Phân phối sưởi ấm tối ưu trong nhà riêng: so sánh tất cả các phương án điển hình

Khi giải quyết vấn đề sưởi ấm một ngôi nhà, có rất nhiều sự kết hợp giữa việc xây dựng hệ thống cung cấp và loại bỏ chất làm mát. Mỗi hệ thống sưởi ấm trong một ngôi nhà riêng có thể được phân loại theo một số tiêu chí.

Chúng tôi khuyên bạn nên hiểu các sắc thái của việc sắp xếp và vận hành các phương án có thể. Hiểu các nguyên tắc thiết kế, ưu và nhược điểm của từng loại hệ thống dây điện sẽ giúp bạn lập kế hoạch hình dạng của hệ thống và thiết kế của nó, có tính đến các đặc điểm riêng của căn phòng.

Mô hình hóa hình học đường viền tối ưu

Đối với một ngôi nhà riêng, có thể thiết kế một số mạch nước khép kín để sưởi ấm các phòng khác nhau. Chúng có thể khác nhau đáng kể về loại hệ thống dây điện.

Khi thiết kế, trước hết, họ tính đến khả năng hoạt động của hệ thống, cũng như hình học tối ưu theo quan điểm giảm thiểu chi phí, dễ lắp đặt và khả năng lắp các bộ phận làm nóng vào thiết kế của cơ sở.

Tuần hoàn nước tự nhiên và cưỡng bức

Việc làm nóng chất làm mát để sưởi ấm ngôi nhà xảy ra ở một hoặc nhiều thiết bị đặt trong nhà. Đây có thể là bếp lò, lò sưởi, cũng như nồi hơi dùng gas, điện hoặc nhiên liệu rắn.

Áp lực nước trong mạch được đảm bảo thông qua việc sử dụng máy bơm tuần hoàn hoặc bằng cách bố trí hình học của hệ thống để tạo điều kiện cho quá trình tuần hoàn tự nhiên.

Ngoài ra, nguồn nước nóng có thể là hệ thống sưởi ấm tập trung cho một số ngôi nhà. Trong trường hợp áp suất thấp có thể kết nối bơm tuần hoàn để tạo thêm áp suất và tăng tốc độ di chuyển của chất lỏng qua đường ống.

Việc lắp đặt bơm tuần hoàn sẽ tạo ra đủ áp suất trong hệ thống, giúp có thể sử dụng các phương án nối dây không thể sử dụng được với tuần hoàn tự nhiên

Khi chọn tùy chọn với tuần hoàn nước làm mát tự nhiên hoặc áp suất thấp trong đường ống có hệ thống sưởi tập trung, cần xem xét cẩn thận khả năng sử dụng tối đa các định luật vật lý cho phép bắt đầu và duy trì chuyển động của chất lỏng.

Một yếu tố bắt buộc của hệ thống dây điện trong trường hợp này là bộ tăng tốc. Nó là một đường ống thẳng đứng, qua đó nước nóng dâng lên, sau đó được phân phối giữa các thiết bị sưởi ấm và mất nhiệt độ ban đầu, chảy xuống.

Do mật độ khác nhau nên xảy ra sự chênh lệch áp suất thủy tĩnh giữa cột chất lỏng nóng và lạnh, là động lực cho nước tuần hoàn.

Đi dây dọc và ngang

Nước nóng có thể được cung cấp cho bộ tản nhiệt theo nhiều cách khác nhau. Hệ thống dây điện thường được chia thành dọc và ngang, theo vị trí của các đường ống (ống đứng) cung cấp nước trực tiếp cho bộ tản nhiệt sưởi ấm.

Trong những ngôi nhà hiện đại, việc phân phối nhiệt theo chiều ngang thường được sử dụng hơn là theo chiều dọc. Nguyên nhân là do cách bố trí tản nhiệt ở các tầng khác nhau hiếm khi trùng khớp

Sơ đồ dọc với nguồn cung cấp nước nóng hàng đầu, chúng tận dụng tối đa sự chênh lệch áp suất thủy tĩnh giữa các đoạn ấm và lạnh của mạch, do đó chúng hầu như luôn được sử dụng với tuần hoàn tự nhiên cũng như áp suất thấp trong hệ thống.

