Чем можно устранить течь труб отопления


Течет труба отопления? Способы устранения протечки

Отопление позволяет обеспечить помещение теплом в холодное время года. Для проведения системы используются специальные трубы, обладающие определенным уровнем прочности. Но любая конструкция изнашивается в процессе эксплуатации, что приводит протечке труб, требующей незамедлительного ремонта.

Почему возникает течь?

Монтаж отопительной системы осуществляется посредством металлических труб, которые отличаются высоким уровнем прочности и длительным сроком эксплуатации. Единственным минусом данного материала является предрасположенность к коррозии, которая и становиться причиной образования течи в трубах конструкции.

Конечно, металлопластиковые варианты труб и полипропиленовые также подвергаются риску возникновения протечки. Причины могут быть различными, но вариант выхода один – это незамедлительный ремонт.

Важная информация! Самостоятельное устранение дефекта в отопительной конструкции возможно только при наличии минимального повреждения, в других случаях потребуется вызов специалиста

При обнаружении течи, главным вопросом является то, как ее заделать. Но для правильного решения обязательно нужно выяснить причину возникновения протечки. В качестве основных причин выделяется следующее:

  • Воздействие внешней среды и теплового агента провоцирует возникновение коррозии. Создаваемый конденсат способен проникать в самые уязвимые места трубопровода, вызывая при этом разрушение конструкции в определенной точке коммуникации;
  • Установка и подведение выполнены без соблюдения технологии монтажа. В основном данная проблема касается сварных швов, а также на тех участках, которые находятся вокруг соединительных элементов и стыков. Неправильно установленная отопительная система теряет свою герметичность;
  • Внештатная ситуация возникает при неверно работающих узлах отопления, использования изношенной арматуры, неверном выставлении давления в системе;
  • Наличие механических повреждений. Важно понимать, что физическое воздействие может повлечь за собой прорыв, поэтому рекомендовано размещение коммуникаций и всего отопительного оборудования в скрытом режиме, где низкий уровень доступа.

После того как выявлена истинная причина протечки труб отопления, требуется подбирать вариант ее ремонта. Важно понимать, что ремонт дефекта в отопительный сезон является временным. Поэтому в летнее время желательно вновь обратиться к данной проблеме и выполнить капительный ремонт коммуникаций, чтобы избежать возможный прорыв в следующую зиму.

Зоны риска

Отопительная система достаточно сложная по конструкции, поэтому легче всего предостеречь коммуникации от повреждения, чем искать причину утечки и ремонтировать труб, заделывая дыры. Именно поэтому перед началом отопительного сезона, требуется внимательно проверить ее работу. Желательно обратить особое внимание следующим участкам трубы:

  • Соединительные элементы;
  • Прямые пролеты;
  • Стыки между отделениями батареи;
  • Точки, где осуществлялась врезка оборудования;
  • Участки монтажа различного рода переходников и разветвлений;
  • Части поверхности трубы, которые находятся в скрытом режиме и под механическим воздействием.

Данные участки проверяются на внешние дефекты, а затем посредством включенного контура.

Для обнаружения минимальной протечки труб отопления чаще всего применяется туалетная бумага. Она является незаменимым элементом, отлично впитывающим влагу, определяя тем самым наличие дыры или свища в системе, а также в местах ее соединения. При этом не потребуется много времени.

Если же данный вариант не дал положительных результатов, а конструкция разгерметизирована, что определяется перепадами давления, повышенным уровнем влажности и другими факторами, подтверждающими неправильную работу конструкции, тогда требуется использование специализированного устройства – манометра. Его требуется применять поочередно на каждом из выделенных участков. Он определяет стабильность давления в отопительном оборудовании.

Важно понимать! Качественный ремонт возможен только после того, как система отопления освобождена от воды. В остальных случаях возможно только временное устранение неполадки системы, требующее капительного исправления.

Можно ли заделать временно чем-нибудь?

Самостоятельное вмешательство требуется в случае невозможности вызова специалиста. Для устранения протечки труб отопления потребуется наличие дополнительного материала, а также инструмента. Производителями предлагаются следующие варианты средств:

  • Трубопроводный бандаж;
  • Хомут;
  • Стальная проволока;
  • Прокладка – она выполняется из различных материалов, в число которых входит резина, ткань, полимер и другие варианты;
  • Холодная сварка.

Каждый из вариантов требует сноровки, поэтому при отсутствии знаний и практики, желательно даже при мелком ремонте обратиться к специалистам.

Также важно помнить, что заделка протечки осуществляется только после полной остановки циркуляции горячей воды в отопительном оборудовании, после чего требуется ожидание того, чтобы система остыла. В противном случае ремонт не сможет быть осуществлен, либо не будет эффективным даже на минимальный промежуток времени.

Устраняем протечку в металлической трубе

Достаточно сложно подобрать правильный ремонт, если протечка произошла в металлической трубе системы отопления. Данный тип конструкции противопоказано подвергать сварке, так как последствия после такого устранения протечки – это образование коррозии в местах заделки, снижение износоустойчивости металла и непригодность коммуникации к последующему использованию.

Небольшие дыры рекомендуется устранять посредством хомута или резиновой прокладки, которая может полностью перекрыть поврежденный участок трубы. В случае отсутствия бандажной системы или прокладки, можно попробовать в их качестве стальную проволоку. Она тщательно обматывается вокруг трубы, фиксируя тем самым место порыва.

Предварительно участок освобождается от влаги, ржавчины, тщательно зачищается. После этого стальная проволока надежно фиксируется, потребуется приложить усилие, чтобы протечка была полностью замотана. Таким образом, устраняется проблема и риск дальнейшего разрыва в этом месте трубы сводиться к минимуму.

Протечка на стыке или свищ

Стыковые соединения являются наиболее подверженными к образованию течи или свища. К сожалению, не всегда монтаж оборудования проводится согласно принятой технологии, что приводит к протечкам.

