Системы отопления (водяное отопление)
- VALTEC
- Системы отопления (водяное отопление)
Оборудование VALTEC решает все проблемы с комплектацией системы отопления. Благодаря отработанной технологии производства и монтажа, технической поддержке, широкому ассортименту оборудования, материалов и инструмента работа с нашей продукцией покажется вам простой и увлекательной. Созданные специалистами VALTEC технические и учебные пособия покажут, как избежать ошибок при подборе и монтаже комплектующих, предотвратят неприятные ситуации и их последствия. Хорошим подспорьем при выборе проектного решения может стать Альбом типовых схем систем отопления. Продуманные разработчиками схемы снабжены пояснениями и подробной спецификацией с указанием количества требуемых элементов и их артикулов. Это позволит вам, не задумываясь составить смету проекта и оформить заказ в торговой сети VALTEC.
Схема комбинированного отопления VALTEC
Вашему вниманию предлагается пример современной энергоэффективной системы отопления на базе оборудования VALTEC.
№ | Артикул | Наименование | Производитель |
---|---|---|---|
1 | VT.COMBI.S | Насосно-смесительный узел | VALTEC |
2 | VTC.596EMNX | Блок коллекторный с расходомерами | VALTEC |
3 | VTC. 586EMNX | VALTEC | |
4 | VT.K200.M | Контроллер с погодозависимым управлением | VALTEC |
4а | VT.K200.M | Датчик температуры наружного воздуха | VALTEC |
5 | VT.TE3040 | Электротермический сервопривод | VALTEC |
6 | VT.TE3061 | Аналоговый сервопривод | VALTEC |
7 | VT. AC709 | Хронотермостат электронный комнатный с датчиком температуры пола | VALTEC |
8а | Комнатный термостат | VALTEC | |
8 | VT.AC602 | Комнатный термостат с датчиком температуры тёплого пола | VALTEC |
9 | VT.0667T | Байпас с перепускным клапаном для обеспечения циркуляции при закрытых петлях | VALTEC |
10 | VT.MR03 | Клапан трехходовой смесительный для поддержания температуры обратки | VALTEC |
11 | VT. 5012 | Термоголовка с выносным накладным датчиком | VALTEC |
12 | VT.460 | Группа безопасности | VALTEC |
13 | VT.538 | Сгон-отсекатель | VALTEC |
14 | VT.0606 | Сдвоенный коллекторный ниппель | VALTEC |
15 | VT.ZC6 | Коммуникатор | VALTEC |
16 |
VT. |
Насос циркуляционный | VALTEC |
Пояснения к схеме:
Увязать в единую систему высокотемпературные контуры (источника тепла и радиаторного отопления) и контуры напольного отопления с пониженной температурой теплоносителя позволяет применение насосно-смесительного узла VALTEC COMBIMIX.
Распределение потоков теплоносителя организовано с использованием коллекторных блоков VALTEC VTc 594 (радиаторное отопление) и VTc 596 (теплый пол).
Разводка системы высокотемпературного отопления и контуры теплого выполнены из металлопластиковых труб VALTEC. Монтаж трубопроводов произведен с использованием пресс-фитингов серии VTm 200; подключение к коллекторам – обжимными коллекторными фитингами для металлопластиковой трубы VT 4420.
Регулирование работы напольного отопления организовано с помощью контроллера VALTEC K100 с функцией погодной компенсации. Благодаря этому температура воды в контурах теплого пола изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, что гарантирует экономию используемых для отопления энергоресурсов. Управляющий сигнал от контроллера поступает на аналоговый электротермический сервопривод регулирующего клапана узла COMBIMIX.
Тепловой комфорт в помещениях с напольным отоплением поддерживается комнатным термостатом VT AC 602 и хронотермостатом VT AC 709, оснащенных датчиками температуры воздуха и поверхности пола. Через электротермические приводы эти модули автоматики управляют клапанами на обратном коллекторе блока VTc 596.
В качестве предохранительного использован термостат с выносным датчиком температуры VT AC 6161. Он останавливает циркуляционный насос узла COMBIMIX в случае превышения заданной максимальной температуры теплоносителя на подаче в контуры теплого пола.
Теплоотдача радиаторов регулируется комнатным термостатом VT AC 601, управляющим клапанами коллекторного блока VTc 594 с помощью электротермических сервоприводов.
Контур источника тепла оснащен группой безопасности котла, мембранным расширительным баком, обратным и дренажным клапанами VALTEC.
В качестве запорной арматуры использованы шаровые краны серии VALTEC BASE.
Схемы отопления частного дома с настенным котлом
Построить частный дом, это еще пол дела, ведь если он есть, то это совсем не значит что в нем можно жить. Пожалуй, после строительства «коробки» дома начинаются самые ответственные работы, от которых зависит ваш комфорт, экономичность дома, удобство, отсутствие проблем во время его эксплуатация и все в подобном роде.
К одной из систем, которая в купе с остальными будет выполнять все выше перечисленные задачи, относится система отопления. Именно о возможных видах систем отопления (однотрубная, двухтрубная, с естественной циркуляцией и принудительной) мы и поговорим в нашей статье.
Основные узлы и элементы системы отопления частного дома с использованием отопительного котла
Наименование всех основных применяемых узлов и элементов системы отопления частного дома показано на примере двухтрубной (двухконтурной) системы отопления с принудительной циркуляцией. Тем не менее, более подробно о классификации систем отопления мы поговорим далее, а сейчас лишь затронем вопрос о наименовании и предназначении частных составляющих, из которых и строятся подобные системы.
1- отопительный котел. Как правило это газовый котел, обеспечивающий нагрев теплоносителя до рабочей температуры.
2- термический клапан. Предохраняет отопительный котел и систему отопления от излишнего давления, которое образуется за счет подогрева теплоносителя.
3 – предохранительнвй клапан на входе в отопительный котел. Предохраняет от перегрузок систему отопления и насос, в случае превышения давления более максимального рабочего.
4 – радиаторы отопления с регулирующей арматурой, для обеспечения дросселирования потока теплоносителя и возможности регулировки температуры радиатора отопления.
5 – циркуляционный насос. Обеспечивает прокачку отопителя в системе отопления, он сродни сердцу в живом организме.
6 – запорная арматура. Используется в случае полного отключения радиаторв отопленения.
7 – компенсационная емкость с теплоносителем. Данная емкость обеспечивает постоянное заполнение системы, в случае испарения или незначительных протечек теплоносителя. Предотвращает появления воздушных пробок, а тем самым сбои в работе системы отопления.
Теперь, когда мы ознакомились с основными составляющими, перейдем к возможным вариантам реализации системы отолпения.
Однотрубная и двухтрубная системы отопления в частном доме
Однотрубная система отопления наиболее популярна для применения в частном доме. Все дело в наиболее понятной для обывателя схеме, и в применении наиболее простых расчетов, которые не требуют сравнения двух составляющих по гидравлическому сопротивлению.
Однотрубная система отопления имеет как свои плюсы, так и недостатки.
К плюсам можно отнести:
— минимальное количество соединений и применяемых труб;
— расчет гидравлического давления лишь только для одного контура;
— простота и понятность исполнения
Из минусов можно перечислить:
— неравномерный прогрев радиаторов отопления в системе. Так первоначально стоящие радиаторы будут прогреваться значительно сильнее, нежели последующие. Особенно это актуально для многоэтажных домов, когда верхние этажи будет соответственно получать меньше тепловой энергии;
— невозможность отключения контура в целом, если он опять же используется и для вспомогательных помещений, которые можно временно отключать от отопления, то этого сделать не удастся.
Теперь о двухтрубной системе отопления в частном доме. Это система отопления, которая имеет несколько контуров, то есть фактически поддерживает несколько однотрубных систем, о которых мы рассказали чуть ранее;
Она также как и предыдущая имеет свои достоинства и недостатки, о которых далее.
К плюсам двухтрубной (двухконтурной) системы можно отнести:
— равномерный прогрев радиаторов в двух обособленных ветках, что соответственно обеспечит и более равномерный нагрев для разных помещений, если для каждого из них используется свой контур.
Ну, а минусами становятся плюсы, рассмотренные «с другой стороны»:
— сложность расчета и монтажа системы, за счет разветвленности и большего количества применяемых элементов.
— применение большего количества материалов, то есть система обойдется соответственно несколько дороже, нежели одноконтурная.
В принципе это все, что кратко можно сказать о двухконтурной и одноконтурной системе отопления. Теперь поговорим о следующем принципе, который может быть применен в проектировании и реализации системы отопления частного дома, а именно о способах циркуляции теплоносителя.
Первый вариант это применение принудительной системы циркуляции, а второй — естественная циркуляция.
Схема отопления с принудительной циркуляцией в частном доме
Принудительная схема отопления само собой предусматривает что-то, что будет принуждать теплоноситель к движению по системе. Особенностями такого решения является более надежная циркуляция теплоносителя, а значит более низкие требования к квалификации проектировщика.
Теперь о плюсах и минусах, которые и станут описанием особенностей данной применяемой схемы.
Минусы схемы отолпения с прнудительной циркуляцией:
— использование насоса, что соответсвенно повлечет за собой усложнения при монтаже, зависимость от электроэнергии и ее повышенное потребление, за счет потребления последней циркуляционным насосом.
— повышенный шум, за счет работы насоса;
— покупка и обслуживание самого насоса.
К плюсам относится:
— возможность заузить проходное сечение трубопровода путем перекрытия дросселирующей арматурой. Важно заметить, что расход отопителя проходящего через поперечное сечение в еденицу времени будет достаточным для обогрева помещения;
— повышенное давление в системе с принудительной циркуляцией позволит быть не столь критичным к подбору проходного сечения элементов при ее формировании. Это важно при подборе арматуры и радиаторов отопления во время покупки;
— возможность использовать компенсационный бак, в котором гаранитровано будет залит дополнительный объем теплоносителя на случай его испарения или утечек. Предотвращение завоздушивания системы;
— быстрый прогрев помещения за счет белее значительного расхода теплоносителя в системе, относительно схемы с естественной циркуляцией.
Теперь о схеме системы отопления с естественной циркуляцией
Схема отопления с естественной циркуляцией в частном доме
Особенностью реализации такой схемы является умение найти баланс между незначительным давлением теплоносителя на выходе из отопительного котла и гидравлическим сопротивлением схемы. Порой незначительные изменения способны критически повлиять на расход отопителя в системе, а значит и на прогрев вашего помещения. Такими критериями могут быть значительный метраж трупробоводов, заужения сечения в арматуре и радиаторах. Именно поэтому создание систем с естевенной циркуляцией потребует высокой квалификации проектировщика, если это не система из двух батарей …
Избыточное выходное давление зачастую создается за счет расширения отопителя при его нагреве, именно этого давления и должно хватать на то, чтобы «продавить» всю систему и вернуться на исходную.
Теперь о плюсах и минусах такой схемы. Плюсы схемы:
— нет такой явной зависимости от электроэнергии, так как нет циркуляционных насосов;
— меньшее количество применяемых узлов – нет насоса;
Минусы:
— поиск сложного расчета и баланса, чтобы незначительного давления на выходе из отопительного котла (это порядка 2 бар) хватало на «питание» всей системы отопления.
— долгий прогрев из-за низкого расхода в системе. Из-за этого возможно замерзание системы или ее остановка в случае образования замерзших гидратных пробок либо увеличения вязкости незамерзающей жидкости – отопителя.
Подводя итоги не стоит делать заключение об однозначности применения количества контуров и схеме применяемой циркуляции. Все это параметры индивидуальные и их выбор будет зависеть не только от экономического показателя, но и от предпочтений пользователей данных систем.
Также необходимо напомнить читателю, что эффективность выбранной и смонтированной системы отопления будет зависеть и от целого ряда других факторов. Таких как применяемый теплоноситель (вода, пропилен или этиленгликоль), схема монтажа радиаторов, площадь отапливаемого помещения. Все это также внесет свои коррективы в выбор системы отопления для вашего конкретного случая.
схема в одну трубу, как сделать закрытую систему
Содержание:
Одной из конструкций, предназначенных для прогрева частного дома, является однотрубная система отопления. Данная система достаточно проста, поэтому ее часто берут на вооружение владельцы частных домов. В данной статье будет рассмотрена схема однотрубного отопления частного дома и ее особенности.
Устройство однотрубной системы отопления
Ключевая особенность данной системы заключается в том, что подача и отвод теплоносителя выполняются одной трубой, к которой посредством подводок подключены все отопительные приборы, установленные последовательно. Основная магистраль подключается к источнику тепла и затем возвращается к нему же, тем самым замыкая контур. Для обеспечения необходимого давления в системе присутствует вертикальная труба, по которой вода поднимается до верхней точки, а по мере остывания перемещается дальше.
Немного иначе будет отопление в одну трубу в частном доме, имеющем два этажа. В данном случае вода из установленного вертикально стояка проходит по отопительным контурам. На первом этаже стояк опускается до уровня пола, в результате чего образуется разгонный коллектор. Далее труба проходит по всему дому, подавая воду в подключенные отопительные приборы, и уже после этого попадает в источник тепла.
Схема однотрубной системы отопления в частном доме с двумя этажами имеет свои особенности:
- Сечение основной магистрали не меняется на участках трубопровода;
- Вода при прохождении через отдельные отопительные приборы теряет часть температуры, и эта тенденция будет сохраняться вплоть до попадания жидкости в зону нагрева;
- Поскольку температура жидкости падает, то количество секций в батарее должно постепенно увеличиваться по направлению движения теплоносителя.
Впрочем, описанный процесс можно скомпенсировать грамотной планировкой, которая позволит обойтись без дополнительных секций. Если разогретая жидкость будет попадать в первую очередь в жилые помещения, а потом в хозяйственные, то расширять батареи не придется.
Как правило, для нормального функционирования однотрубной отопительной системы используется принудительное движение воды, для которого требуется циркуляционный насос – в таком случае работа отопления будет стабильной, но энергозависимой.
Если имеются некоторые опасения по поводу перебоев с электричеством, то обустраивается самотечная однотрубная система отопления для дома. Она работает по описанному выше принципу: устанавливается разгонный коллектор, находящийся на высоте хотя бы 2 метров от уровня пола.
Чтобы система могла функционировать, потребуется расширительный бак, установленный выше крайней верхней точки контура трубопровода. Как правило, местом установки бачка является чердак. Подсоединенный к системе бачок обеспечивает ее работу, но эффективность самотечной системы даже при грамотном обустройстве оставляет желать лучшего – движение воды за счет разницы температур нельзя назвать достаточно интенсивным.
