مصدر حرارة واحد ومحطتان: لماذا لا تصبح التدفئة الأرضية دافئة؟ الجزء 2 - الهواء المحبوس في أنابيب UFH
تعمل مضخة تسخين الهواء إلى الماء بشكل طبيعي.
درجة حرارة الماء المغادرة صحيحة.
يبدو أنبوب الإمداد إلى مشعب التدفئة الأرضية ساخنًا.
لكن أنبوب الإرجاع يظل باردًا، وتظهر عدادات التدفق تدفقًا ضئيلًا أو غير مستقر، والأرضية ببساطة لا تسخن.
ما الذي يجب عليك التحقق منه أولا؟
أحد الأسباب الأكثر شيوعًا بسيط بشكل مدهش:
الهواء محصور داخل أنابيب التدفئة الأرضية.
قد يبدو الهواء الموجود داخل النظام المائي بمثابة مشكلة بسيطة، لكنه يمكن أن يقلل الدورة الدموية بشكل كبير. في الحالات الشديدة، أقفل الهواءيمكن أن يوقف تدفق المياه جزئيًا أو كليًا من خلال حلقة التدفئة الأرضية.
وهذا مهم بشكل خاص في أمصدر حرارة واحد، نظامان طرفيان، حيث تخدم مضخة تسخين الهواء إلى الماء كلاً من ملفات المروحة والتدفئة تحت الأرضية.
إذا كانت ملفات المروحة تعمل بشكل طبيعي ولكن UFH يظل باردًا، فيجب أن يكون الهواء المحبوس أحد العناصر الأولى في قائمة التحقق من استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
إحدى أسهل الطرق لتحديد قفل الهواء المحتمل هي مقارنة درجات حرارة العرض والعودة.
تخيل هذا الموقف:
أنابيب الإمداد UFH → ساخن
أنبوب الإرجاع UFH → بارد أو أكثر برودة بكثير من المتوقع
من الواضح أن المضخة الحرارية تنتج الماء الساخن، لكن هذه الحرارة لا يتم نقلها عبر الحلقات الأرضية بشكل فعال.
يشير هذا على الفور إلى أن المشكلة قد تكون ذات صلةتداول غير كاف.
تشمل الأسباب المحتملة ما يلي:
الهواء المحبوس
صمامات مغلقة
المصافي المسدودة؛
رأس المضخة غير كاف؛
إعدادات المضخة غير الصحيحة
حلقات UFH المحظورة؛
مشاكل متعددة.
ومن بين هذه الأشياء، يكون الهواء المحبوس شائعًا بشكل خاص بعد التركيب أو الصيانة أو التصريف/إعادة التعبئة أو إيقاف التشغيل لفترة طويلة.
يفترض الكثير من الناس أن نظام المياه المغلق يجب أن يحتوي على الماء فقط.
ومن الناحية العملية، لا يمكن تقريبًا تجنب وجود كمية معينة من الهواء أو الغاز المذاب.
يمكن للهواء الدخول أو البقاء في النظام أثناء:
التعبئة الأولية
صيانة؛
استنزاف النظام وإعادة تعبئته.
تركيب الأنابيب
اختبار الضغط
التسرب أو فقدان الضغط.
التكليف غير لائق.
يمكن أن يحتوي الماء نفسه أيضًا على غازات مذابة.
مع تغير درجة حرارة الماء، يمكن أن تخرج بعض الغازات الذائبة من المحلول وتشكل فقاعات صغيرة.
يمكن لهذه الفقاعات أن تنتقل عبر النظام وتتراكم في:
نقاط عالية
المتشعبات.
انحناءات الأنابيب
المناطق ذات السرعة المنخفضة؛
مبادلات حرارية
أقسام الأنابيب سيئة التصميم.
وبمرور الوقت، يمكن أن تتحد الفقاعات الصغيرة لتشكل جيوبًا أكبر من الهواء.
هذه هي الطريقةقفل الهواءيمكن أن تتطور.
قفل الهواء عبارة عن جيب من الهواء محصور داخل دائرة مائية يقيد أو يمنع دوران المياه بشكل كبير.
الماء غير قابل للضغط بشكل فعال في التشغيل الهيدروليكي العادي، في حين أن الهواء قابل للضغط.
عندما تحاول مضخة دورانية دفع الماء عبر أنبوب يحتوي على جيب هوائي كبير، يمكن إهدار جزء من طاقة المضخة في ضغط أو تحريك الهواء المحبوس بدلاً من إنشاء دوران مستقر للمياه.
قد تكون النتيجة:
انخفاض التدفق ← انخفاض نقل الحرارة ← عودة الماء البارد ← الأرضية الباردة
في الحالة الشديدة:
جيب الهواء ← لا يوجد دوران تقريبًا ← حلقة UFH تتوقف عن التسخين
ولهذا السبب لا ينبغي التعامل مع الهواء المحبوس على أنه مجرد مشكلة ضوضاء.
إنه أمشكلة الأداء الهيدروليكي.
يمكن أن تحتوي أنظمة التدفئة الأرضية على العديد من حلقات الأنابيب الطويلة.
قد يخدم المشعب النموذجي دوائر متعددة موزعة عبر غرف مختلفة.
ولذلك يحتوي النظام على:
أطوال الأنابيب الطويلة
الانحناءات المتعددة
المتشعبات.
الصمامات.
المحركات.
عدادات التدفق
ارتفاعات مختلفة.
وهذا يخلق العديد من الفرص لاحتجاز الهواء.
إذا كانت إحدى الدوائر تحتوي على الهواء بينما لا تحتوي الدوائر الأخرى على الهواء، فقد تكون النتيجة:
غرفة المعيشة دافئة
غرفة النوم دافئة
الحمام دافئ
غرفة نوم واحدة باردة تماما
ربما تعمل المضخة الحرارية بشكل مثالي.
المشكلة ببساطة هي أن حلقة UFH واحدة لا تحتوي على دوران كافٍ.
يجب على المهندسين والقائمين بالتركيب البحث عن العديد من الأعراض الشائعة.
يستقبل مشعب الإمداد الماء الساخن، لكن جانب العودة يظل باردًا على غير العادة.
يُظهر واحد أو أكثر من عدادات التدفق المتشعبة دورانًا ضئيلًا أو معدومًا.
يشير هذا بقوة إلى وجود مشكلة خاصة بالفرع بدلاً من عدم كفاية سعة المضخة الحرارية الإجمالية.
قد تسمع أصواتًا مثل:
الغرغرة أو الفقاعات أو ضوضاء الماء المتقطعة
داخل الأنابيب أو المشعبات.
تتقلب قراءات مقياس التدفق بدلاً من أن تظل مستقرة.
يمكن أن يشير ΔT الكبير جدًا إلى عدم كفاية تدفق المياه.
لا تثبت هذه الأعراض أن الهواء هو السبب الوحيد المحتمل، ولكنها توفر أدلة تشخيصية قوية.
يمكن التعبير عن العلاقة بين انتقال الحرارة والتدفق واختلاف درجة حرارة الماء على النحو التالي:
للحسابات العملية لجانب الماء:
أين:
س= الحرارة المنقولة؛
تدفق= معدل تدفق المياه؛
ΔT= الفرق في درجة حرارة الماء بين العرض والإرجاع.
إذا خفض الهواء معدل التدفق بشكل كبير، فإن كمية الحرارة التي يمكن نقلها إلى الأرض تنخفض أيضًا.
هذا هو السبب في أن النظام يمكن أن يتمتع بدرجة حرارة مقبولة تمامًا للمياه الخارجة ولكنه لا يزال يوفر تدفئة سيئة للغرفة.
درجة حرارة الماء وحدها لا تحدد أداء التدفئة. أنت أيضا بحاجة إلى تدفق المياه الكافية.
يعد هذا أحد أهم المفاهيم في استكشاف أخطاء المضخات الحرارية المائية وإصلاحها.
عندما لا تصبح الأرضية دافئة، يكون الرد الشائع هو:
"زيادة درجة حرارة الماء المغادر."
على سبيل المثال:
35 درجة مئوية → 40 درجة مئوية → 45 درجة مئوية → 50 درجة مئوية
ولكن إذا كانت المشكلة الحقيقية هي قفل الهواء، فإن زيادة درجة حرارة الماء لا تؤدي إلى استعادة الدورة الدموية.
قد ينتهي بك الأمر ببساطة إلى:
مياه أكثر سخونة + تدفق ضعيف + أرضية باردة + انخفاض كفاءة المضخة الحرارية
التسلسل الصحيح هو :
تحقق من التدفق أولاً ← قم بحل المشكلة الهيدروليكية ← ثم قم بتحسين درجة حرارة الماء.
بالنسبة للمضخة الحرارية، يعد هذا أمرًا مهمًا بشكل خاص لأن درجات حرارة الماء الخارجة المرتفعة غير الضرورية تزيد بشكل عام من رفع الضاغط وتقلل من الكفاءة.
الرد الشائع الآخر هو:
"التدفق منخفض، لذلك نحن بحاجة إلى مضخة أكبر."
مرة أخرى، ليس بالضرورة.
إذا كان الهواء محصورًا في الأنبوب، فقد تفشل المضخة الأكبر حجمًا في إنشاء الدورة الدموية المناسبة.
يمكن أن يؤدي تكبير حجم مضخة الدوران أيضًا إلى حدوث مشكلات أخرى:
سرعة الماء المفرطة
زيادة استهلاك الكهرباء.
ضجيج الأنابيب
ضجيج الصمام
الضغط التفاضلي المفرط.
ضعف توازن النظام.
يجب اختيار مضخة الدوران وفقًا لما يلي:
التدفق المطلوب + انخفاض ضغط النظام + المقاومة الهيدروليكية
ليس كبديل لإزالة الهواء الصحيح.
لا يمكن لمضخة أكبر أن تصحح إجراء التشغيل السيئ بشكل أساسي.
عند الاشتباه في وجود هواء محصور، فإن مجرد فتح فتحة تهوية أوتوماتيكية واحدة قد لا يكون كافيًا.
بالنسبة لأنظمة التدفئة الأرضية متعددة الحلقات، فإن إحدى طرق التشغيل الأكثر فعالية هيتطهير الحلقات بشكل فردي.
الإجراء النموذجي هو:
الخطوة 1:قم بإيقاف تشغيل مصدر الحرارة إذا كان ذلك مطلوبًا بموجب إجراءات التشغيل الخاصة بالشركة المصنعة.
الخطوة 2:أغلق جميع حلقات UFH باستثناء حلقة واحدة.
الخطوة 3:تدفق المياه من خلال الحلقة المفتوحة.
الخطوة 4:استمر حتى لا يتم تفريغ أي فقاعات هواء مرئية ويصبح التدفق مستقرًا.
الخطوة 5:أغلق تلك الدائرة وافتح الدائرة التالية.
الخطوة 6:كرر لكل حلقة UFH.
الخطوة 7:إعادة جميع الدوائر إلى مواقعها التصميمية.
الخطوة 8:موازنة المشعب وفقا لمعدلات التدفق المطلوبة.
يعد هذا بشكل عام أكثر فعالية من محاولة إزالة الهواء من كل حلقة في وقت واحد.
يميل الهواء بشكل طبيعي إلى الهجرة نحو النقاط العالية في النظام المائي.
لذلك، يجب أن يوفر تصميم النظام نقاطًا مناسبة لإزالة الهواء.
وينبغي إيلاء اهتمام خاص إلى:
نقاط عالية في الأنابيب الرئيسية؛
غرف محطات المضخات الحرارية؛
خزانات عازلة
فواصل هيدروليكية
المتشعبات.
الناهضون الرأسيون.
يمكن لفتحة التهوية الأوتوماتيكية إزالة الكميات الصغيرة من الهواء المتراكم بشكل مستمر أثناء التشغيل العادي.
لكن:
إن فتحة التهوية الأوتوماتيكية ليست بديلاً عن التنظيف الأولي المناسب والتشغيل.
