مصدر حرارة واحد، طرفان: لماذا لا يسخن التدفئة الأرضية؟

تعمل مضخة حرارية من الهواء إلى الماء بشكل طبيعي. درجة حرارة الماء الخارجة صحيحة. مضخة الدوران تعمل، ولا يوجد هواء محبوس بشكل واضح في حلقات التدفئة الأرضية.

لكن بعض الغرف لا تزال لا تحصل على ما يكفي من الدفء.

ماذا يجب أن نتحقق منه بعد ذلك؟

في العديد من المشاريع، المشكلة ليست في المضخة الحرارية نفسها. إنها في تصميم أنابيب التدفئة الأرضية والتخطيط الهيدروليكي

يمكن أن يؤدي قطر الأنبوب غير الصحيح، والحلقات الطويلة جدًا، والعديد من الدوائر المتصلة بمانيفولد واحد، وموقع المانيفولد السيئ، والتباعد غير المناسب للأنابيب، أو ترتيبات الخلط غير الضرورية إلى زيادة المقاومة الهيدروليكية وتقليل توزيع الحرارة.

النتيجة شكوى شائعة في الموقع:

«المضخة الحرارية تعمل، لكن التدفئة الأرضية لا تزال غير دافئة بما يكفي.»

في الجزء 3 من سلسلة استكشاف الأخطاء وإصلاحها مصدر حرارة واحد، طرفان، نشرح كيف يؤثر تصميم الأنابيب على تدفق المياه، وانخفاض الضغط، وإنتاج الحرارة - وما الذي يجب على المهندسين التحقق منه قبل إلقاء اللوم على المضخة الحرارية.

1. لماذا يعتبر تصميم أنابيب التدفئة الأرضية مهمًا جدًا؟

التدفئة الأرضية هي نظام طرفي مائي.

المضخة الحرارية لا تسخن الغرفة مباشرة. بدلاً من ذلك، يجب أن تنتقل الحرارة عبر عدة مراحل:

مضخة حرارية → ماء ساخن → أنابيب رئيسية → مانيفولد → حلقات تدفئة أرضية → أرضية → غرفة

إذا كان التصميم الهيدروليكي سيئًا، فقد تنتج المضخة الحرارية طاقة حرارية كافية، لكن النظام لا يمكنه توزيع تلك الطاقة بفعالية.

هذا يعني:

مضخة حرارية جيدة + تصميم هيدروليكي سيئ = أداء تدفئة سيئ

هذا هو أحد أهم المبادئ في هندسة المضخات الحرارية من الهواء إلى الماء.

2. المشكلة الأولى: حلقات أنابيب التدفئة الأرضية طويلة جدًا

أحد الأخطاء التصميمية الأكثر شيوعًا هو جعل حلقات أنابيب التدفئة الأرضية الفردية طويلة جدًا.

مع زيادة طول الأنبوب، تزداد المقاومة الهيدروليكية أيضًا.

مقاومة أعلى تعني أن مضخة الدوران تحتاج إلى ضغط تفاضلي أكبر للحفاظ على التدفق المطلوب.

إذا لم تتمكن المضخة من التغلب على تلك المقاومة:

حلقة أطول → انخفاض ضغط أعلى → تدفق أقل → انتقال حرارة أقل

في النهاية، قد تكافح الغرفة للوصول إلى درجة حرارتها التصميمية.

مثال عملي

تخيل غرفة معيشة كبيرة بمساحة 30-40 مترًا مربعًا.

بدلاً من تقسيمها إلى حلقتين مصممتين بشكل مناسب، يحاول المثبت تغطية الغرفة بأكملها بحلقة واحدة طويلة جدًا.

يمكن أن تكون النتيجة دائرة تقترب من 150-190 مترًا.

قد يبدو هذا أبسط أثناء التركيب، ولكنه قد يكون إشكاليًا من الناحية الهيدروليكية.

يتلقى بداية الحلقة ماءً دافئًا نسبيًا، بينما تصبح مقاومة التدفق مفرطة وتنخفض درجة الحرارة تدريجيًا على طول الدائرة.

قد تتلقى نهاية الأرضية حرارة مفيدة أقل بكثير.

