Như các kỹ sư có thẩm quyền lưu ý, nhược điểm chính của hệ thống sưởi với sự tuần hoàn tự nhiên của chất làm mát là áp suất thấp của chất lỏng tuần hoàn, do đó cần phải quan tâm đến đường kính tăng lên của đường ống. Trường hợp này bạn chỉ cần mắc sai lầm nhỏ về đường kính khi lắp đặt ống thích hợp, vì chất làm mát sẽ không còn khả năng vượt qua lực cản thủy lực.

Bạn không nhất thiết phải làm quá nhiều việc để hệ thống sưởi ấm của bạn hoạt động trở lại. Chỉ cần đưa vào sơ đồ là đủ bơm tuần hoàn và di chuyển thùng giãn nở từ bánh răng về phía sau. Mặc dù vậy, điều đáng chú ý là điểm thứ hai không phải lúc nào cũng cần thiết. Đối với một công việc cải tạo đơn giản, chẳng hạn như cải tạo căn hộ, bể chứa có thể được để nguyên tại chỗ và không được chạm vào. Nếu hệ thống được cài đặt lại trên toàn cầu, bể sẽ được thay thế từ mở sang đóng và chuyển sang đường hồi lưu.

Nói chung, điều đáng nói là một trường hợp nữa trong đó máy bơm tuần hoàn có thể giúp bạn. Chủ sở hữu một ngôi nhà riêng có hệ thống sưởi ấm riêng có thể nhận thấy rằng nhiệt lượng được phân bổ không đều khắp ngôi nhà của họ. Trong những căn phòng nằm xa lò hơi, trời có thể lạnh vào mùa đông vì những căn phòng này không được sưởi ấm đủ. Tất nhiên ở đây bạn có thể thay thế toàn bộ hệ thống sưởi ấm, lắp đặt một cái mới với các ống có đường kính rộng hơn. Nhưng như thực tế cho thấy, phương pháp này đắt hơn nhiều và không hoàn toàn hợp lý.

Về các loại máy bơm và nguồn điện của chúng

Vì hệ thống hộ gia đìnhĐể sưởi ấm, máy bơm có mức tiêu thụ năng lượng 60-100 watt được sử dụng. Điều này có thể so sánh với bình thường bóng đèn. Tại sao mức tiêu thụ năng lượng lại thấp như vậy? Sự thật là bơm tuần hoàn không nâng nước, mà chỉ giúp nó vượt qua được sự kháng cự cục bộ trong hệ thông sưởi âmỒ. Nói một cách đơn giản, bơm tuần hoàn có thể được so sánh với chân vịt của tàu. Chân vịt đảm bảo chuyển động của tàu bằng cách đẩy nước nhưng lượng nước trong đại dương không giảm đi và duy trì được sự cân bằng.

Tuy nhiên, có một nhược điểm ở đây. Nếu bị mất điện kéo dài, chủ nhà có thể gặp bất ngờ vô cùng khó chịu. Quá nóng của chất làm mát có thể gây ra sự phá hủy mạch điện và việc ngừng tuần hoàn sẽ dẫn đến hiện tượng rã đông sau đó.

Vì vậy, trong trường hợp mất điện, hệ thống vẫn phải hoạt động trong điều kiện tuần hoàn tự nhiên. Đối với điều này nó là cần thiết giảm thiểu tất cả các chỗ rẽ và chỗ uốn cong có thể có trong đường viền, và việc sử dụng van bi hiện đại làm van ngắt cũng rất quan trọng. Không giống như các loại vít tương tự, chúng cung cấp lực cản tối thiểu đối với dòng chất lỏng khi mở.

Hai loại máy bơm có thể được đưa vào mạch hệ thống sưởi ấm:

• dạng hình tròn;
• khuyến mãi.

Máy bơm tuần hoàn đẩy nước, và dù đẩy nó ra bao nhiêu thì cùng một lượng nước sẽ chảy sang nó từ phía bên kia. Những lo ngại rằng máy bơm có thể đẩy chất làm mát qua thiết bị giãn nở mở là không có cơ sở. Hệ thống sưởi ấm có vòng khép kín và lượng nước trong chúng luôn giống nhau.

Trong hệ thống sưởi ấm trung tâm cũng máy bơm tăng áp có thể được bao gồm, gọi chính xác hơn là máy bơm, vì chúng làm tăng áp suất nước lên. Hãy sử dụng một sự tương tự với một cái quạt. Không cần biết là bao nhiêu quạt thông thường Cho dù có bao nhiêu không khí lưu thông quanh căn hộ, lượng không khí sẽ không thay đổi. Chỉ có một làn gió nhẹ và sự lưu thông không khí được hình thành. Áp suất khí quyển sẽ giữ nguyên.

Các sắc thái quan trọng của hoạt động

Do sử dụng tuần hoàn nước được bơm, bán kính của hệ thống sưởi ấm tăng lên và đường kính của đường ống giảm xuống. Có thể kết nối với nồi hơi với các thông số tăng lên. Để đảm bảo nước lưu thông liên tục, cần lắp đặt ít nhất hai thiết bị như vậy. Một cái sẽ là cái chính đang hoạt động, cái còn lại sẽ là cái dự phòng.

Trong hệ thống sưởi ấm, một máy bơm như vậy thường xuyên chứa đầy nước và kinh nghiệm áp lực nước cả từ hai phía- từ phía bên của ống hút và ống xả (đầu ra).

Máy bơm được làm bằng vòng bi bôi trơn bằng nước vẫn có thể được đặt trên đường cấp liệu và đường ống trở lại. Tuy nhiên, cách sử dụng phổ biến nhất của chúng có thể được tìm thấy ở dòng trả về. Mặc dù điều này xảy ra theo thói quen nhiều hơn, bởi vì trước đây việc lắp đặt máy bơm tuần hoàn trên đường hồi lưu là hợp lý vì khi đặt ở vị trí thuận lợi hơn nước lạnh Tuổi thọ của vòng bi tăng lên. Hiện nay, xét một cách khách quan thì vị trí lắp đặt không đáng kể.

Tuy nhiên, để ngăn chặn tình trạng khóa khí rời khỏi vòng bi mà không được làm mát và bôi trơn, trục động cơ phải được đặt nghiêm ngặt theo chiều ngang. Có, thiết kế của thiết bị như vậy rôto và trục có ổ trục phải được làm mát liên tụcđể không xảy ra những sự cố ngoài ý muốn. Trên cơ thể của thiết bị này thường chỉ ra một mũi tên chỉ hướng mà chất làm mát trong hệ thống sẽ di chuyển.

Việc lắp đặt bể chứa nước thải phía trước máy bơm là điều rất mong muốn nhưng không cần thiết. Chức năng của thiết bị này là lọc cát không thể tránh khỏi và các hạt mài mòn khác. Chúng có thể phá hủy bánh công tác và vòng bi. Bởi vì Đường kính cắt thường khá nhỏ, thì một bộ lọc thông thường sẽ làm được làm sạch thô. Thùng thu gom chất lơ lửng phải hướng xuống dưới - vì vậy ngay cả khi chứa đầy một phần nước, nó sẽ không cản trở quá trình lưu thông của nước. Bộ lọc cũng thường có mũi tên. Nếu bỏ qua, bạn sẽ phải vệ sinh bộ lọc thường xuyên hơn.

Nguồn điện dự phòng

Khi hệ thống sưởi được lắp đặt theo nguyên tắc tuần hoàn cưỡng bức, việc quan tâm đến nguồn điện dự phòng cũng là điều hợp lý. Thông thường, nó được cài đặt với mong muốn hoạt động của nó sẽ kéo dài trong vài giờ trong trường hợp mất điện. Khoảng thời gian này thường đủ để các chuyên gia xác định nguyên nhân tắt máy khẩn cấp hiện tại và phục hồi chức năng. Để kéo dài thời gian hoạt động của nguồn điện dự phòng, bạn bạn sẽ cần pin ngoài kết nối với nó.

Cáp chịu nhiệt

Khi kết nối thiết bị điện với hệ thống sưởi, cần loại bỏ khả năng hơi ẩm hoặc ngưng tụ xâm nhập vào hộp thiết bị đầu cuối. Nếu chất làm mát nóng lên trong hệ thống sưởi hơn 90 độ thì sử dụng cáp chịu nhiệt. Trong mọi trường hợp, cáp không được phép tiếp xúc với thành ống, vỏ máy bơm hoặc động cơ. Cáp được kết nối với hộp đầu cuối ở bên trái hoặc bên phải. Trong trường hợp này, phích cắm được sắp xếp lại. Nếu hộp đầu cuối nằm ở bên cạnh thì cáp chỉ được cung cấp từ bên dưới. Trong trường hợp này, biện pháp an toàn tự nhiên là đảm bảo nối đất.

