عند تصميم نظام مضخة حرارة الهواء إلى الماء، يتم التعامل مع الخزان العازل في بعض الأحيان على أنه وعاء بسيط لتخزين المياه.
ولكن من منظور الهندسة المائية، يمكن أن يكون دورها أكثر أهمية.
يمكن أن يساعد الخزان العازل المصمم بشكل صحيح في:
زيادة حجم الماء في النظام والجمود الحراري
تقليل المضخة الحرارية لركوب الدراجات القصيرة
افصل المضخة الحرارية هيدروليكيًا عن دائرة المبنى
استقرار تدفق المياه من خلال المضخة الحرارية
ساعد في جمع وإزالة الهواء المحبوس
توفير موقع يمكن أن تستقر فيه الرواسب
تبسيط اختيار المضخة
جعل استكشاف الأخطاء وإصلاحها والتشغيل أسهل
وهذا مهم بشكل خاص في أالنظام الهيدروليكي الثانويحيث تعمل دائرة المضخة الحرارية ودائرة توزيع المبنى بمضخات دورانية منفصلة.
إذًا، ما الذي يفعله الخزان العازل بالضبط، ومتى يستحق التثبيت؟
دعونا ننظر إلى الأمر من وجهة نظر مهندس.
الخزان العازل عبارة عن وعاء مائي مثبت داخل نظام تسخين أو تبريد مائي.
على عكس أسطوانة الماء الساخن المنزلية، فإن الغرض الأساسي منها هو بشكل عامعدم تخزين الماء الساخن الصالح للشرب.
وبدلا من ذلك، فإنه يحتوي على مياه النظام المتداولة بين المضخة الحرارية ومحطات التدفئة أو التبريد.
في النظام الثانوي النموذجي، يمكننا تقسيم التثبيت إلى دائرتين:
الدائرة الأولية
المضخة الحرارية لمصدر الهواء ← مضخة التدوير الأولية ← الخزان العازل ← المضخة الحرارية
الدائرة الثانوية
الخزان العازل ← مضخة التدوير الثانوية ← التدفئة الأرضية / المشعاعات / ملفات المروحة ← الخزان العازل
وبالتالي يصبح الخزان العازل بمثابة واجهة بين:
مصدر الحرارة ↔ حمل المبنى
يسمح هذا الترتيب للمضخة الحرارية ونظام توزيع المبنى بالعمل في ظل ظروف هيدروليكية مختلفة.
ربما تكون هذه هي الوظيفة الأكثر شهرة للخزان العازل.
يوفر الماء كتلة حرارية.
كلما زادت كمية الماء التي يحتوي عليها النظام الهيدروني، زادت الطاقة الحرارية المطلوبة لتغيير درجة حرارته.
العلاقة الأساسية هي:
س = م × حزب المحافظين × ΔT
أين:
س= الطاقة الحرارية
م= كتلة الماء
حزب المحافظين= السعة الحرارية النوعية
ΔT= تغير في درجة حرارة الماء
بالنسبة لحسابات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء العملية، تقريبًا:
1 لتر من الماء يخزن 1.16 واط ساعة من الطاقة الحرارية لكل تغير في درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية.
على سبيل المثال، يوفر خزان عازل سعة 200 لتر يعمل في نطاق درجة حرارة قابل للاستخدام يبلغ 5 درجات مئوية ما يلي تقريبًا:
200 × 1.16 × 5 = 1,160 واط ساعي
أو عن:
1.16 كيلو واط ساعة من التخزين الحراري
هذا لا يعني أن الخزان العازل ينتج الطاقة.
إنه ببساطة يمنح النظام المزيدالجمود الحراري.
ويمكن أن يكون ذلك مفيدًا للغاية لتشغيل المضخة الحرارية.
أحد أكبر الأسباب التي تجعل المهندسين يعتبرون الخزان العازل هوركوب الدراجات القصيرة.
تخيل مضخة حرارية عاكسة يمكنها التعديل إلى حد أدنى من خرج التسخين يبلغ 5 كيلو واط.
ومع ذلك، في درجة حرارة خارجية معتدلة، قد يحتاج المبنى إلى 2 كيلو واط فقط.
لدينا الآن:
خرج المضخة الحرارية: 5 كيلو واط
الطلب على البناء: 2 كيلوواط
الناتج الزائد: 3 كيلو واط
وبدون حجم كافٍ من الماء، تؤدي هذه الطاقة الإضافية إلى ارتفاع درجة حرارة الماء بسرعة.
تصل المضخة الحرارية إلى درجة حرارة الماء المستهدفة وتتوقف عن العمل.
يستمر المبنى في استهلاك الحرارة.
تنخفض درجة حرارة الماء.
تبدأ المضخة الحرارية مرة أخرى.
والنتيجة هي:
تشغيل → إيقاف → تشغيل → إيقاف → تشغيل
هذا هو ركوب الدراجات القصيرة.
ركوب الدراجات المتكرر يمكن أن يؤثر سلباً على:
الكفاءة الموسمية
استقرار تشغيل الضاغط
راحة داخلية
عمر المكون
استهلاك الكهرباء
وبإضافة حجم الماء، يعمل الخزان العازل على إبطاء معدل التغير في درجة حرارة الماء.
وبالتالي يمكن للمضخة الحرارية أن تعمل لفترات أطول قبل أن تصل إلى حالة التوقف.
لا يكاد يكون إنتاج الحرارة والطلب على حرارة المباني متساويين تمامًا في كل لحظة.
يفترض:
مخرجات المضخة الحرارية > طلب البناء
تؤدي الطاقة الحرارية الزائدة إلى زيادة درجة حرارة ماء النظام بشكل مؤقت.
الآن فكر في الشرط المعاكس:
الطلب على البناء > إنتاج المضخة الحرارية اللحظية
ويبدأ المبنى باستخراج بعض الطاقة الحرارية المخزنة في الماء.
لذلك، يعمل الخزان العازل كمخزن حراري مؤقت بين توليد الحرارة واستهلاك الحرارة.
ومن الطرق المفيدة للتعبير عن ذلك ما يلي:
خرج المضخة الحرارية = حمل المبنى + خسائر النظام ± التغير في الطاقة المخزنة
هذا هو السبب في هذا المصطلحخزان عازلمناسب.
فهو يساعد على "تخزين" الاختلافات قصيرة المدى بين مصدر الحرارة والحمل.
في النظام الهيدروليكي الثانوي، إحدى أهم وظائف الخزان العازل هي الفصل الهيدروليكي.
النظر في الدائرتين مرة أخرى.
يتم اختيار مضخة الدوران الأولية وفقًا لما يلي:
مضخة الحرارة المطلوبة معدل التدفق
انخفاض ضغط المبادل الحراري
مقاومة الأنابيب الأولية
الصمامات والتجهيزات
الحد الأدنى ومتطلبات التدفق الاسمي للشركة المصنعة
قد تحتاج مضخة الدوران الثانوية إلى الخدمة:
تدفئة تحت البلاط
مشعات
وحدات لفائف المروحة
طوابق متعددة
مناطق تسخين متعددة
صمامات المنطقة
يمتد الأنابيب الطويلة
مشعبات التوزيع
هذه ظروف هيدروليكية مختلفة تمامًا.
وبدون الفصل، قد تضطر مضخة واحدة إلى تلبية كلا الجانبين في وقت واحد.
مع نظام ثانوي مصمم بشكل صحيح، يمكن تحسين دائرة المضخة الحرارية للمضخة الحرارية بينما يمكن تحسين الدائرة الطرفية للمبنى.