Гораздо лучше работает закрытая однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией, которая обеспечивается насосом. В таких конструкциях используются мембранные расширительные бачки, поскольку система имеет замкнутый контур. Впрочем, разгонный коллектор все равно потребуется – он будет поддерживать уровень воды во всех батареях и способствовать нормальному движению теплоносителя.
Классификация однотрубных отопительных систем
Существует два разных вида однотрубных систем отопления:
- Вертикальные. Данный вид систем используется в двухэтажных зданиях. Приборы в таком случае располагаются друг под другом (допускается лишь незначительное смещение) и соединяются общим стояком. Конструктивно эта схема больше похожа на комбинированную, поскольку в ней очень хорошо заметна разница между подающей и обратной магистралью. Насос в данной системе не обязателен, но его всегда можно установить для надежности.
- Горизонтальные с нижней разводкой. Такая схема отопления в одну трубу используется в одноэтажных домах, имеющих небольшую площадь. Естественной циркуляции в таком случае вполне достаточно, хотя встречаются и системы с установленным насосом.
Подключать отопительные приборы можно тремя способами:
- Снизу;
- Сбоку;
- По диагонали.
Наибольшее распространение получило нижнее подключение радиаторов, которое ценится за практически незаметные трубы, что улучшает интерьер помещений. Впрочем, с точки зрения эффективности такой вариант далек от идеального – теплоотдача батарей в данном случае заметно снижается.
Оптимальным вариантом является диагональная схема подведения труб, при которой отопительные приборы прогреваются должным образом и демонстрируют максимальную эффективность. В любом случае, перед тем, как сделать однотрубную систему отопления, нужно разработать проект, отображающий мельчайшие детали будущей конструкции.
Достоинства и недостатки однотрубных систем
Однотрубная система отопления частного дома имеет несколько весомых положительных качеств:
- Простота. Монтаж и ремонт однотрубного отопления очень часто осуществляется самостоятельно владельцами домов – и все благодаря простоте конструкции.
- Дешевизна. Стоимость элементов системы достаточно низка, что в немалой степени связано с простотой такого отопления. Для обустройства требуется достаточно скромный набор материалов – например, труб потребуется всего два вида (одна для основной магистрали, вторая – для подводок). Вертикальная система, естественно, обойдется дороже, ведь ей требуется два контура трубопровода.
- Возможность модификации. При наличии бюджета систему можно доработать, используя радиаторные термостатические клапаны, позволяющие регулировать температуру каждого отопительного прибора по отдельности. Впрочем, остается популярной и двухтрубная система. Довольно часто схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома позволяет решить многие задачи, с которыми однотрубная не справилась.
Также стоит отметить и основные недостатки однотрубного отопления:
- Каждая последующая батарея получает меньше тепла, что особенно заметно в системах с нижней разводкой.
- Максимальная эффективность системы достигается только при установке циркуляционного насоса, что автоматически делает отопление энергозависимым.
- Эффективность однотрубного отопления снижается при увеличении площади и этажности здания, в котором установлена система.
Рекомендации по монтажу
При обустройстве однотрубной системы отопления требуется, несмотря на ее простоту, выполнять все этапы работы внимательно и грамотно, учитывая все нюансы и особенности конструкции.
Чтобы все было сделано правильно, стоит воспользоваться следующими рекомендациями:
- Перед обустройством необходимо заранее правильно рассчитать габариты входящих в конструкцию труб;
- Трубопроводы не должны пересекать линию дверных проемов, а стояки не должны располагаться возле окон;
- Для работы системы с принудительной циркуляции подойдут трубы DN15, а для самотечной системы лучше использовать трубы DN20;
- Нужно не забывать о соблюдении уклона, который составляет 5 мм на 1 м длины трубопровода в случае с самотечной системой и 3 мм – для системы с естественной циркуляцией;
- Разгонный коллектор должен в высоту иметь не менее 2,2 м;
- Установленный на холодном чердаке расширительный бачок нужно обязательно утеплять, а выходящую из него трубу вывести на улицу;
- При использовании чугунного теплообменника в котле придется обойтись без холодной подпитки на обратной трубе возле теплогенератора;
- Устанавливать слишком много батарей на один отопительный контур не стоит – это всегда становится причиной нехватки теплоотдачи последних батарей. Читайте также: «Как работает теплообменник труба в трубе – преимущества и недостатки устройства».
Заключение
В итоге можно сказать, что однотрубная система отопления при всех ее достоинствах совершенно не подходит для больших и многоэтажных домов. К тому же, несмотря на простоту и низкую стоимость, такая система вызывает немало проблем и требует внимательного подхода при обустройстве.
Отопление частного дома — все схемы отопительных систем
Схемой отопления называют графический документ, на котором с помощью условных обозначений представлены все элементы системы отопления, а также связи между ними. Выбор схемы означает выбор способа подключения отопительных приборов, их расположение, а также выбор направления движения теплоносителя.
В небольшом частном доме схему отопления можно разработать самостоятельно. Для этого нужно знать, что любая отопительная система является замкнутой. В примитивном виде она может быть представлена в виде кольца из труб, по которому горячая вода (теплоноситель) движется от котла, поступает в отопительные приборы, задерживается в них некоторое время, отдавая при этом запасы тепловой энергии окружающей среде, а затем вновь поступает в котел. Затем цикл повторяется.
При этом говорят, что вода, называемая также теплоносителем, циркулирует по контуру отопительной системы, в который входят следующие составные части:
- Котел
- Радиаторы (батареи)
- Соединительные трубы
- Расширительный бачок
- Вентили и задвижки
- Циркуляционный насос (только для систем с принудительной циркуляцией теплоносителя)
Движение теплоносителя в контуре отопления может быть:
- Самотечным, происходящим за счет естественной конвекции. В этом случае говорят о самотечной системе отопления и о естественной циркуляции теплоносителя
- Принудительным, происходящим за счет работы циркуляционного насоса. В этом случае говорят об отопительной системе с принудительной циркуляцией теплоносителя
Плюсы и минусы самотечной схемы отопления
В самотечной системе отопления нагретая в котле вода устремляется вверх, а затем поступает в отопительные приборы, проходит через них, отдавая тепло, и стекает в обратный трубопровод, по которому направляется вновь в котел. Движение воды обеспечено также небольшим уклоном подающего и обратного трубопровода, а также использование труб разного диаметра, большего для обратки и меньшего для подачи горячей воды.
Для справки: обратка или обратный трубопровод, по которому остывший теплоноситель поступает в котел. Подача-это трубопровод, по которому горячая вода выходит из котла.
Отличительной особенностью самотечной системы отопления является наличие открытого, сообщающегося с атмосферой, расширительного бака, установленного в самой верхней части трубопровода. Он предназначен для сбора части теплоносителя при его нагреве, неизбежно сопровождающемся увеличением объема жидкости. С помощью расширительного бака, наполненного водой, в контуре отопления создается гидравлический напор, необходимый для движения жидкости.
При остывании теплоносителя его объем уменьшается. При этом часть жидкости из расширительного бака вновь поступает в систему, обеспечивая целостность и непрерывность циркулирующего потока теплоносителя.
Среди достоинств самотечной системы отопления следует выделить:
- Равномерное распределение тепла
- Устойчивость работы
- Независимость от электрической сети
- Увы, недостатков у такой системы на много больше, чем достоинств:
- Сложность проведения монтажа: необходимо соблюдать угол наклона трубопроводов
- Большая протяженность трубопровода и необходимость использования труб различного диаметра
- Высокая инерционность системы, что снижает возможность управления процессом отопления
- Необходимость нагрева теплоносителя до высоких температур, что препятствует использованию современных материалов
- Большой внутренний объем системы
- Невозможность подключения систем «теплого пола»
Принудительное движение теплоносителя в доме
В частном доме можно также использовать схемы отопления с принудительным движением теплоносителя, создаваемым циркуляционным насосом, подключенным к электрической сети. Для ее реализации можно использовать любые трубы, в том числе и полипропиленовые, а также любой способ подключения отопительных приборов.
В системах с принудительным движением теплоносителя применяется закрытый расширительный бак, который может монтироваться в любом месте, но в большинстве случаев устанавливается в непосредственной близости к котлу. Такие системы отопления частного дома также называют закрытыми, в отличие от систем с естественным движением теплоносителя, называемых открытыми.
Следует обратить внимание на то, что схема подключения радиаторов в закрытых системах может быть любой.
Схемы подключения радиаторов в частном доме
Двухтрубная вертикальная схема
Этот принцип подключения отопительных приборов чаще всего используется в многоэтажных домах. Горячая вода подается по вертикальной трубе вверх (по стояку), проходит через радиаторы, а затем стекает вниз. Схема применима в системах с принудительной и с естественной циркуляцией теплоносителя, но более эффективна при наличии циркуляционного насоса.
Ее несомненным достоинством является возможность раздельного регулирования нагрева отопительных приборов. Для этого на подающей трубе устанавливается регулировочный кран, позволяющий менять расход теплоносителя. Запорная аппаратура на обратной трубе не устанавливается.
Недостатком такой разводки является двойной расход труб для подачи и для обратки.
Для одноэтажных частных домов более приемлемы двухтрубные горизонтальные схемы.
Коллекторная схема отопления
В ней теплоноситель распределяется по радиаторам через коллектор, что обеспечивает равномерный прогрев помещений, а также позволяет отапливать дома практически любой конфигурации и площади. Коллекторная схема также позволяет регулировать степень нагрева отопительных приборов, меняя расход теплоносителя и скорость его движения с помощью запорной аппаратуры.
Однотрубная схема отопления
Этот способ разводки теплоносителя является самым простым и при этом эффективным. Схема проста в реализации, но ее недостатком является неравномерность прогрева помещения. Дело в том, что теплоноситель по мере движения остывает и к последнему отопительному прибору подается со значительно меньшей температурой, чем к первому.
Исправить положение можно добавив байпасную (обводную) линию меньшего диаметра и установив на каждом отопительном приборе регулировочный кран. Такую систему часто называют «ленинградкой».
Видео обзор — виды, типы радиаторного отопления дома
Заключение
В итоге можно сказать, что однотрубная система отопления при всех ее достоинствах совершенно не подходит для больших и многоэтажных домов. К тому же, несмотря на простоту и низкую стоимость, такая система вызывает немало проблем и требует внимательного подхода при обустройстве.
Отопление частного дома — все схемы отопительных систем
Схемой отопления называют графический документ, на котором с помощью условных обозначений представлены все элементы системы отопления, а также связи между ними. Выбор схемы означает выбор способа подключения отопительных приборов, их расположение, а также выбор направления движения теплоносителя.
В небольшом частном доме схему отопления можно разработать самостоятельно. Для этого нужно знать, что любая отопительная система является замкнутой. В примитивном виде она может быть представлена в виде кольца из труб, по которому горячая вода (теплоноситель) движется от котла, поступает в отопительные приборы, задерживается в них некоторое время, отдавая при этом запасы тепловой энергии окружающей среде, а затем вновь поступает в котел. Затем цикл повторяется.
При этом говорят, что вода, называемая также теплоносителем, циркулирует по контуру отопительной системы, в который входят следующие составные части:
- Котел
- Радиаторы (батареи)
- Соединительные трубы
- Расширительный бачок
- Вентили и задвижки
- Циркуляционный насос (только для систем с принудительной циркуляцией теплоносителя)
Движение теплоносителя в контуре отопления может быть:
- Самотечным, происходящим за счет естественной конвекции. В этом случае говорят о самотечной системе отопления и о естественной циркуляции теплоносителя
- Принудительным, происходящим за счет работы циркуляционного насоса. В этом случае говорят об отопительной системе с принудительной циркуляцией теплоносителя
Плюсы и минусы самотечной схемы отопления
В самотечной системе отопления нагретая в котле вода устремляется вверх, а затем поступает в отопительные приборы, проходит через них, отдавая тепло, и стекает в обратный трубопровод, по которому направляется вновь в котел. Движение воды обеспечено также небольшим уклоном подающего и обратного трубопровода, а также использование труб разного диаметра, большего для обратки и меньшего для подачи горячей воды.
Для справки: обратка или обратный трубопровод, по которому остывший теплоноситель поступает в котел. Подача-это трубопровод, по которому горячая вода выходит из котла.
Отличительной особенностью самотечной системы отопления является наличие открытого, сообщающегося с атмосферой, расширительного бака, установленного в самой верхней части трубопровода. Он предназначен для сбора части теплоносителя при его нагреве, неизбежно сопровождающемся увеличением объема жидкости. С помощью расширительного бака, наполненного водой, в контуре отопления создается гидравлический напор, необходимый для движения жидкости.
При остывании теплоносителя его объем уменьшается. При этом часть жидкости из расширительного бака вновь поступает в систему, обеспечивая целостность и непрерывность циркулирующего потока теплоносителя.
Среди достоинств самотечной системы отопления следует выделить:
- Равномерное распределение тепла
- Устойчивость работы
- Независимость от электрической сети
- Увы, недостатков у такой системы на много больше, чем достоинств:
- Сложность проведения монтажа: необходимо соблюдать угол наклона трубопроводов
- Большая протяженность трубопровода и необходимость использования труб различного диаметра
- Высокая инерционность системы, что снижает возможность управления процессом отопления
- Необходимость нагрева теплоносителя до высоких температур, что препятствует использованию современных материалов
- Большой внутренний объем системы
- Невозможность подключения систем «теплого пола»
Принудительное движение теплоносителя в доме
В частном доме можно также использовать схемы отопления с принудительным движением теплоносителя, создаваемым циркуляционным насосом, подключенным к электрической сети. Для ее реализации можно использовать любые трубы, в том числе и полипропиленовые, а также любой способ подключения отопительных приборов.
В системах с принудительным движением теплоносителя применяется закрытый расширительный бак, который может монтироваться в любом месте, но в большинстве случаев устанавливается в непосредственной близости к котлу. Такие системы отопления частного дома также называют закрытыми, в отличие от систем с естественным движением теплоносителя, называемых открытыми.
Следует обратить внимание на то, что схема подключения радиаторов в закрытых системах может быть любой.
Схемы подключения радиаторов в частном доме
Двухтрубная вертикальная схема
Этот принцип подключения отопительных приборов чаще всего используется в многоэтажных домах. Горячая вода подается по вертикальной трубе вверх (по стояку), проходит через радиаторы, а затем стекает вниз. Схема применима в системах с принудительной и с естественной циркуляцией теплоносителя, но более эффективна при наличии циркуляционного насоса.
Ее несомненным достоинством является возможность раздельного регулирования нагрева отопительных приборов. Для этого на подающей трубе устанавливается регулировочный кран, позволяющий менять расход теплоносителя. Запорная аппаратура на обратной трубе не устанавливается.