Ngoài ra, các mạch như vậy đang hoạt động trong trường hợp máy bơm tắt khẩn cấp, có thể xảy ra do sự cố hoặc thiếu điện.

Hệ thống dây điện phía dưới thực tế không được sử dụng để sưởi ấm với tuần hoàn tự nhiên.Nếu hệ thống có áp suất tốt thì việc sử dụng nó là hợp lý, vì sơ đồ như vậy có hai ưu điểm đáng kể so với phương án thay thế.

Ưu điểm của sơ đồ:

• tổng chiều dài ống được sử dụng nhỏ hơn;
• không cần phải chạy đường ống qua gác mái hoặc các hốc công nghệ dưới trần tầng hai.

Sơ đồ ngang Phân phối hệ thống sưởi được sử dụng cho nhà riêng một tầng. Nếu tòa nhà có hai tầng trở lên thì nó thường được sử dụng trong trường hợp các ống đứng thẳng đứng không được mong muốn theo quan điểm thiết kế.

Các đường ống ngang cung cấp và xả nước có thể được tích hợp hữu cơ vào bên trong cơ sở, cũng như ẩn dưới sàn nhà hoặc trong các hốc nằm ở mức sàn.

Lựa chọn tùy chọn một hoặc hai ống

Việc cung cấp nước nóng và loại bỏ nước làm mát cho hệ thống sưởi ấm của một ngôi nhà riêng có thể được thực hiện bằng một hoặc hai đường ống.Mỗi tùy chọn đều có mặt tích cực và tiêu cực, cũng như các tính năng sử dụng tùy thuộc vào loại hệ thống dây điện.

Từ góc độ thiết kế nội thất, sự hiện diện của đường ống thứ hai không có bất kỳ ảnh hưởng nào đến hình thức bên ngoài của hệ thống sưởi do tùy chọn kết nối hệ thống với bộ tản nhiệt thấp hơn và khả năng giảm đường kính ống

Sử dụng sơ đồ kết nối một ống

Sơ đồ sưởi ấm nước cho một ngôi nhà riêng sử dụng một đường ống để cung cấp nước nóng và xả nước làm mát được gọi là đường ống đơn. Ưu điểm chính của hệ thống như vậy là giảm thiểu chiều dài của đường ống.

Những ưu điểm chính của tùy chọn:

• chi phí thấp nhất để mua các bộ phận của hệ thống sưởi ấm;
• cài đặt đơn giản và nhanh nhất;
• nguy cơ tai nạn thấp nhất.

Nhược điểm chính sưởi ấm ống đơn là sự giảm dần nhiệt độ của nước tuần tự đi qua tất cả các bộ tản nhiệt trong mạch.

Do đó, cần phải sử dụng diện tích bề mặt lớn hơn một chút của các bộ tản nhiệt mới nhất (nhiều khuỷu tay hơn), điều này thường bù đắp lợi ích chi phí từ việc giảm thiểu chiều dài của đường ống.

Ngoài ra, do nhược điểm này, một mạch có những hạn chế về số lượng bộ bức xạ được kết nối. Nếu có quá nhiều trong số chúng, thì cái sau thực tế sẽ không tỏa nhiệt dọc theo dòng chất làm mát.

Ngoài ra, một vấn đề phát sinh khi tính toán truyền nhiệt. Ở đây cần phải tính đến việc ngắt kết nối bộ tản nhiệt đầu tiên khỏi hệ thống sưởi sẽ dẫn đến tăng nhiệt độ của nước cấp vào cho các thiết bị tiếp theo.