هذه ميزة هندسية كبيرة.
يعد الهواء أحد أكثر المشكلات التي يتم الاستهانة بها في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) المائية.
وحتى بعد التعبئة والتشغيل، قد تظل كميات صغيرة من الهواء مذابة في الماء أو تصبح محاصرة في مواقع مختلفة.
يمكن للهواء الدخول أو البقاء في النظام بسبب:
الحشو الأولي
صيانة
تسرب
تقلبات الضغط
غازات مذابة تخرج من المحلول
التكليف غير لائق
قد يتسبب الهواء الموجود في النظام في حدوث ما يلي:
ضوضاء
انخفاض الدورة الدموية
تدفق غير مستقر
انخفاض نقل الحرارة
تجويف المضخة
تآكل
قفل الهواء
أداء المحطة ضعيف
يمكن للخزان العازل أن يساعد في فصل الهواء بسبب مساحة مقطعه العرضي الكبيرة.
فكر في تدفق المياه عبر أنبوب صغير نسبيًا.
قد تكون سرعة الماء عالية جدًا.
وبالتالي يمكن حمل فقاعات الهواء الصغيرة مع الماء المتحرك.
عندما يدخل الماء إلى خزان عازل أكبر بكثير، تزيد مساحة تدفق المقطع العرضي بشكل كبير.
نتيجة ل:
تنخفض سرعة الماء.
السرعة المنخفضة تجعل من السهل على فقاعات الهواء المحبوسة أن تنفصل عن الماء وترتفع نحو أعلى الخزان.
إذا كان مناسباتنفيس الهواء التلقائي أو فاصل الهواءعند تثبيته على نقطة عالية مناسبة، يمكن بعد ذلك إزالة الهواء المتراكم من النظام.
بعبارات مبسطة:
تدفق الأنابيب عالي السرعة ← الخزان العازل ← السرعة المنخفضة ← ارتفاع الهواء ← فتحة التهوية
هذا يمكن أن يحسن استقرار النظام.
ومع ذلك، لا ينبغي اعتبار الخزان العازل بديلاً لفاصل الهواء المصمم بشكل صحيح عند الحاجة إليه.
يمكن أن يعمل المبدأ نفسه في الاتجاه المعاكس بالنسبة للملوثات الأثقل.
تقل سرعة الماء عند دخوله إلى الخزان العازل.
الهواء يميل إلى الارتفاع.
تميل الجزيئات الأثقل إلى الاستقرار.
قد تحتوي الأنظمة المائية على ملوثات مثل:
حطام الأنابيب
جزيئات الصدأ
أكاسيد المعادن
حجم
بقايا التثبيت
المواد الصلبة العالقة
يمكن أن تنشأ هذه الملوثات من الأنابيب أو الصمامات أو التركيبات أو المشعات القديمة أو المكونات الأخرى.
يمكن أن يؤدي التصريف المناسب عند نقطة منخفضة على الخزان العازل إلى تسهيل إزالة المواد المستقرة أثناء الصيانة.
وهذا مفيد بشكل خاص في الأنظمة التحديثية حيث قد تحتوي المشعات والأنابيب الموجودة بالفعل على تلوث.
مرة أخرى، لا يحل الخزان العازل محل الخزان المخصصفاصل الأوساخ أو المرشح المغناطيسيعندما تكون هذه مطلوبة.
وبدلاً من ذلك، يمكن أن يكمل استراتيجية النظام الشاملة لإدارة الهواء والأوساخ.
الهواء والتلوث ليسا مجرد مشاكل تتعلق بالصيانة.
يمكن أن تؤثر بشكل مباشر على أداء المضخة الحرارية.
يمكن للهواء المحبوس في الدائرة المائية أن يقلل من فعالية دوران الماء ونقل الحرارة.
من المحتمل أن تؤثر الملوثات على:
لوحة المبادلات الحرارية
مضخات الدورة الدموية
صمامات التحكم
مصافي
أجهزة استشعار التدفق
مبادلات حرارية لملف المروحة
ولهذا السبب يجب أن تأخذ الهندسة المائية الجيدة بعين الاعتبار ليس فقط:
التدفق + درجة الحرارة
ولكن أيضًا:
جودة المياه + إدارة الهواء + فصل الأوساخ
تصبح هذه العوامل ذات أهمية متزايدة على مدى عمر النظام.
هذه إحدى المزايا الأقل وضوحًا للنظام الثانوي.
عندما يتم توصيل المضخة الحرارية بخزان عازل من خلال دائرة أولية مخصصة، فإن الظروف الهيدروليكية لهذه الدائرة يمكن التنبؤ بها نسبيًا.
يمكن للمصمم حساب:
معدل التدفق المطلوب + انخفاض ضغط الأنابيب + انخفاض ضغط المضخة الحرارية + مقاومة الصمام/التركيب
وهذا يجعل اختيار المضخة أكثر دقة.
بدلاً من اختيار مضخة كبيرة لمجرد أنه من الصعب التنبؤ بشبكة المبنى بأكملها، يمكن للمهندسين اختيار المضخة الأولية خصيصًا لدائرة المضخة الحرارية.
على سبيل المثال:
المضخة الحرارية ← الأنابيب الأولية القصيرة ← الخزان العازل
الحساب أسهل بكثير من:
المضخة الحرارية ← الطوابق المتعددة ← أقطار الأنابيب المختلفة ← صمامات المنطقة ← المشعات ← ملفات المروحة ← التدفئة تحت الأرضية ← المشعبات المتعددة
هذا الفصل له قيمة خاصة في المنشآت المعقدة.
تستهلك مضخات التدوير الكهرباء عند تشغيلها.
قد تؤدي المضخة كبيرة الحجم إلى:
سرعة الماء المفرطة
ارتفاع استهلاك الكهرباء
ضجيج الصمام
الضغط التفاضلي غير الضروري
سلوك التحكم السيئ
قد تسبب المضخة ذات الحجم الصغير ما يلي:
عدم كفاية تدفق المياه
كبير ΔT
انخفاض الناتج الطرفي
إنذارات المضخات الحرارية
ضعف أداء التدفئة أو التبريد
لذلك:
إن مضخة التدوير الصحيحة ليست المضخة الأكبر، بل هي المضخة التي يمكنها توفير التدفق المطلوب عند الرأس المطلوب مع التحكم المناسب.
في النظام الثانوي، تجعل الحلقة الأساسية المخصصة هذا الاختيار أسهل.
مضخة الدوران الثانوية لها وظيفة مختلفة.
يخدم المبنى .
يجب أن يأخذ اختياره في الاعتبار عوامل مثل:
نوع المحطة
التدفق النهائي المطلوب
طول الأنبوب
قطر الأنبوب
عدد الانحناءات
الفتحات
صمامات التحكم
صمامات الخلط
ارتفاع المبنى حيثما كان ذلك مناسبًا لتصميم النظام
فقدان ضغط التوزيع
الطلب على المنطقة المتزامنة
في المشاريع الحقيقية، قد يكون من الصعب تقدير كل هذه العوامل بشكل مثالي أثناء التصميم المبكر.
وهذا ينطبق بشكل خاص على مشاريع التجديد.
يساعد النظام الثانوي في عزل عدم اليقين على جانب المبنى عن الدائرة الأولية للمضخة الحرارية.
لا تتطلب معظم المباني الحد الأقصى من التدفق طوال الوقت.
فكر في فيلا بها ثماني مناطق للتدفئة.
في الليل، ربما تحتاج ثلاث مناطق فقط إلى التدفئة.