Если данная проблема образовалась на стыке в металлической трубе, тогда потребуется укрепление резьбовых соединений. Для этого предварительно очищается контргайка от наличия остатков герметика и остального материала. Далее целостная резьба уплотняется и заново затягивается. Здесь главное знать меру, установить нужно максимально надежно без перетягивания трубы.

При невозможности устранения течи таким способом, нужно выявить дефект на самой резьбе. Повреждение устраняется посредством нарезания дополнительных витков. Затем наносится специальная шпаклевка, которая обладает высоким уровнем устойчивости к влаге, манипуляция осуществляется вокруг резьбового соединительного элемента. В некоторых случаях поможет только полная замена изношенных фитингов.

Что касается полипропиленовой трубы, то здесь может помочь холодная сварка, она способствует надежной герметизации изделия. Для проведения работ требуется тщательно подготовить участок, очистив его и обезжирив, подобрать заплатку из полипропилена, приготовить раствор холодной сварки согласно инструкции.

Пример устранения течи в трубе ППР

Готовый раствор наносится на обе детали, затем заплатка фиксируется на поврежденной поверхности. Для этого можно применить жгут. Выждать нужно не менее часа, в течение суток исключается использование системы. Именно за данный промежуток времени холодная сварка приобретет свою максимальную прочность. Остатки смеси можно хранить в полиэтиленовом пакете.

Еще одним вариантом избавления от протечки является использование герметика, он отличается доступной стоимостью и простотой использования. Он квалифицируется на несколько типов:

  • Нейтральный – требует наличие монтажного пистолета, пригоден для всех типов поверхностей;
  • Кислотный – достаточно небезопасный раствор, не подходит для труб, которые не отличаются высоким уровнем прочности;
  • Силиконовый – применим для стыков, достаточно универсальный.

Выбор зависит от разновидности труб

Также можно просто устранить протечку посредством эпоксидного клея. В качестве бандажа подбирается пластик или стеклоткань. Предварительно поврежденный участок тщательно просушивается, очищается. Если выбор остановлен на стеклоткани, тогда потребуется не менее пяти оборотов вокруг трубы. Ширина заплатки отмеряется по диаметру трубы, она должна составлять не менее 1,5 единиц.

Клей требуется нанести на бандаж, который впоследствии прижимается посредством хомутов. Перед запуском системы требуется выждать определенное количество времени, чтобы эпоксидный клей тщательно высох, то есть, не меньше суток при температуре 15 градусов тепла.

Устранение протечки под давлением

Бывают ситуации, когда протечка находится на скрытом участке коммуникации. В данном случае работа по ремонту осуществляется без остановки работы системы отопления. Такой вариант является временным и используется для исключения разгерметизации трубопровода полностью до капитальных ремонтных работ. Выполнить манипуляцию можно двумя способами:

  • Добавление горчичного порошка в расширительный бак. Посредством циркуляции он распределится по всей отопительной системе и заклеит небольшие дыры. Система в обязательном порядке промывается;
  • Заливание фабричного герметика в трубопровод.

Важно понимать, что крупный дефект данным способом исправить не получиться. Поэтому при обнаружении дыры, требуется полноценный ремонт, сброс стояка, разбор конструкции и замена поврежденных участков.

В ряде случаев проблемы с протечкой появляются из-за первоначальных ошибок. Например, проектирование выполнено не по технологии, материал подобран неправильно, монтаж выполнялся не по правилам. Поэтому подключение системы отопления следует доверять исключительно профессионалам.

Также и устранение дефектов на поверхности, провоцирующих протечку, следует выполнять только с соблюдением инструкций. Поэтому при обнаружении серьезной проблемы, особенно, в многоквартирном доме, следует незамедлительно вызывать аварийную службу. Важно помнить, что перед началом сезона требуется тщательная проверка целостности коммуникации и ее работоспособности.

Читайте так же:

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УТЕЧКИ В КАПИЛЛЯРНОМ РЕКУПЕРАЦИОННОМ ТЕПЛООБМЕННИКЕ

Транскрипция

1 INFRASTRUKTURA I EKOLOGIA TERENÓW WIEJSKICH ИНФРАСТРУКТУРА И ЭКОЛОГИЯ СЕЛЬСКИХ УЧАСТКОВ Анализ влияния утечки Nr 3/2007, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddział w Krakowie, s Komisja INFRASTUROVSY PADAIN, АДАМ НЕДВИЖИМОСТЬ ИНФРАСТРУКТУРЫ ИНФРАСТРУКТУРЫ, АДАМ НЕСТРУКТУРИЯ ИНФРАСТРАЦИЯ ТРУБНЫЙ РЕКУПЕРАЦИОННЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Резюме В статье проанализирована утечка в рекуперативном теплообменнике воздух-воздух, состоящем из 00 капиллярных тепловых трубок.Длиной 5 м и выровнены в десять рядов. Работу прототипа рекуперационного теплообменника опробовали в свинарнике. Анализ фокусируется на том, как утечка из теплообменника влияет на эффективность использования тепла воздухом, выводимым из свинарника, на изменения в соотношении расхода приточного и отработанного воздуха, температуру приточного воздуха, полученную тепловую мощность и общий тепловой и массовый баланс теплообменника. Результаты, полученные в ходе измерений, а также массовый и тепловой баланс показывают, что утечка теплообменника приводит к тому, что наружный приточный воздух содержит% отработанного воздуха свинарника.Процент воздуха в свинарнике увеличивается с увеличением массового расхода приточного и вытяжного воздуха. Эта утечка привела, в частности, к значительному изменению массового расхода приточного и отработанного воздуха, более высокому содержанию влаги, температуре и тепловому потоку воздуха, проходящего в свинарнике. Изменение скорости воздушного потока привело к изменению вентиляции, так что вентиляция с избыточным давлением имела место вместо сбалансированной вентиляции. Это изменение привело к увеличению тепловых потерь из-за проникновения воздуха через утечки в периферийных конструкциях здания.Повышенная влажность приточного воздуха потребовала увеличения интенсивности вентиляции для обеспечения требуемых параметров воздуха в свинарнике с точки зрения благополучия животных и защиты периферийных строительных конструкций от ухудшения влажности. Увеличение теплового потока воздуха, подаваемого в свинарник, из-за высокой энтальпии смешанного воздуха в свинарнике, привело к более высокой эффективности вторичного использования тепла. Однако реальный КПД был значительно ниже. Разница в% между измеренным и фактическим тепловым КПД теплообменника s согласно соотношению (6) и разница в% между измеренным КПД теплообменника s и фактическим КПД (3) увеличивается по мере увеличения соотношения массовых расходов приточного и вытяжного воздуха.Ключевые слова: обменник; оздоровление; тепловые характеристики; эффективность смешивания; тепловая эффективность; тепловой баланс; баланс массы 2

