گرمایش مرکزی - طراحی، محاسبه و رادیاتور

نکته امنیتی: این یک متن آموزشی آرشیو شده از 2018 است. سال، و نه یک پروژه یا دستورالعمل برای نصب مستقل سیستم گرمایش. محاسبه، انتخاب تجهیزات، مونتاژ، آزمایش و راه اندازی باید بر اساس مقررات معتبر و مستندات سازنده به طراحان و پیمانکاران واجد شرایط سپرده شود.

نیازهای گرمایشی کلی ساختمان نیز تحت تأثیر پوشش ساختمان قرار دارد. پنجره‌های چوبی، پنجره‌های چوبی-آلومینیوم و خدمات ما را بررسی کنید، یا یک درخواست برای نقل قول ارسال کنید.

گرم کردن آپارتمان بزرگتر و ساختمان های خانوادگی با اجاق های سنتی خوشایندترین تفریح ​​زمستانی نیست. گرم کردن به این روش نه تنها به دلیل ایجاد کار برای نگهداری اجاق گاز ناخوشایند است، بلکه به این دلیل است که شما باید سوخت تهیه کنید، آتش روشن کنید، خاکستر را تمیز کنید و در طول همه این کارها آپارتمان کثیف تر از حد معمول می شود. علاوه بر این معایب، گرمایش با اجاق گازها چه از نظر زیبایی شناختی و چه از نظر یکنواختی توزیع دما، الزامات مسکن مدرن را برآورده نمی کند. بر اساس این حقایق، جای تعجب نیست که امروزه نه تنها در ساختمان‌های جدید در مالکیت اجتماعی، بلکه در ساختمان‌های ویژه خانوادگی نیز از سیستم گرمایش مرکزی استفاده می‌شود.

طرح گرمایش و اصل عملکرد

دستگاه گرمایش مرکزی (شکل.1) از یک سیستم تشکیل شده است: دیگ بخار، عناصر گرمایش و خطوط لوله. بالاترین نقطه این سیستم مخزن انبساط است. کل سیستم با آب پر شده است. اگر در دیگ بسوزانیم آب گرم می شود و به دلیل وزن مخصوص کمتر بالا می رود و آب گرم با آبی که در المنت سرد شده است جایگزین می شود (بنابراین وزن مخصوص بالاتری دارد). آبی که به سمت بالا جریان می یابد از طریق خط لوله به عناصر گرمایشی می رسد، در آنجا گرمای خود را خارج می کند، خنک می شود و به دیگ باز می گردد.

تصویر 1 — دستگاه گرمایش مرکزی.

بر این اساس به دلیل تفاوت وزن مخصوص آب سرد و گرم در سیستم، جریان بسته پیوسته ایجاد می شود که امکان تامین مقدار معینی گرما به المنت های گرمایشی را فراهم می کند.

نیروی که گردش آب را به دلیل اختلاف دما - به ویژه در هنگام گرم کردن فقط در یک سطح - امکان پذیر می کند بسیار ناچیز است و بنابراین اندازه گیری دستگاه ها بر اساس محاسبات دقیق و دقیق مهم است. در عمل، اغلب اتفاق می افتد که دستگاه ها، به ویژه برای آپارتمان های کوچکتر و فردی، به سرعت و بر اساس داده های تجربی طراحی می شوند. هیچ شکی وجود ندارد که گاهی اوقات می توان سیستم گرمایش مرکزی را با موفقیت به این روش اجرا کرد، اما بیشتر رایج است که عملکرد بی عیب و نقصی ندارد و اشتباهات ناشی از آن بعداً تصحیح می شود. 

به همین دلیل است که نباید از تلاش برای ایجاد محاسبات و پروژه های لازم پشیمان باشیم، زیرا مطمئناً نتیجه خواهد داد. ما نباید از این واقعیت غافل شویم که چنین سیستمی باید برای تمام عمر کار کند.

محاسبه مقدار حرارت مورد نیاز

اولین کار در حین طراحی، محاسبه مقدار گرمای لازم برای گرم کردن اتاق های مورد نظر است. مقدار گرمای لازم برای گرمایش با تلفات آن مطابقت دارد. تلفات حرارتی به تفاوت بین دمای بیرون و دمای اتاقی که قرار است گرم شود، به ضریب انتقال حرارت آن سطوحی که با اتاق مشاهده شده هم مرز هستند و همچنین به اندازه این سطوح بستگی دارد.