Недостатком такой разводки является двойной расход труб для подачи и для обратки.
Для одноэтажных частных домов более приемлемы двухтрубные горизонтальные схемы.
Коллекторная схема отопления
В ней теплоноситель распределяется по радиаторам через коллектор, что обеспечивает равномерный прогрев помещений, а также позволяет отапливать дома практически любой конфигурации и площади. Коллекторная схема также позволяет регулировать степень нагрева отопительных приборов, меняя расход теплоносителя и скорость его движения с помощью запорной аппаратуры.
Однотрубная схема отопления
Этот способ разводки теплоносителя является самым простым и при этом эффективным. Схема проста в реализации, но ее недостатком является неравномерность прогрева помещения. Дело в том, что теплоноситель по мере движения остывает и к последнему отопительному прибору подается со значительно меньшей температурой, чем к первому.
Исправить положение можно добавив байпасную (обводную) линию меньшего диаметра и установив на каждом отопительном приборе регулировочный кран. Такую систему часто называют «ленинградкой».
Видео обзор — виды, типы радиаторного отопления дома
виды, схемы отопления, монтаж отопления
Отапливать дом можно используя различные системы отопления, однако чаще всего делают выбор в пользу водяной системы отопления. Водяное отопление — это традиционная система отопления как для городских, так и для загородных домов. Система водяного отопления надежна, эффективна, проста в монтаже и обслуживании. Простота системы водяного отопления позволяет обслуживать систему своими руками, а в большинстве случаев смонтировать систему водяного отопления дома также можно самостоятельно.
Принцип устройства системы водяного отопления дома
Система водяного отопления дома состоит из котла, радиаторов отопления (системы водяных теплых полов), расширительного бака, циркуляционного насоса и группы безопасности, все элементы системы отопления соединены между собой трубами. В качестве теплоносителя может использоваться вода или антифриз. Применяя антифриз можно не бояться размораживания системы при ее отключении в зимний период.
Рис.1. Принципиальная схема системы водяного отопления дома. Водяная система отопления состоит из котла, расширительного бака, насоса и радиаторов отопления.
Котел отопления – основа любой системы водяного отопления дома. В системе водяного отопления могут применяться котлы на любом виде топлива. Котлы отопления по виду используемого топлива могут быть газовые (на природном и сжиженном газе), твердотопливные (дрова, пеллеты), на жидком топливе (дизельное топливо), электрические. Выбор типа котла зависит от доступности, бесперебойности поставки и стоимости топлива.
Циркуляционный насос предназначен для прокачки теплоносителя через систему отопления.
Группа безопасности состоит из воздухоотводчика, манометра и аварийного клапана. Воздухоотводчик удаляет воздух из системы отопления. Манометр необходим для контроля давления в системе. Аварийный клапан сбрасывает часть теплоносителя при превышении допустимого давления в системе, тем самым предохраняя систему отопления от возможных разрывов.
Трубы в системе водяного отопления дома могут применяться любых видов, т.к. температура в системе отопления частного дома не превышает 90 градусов. Наибольшее распространение получили полипропиленовые трубы. Они надежны в местах соединения и просты в монтаже.
Расширительный бак в системе отопления необходим для компенсации увеличения объема теплоносителя в системе при нагревании. В зависимости от типа системы отопления расширительные баки бывают открытого и закрытого типа.
Виды систем водяного отопления дома
Система водяного отопления может быть двух видов: открытая (гравитационная) и закрытая.
В открытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется естественным образом за счет разности плотности горячей и холодной воды. Вода, нагретая котлом (имеет меньшую плотность), по стояку поднимается вверх в то время как остывшая (имеет большую плотность) опускается вниз, т.е. циркуляция происходит под действием силы тяжести, отсюда и название гравитационная. Также система отопления получила название открытой, т.к. в ней применяется расширительный бак открытого типа, и система сообщается с атмосферой.
Рис.2. Система отопления открытого типа. Для системы этого вида принципиальным требованием является уклон труб и применение расширительного бака открытого типа.
Открытая система отопления может работать без циркуляционного насоса, поэтому она энергонезависима, т.е. при отключении электроэнергии циркуляция не прекратится, и система отопления будет работать.
Открытая система отопления обладает рядом недостатков. Она довольно громоздкая и сложная в монтаже, т.к. все трубы должны быть смонтированы с определенным уклоном, а расширительный бак должен быть установлен в высшей точке системы, при этом в теплом помещении, что не в каждом доме возможно. При эксплуатации открытой системы отопления требуется постоянный контроль уровня теплоносителя, т.к. он интенсивно испаряется из открытого расширительного бака. Поэтому выбирать открытую схему системы отопления следует в том случае если есть проблемы с подачей электроэнергии, в противном случае целесообразно выбрать систему отопления закрытого типа, т.к. она не имеет недостатков открытой схемы.
В закрытой системе отопления циркуляция теплоносителя осуществляется циркуляционным насосом, а расширительный бак применяется закрытого типа, что и дало название системе.
Рис.3. Система отопления закрытого типа. В системе отопления закрытого типа отсутствуют ограничения по монтажу элементов. Этот вид системы отопления компактный и простой в монтаже.
Ограничения по месту установки расширительного бака и расположению труб в закрытой системе отсутствуют, поэтому закрытая система получается более компактной и простой в монтаже. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет скрыто расположить трубы системы отопления, а также в качестве обогревателей использовать не только радиаторы отопления, но и водяные теплые полы. Благодаря чему закрытая система водяного отопления получила наибольшее распространение.
Схемы системы отопления дома
Схема системы отопления определяется способом соединения нагревательных приборов. Различают три схемы системы отопления: однотрубная, двухтрубная и лучевая.
Однотрубная схема системы отопления представляет собой последовательное соединение радиаторов отопления. Особенность схемы в том, что все радиаторы (вход и выход радиатора) подключаются к одной трубе.
Рис.4. В однотрубной схеме отопления все радиаторы подключаются последовательно. Такой подход приводит к тому, что каждый следующий радиатор работает хуже предыдущего. Для устранения этого недостатка необходима балансировка системы отопления.
Достоинство такой схемы системы отопления простота монтажа и низкий расход труб при монтаже. Недостаток – сложность регулировки (балансировки). По мере движения теплоносителя по системе он отдает свое тепло радиаторам отопления, таким образом последнему радиатору тепла достается меньше всего. Поэтому систему необходимо балансировать. Сделать это можно с помощью установки на каждый радиатор специальной запорной арматуры (термоголовок, регуляторы расхода), либо сделать предварительный расчет системы и использовать трубы различного сечения для выравнивания расхода теплоносителя.
Двухтрубная схема система отопления представляет собой систему, в которой горячий теплоноситель подается по одной трубе, а отдав свое тепло радиатору отводится по другой. Таким образом получается, что радиаторы отопления подключены параллельно.
Рис.5. В двухтрубной схеме системы отопления все радиаторы подключены параллельно. Таким образом тепло между радиаторами распространяется равномерно, а система легко балансируется.
Параллельное подключение радиаторов отопления значительно упрощает балансировку системы (регулировку) и позволяет достаточно точно задавать температуру в помещении. Например, в нежилых помещениях можно поддерживать минимальную температуру, а в жилых оптимальную, это позволит сэкономить на отоплении. Недостаток – расход труб для отопления будет в 2 раза больше, чем при однотрубной разводке.
Лучевая схема системы отопления подразумевает подключение каждого отопительного прибора индивидуально. В этой схеме применяется коллектор, который распределяет теплоноситель по радиаторам отопления. Только по этой схеме можно установить водяные теплые полы.
Рис.6. Лучевая схема системы отопления. В этой схеме все радиаторы подключаются индивидуально через коллектор. В коллекторе устанавливается регулирующая арматура, которая позволяет выполнять точную настройку каждого радиатора.
С точки зрения простоты управления системой отопления это схема не имеет конкурентов. Работой каждого отопительного элемента можно управлять индивидуально, и это не скажется на работу остальных отопительных приборов. Такой подход приведет к значительному снижению затрат на отопление. Недостатком является высокий расход труб, необходимость монтажа коллектора.
Система отопления и горячая вода в доме
Горячую воду в доме можно обеспечить двумя способами: установить электрический накопительный водонагреватель или использовать котел отопления для создания горячего водоснабжения. Существует два варианта создания горячей воды по средствам котла: установить двухконтурный котел или бойлер косвенного нагрева.
Существует много моделей котлов, имеющих два контура нагрева один для отопления другой для горячего водоснабжения. Таким образом система горячего водоснабжения подключается к котлу и при включении воды котел начинает работать как колонка. Такой способ хорош если одновременно будут работать не более двух точек водоразбора, с большим количеством котел не справится.
Рис.7. Схема работы бойлера косвенного нагрева. Вода из системы отопления направляется в змеевик бойлера. Проходя по змеевику вода в бойлере нарывается и подается в систему горячего водоснабжения.
Решение данной проблемы — это установка бойлера косвенного нагрева. Бойлер косвенного нагрева представляет собой бочку, в которой установлен змеевик. Горячая вода из системы отопления проходя по змеевику нагревает воду в бойлере. Нагретая вода может подаваться на любое число точек водоразбора.
Монтаж водяного отопления дома
Монтаж системы водяного отопления начинают с подбора всех элементов системы. Правильный выбор компонентов системы обеспечит ее комфортную эксплуатацию и легкий монтаж.
Основной элемент системы отопления это котел. Вне зависимости от типа используемого топлива основной характеристикой котла является мощность. Если высота потолков в вашем доме не превышает 3 м, то для расчета мощности котла можно использовать соотношение 1кВт вырабатываемой котлом мощности необходимо для отопления 10 кв.м. площади дома.
Выбирая котел отопления следует сразу позаботится о горячем водоснабжении дома. Если число проживающих в доме 1-2 человека, то целесообразно выбирать двухконтурный котел, который обеспечит и горячую воду, и отопление. Если у вас большая семья, то целесообразнее выбрать одноконтурный котел и установить бойлер косвенного нагрева. Бойлер следует выбирать из расчета, что на 5 человек требуется объем бойлера примерно 100 — 120 литров.
Котлы отопления могут быть с открытой и закрытой камерой сгорания. Для установки первого типа необходимо иметь дымоход и помещение отведенное под котельную, в которой будет обеспечена вентиляция. Котлы второго типа снабжаются воздухом и выводят отработанные газы, через коаксиальный дымоход, который монтируется в стене рядом с котлом. Котлы с закрытой камерой сгорания установить значительно проще.
Рис.8. Схема установки котла с закрытой камерой сгорания и коаксиальным дымоходом. Достоинство котла этого типа: простота установки, котел не потребляет кислород из помещения, не требует строительства дымохода и системы вентиляции.
Некоторые модели котлов отопления могут быть снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что значительно упрощает монтаж системы водяного отопления. Если котел не имеет этих элементов, то выбрать их можно следующим образом. Объем расширительного бака должен быть примерно 10% от объема системы отопления. Основная характеристика циркуляционного насоса — это напор. Приближенно напор насоса можно вычислить как 5% от мощности котла.
Рис.9. Схема котла отопления. Современные котлы уже снабжены расширительным баком и циркуляционным насосом, что упрощает монтаж системы водяного отопления.
В системе водяного отопления дома могут применяться любые виды радиаторов отопления. Приближенный расчет мощности радиатора вычисляется на основе соотношения 100Вт тепловой мощности радиатора необходимо для отопления 1 кв.м. помещения. Рассчитывая мощность радиаторов необходимо учитывать, что максимальная производительность достигается при одностороннем подключении, а минимальная при нижнем.
Рис.10. Виды подключения радиаторов отопления и влияние на отдаваемую мощность радиатора.
Все радиаторы отопления должны быть снабжены воздухоотводчиками. Для простоты балансировки системы и для возможности регулировки температуры в помещении радиаторы необходимо укомплектовать терморегуляционными кранами или термоголовками (термостатами).
Рис.11. Радиатор отопления должен комплектоваться воздухоотводчиком и термоголовкой. Также необходимо устанавливать краны для возможности демонтажа радиатора для его замены.
Монтаж системы отопления начинают с установки котла отопления и радиаторов отопления. После чего все элементы системы соединяют между собой трубами.
Для индивидуальных систем водяного отопления удобно применять полипропиленовые трубы, хотя можно использовать и любые другие. В отличие от стальных труб полипропиленовые просты в монтаже, а для их сварки необходим сварочный аппарат для полипропиленовых труб, он имеет небольшую стоимость и им очень просто работать даже не специалисту. Полипропиленовые трубы также выигрывают перед металлопластиковыми, т.к. последние имеют соединительные элементы, которые со временем могут начать подтекать.
При монтаже системы водяного отопления следует предусмотреть отвод для заполнения и слива системы. Этот отвод должен быть расположен в нижней точке системы. Также в верхней точке необходимо установить воздухоотводчик. Вместо воздухоотводчика может быть установлена группа безопасности. Она устанавливается в верхней точке подающей трубы системы отопления.
Рис.12. Для удобства обслуживания и безопасности использования системы водяного отопления необходимо предусмотреть отвод для слива/наполнения в нижней точке системы, и смонтировать группу безопасности в верхней точке системы.
Соединяя элементы системы отопления следует позаботится о том, что некоторые элементы могут сломаться раньше времени и потребуется их замена. Поэтому все приборы (котел, насос, расширительный бак, бойлер и пр.) системы отопления должны устанавливаться через кран и разъемное соединение (американка). Таким образом их можно будет демонтировать и заменить, не сливая систему отопления.
Рассмотренные варианты реализации системы водяного отопления в частном доме позволят вам правильно подобрать все элементы и с монтировать систему. В том случае если вы затрудняетесь все сделать самостоятельно, то полученные знания позволят проконтролировать нанятых работников.
Схема отопления: проектирование системы отопления дома
Схема отопления – это совокупность технических решений, на основе которых строится проект подключения к тепловым сетям или автономным системам, а также прокладка коммуникаций для движения теплоносителя.
Виды схем отопления
Система отопления может быть построена по нескольким схемам с различными типами присоединения оборудования, список которых представлен ниже. Обратите внимание на то, что описание и виды схем представлены как переход от общего случая к частному:
- Открытые или закрытые системы отопления;
- С естественной циркуляцией теплоносителя или принудительной;
- Проект системы с нижней и верхней разводкой;
- Схема подключения радиаторов отопления к одной или двум магистралям;
- Прямое или обратное движение теплоносителя в радиаторе.