إذا استمرت المضخة الثانوية في العمل بأقصى سرعة، فقد يكون الكثير من طاقة الضخ غير ضروري.
يمكن لمضخة ECM الحديثة ذات السرعة المتغيرة ضبط نقطة التشغيل الخاصة بها وفقًا لطلب النظام.
على سبيل المثال:
المزيد من المناطق المفتوحة → متطلبات التدفق الأعلى
مناطق أقل مفتوحة → متطلبات تدفق أقل
وهذا مفيد بشكل خاص في:
تدفئة تحت الأرضية مخصصة
أنظمة المبرد الحراري
شبكات لفائف المروحة
المنشآت متعددة الغرف
يمكن للتحكم الصحيح في السرعة المتغيرة أن يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة الإضافية غير الضروري.
وهذه ميزة أخرى مهمة لبنية النظام الثانوي.
الالمضخة الأوليةيمكن التحكم بها عن طريق تشغيل المضخة الحرارية.
المضخة ثانويةيمكن التحكم بها حسب طلب البناء.
على سبيل المثال:
عندما تحتاج المضخة الحرارية إلى التسخين أو التبريد:
تشغيل المضخة الحرارية ← تشغيل المضخة الأساسية
عندما تتوقف المضخة الحرارية:
تتبع المضخة الأساسية منطق التحكم الخاص بالشركة المصنعة
عندما تحتاج غرفة واحدة أو أكثر إلى التدفئة:
الطلب على المنطقة → تشغيل المضخة الثانوية
عندما تكون جميع المناطق راضية:
لا يوجد طلب على البناء → المضخة الثانوية يمكن أن تقلل السرعة أو تتوقف
وهذا يسمح لمصدر الحرارة ونظام توزيع المبنى بالعمل وفقًا لمتطلباتهم الخاصة.
هذه الميزة مهمة بشكل خاص للقائمين بالتركيب ومهندسي ما بعد البيع.
في النظام المباشر، يتم توصيل المضخة الحرارية وشبكة توزيع المبنى بالكامل هيدروليكيًا.
في حالة حدوث مشكلة في التدفق، قد يحتاج الفني إلى التحقيق في ما يلي:
المضخة الحرارية ← المضخة ← الأنابيب ← الصمامات ← المشعبات ← المشعات ← ملفات المروحة ← التدفئة تحت الأرضية
يمكن أن تكون المشكلة في أي مكان تقريبًا.
يقوم النظام الثانوي بتقسيم التثبيت إلى دائرتين يسهل تشخيصهما.
يفحص:
مضخة حرارية
المضخة الأولية
الأنابيب الأولية
وصلات الخزان العازلة
مستشعر التدفق
الصمامات الأولية
يفحص:
مضخة ثانوية
صمامات المنطقة
صمامات الخلط
مشعب
الوحدات الطرفية
أنابيب التوزيع
يمكن أن يؤدي هذا الفصل إلى تسهيل عملية التشغيل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل كبير.
فكر في مشروع باستخدام:
مضخة حرارية بمصدر هواء + مشعات + ملفات مروحة + تدفئة أرضية
قد يكون لكل محطة متطلبات مختلفة.
| صالة | الخصائص النموذجية |
|---|---|
| التدفئة تحت البلاط | انخفاض درجة حرارة الماء، وحجم الماء مرتفع نسبيا |
| المشعاع | ارتفاع درجة حرارة تسخين الماء حسب التصميم |
| ملف المروحة | عملية التدفئة/التبريد، غالبًا ما يكون التدفق مختلفًا وΔT |
| مناطق متعددة | تغيير التدفق باستمرار |
قد تصبح محاولة تلبية كل هذه الشروط من خلال دائرة تدفق ثابت واحدة أمرًا صعبًا.
يوفر النظام الثانوي مرونة أكبر بكثير.
يمكن تصميم المضخات المنفصلة وصمامات الخلط والمشعبات وأدوات التحكم وفقًا لمتطلبات كل دائرة طرفية.
تحتاج المضخات الحرارية ذات مصدر الهواء التي تعمل في الطقس البارد والرطب بشكل دوري إلى إزالة الجليد من المبادل الحراري الخارجي.
أثناء عملية تذويب الدورة العكسية، يتم أخذ الطاقة الحرارية من الجانب المائي للنظام.
إذا كان حجم الماء المتاح في النظام صغيرًا جدًا، فقد تنخفض درجة حرارة الماء بسرعة أثناء إزالة الجليد.
وبالتالي يمكن أن يساعد حجم الماء الكافي في توفير الاستقرار الحراري أثناء هذه العملية.
قد يساهم الخزان العازل في هذه الكتلة الحرارية المتوفرة.
ومع ذلك، يجب دائمًا اتباع الحد الأدنى المطلوب لحجم النظام وإستراتيجية إزالة الصقيعالمتطلبات الفنية للشركة المصنعة للمضخة الحرارية.
لا ينبغي أبدًا تحديد حجم الخزان العازل باستخدام التخمين وحده.
لا.
هذا مهم.
يوفر الخزان العازل العديد من الوظائف المفيدة، لكنه يجب أن يحل مشكلة هندسية فعلية.
قد لا يحتاج النظام البسيط إلى واحد إذا كان يوفر بالفعل:
كمية كافية من الماء في النظام
تدفق المياه مستقرة
الحد الأدنى المناسب من التدفق من خلال المضخة الحرارية
تعديل العاكس الجيد
تقسيم محدود
التصميم الهيدروليكي الصحيح
الحد الأدنى المقبول لوقت تشغيل الضاغط
على سبيل المثال، قد يحتوي نظام التدفئة تحت الأرضية ذو المنطقة الواحدة المصمم بشكل صحيح على كمية كبيرة من الماء ويكون له تدفق مستقر.
إن إضافة خزان عازل كبير قد يوفر فائدة إضافية قليلة.
يصبح الخزان العازل أكثر قيمة عندما يكون لدى النظام ما يلي:
مناطق متعددة
تعمل منظمات الحرارة والصمامات في الغرفة بشكل متكرر على تغيير تدفق المياه.
أنواع طرفية متعددة
تعمل المشعات والتدفئة الأرضية وملفات المروحة في ظل ظروف هيدروليكية مختلفة.
انخفاض حجم المياه في النظام
لا يمكن للنظام تلبية الحد الأدنى من متطلبات الحجم الخاصة بالشركة المصنعة للمضخة الحرارية.
خطر ركوب الدراجات القصيرة
الحد الأدنى من إنتاج المضخة الحرارية يكون في كثير من الأحيان أعلى من الطلب على البناء.
تدفق متغير
العديد من الصمامات الطرفية تفتح وتغلق أثناء التشغيل.
متطلبات الفصل الهيدروليكي
تتطلب المضخات الحرارية ودوائر البناء معدلات تدفق مختلفة.
متطلبات تذويب
قد تساعد الكتلة الحرارية الإضافية في الحفاظ على درجات حرارة ثابتة للمياه.
توزيع المباني المعقدة
تتمتع الدائرة الثانوية بمقاومة هيدروليكية يصعب التنبؤ بها.
هذا مهم بشكل خاص لأصحاب المنازل والمثبتين الجدد.
أخزان عازلو أخزان الماء الساخن المنزليأداء وظائف مختلفة.
يحتوي على نظام مائي مائي ويدعم:
نظام التدفئة / التبريد
يخزن الماء الساخن الصالح للشرب من أجل:
الاستحمام / الصنابير / الحمامات / المطابخ
لذلك قد تحتوي بعض تركيبات المضخات الحرارية على كليهما:
مضخة حرارية + خزان عازل + خزان DHW
لا ينبغي معاملتهم على أنهم نفس المكون.
