सेंट्रल हीटिंग - डिज़ाइन, गणना और रेडिएटर

सुरक्षा नोट: यह 2018 से एक संग्रहीत शैक्षिक पाठ है। वर्ष, न कि हीटिंग सिस्टम की स्वतंत्र स्थापना के लिए कोई परियोजना या निर्देश। वैध नियमों और निर्माता के दस्तावेज़ीकरण के अनुसार गणना, उपकरण का चयन, स्थापना, परीक्षण और कमीशनिंग का काम योग्य डिजाइनरों और ठेकेदारों को सौंपा जाना चाहिए।

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बड़े अपार्टमेंट और पारिवारिक इमारतों को पारंपरिक स्टोव से गर्म करना सर्दियों का सबसे सुखद शगल नहीं है। इस तरह से गर्म करना न केवल अप्रिय है क्योंकि इससे स्टोव को बनाए रखने के लिए काम करना पड़ता है, बल्कि इसलिए भी कि आपको ईंधन तैयार करना होता है, आग जलानी होती है, राख साफ करनी होती है और इन सभी कार्यों के दौरान अपार्टमेंट सामान्य से अधिक गंदा हो जाता है। इन नुकसानों के अलावा, स्टोव के साथ हीटिंग न तो सौंदर्य की दृष्टि से और न ही तापमान वितरण की समता के संदर्भ में आधुनिक आवास की आवश्यकताओं को पूरा करता है। इन तथ्यों के आधार पर, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि आज न केवल सामाजिक स्वामित्व वाली नई इमारतों में, बल्कि विशेष पारिवारिक इमारतों में भी, केंद्रीय हीटिंग सिस्टम का उपयोग किया जाता है।

ताप योजना और संचालन का सिद्धांत

सेंट्रल हीटिंग डिवाइस (चित्र। 1) में एक सिस्टम होता है: बॉयलर, हीटिंग तत्व और पाइपलाइन। The highest point of this system is the expansion vessel. पूरा सिस्टम पानी से भर गया है. यदि हम बॉयलर में जलाते हैं, तो पानी गर्म हो जाता है और इसके कम विशिष्ट गुरुत्व के कारण, यह ऊपर उठता है, और गर्म पानी को उस पानी से बदल दिया जाता है जो हीटिंग तत्वों में ठंडा हो गया है (इसलिए, इसका विशिष्ट गुरुत्व अधिक है)। The water flowing upwards comes through the pipes to the heating elements, there, giving off its heat, it cools and returns to the boiler.

छवि 1 — केंद्रीय हीटिंग के लिए उपकरण।

तदनुसार, सिस्टम में ठंडे और गर्म पानी के विशिष्ट वजन में अंतर के कारण, एक निरंतर बंद प्रवाह बनता है, जो हीटिंग तत्वों को एक निश्चित मात्रा में गर्मी की आपूर्ति करने में सक्षम बनाता है।

वह बल जो तापमान में अंतर के कारण पानी के संचलन को सक्षम बनाता है - विशेष रूप से जब केवल एक स्तर पर गर्म किया जाता है - बहुत छोटा होता है और इसलिए सावधानीपूर्वक और सटीक गणना के आधार पर उपकरणों को आयाम देना महत्वपूर्ण है। व्यवहार में, अक्सर ऐसा होता है कि उपकरण, विशेष रूप से छोटे और व्यक्तिगत अपार्टमेंट के लिए, जल्दी से और अनुभव के डेटा के आधार पर डिज़ाइन किए जाते हैं। इसमें कोई संदेह नहीं है कि एक केंद्रीय हीटिंग सिस्टम को कभी-कभी इस तरह से सफलतापूर्वक लागू किया जा सकता है, लेकिन यह अधिक सामान्य है कि यह त्रुटिपूर्ण रूप से कार्य नहीं करता है, और परिणामी त्रुटियों को बाद में ठीक करना अधिक कठिन होता है। 

इसलिए, हमें आवश्यक गणनाएँ और परियोजनाएँ तैयार करने के प्रयास पर पछतावा नहीं करना चाहिए, क्योंकि इससे निश्चित रूप से लाभ मिलेगा। हमें इस तथ्य को नजरअंदाज नहीं करना चाहिए कि ऐसी प्रणाली जीवन भर काम करती रहनी चाहिए।