Отдельно рассматривается пример лучевого подключения к тепловым сетям. Его принципиальная схема присоединения состоит из нескольких независимых контуров, монтаж которых произведен на основе всех перечисленных выше видов построения схемы циркуляции теплоносителя.
Системы закрытые или открытые
Закрытая – это такая система отопления, в которой теплоноситель не контактирует ни с атмосферой, ни с магистралью, проложенной от внешней котельной. Пример такого присоединения – монтаж двухконтурного теплового пункта, оборудованного герметичным мембранным расширительным баком.
Преимущество – закрытый проект присоединения в качестве теплоносителя может использовать незамерзающие жидкости, которые попутно снижают степень активности коррозионных процессов в магистралях, а в случае применения обычной котельной воды – позволяет принять дополнительные меры по ее подготовке (обессоливанию) и очистке.
В открытой системе расширительный бак негерметичный, он устанавливается в самой её верхней точке и обеспечивает естественное распределение давления в зависимости от высоты водяного столба. Также открытая схема используется для прямого присоединения к магистрали поставщика тепловой энергии.
Пример естественной и принудительной циркуляции
В малоэтажном домостроении (максимум до трех этажей) обычно используются системы отопления с естественной циркуляцией, использующие эффект тепловой конвекции – подъем разогретого теплоносителя вверх и опускание вниз остывшего. В закрытых системах с естественной циркуляцией расширительный бак ставят внизу, у котла. Это делается для того, чтобы его упругая мембрана не нарушала баланс давления, уровень которого внизу должен быть больше.
Достоинством системы, в которой теплоноситель движется под действием сил тепловой конвекции, является ее относительная простота – в ней отсутствует насос, который требует дополнительного технического обслуживания. Недостатком присоединения – большая зависимость от технического состояния, ведь при наличии воздуха в магистралях и грязевых отложений в радиаторах циркуляция замедляется.
Пример использования принудительной циркуляции:
- Высота отапливаемого дома превышает три этажа;
- Источник тепла невозможно опустить максимально низко. Например, при использовании для отопления частного дома газового котла, размещение которого в подполье недопустимо по нормам технической безопасности;
- При использовании системы с одной трубой и нижним розливом теплоносителя.
Мощность циркуляционного насоса, используемого в открытой системе, не должна быть очень большой. Иначе, если рабочее давление насоса значительно превышает естественное атмосферное, может произойти выдавливание теплоносителя через переливную магистраль расширительного бака.
Виды разводки: нижняя и верхняя
Теплоноситель из котла может быть подан в отдающую тепло (исполнительную) магистраль системы как сверху, так и снизу. Если разводка верхняя, то горячая вода подается по одному центральному стояку наверх и заполняет расширительный бак (в случае закрытой системы может использоваться герметичный бак-уловитель воздуха со стравливающим клапаном). И уже из бака исполнительная магистраль получает теплоноситель, а от стояков выполняются подключения радиаторов.
Достоинством такой системы является то, что движению теплоносителя помогают естественные факторы – гравитация и тепловая конвекция. Благодаря этому можно использовать циркуляционные насосы небольшой мощности. Проектирование должно учесть и недостатки – необходимость принятия дополнительных мер по утеплению расширительного бака и центрального стояка.
При нижней разводке исполнительная магистраль получает теплоноситель снизу, что экономит тепловую энергию. Но при этом естественной тепловой конвекции препятствует гидродинамическое сопротивление радиаторов, а разливу горячей воды по ним – гравитация. Поэтому проект должен учесть подключения насосов большей мощности для прокачки теплоносителя, особенно когда исполнительная магистраль поднимается на несколько ярусов. Естественная циркуляция теплоносителя при такой схеме построения системы отопления возможна только в одноэтажных домах. Есть и еще одни недостаток, особенно характерный для многоэтажных домов, радиаторы в которых подключены к одной подающей магистрали. В этом случае исполнительная магистраль оканчивается наверху, где скапливается отработанный (остывший) теплоноситель, что противоречит законам термодинамики и как бы переворачивает всю систему с ног на голову.
Подключение к одной или двум магистралям
Монтаж системы, где исполнительная магистраль играет роль подающей (прямая) и сборной (обратка) одновременно, значительно проще, здесь существенно экономятся материалы, легче рассчитать проект. Однако в этом случае радиаторы подключаются к ней последовательно – вход и выход к одной трубе.
При схеме последовательного монтажа первыми начинают прогреваться те радиаторы, которые ближе к выходному патрубку котла. Последние в схеме присоединения теплообменники получают остывший теплоноситель, что уменьшает их КПД.
Также наблюдается неравномерность прогрева радиаторов, что можно устранить лишь с помощью скрупулезных манипуляций по регулировке количества поступающего в них теплоносителя. В многоэтажных домах, исполнительная магистраль которых имеет верхнюю разводку, этот эффект не так заметен по той причине, что движению теплоносителя по стояку помогает гравитация.
Двухтрубная система позволяет подключить радиаторы параллельно друг другу, поскольку их выходные патрубки соединены со сборной магистралью, которая параллельна подающей (прямой). Они прогреваются одновременно, а их регулировка упрощается. Однако дополнительная исполнительная магистраль – это дорогостоящая прокладка через межэтажные перекрытия, сложность работ, эстетический диссонанс в интерьерах помещений, поэтому используется редко.
Совет! Регулировку системы отопления проще производить шаровыми кранами. Установка дроссельных шайб, изменяющих диаметр трубы, не только не обеспечивает точности в этом процессе, но и требует разборки магистралей.
Движение теплоносителя в радиаторе
Если входной и выходной патрубки радиатора расположены на одной стороне, то теплоноситель при движении по нему делает петлю, изменяя направление. Преимуществом такой схемы подключения является более полная теплоотдача. Недостатком – замедление скорости движения горячей воды, в результате чего из нее выделяется (сепарируется) воздушная смесь, и большее гидродинамическое сопротивление системы.
При расположении патрубков на разных сторонах радиатора происходит сквозной пролив теплоносителя через него. Попутная схема подключения имеет как преимущества, так и недостатки. Например, радиатор может не успеть воспринять все тепло, КПД системы снижается. Однако при этом она имеет меньшее гидродинамическое сопротивление, а ее регулировка упрощается.
Совет! Устанавливайте регулировочный кран на выходном патрубке радиатора с прямым движением теплоносителя. Это предотвратит его частичное осушение.
Лучевая разводка
h3_2В комбинированной схеме системы отопления, где к общей прямой и подающей магистрали производится подключение нескольких независимых друг от друга контуров, обеспечивающих обогрев отдельно взятых квартир или других помещений, используется лучевая разводка. Это позволяет осуществлять индивидуальный учет энергопотребления и его регулирование.
Она основана на использовании коллекторов, откуда производится раздача теплоносителя. Коллекторы комбинированной системы располагаются на межэтажных тепловых пунктах, как и электрические распределительные щиты. Общая магистраль может быть как с верхней, так и нижней разводкой, а общедомовой тепловой пункт – двухконтурным (независимым) или подключенным напрямую к магистрали поставщика тепловой энергии.
Принципиальная схема независимых отопительных контуров строится по тем же принципам, которые описывались выше. Пример монтажа: одно- или двухтрубная система с верхней или нижней разводкой, с попутной или тупиковой циркуляцией теплоносителя в радиаторе. Хозяин квартиры с лучевой разводкой имеет право установить теплообменник и дополнительный квартирный бойлер-подогреватель, если считает, что это ему выгоднее.
схемы и нюансы организации автономного отопления
Сооружение автономной системы теплоснабжения — технически и технологически сложный процесс, к выполнению которого нужно подходить со всей ответственностью. Для того чтобы устроить безупречно работающий контур, необходимо учитывать множество факторов. При этом необходимо блюсти строительные нормативы и требования.
Мы расскажем, как, в каком порядке и по каким правилам должно быть организовано отопление коттеджа. В представленной нами статье описаны шаги проектирования системы и реализации проекта. Даны рекомендации по проведению расчетов, подбору оборудования, введению системы в эксплуатацию.
Содержание статьи:
Требования к системе отопления
Независимо от того, модернизируется ли старая система или она проектируется «с нуля» в только что построенном доме, первое, с чего нужно начать, — это ознакомление с нормативной документацией. В ней подробно расписано, каким образом оборудование вводится в эксплуатацию, и описываются тонкости и особенности его дальнейшего использования.
Потратив на это некоторое время, можно быть уверенным, что система отопления прослужит далеко не один год. Из года в год требования корректируются и обновляются. Но существуют некоторые принципы, которые должен знать каждый владелец коттеджа. Первое, что нужно обеспечить при монтаже системы отопления, — это взрыво- и пожаробезопасность.
Для безопасной эксплуатации в процессе установки нужно позаботиться о свободном доступе к оборудованию для его чистки и регулярных проверок
В список правил, которые помогут сделать частный дом не только уютным, но и безопасным для проживания, следует включить следующие аспекты:
- Температура открытых элементов системы отопления не должна быть выше рекомендованной производителем.
- Оборудование и все приборы следует правильно изолировать. Это позволит избежать ожогов, исключить образование влаги и уменьшить тепловые потери. К тому же горячие элементы могут стать причиной воспламенения пыли, газа или аэрозоля в комнате.
- При использовании теплоносителя температура последнего должна быть ниже температуры его испарения или самовоспламенения на 20 градусов Цельсия. Например, если в системе используется вода, то нужно предотвращать ее закипание. Отличным решением будет поднятие давления.
Также к системе отопления предъявляются эксплуатационные требования. Ведь любое оборудование должны быть максимально прочным, долговечным, простым в управлении, бесшумным и удобным для ремонта.
Лучше заказывать оборудование у проверенных производителей. Такие компании выпускают действительно качественную продукцию, так как отвечают за нее своим именем
Выбрав котел, радиаторы и трубы, максимально соответствующие перечисленным критериям, можно избавить себя от множества проблем.
Основные этапы монтажа
Когда планируется обустройство системы отопления в совершенно новом доме, то лучшим решением будет продумать все нюансы еще на этапе проектирования.
Подготовка к составлению проекта
Грамотно составленная схема и проведенные специалистом расчеты позволят еще «в зародыше» решить множество проблем. Например, такой подход позволит узнать, нужно ли выделять отдельную комнату для котельной.
До начала отделочных работ рекомендуется позаботиться о том, где и каким образом будут спрятаны трубы. Лучшим выходом является перед проведением стяжки пола.
Специалисты рекомендуют приступать к проектированию и выбору оборудования только после того, как будет закрыт тепловой контур дома. То есть заниматься этим нужно после того, как были установлены двери, окна и покрыта крыша.
Чтобы максимально упростить процесс монтажа системы отопления коттеджа, работа разбивается на несколько основных этапов:
- выбор типа системы отопления;
- проектирование и проведение расчетных работ;
- заказ оборудования;
- обустройство котельной;
- установка радиаторов;
- проведение пусконаладочных работ.
Каждый из перечисленных выше шагов имеет свои особенности. Зная все тонкости в этой сфере, любой новичок справится с монтажом на высшем уровне, а оборудование уверенно прослужит далеко не один год.
Особое внимание стоит уделить сезону. Лучше заниматься монтажом системы отопления в теплое время года. Ведь холод негативно скажется на качестве строительных материалов. К тому же нужно рассчитать все таким образом, чтобы встретить суровую зиму в тепле и уюте
Выбор типа теплоносителя
Производители предлагают широкий ассортимент отопительного оборудования. С одной стороны, это позволяет выбрать все необходимое для реализации самой сложной и незамысловатой системы.
Но из-за такого большого модельного ряда у любого неподготовленного покупателя, несомненно, появится масса проблем. Поэтому перед походом в магазин следует максимально подробно разобраться с этим вопросом.
Существует несколько типов систем отопления. Так, в зависимости от теплоносителя она бывает:
Воздушное оборудование, как уже понятно из названия, для передачи тепла использует воздух. Он забирается снаружи здания, нагревается и подается непосредственно в нужную зону. Основной плюс такой системы заключается в ее безопасности.
Ее минусы — это низкая теплоотдача, высокая себестоимость, а чтобы осуществить монтаж, придется сильно углубиться в техническую литературу.
Наиболее простой в эксплуатации системой отопления является водяная. В качестве в этом оборудовании используются вода, антифриз или их смесь в определенной пропорции. Но за простоту придется платить (в прямом смысле). Ведь для движения жидкости потребуется смонтировать трубопровод, поставить радиаторы и агрегат для ее нагрева.
Пар играет главную роль при обустройстве парового отопления, но потребуется соорудить паропроводы и поставить трубы для сбора конденсата. А при использовании отопительной печи горячие газы передают тепло в комнату сквозь ее стенки, проходя по каналам.
Что касается жидкостных систем, то на сегодняшний день они пользуются наибольшей популярностью. Это обуславливается простотой их монтажа и высокой эффективностью. Такое оборудование делится на одно- и двухконтурное
Один из вариантов — , т.е. система без теплоносителя. Чтобы получить тепло понадобится электричество, а передается оно через твердую среду. Используются автономные инфракрасные или масляные батареи, электрические конвекторы, электрокамины или специальные вентиляторы.
Но за простоту придется платить (в прямом смысле). Ведь такое оборудование использует большое количество электроэнергии. А его производительность довольно низкая, что делает его выгодным решением только для редкого использования в маленьких загородных домиках.
Какое количества контуров обустроить?
Основное отличие заключается в том, что он нагревает воду и для обогрева помещения, и для системы ГВС. С одной стороны, это выгодно, так как покупка и обслуживание такого оборудования обойдется дешевле, нежели приобретение одноконтурных приборов и отдельное обустройство системы горячего водоснабжения.
Следует понимать, что для обеспечения постоянной температуры горячей воды предстоит постоянно затрачивать энергию или устанавливать дополнительное оборудование для экономии
А также при двухконтурной котле предстоит еще выбрать тип нагревателя между проточным и накопительным. Учитывая, что первый вариант удобен для семьи из 2-3 человек, а второй позволит экономить топливо, но потребуется место дополнительному резервуару для хранения горячей воды.
Что касается одноконтурной системы, то на сегодняшний день — это лучшее решение для многих коттеджей. Она быстрее собирается и комплектующих потребуется меньше.
Тип топлива для котла
Котлы для систем отопления делятся на категории в зависимости от используемого ими вида источника энергии. Существует газовое, твердотопливное и , а также приборы, работающие на электричестве. Перед тем как сделать окончательный выбор, рекомендуется оценить, какой вид будет наиболее выгодным.
Также стоит обратить внимание на то, пролегает ли недалеко от дома сетевой газопровод, насколько доступно в регионе твердое и жидкое топливо и есть ли проблемы со стабильностью подачи электричества.