هذه النقطة تستحق التأكيد.
لا يمكن تصحيح تركيب خزان عازل:
حجم المضخة الحرارية غير صحيح
سوء حسابات الحمل الحراري للمبنى
أنابيب صغيرة الحجم
اختيار المضخة غير صحيح
منطق التحكم السيئ
متطلبات درجة حرارة الماء العالية بشكل مفرط
اختيار محطة سيئة
توازن النظام غير السليم
يعتبر الخزان العازل بمثابة أداة، وليس علاجًا لهندسة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) السيئة.
لا يزال النظام الكامل بحاجة إلى التصميم بشكل صحيح.
يصل النظام الثانوي إلى كامل إمكاناته عندما يتم التحكم في الجانبين بذكاء.
الفلسفة الأساسية هي:
الجانب الأساسي = يتم التحكم فيه وفقًا لمتطلبات المضخة الحرارية
الجانب الثانوي = يتم التحكم فيه حسب طلب البناء
على سبيل المثال، قد تستخدم المضخة الحرارية:
التحكم في درجة حرارة الماء المغادر
تعويض الطقس
درجة حرارة الخزان العازلة
تعديل الضاغط
وفي الوقت نفسه، قد يستجيب النظام الثانوي لما يلي:
منظمات حرارة الغرفة
الطلب على المنطقة
الضغط التفاضلي
درجة حرارة الماء العرض
الطلب النهائي
التحكم في المضخة ذات السرعة المتغيرة
الهدف ليس جعل كلا المضختين تعملان بشكل مستمر بأقصى سرعة.
الهدف هو العرضفقط التدفق والطاقة الحرارية المطلوبة فعلا.
| وظيفة | فائدة هندسية |
|---|---|
| يضيف حجم الماء | يزيد من الجمود الحراري |
| يخزن الطاقة الحرارية بشكل مؤقت | يساعد على موازنة تغييرات الحمل على المدى القصير |
| يقلل من تقلبات درجات الحرارة | يساعد على منع ركوب الدراجات القصيرة |
| الفصل الهيدروليكي | يفصل بين متطلبات المضخة الحرارية والتدفق الطرفي |
| انخفاض سرعة الماء في الخزان | يمكن أن تساعد في فصل الهواء |
| حجم التسوية | يمكن أن تساعد في جمع الملوثات الثقيلة |
| دائرة أولية مستقرة | يجعل اختيار المضخة الأساسية أسهل |
| دوائر مستقلة | يتيح التحكم بشكل أفضل في المضخة |
| كتلة حرارية إضافية | يمكن أن يدعم عملية تذويب مستقرة |
| الفصل الهيدروليكي | يبسط عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها |
يجب أن يوازن التثبيت الجيد للمضخة الحرارية بين أربعة عناصر أساسية:
توليد الحرارة
↓
تدفق المياه
↓
التخزين الحراري
↓
الطلب على البناء
يقع الخزان العازل عند تقاطع هذه العناصر.
يمكن أن يساعد في إدارة الاختلافات بين:
مخرجات المضخة الحرارية ↔ حمل المبنى
و:
التدفق الأولي ↔ التدفق الثانوي
وهذا هو السبب في أن الخزان العازل يمكن أن يصبح مكونًا مهمًا في نظام هيدروني ثانوي جيد التصميم.
في التطبيق الصحيح، بالتأكيد.
يمكن للخزان العازل المصمم بشكل صحيح أن يفعل أكثر بكثير من مجرد زيادة كمية الماء في نظام المضخة الحرارية من الهواء إلى الماء.
يمكن أن توفر:
التخزين المؤقت الحراري، والفصل الهيدروليكي، وتثبيت التدفق، وتقليل الدورة القصيرة، وتحسين إدارة الهواء، وجمع الرواسب، واختيار المضخة بشكل أسهل، والتحكم في الدائرة المستقلة، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل أسهل.
لكن العبارة الرئيسية هي:
مصممة بشكل صحيح.
يجب أن يعمل كل من حجم الخزان العازل، وتوصيلات الأنابيب، ومضخات الدوران، وأجهزة الاستشعار، والصمامات، واستراتيجية التحكم معًا.
بالنسبة لنظام بسيط ومستقر أحادي المنطقة، قد لا يكون الخزان العازل ضروريًا.
لنظام معقد معالتدفئة تحت الأرضية، أو المشعات، أو ملفات المروحة، أو المناطق المتعددة، أو تدفق المياه المتغير، يمكن للنظام الهيدروليكي الثانوي المزود بخزان عازل مصمم بشكل صحيح أن يوفر مزايا هندسية كبيرة.
أفضل نظام HVAC ليس هو الذي يحتوي على معظم المكونات.
إنه الجزء الذي يكون فيه لكل مكون غرض هندسي واضح.
لمزيد من المعلومات التقنية حول المضخات الحرارية من مصدر الهواء، وأنظمة التدفئة المائية، وتطبيقات التدفئة تحت الأرضية، وحلول المضخات الحرارية من OEM، تفضل بزيارة:
ليس دائما. يكون الخزان العازل مفيدًا بشكل خاص عند الحاجة إلى حجم إضافي من مياه النظام، أو الفصل الهيدروليكي، أو تثبيت التدفق، أو منع الدورة القصيرة. قد تعمل الأنظمة البسيطة ذات الحجم الكافي من الماء والتدفق المستقر بدونها.
يمكن أن يؤدي الخزان العازل إلى زيادة حجم مياه النظام، وتوفير القصور الذاتي الحراري، والدوائر الأولية والثانوية المنفصلة هيدروليكيًا، والمساعدة في استقرار التدفق، وتقليل الدورات القصيرة، والمساعدة في إدارة الهواء والرواسب.
ليس مباشرة. قد يعمل الخزان العازل على تحسين تشغيل النظام بشكل عام عن طريق تقليل التدوير وتحقيق الاستقرار في الظروف الهيدروليكية، ولكنه يؤدي أيضًا إلى فقدان الحرارة. تعتمد كفاءة النظام على التصميم الكامل.
يمكن أن يساعد في فصل الهواء لأن سرعة الماء تنخفض داخل الوعاء الأكبر، مما يسمح لفقاعات الهواء المحبوسة بالارتفاع بسهولة أكبر. قد تظل هناك حاجة إلى فاصل هواء مصمم بشكل صحيح أو فتحة تهوية أوتوماتيكية.
يمكن أن تسمح سرعة المياه المنخفضة باستقرار بعض الجزيئات الثقيلة، خاصة إذا كان الخزان مزودًا بنقطة تصريف منخفضة مناسبة. ومع ذلك، فإن هذا لا يلغي الحاجة إلى المصافي، أو فواصل الأوساخ، أو المرشحات المغناطيسية عند الحاجة.
يعتمد موضعه على البنية الهيدروليكية والوظيفة المقصودة للخزان. تتصرف الخزانات العازلة ذات الأربعة أنابيب، والمكثفات ثنائية الأنابيب، والتكوينات الأخرى بشكل مختلف، لذلك يجب تحديد تصميم الاتصال وفقًا لمتطلبات النظام.
لا توجد قاعدة عالمية للتر لكل كيلوواط مناسبة لكل مشروع. يجب أن يأخذ الحجم في الاعتبار الحد الأدنى من خرج المضخة الحرارية، وحجم مياه النظام، والحد الأدنى من وقت التشغيل، وΔT المسموح به، والحد الأدنى من حمل المبنى، وتقسيم المناطق، ومتطلبات الشركة المصنعة.
