Obliczanie jednorurowego systemu grzewczego: co wziąć pod uwagę przy obliczeniach + przykład praktyczny

Jednorurowy system grzewczy jest jednym z rozwiązań układania rur wewnątrz budynków z podłączeniem urządzeń grzewczych.Schemat ten wydaje się najprostszy i najskuteczniejszy. Budowa gałęzi ciepłowniczej w opcji „jedna rura” jest dla właścicieli domów tańsza niż innymi metodami.

Aby zapewnić działanie schematu, konieczne jest wykonanie wstępnych obliczeń jednorurowego systemu grzewczego - pozwoli to utrzymać żądaną temperaturę w domu i zapobiegnie utracie ciśnienia w sieci. Całkiem możliwe jest samodzielne poradzenie sobie z tym zadaniem. Wątpisz w swoje umiejętności?

Powiemy Ci, jakie są cechy konstrukcyjne systemu jednorurowego, podamy przykłady schematów działania i wyjaśnimy, jakie obliczenia należy wykonać na etapie planowania obiegu grzewczego.

Projekt jednorurowego obwodu grzewczego

Tradycyjnie stabilność hydrauliczną układu zapewnia się poprzez optymalny dobór średnicy nominalnej rurociągów (Dusl). Wdrożenie stabilnego schematu jest dość proste, wybierając średnice, bez wcześniejszej konfiguracji systemów grzewczych z termostatami.

Jest to bezpośrednio związane z takimi systemami grzewczymi schemat jednorurowy przy pionowym/poziomym montażu grzejników i przy całkowitym braku zaworów odcinających i regulacyjnych na pionach (odgałęzieniach do urządzeń).

Przejrzysty przykład montażu elementu grzejnikowego w obwodzie zorganizowanym na zasadzie cyrkulacji jedną rurą. W tym przypadku stosuje się rurociągi metalowo-plastikowe z metalowymi okuciami

Zmieniając średnice rur w jednorurowym pierścieniowym obiegu grzewczym, można dość dokładnie zrównoważyć istniejące straty ciśnienia. Kontrolę przepływów chłodziwa wewnątrz każdego pojedynczego urządzenia grzewczego zapewnia zainstalowanie termostatu.

Zwykle w ramach projektowania systemu grzewczego w schemacie jednorurowym w pierwszym etapie budowane są zespoły rur grzejnikowych. W drugim etapie pierścienie cyrkulacyjne są połączone.

Klasyczne rozwiązanie obwodu, w którym jedna rura służy do przepływu chłodziwa i rozprowadzania wody przez grzejniki. Ten schemat jest jedną z najprostszych opcji (+)

Projektowanie zespołu rurociągów dla pojedynczego urządzenia wiąże się z określeniem straty ciśnienia na zespole. Obliczenia przeprowadza się, biorąc pod uwagę równomierny rozkład przepływu chłodziwa przez termostat w stosunku do punktów połączeń w tym odcinku obwodu.

W ramach tej samej operacji obliczany jest współczynnik przesiąkania oraz wyznaczany jest zakres parametrów rozkładu przepływu w odcinku zamykającym. Już w oparciu o obliczony zasięg odgałęzień budują pierścień cyrkulacyjny.

Łączenie pierścieni obiegowych

Aby sprawnie połączyć pierścienie cyrkulacyjne obwodu jednorurowego, należy najpierw obliczyć możliwe straty ciśnienia (∆Po). W tym przypadku strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym (∆Рк) nie jest brana pod uwagę.

Następnie na podstawie natężenia przepływu chłodziwa w końcowym odcinku pierścienia obiegowego i wartości ∆Рк (wykres w dokumentacji technicznej urządzenia) określa się wartość nastawy zaworu sterującego.

Ten sam wskaźnik można określić za pomocą wzoru:

Kv=0,316G / √∆Рк,

Gdzie:

• Kw – ustawienie wartości;
• G – przepływ chłodziwa;
• ∆Рк – strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym.

Podobne obliczenia wykonuje się dla każdego pojedynczego zaworu regulacyjnego w instalacji jednorurowej.