2 Даниэль Адамовский, Павел Нойбергер, Радомир Адамовский 22 ВВЕДЕНИЕ Отрицательным результатом протечки разделительных стенок или теплообменных поверхностей рекуперационных теплообменников типа воздух-воздух является смешение отработанного воздуха с приточным.Эта проблема становится существенной в конюшнях. Негерметичные перегородки теплообменника могут привести к увеличению концентрации вредных газов, влажности, а также нежелательных микроорганизмов внутри помещения. Герметичность теплообменников с рекуперацией воздуха в воздух объективно выражается в показателях эффективности смешивания воздуха, введенных Марквардтом (983): E xx e2 em = [-] () xi xe где в соотношении (): x e2 - влажность содержание наружного воздуха за теплообменником [кг. x e - влажность наружного воздуха перед теплообменником [кг.x i - влажность стабильного воздуха перед теплообменником [кг. да да кг]; кг.]; кг да.]. Проблемы негерметичных пластинчатых теплообменников в местных вентиляционных установках изучались Manz, Huber, Helfefinger [200]. Они проанализировали влияние утечек и смешения воздушных потоков на эффективность использования тепла отработанного воздуха. От 5 до 24% отработанного воздуха было добавлено к приточному воздуху в испытательных установках. Это привело к снижению эффективности использования тепла от отработанного воздуха на 24% при минимальном падении на 3%.Вопросы выявления утечек в центральных вентиляционных установках изучались Roulet et al. [200]. Для поиска утечек использовались визуальные газы, впрыснутые в воздушный поток. В теплообменнике обнаружена утечка 7%. Вся установка показала утечку 20%. Из-за утечек КПД упал в среднем на 45%. Адамовский, Хутла, Блажек [996] изучали влияние утечек и загрязнения теплообменных поверхностей на эффективность гравитационного теплообменника с тепловыми трубками в хлеву, где выращивают цыплят-бройлеров.В течение первых шести дней процесса размножения протечки теплообменника в сочетании с интенсивным загрязнением теплообменных поверхностей привели к снижению теплового КПД на 5,8% в день. Кара Адамовски [2000] изучала изменение эффективности смешивания воздуха в стойле для выращивания телят в зависимости от продолжительности работы. В новом теплообменнике была получена эффективность смешивания E m =, измеренная в соответствии с соотношением (). После нескольких месяцев работы теплообменника в режиме без конденсации воздушной влаги из отработанного воздуха эффективность смешивания упала до E m = При работе теплообменника с частичной конденсацией воздушной влаги эффективность упала через 9 месяцев работы только до E м =

3 Анализ влияния утечек Целью нашего исследования было определение утечек в прототипе капиллярного теплообменника с тепловыми трубками и анализ влияния этих утечек на использование тепла от выхлопного воздуха, изменение соотношения притока и выхлопа. воздуха, достигнутой тепловой мощности и общего теплового и массового баланса теплообменника.. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ Прототип рекуперативного капиллярного теплообменника с теплообменником был испытан в стойле, где разводят свиней. Теплообменник собран из алюминиевых тепловых трубок 00, расположенных 0 рядами на плоскости. Эффективная длина трубки 455 мм. Пробирки были заполнены аммиаком. Расстояние между рядами трубок в поперечном и продольном направлениях составляло 64 мм. Площадь поперечного сечения приточного и вытяжного потоков воздуха составляла м 2. Привод вентиляторов осуществлялся от двухскоростных электродвигателей.Принципиальная схема измерений теплообменника приведена на рис .. т е2; φ e2; x e2 t i; φ i; x i V τ, e, ma t e; φ e; x e t i2; φ i2; x i2 V τ, i, ma Рис. Принципиальная схема капиллярных тепловых трубок теплообменников осевой вентилятор AGRA 630/2; 2. Вентилятор осевой AGRA 465/2 23