عند تصميم نظام مضخة حرارة الهواء إلى الماء، يتم التعامل مع الخزان العازل في بعض الأحيان على أنه وعاء بسيط لتخزين المياه.
ولكن من منظور الهندسة المائية، يمكن أن يكون دورها أكثر أهمية.
يمكن أن يساعد الخزان العازل المصمم بشكل صحيح في:
زيادة حجم الماء في النظام والجمود الحراري
تقليل المضخة الحرارية لركوب الدراجات القصيرة
افصل المضخة الحرارية هيدروليكيًا عن دائرة المبنى
استقرار تدفق المياه من خلال المضخة الحرارية
ساعد في جمع وإزالة الهواء المحبوس
توفير موقع يمكن أن تستقر فيه الرواسب
تبسيط اختيار المضخة
جعل استكشاف الأخطاء وإصلاحها والتشغيل أسهل
وهذا مهم بشكل خاص في أالنظام الهيدروليكي الثانويحيث تعمل دائرة المضخة الحرارية ودائرة توزيع المبنى بمضخات دورانية منفصلة.
إذًا، ما الذي يفعله الخزان العازل بالضبط، ومتى يستحق التثبيت؟
دعونا ننظر إلى الأمر من وجهة نظر مهندس.
الخزان العازل عبارة عن وعاء مائي مثبت داخل نظام تسخين أو تبريد مائي.
على عكس أسطوانة الماء الساخن المنزلية، فإن الغرض الأساسي منها هو بشكل عامعدم تخزين الماء الساخن الصالح للشرب.
وبدلا من ذلك، فإنه يحتوي على مياه النظام المتداولة بين المضخة الحرارية ومحطات التدفئة أو التبريد.
في النظام الثانوي النموذجي، يمكننا تقسيم التثبيت إلى دائرتين:
الدائرة الأولية
المضخة الحرارية لمصدر الهواء ← مضخة التدوير الأولية ← الخزان العازل ← المضخة الحرارية
الدائرة الثانوية
الخزان العازل ← مضخة التدوير الثانوية ← التدفئة الأرضية / المشعاعات / ملفات المروحة ← الخزان العازل
وبالتالي يصبح الخزان العازل بمثابة واجهة بين:
مصدر الحرارة ↔ حمل المبنى
يسمح هذا الترتيب للمضخة الحرارية ونظام توزيع المبنى بالعمل في ظل ظروف هيدروليكية مختلفة.
ربما تكون هذه هي الوظيفة الأكثر شهرة للخزان العازل.
يوفر الماء كتلة حرارية.
كلما زادت كمية الماء التي يحتوي عليها النظام الهيدروني، زادت الطاقة الحرارية المطلوبة لتغيير درجة حرارته.
العلاقة الأساسية هي:
س = م × حزب المحافظين × ΔT
أين:
س= الطاقة الحرارية
م= كتلة الماء
حزب المحافظين= السعة الحرارية النوعية
ΔT= تغير في درجة حرارة الماء
بالنسبة لحسابات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء العملية، تقريبًا:
1 لتر من الماء يخزن 1.16 واط ساعة من الطاقة الحرارية لكل تغير في درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية.
على سبيل المثال، يوفر خزان عازل سعة 200 لتر يعمل في نطاق درجة حرارة قابل للاستخدام يبلغ 5 درجات مئوية ما يلي تقريبًا:
200 × 1.16 × 5 = 1,160 واط ساعي
أو عن:
1.16 كيلو واط ساعة من التخزين الحراري
هذا لا يعني أن الخزان العازل ينتج الطاقة.
إنه ببساطة يمنح النظام المزيدالجمود الحراري.
ويمكن أن يكون ذلك مفيدًا للغاية لتشغيل المضخة الحرارية.
أحد أكبر الأسباب التي تجعل المهندسين يعتبرون الخزان العازل هوركوب الدراجات القصيرة.
تخيل مضخة حرارية عاكسة يمكنها التعديل إلى حد أدنى من خرج التسخين يبلغ 5 كيلو واط.
ومع ذلك، في درجة حرارة خارجية معتدلة، قد يحتاج المبنى إلى 2 كيلو واط فقط.
لدينا الآن:
خرج المضخة الحرارية: 5 كيلو واط
الطلب على البناء: 2 كيلوواط
الناتج الزائد: 3 كيلو واط
وبدون حجم كافٍ من الماء، تؤدي هذه الطاقة الإضافية إلى ارتفاع درجة حرارة الماء بسرعة.
تصل المضخة الحرارية إلى درجة حرارة الماء المستهدفة وتتوقف عن العمل.
يستمر المبنى في استهلاك الحرارة.
تنخفض درجة حرارة الماء.
تبدأ المضخة الحرارية مرة أخرى.
والنتيجة هي:
تشغيل → إيقاف → تشغيل → إيقاف → تشغيل
هذا هو ركوب الدراجات القصيرة.
ركوب الدراجات المتكرر يمكن أن يؤثر سلباً على:
الكفاءة الموسمية
استقرار تشغيل الضاغط
راحة داخلية
عمر المكون
استهلاك الكهرباء
وبإضافة حجم الماء، يعمل الخزان العازل على إبطاء معدل التغير في درجة حرارة الماء.
وبالتالي يمكن للمضخة الحرارية أن تعمل لفترات أطول قبل أن تصل إلى حالة التوقف.
لا يكاد يكون إنتاج الحرارة والطلب على حرارة المباني متساويين تمامًا في كل لحظة.
يفترض:
مخرجات المضخة الحرارية > طلب البناء
تؤدي الطاقة الحرارية الزائدة إلى زيادة درجة حرارة ماء النظام بشكل مؤقت.
الآن فكر في الشرط المعاكس:
الطلب على البناء > إنتاج المضخة الحرارية اللحظية
ويبدأ المبنى باستخراج بعض الطاقة الحرارية المخزنة في الماء.
لذلك، يعمل الخزان العازل كمخزن حراري مؤقت بين توليد الحرارة واستهلاك الحرارة.
ومن الطرق المفيدة للتعبير عن ذلك ما يلي:
خرج المضخة الحرارية = حمل المبنى + خسائر النظام ± التغير في الطاقة المخزنة
هذا هو السبب في هذا المصطلحخزان عازلمناسب.
فهو يساعد على "تخزين" الاختلافات قصيرة المدى بين مصدر الحرارة والحمل.
في النظام الهيدروليكي الثانوي، إحدى أهم وظائف الخزان العازل هي الفصل الهيدروليكي.
النظر في الدائرتين مرة أخرى.
يتم اختيار مضخة الدوران الأولية وفقًا لما يلي:
مضخة الحرارة المطلوبة معدل التدفق
انخفاض ضغط المبادل الحراري
مقاومة الأنابيب الأولية
الصمامات والتجهيزات
الحد الأدنى ومتطلبات التدفق الاسمي للشركة المصنعة
قد تحتاج مضخة الدوران الثانوية إلى الخدمة:
تدفئة تحت البلاط
مشعات
وحدات لفائف المروحة
طوابق متعددة
مناطق تسخين متعددة
صمامات المنطقة
يمتد الأنابيب الطويلة
مشعبات التوزيع
هذه ظروف هيدروليكية مختلفة تمامًا.
وبدون الفصل، قد تضطر مضخة واحدة إلى تلبية كلا الجانبين في وقت واحد.
مع نظام ثانوي مصمم بشكل صحيح، يمكن تحسين دائرة المضخة الحرارية للمضخة الحرارية بينما يمكن تحسين الدائرة الطرفية للمبنى.