Đường vòng

Sơ đồ cài đặt phổ biến bơm tuần hoàn trên đường tránh, được cắt khỏi hệ thống chính bằng hai vòi. Như là cài đặt có thể giúp sửa chữa hoặc thay thế thiết bị mà không làm hỏng toàn bộ hệ thống sưởi ấm của ngôi nhà. Vào thời điểm trái mùa, mọi thứ có thể hoạt động mà không cần máy bơm được tắt bằng cùng một van. Khi sương giá xuất hiện, công việc của anh lại tiếp tục. Chỉ cần mở nó van đóng dọc theo các cạnh và đóng van bi nằm trên mạch chính.

Đặc điểm lựa chọn

Theo quy luật, để sưởi ấm ngôi nhà của bạn một cách an toàn, việc mua một thiết bị khổng lồ với công suất cao ngất trời là điều vô nghĩa. Một thiết bị như vậy sẽ tạo ra số lượng lớn tiếng ồn. Điều này sẽ gây khó chịu cho cư dân của một ngôi nhà riêng. Trong số những thứ khác, nó sẽ có giá cao hơn nhiều. Về việc cung cấp nhiệt trong quá trình sưởi ấm, một lựa chọn rẻ hơn, tiêu thụ điện năng thấp hơn cũng phù hợp. Đó là lý do tại sao nhu cầu về một chiếc máy bơm mạnh mẽ về cơ bản sẽ biến mấtđể sử dụng hàng ngày.

Tuy nhiên, điều quan trọng là phải tính toán sức mạnh bạn cần. Thông số quan trọng là đường kính đường ống, nhiệt độ nước và mức áp suất chất làm mát. Để tính tốc độ dòng nước làm mát, nó phải được so sánh với tốc độ dòng nước cho lò hơi. Bạn cần biết công suất nồi hơi là gì. Bao nhiêu chất làm mát có thể đi qua hệ thống của nó mỗi phút.

Các chỉ số công suất của bơm tuần hoàn phụ thuộc trực tiếp vào chiều dài của đường ống. Nói một cách thẳng thắn, đối với mười mét hệ thống sưởi ấm, bạn sẽ cần nửa mét áp suất bơm.

Máy bơm được phân thành hai loại:

• khô;
• ướt.

Cái trước không tiếp xúc với chất làm mát trong quá trình hoạt động, trong khi cái sau được ngâm trong đó. Máy bơm khô thường khá ồn ào, do đó loại máy bơm này phù hợp cho việc lắp đặt:

• trong các công ty;
• trong xưởng sản xuất;
• tại các doanh nghiệp.

Loại thứ hai thích hợp để cài đặt chúng trong nhà ở nông thôn. TRONG phiên bản chính xác thân của chúng được làm bằng đồng thau hoặc đồng thau, với các bộ phận không gỉ.

Hoàn tất cài đặt

Sau khi kết thúc công việc lắp ráp hệ thống được đổ đầy nước. Không khí được loại bỏ bằng cách mở vít trung tâm trên nắp vỏ. Ngay khi nước xuất hiện, điều này cho thấy bọt khí đã được loại bỏ khỏi thiết bị. Và bây giờ máy bơm có thể được đưa vào hoạt động.

Một máy bơm tuần hoàn được lắp đặt đúng cách trong hệ thống sưởi ấm sẽ giúp làm ấm ngôi nhà của bạn rất hiệu quả. Nhưng điều quan trọng cần nhớ là sự phức tạp của hệ thống loại máy bơm. Có lẽ một giải pháp khôn ngoan hơn nhiều sẽ là chuyển sang dịch vụ của các chuyên gia có thẩm quyền người sẽ giúp bạn cài đặt và lựa chọn thiết bị. Hệ thống sưởi bị hỏng do vận hành không đúng cách có thể tốn nhiều tiền hơn so với việc liên hệ với chuyên gia có trình độ.

Nếu bạn quyết định rằng bạn hiểu đủ về các sắc thái của việc sưởi ấm ngôi nhà của mình, thì hãy chú ý đến chi tiết, nghiên cứu kỹ sơ đồ lắp đặt của bơm tuần hoàn, lập kế hoạch hành động chính xác, kể cả trong tình huống không lường trước được và đừng quên về sự an toàn đo.

Như đã đề cập nhiều lần, nhược điểm chính của hệ thống sưởi có tuần hoàn tự nhiên của chất làm mát là áp suất tuần hoàn thấp (đặc biệt là ở hệ thống căn hộ) và do đó đường kính ống tăng lên. Chỉ cần mắc một sai lầm nhỏ trong việc lựa chọn đường kính ống là chất làm mát đã bị “ép” và không thể vượt qua lực cản thủy lực. Bạn có thể “mở khóa” hệ thống mà không cần bất kỳ thay đổi đáng kể nào: bật bơm tuần hoàn (Hình 12) và di chuyển bình giãn nở từ nguồn cung cấp sang dòng hồi lưu. Cần lưu ý rằng việc di chuyển thiết bị giãn nở về đường hồi không phải lúc nào cũng cần thiết. Khi chỉ cần thay đổi một hệ thống sưởi ấm đơn giản, chẳng hạn như hệ thống sưởi ấm căn hộ, bình chứa có thể được giữ nguyên vị trí cũ. Với sự tái thiết hoặc thiết bị thích hợp hệ thống mới bể được chuyển sang đường hồi lưu và thay thế từ mở sang đóng.

Cơm. 12. Bơm tuần hoàn

Máy bơm tuần hoàn nên có công suất bao nhiêu, nên lắp đặt như thế nào và ở đâu?

Bơm tuần hoàn cho hệ thống sưởi ấm gia đình có mức tiêu thụ điện năng thấp - khoảng 60–100 watt, nghĩa là bóng đèn thông thường, chúng không nâng nước lên mà chỉ giúp nó vượt qua lực cản cục bộ trong đường ống. Những máy bơm này có thể được so sánh với chân vịt của một con tàu: chân vịt đẩy nước và đảm bảo cho con tàu chuyển động, nhưng đồng thời nước trong đại dương không giảm hay tăng, tức là sự cân bằng tổng thể của nước vẫn được giữ nguyên. giống nhau. Máy bơm tuần hoàn gắn vào đường ống sẽ đẩy nước, nhưng dù có đẩy ra bao nhiêu đi chăng nữa thì cùng một lượng nước chảy vào từ phía bên kia, tức là lo ngại rằng máy bơm sẽ đẩy chất làm mát qua bộ giãn nở đang mở. vô ích: hệ thống sưởi ấm là một mạch kín và lượng nước trong đó không đổi. Ngoài việc lưu hành ở hệ thống tập trung máy bơm tăng áp có thể được bật, làm tăng áp suất và có khả năng dâng nước, thực ra chúng nên được gọi là máy bơm, nhưng máy bơm tuần hoàn, dịch sang một ngôn ngữ dễ hiểu, khó có thể được gọi là máy bơm - vì vậy... quạt. Cho dù một người bình thường lái xe bao nhiêu quạt gia dụng không khí xung quanh căn hộ, tất cả những gì nó có thể làm là tạo ra làn gió (lưu thông không khí), nhưng không thể thay đổi Áp suất khí quyển ngay cả trong một căn phòng đóng kín.

Do việc sử dụng bơm tuần hoàn, bán kính hoạt động của hệ thống sưởi ấm tăng lên đáng kể, đường kính đường ống giảm và khả năng kết nối hệ thống với nồi hơi có thông số chất làm mát tăng lên được tạo ra. Cung cấp hoạt động im lặng hệ thống sưởi ấm nước có tuần hoàn bơm, tốc độ dòng chất làm mát không được vượt quá: trong các đường ống đặt trong cơ sở chính tòa nhà dân cư, với đường kính ống danh nghĩa từ 10, 15 và 20 mm trở lên tương ứng là 1,5; 1,2 và 1 m/s; trong đường ống đặt ở khu vực phụ trợ của các tòa nhà dân cư - 1,5 m/s; trong đường ống đặt trong các tòa nhà phụ trợ - 2 m/s.

Để đảm bảo hệ thống không gây tiếng ồn và cung cấp lượng chất làm mát cần thiết, cần thực hiện một phép tính nhỏ. Chúng ta đã biết cách xác định đại khái công suất nồi hơi cần thiết (tính bằng kilowatt), dựa trên diện tích của cơ sở được sưởi ấm. Tốc độ dòng nước tối ưu đi qua lò hơi, được nhiều nhà sản xuất thiết bị nồi hơi khuyến nghị, được tính toán bằng công thức thực nghiệm đơn giản: Q=P, trong đó Q là tốc độ dòng chất làm mát qua lò hơi, l/phút; P - công suất nồi hơi, kW. Ví dụ, đối với nồi hơi 30 kW, lưu lượng nước xấp xỉ 30 l/phút. Để xác định tốc độ dòng chất làm mát trong bất kỳ phần nào của vòng tuần hoàn, chúng tôi sử dụng cùng một công thức, biết công suất của bộ tản nhiệt được lắp đặt trong phần này, ví dụ: chúng tôi tính tốc độ dòng nước cho bộ tản nhiệt lắp trong một phòng. Giả sử rằng công suất của bộ tản nhiệt là 6 kW, có nghĩa là tốc độ dòng chất làm mát sẽ xấp xỉ 6 l/phút.