ऊष्मा की आवश्यक मात्रा की गणना

डिज़ाइन के दौरान पहला कार्य वांछित कमरों को गर्म करने के लिए आवश्यक मात्रा में गर्मी की गणना करना है। हीटिंग के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा उसके नुकसान से मेल खाती है। गर्मी का नुकसान बाहरी तापमान और उस कमरे के तापमान के बीच अंतर पर निर्भर करता है जिसे गर्म किया जाना है, उन सतहों के गर्मी हस्तांतरण के गुणांक पर जो प्रेक्षित कमरे की सीमा पर हैं, साथ ही इन सतहों के आकार पर भी निर्भर करता है।

गणना प्रत्येक सतह के लिए अलग-अलग गर्मी हस्तांतरण गुणांक और बाहरी और आंतरिक तापमान में अंतर के साथ अलग से की जानी चाहिए। इस तरह से प्राप्त आंशिक परिणामों का योग कमरे की गर्मी की कुल आवश्यक मात्रा देगा। (उन लोगों के लिए जो गणना करने में अनिच्छुक हैं, कृपया ध्यान दें कि गणना के लिए केवल बुनियादी गणना की आवश्यकता होती है)।

ऊष्मा की आवश्यक मात्रा की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

Q=F * k (tb - tk)

कहां हैं:

क्यू - कमरे से नष्ट हुई गर्मी की मात्रा, किलो कैलोरी/घंटा;

एफ - सतह (दीवार, खिड़की, दरवाजा, फर्श, छत) जिसके माध्यम से गर्मी गुजरती है, एम2;

k - प्रेक्षित सतह के लिए ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक, kcal/m2डिग्री सेल्सियस

टीबी- वांछित आंतरिक कमरे का तापमान, डिग्री सेल्सियस

tk - प्रेक्षित सतह का बाहरी तापमान, °C

चित्र 2 — ऊष्मा की आवश्यक मात्रा की गणना का उदाहरण।

कमरे की गणना का पुरालेख उदाहरण

गणना प्रवाह के बेहतर अवलोकन के लिए, हम एक व्यावहारिक उदाहरण लेंगे। कार्य चित्र संख्या से आवासीय भवन के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा की गणना करना है। 2. तकनीकी डेटा हैं: छिद्रपूर्ण ईंटों से बनी विभाजन दीवारें, आकार 10 cm, दोनों तरफ प्लास्टर किया हुआ, मुख्य दीवार की मोटाई 38 cm दोनों तरफ प्लास्टर किया हुआ, एकल चमकदार दरवाजा, लकड़ी के फ्रेम के साथ दोहरी खिड़की। दोनों तरफ लकड़ी के बीम वाली छत, जो बोर्डों से ढकी हुई है और छत के ऊपर एक बंद अटारी है, फर्श के नीचे मिट्टी है। अपेक्षित न्यूनतम बाहरी तापमान - 20°C. बाहरी खिड़की के माध्यम से गर्मी का मार्ग:

सतह: F =1,5 x 2 = 3 m2

गर्मी हस्तांतरण का गुणांक: k = 3,5

तापमान अंतर: tb = +20°C, tk = - 20°C, tb - tk = 20 - (-20) = 40°C

Q=3 x 3,5 x 40 = 420 किलो कैलोरी/घंटा

बाहरी मुख्य दीवार के माध्यम से गर्मी का मार्ग:

Area: F = 3 h 4 - window area = 12 - 3 = 9 m2

Q = 9 h 1,3 x 40 = 468 kcal/घंटा

हॉल के दरवाजे से गर्मी का गुजरना:

Surface: F = 0,9 x 2 = 1,8 m2

k = 3

तापमान अंतर: tb = 20°C; tk =16°C, tb - tk = 20 - 16 = 4°C

Q =1,8 h 3 h 4 = 21,6 kcal/hour

हॉल की ओर दीवार के माध्यम से गर्मी का मार्ग:

क्षेत्र: F = 3 x 3,5 - द्वार क्षेत्र = 10,5 - 1,8 = 8,7m2

k = 1,6

तापमान अंतर: tb - tk = 40°C

क्यू=8,7एक्स1,6एक्स4=55,7 किलो कैलोरी/घंटा

दीवार के माध्यम से शौचालय की ओर ऊष्मा का प्रवाह:

क्षेत्रफल: एफ =1,5एक्स3=4,5m2

k = 1,6

तापमान अंतर: tb - tk =2°C

क्यू=4,5एच1,6एच2=14,2किलो कैलोरी/घंटा

दीवार के माध्यम से बाथरूम की ओर गर्मी का प्रवाह:

क्षेत्रफल: एफ =1,9एक्स3=5,7m2

k = 1,6

तापमान अंतर: tb - tk = 20- (+24)=-4°C

इस मामले में, गर्मी बाथरूम से कमरों में चली जाती है, यानी यह गर्मी की हानि नहीं है, बल्कि लाभ है, और इसलिए यह मान अंततः आवश्यक कुल गर्मी से घटाया जाना चाहिए।

क्यू=5,7एच1,6एक्स (-4)=-36,5

अलग-अलग कमरों के बीच तापमान में कोई अंतर नहीं होता है, इसलिए गर्मी का स्थानांतरण नहीं होता है और इस प्रकार गणना करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है।

छत के माध्यम से गर्मी का मार्ग:

सतह: F = 3,5 x 4 =15 m2

k = 1,5

तापमान अंतर: tb - tk = 20 - (-12) = 32°C

Q =15 h 1,5 x 32 = 720 kcaI/घंटा

फर्श के माध्यम से गर्मी का मार्ग:

सतह: F = 15m2

k = 1,5

तापमान अंतर: tb – tk = 20 - (-2) = 22°C

Q = 15 x 1,5 x 22 = 495 किलो कैलोरी/घंटा

कुल आवश्यक ताप:

420

468

21,6

55,7

14,2

720

495

-–––––

2194,5 किलो कैलोरी/घंटा

इस तरह से प्राप्त मूल्य को दुनिया के किनारों के लिए भत्ता, हवा के लिए भत्ता और हीटिंग में रुकावट के लिए भत्ता जैसे भत्ते द्वारा बढ़ाया जाना चाहिए।

पवन सहायक उपकरण:

सामान्य क्षेत्र: खुली हुई एक बाहरी दीवार के साथ:

10% खुलेपन के साथ कई बाहरी दीवारों के साथ: 15%

हवादार क्षेत्र: खुली हुई एक बाहरी दीवार के साथ:

20%, खुलेपन के साथ कई बाहरी दीवारों के साथ: 25%.

हीट इंटरप्शन एक्सेसरी:

8 से हीटिंग में अपेक्षित रुकावट - 12 प्रति दिन घंटे: 15%.

12 - 16 घंटे प्रति दिन से हीटिंग में अपेक्षित रुकावट: 25%.

दुनिया के पक्षों के अलावा

उत्तर पश्चिम दिशा:5%.

उत्तर दिशा:10%.

उदाहरण में कमरा सामान्य हवाओं वाले क्षेत्र में स्थित है, यह उत्तर की ओर उन्मुख है और इसलिए प्राप्त मूल्य को दो बार जोड़ा जाना चाहिए10%, वह कुल मिलाकर है20%.

हम वार्म-अप ब्रेक भत्ते की गणना नहीं करेंगे, क्योंकि यह कम निरंतर है।

2194,5

+438,9 (20%)

-———————

2633,4

इस मान से, दीवार से बाथरूम की ओर प्राप्त गर्मी की मात्रा घटा दी जानी चाहिए:

2633,4

- 36,5

-————

2596,9

इसलिए, कमरे को गर्म करने के लिए ऊष्मा की आवश्यक मात्रा Q = है2597किलो कैलोरी/घंटा

सिस्टम डिज़ाइन

सबसे पहले, डिजाइन करते समय, पक्षों के आधार को पैमाने पर खींचा जाना चाहिए1:100. या यदि संभव हो तो1:50. हीटिंग तत्वों को खिड़की के नीचे और उन कमरों में जहां खिड़कियां नहीं हैं, खाली जगह की ओर जाने वाले दरवाजे के बगल में या ठंडे कमरों की ओर रखा जाना चाहिए। संभवतः लंबी पाइपलाइन के कारण, यह व्यवस्था आंतरिक दीवारों के साथ हीटिंग निकायों की व्यवस्था की तुलना में कुछ अधिक महंगी है, लेकिन फायदे, वायु प्रवाह और, उसके संबंध में, तापमान व्यवस्था, बहुत अधिक महत्वपूर्ण हैं। (अंजीर।3)