قد تظل دائرة الأرضية المغلقة بشدة بالهواء بحاجة إلى التطهير يدويًا.
يعد المشعب أحد أهم المواقع لكل من التشغيل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
عادةً ما يوفر المشعب المصمم جيدًا ما يلي:
توزيع العرض؛
جمع العودة
عزل الحلقة الفردية
تعديل التدفق
عدادات التدفق
المحركات.
نقاط التعبئة/التصريف؛
تنفيس الهواء.
أثناء استكشاف الأخطاء وإصلاحها، افحص المشعب بعناية.
بسأل:
هل جميع الحلقات مفتوحة؟
هل تظهر عدادات التدفق الدورة الدموية؟
هل هناك أي مشغلات مغلقة؟
هل الهواء مرئي في أجهزة قياس التدفق؟
هل هناك فرق كبير في درجة الحرارة بين الحلقات الفردية؟
هل فتحات الهواء المتعددة تعمل؟
يمكن لهذه الملاحظات البسيطة في كثير من الأحيان تحديد المشكلة دون لمس المضخة الحرارية.
يمكن للخزان العازل المصمم بشكل صحيح أن يساهم في فصل الهواء لأن سرعة الماء داخل الخزان أقل بكثير مما هي عليه في الأنابيب الرئيسية.
ومع تباطؤ حركة الماء، يمكن للهواء المحبوس أن ينفصل بسهولة ويرتفع نحو نقطة إزالة الهواء المناسبة.
ولكن هذا لا ينبغي أن يساء فهمه.
لم يتم تركيب خزان عازلفقطلإزالة الهواء.
اعتمادًا على التصميم الهيدروليكي، يمكن أن يوفر أيضًا ما يلي:
حجم مياه النظام الإضافي
الفصل الهيدروليكي
تدفق أكثر استقرارًا للمضخة الحرارية؛
انخفاض ركوب الدراجات القصيرة.
الطاقة الحرارية لإزالة الجليد.
الفصل بين الدوائر الأولية والثانوية.
في بعض تطبيقات المضخات الحرارية، يمكن أن يجعل هذا تشغيل النظام أكثر استقرارًا بشكل ملحوظ.
بالنسبة لبعض المشاريع، وخاصة الأنظمة التي تحتوي على أنواع طرفية متعددة، أالتكوين الابتدائي الثانوييمكن أن تكون مفيدة.
قد يكون الترتيب المبسط:
المضخة الحرارية ← الدائرة الأولية ← الخزان العازل / الفاصل الهيدروليكي
ثم:
مضخة ثانوية → تدفئة تحت الأرضية
و/أو
المضخة الثانوية → ملفات المروحة
وهذا يسمح للمضخة الحرارية والدوائر الطرفية بالعمل في ظروف هيدروليكية أكثر استقلالية.
على سبيل المثال، قد تتطلب المضخة الحرارية حدًا أدنى معينًا من التدفق بينما تتطلب دائرة UFH تدفقًا مختلفًا اعتمادًا على عدد المناطق المفتوحة.
يمكن للفصل الهيدروليكي أن يسهل إدارة هذه المتطلبات المختلفة.
ويمكنه أيضًا توفير مواقع مناسبة لـ:
فصل الهواء
فصل الأوساخ
استشعار درجة الحرارة.
ملء النظام
التوازن الهيدروليكي.
خذ بعين الاعتبار هذا الموقف:
التدفئة بشكل طبيعي.
لا تحصل على الدفء.
تعمل بشكل طبيعي.
ماذا يخبرنا هذا؟
يشير بقوة إلى أن مصدر الحرارة قادر على إنتاج الحرارة.
لذلك يجب أن ينتقل تركيز استكشاف الأخطاء وإصلاحها إلى جانب UFH:
مضخة UFH ← صمام الخلط ← المشعب ← المحركات ← أجهزة قياس التدفق ← الهواء ← حلقات الأرضية
والآن فكر في العكس:
لا التدفئة.
لا التدفئة.
ثم قد تكون المشكلة أبعد من ذلك:
المضخة الحرارية ← المضخة الأولية ← الخزان العازل ← الصمامات الرئيسية ← نظام التحكم
وهذا هو السبب في أن النظام أحادي المصدر والمطرافين يوفر في الواقع معلومات تشخيصية مفيدة.
إن إضافة نقاط إزالة الهواء المناسبة أثناء التثبيت أسهل بكثير بشكل عام من محاولة حل مشاكل الهواء المزمنة بعد اكتمال المبنى.
ومع ذلك، فإن مجرد تركيب العديد من فتحات التهوية بشكل عشوائي ليس أمرًا هندسيًا جيدًا.
وينبغي وضعها في مكان يتجمع فيه الهواء بشكل طبيعي.
تشمل المواقع النموذجية ما يلي:
النقاط العالية + الناهضات + المشعبات + الفواصل الهيدروليكية / الخزانات العازلة + فواصل هواء غرفة المصنع
يجب أن يؤدي التصميم الجيد للنظام إلى إزالة الهواءيمكن التنبؤ بها وصالحة للخدمة.
إن نظام المضخة الحرارية المثبت بشكل جميل والذي لا يمكن ملؤه وشطفه وتهويته بشكل صحيح ليس نظامًا مائيًا مصممًا جيدًا.
يقوم الهواء الموجود داخل النظام بأكثر من مجرد تقليل أداء التدفئة.
إذا كانت مضخة التدوير تعمل بمحتوى هواء كبير، فقد تتعرض لما يلي:
عملية غير مستقرة
ضوضاء؛
انخفاض الأداء الهيدروليكي.
فقدان التشحيم/التبريد في بعض تصميمات المضخات؛
ظروف تشبه التجويف.
ارتداء سابق لأوانه.
وهذا سبب آخر لعدم تجاهل الفقاعات أو الغرغرة المستمرة.
إذا بدت الأنابيب وكأن الماء والهواء يتحركان معًا بشكل مستمر، فافحص الأمر.
إذا كنت تشك في وجود هواء في أنابيب UFH، فاستخدم عملية منهجية.