Dựa trên lưu lượng nước, chúng tôi xác định đường kính của đường ống (Bảng 1). Các giá trị này tương ứng với sự tương ứng được chấp nhận thực tế giữa đường kính ống và tốc độ dòng chất làm mát chảy qua chúng với tốc độ không quá 1,5 mét mỗi giây.

Bảng 1

Tiếp theo, chúng tôi xác định công suất của bơm tuần hoàn. Cứ 10 mét chiều dài vòng tuần hoàn cần có 0,6 mét áp suất bơm. Ví dụ, nếu Tổng chiều dài vòng đường ống là 90 mét, áp suất bơm phải là 5,4 mét. Chúng tôi đến cửa hàng (hoặc chọn từ danh mục) và mua một chiếc máy bơm có áp suất phù hợp với mình. Nếu sử dụng các ống có đường kính nhỏ hơn khuyến nghị ở đoạn trước thì nên tăng công suất bơm, vì ống càng mỏng thì lực cản thủy lực của chúng càng lớn. Và theo đó, khi sử dụng ống đường kính lớn công suất bơm có thể bị giảm.

Để đảm bảo nước tuần hoàn liên tục trong hệ thống sưởi, nên lắp đặt ít nhất hai máy bơm tuần hoàn, một máy hoạt động, máy còn lại (trên đường tránh) dự phòng. Hoặc một máy bơm được lắp đặt trên hệ thống và máy bơm còn lại được giữ ở nơi vắng vẻ, đề phòng trường hợp thay thế nhanh chóng nếu máy bơm đầu tiên bị hỏng.

Cần lưu ý rằng cách tính toán hệ thống sưởi được đưa ra ở đây cực kỳ thô sơ và không tính đến nhiều yếu tố và tính năng hệ thống cá nhân sưởi. Nếu bạn đang xây dựng một ngôi nhà có kiến ​​trúc hệ thống sưởi ấm phức tạp, thì bạn cần phải tính toán chính xác. Điều này chỉ có thể được thực hiện bởi các kỹ sư sưởi ấm. Sẽ là vô cùng vô lý khi xây dựng một công trình trị giá hàng triệu đô la mà không có tài liệu hoàn công - một dự án tính đến tất cả các đặc điểm của công trình.

Bơm tuần hoàn trong hệ thống sưởi ấm chứa đầy nước và chịu áp suất thủy tĩnh bằng nhau (nếu nước không được làm nóng) ở cả hai phía - từ các ống vào (hút) và đầu ra (xả) nối với ống dẫn nhiệt. Máy bơm tuần hoàn hiện đại, được chế tạo bằng vòng bi bôi trơn bằng nước, có thể được đặt trên cả đường ống cấp và đường hồi, nhưng hầu hết chúng thường được lắp đặt trên đường hồi. Ban đầu điều này hoàn toàn là do lý do kỹ thuật: Khi đặt trong nước lạnh hơn, tuổi thọ của ổ trục, rôto và hộp đệm mà trục máy bơm đi qua sẽ tăng lên. Và bây giờ chúng được đặt trên đường hồi lưu thay vì theo thói quen, vì theo quan điểm tạo ra sự tuần hoàn nhân tạo của nước trong một mạch kín, vị trí của bơm tuần hoàn là không quan trọng. Mặc dù việc đặt chúng trên đường ống cung cấp, nơi áp suất thủy tĩnh thường thấp hơn, là hợp lý hơn. Ví dụ: bể giãn nở được lắp đặt trong hệ thống của bạn ở độ cao 10 m tính từ lò hơi, có nghĩa là nó tạo ra áp suất tĩnh bằng 10 m cột nước, nhưng tuyên bố này chỉ đúng với đường ống phía dưới, trong áp suất trên sẽ ít hơn vì cột nước ở đây sẽ nhỏ hơn. Bất cứ nơi nào chúng ta đặt máy bơm, nó sẽ chịu áp suất như nhau ở cả hai phía, ngay cả khi nó được đặt trên nguồn cung cấp chính thẳng đứng hoặc ống nâng hồi lưu, chênh lệch áp suất giữa hai ống của máy bơm sẽ nhỏ, vì máy bơm Kích cỡ nhỏ.

Tuy nhiên, mọi thứ không đơn giản như vậy. Một máy bơm hoạt động theo mạch kín của hệ thống sưởi sẽ tăng cường tuần hoàn bằng cách bơm nước vào ống dẫn nhiệt ở một bên và hút vào bên kia. Mực nước trong bể giãn nở sẽ không thay đổi khi khởi động bơm tuần hoàn, vì bơm hoạt động đồng đều chỉ đảm bảo tuần hoàn với một lượng nước không đổi. Vì trong các điều kiện này (hoạt động đồng đều của máy bơm và thể tích nước không đổi trong hệ thống), mực nước trong bình giãn nở không thay đổi nên việc bơm có chạy hay không không quan trọng, áp suất thủy tĩnh tại điểm kết nối thiết bị giãn nở đến các đường ống của hệ thống sẽ không đổi. Điểm này được gọi là trung tính, vì áp suất tuần hoàn do máy bơm tạo ra không ảnh hưởng gì đến áp suất tĩnh được tạo ra. bể mở rộng. Nói cách khác, áp suất của bơm tuần hoàn tại thời điểm này bằng không.

Trong bất kỳ đóng cửa hệ thống thủy lực Bơm tuần hoàn sử dụng bình giãn nở làm điểm tham chiếu, tại đó áp suất do bơm tạo ra thay đổi dấu: đến thời điểm này, bơm tạo ra lực nén, bơm nước, sau đó tạo ra chân không, hút nước vào. Tất cả các ống dẫn nhiệt của hệ thống từ máy bơm đến điểm áp suất không đổi(tính theo chiều chuyển động của nước) sẽ ám chỉ vùng xả của bơm. Tất cả các ống dẫn nhiệt sau thời điểm này đều đi đến vùng hút. Nói cách khác, nếu bơm tuần hoàn được đưa vào đường ống ngay sau điểm nối bể giãn nở, nó sẽ hút nước từ bể và bơm vào hệ thống; nếu bơm được lắp trước điểm nối bể thì máy bơm sẽ bơm. nước ra khỏi hệ thống và bơm vào bể.

Vậy thì sao, có gì khác biệt đối với chúng ta dù máy bơm bơm nước ra khỏi bể hay bơm vào bể, miễn là nó quay nước trong hệ thống. Nhưng có một sự khác biệt đáng kể: áp suất tĩnh do bình giãn nở tạo ra cản trở hoạt động của hệ thống. Trong các đường ống nằm trong vùng xả của bơm, cần tính đến sự gia tăng áp suất thủy lực áp suất tĩnh so với áp suất nước lúc đứng yên. Ngược lại, trong các đường ống nằm trong vùng hút của máy bơm, cần phải tính đến sự giảm áp suất, có thể áp suất thủy tĩnh không chỉ giảm xuống áp suất khí quyển mà thậm chí có thể xảy ra hiện tượng chân không. Nghĩa là, do sự chênh lệch áp suất trong hệ thống, có nguy cơ hút hoặc thoát khí hoặc sôi chất làm mát.

Để tránh sự gián đoạn tuần hoàn nước do sôi hoặc hút không khí, khi thiết kế và tính toán thủy lực hệ thống đun nước nóng, phải tuân thủ quy tắc sau: trong vùng hút tại bất kỳ điểm nào trong đường ống của hệ thống sưởi, áp suất thủy tĩnh phải duy trì ở mức cao. khi máy bơm hoạt động. Có bốn cách khả thi để thực hiện quy tắc này (Hình 13).

