Một Nguồn Nhiệt, Hai Đầu Ra: Tại Sao Hệ Thống Sưởi Sàn Không Nóng? Phần 2 — Khí Bị Kẹt Trong Ống Sưởi Sàn
Một máy bơm nhiệt khí-nước đang hoạt động bình thường.
Nhiệt độ nước ra là chính xác.
Ống cấp cho bộ chia đường ống sưởi sàn có cảm giác nóng.
Nhưng ống hồi vẫn lạnh, lưu lượng kế cho thấy lưu lượng thấp hoặc không ổn định, và sàn nhà đơn giản là không nóng lên.
Bạn nên kiểm tra gì trước tiên?
Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất lại đơn giản đến bất ngờ:
Không khí bị kẹt bên trong các ống sưởi sàn.
Không khí bên trong một hệ thống thủy lực có thể trông giống như một vấn đề nhỏ, nhưng nó có thể làm giảm đáng kể sự tuần hoàn. Trong những trường hợp nghiêm trọng, một khóa khí có thể làm giảm hoặc ngăn chặn hoàn toàn lưu lượng nước qua một vòng sưởi sàn.
Điều này đặc biệt quan trọng trong một hệ thống một nguồn nhiệt, hai đầu ra, nơi một máy bơm nhiệt khí-nước phục vụ cả quạt gió và hệ thống sưởi sàn.
Nếu quạt gió hoạt động bình thường nhưng hệ thống sưởi sàn vẫn lạnh, không khí bị kẹt nên là một trong những mục đầu tiên trong danh sách kiểm tra khắc phục sự cố.
Một trong những cách dễ nhất để xác định một khóa khí tiềm ẩn là so sánh nhiệt độ cấp và hồi.
Hãy tưởng tượng tình huống này:
Ống cấp sưởi sàn → Nóng
Ống hồi sưởi sàn → Lạnh hoặc lạnh hơn đáng kể so với dự kiến
Máy bơm nhiệt rõ ràng đang tạo ra nước nóng, nhưng nhiệt đó không được vận chuyển hiệu quả qua các vòng sưởi sàn.
Điều này ngay lập tức gợi ý rằng vấn đề có thể liên quan đến lưu thông không đủ đúng cách.
Các nguyên nhân có thể bao gồm:
không khí bị kẹt;
van đóng;
bộ lọc bị tắc;
áp lực bơm không đủ;
cài đặt bơm không chính xác;
vòng sưởi sàn bị tắc;
vấn đề bộ chia đường ống.
Trong số này, không khí bị kẹt đặc biệt phổ biến sau khi lắp đặt, bảo trì, xả/làm đầy lại hoặc ngừng hoạt động lâu.
Nhiều người cho rằng một hệ thống nước kín chỉ nên chứa nước.
Trên thực tế, một lượng không khí hoặc khí hòa tan gần như không thể tránh khỏi.
Không khí có thể xâm nhập hoặc còn lại trong hệ thống trong quá trình:
làm đầy ban đầu;
bảo trì;
xả và làm đầy lại hệ thống;
lắp đặt ống;
kiểm tra áp suất;
rò rỉ hoặc mất áp suất;
vận hành không đúng cách.
Bản thân nước cũng có thể chứa khí hòa tan.
Khi nhiệt độ nước thay đổi, một số khí hòa tan có thể thoát ra khỏi dung dịch và tạo thành các bọt khí nhỏ.
Các bọt khí này có thể di chuyển qua hệ thống và tích tụ tại:
các điểm cao;
bộ chia đường ống;
khúc cua ống;
khu vực có vận tốc thấp;
bộ trao đổi nhiệt;
các đoạn ống được thiết kế kém.
Theo thời gian, các bọt khí nhỏ có thể kết hợp thành các túi khí lớn hơn.
Đây là cách một khóa khí có thể phát triển.
Khóa khí là một túi khí bị kẹt bên trong một mạch nước làm hạn chế đáng kể hoặc ngăn chặn sự lưu thông của nước.
Nước thực tế không thể nén được trong hoạt động thủy lực thông thường, trong khi không khí có thể nén được.
Khi một bơm tuần hoàn cố gắng đẩy nước qua một ống chứa một túi khí đáng kể, một phần năng lượng của bơm có thể bị lãng phí để nén hoặc di chuyển không khí bị kẹt thay vì thiết lập lưu thông nước ổn định.
Kết quả có thể là:
Giảm lưu lượng → giảm truyền nhiệt → nước hồi lạnh → sàn lạnh
Trong trường hợp nghiêm trọng:
Túi khí → gần như không có lưu thông → vòng sưởi sàn ngừng hoạt động
Đây là lý do tại sao không khí bị kẹt không nên được coi chỉ là một vấn đề tiếng ồn.
Đây là một vấn đề hiệu suất thủy lực đúng cách.
Hệ thống sưởi sàn có thể chứa nhiều vòng ống dài.
Một bộ chia đường ống điển hình có thể phục vụ nhiều mạch được phân phối trên các phòng khác nhau.
Do đó, hệ thống chứa:
chiều dài ống dài;
nhiều khúc cua;
bộ chia đường ống;
van;
bộ truyền động;
lưu lượng kế;
độ cao khác nhau.
Điều này tạo ra nhiều cơ hội để không khí bị kẹt.
Nếu một mạch chứa không khí trong khi các mạch khác không có, kết quả có thể là:
Phòng khách ấm
Phòng ngủ ấm
Phòng tắm ấm
Một phòng ngủ hoàn toàn lạnh
Máy bơm nhiệt có thể hoạt động hoàn hảo.
Vấn đề đơn giản là một vòng sưởi sàn có lưu thông không đủ.
Kỹ sư và thợ lắp đặt nên tìm kiếm một số triệu chứng phổ biến.