تأكد من أن مصدر الحرارة ينتج بالفعل الماء الساخن.
قد يشير الإمداد الساخن والعودة الباردة بشكل غير طبيعي إلى عدم كفاية التدفق.
تحديد الدوائر ذات التدفق الصفري أو المنخفض أو غير المستقر.
تأكد من أن الحلقات المتأثرة مفتوحة بالفعل.
تأكد من التدفق الحقيقي، وليس فقط ما إذا كان محرك المضخة قيد التشغيل.
استبعاد انسداد الأوساخ.
قم بإزالة حلقة الهواء المحبوسة بحلقة.
تأكد من تركيب فتحات التهوية بشكل صحيح وأنها تعمل.
تحقق مما إذا كان التدفق يصبح مستقرًا.
اضبط كل حلقة حسب تدفق التصميم المطلوب.
فقط بعد هذه الفحوصات يجب أن تبدأ في تغيير حجم المضخة أو إعدادات درجة حرارة الماء في المضخة الحرارية.
| أعراض | ممكن تفسير | الفحص الموصى به |
|---|---|---|
| العرض ساخن، والعودة باردًا | الدورة الدموية منخفضة للغاية | الهواء، المضخة، الصمامات، الانسداد |
| حلقة واحدة UFH باردة | قفل الهواء المحلي | تطهير تلك الحلقة |
| عدة حلقات باردة | مشكلة المنوع/المضخة | المضخة، الصمامات، الهواء |
| يقرأ مقياس التدفق صفرًا | لا تداول | المحرك، الصمام، الهواء، الانسداد |
| يتقلب التدفق | الهواء في الدائرة | تطهير وتنفيس |
| صوت الغرغرة | الهواء يتحرك عبر الأنابيب | نظام إزالة الهواء |
| المضخة الأكبر تعطي تحسنًا طفيفًا | الهواء / القيود لا تزال قائمة | تطهير وفحص النظام |
| تعمل ملفات المروحة لكن UFH لا تعمل | مشكلة هيدروليكية من جانب UFH | الدائرة الثانوية |
| كلا المحطتين باردتان | مشكلة محتملة في الجانب الأساسي | مصدر الحرارة والدائرة الأولية |
تشمل العلامات الشائعة أصوات الغرغرة، والتدفق غير المستقر أو الصفري، وبقاء بعض الحلقات باردة، وأنبوب إمداد ساخن مدمج مع أنبوب إرجاع بارد بشكل غير عادي.
نعم. يمكن لجيب هوائي كبير بما فيه الكفاية إنشاء قفل هوائي يقيد بشدة أو يوقف الدورة الدموية من خلال حلقة فردية.
ليس بشكل موثوق. الحل الصحيح هو تطهير الدائرة وتنفيسها بشكل صحيح. يجب أن يعتمد اختيار المضخة على التدفق المطلوب وانخفاض ضغط النظام.
يؤكد إنتاج الماء الساخن توليد الحرارة، لكنه لا يؤكد توزيع الحرارة. يمكن أن يؤدي عدم كفاية التدفق الناتج عن الهواء المحبوس أو الصمامات أو مشاكل المضخة أو الانسداد إلى منع الحرارة من الوصول إلى الأرض.
وينبغي دمج الأحكام المناسبة لإزالة الهواء في التصميم الهيدروليكي، وخاصة في المتشعبات والنقاط العالية. يجب أن يتبع التثبيت الدقيق تصميم النظام والمتطلبات المحلية.
قد يساعد الخزان العازل على فصل الهواء بسبب انخفاض سرعة الماء داخل الوعاء، خاصة عند دمجه مع مكونات إزالة الهواء المناسبة. ومع ذلك، وظيفتها الأساسية تعتمد على تصميم النظام الهيدروليكي، ولا تحل محل التطهير المناسب.
عندما تكون التدفئة الأرضية باردة، لا تسأل فقط:
"هل الماء ساخن بما فيه الكفاية؟"
بسأل:
"هل يتدفق ما يكفي من الماء الساخن عبر الأرض؟"
يمكن للمضخة الحرارية إنتاج الماء الساخن تمامًا بينما يظل المبنى باردًا إذا لم يتم نقل تلك الطاقة الحرارية عبر النظام المائي.
بالنسبة لدائرة UFH مغلقة الهواء، يجب أن يكون منطق استكشاف الأخطاء وإصلاحها كما يلي:
مصدر الحرارة موافق ← درجة حرارة الإمداد جيدة ← فحص التدفق ← تحديد الهواء ← حلقات التطهير ← التحقق من المضخة ← إعادة التوازن ← إعادة فحص ΔT
وفي أمصدر حرارة واحد، محطتانقم دائمًا بمقارنة سلوك ملف المروحة ودوائر UFH. يمكن لهذه المقارنة أن تخبرك بسرعة ما إذا كانت المشكلة في جانب مصدر الحرارة أو جانب التوزيع الطرفي.
الجزء 1:التشغيل الأولي أو إيقاف التشغيل على المدى الطويل
الجزء 2:الهواء المحاصر في أنابيب التدفئة تحت البلاط
التالي:المزيد من الأسباب العملية لضعف أداء التدفئة الأرضية
فيمضخة إيكو هيت، نعتقد أن الأداء الجيد للمضخة الحرارية لا يعتمد فقط على المضخة الحرارية نفسها، ولكن أيضًا على صحتهاالتصميم الهيدروليكي والتركيب والتشغيل ومطابقة النظام الطرفي.
نرحب أيضًا بمهندسي التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والقائمين بالتركيب ومحترفي المضخات الحرارية لمشاركة خبراتهم الميدانية والمساعدة في تحديد أي شيء يمكن إضافته أو تحسينه في هذه السلسلة.
لمزيد من المعرفة الهندسية لمضخات حرارة الهواء إلى الماء وحلول التطبيقات:
مصدر حرارة واحد ومحطتان: لماذا لا تصبح التدفئة الأرضية دافئة؟ الجزء 2 - الهواء المحبوس في أنابيب UFH
تعمل مضخة تسخين الهواء إلى الماء بشكل طبيعي.
درجة حرارة الماء المغادرة صحيحة.
يبدو أنبوب الإمداد إلى مشعب التدفئة الأرضية ساخنًا.
لكن أنبوب الإرجاع يظل باردًا، وتظهر عدادات التدفق تدفقًا ضئيلًا أو غير مستقر، والأرضية ببساطة لا تسخن.
ما الذي يجب عليك التحقق منه أولا؟
أحد الأسباب الأكثر شيوعًا بسيط بشكل مدهش:
الهواء محصور داخل أنابيب التدفئة الأرضية.
قد يبدو الهواء الموجود داخل النظام المائي بمثابة مشكلة بسيطة، لكنه يمكن أن يقلل الدورة الدموية بشكل كبير. في الحالات الشديدة، أقفل الهواءيمكن أن يوقف تدفق المياه جزئيًا أو كليًا من خلال حلقة التدفئة الأرضية.
وهذا مهم بشكل خاص في أمصدر حرارة واحد، نظامان طرفيان، حيث تخدم مضخة تسخين الهواء إلى الماء كلاً من ملفات المروحة والتدفئة تحت الأرضية.
إذا كانت ملفات المروحة تعمل بشكل طبيعي ولكن UFH يظل باردًا، فيجب أن يكون الهواء المحبوس أحد العناصر الأولى في قائمة التحقق من استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
إحدى أسهل الطرق لتحديد قفل الهواء المحتمل هي مقارنة درجات حرارة العرض والعودة.
تخيل هذا الموقف:
أنابيب الإمداد UFH → ساخن
أنبوب الإرجاع UFH → بارد أو أكثر برودة بكثير من المتوقع
من الواضح أن المضخة الحرارية تنتج الماء الساخن، لكن هذه الحرارة لا يتم نقلها عبر الحلقات الأرضية بشكل فعال.
يشير هذا على الفور إلى أن المشكلة قد تكون ذات صلةتداول غير كاف.
تشمل الأسباب المحتملة ما يلي:
الهواء المحبوس
صمامات مغلقة
المصافي المسدودة؛
رأس المضخة غير كاف؛
إعدادات المضخة غير الصحيحة
حلقات UFH المحظورة؛
مشاكل متعددة.
ومن بين هذه الأشياء، يكون الهواء المحبوس شائعًا بشكل خاص بعد التركيب أو الصيانة أو التصريف/إعادة التعبئة أو إيقاف التشغيل لفترة طويلة.
يفترض الكثير من الناس أن نظام المياه المغلق يجب أن يحتوي على الماء فقط.
ومن الناحية العملية، لا يمكن تقريبًا تجنب وجود كمية معينة من الهواء أو الغاز المذاب.
يمكن للهواء الدخول أو البقاء في النظام أثناء:
التعبئة الأولية
صيانة؛
استنزاف النظام وإعادة تعبئته.
تركيب الأنابيب
اختبار الضغط
التسرب أو فقدان الضغط.
التكليف غير لائق.
يمكن أن يحتوي الماء نفسه أيضًا على غازات مذابة.
مع تغير درجة حرارة الماء، يمكن أن تخرج بعض الغازات الذائبة من المحلول وتشكل فقاعات صغيرة.
يمكن لهذه الفقاعات أن تنتقل عبر النظام وتتراكم في:
نقاط عالية
المتشعبات.
انحناءات الأنابيب
المناطق ذات السرعة المنخفضة؛
مبادلات حرارية
أقسام الأنابيب سيئة التصميم.
وبمرور الوقت، يمكن أن تتحد الفقاعات الصغيرة لتشكل جيوبًا أكبر من الهواء.
هذه هي الطريقةقفل الهواءيمكن أن تتطور.
قفل الهواء عبارة عن جيب من الهواء محصور داخل دائرة مائية يقيد أو يمنع دوران المياه بشكل كبير.
الماء غير قابل للضغط بشكل فعال في التشغيل الهيدروليكي العادي، في حين أن الهواء قابل للضغط.
عندما تحاول مضخة دورانية دفع الماء عبر أنبوب يحتوي على جيب هوائي كبير، يمكن إهدار جزء من طاقة المضخة في ضغط أو تحريك الهواء المحبوس بدلاً من إنشاء دوران مستقر للمياه.
قد تكون النتيجة:
انخفاض التدفق ← انخفاض نقل الحرارة ← عودة الماء البارد ← الأرضية الباردة
في الحالة الشديدة:
جيب الهواء ← لا يوجد دوران تقريبًا ← حلقة UFH تتوقف عن التسخين
ولهذا السبب لا ينبغي التعامل مع الهواء المحبوس على أنه مجرد مشكلة ضوضاء.
إنه أمشكلة الأداء الهيدروليكي.
يمكن أن تحتوي أنظمة التدفئة الأرضية على العديد من حلقات الأنابيب الطويلة.
قد يخدم المشعب النموذجي دوائر متعددة موزعة عبر غرف مختلفة.
ولذلك يحتوي النظام على:
أطوال الأنابيب الطويلة
الانحناءات المتعددة
المتشعبات.
الصمامات.
المحركات.
عدادات التدفق
ارتفاعات مختلفة.
وهذا يخلق العديد من الفرص لاحتجاز الهواء.
إذا كانت إحدى الدوائر تحتوي على الهواء بينما لا تحتوي الدوائر الأخرى على الهواء، فقد تكون النتيجة:
غرفة المعيشة دافئة
غرفة النوم دافئة
الحمام دافئ
غرفة نوم واحدة باردة تماما
ربما تعمل المضخة الحرارية بشكل مثالي.
المشكلة ببساطة هي أن حلقة UFH واحدة لا تحتوي على دوران كافٍ.
يجب على المهندسين والقائمين بالتركيب البحث عن العديد من الأعراض الشائعة.
يستقبل مشعب الإمداد الماء الساخن، لكن جانب العودة يظل باردًا على غير العادة.
يُظهر واحد أو أكثر من عدادات التدفق المتشعبة دورانًا ضئيلًا أو معدومًا.
يشير هذا بقوة إلى وجود مشكلة خاصة بالفرع بدلاً من عدم كفاية سعة المضخة الحرارية الإجمالية.
قد تسمع أصواتًا مثل:
الغرغرة أو الفقاعات أو ضوضاء الماء المتقطعة
داخل الأنابيب أو المشعبات.
تتقلب قراءات مقياس التدفق بدلاً من أن تظل مستقرة.
يمكن أن يشير ΔT الكبير جدًا إلى عدم كفاية تدفق المياه.
لا تثبت هذه الأعراض أن الهواء هو السبب الوحيد المحتمل، ولكنها توفر أدلة تشخيصية قوية.
يمكن التعبير عن العلاقة بين انتقال الحرارة والتدفق واختلاف درجة حرارة الماء على النحو التالي:
للحسابات العملية لجانب الماء:
أين:
س= الحرارة المنقولة؛
تدفق= معدل تدفق المياه؛
ΔT= الفرق في درجة حرارة الماء بين العرض والإرجاع.
إذا خفض الهواء معدل التدفق بشكل كبير، فإن كمية الحرارة التي يمكن نقلها إلى الأرض تنخفض أيضًا.
هذا هو السبب في أن النظام يمكن أن يتمتع بدرجة حرارة مقبولة تمامًا للمياه الخارجة ولكنه لا يزال يوفر تدفئة سيئة للغرفة.
درجة حرارة الماء وحدها لا تحدد أداء التدفئة. أنت أيضا بحاجة إلى تدفق المياه الكافية.
يعد هذا أحد أهم المفاهيم في استكشاف أخطاء المضخات الحرارية المائية وإصلاحها.
عندما لا تصبح الأرضية دافئة، يكون الرد الشائع هو:
"زيادة درجة حرارة الماء المغادر."
على سبيل المثال:
35 درجة مئوية → 40 درجة مئوية → 45 درجة مئوية → 50 درجة مئوية
ولكن إذا كانت المشكلة الحقيقية هي قفل الهواء، فإن زيادة درجة حرارة الماء لا تؤدي إلى استعادة الدورة الدموية.
قد ينتهي بك الأمر ببساطة إلى:
مياه أكثر سخونة + تدفق ضعيف + أرضية باردة + انخفاض كفاءة المضخة الحرارية
التسلسل الصحيح هو :
تحقق من التدفق أولاً ← قم بحل المشكلة الهيدروليكية ← ثم قم بتحسين درجة حرارة الماء.
بالنسبة للمضخة الحرارية، يعد هذا أمرًا مهمًا بشكل خاص لأن درجات حرارة الماء الخارجة المرتفعة غير الضرورية تزيد بشكل عام من رفع الضاغط وتقلل من الكفاءة.
الرد الشائع الآخر هو:
"التدفق منخفض، لذلك نحن بحاجة إلى مضخة أكبر."
مرة أخرى، ليس بالضرورة.
إذا كان الهواء محصورًا في الأنبوب، فقد تفشل المضخة الأكبر حجمًا في إنشاء الدورة الدموية المناسبة.
يمكن أن يؤدي تكبير حجم مضخة الدوران أيضًا إلى حدوث مشكلات أخرى:
سرعة الماء المفرطة
زيادة استهلاك الكهرباء.
ضجيج الأنابيب
ضجيج الصمام
الضغط التفاضلي المفرط.
ضعف توازن النظام.
يجب اختيار مضخة الدوران وفقًا لما يلي:
التدفق المطلوب + انخفاض ضغط النظام + المقاومة الهيدروليكية
ليس كبديل لإزالة الهواء الصحيح.
لا يمكن لمضخة أكبر أن تصحح إجراء التشغيل السيئ بشكل أساسي.
عند الاشتباه في وجود هواء محصور، فإن مجرد فتح فتحة تهوية أوتوماتيكية واحدة قد لا يكون كافيًا.
بالنسبة لأنظمة التدفئة الأرضية متعددة الحلقات، فإن إحدى طرق التشغيل الأكثر فعالية هيتطهير الحلقات بشكل فردي.
الإجراء النموذجي هو:
الخطوة 1:قم بإيقاف تشغيل مصدر الحرارة إذا كان ذلك مطلوبًا بموجب إجراءات التشغيل الخاصة بالشركة المصنعة.
الخطوة 2:أغلق جميع حلقات UFH باستثناء حلقة واحدة.
الخطوة 3:تدفق المياه من خلال الحلقة المفتوحة.
الخطوة 4:استمر حتى لا يتم تفريغ أي فقاعات هواء مرئية ويصبح التدفق مستقرًا.
الخطوة 5:أغلق تلك الدائرة وافتح الدائرة التالية.
الخطوة 6:كرر لكل حلقة UFH.
الخطوة 7:إعادة جميع الدوائر إلى مواقعها التصميمية.
الخطوة 8:موازنة المشعب وفقا لمعدلات التدفق المطلوبة.
يعد هذا بشكل عام أكثر فعالية من محاولة إزالة الهواء من كل حلقة في وقت واحد.
يميل الهواء بشكل طبيعي إلى الهجرة نحو النقاط العالية في النظام المائي.
لذلك، يجب أن يوفر تصميم النظام نقاطًا مناسبة لإزالة الهواء.
وينبغي إيلاء اهتمام خاص إلى:
نقاط عالية في الأنابيب الرئيسية؛
غرف محطات المضخات الحرارية؛
خزانات عازلة
فواصل هيدروليكية
المتشعبات.
الناهضون الرأسيون.
يمكن لفتحة التهوية الأوتوماتيكية إزالة الكميات الصغيرة من الهواء المتراكم بشكل مستمر أثناء التشغيل العادي.
لكن:
إن فتحة التهوية الأوتوماتيكية ليست بديلاً عن التنظيف الأولي المناسب والتشغيل.
قد تظل دائرة الأرضية المغلقة بشدة بالهواء بحاجة إلى التطهير يدويًا.
يعد المشعب أحد أهم المواقع لكل من التشغيل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
عادةً ما يوفر المشعب المصمم جيدًا ما يلي:
توزيع العرض؛
جمع العودة
عزل الحلقة الفردية
تعديل التدفق
عدادات التدفق
المحركات.
نقاط التعبئة/التصريف؛
تنفيس الهواء.
أثناء استكشاف الأخطاء وإصلاحها، افحص المشعب بعناية.
بسأل:
هل جميع الحلقات مفتوحة؟
هل تظهر عدادات التدفق الدورة الدموية؟
هل هناك أي مشغلات مغلقة؟
هل الهواء مرئي في أجهزة قياس التدفق؟
هل هناك فرق كبير في درجة الحرارة بين الحلقات الفردية؟
هل فتحات الهواء المتعددة تعمل؟
يمكن لهذه الملاحظات البسيطة في كثير من الأحيان تحديد المشكلة دون لمس المضخة الحرارية.
يمكن للخزان العازل المصمم بشكل صحيح أن يساهم في فصل الهواء لأن سرعة الماء داخل الخزان أقل بكثير مما هي عليه في الأنابيب الرئيسية.
ومع تباطؤ حركة الماء، يمكن للهواء المحبوس أن ينفصل بسهولة ويرتفع نحو نقطة إزالة الهواء المناسبة.
ولكن هذا لا ينبغي أن يساء فهمه.
لم يتم تركيب خزان عازلفقطلإزالة الهواء.
اعتمادًا على التصميم الهيدروليكي، يمكن أن يوفر أيضًا ما يلي:
حجم مياه النظام الإضافي
الفصل الهيدروليكي
تدفق أكثر استقرارًا للمضخة الحرارية؛
انخفاض ركوب الدراجات القصيرة.
الطاقة الحرارية لإزالة الجليد.
الفصل بين الدوائر الأولية والثانوية.
في بعض تطبيقات المضخات الحرارية، يمكن أن يجعل هذا تشغيل النظام أكثر استقرارًا بشكل ملحوظ.
بالنسبة لبعض المشاريع، وخاصة الأنظمة التي تحتوي على أنواع طرفية متعددة، أالتكوين الابتدائي الثانوييمكن أن تكون مفيدة.
قد يكون الترتيب المبسط:
المضخة الحرارية ← الدائرة الأولية ← الخزان العازل / الفاصل الهيدروليكي
ثم:
مضخة ثانوية → تدفئة تحت الأرضية
و/أو
المضخة الثانوية → ملفات المروحة
وهذا يسمح للمضخة الحرارية والدوائر الطرفية بالعمل في ظروف هيدروليكية أكثر استقلالية.
على سبيل المثال، قد تتطلب المضخة الحرارية حدًا أدنى معينًا من التدفق بينما تتطلب دائرة UFH تدفقًا مختلفًا اعتمادًا على عدد المناطق المفتوحة.
يمكن للفصل الهيدروليكي أن يسهل إدارة هذه المتطلبات المختلفة.
ويمكنه أيضًا توفير مواقع مناسبة لـ:
فصل الهواء
فصل الأوساخ
استشعار درجة الحرارة.
ملء النظام
التوازن الهيدروليكي.
خذ بعين الاعتبار هذا الموقف:
التدفئة بشكل طبيعي.
لا تحصل على الدفء.
تعمل بشكل طبيعي.
ماذا يخبرنا هذا؟
يشير بقوة إلى أن مصدر الحرارة قادر على إنتاج الحرارة.
لذلك يجب أن ينتقل تركيز استكشاف الأخطاء وإصلاحها إلى جانب UFH:
مضخة UFH ← صمام الخلط ← المشعب ← المحركات ← أجهزة قياس التدفق ← الهواء ← حلقات الأرضية
والآن فكر في العكس:
لا التدفئة.
لا التدفئة.
ثم قد تكون المشكلة أبعد من ذلك:
المضخة الحرارية ← المضخة الأولية ← الخزان العازل ← الصمامات الرئيسية ← نظام التحكم
وهذا هو السبب في أن النظام أحادي المصدر والمطرافين يوفر في الواقع معلومات تشخيصية مفيدة.
إن إضافة نقاط إزالة الهواء المناسبة أثناء التثبيت أسهل بكثير بشكل عام من محاولة حل مشاكل الهواء المزمنة بعد اكتمال المبنى.
ومع ذلك، فإن مجرد تركيب العديد من فتحات التهوية بشكل عشوائي ليس أمرًا هندسيًا جيدًا.
وينبغي وضعها في مكان يتجمع فيه الهواء بشكل طبيعي.
تشمل المواقع النموذجية ما يلي:
النقاط العالية + الناهضات + المشعبات + الفواصل الهيدروليكية / الخزانات العازلة + فواصل هواء غرفة المصنع
يجب أن يؤدي التصميم الجيد للنظام إلى إزالة الهواءيمكن التنبؤ بها وصالحة للخدمة.
إن نظام المضخة الحرارية المثبت بشكل جميل والذي لا يمكن ملؤه وشطفه وتهويته بشكل صحيح ليس نظامًا مائيًا مصممًا جيدًا.
يقوم الهواء الموجود داخل النظام بأكثر من مجرد تقليل أداء التدفئة.
إذا كانت مضخة التدوير تعمل بمحتوى هواء كبير، فقد تتعرض لما يلي:
عملية غير مستقرة
ضوضاء؛
انخفاض الأداء الهيدروليكي.
فقدان التشحيم/التبريد في بعض تصميمات المضخات؛
ظروف تشبه التجويف.
ارتداء سابق لأوانه.
وهذا سبب آخر لعدم تجاهل الفقاعات أو الغرغرة المستمرة.
إذا بدت الأنابيب وكأن الماء والهواء يتحركان معًا بشكل مستمر، فافحص الأمر.
إذا كنت تشك في وجود هواء في أنابيب UFH، فاستخدم عملية منهجية.
تأكد من أن مصدر الحرارة ينتج بالفعل الماء الساخن.