При установке оборудования, использующего в качестве источника энергии твердое или жидкое топливо, необходимо разобраться с тем, где будет храниться уголь, дрова и прочие запасы
Наиболее выгодным решением будет монтаж котла, работающего на газу. Но его установка потребует некоторых финансовых вложений и времени. Ведь придется получить соответствующее разрешение. А еще возникнет проблема в выделении места под хранение запасов топлива, если будет или вместо сетевого газа будет использоваться сжиженный в баллонах аналог.
Проектировочные и расчетные работы
После того как был решен вопрос, связанный с видом системы отопления, можно приступать к разработке проекта. Если коттедж имеет достаточно скромные габариты, то сделать все расчеты и составить схему удастся самому.
Но лучшим решением будет доверить эту работу опытному теплотехнику. Профессионал сделает все расчеты правильно, что позволит избежать множества проблем, которые могут возникнуть на этапе монтажа.
При разработке в документе следует указать:
- место монтажа радиаторов;
- способ устранения продуктов сгорания, если таковые присутствуют;
- место, где будет установлен котел;
- подробный план разводки трубопроводов, где точно указывается месторасположение фитингов, кранов и прочих элементов.
Заказывать проектировочные и расчетные работы рекомендуется только у проверенных компаний, имеющих разрешение на предоставление такого рода услуг. Нередко этим занимаются организации, которые работают в сфере монтажа систем отопления или продаже нужного для этого оборудования.
Один раз потратившись, можно сэкономить не один день, который понадобится для изучения всей необходимой технической документации, и далеко не одну сотню долларов, которую придется заплатить в будущем за допущенные на этапе проектирования ошибки
Все расчеты можно сделать самостоятельно. Для этого предстоит разобраться с чертежами, схемами и подробным описанием в справочной литературе. Потребуется поближе познакомиться с информацией о характеристиках теплового генератора, типе разводки, общей конфигурации сети, месте расположении и спецификации оборудования и прочем.
Покупка необходимого оборудования
Когда был выбран тип котла, следует определиться с его мощностью, учитывая, что производительность оборудования для двухконтурной системы должна быть большей, так как в этом случае тепловые потери будут значительно выше.
Правильно означает, что температура в камере сгорания не будет превышать 90 градусов Цельсия. Соблюдая это правило, оборудование прослужит намного дольше. Например, для коттеджа, площадь которого составляет 100 м2, лучшим решением будет оборудование мощностью до 15 кВт.
Следующее, что понадобится для монтажа системы отопления — это передающие тепло приборы. Чтобы правильно , необходимо определиться с количеством этих элементов и числом секций. Их характеристики полностью зависят от размеров жилых комнат. Что касается материала, то специалисты рекомендуют остановиться на чугунных изделиях или биметаллических моделях.
Последняя деталь, которой нужно уделить внимание в магазине, — это трубы. Предпочтительнее . Они отличаются простотой пайки и небольшим весом, что позволяет заняться монтажом самому, без привлечения специалистов.
Не покупайте большое количество труб и фитингов. Следуйте разработанной ранее схеме отопительной системы
Обустройство котельной в доме
После того как было заказано и доставлено на объект все необходимое оборудование, можно приступать к монтажу системы отопления. Занимаясь установкой важно четко следовать проектной документации, что позволит избежать проблем и незапланированных финансовых трат.
Монтаж отопительного устройства выполняется так, как это указано в прилагаемом производителем руководстве.
При отсутствии инструкции изготовителя следует придерживаться следующих базовых правил:
- спереди котла должен быть минимум 1 м свободного пространства, а сзади и по бокам — около 70 см;
- устройство запрещается устанавливать ближе чем на 70 см по отношению к другим приборам;
- если устанавливается два или более котла, то следует оставить между ними расстояние около 2 м.
Если было заказано настенное оборудование, то к нему предъявляются более щадящие требования. Для такого рода отопительного котла нужно только оставить место, которого будет достаточно для удобного доступа к устройству.
Начинать монтаж следует с основного элемента системы — котла. Если будет использоваться устройство малой мощности (до 60 кВт), то его можно установить прямо на кухне, в прихожей или в кладовке. Если производительность прибора превышает указанное выше число, то для котла придется выделить отдельное помещение
Дымоход и вывод продуктов сгорания
Следующим этапом монтажа системы отопления коттеджа является организация дымохода. При неправильно спроектированном дымоходе появляется риск возникновения в доме пожара или шанс отравления жильцов угарным газом.
Строить конструкцию для отвода продуктов сгорания рекомендуется из металла, кирпича или керамики. является оптимальным в большинстве случаев решением.
Керамика гармонично сочетает в себе низкую теплоотдачу и модульную конструкцию. Единственный недостаток такого дымохода — это высокая стоимость. К тому же конструкция должна иметь строго вертикальную конфигурацию.
Что касается металлических изделий, то они будут идеальным решением для жидкостных и газовых моделей оборудования. Ведь такие дымоходы устойчивы к механическому и химическому воздействию. В список достоинств также стоит включить простоту монтажа (конструкция собирается из модулей).
Главный минус металлического дымохода — это довольно большие потери тепла
Кирпичные дымоходы чаще всего используются с котлами, работающими на твердом топливе. Их главное преимущество заключается в низкой теплоотдаче, но строительством должен заниматься только квалифицированный специалист.
При проектировании дымохода важно придерживаться следующих правил:
- на конце конструкции обязательно ставят козырек. Этот элемент обеспечит защиту от влаги и посторонних предметов;
- форма дымохода должна быть круглой. В этом случае продукты сгорания топлива меньше скапливаются;
- количество поворотов дымохода не может превышать трех;
- конструкция устанавливается выше плоской крыши на полметра, а для конька этот параметр составляет 0,5-1,5 м.
Если было принято решение устанавливать внешний дымоход, то нужно придерживаться определенного стандарта. Специалисты рекомендуют выводить такую конструкцию наверх на расстояние не меньше полуметра от поверхности крыши.
Установка радиаторов в доме
Монтаж радиаторов требует соблюдения определенных правил. Прежде всего их следует установить точно горизонтально, без каких-либо перекосов. Если собирается однотрубная система отопления, то желательно выставить радиаторы на одном уровне.
Чтобы максимально уменьшить тепловые потери, крепить элементы нужно на расстоянии 8-12 см от пола и подоконника, а также 3-5 см от стены. К тому же размер радиатора должен составлять, как минимум 3/4 габаритов окна. Это позволит избежать образования конденсата.
Лучшим выбором будут латунные переходники и фитинги. Если сравнивать их с другой продукцией, предлагаемой современными производителями, то их главные особенности — это универсальность (указанный выше металл отлично взаимодействует с абсолютно любыми материалами), хорошая теплопередача и устойчивость к коррозии
На сегодняшний день используется три способа : боковой, диагональный и нижний. Первый вариант, в свою очередь, делится на односторонний и диагональный. Также иногда специалисты отдают предпочтение седельному методу.
Какой способ лучше? При монтаже системы отопления в только что построенном коттедже идеальным решением будет нижний способ подключения. Он позволяет вмонтировать трубы в пол, спрятав их под стяжкой. Это сэкономит драгоценные квадратные метры, а также сделает интерьер комнаты более гармоничным и аккуратным.
Проверка и настройка системы
После того как все отопительное оборудование подключили, следует убедиться в правильности проделанной работы. Для этого система заполняется теплоносителем, после чего нужно проследить за ней и проверить на предмет отсутствия протечек.
Затем запускается котел. Нагрев жидкости позволит окончательно убедиться в правильности сбора схемы и отсутствии каких-либо нарушений.
Если ошибка все-таки была допущена и где-то обнаружили протечку, то для этого нужно:
- слить теплоноситель;
- исправить недочет;
- провести проверку повторно.
Завершающим этапом является заделка штроб, куда были уложены трубы. Если монтаж осуществлялся на полу, то лучшим решением является стяжка. В случае когда трубопровод установлен на стене, используется шпаклевка или штукатурка. Далее, можно заниматься отделочными работами.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Отопление частного дома площадью 300 м2:
Видео #2. Отопление большого дома, к которому не подведен газопровод:
Видео #3. Тонкости обустройства отопления в частном доме, площадь которого 150 м2:
Проектирование, выбор и установка системы отопления коттеджа — это те процессы, которые требуют к себе должного внимания и ответственного отношения. Если было принято решение сделать все своими руками, то придется с головой окунуться в работу и пристально следить за всеми деталями.
Но даже когда работа была доверена профессионалам, то придется контролировать весь процесс. Помните, что только в таком случае можно организовать качественную систему отопления, которая сделает частный дом поистине теплым, уютным и, конечно же, безопасным.
Хотите рассказать о схеме отопления, которую вы предпочли для обустройства собственного дома? Располагаете полезной информацией, которой стоит поделиться с посетителями сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи.
тепла — Обогрев объекта с помощью контура
тепла — Обогрев объекта с помощью контура — Обмен электротехникиСеть обмена стеков
Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.
Посетить Stack Exchange- 0
- +0
- Авторизоваться Подписаться
Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.
Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществуКто угодно может задать вопрос
Кто угодно может ответить
Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх
Спросил
Просмотрено 7к раз
\ $ \ begingroup \ $Я хотел бы создать схему, которая может нагревать объект до очень высокой температуры, похожую на электрическую сковородку или подогреватель кофейных чашек.Какие нагревательные элементы они обычно используют и где их купить? Их должно быть довольно легко запитать от 120 В переменного тока, верно? Мне просто нужно иметь возможность включать и выключать его с микроконтроллера.
Целевая температура ~ 200 ° C
Коннор Вольф31.1k66 золотых знаков7272 серебряных знака135135 бронзовых знаков
Создан 09 фев.
PICyourMозг3,9559 золотых знаков3737 серебряных знаков5555 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 6 \ $ \ begingroup \ $Провод сопротивления — это то, что вам нужно.Это используется в (по крайней мере, более старых) заголовках пространства. Но убедитесь, что у вас есть отказоустойчивый.
Создан 09 фев.
Брайан КарлтонБрайан Карлтон13k55 золотых знаков4040 серебряных знаков6262 бронзовых знака
\ $ \ endgroup \ $ 4 \ $ \ begingroup \ $Резистор с проволочной обмоткой в металлическом корпусе представляет собой довольно хороший готовый нагревательный элемент.
Создан 09 фев.
\ $ \ endgroup \ $ 3 \ $ \ begingroup \ $Я бы порекомендовал обратить внимание на силиконовые накладки на нагреватель, которые потребляют 120 В переменного тока.Макмастер — одно место, где они есть. http://www.mcmaster.com/#silicone-heaters/=aypumy. Вы можете соединить их с термопарой и недорогим ПИД-регулятором для регулирования температуры.
Создан 10 фев.
Дэйв Дэйв3,7672121 знак серебряный знак4040 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 3 \ $ \ begingroup \ $Любой электронный предмет может рассеивать тепло.Достигаемая температура зависит от термического сопротивления окружающей среде. Обычно температура повышается линейно на определенное количество градусов на ватт. Это почти полностью определяется нагрузкой, а не элементом, который вы используете для нагрева нагрузки. Дополнительную информацию можно найти в примечаниях к приложению для радиатора.
Обратите внимание, что повышение температуры выше температуры окружающей среды. Если вам важна точная температура, вам следует запланировать какую-то систему обратной связи для измерения температуры и включения / выключения нагревательного элемента.
200С жарко! Большая часть электрических компонентов будет повреждена таким нагревом. Ищите патронные нагреватели, упомянутые в других ответах. Вы можете купить сменные нагревательные элементы электрической плиты в магазине бытовой техники. Полная электрическая нагревательная пластина в дисконтных магазинах стоит около 20 долларов. Эти резисторы с проволочной обмоткой рассчитаны на температуру до 250C: http://www.mouser.com/catalog/specsheets/rhnh.pdf
Создан 10 фев.
отметины19.1,977 золотых знаков5757 серебряных знаков9494 бронзовых знака
\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $Я видел конструкцию нагревателя, в которой в качестве резистивного нагревательного элемента использовались жирные следы печатной платы.
Создан 12 фев.
XTLXTL1,18711 золотых знаков1010 серебряных знаков1818 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 1 \ $ \ begingroup \ $Соединение Пельтье — термоэлектрическое устройство, представляющее собой разновидность электронного теплового насоса.
При вводе постоянного тока элемент Пельтье передает тепло от одной стороны к другой. Переверните DC и поменяйте сторону горячего / холодного. Только не меняйте полярность, когда он очень горячий, это вызовет нагрузку на устройство и взорвет его. Также рекомендуется контролировать устройство и соответствующим образом регулировать ток.
Один интересный факт: если вы нагреете его с одной стороны, а другую оставите прохладным, он будет генерировать ток.
Олли38744 серебряных знака1616 бронзовых знаков
Создан 09 фев.
\ $ \ endgroup \ $ 3 \ $ \ begingroup \ $Я хотел бы создать схему, которая может нагревать объект до очень высокой температуры, похожую на электрическую сковородку или подогреватель кофейных чашек.
Если это хобби-проект или другой разовый проект, почему бы вам не перепрофилировать электрическую сковородку, подогреватель кофейных чашек, утюг или …? В вашем местном благотворительном магазине есть готовые запасы таких вещей.
Создан 12 фев.
Джон ЛопесДжон Лопес68644 серебряных знака1111 бронзовых знаков
\ $ \ endgroup \ $ 1Не тот ответ, который вы ищете? Просмотрите другие вопросы с метками тепла или задайте свой вопрос.
Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScriptВаша конфиденциальность
Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.
Принимать все файлы cookie Настроить параметры
King Electric | Определение размеров цепи нагревателя
Полезные советы
Тепловентилятор или плинтус?
Место: Обогреватель плинтуса занимает больше места на стене, чем обогреватель с принудительной подачей вентилятора, что может вызвать проблемы с размещением мебели.(Например: обогреватель Pic-A-Watt® мощностью 2250 Вт будет обеспечивать столько же тепла, сколько плинтус высотой 9 футов.)
Комфорт: Нагреватель с принудительным вентилятором нагревает комнату за несколько минут, тогда как плинтус требует от 30 до 40 минут. Нагреватель с принудительной подачей воздуха также будет поддерживать более равномерную температуру, поскольку вентилятор будет циркулировать воздух по комнате. Это снижает резкость колебаний температуры / холода.
Шум: У обогревателя плинтуса нет движущихся частей, поэтому он тише, чем обогреватель с вентилятором.В небольшом обогревателе Pic-A-Watt® используется вентилятор с короткозамкнутым ротором, поэтому его почти не слышно.