चित्र3- हीटिंग बॉडी के चारों ओर हवा का प्रवाह।

हीटिंग तत्वों का चयन

डिज़ाइन के बाद, हीटिंग तत्वों के प्रकार का चयन और आवश्यक हीटिंग सतहों का निर्धारण होता है। गर्म पानी गर्म करने के लिए, सबसे उपयुक्त हीटिंग तत्व स्टील रेडिएटर हैं। कई लोग इन रेडिएटर्स का उपयोग करने से कतराते हैं, कथित तौर पर क्योंकि वे पानी से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं और जल्दी लीक हो जाते हैं। हालाँकि, ऐसा तभी होता है जब सिस्टम से अक्सर और अनुचित तरीके से पानी निकाला जाता है, या जब पानी निकालने के बाद रेडिएटर को लंबे समय तक पानी के बिना छोड़ दिया जाता है। सामान्य उपयोग के तहत, स्टील रेडिएटर्स का जीवन कच्चा लोहा रेडिएटर्स के समान ही होता है। कास्ट आयरन रेडिएटर पहली बार में गर्म पानी गर्म करने के लिए सबसे उपयुक्त नहीं हैं क्योंकि वे बहुत महंगे हैं और इसलिए भी कि उनका वजन बहुत अधिक है। थर्मल प्रदर्शन के संदर्भ में, दोनों प्रकार के रेडिएटर समान हैं।

एल्यूमिनियम रेडिएटर सबसे आधुनिक हीटिंग तत्वों (अलुथर्म, रेडल) में से हैं। इन रेडिएटर्स की तापीय विशेषताएँ बहुत अनुकूल हैं, उनका अपना वजन कम है, उनका बाहरी स्वरूप बहुत सुंदर और आधुनिक है। उनका कनेक्शन थ्रेडेड फ्लैंज से बनाया गया है। रेडिएटर को कनेक्ट करते समय, गैल्वेनिक तत्व न बनाने के लिए और, इस संबंध में, जंग, स्क्रू के सिर और शाफ्ट को एक विद्युत इन्सुलेटर के साथ इन्सुलेट किया जाना चाहिए।

रेडिएटर लेखों को जोड़ना

वाइड स्टील रेडिएटर्स का उपयोग केवल तभी किया जाना चाहिए जब सामान्य (से) का उपयोग हो150 mm) के परिणामस्वरूप बहुत लंबा रेडिएटर प्राप्त हुआ। स्टील रेडिएटर्स को व्यापार में प्राप्त किया जा सकता है5-10-15-20लेखों को एक साथ वेल्ड किया गया। यदि एक रेडिएटर से अधिक की आवश्यकता होती है20लेख, फिर यह

की इकाई द्वारा हम विस्तार कर सकते हैं5या संभवतः से10रेडिएटर्स के लिए मध्यवर्ती स्क्रू का उपयोग करने वाले तत्व5/4“बाएँ और दाएँ हाथ के धागों और क्लिंगराइट या सेंटौर गास्केट के साथ। उपरोक्त क्वथनांक वाले पानी प्रतिरोधी ग्रीस के साथ स्क्रू को चिकनाई करने की सिफारिश की जाती है 100°C, या ग्रेफाइट तेल। तत्वों को माउंट करने के लिए एक विशेष कुंजी की आवश्यकता होती है। 

कच्चा लोहा रेडिएटर, साथ ही पुराने स्टील रेडिएटर, तत्वों द्वारा इकट्ठे होते हैं और मध्यवर्ती शिकंजा के साथ बांधे जाते हैं। यदि हम सेकेंड-हैंड रेडिएटर खरीदते हैं, तो स्थापना से पहले उनका पूरी तरह से निरीक्षण और जांच की जानी चाहिए, विशेष रूप से व्यक्तिगत तत्वों के घटकों की। शीट की स्थिति की जांच किसी नुकीली वस्तु (उदाहरण के लिए तीन धार वाली खुरचनी) से करना सबसे अच्छा है, क्योंकि दबाव के कारण कमजोर शीट में छेद हो जाएगा, इसलिए इस तरह हम खुद को आगे की असुविधा से बचा लेंगे।