To prawda, że ​​​​zakres strat ciśnienia na każdym zaworze oblicza się za pomocą wzoru:

∆Ркo=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,

Gdzie:

• ∆Ro – możliwa utrata ciśnienia;
• ∆Рк – strata ciśnienia na PV;
• ∆Рn – strata ciśnienia w przekroju pierścienia n-cyrkulacyjnego (bez uwzględnienia strat w powietrzu obiegowym).

Jeżeli w wyniku obliczeń nie uzyskano wymaganych wartości dla jednorurowego systemu grzewczego jako całości, zaleca się zastosowanie wersji systemu jednorurowego, która obejmuje automatyczne regulatory przepływu.

Automatyczny regulator przepływu zainstalowany na przewodzie powrotnym płynu chłodzącego. Urządzenie reguluje całkowity przepływ chłodziwa w całym obwodzie jednorurowym

Urządzenia typu automatyczne regulatory montuje się na końcowych odcinkach obwodu (węzłach przyłączeniowych na pionach, odgałęzieniach) w miejscach przyłączenia do przewodu powrotnego.

Jeśli technicznie zmienisz konfigurację automatycznego regulatora (zamień zawór spustowy i korek), możliwa jest również instalacja urządzeń na przewodach doprowadzających płyn chłodzący.

Za pomocą automatycznych regulatorów przepływu pierścienie cyrkulacyjne są połączone. W tym przypadku określa się stratę ciśnienia ∆Рс na odcinkach końcowych (piony, gałęzie przyrządów).

Straty ciśnienia resztkowego w granicach pierścienia cyrkulacyjnego rozkładają się pomiędzy wspólne odcinki rurociągów (∆Рмр) i wspólny regulator przepływu (∆Рр).

Wartość tymczasowej nastawy regulatora ogólnego dobiera się zgodnie z wykresami przedstawionymi w dokumentacji technicznej, biorąc pod uwagę ∆Рмр odcinków końcowych.

Oblicz stratę ciśnienia na odcinkach końcowych korzystając ze wzoru:

∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,

Gdzie:

• ∆Рр – wartość obliczona;
• ∆Рpp – określony spadek ciśnienia;
• ∆Рмр – Straty Praba na odcinkach rurociągu;
• ∆Рр – straty Praba na wspólnym kamperze.

Automatyczny regulator głównego pierścienia cyrkulacyjnego (o ile spadek ciśnienia nie jest wstępnie określony) jest konfigurowany z uwzględnieniem ustawienia minimalnej możliwej wartości z zakresu ustawień w dokumentacji technicznej urządzenia.

Jakość kontroli przepływu za pomocą automatyzacji ogólnego regulatora jest kontrolowana przez różnicę strat ciśnienia na każdym indywidualnym regulatorze pionu lub gałęzi instrumentu.

Zastosowanie i uzasadnienie biznesowe

Brak wymagań dotyczących temperatury schłodzonego płynu chłodzącego jest punktem wyjścia do projektowania jednorurowych systemów grzewczych z wykorzystaniem termostatów z instalacją termostatów na przewodach zasilających grzejniki. W takim przypadku obowiązkowe jest wyposażenie urządzenia grzewczego w automatyczne sterowanie.

Termostat montowany na linii doprowadzającej płyn chłodzący do grzejnika. Do montażu zastosowano łączniki metalowe, które są wygodne do pracy z rurami polipropylenowymi

W praktyce stosowane są także rozwiązania obwodów, w których na przewodach zasilających grzejniki nie ma urządzeń termostatycznych. Jednak zastosowanie takich programów zależy od nieco innych priorytetów w zakresie zapewnienia mikroklimatu.

Zazwyczaj schematy jednorurowe, w których nie ma automatycznego sterowania, stosuje się dla grup pomieszczeń zaprojektowanych z uwzględnieniem kompensacji strat ciepła (50% lub więcej) z powodu dodatkowych urządzeń: wentylacji nawiewnej, klimatyzacji, ogrzewania elektrycznego.

Również konstrukcję systemów jednorurowych można znaleźć w projektach, w których przepisy dopuszczają temperaturę płynu chłodzącego przekraczającą wartość graniczną zakresu roboczego termostatu.

Projekty budynków mieszkalnych, w których działanie systemu grzewczego opiera się na zużyciu ciepła przez liczniki, są zwykle budowane zgodnie ze schematem obwodowym jednorurowym.

Obwodowy schemat jednorurowy jest rodzajem „klasyki gatunku”, który jest często stosowany w praktyce budownictwa mieszkaniowego komunalnego i prywatnego. Uważany za prosty i ekonomiczny w różnych warunkach (+)

Ekonomiczne uzasadnienie wdrożenia takiego schematu zależy od lokalizacji głównych pionów w różnych punktach konstrukcji.

Głównymi kryteriami obliczeniowymi są koszt dwóch głównych materiałów: rury grzewcze i okucia.

Według praktycznych przykładów realizacji obwodowego systemu jednorurowego, dwukrotnemu zwiększeniu Dу powierzchni przepływu rurociągów towarzyszy 2-3-krotny wzrost kosztów zakupu rur. Koszt okuć wzrasta nawet 10-krotnie, w zależności od materiału, z jakiego wykonane są okucia.

Podstawa obliczeniowa do montażu

Instalacja obwodu jednorurowego z punktu widzenia rozmieszczenia elementów roboczych praktycznie nie różni się od instalacji tego samego systemy dwururowe. Główne piony są zwykle zlokalizowane na zewnątrz pomieszczeń mieszkalnych.

Zasady SNiP zalecają układanie pionów w specjalnych szybach lub rynienach. Oddział apartamentowy jest tradycyjnie budowany na obwodzie.

Przykład umieszczenia rurociągów instalacji grzewczej w specjalnie wyciętych otworach. Ta wersja urządzenia jest często stosowana w nowoczesnym budownictwie

Rurociągi układa się na wysokości 70-100 mm od górnej granicy cokołu podłogowego. Lub montaż odbywa się pod cokołem dekoracyjnym o wysokości 100 mm lub większej i szerokości do 40 mm. Nowoczesna produkcja produkuje takie specjalistyczne okładziny do instalacji wodno-kanalizacyjnych lub komunikacji elektrycznej.

Orurowanie grzejników odbywa się w schemacie od góry do dołu z rurami dostarczanymi po jednej lub po obu stronach. Umiejscowienie termostatów „po określonej stronie” nie jest krytyczne, ale jeśli montaż urządzenia grzewczego przeprowadza się obok drzwi balkonowych, montaż TP należy wykonać po stronie najbardziej oddalonej od drzwi.

Układanie rur za listwą przypodłogową wydaje się korzystne z dekoracyjnego punktu widzenia, ale przywodzi na myśl wady w przypadku przechodzenia przez obszary, w których znajdują się wewnętrzne drzwi.

Rurociągi ułożone pod ozdobnym cokołem. Można powiedzieć, że klasyczne rozwiązanie dla instalacji jednorurowych wdrażane w nowych budynkach różnych klas

Podłączenie urządzeń grzewczych (grzejników) do pionów jednorurowych wykonuje się według schematów uwzględniających nieznaczne wydłużenie liniowe rur lub według schematów z kompensacją wydłużeń rur na skutek zmian temperatury.

Trzecia opcja rozwiązań obwodów, polegająca na zastosowaniu regulatora trójdrożnego, nie jest zalecana ze względów ekonomicznych.

Jeżeli projekt instalacji zakłada ułożenie pionów ukrytych we wpustach ścian, jako armaturę przyłączeniową zaleca się zastosowanie termostatów narożnych typu RTD-G oraz zaworów odcinających podobnych do urządzeń z serii RLV.

Możliwości podłączenia: 1,2 – dla systemów umożliwiających liniową rozszerzalność rur; 3.4 – dla instalacji przeznaczonych do wykorzystania dodatkowych źródeł ciepła; 5.6 – rozwiązania oparte na zaworach trójdrogowych uznawane są za nieopłacalne (+)

Średnicę odgałęzienia rury do urządzeń grzewczych oblicza się ze wzoru:

D>= 0,7√V,

Gdzie:

• 0,7 - współczynnik;
• V – objętość wewnętrzna grzejnika.

Odgałęzienie jest wykonane z pewnym nachyleniem (co najmniej 5%) w kierunku swobodnego wylotu chłodziwa.