3. ما هو طول حلقة التدفئة الأرضية؟

لا يوجد حد أقصى عالمي لطول الحلقة ينطبق على كل مشروع لأنه يعتمد على:

• قطر الأنبوب؛

• مادة الأنبوب؛

• التأكد من أن أبعاد الأنابيب تتطابق مع التدفق المطلوب وانخفاض الضغط.

• فرق درجة الحرارة التصميمي (ΔT)؛

• الحمل الحراري؛

• الخطوة 4 — التحقق من موقع المانيفولد

• انخفاض ضغط المانيفولد؛

• التركيبات والصمامات؛

• طريقة التركيب.

ومع ذلك، بالنسبة لأنظمة التدفئة الأرضية السكنية الشائعة التي تستخدم أنابيب بقطر 16-20 مم تقريبًا، غالبًا ما يتم تصميم الحلقات الفردية تقريبًا في نطاق 60-100 متر، مع استخدام حوالي 80-100 متر كهدف تصميمي عملي

بدلاً من معاملة رقم واحد كقاعدة مطلقة، يجب على المهندسين حساب انخفاض الضغط والتدفق المطلوب لكل دائرة.

المبدأ الهندسي أهم من الرقم:

لا تجعل حلقة واحدة طويلة جدًا لمجرد تقليل عدد الدوائر.

يجب عادةً تقسيم الغرف الكبيرة إلى حلقات متعددة قابلة للإدارة هيدروليكيًا.

4. يؤثر قطر الأنبوب بشكل مباشر على المقاومة الهيدروليكية

قطر الأنبوب عامل حاسم آخر.

لنفس تدفق المياه، يخلق قطر داخلي أصغر سرعة مياه أعلى وفقدان ضغط أعلى بكثير.

هذا يؤثر على:

• اختيار مضخة الدوران؛

• ↓

• موازنة المانيفولد؛

• ضوضاء؛

• توزيع الحرارة.

تختلف أحجام أنابيب التدفئة الأرضية الشائعة حسب السوق والتطبيق، مع وجود 16 مم و 20 مم بشكل واسع.

قد تستخدم الأنظمة التجارية الأكبر أو الأنظمة الخاصة أبعادًا أخرى.

لكن لا ينبغي أبدًا اختيار حجم الأنبوب وفقًا للعادات فقط.

يجب تنسيقه مع:

طول الحلقة + التدفق المطلوب + انخفاض الضغط + الحمل الحراري

5. لماذا لا يمكنك حل كل مشكلة بمضخة أكبر؟

عندما يكون نظام التدفئة الأرضية به تدفق غير كافٍ، يكون رد الفعل الشائع هو:

«لنركب مضخة دوران أكبر.»

في بعض الأحيان يساعد هذا - ولكنه لا يصحح التصميم الهيدروليكي السيئ.

إذا كانت الحلقات طويلة جدًا أو كانت أقطار الأنابيب غير مناسبة، فقد تخلق المضخة الأكبر:

• ضغط تفاضلي مفرط؛

• طاقة ضخ أعلى؛

• ضوضاء؛

• صعوبة في الموازنة؛

• سرعة مفرطة في الدوائر الأقصر؛

• مشاكل صمام التحكم.

التسلسل الهندسي الصحيح هو:

حساب الطلب الحراري → تحديد التدفق المطلوب → تصميم الأنابيب → حساب انخفاض الضغط → اختيار المضخة

وليس:

تركيب الأنابيب أولاً → اكتشاف تدفق سيئ → تركيب مضخة أكبر

6. يتم تحديد معدل التدفق حسب الطلب الحراري وفرق درجة الحرارة (ΔT)

بالنسبة لأنظمة التدفئة المائية، يمكن التعبير عن العلاقة بين إنتاج الحرارة وتدفق المياه تقريبًا على النحو التالي:

$$Q=1.163\times V\times \mathrm{\Delta }\mathrm{12.\; أداء\; النوافذ\; يمكن\; أن\; يحدث\; فرقًا\; كبيرًا}$$

حيث:

• Q = سعة التدفئة بالكيلوواط

• V = تدفق المياه بالمتر المكعب في الساعة

• ΔT = فرق درجة حرارة الماء بين الإمداد والإرجاع بالكلفن (K)

رأس المضخة؛

$$V=\frac{Q}{1.163\times \mathrm{\Delta }\mathrm{12.\; أداء\; النوافذ\; يمكن\; أن\; يحدث\; فرقًا\; كبيرًا}}$$

على سبيل المثال، إذا كانت منطقة التدفئة الأرضية تتطلب 5 كيلوواط ومصممة لفرق درجة حرارة 5 كلفن:

$$V=\frac{5}{1.163\times 5}$$ $$V\approx 0.86{\mathrm{يمكن\; أن\; يكون\; لغرفتين\; متطابقتين\; متطلبات\; تدفئة\; مختلفة\; جدًا\; إذا\; استخدمت\; إحداهما:}}^3\mathrm{/}h$$

بمجرد معرفة التدفق المطلوب، يمكن للمهندس تقييم:

• قطر الأنبوب؛

• سرعة المياه؛

• طول الدائرة؛

• حجم المانيفولد؛

• رأس المضخة.

هذا أكثر موثوقية بكثير من اختيار المكونات بناءً على مساحة الأرضية فقط.

7. موقع المانيفولد أهم مما يعتقد الكثيرون

يجب وضع مانيفولد التدفئة الأرضية بحيث يمكن إبقاء الحلقات الفردية متوازنة بشكل معقول في الطول.

ضع في اعتبارك منزلًا كبيرًا حيث يتم تركيب المانيفولد في أحد طرفي المبنى.

قد تتطلب غرفة قريبة:

حلقة 50 مترًا

بينما قد تتطلب غرفة بعيدة:

حلقة 110 مترًا

الآن كلا الدائرتين متصلتان بنفس المانيفولد ومضخة الدوران.

مقاومتهما الهيدروليكية مختلفة جدًا.

بدون موازنة مناسبة، يفضل الماء بشكل طبيعي الدائرة ذات المقاومة الأقل.

يمكن أن تكون النتيجة:

حلقة قصيرة → تدفق مفرط

حلقة طويلة → تدفق قليل جدًا

غرفة قريبة → دافئة جدًا

غرفة بعيدة → باردة جدًا

هذا اختلال هيدروليكي كلاسيكي.

8. موقع المانيفولد المركزي يجعل الموازنة أسهل عادةً

حيثما أمكن، ضع المانيفولد بالقرب من مركز المناطق التي يخدمها.

يمكن أن يساعد هذا في تقليل:

• طول الأنابيب غير الضروري؛

• فروق كبيرة بين أطوال الحلقات؛

• اختلال انخفاض الضغط؛

• أنابيب ميتة مفرطة؛

• صعوبة التشغيل.

بالنسبة للمنازل الكبيرة أو المباني متعددة الطوابق، قد يكون استخدام عدة مانيفولدات أفضل من إجبار كل حلقة على العودة إلى موقع واحد.

اختلال هيدروليكي

مضخة حرارية / خزان عازل

توزيع رئيسي

↙︎　　　　　　↘︎

مانيفولد أالخطوة 2 — التحقق من أطوال الحلقاتمانيفولد ب

حلقات تدفئة أرضية أقصر وأكثر توازنًا

هذا غالبًا ما يكون أفضل هيدروليكيًا من مانيفولد واحد كبير جدًا يخدم المبنى بأكمله.

9. كم عدد الحلقات التي يجب أن يحتوي عليها مانيفولد التدفئة الأرضية؟

لا يوجد عدد عالمي لأن سعة المانيفولد تعتمد على:

• متطلبات التدفق؛

• قطر المانيفولد؛

• حجم الفرع؛

• سعة المضخة؛

• حجم المشروع؛

• الخطوة 5 — التحقق من معدلات تدفق المانيفولد

ومع ذلك، يجب مراجعة المانيفولدات الكبيرة جدًا ذات الحلقات العديدة بعناية.

بالنسبة للعديد من المشاريع السكنية، يمكن أن يكون المانيفولد الذي يخدم حوالي 5-8 حلقات مناسبًا للتركيب والموازنة والصيانة، على الرغم من أن المانيفولدات الأكبر متاحة تجاريًا وقد تكون مناسبة تمامًا عند هندستها بشكل صحيح.