هذه ميزة هندسية كبيرة.
يعد الهواء أحد أكثر المشكلات التي يتم الاستهانة بها في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) المائية.
وحتى بعد التعبئة والتشغيل، قد تظل كميات صغيرة من الهواء مذابة في الماء أو تصبح محاصرة في مواقع مختلفة.
يمكن للهواء الدخول أو البقاء في النظام بسبب:
الحشو الأولي
صيانة
تسرب
تقلبات الضغط
غازات مذابة تخرج من المحلول
التكليف غير لائق
قد يتسبب الهواء الموجود في النظام في حدوث ما يلي:
ضوضاء
انخفاض الدورة الدموية
تدفق غير مستقر
انخفاض نقل الحرارة
تجويف المضخة
تآكل
قفل الهواء
أداء المحطة ضعيف
يمكن للخزان العازل أن يساعد في فصل الهواء بسبب مساحة مقطعه العرضي الكبيرة.
فكر في تدفق المياه عبر أنبوب صغير نسبيًا.
قد تكون سرعة الماء عالية جدًا.
وبالتالي يمكن حمل فقاعات الهواء الصغيرة مع الماء المتحرك.
عندما يدخل الماء إلى خزان عازل أكبر بكثير، تزيد مساحة تدفق المقطع العرضي بشكل كبير.
نتيجة ل:
تنخفض سرعة الماء.
السرعة المنخفضة تجعل من السهل على فقاعات الهواء المحبوسة أن تنفصل عن الماء وترتفع نحو أعلى الخزان.
إذا كان مناسباتنفيس الهواء التلقائي أو فاصل الهواءعند تثبيته على نقطة عالية مناسبة، يمكن بعد ذلك إزالة الهواء المتراكم من النظام.
بعبارات مبسطة:
تدفق الأنابيب عالي السرعة ← الخزان العازل ← السرعة المنخفضة ← ارتفاع الهواء ← فتحة التهوية
هذا يمكن أن يحسن استقرار النظام.
ومع ذلك، لا ينبغي اعتبار الخزان العازل بديلاً لفاصل الهواء المصمم بشكل صحيح عند الحاجة إليه.
يمكن أن يعمل المبدأ نفسه في الاتجاه المعاكس بالنسبة للملوثات الأثقل.
تقل سرعة الماء عند دخوله إلى الخزان العازل.
الهواء يميل إلى الارتفاع.
تميل الجزيئات الأثقل إلى الاستقرار.
قد تحتوي الأنظمة المائية على ملوثات مثل:
حطام الأنابيب
جزيئات الصدأ
أكاسيد المعادن
حجم
بقايا التثبيت
المواد الصلبة العالقة
يمكن أن تنشأ هذه الملوثات من الأنابيب أو الصمامات أو التركيبات أو المشعات القديمة أو المكونات الأخرى.
يمكن أن يؤدي التصريف المناسب عند نقطة منخفضة على الخزان العازل إلى تسهيل إزالة المواد المستقرة أثناء الصيانة.
وهذا مفيد بشكل خاص في الأنظمة التحديثية حيث قد تحتوي المشعات والأنابيب الموجودة بالفعل على تلوث.
مرة أخرى، لا يحل الخزان العازل محل الخزان المخصصفاصل الأوساخ أو المرشح المغناطيسيعندما تكون هذه مطلوبة.
وبدلاً من ذلك، يمكن أن يكمل استراتيجية النظام الشاملة لإدارة الهواء والأوساخ.
الهواء والتلوث ليسا مجرد مشاكل تتعلق بالصيانة.
يمكن أن تؤثر بشكل مباشر على أداء المضخة الحرارية.
يمكن للهواء المحبوس في الدائرة المائية أن يقلل من فعالية دوران الماء ونقل الحرارة.
من المحتمل أن تؤثر الملوثات على:
لوحة المبادلات الحرارية
مضخات الدورة الدموية
صمامات التحكم
مصافي
أجهزة استشعار التدفق
مبادلات حرارية لملف المروحة
ولهذا السبب يجب أن تأخذ الهندسة المائية الجيدة بعين الاعتبار ليس فقط:
التدفق + درجة الحرارة
ولكن أيضًا:
جودة المياه + إدارة الهواء + فصل الأوساخ
تصبح هذه العوامل ذات أهمية متزايدة على مدى عمر النظام.
هذه إحدى المزايا الأقل وضوحًا للنظام الثانوي.
عندما يتم توصيل المضخة الحرارية بخزان عازل من خلال دائرة أولية مخصصة، فإن الظروف الهيدروليكية لهذه الدائرة يمكن التنبؤ بها نسبيًا.
يمكن للمصمم حساب:
معدل التدفق المطلوب + انخفاض ضغط الأنابيب + انخفاض ضغط المضخة الحرارية + مقاومة الصمام/التركيب
وهذا يجعل اختيار المضخة أكثر دقة.
بدلاً من اختيار مضخة كبيرة لمجرد أنه من الصعب التنبؤ بشبكة المبنى بأكملها، يمكن للمهندسين اختيار المضخة الأولية خصيصًا لدائرة المضخة الحرارية.
على سبيل المثال:
المضخة الحرارية ← الأنابيب الأولية القصيرة ← الخزان العازل
الحساب أسهل بكثير من:
المضخة الحرارية ← الطوابق المتعددة ← أقطار الأنابيب المختلفة ← صمامات المنطقة ← المشعات ← ملفات المروحة ← التدفئة تحت الأرضية ← المشعبات المتعددة
هذا الفصل له قيمة خاصة في المنشآت المعقدة.
تستهلك مضخات التدوير الكهرباء عند تشغيلها.
قد تؤدي المضخة كبيرة الحجم إلى:
سرعة الماء المفرطة
ارتفاع استهلاك الكهرباء
ضجيج الصمام
الضغط التفاضلي غير الضروري
سلوك التحكم السيئ
قد تسبب المضخة ذات الحجم الصغير ما يلي:
عدم كفاية تدفق المياه
كبير ΔT
انخفاض الناتج الطرفي
إنذارات المضخات الحرارية
ضعف أداء التدفئة أو التبريد
لذلك:
إن مضخة التدوير الصحيحة ليست المضخة الأكبر، بل هي المضخة التي يمكنها توفير التدفق المطلوب عند الرأس المطلوب مع التحكم المناسب.
في النظام الثانوي، تجعل الحلقة الأساسية المخصصة هذا الاختيار أسهل.
مضخة الدوران الثانوية لها وظيفة مختلفة.
يخدم المبنى .
يجب أن يأخذ اختياره في الاعتبار عوامل مثل:
نوع المحطة
التدفق النهائي المطلوب
طول الأنبوب
قطر الأنبوب
عدد الانحناءات
الفتحات
صمامات التحكم
صمامات الخلط
ارتفاع المبنى حيثما كان ذلك مناسبًا لتصميم النظام
فقدان ضغط التوزيع
الطلب على المنطقة المتزامنة
في المشاريع الحقيقية، قد يكون من الصعب تقدير كل هذه العوامل بشكل مثالي أثناء التصميم المبكر.
وهذا ينطبق بشكل خاص على مشاريع التجديد.
يساعد النظام الثانوي في عزل عدم اليقين على جانب المبنى عن الدائرة الأولية للمضخة الحرارية.
لا تتطلب معظم المباني الحد الأقصى من التدفق طوال الوقت.
فكر في فيلا بها ثماني مناطق للتدفئة.
في الليل، ربما تحتاج ثلاث مناطق فقط إلى التدفئة.