Bộ chia đường ống cấp nhận nước nóng, nhưng phía hồi vẫn lạnh bất thường.
Một hoặc nhiều lưu lượng kế của bộ chia đường ống cho thấy lưu thông ít hoặc không có.
Điều này mạnh mẽ gợi ý một vấn đề cụ thể của nhánh thay vì công suất máy bơm nhiệt tổng thể không đủ.
Bạn có thể nghe thấy âm thanh như:
tiếng róc rách, sủi bọt hoặc tiếng nước ngắt quãng
bên trong ống hoặc bộ chia đường ống.
Chỉ số lưu lượng kế dao động thay vì ổn định.
Một ΔT rất lớn có thể cho thấy lưu lượng nước không đủ.
Các triệu chứng này không chứng minh rằng không khí là nguyên nhân duy nhất có thể, nhưng chúng cung cấp những manh mối chẩn đoán mạnh mẽ.
Mối quan hệ giữa truyền nhiệt, lưu lượng và chênh lệch nhiệt độ nước có thể được biểu thị bằng:
Đối với các phép tính thực tế về phía nước:
Trong đó:
Q = nhiệt truyền;
Flow = tốc độ dòng nước;
ΔT = chênh lệch nhiệt độ nước cấp-hồi.
Nếu không khí làm giảm đáng kể tốc độ dòng chảy, lượng nhiệt có thể được vận chuyển đến sàn cũng sẽ giảm.
Đây là lý do tại sao một hệ thống có thể có nhiệt độ nước ra hoàn toàn chấp nhận được nhưng vẫn cung cấp hệ thống sưởi phòng kém.
Nhiệt độ nước một mình không xác định hiệu suất sưởi ấm. Bạn cũng cần đủ lưu lượng nước.
Đây là một trong những khái niệm quan trọng nhất trong việc khắc phục sự cố máy bơm nhiệt thủy lực.
Khi sàn không nóng lên, một phản ứng phổ biến là:
“Tăng nhiệt độ nước ra.”
Ví dụ:
35°C → 40°C → 45°C → 50°C
Nhưng nếu vấn đề thực sự là khóa khí, việc tăng nhiệt độ nước sẽ không khôi phục được lưu thông.
Bạn có thể đơn giản kết thúc với:
Nước cấp nóng hơn + lưu thông kém + sàn lạnh + hiệu suất máy bơm nhiệt thấp hơn
Trình tự đúng là:
Kiểm tra lưu lượng trước → giải quyết vấn đề thủy lực → sau đó tối ưu hóa nhiệt độ nước.
Đối với máy bơm nhiệt, điều này đặc biệt quan trọng vì nhiệt độ nước ra cao không cần thiết thường làm tăng áp suất máy nén và giảm hiệu quả.
Một phản ứng phổ biến khác là:
“Lưu lượng thấp, vì vậy chúng ta cần một bơm lớn hơn.”
Một lần nữa, không nhất thiết.
Nếu không khí bị kẹt trong ống, một bơm lớn hơn nhiều vẫn có thể không thiết lập được lưu thông đúng cách.
Việc chọn bơm tuần hoàn quá lớn cũng có thể tạo ra các vấn đề khác:
vận tốc nước quá mức;
tiêu thụ điện tăng;
tiếng ồn ống;
tiếng ồn van;
áp suất vi sai quá mức;
cân bằng hệ thống kém.
Một bơm tuần hoàn nên được chọn theo:
Lưu lượng yêu cầu + sụt áp hệ thống + kháng thủy lực
chứ không phải là sự thay thế cho việc loại bỏ không khí đúng cách.
Một bơm lớn hơn không thể sửa chữa quy trình vận hành ban đầu vốn có.
Khi nghi ngờ không khí bị kẹt, chỉ cần mở một van xả khí tự động có thể là không đủ.
Đối với hệ thống sưởi sàn nhiều vòng, một trong những phương pháp vận hành ban đầu hiệu quả nhất là xả từng vòng riêng lẻ đúng cách.
Một quy trình điển hình là:
Bước 1: Tắt nguồn nhiệt nếu được yêu cầu bởi quy trình vận hành ban đầu của nhà sản xuất.
Bước 2: Đóng tất cả các vòng sưởi sàn ngoại trừ một vòng.
Bước 3: Xả nước qua vòng mở.
Bước 4: Tiếp tục cho đến khi không còn bọt khí nhìn thấy được thoát ra và lưu lượng trở nên ổn định.
Bước 5: Đóng mạch đó và mở mạch tiếp theo.
Bước 6: Lặp lại cho mọi vòng sưởi sàn.
Bước 7: Khôi phục tất cả các mạch về vị trí thiết kế của chúng.
Bước 8: Cân bằng bộ chia đường ống theo tốc độ dòng chảy yêu cầu.
Điều này thường hiệu quả hơn là cố gắng loại bỏ không khí khỏi mọi vòng cùng một lúc.
Không khí có xu hướng di chuyển tự nhiên về các điểm cao trong hệ thống thủy lực.
Do đó, thiết kế hệ thống nên cung cấp các điểm loại bỏ không khí phù hợp.
Cần đặc biệt chú ý đến:
các điểm cao trong đường ống chính;
phòng máy bơm nhiệt;
bể tích áp;
bộ tách thủy lực;
bộ chia đường ống;
ống đứng.
Một van xả khí tự động có thể liên tục loại bỏ một lượng nhỏ không khí tích tụ trong quá trình hoạt động bình thường.
Tuy nhiên:
Van xả khí tự động không phải là sự thay thế cho việc xả và vận hành ban đầu đúng cách.
Một vòng sưởi sàn bị khóa khí nặng vẫn có thể cần được xả bằng tay.
Bộ chia đường ống là một trong những vị trí quan trọng nhất cho cả việc vận hành ban đầu và khắc phục sự cố.