النقطة المهمة ليست فرض حد تعسفي للحلقة.

السؤال الصحيح هو:

هل يمكن للمانيفولد توزيع التدفق المطلوب إلى كل حلقة مع الحفاظ على انخفاض ضغط مقبول وقابلية للتحكم؟

هذا هو المعيار الهندسي.

10. يجب أن يتبع تباعد الأنابيب فقدان حرارة الغرفة

خطأ آخر هو تركيب نفس تباعد أنابيب التدفئة الأرضية في جميع أنحاء المبنى.

لا تحتوي الغرف المختلفة بالضرورة على نفس فقدان الحرارة.

غرفة بها:

• زجاج كبير؛

• جدران خارجية؛

• عزل ضعيف؛

• تعرض شمالي؛

• تسرب هواء عالي؛

قد تتطلب المزيد من إنتاج حرارة الأرضية مقارنة بغرفة داخلية بنوافذ صغيرة.

لذلك، قد يحتاج تباعد الأنابيب إلى التغيير وفقًا للحمل الحراري للمنطقة.

على سبيل المثال، قد تتطلب مناطق المحيط بالقرب من النوافذ الكبيرة تباعدًا أقرب للأنابيب من المناطق الداخلية.

التسلسل الصحيح هو:

حساب فقدان حرارة الغرفة → تحديد إنتاج الأرضية المطلوب → اختيار درجة حرارة الماء → تحديد تباعد الأنابيب

وليس ببساطة:

استخدم نفس التباعد في كل مكان.

11. عزل المبنى جزء من نظام التدفئة

هذه النقطة غالبًا ما يتم تجاهلها.

عند تحويل مبنى قائم من غلاية إلى مضخة حرارية، يركز المهندسون أحيانًا بالكامل على المعدات.

ولكن إذا كان المبنى يحتوي على:

• جدران غير معزولة؛

• عزل سقف ضعيف؛

• زجاج مفرد؛

• تسرب هواء كبير؛

• جسور حرارية؛

قد يكون الحمل الحراري أعلى بكثير من المتوقع.

في هذه الحالة، قد لا تكون المشكلة أن الأرضية «لا تستطيع التدفئة».

قد تكون الأرضية في الواقع توفر الحرارة باستمرار، بينما يفقد المبنى الحرارة بسرعة تقريبًا.

التوازن الحراري الأساسي هو:

$$\mathrm{13.\; قد\; تحتاج\; الغرف\; المواجهة\; للشمال\; والغرف\; المحيطية\; إلى\; تصميم\; مختلف}\mathrm{تدفئة\; أرضية:\; 30-35\; درجة\; مئوية}\mathrm{تدفئة\; أرضية:\; 30-35\; درجة\; مئوية}\mathrm{يمكن\; أن\; يكون\; لغرفتين\; متطابقتين\; متطلبات\; تدفئة\; مختلفة\; جدًا\; إذا\; استخدمت\; إحداهما:}\mathrm{12.\; أداء\; النوافذ\; يمكن\; أن\; يحدث\; فرقًا\; كبيرًا}\mathrm{يعني\; أن\; صمامات\; الخلط\; لا\; تستخدم\; أبدًا\; مع\; المضخات\; الحرارية.}\mathrm{يمكن\; أن\; يكون\; لغرفتين\; متطابقتين\; متطلبات\; تدفئة\; مختلفة\; جدًا\; إذا\; استخدمت\; إحداهما:}\mathrm{هذا\; سؤال\; تصميمي\; مهم\; آخر.}\mathrm{يعني\; أن\; صمامات\; الخلط\; لا\; تستخدم\; أبدًا\; مع\; المضخات\; الحرارية.}\mathrm{«X\; واط\; لكل\; متر\; مربع\; للمنزل\; بأكمله».}\mathrm{لا\; يزال\; من\; الممكن\; أن\; تكون\; مطلوبة\; عندما\; تحتاج\; الأطراف\; المختلفة\; إلى\; درجات\; حرارة\; مياه\; مختلفة.}\mathrm{على\; سبيل\; المثال:}\mathrm{لكن\; المضخة\; الحرارية\; من\; الهواء\; إلى\; الماء\; العاكسة\; يمكنها\; عادةً\; التحكم\; في\; درجة\; حرارة\; الماء\; الخارجة\; مباشرة.}\mathrm{«X\; واط\; لكل\; متر\; مربع\; للمنزل\; بأكمله».}\mathrm{يعني\; أن\; صمامات\; الخلط\; لا\; تستخدم\; أبدًا\; مع\; المضخات\; الحرارية.}\mathrm{13.\; قد\; تحتاج\; الغرف\; المواجهة\; للشمال\; والغرف\; المحيطية\; إلى\; تصميم\; مختلف}\mathrm{إذا\; كانت\; المضخة\; الحرارية\; تخدم\; فقط\; التدفئة\; الأرضية\; ذات\; درجة\; الحرارة\; المنخفضة\; عند\; درجة\; حرارة\; مشتركة\; واحدة،\; فقد\; يكون\; محطة\; خلط\; إضافية\; غير\; ضرورية\; في\; العديد\; من\; الأنظمة.}\mathrm{وبالمثل،\; قد\; يتطلب\; نظام\; المصدر\; الواحد،\; الطرفين،\; فصلًا\; هيدروليكيًا\; لدرجة\; الحرارة\; اعتمادًا\; على\; تصميمه.}\mathrm{يعني\; أن\; صمامات\; الخلط\; لا\; تستخدم\; أبدًا\; مع\; المضخات\; الحرارية.}\mathrm{وبالمثل،\; قد\; يتطلب\; نظام\; المصدر\; الواحد،\; الطرفين،\; فصلًا\; هيدروليكيًا\; لدرجة\; الحرارة\; اعتمادًا\; على\; تصميمه.}$$

تدفق الحلقة؛

$$\mathrm{لا}\mathrm{يعني\; أن\; صمامات\; الخلط\; لا\; تستخدم\; أبدًا\; مع\; المضخات\; الحرارية.}\mathrm{لا\; يزال\; من\; الممكن\; أن\; تكون\; مطلوبة\; عندما\; تحتاج\; الأطراف\; المختلفة\; إلى\; درجات\; حرارة\; مياه\; مختلفة.}\mathrm{على\; سبيل\; المثال:}\mathrm{خاص\; بالغرفة}\mathrm{لكن\; المضخة\; الحرارية\; من\; الهواء\; إلى\; الماء\; العاكسة\; يمكنها\; عادةً\; التحكم\; في\; درجة\; حرارة\; الماء\; الخارجة\; مباشرة.}\mathrm{على\; سبيل\; المثال:}\mathrm{هذا\; سؤال\; تصميمي\; مهم\; آخر.}\mathrm{لكن\; المضخة\; الحرارية\; من\; الهواء\; إلى\; الماء\; العاكسة\; يمكنها\; عادةً\; التحكم\; في\; درجة\; حرارة\; الماء\; الخارجة\; مباشرة.}\mathrm{على\; سبيل\; المثال:}بينما\; تتطلب\; التدفئة\; الأرضية\; عادةً\; درجات\; حرارة\; أقل\; بكثير.\mathrm{لذلك،\; يستخدم\; صمام\; الخلط\; بشكل\; شائع\; لتقليل\; درجة\; حرارة\; الإمداد.}\mathrm{لكن\; المضخة\; الحرارية\; من\; الهواء\; إلى\; الماء\; العاكسة\; يمكنها\; عادةً\; التحكم\; في\; درجة\; حرارة\; الماء\; الخارجة\; مباشرة.}\mathrm{إذا\; كانت\; المضخة\; الحرارية\; تخدم\; فقط\; التدفئة\; الأرضية\; ذات\; درجة\; الحرارة\; المنخفضة\; عند\; درجة\; حرارة\; مشتركة\; واحدة،\; فقد\; يكون\; محطة\; خلط\; إضافية\; غير\; ضرورية\; في\; العديد\; من\; الأنظمة.}\mathrm{30\; درجة\; مئوية،\; 35\; درجة\; مئوية،\; 40\; درجة\; مئوية،\; أو\; 45\; درجة\; مئوية}\mathrm{اعتمادًا\; على\; طلب\; النظام\; والتصميم.}\mathrm{إذا\; كانت\; المضخة\; الحرارية\; تخدم\; فقط\; التدفئة\; الأرضية\; ذات\; درجة\; الحرارة\; المنخفضة\; عند\; درجة\; حرارة\; مشتركة\; واحدة،\; فقد\; يكون\; محطة\; خلط\; إضافية\; غير\; ضرورية\; في\; العديد\; من\; الأنظمة.}\mathrm{15.\; متى\; لا\; يزال\; صمام\; الخلط\; ضروريًا؟}\mathrm{هذا}\mathrm{لا}\mathrm{يعني\; أن\; صمامات\; الخلط\; لا\; تستخدم\; أبدًا\; مع\; المضخات\; الحرارية.}\mathrm{لا\; يزال\; من\; الممكن\; أن\; تكون\; مطلوبة\; عندما\; تحتاج\; الأطراف\; المختلفة\; إلى\; درجات\; حرارة\; مياه\; مختلفة.}\mathrm{على\; سبيل\; المثال:}\mathrm{مشعات:\; 45-50\; درجة\; مئوية}\mathrm{تدفئة\; أرضية:\; 30-35\; درجة\; مئوية}\mathrm{وبالمثل،\; قد\; يتطلب\; نظام\; المصدر\; الواحد،\; الطرفين،\; فصلًا\; هيدروليكيًا\; لدرجة\; الحرارة\; اعتمادًا\; على\; تصميمه.}\mathrm{وبالمثل،\; قد\; يتطلب\; نظام\; المصدر\; الواحد،\; الطرفين،\; فصلًا\; هيدروليكيًا\; لدرجة\; الحرارة\; اعتمادًا\; على\; تصميمه.}$$