КПД: Плинтус мощностью 1500 Вт потребляет столько же электроэнергии, что и тепловентилятор мощностью 1500 Вт. Разница в том, что тепловентилятор дает более равномерное тепло по всему помещению, тем самым уменьшая расслоение воздуха (горячий воздух поднимается, а не смешивается с более холодным воздухом пола). Этот процесс заставляет вас чувствовать себя прохладнее, заставляя установить термостат плинтуса на более высокую температуру, в результате чего он работает чаще, что потребляет больше электроэнергии, чем тепловентилятор того же размера.Каждый поворот термостата на 1 ° увеличивает счет за электроэнергию на 3,1%. Таким образом, плинтус, установленный на 75 ° F, будет стоить вам на 15,5% больше, чем тепловентилятор, установленный на 70 ° F.
Какой тепловентилятор выбрать?
Использование: Если обогреватель будет часто работать и использоваться в качестве основного обогрева дома, King рекомендует использовать обогреватели со стальными элементами, такие как Pic-A-Watt®. На эти элементы предоставляется пятилетняя гарантия, и они выдерживают суровые условия повседневного использования. Для дополнительного или случайного использования подойдут элементы с открытой спиралью.Если бюджетные ограничения имеют первостепенное значение, нагреватели с открытым змеевиком являются наименее дорогими.
Шум: Пропеллерный вентилятор производит больше шума, чем вентилятор с короткозамкнутым ротором. Элементы с открытым змеевиком производят больше шума, чем элементы из стальных масс (Pic-A-Watt®) из-за скорости теплообмена с воздухом. Для больших помещений два небольших обогревателя будут работать тише, чем один большой обогреватель.
Центральное отопление, прямой отопительный контур
Централизованное отопление, прямой отопительный контур
|
Несмешанный нагрев | 1 контур |
Централизованное теплоснабжение | 1 клапан |
Функции |
| ||||||||||||
Дистанционное управление энергией |
| ||||||||||||
Отопительный контур |
| ||||||||||||
Комбинация |
| ||||||||||||
Связь |
| ||||||||||||
Сообщение об ошибке |
|
Описание | Дополнительный тип продукта |
---|---|
С соединительной базой для настенной установки | DHC43-1WC |
С подключаемыми клеммными колодками для установки на панели управления | DHC43-1PC |
Описание | Тип дополнительного продукта |
---|---|
Датчик температуры наружного воздуха | AF20 |
Контактный датчик температуры WF, VFB (2) | VF20A |
Описание | Дополнительный тип продукта |
---|---|
Пульт дистанционного управления с переключателем температуры / датчиком и переключателем режимов | SDW10 |
Описание | Дополнительный тип продукта |
---|---|
Погружной датчик температуры (вместо VF20A) | VF20T |
Простое в использовании дистанционное управление с дисплеем и полным блоком программирования вместе с датчиком / переключателем температуры (вместо SDW10) | SDW20 |
Основание для контроллера Smile, для установки на панель управления в качестве защиты от прикосновения | SCS-12 |
Соединительное основание для настенной установки для обновления версии…PC | SWS-12 |
Уменьшающая крепежная рама для установки панели управления с учетом наличия выреза панели управления на контроллерах ZG52 / 53/55/82/85 или ZG215 / 215V / 252/254 | SRR |
Описание | Дополнительный тип продукта |
---|---|
Предохранительный термостат STW | STW + TR |
Схема простого индукционного нагревателя DIY
Этот замечательный небольшой проект демонстрирует принципы высокочастотной магнитной индукции и способы изготовления индукционного нагревателя.Схема очень проста в сборке и использует только несколько общих компонентов. С показанной здесь индукционной катушкой схема потребляет около 5 А от источника питания 15 В, когда наконечник отвертки нагревается. Кончик отвертки нагревается докрасна примерно за 30 секунд!
Схема управления использует метод, известный как ZVS (переключение при нулевом напряжении), для активации транзисторов, который обеспечивает эффективную передачу энергии. В схеме, которую вы видите здесь, транзисторы почти не нагреваются из-за метода ZVS.Еще одна замечательная особенность этого устройства заключается в том, что это саморезонансная система, которая автоматически работает на резонансной частоте подключенной катушки и конденсатора. Если вы хотите сэкономить время, в нашем магазине есть индукционный нагреватель. Возможно, вы все равно захотите прочитать эту статью, чтобы получить несколько полезных советов по правильной работе вашей системы.
Как работает индукционный нагрев?
Когда магнитное поле изменяется около металла или другого проводящего объекта, в материале индуцируется ток (известный как вихревой ток), который генерирует тепло.Вырабатываемое тепло пропорционально квадрату тока, умноженному на сопротивление материала. Эффекты индукции используются в трансформаторах для преобразования напряжений во всех видах приборов. Большинство трансформаторов имеют металлический сердечник, поэтому при использовании в них наведены вихревые токи. Разработчики трансформаторов используют разные методы, чтобы предотвратить это, поскольку нагрев — это пустая трата энергии. В этом проекте мы будем напрямую использовать этот эффект нагрева и постараемся максимизировать эффект нагрева, создаваемый вихревыми токами.
Если мы приложим непрерывно изменяющийся ток к катушке с проволокой, у нас будет постоянно изменяющееся магнитное поле внутри нее. На более высоких частотах индукционный эффект довольно силен и имеет тенденцию концентрироваться на поверхности нагреваемого материала из-за скин-эффекта. Типичные индукционные нагреватели используют частоты от 10 кГц до 1 МГц.
ОПАСНО: Данное устройство может создавать очень высокие температуры!
Схема
Используемая схема представляет собой тип коллекторного резонансного генератора Ройера, который имеет преимущества простоты и саморезонансной работы.Очень похожая схема используется в обычных схемах инвертора, используемых для питания люминесцентного освещения, такого как подсветка ЖК-дисплея. Они приводят в действие трансформатор с центральным ответвлением, который повышает напряжение примерно до 800 В для питания фонарей. В этой схеме самодельного индукционного нагревателя трансформатор состоит из рабочей катушки и нагреваемого объекта.
Основным недостатком этой схемы является то, что требуется катушка с отводом по центру, которую может быть немного сложнее намотать, чем обычный соленоид. Катушка с отводом по центру необходима, чтобы мы могли создать поле переменного тока из одного источника постоянного тока и всего двух транзисторов N-типа.Центр катушки подключается к положительному источнику питания, а затем каждый конец катушки попеременно подключается к земле транзисторами, так что ток будет течь вперед и назад в обоих направлениях.
Сила тока, потребляемого от источника питания, зависит от температуры и размера нагреваемого объекта.
Из этой схемы индукционного нагревателя видно, насколько он на самом деле прост. Всего несколько основных компонентов — это все, что нужно для создания рабочего индукционного нагревателя.
R1 и R2 — стандартные резисторы 240 Ом, 0,6 Вт. Значение этих резисторов будет определять, насколько быстро МОП-транзисторы могут включиться, и должно быть достаточно низким. Однако они не должны быть слишком маленькими, так как резистор будет заземлен через диод при включении противоположного транзистора.
Диоды D1 и D2 используются для разряда затворов MOSFET. Это должны быть диоды с низким прямым падением напряжения, чтобы затвор был хорошо разряжен, а полевой МОП-транзистор полностью выключился, когда другой включен.Рекомендуются диоды Шоттки, такие как 1N5819, поскольку они имеют низкое падение напряжения и высокую скорость. Номинальное напряжение диодов должно быть достаточным, чтобы выдерживать повышение напряжения в резонансном контуре. В этом проекте напряжение выросло до 70 В.
Транзисторы T1 и T2 представляют собой полевые МОП-транзисторы на 100 В, 35 А (STP30NF10). Для этого проекта они были установлены на радиаторах, но при работе с указанными здесь уровнями мощности они почти не нагревались. Эти полевые МОП-транзисторы были выбраны из-за их низкого сопротивления сток-исток и малого времени отклика.
Катушка индуктивности L2 используется как дроссель для предотвращения попадания высокочастотных колебаний в источник питания и для ограничения тока до приемлемого уровня. Значение индуктивности должно быть довольно большим (у нас было около 2 мГн), но оно также должно быть выполнено из достаточно толстого провода, чтобы пропускать весь ток питания. Если дроссель не используется или у него слишком малая индуктивность, цепь может перестать колебаться. Необходимое точное значение индуктивности будет зависеть от используемого блока питания и настройки катушки. Возможно, вам придется поэкспериментировать, прежде чем вы получите хороший результат.Показанный здесь был сделан путем намотки около 8 витков магнитной проволоки толщиной 2 мм на тороидальный ферритовый сердечник. В качестве альтернативы вы можете просто намотать провод на большой болт, но вам понадобится гораздо больше витков провода, чтобы получить такую же индуктивность, как у тороидального ферритового сердечника. Вы можете увидеть пример этого на фото слева. В нижнем левом углу вы можете увидеть болт, намотанный на множество витков провода оборудования. Эта установка на макетной плате использовалась при малой мощности для тестирования. Для большей мощности пришлось использовать более толстую проводку и все спаять вместе.
Поскольку компонентов было так мало, мы спаяли все соединения напрямую и не использовали печатную плату. Это также было полезно для выполнения соединений для сильноточных частей, поскольку толстый провод можно было напрямую припаять к клеммам транзистора. Оглядываясь назад, возможно, было бы лучше подключить индукционную катушку, прикрутив ее непосредственно к радиаторам на полевых МОП-транзисторах. Это связано с тем, что металлический корпус транзисторов также является выводом коллектора, а радиаторы могут помочь охладить катушку.
Конденсатор C1 и индуктор L1 образуют резонансный контур индукционного нагревателя. Они должны выдерживать большие токи и температуры. Мы использовали полипропиленовые конденсаторы емкостью 330 нФ. Более подробная информация об этих компонентах представлена ниже.
Индукционная катушка и конденсатор
Катушка должна быть сделана из толстой проволоки или трубы, так как в ней будут протекать большие токи. Медная труба работает хорошо, так как токи высокой частоты в любом случае будут протекать в основном по внешним частям.Вы также можете прокачать по трубе холодную воду, чтобы она оставалась прохладной.
Конденсатор должен быть подключен параллельно рабочей катушке, чтобы создать резонансный контур резервуара. Комбинация индуктивности и емкости будет иметь определенную резонансную частоту, на которой цепь управления будет работать автоматически. Используемая здесь комбинация катушка-конденсатор резонирует на частоте около 200 кГц.
Важно использовать конденсаторы хорошего качества, которые могут выдерживать большие токи и тепло, рассеиваемое в них, иначе они скоро выйдут из строя и разрушат вашу схему привода.Они также должны быть размещены достаточно близко к рабочей катушке с использованием толстой проволоки или трубы. Большая часть тока будет протекать между катушкой и конденсатором, поэтому этот провод должен быть самым толстым. При желании провода, соединяющие цепь и источник питания, можно сделать немного тоньше.
Этот змеевик здесь был сделан из латунной трубы диаметром 2 мм. Его было просто наматывать и легко паять, но вскоре он начал деформироваться из-за чрезмерного нагрева. Затем повороты касаются друг друга, замыкаясь и делая его менее эффективным.Поскольку во время использования контур управления оставался относительно холодным, казалось, что его можно заставить работать на более высоких уровнях мощности, но необходимо будет использовать более толстую трубу или охлаждать ее водой. Затем установка была улучшена, чтобы выдерживать более высокий уровень мощности…
Продвигая дальше
Основным ограничением описанной выше схемы было то, что рабочая катушка через короткое время сильно нагрелась из-за больших токов. Для того, чтобы в течение длительного времени иметь большие токи, мы сделали еще одну катушку, используя более толстую латунную трубку, чтобы вода могла прокачиваться через нее во время работы.Более толстую трубу было труднее согнуть, особенно в центральной точке отвода. Перед сгибанием трубы необходимо было засыпать ее мелким песком, так как это предохраняет ее от защемления на крутых изгибах. Затем он был очищен сжатым воздухом.
Индукционная катушка была сделана из двух половин, как показано здесь. Затем они были спаяны вместе, и небольшой кусок трубы из ПВХ использовался для соединения центральных труб, чтобы вода могла течь через всю катушку.
В этой катушке было использовано меньше витков, чтобы она имела более низкий импеданс и, следовательно, выдерживала более высокие токи.Емкость также была увеличена, чтобы резонансная частота была ниже. Всего было использовано шесть конденсаторов по 330 нФ, что дало общую емкость 1,98 мкФ.
Кабели, соединяющиеся с катушкой, были просто припаяны к трубе возле концов, оставляя место для установки трубы из ПВХ.
Этот змеевик можно охладить, просто подавая воду прямо из крана, но для отвода тепла лучше использовать насос и радиатор. Для этого старый насос для аквариума был помещен в ящик с водой, и к выпускному патрубку прилегала труба.Эта труба поступала в модифицированный кулер компьютерного процессора, в котором для отвода тепла использовались три тепловые трубы.
Кулер был преобразован в радиатор путем отрезания концов тепловых трубок и последующего соединения их с трубами PCV, чтобы вода протекала через все 3 тепловые трубки перед выходом и возвращением к насосу.
Если вы сами разрезаете тепловые трубки, делайте это в хорошо вентилируемом помещении, а не в помещении, поскольку они содержат летучие растворители, которые могут быть токсичными для дыхания. Вы также должны носить защитные перчатки, чтобы предотвратить контакт с кожей.
Этот модифицированный кулер для процессора был очень эффективным в качестве радиатора и позволял воде оставаться довольно прохладной.
Также потребовались другие модификации, заключающиеся в замене диодов D1 и D2 на диоды, рассчитанные на более высокое напряжение. Мы использовали обычные диоды 1N4007. Это было связано с тем, что с увеличением тока в резонансном контуре наблюдалось большее повышение напряжения. Вы можете видеть на изображении здесь, что пиковое напряжение составляло 90 В (желтый график осциллографа), что также очень близко к номинальному значению транзисторов 100 В.
Используемый блок питания был настроен на 30 В, поэтому также необходимо было подавать напряжение на затворы транзистора через стабилизатор напряжения 12 В. Когда внутри рабочей катушки не было металла, она потребляла около 7 А. Когда был добавлен болт на фотографии, он поднялся до 10 А, а затем постепенно снова упал, когда он нагрелся до температуры выше Кюри. С более крупными объектами он, безусловно, будет выше 10А, но используемый блок питания имеет ограничение в 10А. Вы можете найти подходящий блок питания на 24 В, 15 А в нашем интернет-магазине.