Một bộ chia đường ống được thiết kế tốt thường cung cấp:
phân phối cấp;
thu hồi hồi;
cách ly từng vòng;
điều chỉnh lưu lượng;
lưu lượng kế;
bộ truyền động;
điểm làm đầy/xả;
xả khí.
Trong quá trình khắc phục sự cố, hãy kiểm tra kỹ bộ chia đường ống.
Hỏi:
Tất cả các vòng có mở không?
Lưu lượng kế có hiển thị lưu thông không?
Có bộ truyền động nào đóng không?
Có nhìn thấy không khí trong lưu lượng kế không?
Có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa các vòng riêng lẻ không?
Các van xả khí của bộ chia đường ống có hoạt động không?
Những quan sát đơn giản này thường có thể xác định vấn đề mà không cần chạm vào máy bơm nhiệt.
Một bể tích áp được thiết kế tốt có thể góp phần tách khí vì vận tốc nước bên trong bể thấp hơn nhiều so với trong đường ống chính.
Khi nước chậm lại, không khí bị cuốn theo có thể dễ dàng tách ra và bay lên đến một điểm loại bỏ không khí phù hợp.
Nhưng điều này không nên bị hiểu lầm.
Bể tích áp không được lắp đặt chỉ để loại bỏ không khí.
Tùy thuộc vào thiết kế thủy lực, nó cũng có thể cung cấp:
thể tích nước hệ thống bổ sung;
tách thủy lực;
lưu lượng máy bơm nhiệt ổn định hơn;
giảm chu kỳ ngắn;
năng lượng nhiệt để rã đông;
tách giữa mạch sơ cấp và thứ cấp.
Trong một số ứng dụng máy bơm nhiệt, điều này có thể làm cho hoạt động của hệ thống ổn định hơn đáng kể.
Đối với một số dự án, đặc biệt là các hệ thống có nhiều loại đầu cuối, một cấu hình sơ cấp-thứ cấp có thể hữu ích.
Một bố trí đơn giản hóa có thể là:
Máy bơm nhiệt → Mạch sơ cấp → Bể tích áp / Bộ tách thủy lực
sau đó:
Bơm thứ cấp → Sưởi sàn
và/hoặc
Bơm thứ cấp → Quạt gió
Điều này cho phép máy bơm nhiệt và các mạch đầu cuối hoạt động với các điều kiện thủy lực độc lập hơn.
Ví dụ, máy bơm nhiệt có thể yêu cầu một lưu lượng tối thiểu nhất định trong khi mạch sưởi sàn yêu cầu một lưu lượng khác tùy thuộc vào số lượng vùng đang mở.
Sự tách biệt thủy lực có thể làm cho các yêu cầu khác nhau này dễ quản lý hơn.
Nó cũng có thể cung cấp các vị trí thuận tiện cho:
tách khí;
tách cặn bẩn;
cảm biến nhiệt độ;
làm đầy hệ thống;
cân bằng thủy lực.
Hãy xem xét tình huống này:
Sưởi ấm bình thường.
Không nóng lên.
Hoạt động bình thường.
Điều này cho chúng ta biết điều gì?
Nó mạnh mẽ gợi ý rằng nguồn nhiệt có khả năng tạo ra nhiệt.
Do đó, trọng tâm khắc phục sự cố nên chuyển sang phía sưởi sàn:
Bơm sưởi sàn → van trộn → bộ chia đường ống → bộ truyền động → lưu lượng kế → không khí → vòng sưởi sàn
Bây giờ hãy xem xét ngược lại:
Không sưởi ấm.
Không sưởi ấm.
Khi đó vấn đề có thể nằm ở phía trước hơn:
Máy bơm nhiệt → bơm sơ cấp → bể tích áp → van chính → hệ thống điều khiển
Đây là lý do tại sao một hệ thống một nguồn, hai đầu ra thực sự cung cấp thông tin chẩn đoán hữu ích.
Việc bổ sung các điểm loại bỏ không khí phù hợp trong quá trình lắp đặt thường dễ dàng hơn nhiều so với việc cố gắng giải quyết các vấn đề không khí mãn tính sau khi tòa nhà hoàn thành.
Tuy nhiên, việc lắp đặt nhiều van một cách ngẫu nhiên không phải là kỹ thuật tốt.
Chúng nên được đặt ở nơi không khí tự nhiên tích tụ.
Các vị trí điển hình bao gồm:
Điểm cao + ống đứng + bộ chia đường ống + bộ tách thủy lực/bể tích áp + bộ tách khí phòng máy
Thiết kế hệ thống tốt nên làm cho việc loại bỏ không khí trở nên có thể dự đoán và bảo trì đúng cách.
Một hệ thống máy bơm nhiệt được lắp đặt đẹp mắt nhưng không thể làm đầy, xả và thông khí đúng cách không phải là một hệ thống thủy lực được thiết kế tốt.
Không khí bên trong hệ thống làm được nhiều hơn là giảm hiệu suất sưởi ấm.
Nếu một bơm tuần hoàn hoạt động với hàm lượng không khí đáng kể, nó có thể gặp phải:
hoạt động không ổn định;
tiếng ồn;
hiệu suất thủy lực giảm;
mất bôi trơn/làm mát trong một số thiết kế bơm;
điều kiện giống như xâm thực;
hao mòn sớm.
Đây là một lý do khác tại sao tiếng sủi bọt hoặc róc rách dai dẳng không nên bị bỏ qua.
Nếu đường ống phát ra âm thanh như nước và không khí di chuyển liên tục cùng nhau, hãy điều tra nó.
Nếu bạn nghi ngờ có không khí trong ống sưởi sàn, hãy sử dụng một quy trình có hệ thống.
Xác nhận rằng nguồn nhiệt thực sự đang tạo ra nước nóng.