لا تقم بتركيب صمام خلط لمجرد أن «التدفئة الأرضية تحتاج دائمًا إلى واحد».

حدد أولاً ما إذا كان النظام يتطلب بالفعل مستويات مختلفة لدرجة حرارة الماء.

16. المكونات غير الضرورية يمكن أن تجعل استكشاف الأخطاء وإصلاحها أصعب

مبدأ هندسي شائع هو:

• استخدم كل مكون ضروري - ولكن تجنب المكونات التي ليس لها وظيفة هيدروليكية أو تحكم واضحة.

كل مكون إضافي يخلق:

• انخفاض ضغط إضافي؛

منطق تحكم إضافي؛

نقطة فشل محتملة أخرى؛

تكلفة تركيب إضافية؛

عمل تشغيل إضافي.

على سبيل المثال، يمكن لصمام خلط تم اختياره بشكل غير صحيح أو تعديله بشكل غير صحيح أن يتسبب في بقاء درجة حرارة إمداد التدفئة الأرضية منخفضة جدًا حتى عندما تنتج المضخة الحرارية حرارة كافية.

قد تكون النتيجة:

مضخة حرارية = 40 درجة مئوية

↓

خلط غير صحيح

↓

• إمداد التدفئة الأرضية = 28 درجة مئوية

• ↓

• إنتاج أرضية غير كافٍ

• قد يلوم المثبت بعد ذلك المضخة الحرارية بشكل غير صحيح.

• 17. نظام المصدر الواحد، الطرفين يحتاج إلى تنسيق هيدروليكي

عندما تخدم مضخة حرارية واحدة كل من ملفات المروحة والتدفئة الأرضية، قد يكون للطرفين متطلبات مختلفة.ملفات المروحةتتطلب عادةً:

درجة حرارة مياه تدفئة أعلى نسبيًا؛

استجابة أسرع؛

خصائص تدفق مختلفة.

التدفئة الأرضية

تتطلب عادةً:

درجة حرارة مياه أقل؛

تدفق مستمر مستقر؛

استجابة أبطأ؛

موازنة هيدروليكية دقيقة.