محاسبه باید به طور جداگانه برای هر سطح با ضرایب انتقال حرارت متفاوت و با تفاوت در دمای خارجی و داخلی انجام شود. مجموع نتایج جزئی به دست آمده در این روش، مقدار کل گرمای اتاق مورد نیاز را به دست می دهد. (برای کسانی که تمایلی به انجام محاسبات ندارند، لطفاً توجه داشته باشید که محاسبه فقط به محاسبات اولیه نیاز دارد).

مقدار حرارت مورد نیاز با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

Q=F * k (tb - tk)

کجا هستند:

Q - مقدار گرمای از دست رفته توسط اتاق، کیلو کالری در ساعت.

و - سطح (دیوار، پنجره، در، کف، سقف) که گرما از آن عبور می کند، م2;

k - ضریب انتقال حرارت برای سطح مشاهده شده، kcal/m2درجه سانتی گراد

tb- دمای داخلی اتاق دلخواه، درجه سانتیگراد

tk - دمای خارجی سطح مشاهده شده، °C

شکل 2 — مثالی از محاسبه مقدار گرمای مورد نیاز.

نمونه آرشیو محاسبه اتاق

برای مشاهده بهتر جریان محاسباتی، یک مثال عملی می آوریم. وظیفه محاسبه مقدار گرمای لازم برای ساختمان مسکونی از تصویر شماره است.2. داده های فنی عبارتند از: دیوارهای جداکننده ساخته شده از آجر متخلخل، ابعاد10 cm، گچ کاری شده از دو طرف، ضخامت دیوار اصلی38 cm دو طرف گچ کاری شده، درب تک جداره، پنجره دوجداره با چهارچوب چوبی. سقف با تیرهای چوبی در دو طرف پوشیده شده با تخته و بالای سقف یک اتاق زیر شیروانی بسته، زیر زمین کف. حداقل دمای مورد انتظار در فضای باز -20°C. انتقال حرارت از طریق پنجره بیرونی:

مساحت: F =1,5x2=3 m2

ضریب انتقال حرارت: k =3,5

اختلاف دما: tb = +20°C، tk = -20°C، tb - tk =20- (-20) =40°C

Q=3x3,5x40=420کیلو کالری در ساعت

عبور گرما از دیوار اصلی بیرونی:

مساحت: F =3ساعت4- مساحت پنجره =12-3=9 m2

Q =9ساعت1,3x40=468کیلو کالری در ساعت

عبور گرما از درب به سالن:

مساحت: F =0,9x2=1,8 m2

k =3

اختلاف دما: tb =20°C; tk =16°C، tb - tk =20-16=4°C

Q =1,8ساعت3ساعت4=21,6کیلو کالری در ساعت

عبور گرما از دیوار به سمت سالن:

مساحت: F =3x3,5- مساحت در =10,5-1,8=8,7m2

k =1,6

اختلاف دما: tb -tk =40°C

Q =8,7x1,6x4=55,7 کیلو کالری در ساعت

عبور گرما از دیوار به سمت WC:

مساحت: F =1,5x3=4,5m2

k =1,6

اختلاف دما: tb - tk =2°C

Q =4,5ساعت1,6ساعت2=14,2کیلو کالری در ساعت

عبور گرما از دیوار به سمت حمام:

مساحت: F =1,9x3=5,7m2

k =1,6

اختلاف دما: tb - tk = 20- (+24) = -4°C

در این حالت، گرما از حمام به اتاق‌ها منتقل می‌شود، یعنی از دست دادن گرما نیست، بلکه یک افزایش است، و بنابراین این مقدار باید در نهایت از کل گرمای مورد نیاز کسر شود.

Q =5,7ساعت1,6x (-4) = -36,5

هیچ تفاوتی در دما بین اتاق ها وجود ندارد، بنابراین انتقال گرما وجود ندارد و بنابراین نیازی به محاسبه نیست.

عبور گرما از سقف:

مساحت: F =3,5x4=15 m2

k =1,5

اختلاف دما: tb - tk =20- (-12) =32°C

Q =15ساعت1,5x32=720kcaI / ساعت

عبور گرما از کف:

سطح: F = 15m2

k =1,5

اختلاف دما: tb – tk = 20 - (-2) = 22°C

Q = 15 x 1,5 x 22 = 495 کیلو کالری/ساعت

کل گرمای مورد نیاز:

420

468

21,6

55,7

14,2

720

495

-–––––

2194,5 کیلوکالری در ساعت

مقدار به‌دست‌آمده از این طریق باید با اضافاتی مانند کمک هزینه برای طرف‌های جهان، کمک هزینه برای باد و اجازه توقف گرمایش افزایش یابد.

لوازم جانبی باد:

مناطق عادی: با یک دیوار بیرونی با بازشو:

10% با چندین دیواره بیرونی با دهانه: 15%

مناطق باد: دارای یک دیوار بیرونی با دهانه:

20%، با چندین دیوار بیرونی با دهانه: 25%.

دوشاخه قطع گرما:

وقفه مورد انتظار در گرمایش از 8 - 12 ساعت در روز: 15%.

وقفه مورد انتظار در گرمایش از 12 - 16 ساعت در روز: 25%.

افزودن به نقاط مختلف جهان

جهت شمال غربی: 5%.

جهت شمال: 10%.

اتاق موجود در مثال در منطقه ای با بادهای معمولی قرار دارد، جهت آن به سمت شمال است و بنابراین مقدار به دست آمده باید دو بار 10%، یعنی مجموع 20% اضافه شود.

ما کمک هزینه وقفه گرمایشی را محاسبه نمی‌کنیم، زیرا مستمر کمتر است.

2194,5

+438,9 (20%)

-———————

2633,4

میزان گرمای دریافتی از دیوار به سمت حمام باید از این مقدار کسر شود:

2633,4

- 36,5

-————

2596,9

بر این اساس، مقدار گرمای مورد نیاز برای گرم کردن اتاق Q = 2597 کیلوکالری در ساعت

طراحی سیستم

ابتدا هنگام طراحی، پایه اضلاع در مقیاس 1:100 کشیده شود. یا در صورت امکان 1:50. عناصر گرمایشی باید زیر پنجره و در اتاق هایی که پنجره وجود ندارد، در کنار در منتهی به فضای آزاد یا به سمت اتاق های سردتر قرار داده شوند. با توجه به طولانی بودن خط لوله، این چیدمان تا حدودی گرانتر از چیدمان بدنه های گرمایشی در امتداد دیوارهای داخلی است، اما مزایا، جریان هوا و در ارتباط با آن، آرایش دما بسیار مهمتر است. (شکل 3)

تصویر 3 — جریان هوا در اطراف بدنه گرمایشی.

انتخاب عناصر گرمایش

پس از طراحی، انتخاب نوع عناصر گرمایشی و تعیین سطوح گرمایشی مورد نیاز دنبال می شود. برای گرمایش آب گرم مناسب ترین عناصر گرمایشی رادیاتورهای فولادی هستند. بسیاری از مردم تمایلی به استفاده از این رادیاتورها ندارند، زیرا گفته می شود در اثر آب آسیب می بینند و به سرعت نشت می کنند. با این حال، این تنها زمانی اتفاق می افتد که آب اغلب و به طور غیر قابل توجیه از سیستم تخلیه می شود یا زمانی که رادیاتور پس از تخلیه آب برای مدت طولانی بدون آب می ماند. در استفاده معمولی، عمر رادیاتورهای فولادی تقریباً به اندازه رادیاتورهای چدنی است. رادیاتورهای چدنی در وهله اول برای گرم کردن آب گرم مناسب نیستند زیرا بسیار گران هستند و همچنین وزن مرده زیادی دارند. از نظر عملکرد حرارتی، هر دو نوع رادیاتور یکسان هستند.

رادیاتورهای آلومینیومی از مدرن ترین عناصر گرمایشی (آلوترم، رادال) هستند. مشخصات حرارتی این رادیاتورها بسیار مطلوب است، وزن خود آنها کم است، ظاهر خارجی بسیار زیبا و مدرنی دارند. اتصال آنها با فلنج های رزوه ای انجام می شود. هنگام اتصال رادیاتور برای عدم ایجاد عنصر گالوانیکی و در ارتباط با آن خوردگی، سر و شفت پیچ ها باید با عایق برق عایق شوند.

پیوستن به مقالات رادیاتور

رادیاتورهای فولادی عریض فقط در صورت استفاده از معمولی (از150 mm) منجر به یک رادیاتور بسیار طولانی شد. رادیاتورهای فولادی را می توان در تجارت با5-10-15-20مقالات جوش داده شده به هم اگر یک رادیاتور به بیش از20مقالات، سپس آن را

ما می توانیم با واحد گسترش دهیم5یا احتمالاً از10عناصر با استفاده از پیچ های میانی برای رادیاتور از5/4با رزوه های چپ و راست و واشر کلینگریت یا سنتاور. توصیه می شود پیچ ​​ها را با گریس ضد آب با نقطه جوش بالا روغن کاری کنید. 100°C، یا روغن گرافیت. یک کلید مخصوص برای نصب عناصر مورد نیاز است. 