Ống cấp nóng và ống hồi lạnh bất thường có thể cho thấy lưu thông không đủ.
Xác định các mạch có lưu lượng bằng không, thấp hoặc không ổn định.
Đảm bảo các vòng bị ảnh hưởng thực sự đang mở.
Xác nhận lưu lượng thực tế, không chỉ đơn giản là động cơ bơm có chạy không.
Loại trừ tắc nghẽn do bụi bẩn.
Loại bỏ không khí bị kẹt từng vòng một.
Xác nhận rằng các van được lắp đặt đúng cách và đang hoạt động.
Kiểm tra xem lưu lượng có ổn định trở lại không.
Điều chỉnh từng vòng theo tốc độ dòng chảy thiết kế yêu cầu.
Chỉ sau khi kiểm tra những điều này, bạn mới nên bắt đầu thay đổi kích thước bơm hoặc cài đặt nhiệt độ nước của máy bơm nhiệt.
| Triệu Chứng | Giải Thích Tiềm Năng | Kiểm Tra Khuyến Nghị |
|---|---|---|
| Cấp nóng, hồi lạnh | Lưu thông rất thấp | Không khí, bơm, van, tắc nghẽn |
| Một vòng sưởi sàn lạnh | Khóa khí cục bộ | Xả vòng đó |
| Nhiều vòng lạnh | Vấn đề bộ chia đường ống/bơm | Bơm, van, không khí |
| Lưu lượng kế hiển thị bằng không | Không có lưu thông | Bộ truyền động, van, không khí, tắc nghẽn |
| Lưu lượng dao động | Không khí trong mạch | Xả và thông khí |
| Tiếng kêu róc rách | Không khí di chuyển qua ống | Hệ thống loại bỏ không khí |
| Bơm lớn hơn ít cải thiện | Không khí/hạn chế vẫn còn | Xả và kiểm tra hệ thống |
| Quạt gió hoạt động nhưng sưởi sàn không hoạt động | Vấn đề thủy lực phía sưởi sàn | Mạch thứ cấp |
| Cả hai đầu cuối đều lạnh | Vấn đề tiềm ẩn phía sơ cấp | Nguồn nhiệt và mạch sơ cấp |
Các dấu hiệu phổ biến bao gồm tiếng róc rách, lưu lượng bộ chia đường ống không ổn định hoặc bằng không, một số vòng vẫn lạnh, và ống cấp nóng kết hợp với ống hồi lạnh bất thường.
Có. Một túi khí đủ lớn có thể tạo ra một khóa khí làm hạn chế nghiêm trọng hoặc ngừng lưu thông qua một vòng riêng lẻ.
Không đáng tin cậy. Giải pháp đúng là xả và thông khí mạch đúng cách. Việc lựa chọn bơm nên dựa trên lưu lượng yêu cầu và sụt áp hệ thống.
Việc sản xuất nước nóng xác nhận việc tạo ra nhiệt, nhưng nó không xác nhận việc phân phối nhiệt. Lưu thông không đủ do không khí bị kẹt, van, sự cố bơm hoặc tắc nghẽn có thể ngăn nhiệt đến sàn.
Các biện pháp loại bỏ không khí thích hợp nên được tích hợp vào thiết kế thủy lực, đặc biệt là tại các bộ chia đường ống và các điểm cao. Việc lắp đặt chính xác nên tuân theo thiết kế hệ thống và các yêu cầu địa phương.
Bể tích áp có thể hỗ trợ tách khí do vận tốc nước thấp hơn bên trong bình, đặc biệt khi kết hợp với các bộ phận loại bỏ không khí phù hợp. Tuy nhiên, chức năng chính của nó phụ thuộc vào thiết kế hệ thống thủy lực và nó không thay thế cho việc xả đúng cách.
Khi hệ thống sưởi sàn bị lạnh, đừng chỉ hỏi:
“Nước có đủ nóng không?”
Hỏi:
“Có đủ nước nóng thực sự chảy qua sàn không?”
Máy bơm nhiệt có thể tạo ra nước nóng hoàn hảo trong khi tòa nhà vẫn lạnh nếu năng lượng nhiệt đó không thể được vận chuyển qua hệ thống thủy lực.
Đối với một vòng sưởi sàn bị khóa khí, logic khắc phục sự cố nên là:
Nguồn nhiệt OK → Nhiệt độ cấp OK → Kiểm tra lưu lượng → Xác định không khí → Xả vòng → Xác minh bơm → Cân bằng lại → Kiểm tra lại ΔT
Và trong một hệ thống một nguồn nhiệt, hai đầu ra, luôn so sánh hành vi của mạch quạt gió và sưởi sàn. So sánh đó có thể nhanh chóng cho bạn biết vấn đề nằm ở phía nguồn nhiệt hay phía phân phối đầu cuối.
Phần 1: Vận hành ban đầu hoặc ngừng hoạt động dài hạn
Phần 2: Không khí bị kẹt trong ống sưởi sàn
Tiếp theo: Các nguyên nhân thực tế hơn gây ra hiệu suất sưởi sàn kém
Tại EcoHeat Pump, chúng tôi tin rằng hiệu suất máy bơm nhiệt tốt phụ thuộc không chỉ vào bản thân máy bơm nhiệt, mà còn vào thiết kế thủy lực, lắp đặt, vận hành và kết hợp hệ thống đầu cuối đúng cách.
Chúng tôi cũng hoan nghênh các kỹ sư HVAC, thợ lắp đặt và chuyên gia máy bơm nhiệt chia sẻ kinh nghiệm thực tế của họ và giúp xác định bất cứ điều gì có thể được bổ sung hoặc cải thiện trong loạt bài này.