Wybór głównego pierścienia obiegowego

Jeżeli rozwiązanie projektowe zakłada instalację systemu grzewczego opartego na kilku pierścieniach cyrkulacyjnych, należy wybrać główny pierścień cyrkulacyjny. Wyboru teoretycznie (i praktycznie) należy dokonać kierując się maksymalną wartością przenikania ciepła najdalszego grzejnika.

Parametr ten w pewnym stopniu wpływa na ocenę całości obciążenia hydraulicznego spadającego na pierścień obiegowy.

Pierścień cyrkulacyjny na obrazie schematu strukturalnego. W przypadku różnych opcji projektowych może być kilka takich pierścieni. W tym przypadku tylko jeden pierścień jest głównym (+)

Przenikanie ciepła zdalnego urządzenia oblicza się według wzoru:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

Gdzie:

• Atp – obliczony transfer ciepła urządzenia zdalnego;
• Qw – wymagany transfer ciepła zdalnego urządzenia;
• Pytanie – przenikanie ciepła z grzejników do pomieszczenia;
•  ΣQop – suma wymaganego transferu ciepła wszystkich urządzeń w systemie.

W tym przypadku parametrem wielkości wymaganego transferu ciepła może być suma wartości urządzeń przeznaczonych do obsługi budynku jako całości lub tylko jego części.Np. przy obliczaniu ciepła osobno dla pomieszczeń objętych jednym oddzielnym pionem lub poszczególnych obszarów obsługiwanych przez odgałęzienie przyrządowe.

Ogólnie rzecz biorąc, obliczony transfer ciepła dowolnego innego grzejnika zainstalowanego w systemie oblicza się według nieco innego wzoru:

Atp = Qop / Qpom,

Gdzie:

• Pytanie – wymagany transfer ciepła dla oddzielnego grzejnika;
• Qpom – zapotrzebowanie ciepła dla konkretnego pomieszczenia, w którym stosowany jest obieg jednorurowy.

Najprostszym sposobem zrozumienia obliczeń i zastosowania uzyskanych wartości jest skorzystanie z konkretnego przykładu.

Praktyczny przykład obliczeń

Budynek mieszkalny wymaga instalacji jednorurowej sterowanej termostatem.

Nominalna przepustowość urządzenia przy maksymalnym limicie ustawienia wynosi 0,6 m³/h/bar (k1). Maksymalna możliwa charakterystyka przepustowości dla tej wartości ustawienia wynosi 0,9 m³/h/bar (k2).

Maksymalna możliwa różnica ciśnień TR (przy poziomie hałasu 30 dB) wynosi nie więcej niż 27 kPa (ΔР1). Ciśnienie pompy 25 kPa (ΔР2) Ciśnienie robocze dla instalacji grzewczej – 20 kPa (ΔР).

Konieczne jest określenie zakresu strat ciśnienia dla TR (ΔР1).

Wartość wewnętrznego przenikania ciepła oblicza się w następujący sposób: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0,56. Stąd obliczany jest wymagany zakres strat ciśnienia w TR: ΔР1 = ΔР * Atr (20 * 0,56...1) = 11,2...20 kPa.

Jeśli niezależne obliczenia prowadzić do nieoczekiwanych rezultatów, lepiej skontaktować się ze specjalistami lub sprawdzić to za pomocą kalkulatora komputerowego.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Szczegółowa analiza obliczeń z wykorzystaniem programu komputerowego z objaśnieniami dotyczącymi instalacji i poprawy funkcjonalności systemu:

Należy zaznaczyć, że pełnowymiarowym obliczeniom nawet najprostszych rozwiązań towarzyszy masa obliczonych parametrów. Oczywiście uczciwie jest obliczyć wszystko bez wyjątku, pod warunkiem, że struktura grzewcza jest zorganizowana blisko struktury idealnej. Jednak w rzeczywistości nic nie jest idealne.

Dlatego często opierają się na samych obliczeniach, a także na praktycznych przykładach i wynikach tych przykładów. Takie podejście jest szczególnie popularne w budownictwie prywatnym.

Masz coś do dodania lub masz pytania dotyczące obliczeń jednorurowej instalacji grzewczej? Możesz zostawiać komentarze pod publikacją, brać udział w dyskusjach i dzielić się własnymi doświadczeniami w aranżacji obiegu grzewczego. Formularz kontaktowy znajduje się w dolnym bloku.