قد يشير الإمداد الساخن والعودة الباردة بشكل غير طبيعي إلى عدم كفاية التدفق.
تحديد الدوائر ذات التدفق الصفري أو المنخفض أو غير المستقر.
تأكد من أن الحلقات المتأثرة مفتوحة بالفعل.
تأكد من التدفق الحقيقي، وليس فقط ما إذا كان محرك المضخة قيد التشغيل.
استبعاد انسداد الأوساخ.
قم بإزالة حلقة الهواء المحبوسة بحلقة.
تأكد من تركيب فتحات التهوية بشكل صحيح وأنها تعمل.
تحقق مما إذا كان التدفق يصبح مستقرًا.
اضبط كل حلقة حسب تدفق التصميم المطلوب.
فقط بعد هذه الفحوصات يجب أن تبدأ في تغيير حجم المضخة أو إعدادات درجة حرارة الماء في المضخة الحرارية.
| أعراض | ممكن تفسير | الفحص الموصى به |
|---|---|---|
| العرض ساخن، والعودة باردًا | الدورة الدموية منخفضة للغاية | الهواء، المضخة، الصمامات، الانسداد |
| حلقة واحدة UFH باردة | قفل الهواء المحلي | تطهير تلك الحلقة |
| عدة حلقات باردة | مشكلة المنوع/المضخة | المضخة، الصمامات، الهواء |
| يقرأ مقياس التدفق صفرًا | لا تداول | المحرك، الصمام، الهواء، الانسداد |
| يتقلب التدفق | الهواء في الدائرة | تطهير وتنفيس |
| صوت الغرغرة | الهواء يتحرك عبر الأنابيب | نظام إزالة الهواء |
| المضخة الأكبر تعطي تحسنًا طفيفًا | الهواء / القيود لا تزال قائمة | تطهير وفحص النظام |
| تعمل ملفات المروحة لكن UFH لا تعمل | مشكلة هيدروليكية من جانب UFH | الدائرة الثانوية |
| كلا المحطتين باردتان | مشكلة محتملة في الجانب الأساسي | مصدر الحرارة والدائرة الأولية |
تشمل العلامات الشائعة أصوات الغرغرة، والتدفق غير المستقر أو الصفري، وبقاء بعض الحلقات باردة، وأنبوب إمداد ساخن مدمج مع أنبوب إرجاع بارد بشكل غير عادي.
نعم. يمكن لجيب هوائي كبير بما فيه الكفاية إنشاء قفل هوائي يقيد بشدة أو يوقف الدورة الدموية من خلال حلقة فردية.
ليس بشكل موثوق. الحل الصحيح هو تطهير الدائرة وتنفيسها بشكل صحيح. يجب أن يعتمد اختيار المضخة على التدفق المطلوب وانخفاض ضغط النظام.
يؤكد إنتاج الماء الساخن توليد الحرارة، لكنه لا يؤكد توزيع الحرارة. يمكن أن يؤدي عدم كفاية التدفق الناتج عن الهواء المحبوس أو الصمامات أو مشاكل المضخة أو الانسداد إلى منع الحرارة من الوصول إلى الأرض.
وينبغي دمج الأحكام المناسبة لإزالة الهواء في التصميم الهيدروليكي، وخاصة في المتشعبات والنقاط العالية. يجب أن يتبع التثبيت الدقيق تصميم النظام والمتطلبات المحلية.
قد يساعد الخزان العازل على فصل الهواء بسبب انخفاض سرعة الماء داخل الوعاء، خاصة عند دمجه مع مكونات إزالة الهواء المناسبة. ومع ذلك، وظيفتها الأساسية تعتمد على تصميم النظام الهيدروليكي، ولا تحل محل التطهير المناسب.
عندما تكون التدفئة الأرضية باردة، لا تسأل فقط:
"هل الماء ساخن بما فيه الكفاية؟"
بسأل:
"هل يتدفق ما يكفي من الماء الساخن عبر الأرض؟"
يمكن للمضخة الحرارية إنتاج الماء الساخن تمامًا بينما يظل المبنى باردًا إذا لم يتم نقل تلك الطاقة الحرارية عبر النظام المائي.
بالنسبة لدائرة UFH مغلقة الهواء، يجب أن يكون منطق استكشاف الأخطاء وإصلاحها كما يلي:
مصدر الحرارة موافق ← درجة حرارة الإمداد جيدة ← فحص التدفق ← تحديد الهواء ← حلقات التطهير ← التحقق من المضخة ← إعادة التوازن ← إعادة فحص ΔT
وفي أمصدر حرارة واحد، محطتانقم دائمًا بمقارنة سلوك ملف المروحة ودوائر UFH. يمكن لهذه المقارنة أن تخبرك بسرعة ما إذا كانت المشكلة في جانب مصدر الحرارة أو جانب التوزيع الطرفي.
الجزء 1:التشغيل الأولي أو إيقاف التشغيل على المدى الطويل
الجزء 2:الهواء المحاصر في أنابيب التدفئة تحت البلاط
التالي:المزيد من الأسباب العملية لضعف أداء التدفئة الأرضية
فيمضخة إيكو هيت، نعتقد أن الأداء الجيد للمضخة الحرارية لا يعتمد فقط على المضخة الحرارية نفسها، ولكن أيضًا على صحتهاالتصميم الهيدروليكي والتركيب والتشغيل ومطابقة النظام الطرفي.
نرحب أيضًا بمهندسي التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والقائمين بالتركيب ومحترفي المضخات الحرارية لمشاركة خبراتهم الميدانية والمساعدة في تحديد أي شيء يمكن إضافته أو تحسينه في هذه السلسلة.
لمزيد من المعرفة الهندسية لمضخات حرارة الهواء إلى الماء وحلول التطبيقات:
العنوان
لا، لا، لا34، الطريق الجنوبي ، حديقة يونغفينغ الصناعية ، منطقة شونديه ، فوشان 528000 ، مقاطعة قوانغدونغ ، جمهورية الصين
الهاتف
86-757-22860323
البريد الإلكتروني
luke@ecoheat-pump.com