Để biết thêm kiến thức kỹ thuật máy bơm nhiệt khí-nước và giải pháp ứng dụng:
Một Nguồn Nhiệt, Hai Đầu Ra: Tại Sao Hệ Thống Sưởi Sàn Không Nóng? Phần 2 — Khí Bị Kẹt Trong Ống Sưởi Sàn
Một máy bơm nhiệt khí-nước đang hoạt động bình thường.
Nhiệt độ nước ra là chính xác.
Ống cấp cho bộ chia đường ống sưởi sàn có cảm giác nóng.
Nhưng ống hồi vẫn lạnh, lưu lượng kế cho thấy lưu lượng thấp hoặc không ổn định, và sàn nhà đơn giản là không nóng lên.
Bạn nên kiểm tra gì trước tiên?
Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất lại đơn giản đến bất ngờ:
Không khí bị kẹt bên trong các ống sưởi sàn.
Không khí bên trong một hệ thống thủy lực có thể trông giống như một vấn đề nhỏ, nhưng nó có thể làm giảm đáng kể sự tuần hoàn. Trong những trường hợp nghiêm trọng, một khóa khí có thể làm giảm hoặc ngăn chặn hoàn toàn lưu lượng nước qua một vòng sưởi sàn.
Điều này đặc biệt quan trọng trong một hệ thống một nguồn nhiệt, hai đầu ra, nơi một máy bơm nhiệt khí-nước phục vụ cả quạt gió và hệ thống sưởi sàn.
Nếu quạt gió hoạt động bình thường nhưng hệ thống sưởi sàn vẫn lạnh, không khí bị kẹt nên là một trong những mục đầu tiên trong danh sách kiểm tra khắc phục sự cố.
Một trong những cách dễ nhất để xác định một khóa khí tiềm ẩn là so sánh nhiệt độ cấp và hồi.
Hãy tưởng tượng tình huống này:
Ống cấp sưởi sàn → Nóng
Ống hồi sưởi sàn → Lạnh hoặc lạnh hơn đáng kể so với dự kiến
Máy bơm nhiệt rõ ràng đang tạo ra nước nóng, nhưng nhiệt đó không được vận chuyển hiệu quả qua các vòng sưởi sàn.
Điều này ngay lập tức gợi ý rằng vấn đề có thể liên quan đến lưu thông không đủ đúng cách.
Các nguyên nhân có thể bao gồm:
không khí bị kẹt;
van đóng;
bộ lọc bị tắc;
áp lực bơm không đủ;
cài đặt bơm không chính xác;
vòng sưởi sàn bị tắc;
vấn đề bộ chia đường ống.
Trong số này, không khí bị kẹt đặc biệt phổ biến sau khi lắp đặt, bảo trì, xả/làm đầy lại hoặc ngừng hoạt động lâu.
Nhiều người cho rằng một hệ thống nước kín chỉ nên chứa nước.
Trên thực tế, một lượng không khí hoặc khí hòa tan gần như không thể tránh khỏi.
Không khí có thể xâm nhập hoặc còn lại trong hệ thống trong quá trình:
làm đầy ban đầu;
bảo trì;
xả và làm đầy lại hệ thống;
lắp đặt ống;
kiểm tra áp suất;
rò rỉ hoặc mất áp suất;
vận hành không đúng cách.
Bản thân nước cũng có thể chứa khí hòa tan.
Khi nhiệt độ nước thay đổi, một số khí hòa tan có thể thoát ra khỏi dung dịch và tạo thành các bọt khí nhỏ.
Các bọt khí này có thể di chuyển qua hệ thống và tích tụ tại:
các điểm cao;
bộ chia đường ống;
khúc cua ống;
khu vực có vận tốc thấp;
bộ trao đổi nhiệt;
các đoạn ống được thiết kế kém.
Theo thời gian, các bọt khí nhỏ có thể kết hợp thành các túi khí lớn hơn.
Đây là cách một khóa khí có thể phát triển.
Khóa khí là một túi khí bị kẹt bên trong một mạch nước làm hạn chế đáng kể hoặc ngăn chặn sự lưu thông của nước.
Nước thực tế không thể nén được trong hoạt động thủy lực thông thường, trong khi không khí có thể nén được.
Khi một bơm tuần hoàn cố gắng đẩy nước qua một ống chứa một túi khí đáng kể, một phần năng lượng của bơm có thể bị lãng phí để nén hoặc di chuyển không khí bị kẹt thay vì thiết lập lưu thông nước ổn định.
Kết quả có thể là:
Giảm lưu lượng → giảm truyền nhiệt → nước hồi lạnh → sàn lạnh
Trong trường hợp nghiêm trọng:
Túi khí → gần như không có lưu thông → vòng sưởi sàn ngừng hoạt động
Đây là lý do tại sao không khí bị kẹt không nên được coi chỉ là một vấn đề tiếng ồn.
Đây là một vấn đề hiệu suất thủy lực đúng cách.
Hệ thống sưởi sàn có thể chứa nhiều vòng ống dài.
Một bộ chia đường ống điển hình có thể phục vụ nhiều mạch được phân phối trên các phòng khác nhau.
Do đó, hệ thống chứa:
chiều dài ống dài;
nhiều khúc cua;
bộ chia đường ống;
van;
bộ truyền động;
lưu lượng kế;
độ cao khác nhau.
Điều này tạo ra nhiều cơ hội để không khí bị kẹt.
Nếu một mạch chứa không khí trong khi các mạch khác không có, kết quả có thể là:
Phòng khách ấm
Phòng ngủ ấm
Phòng tắm ấm
Một phòng ngủ hoàn toàn lạnh
Máy bơm nhiệt có thể hoạt động hoàn hảo.
Vấn đề đơn giản là một vòng sưởi sàn có lưu thông không đủ.
Kỹ sư và thợ lắp đặt nên tìm kiếm một số triệu chứng phổ biến.