لذلك، قد يتطلب التصميم الجيد:

مضخة حرارية

↓

خزان عازل / فصل هيدروليكي↓توزيع ثانوي

↙︎　　　　　　　　　↘︎

اختلال هيدروليكي

دائرة التدفئة الأرضية

يمكن بعد ذلك تصميم كل دائرة وفقًا لـ:

التدفق المطلوب؛

رأس المضخة؛

درجة الحرارة؛

استراتيجية التحكم.

18. لماذا الحلقة الأطول أو الأكثر صعوبة مهمة

عند اختيار مضخة دوران، لا ينبغي للمهندسين ببساطة إضافة انخفاضات الضغط لكل حلقة تدفئة أرضية معًا.

نظرًا لأن الحلقات متصلة عادةً بالتوازي، يجب أن توفر المضخة:

• التدفق التصميمي المجمع

• لجميع الدوائر العاملة؛

• رأس كافٍ لـ

• الدائرة الأكثر تطلبًا هيدروليكيًا

• بالإضافة إلى الأنابيب والمكونات المشتركة.

هذا التمييز مهم.

على سبيل المثال، إذا كانت ست حلقات تدفئة أرضية تعمل في وقت واحد، فإن معدلات تدفقها تتجمع.

لكن انخفاضات الضغط الفردية لا تتجمع ببساطة لأن الحلقات متوازية.

19. الموازنة الهيدروليكية ضرورية

لنفترض أن خمس دوائر لها خسائر ضغط مختلفة.

قد تتلقى أقصر حلقة تدفقًا مفرطًا بينما تتلقى الأطول تدفقًا قليلًا جدًا.

تسمح مقاييس تدفق المانيفولد وصمامات الموازنة للمهندس بضبط كل دائرة وفقًا لمتطلباتها التصميمية.

على سبيل المثال:

حلقة

التدفق التصميمي

غرفة معيشة 1

• 1.8 لتر/دقيقة

• غرفة معيشة 2

• 1.7 لتر/دقيقة

غرفة نوم 1

1.2 لتر/دقيقة

• غرفة نوم 2

• 1.1 لتر/دقيقة

• حمام

• 0.8 لتر/دقيقة

هذه الأرقام توضيحية فقط - يجب أن تأتي القيم الصحيحة من الحمل الحراري الفعلي للغرفة وتصميم الحلقة.

النقطة المهمة هي:

يجب أن تتلقى كل حلقة التدفق الذي تحتاجه بالفعل.

إذا كانت المضخة الحرارية تعمل بشكل صحيح ولكن بعض الغرف تظل باردة، استخدم عملية منهجية.

الخطوة 1 — حساب فقدان حرارة الغرفة لكل غرفة

تحديد ما إذا كان نظام التدفئة الأرضية قادرًا فعليًا على تغطية الحمل الحراري.الخطوة 2 — التحقق من أطوال الحلقاتتحديد الدوائر الطويلة جدًا.

الخطوة 3 — التحقق من قطر الأنبوب

• التأكد من أن أبعاد الأنابيب تتطابق مع التدفق المطلوب وانخفاض الضغط.

• الخطوة 4 — التحقق من موقع المانيفولد

• البحث عن فروق كبيرة في طول الحلقة ناتجة عن وضع سيئ.

• الخطوة 5 — التحقق من معدلات تدفق المانيفولد

مقارنة التدفق الفعلي بالقيم التصميمية.

الخطوة 6 — التحقق من تباعد الأنابيب

تحديد ما إذا كانت مناطق الحمل العالي لديها إنتاج أرضية كافٍ.

• الخطوة 7 — التحقق من رأس المضخةالتأكد من أن المضخة يمكنها التغلب على مقاومة الدائرة الحرجة.الخطوة 8 — التحقق من الموازنة الهيدروليكية

• التأكد من أن الحلقات القصيرة لا تسرق التدفق من الحلقات الطويلة.الخطوة 9 — التحقق من صمامات الخلطالتأكد مما إذا كانت مطلوبة بالفعل وما إذا كانت الإعدادات صحيحة.

الخطوة 10 — التحقق من عزل المبنى

لا تتجاهل النوافذ والجدران والسقف والتسرب.