Cơm. 13. Giản đồ hệ thống sưởi ấm với tuần hoàn bơm và bể mở rộng

1. Nâng bình giãn nở lên độ cao vừa đủ (thường ít nhất là 80 cm). Đây là phương pháp khá đơn giản để tái cấu trúc các hệ thống có tuần hoàn tự nhiên thành tuần hoàn bơm nhưng đòi hỏi chiều cao đáng kể. không gian gác mái và cách nhiệt cẩn thận của bể mở rộng.
2. Di chuyển bình giãn nở đến điểm trên nguy hiểm nhất để đưa đường trên vào vùng xả. Ở đây cần phải làm rõ. Trong các hệ thống sưởi ấm mới, đường ống cung cấp có tuần hoàn bơm được làm với độ dốc không phải từ lò hơi mà về phía lò hơi, để bọt khí di chuyển cùng với nước, vì lực truyền động của bơm tuần hoàn sẽ không cho phép chúng nổi “chống lại dòng chảy”, như trường hợp của các hệ thống có tuần hoàn tự nhiên. Do đó, điểm cao nhất của hệ thống không phải ở ống nâng chính mà ở điểm xa nhất. Đối với việc xây dựng lại một hệ thống cũ có lưu thông tự nhiên đến trạm bơm, phương pháp này khá tốn công sức, vì nó đòi hỏi phải thay đổi đường ống và để tạo ra một hệ thống mới, phương pháp này không hợp lý, vì có các phương án khác thành công hơn. khả thi.
3. Nối ống bể giãn nở gần ống hút của bơm tuần hoàn. Nói cách khác, nếu chúng ta xây dựng lại hệ thống cũ với sự tuần hoàn tự nhiên, khi đó chúng ta chỉ cần cắt bể khỏi đường cung cấp và kết nối lại với đường hồi lưu phía sau bơm tuần hoàn và từ đó tạo điều kiện tốt nhất có thể cho máy bơm điều kiện thuận lợi.
4. Chúng tôi bắt đầu từ sơ đồ thông thường là đặt máy bơm trên đường hồi lưu và cắm nó vào đường cung cấp ngay sau điểm kết nối bể mở rộng. Khi xây dựng lại một hệ thống có tuần hoàn tự nhiên, đây là phương pháp đơn giản nhất: chúng ta chỉ cần cắt máy bơm vào đường ống cung cấp mà không thay đổi bất cứ điều gì khác. Tuy nhiên, bạn cần hết sức cẩn thận khi chọn máy bơm; điều kiện bất lợi nhiệt độ cao. Máy bơm sẽ phải hoạt động trong thời gian dài và đáng tin cậy, và chỉ những nhà sản xuất có uy tín mới có thể đảm bảo điều này.

Thị trường hiện đại cho các phụ kiện hệ thống ống nước và sưởi ấm có thể thay thế các bể giãn nở mở loạiđể đóng. Trong một bể kín, chất lỏng hệ thống không tiếp xúc với không khí: chất làm mát không bay hơi và không được làm giàu oxy. Điều này làm giảm thất thoát nhiệt và nước và giảm sự ăn mòn bên trong của các thiết bị sưởi ấm. Chất lỏng sẽ không bao giờ tràn ra khỏi bể kín.

Bể mở rộng kiểu đóng(“expanzomat”) là một viên nang hình cầu hoặc hình bầu dục, được chia bên trong bằng màng kín thành hai phần: không khí và chất lỏng. Hỗn hợp chứa nitơ được bơm vào phần không khí của vỏ dưới một áp suất nhất định. Trước khi đổ đầy nước vào hệ thống sưởi ấm, áp suất hỗn hợp khí bên trong bể ép chặt màng ngăn vào phần nước của bể. Làm nóng nước dẫn đến tạo ra áp suất làm việc và tăng thể tích chất làm mát - màng uốn cong về phía phần khí của bình. Ở áp suất vận hành tối đa và thể tích nước tăng tối đa, phần nước của bể được đổ đầy và hỗn hợp khí được nén đến mức tối đa. Nếu áp suất tiếp tục tăng và thể tích chất làm mát tiếp tục tăng thì van an toàn sẽ được kích hoạt, giải phóng nước (Hình 14).

Cơm. 14. Bể giãn nở kiểu màng

Thể tích của bình được chọn sao cho thể tích hữu ích của nó không nhỏ hơn thể tích giãn nở nhiệt của chất làm mát và áp suất không khí sơ bộ trong phần khí của bình được lấy bằng áp suất tĩnh của cột chất làm mát trong hệ thống. Việc lựa chọn áp suất hỗn hợp khí này cho phép bạn giữ màng ở vị trí cân bằng (không căng) khi hệ thống sưởi được làm đầy nhưng không bật.

Một bể kín có thể được đặt ở bất kỳ điểm nào trong hệ thống, nhưng theo quy định, nó được lắp đặt bên cạnh lò hơi, vì nhiệt độ của chất lỏng tại vị trí lắp đặt bể giãn nở phải càng thấp càng tốt. Và chúng ta đã biết rằng tốt nhất là lắp đặt bơm tuần hoàn ngay phía sau thiết bị giãn nở, nơi tạo điều kiện thuận lợi nhất cho nó (và cho toàn bộ hệ thống sưởi ấm) (Hình 15).

Cơm. 15. Sơ đồ hệ thống sưởi ấm có bơm tuần hoàn và bể giãn nở kín

Tuy nhiên, với thiết kế hệ thống sưởi như vậy, chúng ta gặp phải hai vấn đề: loại bỏ không khí và huyết áp cao trên nồi hơi.

Nếu trong các hệ thống có bể giãn nở hở, không khí được loại bỏ ngược dòng qua thiết bị giãn nở (trong hệ thống có tuần hoàn tự nhiên) hoặc theo cách tương tự (trong hệ thống có tuần hoàn bơm), thì điều này không xảy ra với các bể kín. Hệ thống hoàn toàn đóng kín và không có nơi nào để không khí thoát ra ngoài. Để loại bỏ các túi khí, máy xả khí tự động được lắp đặt ở điểm trên cùng của đường ống - thiết bị được trang bị phao và van đóng. Khi áp suất tăng lên, van sẽ được kích hoạt và giải phóng không khí vào khí quyển. Hoặc vòi Mayevsky được lắp trên mỗi bộ tản nhiệt sưởi ấm. Phần này được cài đặt trên thiết bị sưởi ấm, cho phép bạn hạ thấp khóa không khí trực tiếp từ bộ tản nhiệt. Vòi Mayevsky đi kèm với một số mẫu bộ tản nhiệt nhưng thường được cung cấp riêng.

Cơm. 16. Lỗ thông hơi tự động

Nguyên lý hoạt động của lỗ thông gió (Hình 16) là khi không có không khí, một chiếc phao bên trong thiết bị sẽ giữ cho van xả đóng lại. Khi không khí tích tụ trong buồng phao, mực nước bên trong lỗ thông hơi sẽ giảm xuống. Phao giảm xuống và van thoát mở ra, qua đó không khí được thải vào khí quyển. Sau khi không khí thoát ra, mực nước trong lỗ thoát khí dâng lên và phao nổi lên dẫn đến van xả đóng lại. Quá trình tiếp tục cho đến khi không khí được thu lại trong buồng phao và hạ thấp mực nước, hạ thấp phao. Cửa gió tự động được sản xuất thiết kế khác nhau, hình dạng và kích thước và có thể được cài đặt cả trên đường ống chính và trực tiếp ( hình chữ L) trên bộ tản nhiệt.

Van Mayevsky, trái ngược với lỗ thông hơi tự động, nói chung là một phích cắm thông thường có kênh thông gió và một vít hình nón được vặn vào đó: bằng cách xoay vít, kênh sẽ được giải phóng và không khí thoát ra ngoài. Xoay vít sẽ đóng kênh. Ngoài ra còn có các lỗ thông hơi, trong đó thay vì vít hình nón, một quả bóng kim loại được sử dụng để chặn kênh xả khí.

Thay vì lỗ thông hơi tự động và vòi Mayevsky, bạn có thể đưa bộ tách khí vào hệ thống sưởi ấm. Thiết bị này dựa trên việc áp dụng định luật Henry. Không khí có trong hệ thống sưởi ấm một phần ở dạng hòa tan và một phần ở dạng vi bọt. Khi nước (cùng với không khí) đi qua hệ thống, nó sẽ đi vào các khu vực nhiệt độ khác nhau và áp lực. Theo Định luật Henry, ở một số khu vực, không khí sẽ thoát ra khỏi nước và ở những khu vực khác, nó sẽ hòa tan trong đó. Trong nồi hơi, chất làm mát được làm nóng đến nhiệt độ cao nên nước chứa không khí sẽ thoát ra ngoài. số lớn nhất không khí ở dạng bong bóng nhỏ. Nếu không được loại bỏ ngay lập tức, chúng sẽ hòa tan ở những nơi khác trong hệ thống có nhiệt độ thấp hơn. Nếu bạn loại bỏ các vi bọt ngay sau lò hơi, thì ở đầu ra của thiết bị phân tách, bạn sẽ nhận được nước đã khử khí, nước này sẽ hấp thụ không khí vào Những nơi khác nhau hệ thống. Hiệu ứng này được sử dụng để hấp thụ không khí trong hệ thống và thải ra khí quyển thông qua sự kết hợp giữa nồi hơi và bộ tách khí. Quá trình tiếp tục liên tục cho đến khi không khí được loại bỏ hoàn toàn khỏi hệ thống.

Cơm. 17. Máy tách khí

Hoạt động của bộ tách khí (Hình 17) dựa trên nguyên tắc kết hợp các vi bọt. Trong thực tế, điều này có nghĩa là các bong bóng khí nhỏ dính vào bề mặt của các vòng đặc biệt và tập hợp lại với nhau, tạo thành các bong bóng lớn có thể tách ra và bay lơ lửng trong không khí. buồng phi công dải phân cách. Khi dòng chất lỏng đi qua các vòng, nó sẽ phân kỳ theo nhiều hướng khác nhau và thiết kế của các vòng là sao cho tất cả chất lỏng đi qua chúng đều tiếp xúc với bề mặt của chúng, cho phép các vi bọt bám dính và kết lại.