Bộ chia đường ống cấp nhận nước nóng, nhưng phía hồi vẫn lạnh bất thường.
Một hoặc nhiều lưu lượng kế của bộ chia đường ống cho thấy lưu thông ít hoặc không có.
Điều này mạnh mẽ gợi ý một vấn đề cụ thể của nhánh thay vì công suất máy bơm nhiệt tổng thể không đủ.
Bạn có thể nghe thấy âm thanh như:
tiếng róc rách, sủi bọt hoặc tiếng nước ngắt quãng
bên trong ống hoặc bộ chia đường ống.
Chỉ số lưu lượng kế dao động thay vì ổn định.
Một ΔT rất lớn có thể cho thấy lưu lượng nước không đủ.
Các triệu chứng này không chứng minh rằng không khí là nguyên nhân duy nhất có thể, nhưng chúng cung cấp những manh mối chẩn đoán mạnh mẽ.
Mối quan hệ giữa truyền nhiệt, lưu lượng và chênh lệch nhiệt độ nước có thể được biểu thị bằng:
Đối với các phép tính thực tế về phía nước:
Trong đó:
Q = nhiệt truyền;
Flow = tốc độ dòng nước;
ΔT = chênh lệch nhiệt độ nước cấp-hồi.
Nếu không khí làm giảm đáng kể tốc độ dòng chảy, lượng nhiệt có thể được vận chuyển đến sàn cũng sẽ giảm.
Đây là lý do tại sao một hệ thống có thể có nhiệt độ nước ra hoàn toàn chấp nhận được nhưng vẫn cung cấp hệ thống sưởi phòng kém.
Nhiệt độ nước một mình không xác định hiệu suất sưởi ấm. Bạn cũng cần đủ lưu lượng nước.
Đây là một trong những khái niệm quan trọng nhất trong việc khắc phục sự cố máy bơm nhiệt thủy lực.
Khi sàn không nóng lên, một phản ứng phổ biến là:
“Tăng nhiệt độ nước ra.”
Ví dụ:
35°C → 40°C → 45°C → 50°C
Nhưng nếu vấn đề thực sự là khóa khí, việc tăng nhiệt độ nước sẽ không khôi phục được lưu thông.
Bạn có thể đơn giản kết thúc với:
Nước cấp nóng hơn + lưu thông kém + sàn lạnh + hiệu suất máy bơm nhiệt thấp hơn
Trình tự đúng là:
Kiểm tra lưu lượng trước → giải quyết vấn đề thủy lực → sau đó tối ưu hóa nhiệt độ nước.
Đối với máy bơm nhiệt, điều này đặc biệt quan trọng vì nhiệt độ nước ra cao không cần thiết thường làm tăng áp suất máy nén và giảm hiệu quả.
Một phản ứng phổ biến khác là:
“Lưu lượng thấp, vì vậy chúng ta cần một bơm lớn hơn.”
Một lần nữa, không nhất thiết.
Nếu không khí bị kẹt trong ống, một bơm lớn hơn nhiều vẫn có thể không thiết lập được lưu thông đúng cách.
Việc chọn bơm tuần hoàn quá lớn cũng có thể tạo ra các vấn đề khác:
vận tốc nước quá mức;
tiêu thụ điện tăng;
tiếng ồn ống;
tiếng ồn van;
áp suất vi sai quá mức;
cân bằng hệ thống kém.
Một bơm tuần hoàn nên được chọn theo:
Lưu lượng yêu cầu + sụt áp hệ thống + kháng thủy lực
chứ không phải là sự thay thế cho việc loại bỏ không khí đúng cách.
Một bơm lớn hơn không thể sửa chữa quy trình vận hành ban đầu vốn có.
Khi nghi ngờ không khí bị kẹt, chỉ cần mở một van xả khí tự động có thể là không đủ.
Đối với hệ thống sưởi sàn nhiều vòng, một trong những phương pháp vận hành ban đầu hiệu quả nhất là xả từng vòng riêng lẻ đúng cách.
Một quy trình điển hình là:
Bước 1: Tắt nguồn nhiệt nếu được yêu cầu bởi quy trình vận hành ban đầu của nhà sản xuất.
Bước 2: Đóng tất cả các vòng sưởi sàn ngoại trừ một vòng.
Bước 3: Xả nước qua vòng mở.
Bước 4: Tiếp tục cho đến khi không còn bọt khí nhìn thấy được thoát ra và lưu lượng trở nên ổn định.
Bước 5: Đóng mạch đó và mở mạch tiếp theo.
Bước 6: Lặp lại cho mọi vòng sưởi sàn.
Bước 7: Khôi phục tất cả các mạch về vị trí thiết kế của chúng.
Bước 8: Cân bằng bộ chia đường ống theo tốc độ dòng chảy yêu cầu.
Điều này thường hiệu quả hơn là cố gắng loại bỏ không khí khỏi mọi vòng cùng một lúc.
Không khí có xu hướng di chuyển tự nhiên về các điểm cao trong hệ thống thủy lực.
Do đó, thiết kế hệ thống nên cung cấp các điểm loại bỏ không khí phù hợp.
Cần đặc biệt chú ý đến:
các điểm cao trong đường ống chính;
phòng máy bơm nhiệt;
bể tích áp;
bộ tách thủy lực;
bộ chia đường ống;
ống đứng.
Một van xả khí tự động có thể liên tục loại bỏ một lượng nhỏ không khí tích tụ trong quá trình hoạt động bình thường.
Tuy nhiên:
Van xả khí tự động không phải là sự thay thế cho việc xả và vận hành ban đầu đúng cách.
Một vòng sưởi sàn bị khóa khí nặng vẫn có thể cần được xả bằng tay.
Bộ chia đường ống là một trong những vị trí quan trọng nhất cho cả việc vận hành ban đầu và khắc phục sự cố.