رادیاتورهای چدنی و همچنین رادیاتورهای فولادی قدیمی توسط المنت ها مونتاژ شده و با پیچ های میانی بسته می شوند. اگر رادیاتورهای دست دوم بخریم باید قبل از نصب آن ها به ویژه اجزای تک تک عناصر بررسی و بررسی شوند. بهتر است وضعیت ورق را با یک جسم نوک تیز بررسی کنید (مثلاً یک سوهان سه لبه)، زیرا ورق ضعیف شده در اثر فشار سوراخ می شود، بنابراین از این طریق خود را از ناراحتی بیشتر نجات خواهیم داد.

تست فشار

رادیاتورهایی که خودمون مونتاژ کردیم یا رادیاتورهای دست دوم باید قبل از مونتاژ تست شوند. اگر یک سر رادیاتور را با دوشاخه ببندیم و روی آن دوشاخه قرار دهیم، آزمایش به ساده ترین روش انجام می شود. سپس رادیاتور را کاملا پر از آب می کنیم و یکی از دهانه های باقی مانده را با درپوش رزوه ای می بندیم و روی دهانه دیگر یک شلنگ لاستیکی با اتصال لوله قرار می دهیم. سر دیگر شلنگ لاستیکی را به شبکه آبرسانی وصل کنید. اگر در اثر فشار شبکه آبرسانی بعد از 5 -10 m دقیقه متوجه نشتی رادیاتور نشدیم می توانیم آن را نصب کنیم. در جاهایی که شبکه آب وجود ندارد، فشار مورد نیاز از 2-3 ​​در را می توان با یک پمپ دستی تولید کرد.

رادیاتورها را می توان روی پاها یا روی کنسول هایی که به دیوار وصل می شوند قرار داد. راه حل با کنسول بهتر است، زیرا از تمیز کردن زیر رادیاتور جلوگیری نمی کند و همچنین ظاهر زیبایی بهتری دارد. برای چسباندن کنسول باید سوراخی با عمق 10 - 12cm در دیوار ایجاد شود تا دو طرف دهانه موازی باشند یا دهانه به سمت دیوار کشیده شود. حداقل دو ردیف آجر سالم باید بالای دهانه باقی بماند. برای یک رادیاتور از عناصر 20 به دو عدد و برای یک رادیاتور بلندتر به سه کنسول نیاز دارید.

منبع حرارت

سطح گرمایش مورد نیاز دیگ بر اساس کل گرمای مورد نیاز ساختمان (آپارتمان) تعیین می شود. این اندازه را با اضافه کردن مقادیر مورد نیاز گرما برای اتاق های جداگانه بدست می آوریم. در مورد دیگ های کوچکتر که با کک یا زغال سنگ با کیفیت بهتر کار می کنند، عملاً می توان آن را با 10.000 کیلوکالری در ساعت برای سطوح گرمایش 1 m2 محاسبه کرد. بنابراین، اگر مقدار کل گرمای مورد نیاز را بر 10.000 تقسیم کنیم، تقریباً سطح گرمایش مورد نیاز دیگ را به دست خواهیم آورد. با این حال، توصیه می شود یک دیگ با کارایی کمی بالاتر از مقدار محاسبه شده استفاده کنید.

نوع دیگ در درجه اول با توجه به نوع سوخت تعیین می شود. دیگ های چدنی کوچک برای کک مناسب هستند. دیگ های ساخته شده از فولاد و سازه های جوشی برای سوزاندن سوخت های مختلف مناسب تر هستند.

دیگ های کوچک معمولا دارای سطح گرمایشی هستند1,5 m2 (15.000کیلو کالری در ساعت)،2,14 m2(22.000کیلو کالری/ساعت) i3.16 m2(32.000 کیلو کالری در ساعت). برای ساختمان خانواده که در تصویر شماره آمده است.4 به عنوان مثال، گرد کردن مورد نیاز است17.000کیلو کالری/ساعت گرمای کل. ما کک را برای سوخت انتخاب کردیم. با توجه به تمام داده های داده شده، دیگ بخار با سطح گرمایش از2,14 m2.

تصویر4- گرمای مورد نیاز برای ساختمان خانواده.