21. جدول استكشاف الأخطاء وإصلاحها السريع

العرض

سبب تصميم محتمل

ماذا تتحقق منه

الغرفة البعيدة تظل باردة

طول حلقة مفرط

طول الحلقة وانخفاض الضغط

الحلقات القصيرة دافئة، والحلقات الطويلة باردة

اختلال هيدروليكي

صمام الخلط / التحكم

المضخة تعمل بأقصى طاقتها باستمرار

مقاومة مفرطة

حجم الأنابيب ومنحنى النظام

المبنى القديم لا يمكنه الوصول إلى نقطة الضبط

فقدان حرارة المبنى مرتفع

العزل والنوافذ

ملفات المروحة تعمل ولكن التدفئة الأرضية أداؤها ضعيف

مشكلة هيدروليكية في التدفئة الأرضية

تصميم الدائرة الثانوية

22. أسئلة متكررة

لماذا لا تسخن التدفئة الأرضية الخاصة بي على الرغم من أن المضخة الحرارية تعمل؟

إذا كانت المضخة الحرارية تنتج درجة حرارة الماء الصحيحة، فقد تكون المشكلة متعلقة بتدفق التدفئة الأرضية غير الكافي، أو طول الحلقة المفرط، أو سوء الموازنة، أو الهواء المحبوس، أو تباعد الأنابيب غير الصحيح، أو تخطيط المانيفولد، أو فقدان حرارة المبنى المرتفع.

هل يمكن أن تكون أنابيب التدفئة الأرضية طويلة جدًا؟

نعم. يزيد طول الحلقة المفرط من انخفاض الضغط ويمكن أن يقلل من تدفق المياه. يعتمد الحد الأقصى المقبول على حجم الأنبوب، والتدفق المطلوب، وفرق درجة الحرارة التصميمي (ΔT)، ورأس المضخة.

هل 100 متر هو الحد الأقصى لطول حلقة التدفئة الأرضية؟

ليس عالميًا. حوالي 80-100 متر هو نطاق تصميم عملي شائع للعديد من الأنظمة السكنية، ولكن يجب تحديد الحد الفعلي من خلال الحسابات الهيدروليكية.

هل يجب أن تكون كل حلقة تدفئة أرضية بنفس الطول؟

لا. المساواة الدقيقة ليست ضرورية، ولكن الفروق الكبيرة جدًا تجعل الموازنة أكثر صعوبة. يجب تصميم كل حلقة للحمل الحراري للغرفة ثم موازنتها هيدروليكيًا.

هل تحتاج المضخة الحرارية من الهواء إلى الماء إلى صمام خلط للتدفئة الأرضية؟

ليس دائمًا. إذا كانت المضخة الحرارية توفر التدفئة الأرضية مباشرة عند درجة حرارة الماء المنخفضة المطلوبة، فقد لا يكون صمام الخلط الإضافي ضروريًا. قد لا تزال الأنظمة ذات درجات الحرارة المختلطة تتطلب واحدًا.

هل يمكن لمضخة دوران أكبر أن تحل مشكلة نظام تدفئة أرضية سيئ التصميم؟

ليس بالضرورة. قد تزيد المضخة الأكبر من التدفق ولكن لا يمكنها تصحيح طول الحلقة المفرط، أو حجم الأنابيب غير الصحيح، أو تخطيط المانيفولد السيئ، أو إنتاج الأرضية غير الكافي.

لماذا تكون بعض الغرف دافئة بينما تظل أخرى باردة؟

يشير هذا عادةً إلى اختلال هيدروليكي، أو أطوال حلقات مختلفة، أو تدفق غير كافٍ، أو تباعد أنابيب غير صحيح، أو فقدان حرارة مختلف للغرف.

مبدأ هندسي نهائي

عندما لا تسخن التدفئة الأرضية، لا تنظر فقط إلى المضخة الحرارية.

.

نرحب أيضًا بمهندسي التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والمثبتين، والمتخصصين في المضخات الحرارية لمراجعة هذه المناقشات الفنية، والإشارة إلى أي شيء يمكن تحسينه، ومشاركة خبراتكم الميدانية.

لمزيد من المعرفة الهندسية وحلول التطبيقات للمضخات الحرارية من الهواء إلى الماء:

www.ecoheat-pump.com