إذا استمرت المضخة الثانوية في العمل بأقصى سرعة، فقد يكون الكثير من طاقة الضخ غير ضروري.
يمكن لمضخة ECM الحديثة ذات السرعة المتغيرة ضبط نقطة التشغيل الخاصة بها وفقًا لطلب النظام.
على سبيل المثال:
المزيد من المناطق المفتوحة → متطلبات التدفق الأعلى
مناطق أقل مفتوحة → متطلبات تدفق أقل
وهذا مفيد بشكل خاص في:
تدفئة تحت الأرضية مخصصة
أنظمة المبرد الحراري
شبكات لفائف المروحة
المنشآت متعددة الغرف
يمكن للتحكم الصحيح في السرعة المتغيرة أن يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة الإضافية غير الضروري.
وهذه ميزة أخرى مهمة لبنية النظام الثانوي.
الالمضخة الأوليةيمكن التحكم بها عن طريق تشغيل المضخة الحرارية.
المضخة ثانويةيمكن التحكم بها حسب طلب البناء.
على سبيل المثال:
عندما تحتاج المضخة الحرارية إلى التسخين أو التبريد:
تشغيل المضخة الحرارية ← تشغيل المضخة الأساسية
عندما تتوقف المضخة الحرارية:
تتبع المضخة الأساسية منطق التحكم الخاص بالشركة المصنعة
عندما تحتاج غرفة واحدة أو أكثر إلى التدفئة:
الطلب على المنطقة → تشغيل المضخة الثانوية
عندما تكون جميع المناطق راضية:
لا يوجد طلب على البناء → المضخة الثانوية يمكن أن تقلل السرعة أو تتوقف
وهذا يسمح لمصدر الحرارة ونظام توزيع المبنى بالعمل وفقًا لمتطلباتهم الخاصة.
هذه الميزة مهمة بشكل خاص للقائمين بالتركيب ومهندسي ما بعد البيع.
في النظام المباشر، يتم توصيل المضخة الحرارية وشبكة توزيع المبنى بالكامل هيدروليكيًا.
في حالة حدوث مشكلة في التدفق، قد يحتاج الفني إلى التحقيق في ما يلي:
المضخة الحرارية ← المضخة ← الأنابيب ← الصمامات ← المشعبات ← المشعات ← ملفات المروحة ← التدفئة تحت الأرضية
يمكن أن تكون المشكلة في أي مكان تقريبًا.
يقوم النظام الثانوي بتقسيم التثبيت إلى دائرتين يسهل تشخيصهما.
يفحص:
مضخة حرارية
المضخة الأولية
الأنابيب الأولية
وصلات الخزان العازلة
مستشعر التدفق
الصمامات الأولية
يفحص:
مضخة ثانوية
صمامات المنطقة
صمامات الخلط
مشعب
الوحدات الطرفية
أنابيب التوزيع
يمكن أن يؤدي هذا الفصل إلى تسهيل عملية التشغيل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل كبير.
فكر في مشروع باستخدام:
مضخة حرارية بمصدر هواء + مشعات + ملفات مروحة + تدفئة أرضية
قد يكون لكل محطة متطلبات مختلفة.
| صالة | الخصائص النموذجية |
|---|---|
| التدفئة تحت البلاط | انخفاض درجة حرارة الماء، وحجم الماء مرتفع نسبيا |
| المشعاع | ارتفاع درجة حرارة تسخين الماء حسب التصميم |
| ملف المروحة | عملية التدفئة/التبريد، غالبًا ما يكون التدفق مختلفًا وΔT |
| مناطق متعددة | تغيير التدفق باستمرار |
قد تصبح محاولة تلبية كل هذه الشروط من خلال دائرة تدفق ثابت واحدة أمرًا صعبًا.
يوفر النظام الثانوي مرونة أكبر بكثير.
يمكن تصميم المضخات المنفصلة وصمامات الخلط والمشعبات وأدوات التحكم وفقًا لمتطلبات كل دائرة طرفية.
تحتاج المضخات الحرارية ذات مصدر الهواء التي تعمل في الطقس البارد والرطب بشكل دوري إلى إزالة الجليد من المبادل الحراري الخارجي.
أثناء عملية تذويب الدورة العكسية، يتم أخذ الطاقة الحرارية من الجانب المائي للنظام.
إذا كان حجم الماء المتاح في النظام صغيرًا جدًا، فقد تنخفض درجة حرارة الماء بسرعة أثناء إزالة الجليد.
وبالتالي يمكن أن يساعد حجم الماء الكافي في توفير الاستقرار الحراري أثناء هذه العملية.
قد يساهم الخزان العازل في هذه الكتلة الحرارية المتوفرة.
ومع ذلك، يجب دائمًا اتباع الحد الأدنى المطلوب لحجم النظام وإستراتيجية إزالة الصقيعالمتطلبات الفنية للشركة المصنعة للمضخة الحرارية.
لا ينبغي أبدًا تحديد حجم الخزان العازل باستخدام التخمين وحده.
لا.
هذا مهم.
يوفر الخزان العازل العديد من الوظائف المفيدة، لكنه يجب أن يحل مشكلة هندسية فعلية.
قد لا يحتاج النظام البسيط إلى واحد إذا كان يوفر بالفعل:
كمية كافية من الماء في النظام
تدفق المياه مستقرة
الحد الأدنى المناسب من التدفق من خلال المضخة الحرارية
تعديل العاكس الجيد
تقسيم محدود
التصميم الهيدروليكي الصحيح
الحد الأدنى المقبول لوقت تشغيل الضاغط
على سبيل المثال، قد يحتوي نظام التدفئة تحت الأرضية ذو المنطقة الواحدة المصمم بشكل صحيح على كمية كبيرة من الماء ويكون له تدفق مستقر.
إن إضافة خزان عازل كبير قد يوفر فائدة إضافية قليلة.
يصبح الخزان العازل أكثر قيمة عندما يكون لدى النظام ما يلي:
مناطق متعددة
تعمل منظمات الحرارة والصمامات في الغرفة بشكل متكرر على تغيير تدفق المياه.
أنواع طرفية متعددة
تعمل المشعات والتدفئة الأرضية وملفات المروحة في ظل ظروف هيدروليكية مختلفة.
انخفاض حجم المياه في النظام
لا يمكن للنظام تلبية الحد الأدنى من متطلبات الحجم الخاصة بالشركة المصنعة للمضخة الحرارية.
خطر ركوب الدراجات القصيرة
الحد الأدنى من إنتاج المضخة الحرارية يكون في كثير من الأحيان أعلى من الطلب على البناء.
تدفق متغير
العديد من الصمامات الطرفية تفتح وتغلق أثناء التشغيل.
متطلبات الفصل الهيدروليكي
تتطلب المضخات الحرارية ودوائر البناء معدلات تدفق مختلفة.
متطلبات تذويب
قد تساعد الكتلة الحرارية الإضافية في الحفاظ على درجات حرارة ثابتة للمياه.
توزيع المباني المعقدة
تتمتع الدائرة الثانوية بمقاومة هيدروليكية يصعب التنبؤ بها.
هذا مهم بشكل خاص لأصحاب المنازل والمثبتين الجدد.
أخزان عازلو أخزان الماء الساخن المنزليأداء وظائف مختلفة.
يحتوي على نظام مائي مائي ويدعم:
نظام التدفئة / التبريد
يخزن الماء الساخن الصالح للشرب من أجل:
الاستحمام / الصنابير / الحمامات / المطابخ
لذلك قد تحتوي بعض تركيبات المضخات الحرارية على كليهما:
مضخة حرارية + خزان عازل + خزان DHW
لا ينبغي معاملتهم على أنهم نفس المكون.