4 Даниил Адамовский, Павел Нойбергер, Радомир Адамовский Обозначения к рис.: T i температура стабильного воздуха перед теплообменником [C]; φ i относительная влажность стабильного воздуха перед теплообменником [-]; x i влажность стабильного воздуха перед теплообменником [кг.кг да. ]; t i2 температура стабильного воздуха за теплообменником [C]; φ i2 относительная влажность стабильного воздуха за теплообменником [-]; x i2 влажность стабильного воздуха за теплообменником [кг. кг да. ]; t e температура наружного воздуха перед теплообменником [C]; φ e относительная влажность наружного воздуха перед теплообменником [-]; x e влажность наружного воздуха перед теплообменником [кг. кг да. ]; t e2 температура наружного воздуха за теплообменником [C]; φ e2 относительная влажность наружного воздуха за теплообменником [-]; x e2 влажность наружного воздуха за теплообменником [кг.кг да. ]; V τ, i, ma объемный расход стабильного воздуха за теплообменником [м 3. с]; V τ, e, ma - объемный расход наружного воздуха за теплообменником [м 3. с]. 2. Теоретический анализ Смешение стабильного отработанного воздуха и наружного воздуха происходит, когда x e2> x e. Объемный расход отработанного стабильного воздуха ΔV τ, i, ma, который добавляется к наружному приточному воздуху, можно определить из уравнения равновесия массы теплообменника: Δ m [кг.с] (2) τ, i, da xi, 2 + mτ, e, da xe = mτ, e, da xe2 m τ, e, da mτ, e, da Δmτ, i, da = [кг da.s] (3) Δm τ, i, da - массовый расход стабильного воздуха, добавляемого к приточному воздуху, пересчитанный в кг сухого воздуха [кг da. s]; xi + xi2 xi, 2 = среднее содержание влаги [кг. кг да.]; 2 m τ, e, da - фактический массовый расход (без добавленного воздуха) наружного воздуха, пересчитанный в кг сухого воздуха [кг da. s]; m τ, e, da - измеренный массовый расход наружного воздуха, пересчитанный в кг сухого воздуха [кг da. s]. Индекс: i - воздух, удаленный из конюшни; подача наружного воздуха в стойло; да сухой воздух; ма влажный воздух. 24

5 Для массовых расходов сухого воздуха m τ, da применяется следующее уравнение: мм V = ρ τ, ma τ, ma ma τ, da = [(+ x) (+ x) V τ, ma - объемный расход воздуха [м 3.s]; 3 ρ ma - плотность воздуха [кг. м]; x - влажность воздуха [кг. кг да. ] Анализ влияния утечки кг да. s] (4) Подставляя соотношение (4) в уравнения (2) и (3), получаем для ΔV τ, i, ma следующее уравнение: ΔV (xe2 xe) (xx) (+ xi, 2) ρ e2 τ, e, ma (+ x) ρ = [m 3. s] (5) τ, i, ma V i, 2 e e2 i, 2 ti + ti2 3 ρ i, 2 - медиана плотности воздуха при температуре ti, 2 = [кг.м]. 2 Фактические объемные потоки воздуха V τ, i, ma и V τ, e, ma рассчитываются по формулам: V = [м 3.s] (6) τ, i, ma Vτ, i, ma + ΔVτ, i, ma V = [m 3. s] (7) τ, e, ma Vτ, e, ma ΔVτ, i, ma Тепловая мощность Q τ, r, полученное при передаче тепла через стенку теплообменника между стабильным воздухом и наружным воздухом, определяется уравнением: h e2 he (h) Q τ [Вт] (8), R = m τ, e, sv e2 he - удельная энтальпия наружного воздуха после нагрева в теплообменнике [Дж. кг да]; - удельная энтальпия наружного воздуха перед нагревом в теплообменнике [Дж. кг да]. Рекуперированная тепловая мощность Q τ, r может быть рассчитана из уравнений равновесия тепловой мощности внутри теплообменника.В левой части уравнения находится фактическая мощность Q τ, e, обеспечиваемая потоком наружного воздуха, тепловым 25

6 Даниэль Адамовский, Павел Нойбергер, Радомир Адамовский Выход Q τ Δ, i сообщается с подаваемым наружным воздухом путем смешивания его со стабильным воздухом и тепловой мощностью. В правой части уравнения находится выход Q τ Q τ, e 2 поступает в стойло.Применяется следующее соотношение :, R В уравнении (9): Qτ + Δ = [W] (9), e Qτ, i + Qτ, R Qτ, e2 V ρ Qτ [W] (0) τ, e, ma e , e = hee (+ x) ΔV ρ ΔQτ (h) [W] () τ, i, ma i, 2, i = i, 2 he, 2 (+ xi, 2) hi, 2 - энтальпия воздуха, соответствующая температура воздуха he, 2 - энтальпия воздуха, соответствующая температуре воздуха τ, e, ma e2, e2 = h e2 e2 (+ x) ti + 2 ti 2 t 2 te + e2 [Дж. кг da]; [J.kg da]. V ρ Qτ [Вт] (2) Эффективность использования тепла, присутствующего в стабильном отработанном воздухе, определяется соотношением между полученной тепловой мощностью Q τ, r и общей производительностью, которую можно получить от охлажденного воздуха Q τ, i Q τ, e мы определили из уравнения [Adamovský et al.2004]: Qτ, R η R = [-] (3) QQ τ, i τ, e Для тепловых потоков Q τ, i и Q τ, e применяется следующее: Q τ [W] (4), i = m τ, i, da hi Q τ [Вт] (5), e = m τ, e, da he hi - удельная энтальпия стабильного воздуха перед теплообменником [Дж. кг da]. 26

7 Анализ влияния утечки Тепловой КПД η R, t, исключающий влияние массовых расходов, был рассчитан с использованием следующего соотношения: tt e2 e η R, t = [-] (6) ti te Для расчета фактической температуры t e2 достигается простым нагревом воздуха за счет упомянутой выше тепловой мощности Q τ, r, мы использовали соотношение [Marquart 983]: tt E t e2 mi e2 = [C] (7) Em РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В таблице приведены результаты измерений и решение уравнений с (2) по (7).Значения с верхней линией основаны на фактических объемных расходах V τ, i, ma и V τ, e, ma, которые исключают тепловые потоки и энтальпии, возникающие при добавлении отработанного воздуха в приточный наружный воздух. Из измеренных значений и расчетов следует: доля ΔV τ, i, ma в V τ, e, ma для данного теплообменника составляет%; с ростом V /, ΔV τ, i, ma / V τ, e, ma увеличивается τ, i, ma Vτ, e, ma увеличение ΔV τ, i, ma / V τ, e, ma соответствует возрастающей разности Δ xe = хе2 хе. При ΔVτ, i, ma 0,3 Vτ, e, ma, Δ xe> g kg da; тепловой КПД η Rt уменьшается с увеличением ΔV τ, i, ma / V τ, e, ma; различия между фактическим η Rt и измеренным η Rt тепловым КПД (6) находятся в диапазоне% и увеличиваются с увеличением ΔV τ, i, ma / V τ, e, ma; передаточное отношение Q Q Q τ, e2 τ, e2 τ, r ΔQ Q τ, i Q τ, e τ, e фактический КПД уменьшается с увеличением ΔV τ, i, ma / V τ, e, ma; возрастает с увеличением ΔV τ, i, ma / V τ, e, ma; η R значительно ниже, чем η R.27

8 Даниил Адамовский, Павел Нойбергер, Радомир Адамовский Таблица. Результаты измерения и расчета процесса Номер измерения Результаты измерения t i [C] φ i [-] x i [] г.кг da t i2 [C] φ i2 [-] x i2 [g. ] кг da V τ, i, ma [m 3. s] t e [C] φ e [-] x e [] g.kg da t e2 [C] φ e2 [-] x e2 [g. ] кг da V τ, e, ma [m 3. s] V τ, i, ma / V τ, e, ma [-] s Результаты расчета ΔV τ, i, ma [m.] V τ [m 3. s], i, ma V τ, e, [ma 3. sm] Q τ, e2 [квт] Q τ [квт], e ΔQ τ, i [квт] Q τ, r [ kw] t [C] e2 η R, t [-] η R, t [-] η R [-] η [-] RV, i, ma / Vτ, e, ma τ [-]

9 Анализ влияния протечек ВЫВОДЫ Результаты испытаний прототипа рекуперативного капиллярного теплообменника подтвердили наличие протечек в разделительных стенках теплообменника. Эти утечки в разделительной перегородке проявлялись в увеличении теплового потока и влажности воздуха, подаваемого в стойло, а также в значительном изменении соотношения V τ, i, ma / V τ, e, ma.Повышенное значение теплового потока воздуха, подаваемого в стойло, вызванное высокой энтальпией добавленного стабильного воздуха, повлияло на эффективность вторичного использования тепла η R. Это приобрело более высокие значения. Фактический КПД η R был ниже. Повышение влажности подаваемого наружного воздуха привело к увеличению интенсивности вентиляции. Причиной этого было поддержание необходимых параметров стабильного воздуха для обеспечения комфорта животных и защиты периферийных строительных конструкций от повреждения влагой.Изменение соотношения V τ, i, ma / V τ, e, ma приводит к изменению характера вентиляции. Вместо расчетной вентиляции равного давления, когда V τ, i, ma / V τ, e, ma, имела место вентиляция с избыточным давлением, V τ, i, ma / V τ, e, ma <. Это изменение привело к увеличению тепловых потерь из-за неконтролируемого проникновения воздуха через периферийные стены здания. Не было доказано никаких отрицательных последствий смешения отработанного воздуха с приточным, которое могло привести к повышению концентрации непригодных или вредных микроорганизмов в стабильном воздухе.Мы столкнулись с проблемой негерметичности теплообменных поверхностей также при тестировании пластинчатых рекуперационных теплообменников, а также гравитационных теплообменников с тепловыми трубками. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Адамовский, Р., Хутла, П., Блажек, М. Анализ тепловой эффективности рекуперационных теплообменников в конюшнях с высокими требованиями к микроклимату. Scientia Agriculturae Bohemica, т. 27, нет. 4, с. Адамовский, Р., Адамовский, Д., Херак, Д. Эксергия тепловых потоков пластинчатого теплообменника воздух-воздух. Res. Agr. Eng., 2004, 50, (4), ISSN Kára, J., Adamovský, R Анализ изменений термического КПД во время работы теплообменников рекуперации стола.Scientia Agriculturae Bohemica, т. 3, вып. 4, p Marquardt, G Wärmerückgewinnung aus Forluft, VEB Verlag Technik, Берлин, 48 стр. Манц, Х., Хубер, Х., Хельфенфингер, Д., 200. Влияние утечек воздуха и коротких замыканий в вентиляционных установках с рекуперацией тепла на эффективность вентиляции и потребность в энергии для отопления. Энергия и строительство, нет. 33, p Roulet, C.-A., Hejdy, F. D., Foradini, F., Pobiti M.-C., 200 Реальная рекуперация тепла с помощью приточно-вытяжных установок. Энергия и строительство, нет. 33, стр.

10 Даниил Адамовский, Павел Нойбергер, Радомир Адамовский Даниил Адамовский, К.Sc. Чешский технический университет, строительный факультет, Прага, Чехия Павел Нойбергер, C.Sc. Профессор Радомир Адамовский, доктор наук, доктор философии Чешский университет естественных наук, инженерный факультет, Прага, Чешская Республика Обращение: проф. Ежи Грушчинский, доктор технических наук, доктор философии 30

.