Cơm. 18. Sơ đồ hệ thống sưởi ấm có bơm tuần hoàn, bình giãn nở kín và bộ tách khí

Bây giờ chúng ta hãy nghỉ ngơi một chút và quay trở lại với máy bơm tuần hoàn. Trong các hệ thống sưởi ấm có đường ống dài và do đó có tổn thất thủy lực lớn, thường cần phải có bơm tuần hoàn khá mạnh, tạo ra áp suất tại đường ống xả lớn hơn áp suất mà lò hơi được thiết kế. Nói cách khác, khi đặt máy bơm trên đường hồi lưu ngay phía trước lò hơi, các kết nối trong bộ trao đổi nhiệt của lò hơi có thể bị rò rỉ. Để ngăn điều này xảy ra, các máy bơm tuần hoàn mạnh mẽ không được lắp đặt phía trước lò hơi mà phía sau nó - trên đường ống cung cấp. Và câu hỏi ngay lập tức được đặt ra: đặt bộ tách khí ở đâu, phía sau máy bơm hay phía trước nó? Các nhà sản xuất hệ thống sưởi ấm hàng đầu đã giải quyết vấn đề này và đề xuất lắp đặt một dải phân cách phía trước máy bơm (Hình 18) để bảo vệ nó khỏi bị hư hại do bọt khí.

Bây giờ chúng ta hãy xem xét các hệ thống sưởi ấm với tuần hoàn bơm chi tiết hơn.

Nguyên lý hoạt động của mạch tuần hoàn

Sự chuyển động của các sản phẩm cháy qua ống khói lò hơi được thực hiện nhờ chân không do thiết bị hút khói tạo ra. Ở phần trên của hộp cứu hỏa, độ chân không của cột nước không quá 30 mm và phía trước ống xả khói là 200 mm. Vì vậy, để loại bỏ sự hút không khí lạnh dọc theo chiều dài của ống khói, lớp lót lò hơi được nén chặt cẩn thận. Không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy được cung cấp qua bộ gia nhiệt không khí đến lò hơi bằng quạt thổi. Nước cấp, quá khứ chuẩn bị sơ bộđược đưa vào bộ tiết kiệm, nơi nó được làm nóng đến nhiệt độ bão hòa, sau đó được đưa vào trống nồi hơi. Trong trống, nó được trộn với nước nồi hơi, sau đó qua các ống hạ thấp, nó đi vào bộ thu phía dưới, từ đó nước và hỗn hợp hơi nước sẽ dâng trở lại trống qua các ống sàng nâng lên. Trong trống, hỗn hợp hơi nước được tách thành hơi nước và nước. Hơi nước tích tụ ở phần trên của trống và sau đó được dẫn đến các trạm biến áp, nơi nó được làm nóng đến nhiệt độ xác định trước. Nước ở phần dưới của trống lại được dẫn vào ống dẫn xuống. Mạch khép kín này bao gồm một trống gồm các ống phân phối phía dưới và các ống chắn tăng lên được gọi là mạch tuần hoàn nồi hơi.

Sự chuyển động của nước trong các ống dẫn nước và hỗn hợp hơi nước trong các ống bay hơi được gia nhiệt xảy ra do sự khác biệt về mật độ của nước và hỗn hợp hơi nước. Hỗn hợp hơi nước được hình thành trong ống nâng do nhiệt tỏa ra từ mỏ hàn và các sản phẩm cháy nóng. Đi vào trống, hỗn hợp hơi nước được chia thành hơi và nước, trong khi hơi nước tích tụ ở phần trên của trống, phần nước còn lại được đưa trở lại ống dẫn xuống, qua đó nó đi xuống bộ thu phía dưới, và sau đó được gửi đến các ống nâng. Trong mạch tuần hoàn, nước ở trạng thái bão hòa. Chiều cao đường viền của nồi hơi có công suất khác nhau là rất khác nhau. Đối với nồi hơi hiệu suất thấp, phạm vi từ 3 đến 5 m, đối với nồi hơi hiệu suất trung bình lên đến 12 m và nồi hơi hiệu suất cao 30-40 m. Do chiều cao đáng kể như vậy, nước ở phần dưới của mạch. có hiện tượng kém nhiệt do áp suất tĩnh của cột nước.

VÍ DỤ. Một nồi hơi có áp suất 13 atm, chiều cao của mạch là 10 m, nghĩa là áp suất ở phần dưới sẽ là 14 atm. Áp suất 13 atm tương ứng với nhiệt độ bão hòa 194 độ C, áp suất 14 atm tương ứng với 197 độ C. Như vậy, ở bộ thu dưới, nhiệt độ của nước lò hơi sẽ thấp hơn nhiệt độ bão hòa 3 độ. Do đó, ở phần dưới của ống nâng, nước được làm nóng đến nhiệt độ bão hòa. Ở đây không xảy ra hiện tượng bay hơi nên phần này được gọi là phần tiết kiệm. Chiều cao của ống sưởi trở nên nhỏ hơn và hàm lượng hơi nước tăng lên.

Động lực của tuần hoàn tự nhiênđịnh nghĩa:

S dv = H*(ρ 1 – ρ pv)*g Chiều cao đường viền H; ρ 1 - mật độ nước trong ống xả; ρ pv - mật độ trung bình của hỗn hợp hơi nước

Áp suất tuần hoàn tự nhiên có thể đạt tới 0,5-0,8 atm. Nồi hơi hoạt động do sự khác biệt về mật độ nước và hỗn hợp hơi nước được gọi là nồi hơi với sự tuần hoàn tự nhiên. Nếu như động lực Nếu tuần hoàn không đủ để đảm bảo tốc độ giãn nở quy định trong lò hơi thì một bơm tuần hoàn bổ sung sẽ được lắp đặt trong mạch tuần hoàn. Nồi hơi như vậy được gọi là nồi hơi với nhiều lần lưu thông cưỡng bức . Trong trường hợp nồi hơi có rất áp suất cao và sự khác biệt về mật độ của nước và hỗn hợp hơi nước trở nên không đáng kể và nhiệt độ cao không cho phép sử dụng bơm tuần hoàn để tạo ra hơi nước, họ sử dụng nồi hơi một lần, trong đó không có mạch tuần hoàn.

Tuần hoàn nước là sự chuyển động của nước theo một vòng khép kín. Là một phần của mạch tuần hoàn, trong trường hợp chung, bao gồm như vậy các nguyên tố cấu trúc nồi hơi, chẳng hạn như trống, bộ thu gom, đường ống được làm nóng và không làm nóng của bề mặt sưởi ấm. Nước có thể đi qua mạch nhiều lần hoặc một lần, di chuyển qua các bề mặt gia nhiệt từ đầu vào đến đầu ra.

Tùy theo nguyên nhân gây ra chuyển động của nước, tuần hoàn được chia thành tự nhiên và cưỡng bức.

Tuần hoàn tự nhiên xảy ra ở Nồi hơi, vì áp suất truyền động trong mạch được tạo ra bởi sự khác biệt về mật độ của nước và hơi nước. Trong trường hợp này, mỗi kg nước có thể dần dần biến thành hơi, đi qua mạch nhiều lần hoặc biến thành hơi trong một lần đi qua bề mặt gia nhiệt.

Việc tuần hoàn nước cưỡng bức được thực hiện bằng máy bơm. Nó được sử dụng trong nồi hơi nước nóng và tiết kiệm nước và là dòng chảy trực tiếp.

Với bất kỳ loại tuần hoàn và phương pháp tổ chức nào, nước và hơi nước tạo ra trong mạch phải làm mát kim loại một cách đáng tin cậy, điều này cần thiết để nồi hơi hoạt động không gặp sự cố.

Tuần hoàn tự nhiên của nước trong nồi hơi. Chúng ta hãy xem xét nguyên lý hoạt động của tuần hoàn tự nhiên bằng ví dụ về mạch tuần hoàn của màn chắn bên của lò (Hình 10).

Cơm. 10. Sơ đồ mạch tuần hoàn tự nhiên đơn giản nhất:

1 - người sưu tầm; 2 - ống xả; 3 - trống trên; 4 - ống sàng (nâng).

Nước cấp được đưa vào trống phía trên của nồi hơi 3. Từ đó, nước đi xuống qua ống xả 2 và đi vào bộ thu 1. Trong phần mạch này, nhiệt không được cung cấp cho nước (ống được cách nhiệt bằng tường đất sét nung) và nhiệt độ nước duy trì dưới nhiệt độ bão hòa ở áp suất hơi nhất định trong nồi hơi

Từ bộ thu, nước đi vào các ống được làm nóng của màn hình 4 và bốc lên qua chúng, được đun nóng đến sôi, sôi và một phần biến thành hơi nước. Hỗn hợp hơi nước thu được được đưa vào trống, tại đây nó được tách thành nước và hơi nước. Hơi nước rời khỏi lò hơi, nước trộn với nước cấp và quay trở lại vòng tuần hoàn.

Phần ống dâng lên nơi nước được đun nóng đến sôi được gọi là bộ tiết kiệm, phần chứa hơi nước được gọi là phần chứa hơi nước. Chiều cao của phần sau cao hơn nhiều lần so với chiều cao của phần tiết kiệm.

Trong phần tiết kiệm, nước di chuyển với tốc độ không đổi, và trong phần chứa hơi nước, nước không ngừng tăng lên do lượng hơi tạo ra trong các ống đứng tăng liên tục. Tốc độ nước có trong phần tiết kiệm được gọi là tốc độ tuần hoàn. Do tính không đổi của nó nên tốc độ lưu thông là một trong số đó đặc điểm quan trọng tuần hoàn tự nhiên. Giá trị của nó là khoảng 0,5 - 1,5 m/s.

Sự hiện diện trong mạch của các khu vực có môi trường có mật độ khác nhau tạo ra chênh lệch áp suất hoặc thúc đẩy áp suất tuần hoàn trong mạch. Áp suất trong ống dẫn nước được tạo ra bởi một cột nước có mật độ r V, và trong các ống nâng - một cột nước và hỗn hợp hơi nước với mật độ r SM. Do đó, môi trường đậm đặc hơn sẽ chiếm chỗ môi trường kém đậm đặc hơn và tạo ra chuyển động tròn của nước trong mạch. Độ lớn của áp suất đẩy được xác định bởi sự phụ thuộc của dạng:

S DV = h PAR (r B - r CM) g Pa, (7.1)

Ở đâu h HƠI NƯỚC- chiều cao phần chứa hơi của ống đứng; g là gia tốc rơi tự do.

Từ biểu thức của áp suất dẫn động, có thể suy ra rằng để tuần hoàn, chỉ cần có môi trường có mật độ khác nhau là chưa đủ. Điều cần thiết nữa là các ống chứa hơi nước phải được đặt thẳng đứng.

Trong một lần đi qua mạch, chỉ một phần nước biến thành hơi nước. Do đó, để mô tả cường độ bốc hơi nước, người ta sử dụng khái niệm tốc độ tuần hoàn:

k = M/D,(7.2)

Ở đâu M- lưu lượng nước qua ống xả, kg/h; D- lượng hơi sinh ra trong ống được gia nhiệt, kg/h.

Do đó, tốc độ tuần hoàn cho biết một kg nước phải đi qua mạch bao nhiêu lần để biến thành hơi nước. Đối với màn chắn k = 50 - 70, đối với dầm đối lưu k = 100 - 200.

Nghịch đảo của tỷ lệ tuần hoàn đặc trưng cho mức độ khô của hơi ướt x = 1/k. Từ đó, chúng ta có thể kết luận rằng hỗn hợp hơi nước-nước được hình thành trong màn hình, chứa không quá 0,02 hoặc 2% hơi nước. Do đó, ngay cả các bề mặt chịu nhiệt nặng nhất của nồi hơi, tức là các tấm chắn, cũng được làm ướt và làm mát bằng nước một cách đáng tin cậy.

Trong các bó đối lưu, tất cả các đường ống đều được làm nóng bằng khí, nhiệt độ của chúng liên tục giảm khi chúng đi qua bó. Do đó, trong ống sôi, khi các khí chuyển động, hàm lượng hơi nước cũng giảm và mật độ của hỗn hợp hơi nước tăng lên. Sự hiện diện của một bó hỗn hợp hơi nước với mật độ khác nhau trong các đường ống tạo ra áp suất đẩy nước di chuyển theo sơ đồ sau: từ trống phía trên, nước đi vào các ống phía sau của bó và qua chúng đi vào trống phía dưới. của nồi hơi; Từ trống, nước đi vào các ống còn lại của bó và cùng với hơi nước đi vào trống phía trên.

Tuần hoàn cưỡng bức. Tuần hoàn cưỡng bức được sử dụng trong nồi hơi nước nóng, cũng như trong bộ tiết kiệm nồi hơi. Sự chuyển động của nước qua các đường ống của bề mặt gia nhiệt được thực hiện bằng máy bơm. Nước đi vào bề mặt gia nhiệt ở trạng thái lạnh và làm nóng bề mặt, thực hiện chuyển động dòng chảy trực tiếp trong lò hơi. Tốc độ tuần hoàn của nước bằng một.

Để tạo ra dòng nước trực tiếp, các bề mặt gia nhiệt của nồi hơi được chế tạo dưới dạng các tấm riêng biệt, được kết nối với nhau nối tiếp hoặc song song. Bảng điều khiển được làm từ một hàng ống, các đầu của chúng được đóng vào bộ thu dưới (phân phối) và trên (bộ sưu tập). Trong trường hợp này, các đường ống có thể có cả cấu hình thẳng (hầu hết) và cuộn dây.

Khi các đường ống được nối song song với các bộ thu, nước đi qua các đường ống với tốc độ dòng chảy không bằng nhau, đó là do sự khác biệt về lực cản thủy lựcđường ống và làm nóng đường ống không đều bằng khí. Do đó, lượng nước chảy vào các đường ống riêng lẻ ít hơn mức cần thiết để làm mát kim loại một cách đáng tin cậy. Thậm chí, nước có thể sôi trong các đường ống riêng lẻ, điều này càng làm giảm lưu lượng nước vào các đường ống đó.

Chuyển động của nước trong đường ống có thể hướng lên hoặc hướng xuống. Tuy nhiên, để tránh nước sôi, tốc độ của nó được lấy ít nhất là 0,5-1 m/s. Vì những lý do tương tự, độ giảm áp suất nước trong nồi hơi không được quá 0,2 MPa.

Cách sử dụng: trong công nghệ in phun. Bản chất của sáng chế: thiết bị loại bỏ nhiệt được kết nối bằng đường ống /TP/ để cung cấp và hồi lưu chất lỏng tương ứng với đầu ra của vòi phun hơi nước và ống cung cấp môi chất thụ động của nó. Một thiết bị bay hơi đoạn nhiệt được lắp đặt trên TP hồi lưu chất lỏng. Kim phun được kết nối với bộ thu nước bằng TP dỡ tải khởi động. Phao được đặt trong bộ thu nước và được kết nối chắc chắn với van một chiều /OK/ được lắp ở cuối quá trình khởi động và dỡ tải TP. Nguồn cung cấp chất lỏng TP tại đầu ra của kim phun được trang bị OK. Thiết bị bay hơi được trang bị OK và được kết nối qua nó với máy biến áp khởi động và dỡ tải. TP hồi chất lỏng ở khu vực giữa kim phun và thiết bị bay hơi được trang bị OK. TP bổ sung được kết nối với TP hồi lại ở khu vực giữa kim phun và OK. 1 mức lương f-ly, 1 bệnh.

Sáng chế liên quan đến công nghệ phản lực và có thể được sử dụng trong các công nghệ liên quan đến cung cấp và loại bỏ nhiệt trong quá trình tuần hoàn chất lỏng trong một vòng khép kín, ví dụ, trong hệ thống đun nóng nước, thanh trùng thực phẩm, v.v. Các hệ thống tương tự đã được biết đến, trong đó sự tuần hoàn của chất lỏng trong mạch được thực hiện bằng bơm điện, việc loại bỏ và cung cấp nhiệt được thực hiện bằng các bộ trao đổi nhiệt bề mặt. Nhược điểm của các hệ thống tương tự là: không có khả năng sử dụng năng lượng nhiệt của nguồn nhiệt để tạo áp suất lưu thông, sử dụng thiết bị cơ khíđể tạo ra sự lưu thông chất lỏng trong mạch. Người ta đã biết một hệ thống cho phép năng lượng của hơi nước lấy từ chất lỏng nóng trước khi đi vào thiết bị tiêu thụ nhiệt sẽ được sử dụng làm nguồn năng lượng để tuần hoàn chất lỏng trong một vòng khép kín. Nhược điểm của hệ thống làm nóng và vận chuyển chất lỏng như vậy là: hiệu suất thấp khi sử dụng hơi nước có thế năng thấp để tạo ra sự tuần hoàn (khi đun sôi đoạn nhiệt chất lỏng nóng ở nhiệt độ 95 o C, hơi nước được tạo ra với áp suất dưới áp suất khí quyển bằng 50 kPa). Với ví dụ áp suất thấp hơi nước và thông thường, ví dụ đối với các mạch sưởi kín, nhiệt độ nước ("lạnh") từ bộ tiêu thụ nhiệt quay trở lại nguồn nhiệt, khoảng 70 o C, hoạt động của các thiết bị phun hơi nước trở nên không ổn định. Nhược điểm của hệ thống này bao gồm nhu cầu tăng lưu lượng chất lỏng nóng, bởi vì Trước thiết bị tiêu thụ nhiệt, một phần năng lượng nhiệt của chất lỏng sẽ được sử dụng để tạo ra hơi nước, cũng như không thể chuyển đổi trực tiếp phần năng lượng nhiệt được cung cấp trong bộ trao đổi nhiệt bề mặt thành năng lượng cơ học của chuyển động chất lỏng trong mạch. Để khởi động hệ thống này, cần có bộ kích thích tuần hoàn chất lỏng của bên thứ ba. Tương tự gần nhất là một hệ thống trong đó năng lượng của hơi nước trong kim phun hơi nước cung cấp chuyển động cưỡng bức - tuần hoàn chất lỏng trong bể, kết hợp làm nóng chất lỏng và tạo áp suất cho quá trình tuần hoàn của nó. Sự hiện diện của bộ điều chỉnh phao trên dây chuyền cấp nước do hệ thống cung cấp đảm bảo mức chất lỏng không đổi trong bể. Nhược điểm của nguyên mẫu là: kim phun hơi nước cung cấp khả năng làm nóng chất lỏng và tạo áp suất cho chất lỏng lưu thông trong bể và không đảm bảo sự lưu thông của chất lỏng được làm nóng đến người tiêu dùng và sự quay trở lại của nó; ở nhiệt độ cao của chất lỏng trong bể, hơi nước có thể ngưng tụ không hoàn toàn, điều này sẽ dẫn đến tổn thất năng lượng bổ sung; Vì chất lỏng được làm nóng trong thể tích của bể do sự tuần hoàn liên tục của chất lỏng qua bộ phun hơi nước, nên sẽ luôn có sự không đồng đều nhất định về nhiệt độ của chất lỏng trong toàn bộ thể tích của bể và do đó, ở nhiệt độ của chất lỏng gửi đến người tiêu dùng; để lưu thông chất lỏng được làm nóng đến người tiêu dùng, cần đặt bể ở độ cao cao hơn so với người tiêu dùng (lưu thông "trọng lực" được cung cấp trong thiết bị tương tự) hoặc lắp đặt máy bơm điện; với sự gia tăng năng suất của hệ thống (dòng chất lỏng được làm nóng đến người tiêu dùng), để duy trì sự gia nhiệt không đồng đều ở mức chấp nhận được, cần phải tăng thể tích của bể; hệ thống có quán tính nhiệt đáng kể do quá trình làm nóng chất lỏng trong thể tích của bể. Để loại bỏ những thiếu sót này, điều cần thiết là: sử dụng đồng thời năng lượng hơi nước để làm nóng chất lỏng và vận chuyển nó đến người tiêu dùng và quay trở lại thông qua một mạch kín. Điều này sẽ cải thiện độ tin cậy và hiệu quả của toàn bộ hệ thống; hạ nhiệt độ của chất lỏng được trả về từ bộ tiêu thụ nhiệt trước khi vào thiết bị phun hơi nước, điều này sẽ làm tăng độ tin cậy và ổn định của quá trình tuần hoàn; giảm quán tính nhiệt của hệ thống. Bản chất của sáng chế là nhiệt được cung cấp và áp suất được tạo ra để tuần hoàn chất lỏng đến thiết bị tiêu thụ nhiệt và ngược lại được thực hiện trong một vòi phun tia hơi nước, trong đó năng lượng hơi nước được sử dụng đồng thời để làm nóng chất lỏng và tạo ra áp suất để tuần hoàn trong một vòng khép kín. Hệ thống được đề xuất bao gồm một đường ống bổ sung, một đường ống cung cấp môi chất chủ động (hơi nước), một vòi phun tia hơi nước và một thiết bị loại bỏ nhiệt được kết nối thông qua các đường ống cấp và hồi chất lỏng tương ứng với đầu ra của vòi phun và đường ống cung cấp môi chất thụ động của nó, một thiết bị bay hơi đoạn nhiệt, bộ thu nước, đường ống khởi động và dỡ hàng có van một chiều và phao, trong khi thiết bị bay hơi đoạn nhiệt được lắp đặt trên đường ống hồi lưu chất lỏng, kim phun được nối với bộ thu nước thông qua đường ống khởi động, phao được đặt ở phần sau và được kết nối chắc chắn với van một chiều được lắp đặt ở cuối đường ống khởi động, đường ống cung cấp chất lỏng ở đầu ra của kim phun được trang bị van một chiều, thiết bị bay hơi đoạn nhiệt được trang bị van một chiều và được kết nối thông qua đường ống xả sau đến đường ống xả khởi động, đường ống hồi lưu chất lỏng ở khu vực giữa kim phun và thiết bị bay hơi được trang bị van một chiều và đường ống trang điểm được nối với đường ống hồi lưu ở đoạn giữa kim phun và van kiểm tra. Đối với hệ thống có nhiệt độ cao Môi chất thụ động được trả về từ thiết bị tiêu thụ nhiệt, hệ thống được trang bị thêm một đầu phun hơi nước được lắp đặt trên đường ống cung cấp môi chất chủ động phía trước kim phun, trong khi đường ống cung cấp môi chất thụ động của đầu phun đi qua kiểm tra vanđược nối với thiết bị bay hơi đoạn nhiệt. Sự ổn định của hệ thống đề xuất được đảm bảo bằng cách giảm nhiệt độ chất lỏng ở đầu vào kim phun và trang bị cho hệ thống van an toàn(một thiết bị để hạn chế áp suất chất lỏng trong hệ thống tuần hoàn), cũng như hệ thống trang điểm mạch tuần hoàn được sử dụng khi đổ đầy chất lỏng vào mạch kín, khởi động hệ thống và trong quá trình giảm áp suất giới hạn của mạch. Để cải thiện độ tin cậy khởi động hệ thống khép kín Tuần hoàn chất lỏng được trang bị các van một chiều ở đầu ra của chất lỏng được gia nhiệt từ thiết bị phun hơi nước, ở đầu ra hơi nước từ thiết bị bay hơi đoạn nhiệt và giữa vùng dòng hai pha siêu âm trong thiết bị phun hơi nước và khí quyển. Trong trường hợp này, việc tăng hiệu quả khởi động hệ thống và loại bỏ khả năng rò rỉ không khí vào mạch tuần hoàn chất lỏng được thực hiện do van một chiều trên đường truyền của vùng dòng hai pha siêu âm của tia hơi nước Thiết bị có khí quyển được đặt dưới mức chất lỏng trong một thùng chứa bổ sung trong đó bằng các phương pháp đã biết Mức chất lỏng tối thiểu cho phép được đảm bảo tự động. Ở nhiệt độ chất lỏng ở đầu ra của thiết bị loại bỏ nhiệt lên tới 70 o C, lực hút hơi từ thiết bị bay hơi đoạn nhiệt vào bộ phun là đủ, điều này sẽ đảm bảo duy trì chân không sâu trong thiết bị bay hơi và do đó làm mát đủ chất lỏng trong thiết bị bay hơi. Ở nhiệt độ đầu ra của chất lỏng trên 70 o C, để đảm bảo chất lỏng được làm mát sâu hơn, việc hút hơi từ thiết bị bay hơi được thực hiện bổ sung bằng một vòi phun hơi được lắp đặt trên đường dẫn hơi phía trước kim phun. Thực thể được chỉ định được trình bày trong bản vẽ. Hệ thống này bao gồm đường ống cung cấp môi trường hoạt động (hơi nước) 1, được kết nối trực tiếp qua van 2 với vòi phun tia hơi nước 3 hoặc thông qua vòi phun tia hơi nước 4 với ống 5. Đầu ra từ vòi phun tia hơi nước 3 được kết nối bằng một bộ phận làm nóng đường ống cung cấp chất lỏng 6 đến thiết bị tản nhiệt 7 và được lắp đặt trên van kiểm tra đường ống 8 này. Đầu ra chất lỏng từ thiết bị 7 được nối bằng đường ống hồi lưu 9 với ống 10 của kim phun 3, do đó tạo thành một vòng tuần hoàn khép kín. Trên đường ống hồi lưu 9 sau van 11 có thiết bị bay hơi đoạn nhiệt 12, được nối bằng đường ống có van kiểm tra 13, 14, 15 tương ứng với kim phun 3, đầu phun 4 và đường ống xả khởi động 16, nối ống 17 của kim phun 3 với bộ thu nước 18 thông qua van kiểm tra 19 được nối với phao 20. Đường ống trang điểm hệ thống 21 với van 22 được nối với đường ống hồi lưu 9 giữa kim phun 3 và van kiểm tra 15. Van an toàn 23 được lắp đặt trên đường ống hồi lưu 9 giữa thiết bị tản nhiệt 7 và van 11. Bản vẽ thường thể hiện vùng I - vùng dòng siêu âm trong đầu phun 4 và vùng II - vùng có dòng chảy hai pha siêu âm trong kim phun 3. Tại nhiệt độ tương đối thấp của chất lỏng ở đầu ra của thiết bị tản nhiệt 7 (không cao hơn 70 o C), có thể đơn giản hóa hệ thống thể hiện trong bản vẽ, cụ thể là loại trừ vòi phun hơi nước 4 khỏi hệ thống và đường ống với van một chiều 14 nối đầu phun với thiết bị bay hơi 12. Hệ thống hoạt động như sau. Để đổ đầy hệ thống khử nước, van 22 được mở và qua đường ống trang điểm 21, nước dưới áp suất qua đường ống 10 đi vào vòi phun hơi nước 3, từ đó qua đường ống 17 dọc theo đường ống khởi động-dỡ hàng 16 vào bộ thu nước 18, trong khi phao 20 nổi lên khi mực nước tăng lên sẽ tác dụng một lực lên việc mở van một chiều 19. Khi van 11 đóng, van 2 mở và hơi nước được cung cấp qua đường ống cung cấp môi chất hoạt động 1 đến vòi phun tia hơi nước 3. Với nguồn cung cấp hơi nước tối thiểu, vùng dòng khí-lỏng siêu âm II được hình thành trong vòi phun 3, ở chân không được tạo ra do tốc độ dòng chảy cao. Ở lối ra khỏi vùng II trong dòng khí-lỏng siêu âm, sự chuyển đổi sang dòng chất lỏng cận âm xảy ra khi áp suất tăng lên với sự ngưng tụ hoàn toàn của hơi nước trong dòng, trong khi do năng lượng của hơi nước, chất lỏng được làm nóng và tăng áp suất. được tạo ra để vận chuyển dòng chảy đi xa hơn, khiến van một chiều 8 mở ra và nạp toàn bộ hệ thống vào van 11. Do đường ống dỡ hàng khởi động 16 hóa ra có liên lạc với vùng sơ tán II của kim phun 3, sau đó đi qua phao 20 cưỡng bức nổi lên khi chất lỏng đi vào bộ thu nước 18, van một chiều 19, chất lỏng từ bộ thu nước 18 bị hút vào hệ thống cho đến khi mực nước giảm xuống, ảnh hưởng của phao 20 lên van 19 sẽ không dừng lại. Việc nạp chất lỏng vào hệ thống sẽ dừng khi áp suất trong hệ thống tăng dẫn đến việc mở van an toàn 23, được đặt ở một áp suất phản ứng nhất định và chất lỏng khỏi hệ thống sẽ được xả ra, ví dụ: vào một thùng chứa dành cho việc thu thập. Bằng cách mở van 22 và đóng van 11, thiết bị bay hơi đoạn nhiệt 12 được bật và hơi nước hình thành trong thiết bị bay hơi, như một môi trường thụ động để tạo ra sự tuần hoàn, sẽ được hút qua van một chiều 13, đường ống 16 và đường ống 17 vào thiết bị 3 , tiếp theo là sự ngưng tụ trong áp suất tăng vọt . Chất lỏng, được làm mát do sôi đoạn nhiệt, được cấp qua van một chiều 15 và đường ống 9 vào ống 10 của kim phun 3. Sự giảm nhiệt độ chất lỏng này giúp duy trì dòng khí-lỏng siêu âm II trong vùng II của kim phun 3. Mức độ làm nóng chất lỏng trong thiết bị và áp suất tối đa có thể đạt được để tuần hoàn chất lỏng được làm nóng phụ thuộc vào áp suất hơi phía trước kim phun 3 và được điều chỉnh bởi van 2. Nếu có rò rỉ trong mạch, van 22 có thể tạm thời bổ sung hệ thống. Vai trò của van an toàn 23 cũng có thể được thực hiện bởi những van thường được sử dụng trong hệ thống sưởi ấm. bể mở rộng, nằm ở độ cao vừa đủ. Ở nhiệt độ chất lỏng cao (hơn 70 o C) trong đường hồi lưu 9 tại đầu ra của thiết bị tản nhiệt 7, cần phải làm mát sâu hơn chất lỏng đi vào ống 10 của kim phun 3. Điều này đòi hỏi phải đun sôi mạnh hơn của chất lỏng trong thiết bị bay hơi 12 và sự gia tăng lượng hơi thoát ra khỏi thiết bị bay hơi. Trong trường hợp này cần thiết thiết bị bổ sung - máy phun tia hơi nước 4 để hút hơi từ thiết bị bay hơi 12 và ngoài các quá trình trong hệ thống được mô tả ở trên, các quá trình sau sẽ xảy ra bổ sung. Khi van 2 mở và cung cấp đủ hơi cho đầu phun 4, một vùng chân không của dòng hơi siêu âm 1 được tạo ra, trong đó hơi hình thành trong thiết bị bay hơi 12, là môi trường thụ động so với môi trường hoạt động, bị hút qua đường ống đi qua van một chiều 14 mở ra do chân không ở vùng 1. - hơi nước đi qua van 2. Nước bổ sung có nhiệt độ không cao hơn 40 o C và áp suất không thấp hơn 50 kPa được cung cấp cho kim phun 3 qua van 22. Nước đi qua đường ống 16 vào bộ thu nước 18. Khi van hơi 2 mở và áp suất hơi phía trước kim phun 3 tăng lên 100 kPa, vùng siêu âm II xuất hiện trong kim phun 3 và van một chiều 8 mở ra, chất lỏng từ đường ống bổ sung 21 và bộ thu nước 18 đi vào đường ống cung cấp 6, làm đầy hệ thống. Van 2 tăng nguồn cung cấp hơi nước để tăng nhiệt độ của chất lỏng ở đầu ra của kim phun 3 lên giá trị gần với giá trị danh nghĩa - 95 o C. Khi áp suất hơi phía trước thiết bị bằng 300 kPa, điều này sẽ đạt được nhiệt độ Trong trường hợp này, chân không 90 kPa được tạo ra ở vùng I của kim phun 4. Sau khi đổ đầy hệ thống và nâng áp suất chất lỏng trước van an toàn lên 150 kPa, van sẽ mở ra và quá trình loại bỏ chất lỏng dư thừa ra khỏi hệ thống bắt đầu. Khi van 11 mở, chất lỏng từ thiết bị tản nhiệt 7 đi vào thiết bị bay hơi 12, tại đó nó sôi và nhiệt độ của nó tại đầu ra của thiết bị bay hơi đến kim phun 3 sẽ giảm từ 75 o C xuống 45 o C do lực hút của hơi vào bộ phun 4 và qua đường ống khởi động 16 vào bộ phun 3, độ chân không trong thiết bị bay hơi 90 kPa sẽ được duy trì. Sau khi đóng van 22, vị trí của van 2 duy trì nhiệt độ của chất lỏng được làm nóng trước thiết bị tản nhiệt 7 bằng 95 o C. Hệ thống được đề xuất có thể tăng độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống bằng cách sử dụng bộ tản nhiệt năng lượng của hơi nước đồng thời để làm nóng và tạo áp suất để tuần hoàn chất lỏng theo một vòng khép kín đến nhiệt tiêu dùng và ngược lại, loại bỏ việc sử dụng các thiết bị cơ khí và bộ trao đổi nhiệt sử dụng nhiều kim loại cho các mục đích này. Độ tin cậy và tính ổn định của tuần hoàn chất lỏng trong mạch tăng lên, bởi vì Với sự trợ giúp của thiết bị bay hơi đoạn nhiệt, nhiệt độ của chất lỏng đi vào vòi phun tia hơi sẽ giảm khi áp suất tuần hoàn được tạo ra. Đã tạo ra khả năng khởi động hệ thống đơn giản và đáng tin cậy mà không cần sử dụng các thiết bị đặc biệt (máy kích thích tuần hoàn).

Khẳng định

1. HỆ THỐNG Sưởi ấm và vận chuyển chất lỏng trong vòng tuần hoàn khép kín, bao gồm một đường ống trang điểm, một đường ống cung cấp môi trường hoạt động, một vòi phun tia hơi nước và một thiết bị loại bỏ nhiệt được kết nối thông qua các đường ống cung cấp và hồi lưu chất lỏng tương ứng với đầu ra của kim phun và đường ống cung cấp môi chất thụ động của nó, đặc trưng ở chỗ hệ thống được trang bị thêm thiết bị bay hơi đoạn nhiệt, bộ thu nước và đường ống bắt đầu dỡ hàng với van một chiều và phao, trong khi thiết bị bay hơi đoạn nhiệt được lắp đặt trên đường ống hồi chất lỏng, kim phun được kết nối với bộ thu nước thông qua đường ống khởi động, phao được đặt ở phía sau và được kết nối chắc chắn với van một chiều được lắp ở cuối đường ống khởi động, đường ống cấp chất lỏng ở đầu ra của kim phun được trang bị Với van một chiều, thiết bị bay hơi đoạn nhiệt được trang bị van một chiều và được kết nối qua đường ống sau với đường ống khởi động, đường ống hồi lưu chất lỏng ở khu vực giữa kim phun và thiết bị bay hơi được trang bị van một chiều và chế tạo Đường ống hồi lưu được nối với đường ống hồi lưu tại khu vực giữa kim phun và van hồi lưu 2. Hệ thống theo điểm 1, đặc trưng ở chỗ hệ thống được trang bị thêm một đầu phun hơi nước được lắp đặt trên đường ống cung cấp môi chất chủ động phía trước kim phun, trong khi đường ống cung cấp môi chất thụ động của máy phun được nối thông qua một van một chiều đến thiết bị bay hơi đoạn nhiệt.