Sẽ không có ý nghĩa gì khi sử dụng mạch điện một ống với hệ thống dây điện đáy thẳng đứng, vì chiều dài của ống sẽ giống như phiên bản hai ống, điều này loại bỏ tất cả các ưu điểm nhưng để lại nhược điểm.

Nếu chất làm mát quay trở lại dọc theo cùng một tuyến đường với nguồn cung cấp thì tổng chiều dài của các đường ống ở cả hai phương án gần như giống nhau.

Thiết bị sưởi ấm thường được kết nối thông qua đường vòngđể có thể tắt bất kỳ thứ nào trong số chúng mà không làm ngừng dòng nước lưu thông qua mạch.

Để tiết kiệm vòi, bạn không cần phải dẫn nước qua vòi mà khi đó bạn sẽ phải dừng hoạt động của bộ phận này trong hệ thống và xả nước nếu cần thay thế hoặc sửa chữa bộ tản nhiệt.

Lựa chọn tiết kiệm nhất là sử dụng một ống thép có đường kính 1,5-2 inch mà không cần bộ tản nhiệt. Việc không có vòi và phụ kiện khiến hệ thống này trở nên thiết thực nhất vì nó giảm thiểu nguy cơ rò rỉ hoặc vỡ nước.

Đọc thêm về tính toán hệ thống sưởi ấm một ống trong bài viết này.

Áp dụng tùy chọn sưởi ấm hai ống

Sơ đồ mạch sưởi ấm, khi một ống được sử dụng để cung cấp nước nóng cho các thiết bị sưởi ấm và ống thứ hai để trả lại nước làm mát, được gọi là hai ống.

Ưu điểm chính của nó:

• nhiệt độ của nước cung cấp cho tất cả các bộ tản nhiệt là như nhau;
• tắt một hoặc nhiều bộ tản nhiệt không ảnh hưởng đến nhiệt độ của nước cung cấp cho các thiết bị sưởi ấm còn lại;
• hạn chế về số lượng bộ tản nhiệt cho một mạch sưởi chỉ phụ thuộc vào lưu lượng của đường ống.

Nhược điểm chính của hệ thống dây điện như vậy là tăng nhẹ chiều dài đường ống.

Điều này dẫn đến một số nhược điểm bổ sung:

• chi phí mua và lắp đặt các bộ phận của hệ thống sưởi tăng lên;
• việc tích hợp vào bên trong một ngôi nhà riêng trở nên khó khăn hơn.

Số lượng phụ kiện và vòi cho hệ thống hai ống gần như giống với hệ thống một ống.

Đối với mô hình dòng chảy song song của chất làm mát, tổng chiều dài của các ống khi sử dụng hệ thống hai ống sẽ tăng theo khoảng cách giữa bộ tản nhiệt đầu tiên và bộ tản nhiệt cuối cùng. Đôi khi nó không đáng kể so với toàn bộ chiều dài của đường viền

Tùy thuộc vào chuyển động tương đối của nước nóng và nước lạnh sơ đồ nối dây hai ống được chia thành hai loại:

• ngẫu nhiên;
• ngõ cụt.

Đề án liên kết. Cả hai dòng đều di chuyển theo cùng một hướng và do đó, độ dài của chu trình tuần hoàn chất làm mát cho mỗi bộ tản nhiệt là như nhau. Trong trường hợp này, chúng nóng lên với tốc độ bằng nhau khi hệ thống sưởi khởi động.

Tùy chọn ngõ cụt. Hướng chuyển động của nước nóng và nước lạnh ngược chiều nhau. Bộ tản nhiệt gần lò hơi nóng lên nhanh hơn.

Tốc độ nước càng thấp thì hiệu ứng này càng dễ nhận thấy, do đó, với sự tuần hoàn tự nhiên, việc sưởi ấm một số phòng sẽ diễn ra chậm hơn nhiều so với những phòng khác.

Nếu sử dụng bơm tuần hoàn hoặc khoảng cách giữa bộ tản nhiệt đầu tiên và cuối cùng trong mạch nhỏ thì ảnh hưởng của việc gia nhiệt không đều với hệ thống dây điện hai ống cụt là không thể nhìn thấy được. Sau đó, sự lựa chọn có lợi cho phương án này hay phương án khác chỉ được xác định bằng cách xem xét sự thuận tiện của việc lắp đặt đường ống hồi lưu.

Tích hợp hệ thống phân phối vào hệ thống

Một phương pháp tổ chức đun nước nóng phổ biến gần đây được gọi là “sơ đồ bức xạ” sử dụng ống phân phối.

Phương pháp đi dây này chỉ hoạt động đáng tin cậy khi có áp lực nước tốt trong hệ thống nên không được sử dụng với tuần hoàn tự nhiên.

Hệ thống dây điện xuyên tâm liên quan đến việc kết nối trực tiếp từng thiết bị sưởi ấm (hoặc một nhóm nhỏ trong số chúng) với một ống phân phối phân phối nước nóng và thu thập nước lạnh

Hệ thống kết nối tản nhiệt xuyên tâm

Có thể đạt được sự phân chia thống nhất và có kiểm soát nhất của dòng chất làm mát giữa các thiết bị sưởi ấm bằng cách sử dụng đa dạng phân phối.

Thiết bị bao gồm hai chiếc lược, một trong số đó nhận nước nóng từ lò hơi và phân phối đến bộ tản nhiệt, chiếc còn lại trả lại nước đã làm mát và đưa trở lại lò hơi.

Các bộ tản nhiệt được kết nối song song thông qua ống phân phối, do đó, với hệ thống dây điện này, sẽ đạt được sự chênh lệch tối thiểu về nhiệt độ của chất làm mát cung cấp cho các thiết bị sưởi ấm.

Điều này hỗ trợ rất nhiều cho việc tính toán các thông số của bộ tản nhiệt ở giai đoạn thiết kế, đồng thời giúp bạn dễ dàng điều chỉnh công suất của từng thiết bị trong quá trình vận hành.

Ưu điểm đáng kể thứ hai của hệ thống dây điện như vậy là khả năng kiểm soát các thông số cung cấp chất làm mát cho tất cả các thiết bị từ một nơi. Bộ thu được đặt trong một tủ đặc biệt có khả năng tiếp cận các chỉ báo và điều khiển: van, vòi và máy bơm.

Điều này thuận tiện từ quan điểm điều chỉnh vi khí hậu của ngôi nhà và giúp việc lắp bộ tản nhiệt vào bên trong phòng trở nên dễ dàng hơn.

Những nhược điểm của hệ thống có mạch phân phối hệ thống sưởi thu gom bao gồm chiều dài tối đa của ống cấp và thoát nước đến bộ tản nhiệt. Tùy chọn này đắt nhất về chi phí của các phần tử mạch và khó lắp đặt nhất, đồng thời cũng yêu cầu một số trình độ nhất định.

Việc sử dụng ống góp để kết nối các loại thiết bị sưởi ấm khác nhau đòi hỏi sự hiểu biết tốt về chủ đề làm nóng nước và đôi khi tính toán thủy lực để các hệ thống đó hoạt động bình thường

Theo quy định, các đường ống ở phân phối nhiệt bức xạ được lắp đặt trong lớp vữa sàn. Điều này có nghĩa là cần phải thiết kế và lắp đặt một hệ thống như vậy trong quá trình xây dựng hoặc cải tạo lớn một ngôi nhà riêng.

Khá khó để thực hiện một tùy chọn đa dạng để kết nối bộ tản nhiệt hoặc thay đổi hình dạng của mạch điện trong các phòng đã hoàn thành việc cải tạo bên trong. Đây là nhược điểm đáng kể thứ hai của loại hệ thống dây điện này.

Quy tắc sử dụng sàn có hệ thống sưởi

Một cách thoải mái và rất phổ biến để sưởi ấm khu dân cư - lắp đặt sàn có hệ thống sưởi. Nếu diện tích được sưởi ấm nhỏ, bạn có thể thực hiện bằng một đường ống đặt trong lớp láng sàn.

Kết nối sàn được sưởi ấm với hệ thống sưởi thông qua ống phân phối là lựa chọn khả thi duy nhất để sưởi ấm các khu vực rộng lớn theo cách này

Đối với những khu vực rộng lớn, việc sử dụng một đường ống duy nhất là không thể vì những lý do sau:

• lượng nhiệt cung cấp sẽ không đủ để sưởi ấm toàn bộ căn phòng, hơn nữa, lượng nhiệt này sẽ không đồng đều;
• với chiều dài lớn, xảy ra lực cản thủy động mạnh đối với dòng chất lỏng dẫn đến tiêu hao năng lượng quá mức để tạo áp lực và làm tăng nguy cơ vỡ nước tại các khớp nối.

Vì vậy, với diện tích sưởi ấm dưới sàn lớn, việc sử dụng nhiều đường ống không phải là mong muốn mà là một điều cần thiết.

Trong trường hợp này, kết nối được thực hiện thông qua ống phân phối.

Thông thường, bộ thu gom được trang bị bộ trộn để điều chỉnh nhiệt độ của nước cung cấp cho các ống sưởi ấm dưới sàn.Thực tế là để sưởi ấm bộ tản nhiệt, theo quy định, họ sử dụng chất lỏng có nhiệt độ khoảng 70-80°C, trong khi đối với sàn có hệ thống sưởi thì cần khoảng 40°C.

Kiểm soát nhiệt độ thông qua máy trộn là đáng tin cậy, điều này rất quan trọng, vì nhiệt độ vượt quá có thể gây ra biến dạng đáng kể của lớp phủ sàn: vải sơn, gỗ dán hoặc sàn gỗ.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Sơ đồ trình bày hệ thống dây điện sưởi ấm trong một ngôi nhà hai tầng có diện tích lớn. Hệ thống hai đường ống liên kết và ngõ cụt và sàn có hệ thống sưởi được kết nối thông qua bộ thu gom. Loại bỏ xung đột giữa các máy bơm tuần hoàn bằng mũi tên thủy lực:

Mạch bức xạ để sưởi ấm một tòa nhà hai tầng. Vì việc hoàn thiện cuối cùng vẫn chưa được thực hiện nên tất cả hệ thống dây điện đều có thể nhìn thấy rõ ràng. Các sắc thái của việc đặt ống trên sàn dưới lớp bê tông:

Ý kiến ​​của một người lắp đặt hệ thống sưởi ấm thực hành về các phương án khác nhau được sử dụng trong nhà riêng. Tổng quan về ưu và nhược điểm của tuần hoàn tự nhiên, ống đơn, hai ống liên kết và ngõ cụt, cũng như hệ thống dây điện thu gom:

Hệ thống dây điện được trình bày để sưởi ấm các ngôi nhà là điển hình và có thể được sửa đổi có tính đến hình dạng của cơ sở, các giá trị nhiệt độ cần thiết hoặc các yếu tố khác. Khi sửa đổi mạch điện, cần tuân thủ các định luật và nguyên tắc cơ bản của vật lý, thủy lực, khoa học vật liệu và các ngành khác.

Trong trường hợp giải quyết các vấn đề phức tạp hoặc không chuẩn, tốt hơn là nên liên hệ với các chuyên gia, bởi vì việc tu sửa hệ thống sưởi có thể còn đắt hơn so với việc lập mô hình và lắp đặt chúng.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào hoặc muốn chia sẻ kinh nghiệm cá nhân trong việc lắp đặt hệ thống sưởi trong nhà, vui lòng để lại nhận xét trong bài viết này.Bạn có thể bổ sung đánh giá của mình bằng một bức ảnh - biểu mẫu liên hệ nằm bên dưới.