Болт, который вы видите на фотографии раскаленным докрасна, потребовалось около 30 секунд, чтобы достичь максимальной температуры.Отвертка на первом изображении теперь может нагреться докрасна примерно за 5 секунд.
Для того, чтобы перейти на более высокую мощность, чем эта, необходимо использовать другие конденсаторы или их массив большего размера, чтобы ток распределялся между ними в большей степени. Это связано с тем, что протекающие большие токи и используемые высокие частоты могут значительно нагревать конденсаторы. Примерно через 5 минут использования на этом уровне мощности индукционный нагреватель DIY необходимо выключить, чтобы они могли остыть.Также необходимо использовать другую пару транзисторов, чтобы они могли выдерживать большие скачки напряжения.
Во всем этот проект был вполне удовлетворительным, так как дал хороший результат от простой и недорогой схемы. Как бы то ни было, он может быть полезен для закалки стали или для пайки мелких деталей. Если вы решили создать собственный проект индукционного нагревателя, разместите свои фотографии ниже. Пожалуйста, ознакомьтесь с другими комментариями, прежде чем делать свои собственные, поскольку это может сэкономить ваше время в дальнейшем.
Если вы хотите смоделировать этот проект для тестирования различных значений индуктивности или выбора транзисторов, загрузите LTSpice и запустите это моделирование самодельного индукционного нагревателя (щелкните правой кнопкой мыши, Сохранить как)
Насколько жарко станет?
Трудно сказать, насколько горячо вы сможете что-то получить, так как есть много параметров, которые нужно учитывать. Различные материалы будут по-разному реагировать на индукционный нагрев, а их форма и размер будут влиять на то, как нагревание или отвод тепла в атмосферу.
Вы можете получить приблизительное представление, используя некоторые базовые расчеты по приведенной ниже формуле, или, если хотите, мы сделали удобный калькулятор мощности нагревателя, который может рассчитать это за вас. Эта форма включает в себя материалы (например, воду), которые нельзя нагревать напрямую с помощью индукционных нагревателей, но она по-прежнему полезна, если вы пытаетесь определить, например, мощность, необходимую для нагрева поддона с водой с помощью индукционного нагревателя.
ПРИМЕР: Насколько сильно нагреются 20 г стали за 30 секунд при нагревании с помощью нагревателя мощностью 300 Вт? (при условии, что 100 Вт потеряно для окружающей среды)
Формулы:
Q = m x Cp x ΔT
ΔT = Q ÷ m ÷ Cp
Рабочий:
(300Вт — 100Вт) x 30с = 6000Дж
6000Дж ÷ 20г ÷ 0.466Дж / г ° C = 643,78 ° C
Результат:
Температура 20 г стали повысится на 643,78 ° C при нагревании нагревателем мощностью 300 Вт в течение 30 секунд.
Устранение неполадок
Если у вас возникли проблемы с тем, чтобы это работало, вот несколько советов, которые помогут устранить неполадки в вашем домашнем проекте индукционного нагревателя….
PSU (источник питания)
Если ваш PSU не может подавать большой скачок тока при включении индукционного нагревателя, он не будет колебаться. В этот момент напряжение источника питания упадет (хотя блок питания может этого не отображать), и это помешает правильному переключению транзисторов.Чтобы решить эту проблему, вы можете разместить несколько больших электролитических конденсаторов параллельно источнику питания. Когда они заряжены, они могут подавать в вашу цепь большой импульсный ток. Хорошим мощным источником питания будет наш БП на 24 В 15 А постоянного тока.
Дроссель (индуктор L2)
Ограничивает мощность индукционного нагревателя. Если ваш не колеблется, вам может потребоваться дополнительная индуктивность, чтобы предотвратить падение напряжения в вашем блоке питания. Вам нужно будет поэкспериментировать с необходимой вам индуктивностью. Лучше иметь слишком много, чем слишком мало, так как это только ограничит мощность нагревателя.Слишком мало может означать, что это вообще не сработает. Если у вас слишком маленький сердечник индуктора, сильный ток приведет к его насыщению и вызовет слишком большой ток, что может привести к повреждению вашей цепи.
Электропроводка
Соединительные провода должны быть короткими, чтобы уменьшить паразитную индуктивность и помехи. Длинные провода добавляют в цепь нежелательное сопротивление и индуктивность, что может привести к нежелательным колебаниям или снижению производительности. Наш кабель питания на 30 А подходит для этого.
Компоненты
Выбранные транзисторы должны иметь низкое падение напряжения / сопротивление в открытом состоянии, в противном случае они перегреются или даже не позволят системе колебаться.Вероятно, IGBT не будут работать, но большинство полевых МОП-транзисторов с аналогичными характеристиками должны работать нормально. Конденсаторы должны иметь низкое ESR (сопротивление) и ESL (индуктивность), чтобы они могли выдерживать высокие токи и температуры. Диоды также должны иметь низкое прямое падение напряжения, чтобы транзисторы правильно отключались. Они также должны быть достаточно быстрыми, чтобы работать на резонансной частоте вашего индукционного нагревателя.
Включение питания
При включении не допускайте попадания металла в нагревательную спираль.Это может привести к более сильным скачкам тока, что может помешать возникновению колебаний, как упомянуто выше. Также не пытайтесь нагревать большое количество металла. Этот проект подходит только для небольших индукционных нагревателей. Если вы хотите контролировать или постепенно увеличивать мощность, вы можете использовать одну из наших схем импульсного модулятора мощности. Подробности смотрите в публикации 5108 ниже.
Мозг
Для безопасного выполнения этого проекта вам понадобится разумно работающий мозг. Создание индукционного нагревателя может быть очень опасным, поэтому, если вы новичок в электронике, вам следует попросить кого-нибудь помочь вам сделать это.Подходите к делу логически; Если он не работает, проверьте, что используемые компоненты не неисправны, проверьте правильность соединений, прочтите всю эту статью и все комментарии, выполните поиск в Google, если вы не понимаете какие-либо термины, или прочитайте наш раздел «Обучение электронике». Помните: горячее обожжет вас и может поджечь; Электричество может убить вас электрическим током, а также вызвать пожар. Безопасность превыше всего.
Контроль электрического поля лучистой теплопередачи в сверхпроводящей цепи
Джонсон, Дж. Б. Тепловое возбуждение электричества в проводниках. Phys. Ред. 32 , 97–109 (1928).
ADS CAS Google ученый
Найквист Х. Тепловое возбуждение электрического заряда в проводниках. Phys. Ред. 32 , 110–113 (1928).
ADS CAS Google ученый
Шмидт, Д. Р., Шелькопф, Р.Дж. И Клеланд, А. Н. Фотонная тепловая релаксация электронов в наноструктурах. Phys. Rev. Lett. 93 , 045901 (2004).
ADS CAS PubMed Google ученый
Паскаль, Л. М., Куртуа, Х. и Хеккинг, Ф. У. Дж. Цепной подход к переносу фотонного тепла. Phys. Ред. B 83 , 125113 (2011).
ADS Google ученый
Пендри, Дж. Б. Квантовые пределы потока информации и энтропии. J. Phys. Математика. Gen. 16 , 2161–2171 (1983).
ADS MathSciNet Google ученый
Шваб К., Хенриксен Э. А., Уорлок Дж. М. и Роукс М. Л. Измерение кванта теплопроводности. Nature 404 , 974–977 (2000).
ADS CAS PubMed Google ученый
Мешке М., Гишар В. и Пекола Дж. П. Одномодовая теплопроводность фотонами. Природа 444 , 187–190 (2006).
ADS CAS PubMed Google ученый
Chiatti, O. et al. Квантовая теплопроводность электронов в одномерной проволоке. Phys. Rev. Lett. 97 , 056601 (2006).
ADS CAS PubMed Google ученый
Тимофеев А. В., Хелле М., Мешке М., Мёттёнен М. и Пекола Дж. П. Электронное охлаждение на квантовом пределе. Phys. Rev. Lett. 102 , 200801 (2009).
ADS PubMed Google ученый
Jezouin, S. et al. Квантовый предел теплового потока по одиночному электронному каналу. Наука 342 , 601–604 (2013).
ADS MathSciNet CAS PubMed МАТЕМАТИКА Google ученый
Partanen, M. et al. Квантово-ограниченная теплопроводность на макроскопических расстояниях. Nat. Phys. 12 , 460–464 (2016).
CAS PubMed PubMed Central Google ученый
Banerjee, M. et al. Наблюдается квантование анионного теплового потока. Nature 545 , 75–79 (2017).
ADS CAS PubMed Google ученый
Cui, L. et al. Квантованный теплоперенос в одноатомных контактах. Наука 355 , 1192–1195 (2017).
ADS CAS PubMed Google ученый
Бленкоу М.П. Квантовые потоки энергии в мезоскопических диэлектрических структурах. Phys. Ред. B 59 , 4992–4998 (1999).
ADS CAS Google ученый
Ojanen, T. & Jauho, A.-P. Мезоскопический фотонный тепловой транзистор. Phys. Rev. Lett. 100 , 155902 (2008).
ADS PubMed Google ученый
Ronzani, A. et al. Настраиваемый фотонный перенос тепла в квантовом тепловом клапане. Nat. Phys. 14 , 991–995 (2018).
CAS Google ученый
Партанен, М.и другие. Радиатор с перестраиваемым потоком для квантовых электрических цепей. Sci. Отчет 8 , 6325 (2018).
ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый
Джазотто Ф. и Мартинес-Перес М. Дж. Тепловой интерферометр Джозефсона. Природа 492 , 401–405 (2012).
ADS CAS PubMed Google ученый
Сайто К. и Като Т. Сигнатура Кондо в передаче тепла через локальную систему с двумя состояниями. Phys. Rev. Lett. 111 , 214301 (2013).
ADS PubMed Google ученый
Мартинес-Перес, М. Дж. И Джазотто, Ф. Квантовый дифрактор теплового потока. Nat. Commun. 5 , 3579 (2014).
ADS Google ученый
Gely, M. F. et al. Наблюдение и стабилизация фотонных фоковских состояний в горячем радиочастотном резонаторе. Наука 363 , 1072–1075 (2019).
ADS CAS PubMed Google ученый
Dutta, B. et al. Теплопроводность одноэлектронного транзистора. Phys. Rev. Lett. 119 , 077701 (2017).
ADS CAS PubMed Google ученый
Шайбнер Р., Бухманн Х., Ройтер Д., Киселев М. Н. и Моленкамп Л. В. Термоэдс кондо-спин-коррелированной квантовой точки. Phys. Rev. Lett. 95 , 176602 (2005).
ADS CAS PubMed Google ученый
Thierschmann, H. et al. Трехполюсный комбайн с квантовыми точками. Nat. Nanotechnol. 10 , 854–858 (2015).
ADS CAS PubMed Google ученый
Josefsson, M. et al. Тепловой двигатель на квантовых точках, работающий на пределе термодинамической эффективности. Nat. Nanotechnol. 13 , 920–924 (2018).
ADS CAS PubMed Google ученый
Dutta, B. et al. Прямой анализ коэффициента Зеебека в кондо-коррелированном транзисторе с одиночными квантовыми точками. Nano Lett. 19 , 506–511 (2019).
ADS CAS PubMed Google ученый
Jaliel, G. et al. Экспериментальная реализация накопителя энергии с квантовыми точками. Phys. Rev. Lett. 123 , 117701 (2019).
ADS CAS PubMed Google ученый
Dutta, B. et al. Тепловой клапан с одной квантовой точкой. Препринт на https://arxiv.org/abs/2001.08183 (2020).
Molenkamp, L. W. et al. Коэффициент Пельтье и теплопроводность квантового точечного контакта. Phys. Rev. Lett. 68 , 3765–3768 (1992).
ADS CAS PubMed Google ученый
Sivre, E. et al. Тепловая кулоновская блокада одного баллистического канала. Nat. Phys. 14 , 145–148 (2017).
Google ученый
Sivre, E. et al. Электронный тепловой поток и тепловой дробовой шум в квантовых схемах. Nat.Commun. 10 , 5638 (2019).
ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый
Joyez, P. Le Transistor à une paire de Cooper: un système quantique macroscopique (докторская диссертация) (Парижский университет, 1995).
Андреев А.А. Теплопроводность промежуточного состояния сверхпроводников. Ж. Эксперим. я Теор. Физ. 19 1228 (1964).
Google ученый
Джазотто, Ф., Хейккиля, Т. Т., Лууканен, А., Савин, А. М., Пекола, Дж. П. Возможности мезоскопии в термометрии и охлаждении: физика и приложения. Ред. Мод. Phys. 78 , 217–274 (2006).
ADS CAS Google ученый
Pothier, H., Guéron, S., Birge, N.O., Esteve, D. & Devoret, M.H. Функция распределения квазичастиц по энергии в мезоскопических проволоках. Phys. Rev. Lett. 79 , 3490–3493 (1997).
ADS CAS Google ученый
Пинсолль, Э., Руссо, А., Люпиен, К. и Ройле, Б. Прямое измерение динамики релаксации энергии электронов в металлических проволоках. Phys. Rev. Lett. 116 , 236601 (2016).
ADS PubMed Google ученый
Аументадо Дж., Келлер М. В., Мартинис Дж. М. и Деворет М. Х. Неравновесные квазичастицы и периодичность 2 и в транзисторах с одной медной парой. Phys. Rev. Lett. 92 , 066802 (2004).
ADS CAS PubMed Google ученый
Devoret, M.H. Квантовые флуктуации в электрических цепях. В: Quantum Fluctuations: Les Houches Session LXIII, 27 июня — 28 июля 1995 г. (ред. Reynaud, S., Джакобино, Э. и Зинн-Джастин, Дж.) ISBN 0444-82593-2. с.351 (Elsevier, Амстердам, 1997).
Фергюсон А.Дж., Корт Н.А., Хадсон Ф.Э. и Кларк Р.Г. Микросекундное разрешение туннелирования квазичастиц в транзисторе с одной медной парой. Phys. Rev. Lett. 97 , 106603 (2006).
ADS CAS PubMed Google ученый
Kokkoniemi, R. et al. Наноболометр со сверхнизким шумовым эквивалентом мощности. Commun. Phys. 2 , 124 (2019).
Google ученый
Ангел Д. и Кузьмин Л. Болометр с холодными электронами как счетчик фотонов с длиной волны 1 см. Phys. Rev. Appl. 13 , 024028 (2020).
ADS CAS Google ученый
Ангел Д. В., Куликов К., Гальперин Ю. М., Кузьмин Л. С. Детекторы электромагнитного излучения на основе джозефсоновских контактов: эффективный гамильтониан. Phys. Ред. B 101 , 024511 (2020).