Цилиндры и трубы - кондуктивные потери тепла

Неизолированный цилиндр или труба

Кондуктивные потери тепла через стенку цилиндра или трубы можно выразить как

Q = 2 π L (t i - t o ) / [ln (r o / r i ) / k] (1)

, где

Q = теплопередача от цилиндра или трубы (Вт, БТЕ / час)

k = теплопроводность материала трубопровода (Вт / мК или Вт / м o C, британских тепловых единиц / (час o футов фут 2 / фут))

L = длина цилиндра или трубы (м, футы)

π = pi = 3.14 ...

t o = температура снаружи трубы или цилиндра (K или o C, o F)

t i = температура внутри трубы или цилиндра (K или o C, o F)

ln = натуральный логарифм

r o = внешний радиус цилиндра или трубы (м, футы)

r i = цилиндр или труба внутри радиус (м, футы)

Изолированный цилиндр или труба

Кондуктивные потери тепла через изолированный цилиндр или трубу можно выразить как

Q = 2 π L (t i - t o ) / [(ln (r o / r i ) / k) + (ln (r s / r o ) / k s )] (2)

где

r s = внешний радиус o f изоляция (м, футы)

k s = теплопроводность изоляционного материала (Вт / мК или Вт / м o C, БТЕ / (час o F ft 2 / фут))

Уравнение 2 с внутренним конвективным тепловым сопротивлением можно выразить как

Q = 2 π L (t i - t o ) / [1 / (h c ) r i ) + (ln (r o / r i ) / k) + (ln (r s / r o ) / k s )] (3)

где

ч c = коэффициент конвективной теплопередачи (Вт / м 2 K)

.

Что такое контурные тепловые трубки | Современные тепловые решения

Петлевые тепловые трубки (LHP) - это двухфазные устройства теплопередачи, в которых используется та же капиллярная перекачка рабочей жидкости, что и в обычных тепловых трубках. LHP могут эффективно передавать тепло на расстояние до нескольких метров при любой ориентации в гравитационном поле. При горизонтальном размещении это расстояние может достигать нескольких десятков метров.

Развитие LHP было обусловлено в основном ограничением обычных тепловых трубок, в которых фитильная система резко снижает свою теплопередающую способность, если испаритель поднимается выше, чем конденсатор.Эта потребность остро ощущалась в аэрокосмических приложениях, где тепло, выделяемое электроникой, необходимо было эффективно отводить для целей рассеивания. Но устройство должно было быть гораздо менее чувствительным к изменениям ориентации в гравитационном поле. На рисунках 1а и 1б показана схема LHP [1].

Разработка петлевых тепловых труб началась в 1972 году. Рис. 1. Принципиальная схема работы петлевых тепловых труб [1, 2].

Первое такое устройство длиной 1.2м, мощностью около 1 кВт, с водой в качестве рабочего тела, был создан и успешно испытан российскими учеными Герасимовым и Майдаником из Уральского политехнического института. Поскольку тепло необходимо переносить на большее расстояние, и поскольку циркуляция рабочей жидкости в тепловой трубе прямо пропорциональна коэффициенту поверхностного натяжения и обратно пропорциональна эффективному радиусу пор фитиля, потребовалась другая система для переноса тепла, когда испаритель находился над конденсатором.Это показано на рисунке 1.

Напор капилляра должен быть увеличен для компенсации потерь давления, когда жидкость движется к испарителю при работе против силы тяжести. Это можно сделать только за счет уменьшения эффективного радиуса пор фитиля. Однако увеличение гидравлического сопротивления примерно пропорционально квадрату радиуса поры. В результате не удалось построить тепловую трубу достаточной длины, которая могла бы эффективно работать против силы тяжести.Таким образом, появился стимул для разработки LHP, и теперь они находят дальнейшее применение в современной электронике.

Как указано, на производительность LHP влияет ряд ограничений. Qing et. al. [3] выполнили подробное исследование трех ключевых параметров производительности петлевой тепловой трубы для использования в криогенных приложениях. Этот LHP показан на рисунке 2.

1) Влияние размера пор фитиля - Хорошо известно, что максимальное капиллярное давление, создаваемое первичным фитилем, зависит как от эффективного размера пор, так и от поверхностного натяжения рабочей жидкости.Как правило, чем меньше размер пор и больше поверхностное натяжение, тем выше максимальное капиллярное давление. Меньший размер пор также приведет к большему сопротивлению потоку, что ограничит способность к теплопередаче. Рассматриваемые размеры пор составляли 2 и 10 мкм.
Рисунок 2. Схема LHP для криогенного применения [3].
Когда размер пор первичного фитиля больше (10 мм), способность теплопередачи LHP может достигать 26 Вт только при использовании резервуара меньшего размера (60 см3). Его способность действовать против силы тяжести сильно ослаблена.При размере пор фитиля 2 мм LHP может передавать тепловую нагрузку 26 Вт при горизонтальной ориентации независимо от объема используемого резервуара.

Рисунок 2. Схема LHP для криогенного применения [3].

2. Влияние размера резервуара - Интересно посмотреть, как LHP будет работать с резервуарами разных размеров. Как показано на Рисунке 3, сочетание силы тяжести и размера резервуара оказывает прямое влияние на способность теплопередачи LHP.При неблагоприятной гравитации способность теплопередачи LHP составляет 12 Вт при использовании большего резервуара и только 5 Вт при использовании меньшего.
Рис. 3. Теплопередача LHP с диаметром пор 2 мм и 10 мм в горизонтальной ориентации [3].

3. Влияние рабочей жидкости - Жидкости имеют различное поверхностное натяжение, которое влияет на способность теплопередачи LHP.

Рисунок 4 демонстрирует эту возможность:
Рисунок 4.Способность теплопередачи LHP, когда рабочей жидкостью является кислород [3].

Хотя это и не показано на рисунке 4, когда в качестве рабочего тела используется кислород, а не азот, способность теплопередачи может достигать 50 Вт при горизонтальной ориентации при сохранении других экспериментальных условий.

Приложения LHP
Это обсуждение подчеркнуло функциональность и важность проектных параметров для производительности LHP. Хотя это обсуждение касается аэрокосмического приложения, LHP также использовались для стандартной электроники.Майданик приводит несколько примеров использования миниатюрных LHP в микроэлектронике [1]. На Рисунке 5 показано «использование плоских дисковых испарителей в LHP. Схема и внешний вид таких испарителей толщиной 10 и 13 мм
, термоконтактная поверхность которых выполнена в виде фланца диаметром 45 мм для крепления источника тепла. Результаты разработки аммиачных ЛТД длиной 0,86 м и 1 м с паропроводом и жидкостным трубопроводом диаметром 2 мм, оборудованных такими испарителями из нержавеющей стали. При испытаниях устройства продемонстрировали работоспособность при любых ориентациях в условиях 1g.Максимальная мощность составляла соответственно 90–110 Вт и 120–160 Вт, в зависимости от ориентации, а значение минимального теплового сопротивления 0,30 К / Вт и 0,42 К / Вт ».


Рис. 5. Фотография и схема плоских дисковых испарителей в LHP [1].

Другая конструкция показана на рисунке 6, где миниатюрные LHP изготовлены из нержавеющей стали и меди, а рабочими жидкостями являются аммиак и вода. Аммиачная LHP имеет испаритель диаметром 5 мм с титановым фитилем и трубопроводы диаметром 2 мм для пара и жидкости.. Водяная LHP оснащена испарителем диаметром 6 мм и трубопроводами диаметром 2,5 мм. Эффективная длина устройств составляет около 300 мм.


Рисунок 6. Миниатюрные LHP [1].

Каждый имеет ребристый конденсатор длиной 62 мм, общая площадь которого составляет около 400 см. 2 . Конденсаторы охлаждаются вентилятором, обеспечивающим расход воздуха 0,64 м 3 / мин при температуре 22 ± 2 ° C.
Испытания показывают, что максимальная мощность LHP аммиака составляет 95 Вт при температуре стенок испарителя 93 ° C.Максимальная мощность для воды LHP не была достигнута, но при той же температуре она была равна 130 Вт. Минимальные значения термического сопротивления LHP, 0,12 K / W и 0,1K / W, были получены при тепловых нагрузках 70 Вт. и 130 Вт соответственно. Следует отметить, что аммиачный LHP продемонстрировал более высокое значение коэффициента теплопередачи в испарителе, который достиг 78000 Вт / м2 · К при плотности теплового потока 21,2 Вт / см. 2 на поверхности границы раздела с площадью 4 см 2 .Для воды LHP эти значения составили соответственно 31 700 Вт / м 2 K и 35 Вт / см 2 . В этом случае на поверхности активной зоны испарителя плотность теплового потока была намного выше. Для аммиака LHP оно составило 44,5 Вт / см 2 , а для воды - 69,1 Вт / см 2 [3].


Рисунок 7. Фотография и схема процессорного кулера на базе LHP [4, 5].

Другой пример LHP в микроэлектронике показан на рисунке 7. Здесь LHP был разработан для охлаждения процессора мощностью 25-30 Вт с общим весом 50 г.Этот LHP был основан на медь-воде с диаметром испарителя 6 мм.
В заключение, LHP могут устранить многие недостатки, присущие обычным тепловым трубам, и предоставить дополнительные возможности. Как показал Майданик, капиллярный механизм в сочетании с размером резервуара и использованием различных жидкостей может дать значительные преимущества, которые нелегко увидеть в тепловых трубках. Некоторые из них включают:

  • Применение тонкопористых фитилей,
  • максимальное уменьшение дальности движения жидкости в фитиле,
  • организация эффективного теплообмена при испарении и конденсации рабочего тела, а,
  • Максимальное снижение потерь давления на транспортном (адиабатическом) участке.

Наряду с преимуществами, получаемыми от LHP, необходимо тщательно рассмотреть использование жидкостей в электронике и потенциальную нестабильность работы. Если не управлять эксплуатационной нестабильностью, то это может вызвать термоциклирование охлаждаемого электронного компонента. Как и в случае с тепловыми трубками, эксплуатационное высыхание или потеря жидкости из-за утечки может вывести LHP из строя. В остальном LHP кажутся привлекательным дополнением к арсеналу вариантов охлаждения, доступных инженеру-конструктору.■

Ссылки:
1. Майданик Ю., Петлевые тепловые трубы, Прикладная теплотехника, 2005.
2. Мураока И., Рамос Ф., Власов В. Анализ эксплуатационных характеристик и пределы петлевой тепловой трубы с пористым элементом в конденсаторе, Международный журнал тепло- и массообмена, V44, 2001.
3. Мо, К., Цзинтао, Л., Цзинхуэй, К., Исследование эффектов трех ключевых параметров теплопередачи CLHP, Cryogenics V47, 2007.
4. Чанг, К., Хуанг, Б., Майданик, Ю., Возможность использования мини-LHP для охлаждения процессора ноутбука, Proc. 12-й Междунар. Конференция по тепловым трубам, Москва, Россия, май 2002 г.
5. Пастухов В., Майданик Ю., Вершинин С., Коруков М. Миниатюрные контурные тепловые трубки для электронного охлаждения

.

Система водяного отопления - Процедура проектирования

При проектировании системы водяного отопления можно использовать следующую процедуру:

  1. Рассчитать теплопотери в помещениях
  2. Рассчитать мощность котла
  3. Выбрать нагревательные элементы
  4. Выбрать тип, размер и режим работы циркуляционного насоса
  5. Составить схему трубопровода и рассчитать размеры труб
  6. Расчет расширительного бака
  7. Расчет предохранительных клапанов

1.Расчет потерь тепла

Расчет потерь тепла при передаче через стены, окна, двери, потолки, полы и т. Д. Кроме того, необходимо рассчитать потери тепла, вызванные вентиляцией и проникновением наружного воздуха.

2. Мощность котла

Мощность котла может быть выражена как

B = H (1 + x) (1)

, где

B = мощность котла (кВт)

H = общие тепловые потери (кВт)

x = запас на нагрев - обычно используются значения в диапазоне 0.От 1 до 0,2

Подходящий котел необходимо выбрать из производственной документации.

3. Выбор комнатных обогревателей

Номинальные характеристики радиаторов и комнатных обогревателей можно рассчитать как

R = H (1 + x) (2)

, где

R = рейтинг обогреватели в помещении (Вт)

H = потери тепла из помещения (Вт)

x = запас для обогрева помещения - общие значения в диапазоне 0.От 1 до 0,2

Нагреватели с правильными характеристиками должны быть выбраны из производственной документации.

4. Калибровка насосов

Производительность циркуляционных насосов может быть рассчитана как

Q = H / (h 1 - h 2 ) ρ (3)

где

Q = объем воды (м 3 / с)

H = общие тепловые потери (кВт)

ч 1 = энтальпия расхода воды (кДж / кг) (4 .204 кДж / кг. o C при 5 o C, 4,219 кДж / кг. o C при 100 o C )

h 2 = энтальпия возвратной воды (кДж / кг)

ρ = плотность воды в насосе (кг / м 3 ) (1000 кг / м 3 при 5 ° ° C, 958 кг / м 3 при 100 ° ° C)

Для циркуляционных систем низкого давления - LPHW ( 3) можно приблизить к

Q = H / 4.185 (t 1 -t 2 ) (3b)

где

t 1 = температура подачи ( o C)

t 2 = температура обратки ( o C)

Для циркуляционных систем с низким давлением - LPHW напор от 10 до 60 кН / м 2 и сопротивление трения основной трубы от 80 до 250 Н / м 2 на метр труба обычная.

Для насосных циркуляционных систем высокого давления - HPHW напор от 60 до 250 кН / м 2 и сопротивление трению основной трубы от 100 до 300 Н / м 2 на метр трубы является обычным явлением.


Циркуляционная сила в гравитационной системе может быть рассчитана как

p = hg (ρ 1 - ρ 2 ) (4)

, где

p = давление циркуляции в наличии (Н / м 2 )

h = высота между центром котла и центром радиатора (м)

g = ускорение свободного падения = 9.81 (м / с 2 )

ρ 1 = плотность воды при температуре подачи (кг / м 3 )

ρ 2 = плотность воды при температуре обратки (кг / м 3 )

5. Определение размеров труб

Полная потеря давления в системе трубопроводов горячей воды может быть выражена как

p t = p 1 + p 2 (5)

где

p t = общая потеря давления в системе (Н / м 2 )

p 1 = основная потеря давления из-за трения (Н / м 2 )

p 2 = незначительная потеря давления из-за фитингов (Н / м 2 )

м В качестве альтернативы основная потеря давления из-за трения может быть выражена как

p 1 = il (6)

, где

i = основное сопротивление трению трубы на длину трубы (Н / м 2 на метр трубы)

l = длина трубы (м)

Значения сопротивления трению для фактических труб и объемных расходов можно получить из специальных таблиц, составленных для труб или трубок.

Незначительные потери давления из-за фитингов, таких как колена, колена, клапаны и т.п., можно рассчитать как:

p 2 = ξ 1/2 ρ v 2 (7)

или как выражается как "напор"

h потери = ξ v 2 /2 g (7b)

где

ξ = коэффициент незначительных потерь

p убыток = потеря давления (Па (Н / м 2 ), фунт / кв. Дюйм (фунт / фут 2 ))

ρ = плотность (кг / м 3 , снарядов / фут 3 )

v = скорость потока (м / с, фут / с)

h потеря = потеря напора (м, фут)

g = ускорение свободного падения ( 9.81 м / с 2 , 32,17 фут / с 2 )

6. Расширительный бак

Когда жидкость нагревается, она расширяется. Расширение воды, нагретой от 7 o C до 100 o C , составляет приблизительно 4% . Чтобы избежать расширения, создающего давление в системе, превышающее расчетное давление, обычно расширяющуюся жидкость направляют в резервуар - открытый или закрытый.

Открытый расширительный бак

Открытый расширительный бак применим только для систем горячего водоснабжения низкого давления - LPHW.Давление ограничено самым высоким расположением бака.

Объем открытого расширительного бачка должен быть вдвое больше предполагаемого объема расширения в системе. Приведенная ниже формула может использоваться для системы горячего водоснабжения, нагретой от 7 o C до 100 o C (4%):

V t = 2 0,04 V w (8 )

где

V т = объем расширительного бака (м 3 )

V w = объем воды в системе (м 3 )

Закрытый расширительный бак

В закрытом расширительном баке давление в системе частично поддерживается сжатым воздухом.Объем расширительного бачка может быть выражен как:

V t = V e p w / (p w - p i ) (8b)

где

V т = объем расширительного бака (м 3 )

V e = объем, на который увеличивается объем воды (м 3 )

p w = абсолютное давление резервуара при рабочей температуре - рабочая система (кН / м 2 )

p i = абсолютное давление холодного резервуара при заполнении - нерабочая система ( кН / м 2 )

Расширяющийся объем может быть выражен как:

V e = V w i - ρ w ) / ρ w (8c)

где

V w = объем воды в системе (м 3 )

ρ i = плотность холодной воды при температуре наполнения (кг / м 3 )

ρ w = плотность воды при рабочей температуре (кг / м 3 )

Рабочее давление системы - p w - должно быть таким, чтобы рабочее давление в наивысшей точке системы соответствовало температуре кипения на 10 o C выше рабочей температуры.

p w = рабочее давление в наивысшей точке

+ разница статического давления между наивысшей точкой и резервуаром

+/- давление насоса (+/- в зависимости от положения насоса)

7. Выбор предохранительных клапанов

Предохранительные клапаны для систем с принудительной циркуляцией (насос)

Настройки предохранительного клапана = давление на выходной стороне насоса + 70 кН / м 2

Предохранительные клапаны для систем самотечной циркуляции

Настройки предохранительного клапана = давление в системе + 15 кН / м 2

Чтобы предотвратить утечку из-за ударов в системе, обычно настройка составляет не менее 240 кН / м 2 .

.

Смотрите также