Lưu ý bảo mật: Đây là văn bản giáo dục được lưu trữ từ 2018. năm chứ không phải là một dự án hoặc hướng dẫn lắp đặt hệ thống sưởi ấm độc lập. Việc tính toán, lựa chọn thiết bị, lắp đặt, thử nghiệm và vận hành phải được giao cho các nhà thiết kế và nhà thầu có trình độ, phù hợp với các quy định hợp lệ và tài liệu của nhà sản xuất.
Nhu cầu sưởi ấm tổng thể của tòa nhà cũng bị ảnh hưởng bởi lớp vỏ của tòa nhà. Hãy xem cửa sổ gỗ, cửa sổ nhôm-gỗ và dịch vụ của chúng tôi hoặc gửi yêu cầu báo giá.
Sưởi ấm một căn hộ lớn hơn và các tòa nhà gia đình bằng bếp truyền thống không phải là trò tiêu khiển thú vị nhất trong mùa đông. Việc sưởi ấm theo cách này gây khó chịu không chỉ vì nó tạo ra công sức duy trì bếp mà còn vì bạn phải chuẩn bị nhiên liệu, đốt lửa, dọn tro và trong suốt những công việc này, căn hộ sẽ bẩn hơn bình thường. Ngoài những nhược điểm này, việc sưởi ấm bằng bếp nấu không đáp ứng được yêu cầu của nhà ở hiện đại cả về mặt thẩm mỹ lẫn sự phân bố nhiệt độ đều. Dựa trên những thực tế này, không có gì đáng ngạc nhiên khi ngày nay không chỉ trong các tòa nhà mới thuộc sở hữu xã hội mà còn trong các tòa nhà gia đình đặc biệt, hệ thống sưởi ấm trung tâm ngày nay cũng được sử dụng.
Sơ đồ sưởi ấm và nguyên lý hoạt động
Thiết bị sưởi trung tâm (hình 1) bao gồm một hệ thống: nồi hơi, bộ phận làm nóng và đường ống. Điểm cao nhất của hệ thống này là bình giãn nở. Toàn bộ hệ thống được đổ đầy nước. Nếu chúng ta đốt trong nồi hơi, nước nóng lên và do trọng lượng riêng thấp hơn nên nước dâng lên và nước nóng được thay thế bằng nước đã nguội trong các bộ phận làm nóng (do đó, nó có trọng lượng riêng cao hơn). Nước chảy lên trên đi qua các đường ống đến các bộ phận làm nóng, ở đó, tỏa nhiệt, nguội đi và quay trở lại lò hơi.
Hình ảnh 1 — thiết bị sưởi ấm trung tâm.
Theo đó, do sự khác biệt về trọng lượng riêng của nước lạnh và nước nóng trong hệ thống, một dòng chảy khép kín liên tục được tạo ra, giúp cung cấp một lượng nhiệt nhất định cho các bộ phận làm nóng.
Lực cho phép nước tuần hoàn do chênh lệch nhiệt độ - đặc biệt là khi chỉ làm nóng ở một mức - là rất nhỏ và do đó, điều quan trọng là phải xác định kích thước của thiết bị dựa trên các tính toán cẩn thận và chính xác. Trong thực tế, thường xảy ra trường hợp các thiết bị, đặc biệt là đối với các căn hộ nhỏ và riêng lẻ, được thiết kế nhanh chóng và dựa trên dữ liệu kinh nghiệm. Không còn nghi ngờ gì nữa, hệ thống sưởi trung tâm đôi khi có thể được triển khai thành công theo cách này, nhưng phổ biến hơn là nó không hoạt động hoàn hảo và các lỗi phát sinh sau này khó sửa hơn.
Vì vậy, chúng ta không được tiếc công sức chuẩn bị những tính toán và dự án cần thiết, vì chắc chắn sẽ được đền đáp. Chúng ta không được quên sự thật rằng một hệ thống như vậy sẽ phục vụ suốt đời.
Tính lượng nhiệt cần thiết
Nhiệm vụ đầu tiên trong quá trình thiết kế là tính toán lượng nhiệt cần thiết để sưởi ấm các phòng mong muốn. Lượng nhiệt cần thiết để sưởi ấm phù hợp với tổn thất của nó. Tổn thất nhiệt phụ thuộc vào sự chênh lệch giữa nhiệt độ bên ngoài và nhiệt độ của phòng được làm nóng, vào hệ số truyền nhiệt của các bề mặt tiếp giáp với phòng quan sát, cũng như kích thước của các bề mặt này.
Việc tính toán phải được thực hiện riêng cho từng bề mặt có hệ số truyền nhiệt khác nhau và có sự khác biệt về nhiệt độ bên ngoài và bên trong. Tổng các kết quả từng phần thu được theo cách này sẽ cho tổng lượng nhiệt cần thiết trong phòng. (Đối với những người không muốn tính toán, chúng tôi lưu ý rằng chỉ cần tính toán cơ bản để tính toán).
Lượng nhiệt cần thiết được tính theo công thức:
Q=F * k (tb - tk)
ở đâu:
Q - lượng nhiệt mất đi trong phòng, kcal/giờ;
F - bề mặt (tường, cửa sổ, cửa ra vào, sàn, trần) mà nhiệt truyền qua, m2;
k - hệ số truyền nhiệt của bề mặt quan sát, kcal/m2°C
tb - nhiệt độ bên trong phòng mong muốn, °C
tk - nhiệt độ bên ngoài của bề mặt quan sát được, °C
Hình 2 — ví dụ về tính toán lượng nhiệt cần thiết.
Ví dụ lưu trữ về cách tính phòng
Để có cái nhìn tổng quan hơn về quy trình tính toán, chúng ta sẽ lấy một ví dụ thực tế. Nhiệm vụ là tính lượng nhiệt cần thiết cho tòa nhà dân cư từ hình số 1. 2. Thông số kỹ thuật là: vách ngăn bằng gạch xốp, kích thước 10 cm, trát 2 mặt, độ dày vách chính 38 cm trát 2 mặt, cửa kính một lớp, cửa sổ đôi khung gỗ. trần nhà có dầm gỗ hai bên lợp ván và phía trên trần là tầng áp mái khép kín, phía dưới sàn là đất. Nhiệt độ bên ngoài tối thiểu dự kiến - 20°C. Truyền nhiệt qua cửa sổ bên ngoài:
Bề mặt: F =1,5 x 2 = 3 m2
Hệ số truyền nhiệt: k = 3,5
Chênh lệch nhiệt độ: tb = +20°C, tk = - 20°C, tb - tk = 20 - (-20) = 40°C
Q=3 x 3,5 x 40 = 420 kcal/giờ
Truyền nhiệt qua tường chính bên ngoài:
Diện tích: F = 3 h 4 - diện tích cửa sổ = 12 - 3 = 9 m2
Q = 9 h 1,3 x 40 = 468 kcal/giờ
Nhiệt truyền qua cửa vào sảnh:
Bề mặt: F = 0,9 x 2 = 1,8 m2
k = 3
Chênh lệch nhiệt độ: tb = 20°C; tk =16°C, tb - tk = 20 - 16 = 4°C
Q =1,8 h 3 h 4 = 21,6 kcal/giờ
Nhiệt truyền qua tường vào hành lang:
Diện tích: F = 3 x 3,5 - diện tích cửa = 10,5 - 1,8 = 8,7m2
k = 1,6
Chênh lệch nhiệt độ: tb - tk = 40°C
Q = 8,7 x 1,6 x 4 = 55,7 kcal/giờ
Nhiệt truyền qua tường vào WC:
Bề mặt: F = 1,5 x 3 = 4,5m2
k = 1,6
Chênh lệch nhiệt độ: tb - tk = 2°C
Q = 4,5 h 1,6 h 2 = 14,2 kcal/giờ
Truyền nhiệt qua tường vào phòng tắm:
Bề mặt: F = 1,9 x 3 = 5,7m2
k = 1,6
Chênh lệch nhiệt độ: tb - tk = 20 - (+24) = -4°C
Trong trường hợp này, nhiệt truyền từ phòng tắm sang các phòng, tức là không phải là mất nhiệt mà là tăng nhiệt, và do đó, giá trị này phải được trừ khỏi tổng nhiệt cần thiết.
Q = 5,7 h 1,6 x (-4) = -36,5
lkhông có sự chênh lệch nhiệt độ giữa các phòng riêng lẻ nên không có sự truyền nhiệt nên không cần tính toán.
Nhiệt truyền qua trần nhà:
Bề mặt: F = 3,5 x 4 =15 m2
k = 1,5
Chênh lệch nhiệt độ: tb - tk = 20 - (-12) = 32°C
Q =15 h 1,5 x 32 = 720 kcaI/giờ
Nhiệt truyền qua sàn:
Bề mặt: F = 15m2
k = 1,5
Chênh lệch nhiệt độ: tb – tk = 20 - (-2) = 22°C
Q = 15 x 1,5 x 22 = 495 kcal/giờ
Tổng nhiệt lượng cần thiết:
420
468
21,6
55,7
14,2
720
495
-–––––
2194,5 kcal/giờ
Giá trị thu được theo cách này phải được tăng lên bằng các khoản phụ cấp như phụ cấp cho các cạnh của thế giới, phụ cấp cho gió và phụ cấp cho việc gián đoạn hệ thống sưởi.
Phụ kiện gió:
Khu vực thông thường: có một bức tường bên ngoài có cửa mở:
10% có nhiều bức tường bên ngoài có lỗ mở: 15%
Khu vực có gió: có một bức tường bên ngoài có lỗ thông:
20%, có nhiều bức tường bên ngoài có lỗ mở: 25%.
Phụ kiện ngắt nhiệt:
Dự kiến gián đoạn hoạt động sưởi ấm từ 8 - 12 giờ mỗi ngày: 15%.
Dự kiến gián đoạn hoạt động sưởi ấm từ 12 - 16 giờ mỗi ngày: 25%.
Sự bổ sung vào hai bên của thế giới
Hướng Tây Bắc: 5%.
Hướng Bắc: 10%.
Căn phòng trong ví dụ nằm ở khu vực có gió bình thường, hướng về phía bắc và do đó giá trị thu được phải được cộng hai lần 10%, tức là tổng 20%.
Chúng tôi sẽ không tính thời gian nghỉ khởi động vì nó ít liên tục hơn.
2194,5
+438,9 (20%)
-———————
2633,4
Từ giá trị này, lượng nhiệt thu được từ tường hướng tới phòng tắm sẽ được trừ đi:
2633,4
- 36,5
-————
2596,9
Do đó, lượng nhiệt cần thiết để sưởi ấm căn phòng là Q = 2597 kcal/giờ
Thiết kế hệ thống
Trước hết khi thiết kế nên vẽ chân đế các cạnh theo tỷ lệ 1:100. hoặc nếu có thể 1:50. Các bộ phận sưởi ấm phải được đặt dưới cửa sổ và trong các phòng không có cửa sổ, cạnh cửa dẫn ra không gian trống hoặc hướng về các phòng mát hơn. Do đường ống có thể dài hơn, cách bố trí này đắt hơn một chút so với việc bố trí các bộ phận sưởi ấm dọc theo các bức tường bên trong, nhưng những ưu điểm, luồng không khí và liên quan đến việc bố trí nhiệt độ, lại đáng kể hơn nhiều. (hình 3)
Hình 3 — luồng không khí xung quanh thân sưởi.
Lựa chọn bộ phận làm nóng
Sau khi thiết kế, việc lựa chọn loại bộ phận làm nóng và xác định các bề mặt làm nóng cần thiết sẽ được thực hiện. Để đun nóng nước nóng, bộ phận làm nóng phù hợp nhất là bộ tản nhiệt bằng thép. Nhiều người không muốn sử dụng những bộ tản nhiệt này, được cho là vì chúng bị hư hỏng do nước và rò rỉ nhanh chóng. Tuy nhiên, điều này chỉ xảy ra khi nước thoát ra khỏi hệ thống thường xuyên và không hợp lý hoặc khi bộ tản nhiệt không có nước trong một thời gian dài sau khi xả nước. Trong điều kiện sử dụng bình thường, tuổi thọ của bộ tản nhiệt bằng thép cũng tương đương với tuổi thọ của bộ tản nhiệt bằng gang. Bộ tản nhiệt bằng gang ngay từ đầu không phải là loại thích hợp nhất để đun nước nóng vì chúng rất đắt tiền và cũng vì chúng có trọng lượng lớn. Về hiệu suất nhiệt, cả hai loại bộ tản nhiệt đều giống hệt nhau.
Tản nhiệt bằng nhôm nằm trong số những thân sưởi hiện đại nhất (Alutherm, Radal). Đặc tính tản nhiệt của những bộ tản nhiệt này rất thuận lợi, trọng lượng bản thân thấp, hình thức bên ngoài rất đẹp và hiện đại. Kết nối của chúng được thực hiện bằng mặt bích có ren. Khi kết nối bộ tản nhiệt, để không tạo ra phần tử điện và trong kết nối này gây ra sự ăn mòn, các đầu và trục của vít phải được cách điện bằng chất cách điện.
Tham gia các bài viết tản nhiệt
Chỉ nên sử dụng bộ tản nhiệt bằng thép rộng nếu sử dụng bộ tản nhiệt thông thường (từ 150 mm) sẽ dẫn đến bộ tản nhiệt rất dài. Bộ tản nhiệt bằng thép hiện có bán trên thị trường với các phần 5 - 10 -15 - 20 được hàn lại với nhau. Nếu một bộ tản nhiệt yêu cầu nhiều hơn 20 vật phẩm thì nó
chúng ta có thể mở rộng với một đơn vị 5 hoặc có thể gồm các phần tử 10 sử dụng bu lông tản nhiệt trung gian của 5/4“ với ren trái và phải và các miếng đệm klingerite hoặc centaur. Nên bôi trơn các bu lông bằng mỡ chịu nước có nhiệt độ sôi trên 100°C hoặc dầu than chì. Cần có một chìa khóa được chế tạo đặc biệt để lắp các phần tử.
Bộ tản nhiệt bằng gang, cũng như bộ tản nhiệt bằng thép cũ, được lắp ráp theo các bộ phận và gắn chặt bằng các vít trung gian. Nếu chúng ta mua bộ tản nhiệt cũ, chúng phải được kiểm tra và kiểm tra kỹ lưỡng trước khi lắp đặt, đặc biệt là các bộ phận riêng lẻ. Tốt nhất nên kiểm tra tình trạng của tấm vải bằng một vật sắc nhọn (ví dụ: một cái nạo ba lưỡi), vì tấm vải yếu sẽ bị thủng do áp lực, vì vậy bằng cách này chúng ta sẽ tránh được những bất tiện hơn nữa.
Kiểm tra áp suất
Bộ tản nhiệt do chúng tôi tự lắp ráp hoặc bộ tản nhiệt đã qua sử dụng phải được kiểm tra trước khi lắp đặt. Việc kiểm tra sẽ được thực hiện một cách đơn giản nhất nếu chúng ta đóng một đầu của bộ tản nhiệt bằng phích cắm và đặt nó lên các phích cắm đó. Sau đó, chúng tôi đổ đầy nước vào bộ tản nhiệt và đóng một trong các lỗ còn lại bằng nắp có ren, đồng thời đặt một ống cao su có đầu nối ống vào lỗ còn lại. Nối đầu kia của ống cao su với mạng lưới cấp nước. Nếu do áp lực của mạng lưới cấp nước, sau 5 -10 mphút mà chúng ta không nhận thấy bộ tản nhiệt bị rò rỉ thì chúng ta có thể lắp đặt nó. Ở những nơi không có mạng lưới cấp nước, áp suất yêu cầu từ 2-3 tại có thể được tạo ra bằng bơm tay.
Chúng ta có thể đặt bộ tản nhiệt trên chân hoặc trên bảng điều khiển được gắn vào tường. Giải pháp với bảng điều khiển sẽ tốt hơn vì nó không ngăn cản việc vệ sinh dưới bộ tản nhiệt và nó cũng có vẻ ngoài thẩm mỹ hơn. Để gắn bảng điều khiển, nên khoan một lỗ có độ sâu 10 - 12cm trên tường sao cho các cạnh của lỗ mở song song hoặc lỗ mở kéo dài về phía tường. Ít nhất phải có hai hàng gạch không bị hư hại phía trên lỗ hở. Đối với bộ tản nhiệt gồm các phần tử 20, bạn cần hai bảng điều khiển và đối với một bộ tản nhiệt dài hơn - ba bảng điều khiển.
Nguồn nhiệt
Bề mặt sưởi ấm cần thiết của lò hơi được xác định dựa trên tổng nhiệt lượng cần thiết của tòa nhà (căn hộ). Chúng ta sẽ có được kích thước này bằng cách bổ sung lượng nhiệt cần thiết cho từng phòng riêng lẻ. Trong trường hợp nồi hơi nhỏ hơn, đốt bằng than cốc hoặc than chất lượng tốt hơn, thực tế có thể tính được với 10.000 kcal/giờ đối với bề mặt gia nhiệt 1 m2. Do đó, nếu chúng ta chia tổng lượng nhiệt cần thiết cho 10.000, thì chúng ta sẽ thu được bề mặt gia nhiệt cần thiết của lò hơi. Tuy nhiên, nên sử dụng nồi hơi có hiệu suất cao hơn một chút so với tính toán.
Loại nồi hơi chủ yếu được xác định bởi loại nhiên liệu. Đối với than cốc, nồi hơi bằng gang nhỏ là phù hợp nhất. Nồi hơi làm bằng thép và kết cấu hàn phù hợp hơn để đốt các loại nhiên liệu khác nhau.
Nồi hơi nhỏ thường có bề mặt gia nhiệt 1,5 m2 (15.000 kcal/giờ), 2,14 m2 (22.000 kcal/giờ) và 3.16 m2 (32.000 kcal/giờ). Đối với một tòa nhà gia đình, như trong hình số4 làm ví dụ, cần có tổng nhiệt lượng làm tròn 17.000 kcal/giờ. Chúng tôi chọn than cốc làm nhiên liệu. Theo tất cả dữ liệu đã cho, cần phải có nồi hơi có bề mặt gia nhiệt 2,14 m2.
Hình 4 — nhiệt lượng cần thiết cho một ngôi nhà gia đình.