هذه النقطة تستحق التأكيد.
لا يمكن تصحيح تركيب خزان عازل:
حجم المضخة الحرارية غير صحيح
سوء حسابات الحمل الحراري للمبنى
أنابيب صغيرة الحجم
اختيار المضخة غير صحيح
منطق التحكم السيئ
متطلبات درجة حرارة الماء العالية بشكل مفرط
اختيار محطة سيئة
توازن النظام غير السليم
يعتبر الخزان العازل بمثابة أداة، وليس علاجًا لهندسة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) السيئة.
لا يزال النظام الكامل بحاجة إلى التصميم بشكل صحيح.
يصل النظام الثانوي إلى كامل إمكاناته عندما يتم التحكم في الجانبين بذكاء.
الفلسفة الأساسية هي:
الجانب الأساسي = يتم التحكم فيه وفقًا لمتطلبات المضخة الحرارية
الجانب الثانوي = يتم التحكم فيه حسب طلب البناء
على سبيل المثال، قد تستخدم المضخة الحرارية:
التحكم في درجة حرارة الماء المغادر
تعويض الطقس
درجة حرارة الخزان العازلة
تعديل الضاغط
وفي الوقت نفسه، قد يستجيب النظام الثانوي لما يلي:
منظمات حرارة الغرفة
الطلب على المنطقة
الضغط التفاضلي
درجة حرارة الماء العرض
الطلب النهائي
التحكم في المضخة ذات السرعة المتغيرة
الهدف ليس جعل كلا المضختين تعملان بشكل مستمر بأقصى سرعة.
الهدف هو العرضفقط التدفق والطاقة الحرارية المطلوبة فعلا.
| وظيفة | فائدة هندسية |
|---|---|
| يضيف حجم الماء | يزيد من الجمود الحراري |
| يخزن الطاقة الحرارية بشكل مؤقت | يساعد على موازنة تغييرات الحمل على المدى القصير |
| يقلل من تقلبات درجات الحرارة | يساعد على منع ركوب الدراجات القصيرة |
| الفصل الهيدروليكي | يفصل بين متطلبات المضخة الحرارية والتدفق الطرفي |
| انخفاض سرعة الماء في الخزان | يمكن أن تساعد في فصل الهواء |
| حجم التسوية | يمكن أن تساعد في جمع الملوثات الثقيلة |
| دائرة أولية مستقرة | يجعل اختيار المضخة الأساسية أسهل |
| دوائر مستقلة | يتيح التحكم بشكل أفضل في المضخة |
| كتلة حرارية إضافية | يمكن أن يدعم عملية تذويب مستقرة |
| الفصل الهيدروليكي | يبسط عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها |
يجب أن يوازن التثبيت الجيد للمضخة الحرارية بين أربعة عناصر أساسية:
توليد الحرارة
↓
تدفق المياه
↓
التخزين الحراري
↓
الطلب على البناء
يقع الخزان العازل عند تقاطع هذه العناصر.
يمكن أن يساعد في إدارة الاختلافات بين:
مخرجات المضخة الحرارية ↔ حمل المبنى
و:
التدفق الأولي ↔ التدفق الثانوي
وهذا هو السبب في أن الخزان العازل يمكن أن يصبح مكونًا مهمًا في نظام هيدروني ثانوي جيد التصميم.
في التطبيق الصحيح، بالتأكيد.
يمكن للخزان العازل المصمم بشكل صحيح أن يفعل أكثر بكثير من مجرد زيادة كمية الماء في نظام المضخة الحرارية من الهواء إلى الماء.
يمكن أن توفر:
التخزين المؤقت الحراري، والفصل الهيدروليكي، وتثبيت التدفق، وتقليل الدورة القصيرة، وتحسين إدارة الهواء، وجمع الرواسب، واختيار المضخة بشكل أسهل، والتحكم في الدائرة المستقلة، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل أسهل.
لكن العبارة الرئيسية هي:
مصممة بشكل صحيح.
يجب أن يعمل كل من حجم الخزان العازل، وتوصيلات الأنابيب، ومضخات الدوران، وأجهزة الاستشعار، والصمامات، واستراتيجية التحكم معًا.
بالنسبة لنظام بسيط ومستقر أحادي المنطقة، قد لا يكون الخزان العازل ضروريًا.
لنظام معقد معالتدفئة تحت الأرضية، أو المشعات، أو ملفات المروحة، أو المناطق المتعددة، أو تدفق المياه المتغير، يمكن للنظام الهيدروليكي الثانوي المزود بخزان عازل مصمم بشكل صحيح أن يوفر مزايا هندسية كبيرة.
أفضل نظام HVAC ليس هو الذي يحتوي على معظم المكونات.
إنه الجزء الذي يكون فيه لكل مكون غرض هندسي واضح.
لمزيد من المعلومات التقنية حول المضخات الحرارية من مصدر الهواء، وأنظمة التدفئة المائية، وتطبيقات التدفئة تحت الأرضية، وحلول المضخات الحرارية من OEM، تفضل بزيارة:
ليس دائما. يكون الخزان العازل مفيدًا بشكل خاص عند الحاجة إلى حجم إضافي من مياه النظام، أو الفصل الهيدروليكي، أو تثبيت التدفق، أو منع الدورة القصيرة. قد تعمل الأنظمة البسيطة ذات الحجم الكافي من الماء والتدفق المستقر بدونها.
يمكن أن يؤدي الخزان العازل إلى زيادة حجم مياه النظام، وتوفير القصور الذاتي الحراري، والدوائر الأولية والثانوية المنفصلة هيدروليكيًا، والمساعدة في استقرار التدفق، وتقليل الدورات القصيرة، والمساعدة في إدارة الهواء والرواسب.
ليس مباشرة. قد يعمل الخزان العازل على تحسين تشغيل النظام بشكل عام عن طريق تقليل التدوير وتحقيق الاستقرار في الظروف الهيدروليكية، ولكنه يؤدي أيضًا إلى فقدان الحرارة. تعتمد كفاءة النظام على التصميم الكامل.
يمكن أن يساعد في فصل الهواء لأن سرعة الماء تنخفض داخل الوعاء الأكبر، مما يسمح لفقاعات الهواء المحبوسة بالارتفاع بسهولة أكبر. قد تظل هناك حاجة إلى فاصل هواء مصمم بشكل صحيح أو فتحة تهوية أوتوماتيكية.
يمكن أن تسمح سرعة المياه المنخفضة باستقرار بعض الجزيئات الثقيلة، خاصة إذا كان الخزان مزودًا بنقطة تصريف منخفضة مناسبة. ومع ذلك، فإن هذا لا يلغي الحاجة إلى المصافي، أو فواصل الأوساخ، أو المرشحات المغناطيسية عند الحاجة.
يعتمد موضعه على البنية الهيدروليكية والوظيفة المقصودة للخزان. تتصرف الخزانات العازلة ذات الأربعة أنابيب، والمكثفات ثنائية الأنابيب، والتكوينات الأخرى بشكل مختلف، لذلك يجب تحديد تصميم الاتصال وفقًا لمتطلبات النظام.
لا توجد قاعدة عالمية للتر لكل كيلوواط مناسبة لكل مشروع. يجب أن يأخذ الحجم في الاعتبار الحد الأدنى من خرج المضخة الحرارية، وحجم مياه النظام، والحد الأدنى من وقت التشغيل، وΔT المسموح به، والحد الأدنى من حمل المبنى، وتقسيم المناطق، ومتطلبات الشركة المصنعة.
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