दबाव परीक्षण

रेडिएटर जिन्हें हमने स्वयं असेंबल किया है, या सेकेंड-हैंड रेडिएटर, को इंस्टॉलेशन से पहले परीक्षण किया जाना चाहिए। परीक्षण सबसे सरल तरीके से किया जाएगा यदि हम रेडिएटर के एक सिरे को प्लग से बंद कर दें और इसे उन प्लग पर रख दें। फिर हम रेडिएटर को पूरी तरह से पानी से भर देते हैं और शेष छिद्रों में से एक को थ्रेडेड कैप से बंद कर देते हैं, और दूसरे छिद्र पर पाइप कनेक्शन के साथ एक रबर की नली लगाते हैं। रबर नली के दूसरे सिरे को जल आपूर्ति नेटवर्क से कनेक्ट करें। यदि, जल आपूर्ति नेटवर्क के दबाव के कारण, 5 -10 mमिनट के बाद, हमें ध्यान नहीं आता कि रेडिएटर लीक हो रहा है, तो हम इसे स्थापित कर सकते हैं। जहां पानी का नेटवर्क नहीं है, वहां 2-3 से आवश्यक दबाव हैंडपंप से उत्पन्न किया जा सकता है।

रेडिएटर्स को पैरों पर या कंसोल पर रखा जा सकता है, जो दीवार से जुड़े होते हैं। कंसोल वाला समाधान बेहतर है, क्योंकि यह रेडिएटर के नीचे सफाई को नहीं रोकता है, और इसमें बेहतर सौंदर्य उपस्थिति भी है। कंसोल को जोड़ने के लिए, दीवार में 10 - 12cm की गहराई वाला एक छेद ड्रिल किया जाना चाहिए ताकि उद्घाटन के किनारे समानांतर हों या उद्घाटन दीवार की ओर बढ़े। उद्घाटन के ऊपर ईंटों की कम से कम दो अक्षुण्ण पंक्तियाँ रहनी चाहिए। 20 तत्वों के रेडिएटर के लिए दो की आवश्यकता होती है, और लंबे समय के लिए एक - तीन कंसोल की आवश्यकता होती है।

ताप स्रोत

बॉयलर की आवश्यक हीटिंग सतह इमारत (अपार्टमेंट) की कुल आवश्यक गर्मी के आधार पर निर्धारित की जाती है। हम अलग-अलग कमरों के लिए आवश्यक मात्रा में गर्मी जोड़कर यह आकार प्राप्त करेंगे। छोटे बॉयलरों के मामले में, जिन्हें कोक या बेहतर गुणवत्ता वाले कोयले से जलाया जाता है, इसकी गणना व्यावहारिक रूप से 1 m2 हीटिंग सतह के लिए 10.000 kcal/घंटा के साथ की जा सकती है। इसलिए, यदि हम ऊष्मा की कुल आवश्यक मात्रा को 10.000 से विभाजित करते हैं, तो हमें लगभग बॉयलर की आवश्यक ताप सतह प्राप्त होगी। हालाँकि, गणना किए गए बॉयलर की तुलना में थोड़ा अधिक प्रदर्शन वाला बॉयलर लेने की सिफारिश की जाती है।

बॉयलर का प्रकार मुख्य रूप से ईंधन के प्रकार से निर्धारित होता है। कोक के लिए, छोटे कच्चा लोहा बॉयलर सबसे उपयुक्त हैं। स्टील और वेल्डेड संरचना से बने बॉयलर विभिन्न ईंधन जलाने के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं।

छोटे बॉयलरों में आमतौर पर हीटिंग सतह होती है1,5 m2 (15.000किलो कैलोरी/घंटा),2,14 m2(22.000किलो कैलोरी/घंटा) i3.16 m2(32.000 kcal/hour). पारिवारिक भवन के लिए जो चित्र नं.4 उदाहरण के तौर पर, गोलाई आवश्यक है17.000कुल गर्मी का किलो कैलोरी/घंटा। हमने ईंधन के लिए कोक को चुना। दिए गए सभी आंकड़ों के अनुसार, हीटिंग सतह वाला एक बॉयलर2,14 m2.

चित्र4- पारिवारिक भवन के लिए आवश्यक ऊष्मा।