Một bộ chia đường ống được thiết kế tốt thường cung cấp:
phân phối cấp;
thu hồi hồi;
cách ly từng vòng;
điều chỉnh lưu lượng;
lưu lượng kế;
bộ truyền động;
điểm làm đầy/xả;
xả khí.
Trong quá trình khắc phục sự cố, hãy kiểm tra kỹ bộ chia đường ống.
Hỏi:
Tất cả các vòng có mở không?
Lưu lượng kế có hiển thị lưu thông không?
Có bộ truyền động nào đóng không?
Có nhìn thấy không khí trong lưu lượng kế không?
Có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa các vòng riêng lẻ không?
Các van xả khí của bộ chia đường ống có hoạt động không?
Những quan sát đơn giản này thường có thể xác định vấn đề mà không cần chạm vào máy bơm nhiệt.
Một bể tích áp được thiết kế tốt có thể góp phần tách khí vì vận tốc nước bên trong bể thấp hơn nhiều so với trong đường ống chính.
Khi nước chậm lại, không khí bị cuốn theo có thể dễ dàng tách ra và bay lên đến một điểm loại bỏ không khí phù hợp.
Nhưng điều này không nên bị hiểu lầm.
Bể tích áp không được lắp đặt chỉ để loại bỏ không khí.
Tùy thuộc vào thiết kế thủy lực, nó cũng có thể cung cấp:
thể tích nước hệ thống bổ sung;
tách thủy lực;
lưu lượng máy bơm nhiệt ổn định hơn;
giảm chu kỳ ngắn;
năng lượng nhiệt để rã đông;
tách giữa mạch sơ cấp và thứ cấp.
Trong một số ứng dụng máy bơm nhiệt, điều này có thể làm cho hoạt động của hệ thống ổn định hơn đáng kể.
Đối với một số dự án, đặc biệt là các hệ thống có nhiều loại đầu cuối, một cấu hình sơ cấp-thứ cấp có thể hữu ích.
Một bố trí đơn giản hóa có thể là:
Máy bơm nhiệt → Mạch sơ cấp → Bể tích áp / Bộ tách thủy lực
sau đó:
Bơm thứ cấp → Sưởi sàn
và/hoặc
Bơm thứ cấp → Quạt gió
Điều này cho phép máy bơm nhiệt và các mạch đầu cuối hoạt động với các điều kiện thủy lực độc lập hơn.
Ví dụ, máy bơm nhiệt có thể yêu cầu một lưu lượng tối thiểu nhất định trong khi mạch sưởi sàn yêu cầu một lưu lượng khác tùy thuộc vào số lượng vùng đang mở.
Sự tách biệt thủy lực có thể làm cho các yêu cầu khác nhau này dễ quản lý hơn.
Nó cũng có thể cung cấp các vị trí thuận tiện cho:
tách khí;
tách cặn bẩn;
cảm biến nhiệt độ;
làm đầy hệ thống;
cân bằng thủy lực.
Hãy xem xét tình huống này:
Sưởi ấm bình thường.
Không nóng lên.
Hoạt động bình thường.
Điều này cho chúng ta biết điều gì?
Nó mạnh mẽ gợi ý rằng nguồn nhiệt có khả năng tạo ra nhiệt.
Do đó, trọng tâm khắc phục sự cố nên chuyển sang phía sưởi sàn:
Bơm sưởi sàn → van trộn → bộ chia đường ống → bộ truyền động → lưu lượng kế → không khí → vòng sưởi sàn
Bây giờ hãy xem xét ngược lại:
Không sưởi ấm.
Không sưởi ấm.
Khi đó vấn đề có thể nằm ở phía trước hơn:
Máy bơm nhiệt → bơm sơ cấp → bể tích áp → van chính → hệ thống điều khiển
Đây là lý do tại sao một hệ thống một nguồn, hai đầu ra thực sự cung cấp thông tin chẩn đoán hữu ích.
Việc bổ sung các điểm loại bỏ không khí phù hợp trong quá trình lắp đặt thường dễ dàng hơn nhiều so với việc cố gắng giải quyết các vấn đề không khí mãn tính sau khi tòa nhà hoàn thành.
Tuy nhiên, việc lắp đặt nhiều van một cách ngẫu nhiên không phải là kỹ thuật tốt.
Chúng nên được đặt ở nơi không khí tự nhiên tích tụ.
Các vị trí điển hình bao gồm:
Điểm cao + ống đứng + bộ chia đường ống + bộ tách thủy lực/bể tích áp + bộ tách khí phòng máy
Thiết kế hệ thống tốt nên làm cho việc loại bỏ không khí trở nên có thể dự đoán và bảo trì đúng cách.
Một hệ thống máy bơm nhiệt được lắp đặt đẹp mắt nhưng không thể làm đầy, xả và thông khí đúng cách không phải là một hệ thống thủy lực được thiết kế tốt.
Không khí bên trong hệ thống làm được nhiều hơn là giảm hiệu suất sưởi ấm.
Nếu một bơm tuần hoàn hoạt động với hàm lượng không khí đáng kể, nó có thể gặp phải:
hoạt động không ổn định;
tiếng ồn;
hiệu suất thủy lực giảm;
mất bôi trơn/làm mát trong một số thiết kế bơm;
điều kiện giống như xâm thực;
hao mòn sớm.
Đây là một lý do khác tại sao tiếng sủi bọt hoặc róc rách dai dẳng không nên bị bỏ qua.
Nếu đường ống phát ra âm thanh như nước và không khí di chuyển liên tục cùng nhau, hãy điều tra nó.
Nếu bạn nghi ngờ có không khí trong ống sưởi sàn, hãy sử dụng một quy trình có hệ thống.
Xác nhận rằng nguồn nhiệt thực sự đang tạo ra nước nóng.