ADS CAS Google ученый
Tan, K. Y. et al. Квантовый холодильник. Nat. Commun. 8 , 15189 (2017).
ADS CAS PubMed PubMed Central Google ученый
Де Симони, Г., Паолуччи, Ф., Солинас, П., Страмбини, Э. и Джазотто, Ф.Металлический сверхтоковый полевой транзистор. Nat. Nanotechnol. 13 , 802–805 (2018).
ADS PubMed Google ученый
Риттер, М.Ф. и другие. Сверхпроводящий переключатель, приводимый в действие инжекцией электронов высокой энергии. Препринт на https://arxiv.org/abs/2005.00462 (2020).
Alegria, L.D. и другие. Инжекция квазичастиц высоких энергий в мезоскопические сверхпроводники. Препринт по адресу https: // arxiv.org / abs / 2005.00584 (2020).
PuertasMartínez, J. et al. Настраиваемая платформа Джозефсона для исследования квантовой оптики многих тел в схемотехнике. npj Quantum Inf. 5 , 19 (2019).
ADS Google ученый
Ciliberto, S., Imparato, A., Naert, A. & Tanase, M. Тепловой поток и энтропия, создаваемые тепловыми флуктуациями. Phys. Rev. Lett. 110 , 180601 (2013).
ADS CAS PubMed МАТЕМАТИКА Google ученый
Голубев Д.С., Пекола Дж. П. Статистика теплообмена между двумя резисторами. Phys. Ред. B 92 , 085412 (2015).
ADS Google ученый
Dolan, G.J. Офсетные маски для фотообработки при взлете. Заявл. Phys. Lett. 31 , 337–339 (1977).
ADS Google ученый
Циммерли Г., Эйлс Т. М., Каутц Р. Л. и Мартинис Дж. М. Шум в электрометре кулоновской блокады. Заявл. Phys. Lett. 61 , 237–239 (1992).
ADS Google ученый
Роукс, М. Л., Фримен, М. Р., Жермен, Р. С., Ричардсон, Р. К. и Кетчен, М. Б. Горячие электроны и перенос энергии в металлах при милликельвиновых температурах. Phys. Rev. Lett. 55 , 422–425 (1985).
ADS CAS PubMed Google ученый
Senior, J. et al. Ректификация тепла через сверхпроводящий искусственный атом. Commun. Phys. 3 , 40 (2020).
CAS Google ученый
5 причин, по которым тепловой насос отключает автоматический выключатель
Если ваш тепловой насос отключил автоматический выключатель, будьте счастливы.
Это означает, что ваш автоматический выключатель выполняет свою работу и предотвращает перегрузку по мощности в вашем доме в Остине. Если прерыватель не работает правильно, вы можете столкнуться с электрическим возгоранием или другим серьезным повреждением.
Давайте не будем сбиваться с путиКогда тепловой насос отключает автоматический выключатель, это означает, что что-то не так. По какой-то причине ваш тепловой насос пытается забрать слишком много энергии из цепи.
Если вы сбросите выключатель один раз, и он больше не сработает, скорее всего, все в порядке.Но если он снова сработает, вы должны отключить питание теплового насоса и обратиться к одному из наших специалистов по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха (HVAC) AiRCO для диагностики проблемы.
Проблемы с электричеством в вашем доме в Техасе нельзя игнорировать или принимать легкомысленно. По данным Национального агентства противопожарной защиты (NFPA), с 2012 по 2016 год местные пожарные департаменты по всей территории Соединенных Штатов ежегодно реагировали примерно на 44 880 домашних пожаров, связанных с отказом или неисправностью электросети.Эти пожары привели к гибели и ранениям, а также к прямому имущественному ущербу в размере 1,3 миллиарда долларов.
Если вашему тепловому насосу требуется ремонт, мы незамедлительно устраним его и подготовим вас к работе. С другой стороны, если это проблема с электричеством, мы сообщим вам об этом и посоветуем вам работать с лицензированным электриком.
Почему тепловой насос отключает автоматический выключатель?Наши специалисты по тепловым насосам AiRCO Heating & Air Conditioning обычно видят следующие пять причин, по которым тепловой насос срабатывает выключателем:
1.Грязный воздушный фильтрЗагрязнение воздушного фильтра теплового насоса блокирует поток воздуха. Помимо отрицательного воздействия на качество воздуха в помещении (IAQ), грязный воздушный фильтр заставляет тепловой насос работать все больше и дольше, чтобы циркулировать охлажденный или нагретый воздух по всему дому в районе Раунд-Рок.
Вашему тепловому насосу требуется больше мощности для такой тяжелой работы, поэтому он отключает автоматический выключатель. Это также может произойти, если вы каким-то образом заблокируете или закроете вентиляционные отверстия в доме.Та же самая предпосылка — затрудненный воздушный поток.
Меняйте фильтр как минимум каждые три месяца. Кроме того, убедитесь, что ваши вентиляционные отверстия открыты, и держите мебель и предметы подальше от них.
2. Проблемы с подключениемЭлектропроводка может лежать в основе срабатывания автоматического выключателя. Иногда проводные соединения в течение года ослабляются из-за погодных условий, что приводит к их расширению и сжатию. И наоборот, возможно, у вас неисправная установка, влияющая на провода.Или у вас даже может быть неисправный автоматический выключатель.
Какой бы ни была исходная причина, эти сценарии могут вызвать короткое замыкание. Это опасно и может вызвать возгорание или другие серьезные повреждения, поэтому срабатывает автоматический выключатель.
Если наши специалисты по отоплению и охлаждению проверит ваш тепловой насос и установят, что проблема с проводкой не связана с тепловым насосом, мы порекомендуем вам в следующий раз связаться с электриком из Техаса, чтобы диагностировать причину и устранить ее.
3.Проблемы с наружным вентиляторомВнешний вентилятор вашего теплового насоса может быть виноватым. Наружный блок обдувает змеевики хладагента воздухом, и в случае препятствия или неисправности двигателя вентилятора он блокируется. Затем двигатель вентилятора пытается потреблять больше электричества, чтобы работать интенсивнее, отключая прерыватель.
Другая возможность — грязный наружный блок. Когда двигатель вентилятора требует очистки, вентилятор должен работать активнее и отключит автоматический выключатель. Это та же концепция, что и ваш грязный воздушный фильтр.
Запланируйте регулярное профессиональное обслуживание, чтобы содержать устройство в чистоте и осматривать, чтобы предотвратить возникновение препятствий и неисправностей.
4. Неисправность компрессораКак и все остальное в вашей системе HVAC, когда деталь стареет, у нее могут возникнуть проблемы. Когда ваш компрессор, который прокачивает хладагент через вашу систему, стареет, он может выйти из строя.
Когда старый или неисправный компрессор начинает работать, он пытается потреблять слишком большой ток, чтобы запустить себя.Это то, что отключает автоматический выключатель.
Регулярное профессиональное обслуживание может помочь избежать этой проблемы. Регулярное внимание со стороны члена команды AiRCO по отоплению и кондиционированию воздуха может помочь обнаружить стареющую или вышедшую из строя деталь и заранее предупредить вас.
5. Загрязнение змеевика конденсатораПодобно другим компонентам теплового насоса, когда что-то становится слишком грязным, оно перестает работать эффективно. Это определенно верно в отношении змеевика конденсатора, который отвечает либо за отвод, либо за сбор тепла для охлаждения или обогрева вашего дома в Остине.
Когда змеевик конденсатора теплового насоса загрязнен, ваш блок должен работать с большей мощностью, чтобы производить такое же количество охлаждения или нагрева. Это вызывает срабатывание выключателя.
Регулярное обслуживание теплового насоса может помочь предотвратить эту проблему.
Позвоните нам по всем вопросам, связанным с тепловым насосомВ AiRCO Heating & Air Conditioning наши лицензированные и опытные специалисты HVAC готовы помочь вам, если ваш тепловой насос отключает автоматический выключатель.Если вы хотите установить новую систему или заменить существующую, мы будем рады обсудить это с вами. Если вы хотите помочь предотвратить срабатывание автоматического выключателя, запланируйте посещение для профилактического обслуживания сегодня у нас. Позвоните нам по номеру 512.537.1234 или запросите услугу онлайн здесь, в Остине, штат Техас.
Принципиальная схема, работа и применение
Принцип индукционного нагрева используется в производственных процессах с 1920-х годов. Как уже было сказано, необходимость — мать изобретений, во время Второй мировой войны необходимость в быстром процессе упрочнения деталей металлического двигателя привела к быстрому развитию технологии индукционного нагрева.Сегодня мы видим применение этой технологии в наших повседневных потребностях. В последнее время потребность в улучшенном контроле качества и безопасных производственных технологиях снова привлекла внимание к этой технологии. С помощью современных передовых технологий внедряются новые и надежные методы реализации индукционного нагрева.
Что такое индукционный нагрев?
Принцип работы процесса индукционного нагрева представляет собой комбинированный рецепт электромагнитной индукции и джоулева нагрева.Процесс индукционного нагрева — это бесконтактный процесс нагрева электропроводящего металла путем создания в нем вихревых токов с использованием принципа электромагнитной индукции. Поскольку генерируемый вихревой ток течет против удельного сопротивления металла, по принципу джоулева нагрева в металле генерируется тепло.
Индукционный нагревКак работает индукционный нагрев?
Знание закона Фарадея очень полезно для понимания работы индукционного нагрева. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, изменение электрического поля в проводнике приводит к возникновению переменного магнитного поля вокруг него, сила которого зависит от величины приложенного электрического поля.Этот принцип работает и наоборот, когда в проводнике изменяется магнитное поле.
Итак, вышеуказанный принцип используется в процессе индукционного нагрева. Здесь твердотельный источник питания с высокочастотной частотой подается на катушку индуктивности, а нагреваемый материал помещается внутри катушки. Когда через катушку пропускают переменный ток, вокруг нее создается переменное магнитное поле в соответствии с законом Фарадея. Когда материал, помещенный внутри индуктора, попадает в диапазон этого переменного магнитного поля, в материале генерируется вихревой ток.
Теперь соблюдается принцип джоулева нагрева. В соответствии с этим при прохождении тока через материал в нем выделяется тепло. Таким образом, когда в материале генерируется ток из-за индуцированного магнитного поля, протекающий ток выделяет тепло изнутри материала. Этим объясняется процесс бесконтактного индукционного нагрева.
Индуктивный нагрев металлаСхема цепи индукционного нагрева
Установка, используемая для процесса индукционного нагрева, состоит из высокочастотного источника питания, обеспечивающего переменный ток в цепи.Медная катушка используется в качестве индуктора, и к ней подается ток. Нагреваемый материал помещается внутрь медного змеевика.
Типовая установка для индукционного нагреваИзменяя силу подаваемого тока, мы можем контролировать температуру нагрева. Поскольку вихревой ток, возникающий внутри материала, течет противоположно удельному электрическому сопротивлению материала, в этом процессе наблюдается точный и локализованный нагрев.
Помимо вихревых токов, в магнитных частях также выделяется тепло из-за гистерезиса.Электрическое сопротивление, создаваемое магнитным материалом по отношению к изменяющемуся магнитному полю внутри индуктора, вызывает внутреннее трение. Это внутреннее трение создает тепло.
Поскольку процесс индукционного нагрева является процессом бесконтактного нагрева, нагреваемый материал может находиться вдали от источника питания или погружаться в жидкость, или в любую газообразную среду, или в вакууме. Для этого типа нагрева не требуются дымовые газы.
Факторы, которые необходимо учитывать при проектировании системы индукционного нагрева
Есть несколько факторов, которые следует учитывать при проектировании системы индукционного нагрева для любого типа применения.
- Обычно индукционный нагрев используется для металлов и токопроводящих материалов. Непроводящий материал можно нагревать напрямую.
- При нанесении на магнитные материалы тепло генерируется как вихревыми токами, так и эффектом гистерезиса магнитных материалов.
- Мелкие и тонкие материалы нагреваются быстрее по сравнению с большими и толстыми материалами.
- Чем выше частота переменного тока, тем меньше глубина проплавления.
- Материалы с более высоким сопротивлением быстро нагреваются.
- Индуктор, в который помещается нагревательный материал, должен позволять легко вставлять и удалять материал.
- При расчете мощности источника питания необходимо учитывать удельную теплоемкость нагреваемого материала, массу материала и требуемое превышение температуры.
- Потери тепла из-за теплопроводности, конвекции и излучения также следует принимать во внимание при выборе мощности источника питания.
Формула для индукционного нагрева
Глубина, на которую вихревой ток проникает в материал, определяется частотой индуктивного тока.Для токоведущих слоев эффективная глубина может быть рассчитана как
D = 5000 √ρ / мкФ
Здесь d означает глубину (см), относительная магнитная проницаемость материала обозначена как µ, ρ — удельное сопротивление материала в Ом-см, f означает частоту переменного поля в Гц.
Конструкция змеевика индукционного нагреваКатушка, используемая в качестве индуктора, к которой подается питание, бывает различных форм.Наведенный ток в материале пропорционален количеству витков в катушке. Таким образом, для эффективности и действенности индукционного нагрева важна конструкция катушки.
Обычно индукционные катушки представляют собой медные проводники с водяным охлаждением. В зависимости от наших приложений используются катушки различной формы. Чаще всего используется многооборотная спиральная катушка. Для этой катушки ширина диаграммы нагрева определяется количеством витков в катушке. Однооборотные катушки полезны в тех случаях, когда требуется нагрев узкой полосы заготовки или кончика материала.
Многопозиционный спиральный змеевик используется для нагрева более чем одной заготовки. Блинный змеевик используется, когда требуется нагреть только одну сторону материала. Внутренний змеевик используется для нагрева внутренних отверстий.
Применение индукционного нагрева
- Целевой нагрев для нагрева поверхности, плавления, пайки возможен с помощью процесса индукционного нагрева.
- Кроме металлов, индукционным нагревом возможен нагрев жидких проводов и газопроводов.
- Для нагрева кремния в полупроводниковой промышленности используется принцип индукционного нагрева.
- Этот процесс используется в индукционных печах для нагрева металла до температуры плавления.
- Поскольку это бесконтактный процесс нагрева, вакуумные печи используют этот процесс для производства специальной стали и сплавов, которые могут окисляться при нагревании в присутствии кислорода.
- Индукционный нагрев используется для сварки металлов, а иногда и пластмасс, когда они легированы ферромагнитной керамикой.
- Индукционные плиты, используемые на кухне, работают по принципу индукционного нагрева.
- Для пайки твердым припоем к валу используется процесс индукционного нагрева.