تكتسب التدفئة الأرضية شعبية متزايدة هذه الأيام، لما توفره من شعور بالراحة. ومع ذلك، لكي يعمل هذا النوع من التدفئة بكفاءة، يلزم وجود وحدة خلط بالمضخة. تسمح هذه الوحدة بالحفاظ على درجة الحرارة المثلى لسائل التبريد وتنظيم تدفقه إلى دوائر التدفئة.
لذا، قررنا مناقشة وحدات خلط المضخات الموجودة ومكوناتها. ستتعلم كيفية تجميع وحدة خلط لأنظمة التدفئة الأرضية بنفسك، بالإضافة إلى تركيبها وإعدادها.
الوظائف
يتيح لك استخدام وحدة الخلط الحراري عند تركيب التدفئة تحت الأرضية إنشاء نظام تسخين مياه مستقل مع القدرة على تنظيم درجة حرارة سائل التبريد.
نظام التدفئة الأرضية المائية هو نظام منخفض الحرارة. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الماء المُزوَّد لأنابيب التدفئة الأرضية 55 درجة مئوية. ولأن هذا النظام غالباً ما يكون متصلاً بمشع حراري أو غلاية، حيث تكون درجة حرارة الماء أعلى بكثير، فإنه يتطلب وحدة خلط خاصة.
في هذه الوحدة يتم خلط سائل التبريد المبرد من خط العودة مع الماء الساخن القادم من مصدر التسخين إلى المستوى المطلوب.
يتحكم جهاز خلط الماء هذا أيضًا في حجم سائل التبريد المتدفق إلى كل حلقة.
مبدأ التشغيل
تتشابه آلية عمل أي جهاز خلط بالمضخات. يمر سائل التبريد الساخن، القادم من المصدر، عبر منظم حرارة، حيث تُسجل درجة حرارته. ثم يدخل الماء إلى صمام الأمان، حيث تُنظم درجة حرارته عن طريق فتح وإغلاق رأس الصمام.
إذا تجاوزت درجة حرارة سائل التبريد قيمة محددة مسبقًا، يُفتح صمام الأمان ويُضاف الماء المبرد من خط الإرجاع. وعند الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة، يُقطع الإمداد.
تتولى المضخة مسؤولية تدوير السائل في الوحدة الهيدروليكية؛ وتعتمد درجة تجانس تسخين سطح الأرضية على تشغيلها.
مجالات التطبيق
تظهر الحاجة إلى وحدة خلط المضخات عندما يكون الماء هو سائل التبريد. دعونا نتعرف على الحالات التي يحدث فيها ذلك.
- إذا كانت الأرضية المسخنة بالماء متصلة بنظام التدفئة المركزية، فذلك لأن درجة حرارة الماء في النظام المركزي تتجاوز المستوى المطلوب للتدفئة تحت الأرضية.
- عند التوصيل من غلاية لا تعمل بعودة +55 وما دون - هذه كلها غلايات تعمل بالوقود الصلب وتلك التي تعمل بالغاز.
- إذا كان الخط الرئيسي يحتوي على دائرتين أو أكثر بدرجات حرارة مختلفة (أرضيات دافئة مزودة بمشعات).
الأنواع
تُقسم جميع وحدات الضخ والخلط وفقًا لنوع عنصر التشغيل:
- بصمام ثلاثي الاتجاهات تُركّب هذه الوحدة في الغرف الكبيرة، لقدرتها على معالجة كميات كبيرة من الماء. عادةً ما يُوصل هذا الخلاط بمستشعر حرارة خارجي، مما يسمح بضبط مستوى التسخين بناءً على درجة الحرارة الخارجية. ويتم التحكم في درجة الحرارة باستخدام صمام تحكم موجود عند نقطة التقاء أنبوبي التغذية والعودة. ويُستخدم عادةً تصميم متسلسل.
- مع اتجاهين يُوصى به للغرف التي تصل مساحتها إلى 200 متر مربع، ويمكن توصيله بنظامي الخلط المتوازي والمتسلسل. يحتوي الصمام على رأس حراري مزود بمستشعر يراقب درجة الحرارة ويقطع إمداد الماء الساخن عند تجاوزها المستوى المحدد. يتميز هذا التصميم بقدرته على التعامل مع كميات صغيرة من السوائل، مما يجعل عملية الضبط سلسة.
- مجموع - دمج صمام ووحدة موازنة. ومع ذلك، نادراً ما يُستخدم هذا الخيار مع الأرضيات المُدفأة.
مخططات وحدات الضخ والخلط
يتم تجميع وحدات خلط المضخات بعدة طرق، ويكمن الاختلاف في وصلة المضخة وتصميم الصمام.
مع توصيل المضخة على التوالي
عند تشغيل المضخة، تقوم الدائرة التسلسلية فقط بتحضير سائل التبريد وضمان تدفقه عبر الحلقات. وعلى الرغم من الحاجة إلى جهازين منفصلين لضخ السائل عبر الدائرتين الأساسية والثانوية، إلا أن هذه الدائرة أكثر تطوراً من الناحية التقنية.
يوفر هذا النوع من التوصيل أداءً أعلى من التوصيل المتوازي، ولذلك يلجأ إليه الفنيون عادةً عند تركيب أنظمة التدفئة الأرضية.
ومع ذلك، لكي تعمل الأرضية بشكل فعال في هذا النوع من التركيب، فإن الحساب والتعديل الصحيحين، بالإضافة إلى دقة الرسم، يلعبان دورًا مهمًا.
بالتوازي
تتمثل ميزة النظام المتوازي في أنه لا يتطلب سوى جهاز واحد لضخ المياه عبر الدائرتين. وهذا يُبسط عملية التركيب بشكل كبير، ولكنه يتطلب وحدة ذات قدرة أكبر.
إذا صُممت وحدة الخلط لنظام تدفئة صغير، يُنصح بتصميمها بشكل متوازٍ. ولأن تجميع هذا التصميم يدويًا أقل عرضة للمشاكل، فمن الأسهل تجنب الأخطاء الجسيمة. مع ذلك، فإن هذا التصميم غير مناسب لأنظمة التدفئة الأرضية الكبيرة نظرًا لانخفاض أدائه وكفاءته.
أي خلاط أفضل للاختيار؟
عند اختيار خلاط حراري، من المهم مراعاة خصائص جهاز التسخين. وعند اختيار معدات التوزيع، يجب مراعاة طريقة الخلط - مركزية أم جانبية.
إذا كانت المساحة كبيرة وتضم عدة دوائر منفصلة، فإن وحدة خلط مزودة بصمام ثلاثي الاتجاهات ضرورية. هذه الوحدة تتعامل بكفاءة عالية مع كميات كبيرة من السوائل. أما بالنسبة للأرضيات ذات الدائرة الواحدة، فإن مشعبًا مزودًا بخلاط ثنائي الاتجاه يُعدّ مناسبًا.
يمكنك صنع وحدة خلط المضخة للتدفئة الأرضية بنفسك، ولكن إذا كنت ستشتري واحدة جاهزة، فنحن نوصي بهذه الطرازات:
- تم تصميم جهازي VT.COMBI و VT.COMBI.S لتحضير سائل تبريد منخفض الحرارة. يستخدم الجهاز صمامًا ثنائي الاتجاه، يتم التحكم فيه بواسطة رأس حراري أو محرك مؤازر. لا يتضمن الجهاز مستشعر درجة الحرارة، ويجب شراؤه بشكل منفصل.
- VT.COMBI - الوحدة مزودة بصمام موازنة، والذي يستخدم لتنظيم الضغط في النظام.
- VT.COMBI.S — يمكن توصيل هذا الطراز من مشعب NSU بكل من المدخل والمخرج. وبالتالي، يمكن استخدامه مع أنظمة التدفئة بالرادياتير وأنظمة التدفئة بالتيار المتردد.
- VT.DUAL - تتكون الآلية من وحدتين (مضخة ومنظم حرارة)، مع مجموعة مشعب تقع بينهما. يتم الخلط بواسطة صمام ثلاثي الاتجاهات مزود برأس منظم حرارة.
هذه نماذج مجربة وموثوقة، ومن الأفضل شراؤها.
معدات
وحدة الخلط عبارة عن آلية معقدة مسؤولة عن الحفاظ على درجة حرارة الماء ثابتة وضمان دورانه المستمر. وهي جزء من وحدة التوزيع وتتكون من عدد من الآليات.
مضخة
تتمثل الوظيفة الأساسية للمضخة في توفير تدفق مستمر للمياه عبر الأنابيب. وهي تقوم بتوصيل المياه وإعادتها عبر المجمع ومصارف الأرضية. وتتمثل مؤشرات الأداء الرئيسية لها في الضغط ومعدل التدفق.
عند اختيار الحجم المناسب، ستتغلب المضخة على المقاومة الهيدروليكية في خط الأرضية. يُنصح باستخدام جهاز مزود بمحدد وضع تلقائي.
منظم التدفق
عدادات التدفق هي:
- يتحكم صمام موازنة الدائرة الرئيسية (صمام العوامة) بكمية سائل التبريد الداخل إلى الخط الرئيسي من مصدر الحرارة العالية الرئيسي. ويتم تنظيم التدفق بناءً على سعته. ويتم الضبط بواسطة صمام ذي رأس يُدار بمفتاح. كما يتم الضبط أيضًا بواسطة صمام ترموستات يُتحكم فيه بواسطة مستشعر عن بُعد.
- يتم ضبط صمام موازنة الدائرة الثانوية بناءً على مساحة المنطقة المراد تسخينها. ويؤدي فتح صمام التحكم وإغلاقه إلى تغيير نسب تدفقات الماء الساخن والبارد. كما أن إغلاق صمام موازنة عودة الدائرة الثانوية يزيد من تدفق سائل التبريد الساخن من المرجل، مما يزيد من التوصيل الحراري.
يتم ضبط درجة الفتح باستخدام مقياس مدرج على القارورة. يحدد هذا المقياس معدل تدفق الجهاز بالمتر المكعب في الساعة.
صمام تحويل
يضمن نظام التحويل، المزود بصمام تحويل، استمرار تشغيل معدات الضخ دون انقطاع عند تفعيل وضع النسخ الاحتياطي، أي عند انقطاع دوران السائل في أنبوب الأرضية كليًا أو جزئيًا. وقد يحدث هذا في حال إغلاق صمامات الدائرة على المجمع يدويًا أو باستخدام صمامات.
ونتيجة لذلك، تزداد مقاومة تدفق الماء، وكذلك الحمل على الآلية. ويزداد الضغط في النظام، ويفتح صمام التحويل.
يتدفق سائل التبريد عبر أنابيب التجاوز والمضخة، مما يؤدي إلى إغلاق حلقة الدوران الصغيرة. وهذا يمنع حدوث حالات الطوارئ.
العناصر المساعدة
تتولى العناصر المساعدة أيضاً مسؤولية مراقبة وصيانة التشغيل الفعال لنظام خلط المضخات. وتشمل هذه العناصر ما يلي:
- مقياس الحرارة - يتحكم في درجة حرارة سائل التبريد؛
- فتحة تهوية - يتم من خلالها إخراج الهواء من النظام؛
- صنابير التصريف، والغرض منها هو تصريف المياه؛
- صمام كروي مانع للرجوع - يمنع سائل التبريد من التحرك في الاتجاه المعاكس.
كتلة التجميع
تُعدّ مجموعة التوزيع المكان الذي تُوصل فيه دوائر التدفئة الأرضية، وهي مصممة لعدد محدد من الفروع. وتتضمن مشطًا للإمداد ومشطًا للإرجاع.
صنع وحدة خلط بيديك
عند تركيب نظام التدفئة الأرضية، يمكنك اختيار وحدة خلط جاهزة تعمل بالمضخة. ولكن إذا كنت ترغب في بناء وحدة اقتصادية بنفسك، فسنرشدك خطوة بخطوة خلال العملية.
قبل أن تبدأ العمل، عليك أن تزود نفسك بما يلي: فلتر شبكي، منظم حرارة ثلاثي الاتجاهات صمام عدم رجوع، ومقياسان للحرارة، ومضخة دوران، وفتحة تهوية، ووصلتان على شكل حرف T، وصمامين للتصريف، وصمامات كروية. كما تتضمن المجموعة مشعبات - مشعب لخط الإمداد مزود بصمامات كروية، ومشعب لخط الإرجاع مزود بمنظمات ضغط.
بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون عدد حلقات أرضية الماء الدافئ مساوياً لعدد المخارج الموجودة على المجمع.
تعليمات التجميع خطوة بخطوة:
- نقوم بتركيب مرشح شبكي على صمام إمداد الكرة، وبعد ذلك نقوم بتركيب زاوية.
- نقوم بتثبيت صمام خلط حراري ثلاثي الاتجاهات في الزاوية.
- نقوم بربط صمام عدم الرجوع بالخلاط، على الجانب الذي سيتم توصيل خط الإرجاع به - بدونه، لن تعمل الوحدة بشكل صحيح.
- نقوم بتركيب موازين حرارة على خط الإرجاع وعلى المخرج الأوسط لوحدة الخلط.
- نوصل مضخة الدوران بمقياس الحرارة المتصل بأنبوب التغذية. يجب أن تكون المسافة المستقيمة من مقياس الحرارة إلى المضخة، ومن المضخة إلى المجمع، متساوية، أي تساوي عشرة أضعاف قطر أنبوب التغذية.
- بعد ذلك نقوم بتثبيت المجمعاتوهي مثبتة على دعامة خاصة. نقوم بتوصيل مشعب الإمداد المزود بصمامات كروية بالمضخة، وسيكون مشعب الإرجاع مزودًا بصمامات تحكم.
- نقوم بربط وصلات على شكل حرف T بمخرج نهاية مشعبات الإمداد والعودة، والتي يتم توصيل فتحة التهوية بها.
- نقوم بتركيب فتحة تهوية.
- نقوم بتركيب صمامات كروية لتصريف المياه على المخارج الجانبية لكلا الوصلتين الثلاثيتين. هذه الصمامات ضرورية لملء وتفريغ النظام.
- قم بتوصيل جزء من أنبوب البولي بروبيلين أو الأنبوب المعدني البلاستيكي بمجمع الإرجاع. يجب أن يكون طوله مساوياً للمسافة من مجمع الإمداد إلى مقياس الحرارة.
- نضع مرشح الشبكة الثاني بين هذا الجزء من الأنبوب ومقياس الحرارة العائد.
- نقوم بربط صمام كروي بصمام عدم الرجوع.
والنتيجة هي نموذج بسيط وغير مكلف لوحدة خلط المضخات محلية الصنع للتدفئة تحت الأرضية.
تركيب وحدة خلط
قبل تركيب وحدة التوزيع، يجب تحديد موقعها. يمكن تركيبها في الغرفة التي سيتم تركيب الأرضية فيها أو في غرفة الغلاية في منزل خاص.
يمكن تركيب الوحدة مباشرةً على الحائط أو داخل خزانة معدنية مُدمجة في تجويف الحائط. وهي مُجهزة بأدلة وأبواب قابلة للتعديل. يبدو الموزع الموجود داخل هذه الخزانة أنيقًا، ولكنه ليس رخيصًا. من المهم تأريض جميع الأجهزة الكهربائية وأن تكون الوحدة سهلة الوصول.
ينبغي تركيب الخلاط في أعلى نقطة من النظام؛ وهذا سيسهل خروج الهواء منه.
يتم تركيب وحدة الضخ والخلط وفق التسلسل التالي:
- يتم تجهيز تجويف لوضع خزانة الموزع فيه.
- وحدة الخلط والتوزيع مثبتة داخل الخزانة.
- يتم توصيل الأنابيب المقابلة من الغلاية بصمامات الكرة الخاصة بالمجمع.
- يتم تثبيت أنابيب محيط الأرضية بمخارج المشط بواسطة البراغي.
تم تركيب نظام التدفئة الأرضية المائية، ويمكن الآن فحص جودته للتأكد من عدم وجود تسريبات. عندها فقط يمكن صبّ طبقة التسوية ووضع مواد التشطيب.
كيفية الإعداد
بعد تركيب نظام التدفئة الأرضية وتوصيله بالمجمع المثبت، يجب تهيئة النظام لضمان ظروف مريحة في الشقة.
ضبط جهاز خلط المضخة:
- إذا قمنا بإزالة منظم الحرارة، فقد يؤثر ذلك على عملية التنظيم.
- قمنا بضبط صمام التحويل على أعلى مستوى حتى لا يعمل أثناء عملية الضبط.
- لنبدأ بضبط صمام الموازنة. تعتمد درجة حرارة الماء على المعايير التالية: مخرج الغلاية (+95 درجة مئوية)، مدخل الأرضية (بحد أقصى +45 درجة مئوية)، والمخرج (بحد أقصى +35 درجة مئوية). يُسمح بفرق درجة حرارة يتراوح بين 5 و10 درجات مئوية كحد أقصى بين الماء الداخل والماء العائد. باستخدام الصيغة، يمكنك إجراء حسابات بسيطة:
T1 - 95 - 35 = 60
T2 - 45 - 35 = 10
K - ((60 : 10) - 1) × 0.9 = 4
يتم ضبط هذا المؤشر على صمام الموازنة.
- ننتقل الآن إلى ضبط المضخة. يتم ضبطها على الحد الأدنى من الطاقة ثم يتم زيادتها تدريجياً حتى يتم الوصول إلى مستوى الضغط المطلوب.
- نقوم بضبط صمام التحويل. يتم ضبطه على قيمة أعلى بنسبة 10% من أقصى ضغط تشغيل.
إذا كانت الأرضية المدفأة تحتوي على عدة دوائر، فمن الضروري ضبط كل حلقة بهذه الطريقة.
تُعدّ وحدة خلط المضخة بمثابة "قلب" أنظمة التدفئة الأرضية المائية؛ فبدونها، لن تعمل هذه الأنظمة بكفاءة ولن تُنتج كامل طاقتها الحرارية. لذا، عند تركيب نظام تدفئة أرضية متعدد الدوائر، تُصبح هذه الوحدة ضرورية. أما قرار شرائها أو تركيبها بنفسك فهو متروك لك.