Ống cấp nóng và ống hồi lạnh bất thường có thể cho thấy lưu thông không đủ.
Xác định các mạch có lưu lượng bằng không, thấp hoặc không ổn định.
Đảm bảo các vòng bị ảnh hưởng thực sự đang mở.
Xác nhận lưu lượng thực tế, không chỉ đơn giản là động cơ bơm có chạy không.
Loại trừ tắc nghẽn do bụi bẩn.
Loại bỏ không khí bị kẹt từng vòng một.
Xác nhận rằng các van được lắp đặt đúng cách và đang hoạt động.
Kiểm tra xem lưu lượng có ổn định trở lại không.
Điều chỉnh từng vòng theo tốc độ dòng chảy thiết kế yêu cầu.
Chỉ sau khi kiểm tra những điều này, bạn mới nên bắt đầu thay đổi kích thước bơm hoặc cài đặt nhiệt độ nước của máy bơm nhiệt.
| Triệu Chứng | Giải Thích Tiềm Năng | Kiểm Tra Khuyến Nghị |
|---|---|---|
| Cấp nóng, hồi lạnh | Lưu thông rất thấp | Không khí, bơm, van, tắc nghẽn |
| Một vòng sưởi sàn lạnh | Khóa khí cục bộ | Xả vòng đó |
| Nhiều vòng lạnh | Vấn đề bộ chia đường ống/bơm | Bơm, van, không khí |
| Lưu lượng kế hiển thị bằng không | Không có lưu thông | Bộ truyền động, van, không khí, tắc nghẽn |
| Lưu lượng dao động | Không khí trong mạch | Xả và thông khí |
| Tiếng kêu róc rách | Không khí di chuyển qua ống | Hệ thống loại bỏ không khí |
| Bơm lớn hơn ít cải thiện | Không khí/hạn chế vẫn còn | Xả và kiểm tra hệ thống |
| Quạt gió hoạt động nhưng sưởi sàn không hoạt động | Vấn đề thủy lực phía sưởi sàn | Mạch thứ cấp |
| Cả hai đầu cuối đều lạnh | Vấn đề tiềm ẩn phía sơ cấp | Nguồn nhiệt và mạch sơ cấp |
Các dấu hiệu phổ biến bao gồm tiếng róc rách, lưu lượng bộ chia đường ống không ổn định hoặc bằng không, một số vòng vẫn lạnh, và ống cấp nóng kết hợp với ống hồi lạnh bất thường.
Có. Một túi khí đủ lớn có thể tạo ra một khóa khí làm hạn chế nghiêm trọng hoặc ngừng lưu thông qua một vòng riêng lẻ.
Không đáng tin cậy. Giải pháp đúng là xả và thông khí mạch đúng cách. Việc lựa chọn bơm nên dựa trên lưu lượng yêu cầu và sụt áp hệ thống.
Việc sản xuất nước nóng xác nhận việc tạo ra nhiệt, nhưng nó không xác nhận việc phân phối nhiệt. Lưu thông không đủ do không khí bị kẹt, van, sự cố bơm hoặc tắc nghẽn có thể ngăn nhiệt đến sàn.
Các biện pháp loại bỏ không khí thích hợp nên được tích hợp vào thiết kế thủy lực, đặc biệt là tại các bộ chia đường ống và các điểm cao. Việc lắp đặt chính xác nên tuân theo thiết kế hệ thống và các yêu cầu địa phương.
Bể tích áp có thể hỗ trợ tách khí do vận tốc nước thấp hơn bên trong bình, đặc biệt khi kết hợp với các bộ phận loại bỏ không khí phù hợp. Tuy nhiên, chức năng chính của nó phụ thuộc vào thiết kế hệ thống thủy lực và nó không thay thế cho việc xả đúng cách.
Khi hệ thống sưởi sàn bị lạnh, đừng chỉ hỏi:
“Nước có đủ nóng không?”
Hỏi:
“Có đủ nước nóng thực sự chảy qua sàn không?”
Máy bơm nhiệt có thể tạo ra nước nóng hoàn hảo trong khi tòa nhà vẫn lạnh nếu năng lượng nhiệt đó không thể được vận chuyển qua hệ thống thủy lực.
Đối với một vòng sưởi sàn bị khóa khí, logic khắc phục sự cố nên là:
Nguồn nhiệt OK → Nhiệt độ cấp OK → Kiểm tra lưu lượng → Xác định không khí → Xả vòng → Xác minh bơm → Cân bằng lại → Kiểm tra lại ΔT
Và trong một hệ thống một nguồn nhiệt, hai đầu ra, luôn so sánh hành vi của mạch quạt gió và sưởi sàn. So sánh đó có thể nhanh chóng cho bạn biết vấn đề nằm ở phía nguồn nhiệt hay phía phân phối đầu cuối.
Phần 1: Vận hành ban đầu hoặc ngừng hoạt động dài hạn
Phần 2: Không khí bị kẹt trong ống sưởi sàn
Tiếp theo: Các nguyên nhân thực tế hơn gây ra hiệu suất sưởi sàn kém
Tại EcoHeat Pump, chúng tôi tin rằng hiệu suất máy bơm nhiệt tốt phụ thuộc không chỉ vào bản thân máy bơm nhiệt, mà còn vào thiết kế thủy lực, lắp đặt, vận hành và kết hợp hệ thống đầu cuối đúng cách.
Chúng tôi cũng hoan nghênh các kỹ sư HVAC, thợ lắp đặt và chuyên gia máy bơm nhiệt chia sẻ kinh nghiệm thực tế của họ và giúp xác định bất cứ điều gì có thể được bổ sung hoặc cải thiện trong loạt bài này.
Để biết thêm kiến thức kỹ thuật máy bơm nhiệt khí-nước và giải pháp ứng dụng: