διαφορά θερμοκρασίας: tb = +20°C, tk = -20°C, tb - tk =20- (-20) =40°C
Q=3x3,5x40=420kcal/ώρα
Διέλευση θερμότητας μέσω του εξωτερικού κύριου τοιχώματος:
Περιοχή: F =3η4- περιοχή παραθύρου =12-3=9 m2
Q =9η1,3x40=468kcal/ώρα
Το πέρασμα της θερμότητας από την πόρτα στο χολ:
Περιοχή: F =0,9x2=1,8 m2
k =3
Διαφορά θερμοκρασίας: tb =20°C; tk =16°C, tb - tk =20-16=4°C
Q =1,8η3η4=21,6kcal/ώρα
Πέρασμα θερμότητας μέσω του τοίχου προς την αίθουσα:
Περιοχή: F =3x3,5- περιοχή της πόρτας =10,5-1,8=8,7m2
k =1,6
Διαφορά θερμοκρασίας: tb - tk =40°C
Q = 8,7 x 1,6 x 4 = 55,7 kcal/ώρα
Διέλευση θερμότητας μέσω του τοίχου προς το WC:
Επιφάνεια: F = 1,5 x 3 = 4,5m2
k =1,6
Διαφορά θερμοκρασίας: tb - tk = 2°C
Q = 4,5 h 1,6 h 2 = 14,2 kcal/ώρα
Διέλευση θερμότητας μέσω του τοίχου στο μπάνιο:
Επιφάνεια: F = 1,9 x 3 = 5,7m2
k =1,6
Διαφορά θερμοκρασίας: tb - tk = 20 - (+24) = -4°C
Σε αυτήν την περίπτωση, η θερμότητα περνά από το μπάνιο στα δωμάτια, δηλαδή δεν είναι απώλεια θερμότητας, αλλά κέρδος, και επομένως αυτή η τιμή πρέπει να αφαιρεθεί από τη συνολική απαιτούμενη θερμότητα.
Q = 5,7 h 1,6 x (-4) = -36,5
δεν υπάρχει διαφορά στη θερμοκρασία μεταξύ των επιμέρους δωματίων, επομένως δεν υπάρχει μεταφορά θερμότητας και επομένως δεν χρειάζεται να υπολογιστεί.
Διέλευση θερμότητας από την οροφή:
Επιφάνεια: F = 3,5 x 4 =15 m2
k = 1,5
Διαφορά θερμοκρασίας: tb - tk = 20 - (-12) = 32°C
Q =15 h 1,5 x 32 = 720 kcaI/ώρα
Διάοδος θερμότητας από το δάπεδο:
Επιφάνεια: F = 15m2
k = 1,5
Διαφορά θερμοκρασίας: tb – tk = 20 - (-2) = 22°C
Q = 15 x 1,5 x 22 = 495 kcal/ώρα
Συνολική απαιτούμενη θερμότητα:
420
468
21,6
55,7
14,2
720
495
-–––––
2194,5 kcal/ώρα
Η αξία που προκύπτει με αυτόν τον τρόπο θα πρέπει να αυξηθεί με δικαιώματα όπως το επίδομα για τις πλευρές του κόσμου, το επίδομα ανέμου και το επίδομα για τη διακοπή της θέρμανσης.
Αξεσουάρ ανέμου:
Κανονικές περιοχές: με έναν εξωτερικό τοίχο με άνοιγμα:
10% με πολλαπλά εξωτερικά τοιχώματα με ανοίγματα: 15%
Περιοχές ανέμου: με έναν εξωτερικό τοίχο με άνοιγμα:
20%, με πολλαπλά εξωτερικά τοιχώματα με ανοίγματα: 25%.
Αξεσουάρ διακοπής θερμότητας:
Αναμενόμενη διακοπή θέρμανσης από 8 - 12 ώρες ανά ημέρα: 15%.
Αναμενόμενη διακοπή θέρμανσης από 12 - 16 ώρες ανά ημέρα: 25%.
Προσθήκη στις πλευρές του κόσμου
Βορειοδυτικός προσανατολισμός: 5%.
Βόρειος προσανατολισμός: 10%.
Το δωμάτιο στο παράδειγμα βρίσκεται σε μια περιοχή με κανονικούς ανέμους, είναι προσανατολισμένος στον βορρά και επομένως η τιμή που προκύπτει θα πρέπει να προστεθεί δύο φορές 10%, δηλαδή συνολικά 20%.
Δεν θα μετρήσουμε το επίδομα διακοπής θέρμανσης, γιατί είναι λιγότερο συνεχές.
2194,5
+438,9 (20%)
-———————
2633,4
Από αυτήν την τιμή, πρέπει να αφαιρεθεί η ποσότητα θερμότητας που λαμβάνεται από τον τοίχο προς το μπάνιο:
2633,4
- 36,5
-————
2596,9
Αντίστοιχα, η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση του δωματίου είναι Q = 2597 kcal/ώρα
Σχεδίαση συστήματος
Πρώτα από όλα, κατά το σχεδιασμό, θα πρέπει να σχεδιάσετε τη βάση των πλευρών στην κλίμακα 1:100. ή αν είναι δυνατόν 1:50. Τα θερμαντικά στοιχεία πρέπει να τοποθετούνται κάτω από το παράθυρο και σε δωμάτια όπου δεν υπάρχουν παράθυρα, δίπλα στην πόρτα που οδηγεί στον ελεύθερο χώρο ή προς ψυχρότερα δωμάτια. Λόγω του πιθανώς μακρύτερου αγωγού, αυτή η διάταξη είναι κάπως πιο ακριβή από τη διάταξη των θερμαντικών σωμάτων κατά μήκος των εσωτερικών τοιχωμάτων, αλλά τα πλεονεκτήματα, η ροή αέρα και, σε σχέση με αυτό, η διάταξη θερμοκρασίας, είναι πολύ πιο σημαντικά. (εικ. 3)
Εικόνα 3 — ροή αέρα γύρω από το σώμα θέρμανσης.
Επιλογή θερμαντικών στοιχείων
Μετά τον σχεδιασμό ακολουθεί η επιλογή του τύπου των θερμαντικών στοιχείων και ο προσδιορισμός των απαιτούμενων θερμαντικών επιφανειών. Για τη θέρμανση ζεστού νερού, τα καταλληλότερα στοιχεία θέρμανσης είναι τα χαλύβδινα καλοριφέρ. Πολλοί άνθρωποι διστάζουν να χρησιμοποιήσουν αυτά τα καλοριφέρ, υποτίθεται ότι είναι κατεστραμμένα από το νερό και διαρρέουν γρήγορα. Ωστόσο, αυτό συμβαίνει μόνο όταν το νερό αποστραγγίζεται συχνά και αδικαιολόγητα από το σύστημα ή όταν το ψυγείο παραμένει χωρίς νερό για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά την αποστράγγιση του νερού. Υπό κανονική χρήση, η διάρκεια ζωής των καλοριφέρ από χάλυβα είναι περίπου ίδια με αυτή των καλοριφέρ από χυτοσίδηρο. Τα καλοριφέρ από χυτοσίδηρο δεν είναι καταρχήν τα καταλληλότερα για θέρμανση ζεστού νερού γιατί είναι πολύ ακριβά αλλά και επειδή έχουν μεγάλο νεκρό βάρος. Όσον αφορά τη θερμική απόδοση, και οι δύο τύποι καλοριφέρ είναι πανομοιότυποι.
Τα καλοριφέρ αλουμινίου είναι από τα πιο σύγχρονα σώματα θέρμανσης (Alutherm, Radal). Τα θερμικά χαρακτηριστικά αυτών των καλοριφέρ είναι πολύ ευνοϊκά, το βάρος τους είναι χαμηλό, έχουν πολύ όμορφη και μοντέρνα εξωτερική εμφάνιση. Η σύνδεσή τους γίνεται με φλάντζες με σπείρωμα. Κατά τη σύνδεση του ψυγείου, για να μην δημιουργηθεί γαλβανικό στοιχείο και, ως προς αυτό, διάβρωση, οι κεφαλές και οι άξονες των βιδών θα πρέπει να μονώνονται με ηλεκτρικό μονωτικό.
Σύνδεση ειδών ψυγείου
Τα φαρδιά χαλύβδινα καλοριφέρ θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο εάν η χρήση κανονικών (από 150 mm) θα οδηγήσει σε πολύ μακρύ ψυγείο. Τα θερμαντικά σώματα από χάλυβα διατίθενται στο εμπόριο με αντικείμενα 5 - 10 -15 - 20 συγκολλημένα μεταξύ τους. Εάν απαιτούνται περισσότερα από 20 αντικείμενα για ένα ψυγείο, τότε ga
μπορεί να επεκταθεί με μια μονάδα 5 ή πιθανώς με στοιχεία 10 χρησιμοποιώντας ενδιάμεσες βίδες ψυγείου 5/4 με αριστερό και δεξί σπείρωμα και συνιστώμενη στεγανοποίηση ή λίπανση κλινγκερίτη. Αδιάβροχο γράσο με σημείο βρασμού πάνω από 100°C ή λάδι γραφίτη Απαιτείται ειδικό κλειδί για την τοποθέτηση των στοιχείων
Τα καλοριφέρ από χυτοσίδηρο καθώς και τα θερμαντικά σώματα από χάλυβα παλαιάς κατασκευής συναρμολογούνται με στοιχεία και στερεώνονται με ενδιάμεσες βίδες. Εάν αγοράζουμε μεταχειρισμένα καλοριφέρ, πρέπει να επιθεωρηθούν και να ελεγχθούν σχολαστικά πριν την εγκατάσταση, ειδικά τα εξαρτήματα των επιμέρους στοιχείων. Είναι καλύτερο να ελέγχετε την κατάσταση του φύλλου με ένα αιχμηρό αντικείμενο (π.χ. ξύστρα με τρεις άκρες), επειδή το εξασθενημένο φύλλο θα τρυπηθεί λόγω της πίεσης, οπότε με αυτόν τον τρόπο θα γλιτώσουμε από περαιτέρω ταλαιπωρία.
Δοκιμή πίεσης
Τα καλοριφέρ που συναρμολογήσαμε μόνοι μας ή τα μεταχειρισμένα καλοριφέρ, πρέπει να ελέγχονται πριν από την εγκατάσταση. Η δοκιμή θα πραγματοποιηθεί με τον απλούστερο τρόπο εάν κλείσουμε το ένα άκρο του ψυγείου με βύσματα και το τοποθετήσουμε σε αυτά τα βύσματα. Έπειτα γεμίζουμε τελείως το καλοριφέρ με νερό και κλείνουμε ένα από τα υπόλοιπα ανοίγματα με ένα πώμα με σπείρωμα και στο άλλο άνοιγμα τοποθετούμε έναν ελαστικό σωλήνα με σύνδεση σωλήνα. Συνδέστε το άλλο άκρο του ελαστικού εύκαμπτου σωλήνα στο δίκτυο ύδρευσης. Εάν λόγω της πίεσης του δικτύου ύδρευσης, μετά από 5 -10 mλεπτά, δεν παρατηρήσουμε ότι το ψυγείο έχει διαρροή, μπορούμε να το εγκαταστήσουμε. Όπου δεν υπάρχει δίκτυο νερού, η πίεση που απαιτείται από το 2-3 στο μπορεί να παραχθεί με μια χειροκίνητη αντλία.
Τα καλοριφέρ μπορούν να τοποθετηθούν σε πόδια ή σε κονσόλες, που είναι στερεωμένες στον τοίχο. Η λύση με τις κονσόλες είναι καλύτερη, γιατί δεν εμποδίζει τον καθαρισμό κάτω από το καλοριφέρ, και έχει και καλύτερη αισθητική εμφάνιση. Για να στερεώσετε την κονσόλα, θα πρέπει να ανοίξετε μια τρύπα με βάθος 10 - 12cm στον τοίχο έτσι ώστε οι πλευρές του ανοίγματος να είναι παράλληλες ή το άνοιγμα να εκτείνεται προς τον τοίχο. Τουλάχιστον δύο άθικτες σειρές τούβλων πρέπει να παραμείνουν πάνω από το άνοιγμα. Για ένα ψυγείο με στοιχεία 20 απαιτούνται δύο και για μεγαλύτερη μία - τρεις κονσόλες.
Πηγή θερμότητας
Η απαιτούμενη επιφάνεια θέρμανσης του λέβητα προσδιορίζεται με βάση τη συνολική απαιτούμενη θερμότητα του κτιρίου (διαμερίσματος). Θα λάβουμε αυτό το μέγεθος προσθέτοντας τις απαιτούμενες ποσότητες θερμότητας για μεμονωμένα δωμάτια. Στην περίπτωση μικρότερων λεβήτων, οι οποίοι καίγονται με οπτάνθρακα ή καλύτερης ποιότητας άνθρακα, μπορεί πρακτικά να υπολογιστεί με 10.000 kcal/ώρα για 1 m2 επιφάνεια θέρμανσης. Επομένως, αν διαιρέσουμε τη συνολική απαιτούμενη ποσότητα θερμότητας με 10.000, τότε θα λάβουμε κατά προσέγγιση την απαιτούμενη επιφάνεια θέρμανσης του λέβητα. Συνιστάται όμως η λήψη λέβητα με ελαφρώς υψηλότερη απόδοση από την υπολογιζόμενη.
Ο τύπος του λέβητα καθορίζεται κυρίως από τον τύπο του καυσίμου. Για τον κοκ, οι μικροί λέβητες από χυτοσίδηρο ταιριάζουν καλύτερα. Οι λέβητες από χάλυβα και συγκολλημένη κατασκευή είναι πιο κατάλληλοι για καύση διαφορετικών καυσίμων.
Οι μικροί λέβητες συνήθως έχουν επιφάνεια θέρμανσης1,5 m2 (15.000kcal/ώρα),2,14 m2(22.000kcal/ώρα) i3.16 m2(32.000 kcal/ώρα). Για το οικογενειακό κτίριο, που δίνεται στην εικόνα αρ.4 Για παράδειγμα, απαιτείται στρογγυλοποίηση17.000kcal/ώρα συνολικής θερμότητας. Επιλέξαμε οπτάνθρακα για καύσιμο. Σύμφωνα με όλα τα δεδομένα, ένας λέβητας με επιφάνεια θέρμανσης του2,14 m2.
Εικόνα4— απαιτούμενη θερμότητα για ένα οικογενειακό κτίριο.