Beregning av et ett-rørs varmesystem: hva du bør vurdere ved beregning + praktisk eksempel

Et enkeltrørs varmesystem er en av løsningene for å legge rør inne i bygninger med tilkobling av varmeapparater.Denne ordningen ser ut til å være den enkleste og mest effektive. Byggingen av en varmegren ved å bruke alternativet "ett rør" er billigere for huseiere enn andre metoder.

For å sikre driften av ordningen, er det nødvendig å utføre en foreløpig beregning av et enkeltrørs varmesystem - dette vil tillate deg å opprettholde ønsket temperatur i huset og forhindre tap av trykk i nettverket. Det er fullt mulig å takle denne oppgaven på egen hånd. Tviler du på dine evner?

Vi vil fortelle deg hva designfunksjonene til et ett-rørssystem er, gi eksempler på arbeidsdiagrammer og forklare hvilke beregninger som må utføres på planleggingsstadiet av varmekretsen.

Enkeltrørs varmekretsdesign

Den hydrauliske stabiliteten til systemet er tradisjonelt sikret ved det optimale valget av den nominelle diameteren til rørledningene (Dusl). Det er ganske enkelt å implementere et stabilt opplegg ved å velge diametre, uten først å konfigurere varmesystemer med termostater.

Det er direkte relatert til slike varmesystemer enkeltrørsordning med vertikal/horisontal installasjon av radiatorer og i fullstendig fravær av avstengnings- og kontrollventiler på stigerørene (grener til enhetene).

Et tydelig eksempel på installasjon av et radiatorelement i en krets organisert i henhold til sirkulasjonsprinsippet med ett rør. I dette tilfellet brukes metall-plastrørledninger med metallbeslag

Ved å endre diameteren på rør i en enkeltrørs ringvarmekrets er det mulig å balansere de eksisterende trykktapene ganske nøyaktig. Kontrollen av kjølevæskestrømmene inne i hver enkelt varmeenhet sikres ved installere en termostat.

Vanligvis, som en del av prosessen med å designe et varmesystem ved hjelp av et enkeltrørsskjema, bygges radiatorrørenheter i det første trinnet. På det andre trinnet er sirkulasjonsringene koblet sammen.

En klassisk kretsløsning hvor ett rør brukes til å strømme kjølevæske og distribuere vann gjennom varmeradiatorer. Denne ordningen er en av de enkleste alternativene (+)

Å designe en rørenhet for en enkelt enhet innebærer å bestemme trykktapet ved enheten. Beregningen utføres under hensyntagen til den jevne fordelingen av kjølevæskestrømmen av termostaten i forhold til tilkoblingspunktene i denne kretsseksjonen.

Som en del av den samme operasjonen beregnes veke-koeffisienten, pluss bestemmelsen av området for strømningsfordelingsparametere i lukkeseksjonen. Allerede basert på det beregnede utvalget av grener bygger de en sirkulasjonsring.

Kobling av sirkulasjonsringer

For å effektivt koble sirkulasjonsringene til en enkeltrørskrets, utføres først en beregning av mulig trykktap (∆Po). I dette tilfellet tas det ikke hensyn til trykktapet ved reguleringsventilen (∆Рк).

Deretter, basert på kjølevæskestrømningshastigheten ved den siste delen av sirkulasjonsringen og verdien av ∆Рк (graf i den tekniske dokumentasjonen for enheten), bestemmes innstillingsverdien til kontrollventilen.

Den samme indikatoren kan bestemmes av formelen:

Kv=0,316G / √∆Рк,

Hvor:

• Kv – innstillingsverdi;
• G – kjølevæskestrøm;
• ∆Рк – trykktap ved reguleringsventilen.

Lignende beregninger utføres for hver enkelt reguleringsventil i et ett-rørssystem.

Riktignok beregnes området for trykktap ved hver ventil ved å bruke formelen:

∆Ркo=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,

Hvor:

• ∆Ro – mulig trykktap;
• ∆Рк – trykktap på PV;
• ∆Рn – trykktap i seksjonen av n-sirkulasjonsringen (uten å ta hensyn til tap i sirkulasjonsluften).

Hvis, som et resultat av beregninger, de nødvendige verdiene for et enkeltrørs varmesystem som helhet ikke ble oppnådd, anbefales det å bruke versjonen av et enkeltrørssystem, som inkluderer automatiske strømningsregulatorer.

Automatisk strømningsregulator installert på kjølevæskereturledningen. Enheten regulerer den totale kjølevæskestrømmen for hele ettrørskretsen

Enheter som automatiske regulatorer er montert i endedelene av kretsen (tilkoblingsnoder på stigerør, utløpsgrener) ved tilkoblingspunktene til returledningen.

Hvis du teknisk endrer konfigurasjonen av den automatiske regulatoren (bytt tømmeventil og plugg), er installasjon av enheter også mulig på kjølevæsketilførselsledningene.

Ved hjelp av automatiske strømningsregulatorer kobles sirkulasjonsringene sammen. I dette tilfellet bestemmes trykktapet ∆Рс ved endeseksjonene (stigerør, instrumentgrener).

Gjenværende trykktap innenfor sirkulasjonsringens grenser er fordelt mellom felles seksjoner av rørledninger (∆Рмр) og en felles strømningsregulator (∆Рр).

Verdien av den midlertidige innstillingen til den generelle regulatoren velges i henhold til grafene som presenteres i den tekniske dokumentasjonen, under hensyntagen til ∆Рмр av endeseksjonene.

Beregn trykktapet ved endeseksjonene ved å bruke formelen:

∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,

Hvor:

• ∆Рр – beregnet verdi;
• ∆Рpp – spesifisert trykkfall;
• ∆Рмр – Prab-tap på rørledningsseksjoner;
• ∆Рр – tap Prab på felles bobil.

Den automatiske regulatoren til hovedsirkulasjonsringen (forutsatt at trykkfallet ikke er spesifisert i utgangspunktet) er konfigurert under hensyntagen til innstillingen av minimumsverdien fra innstillingsområdet i den tekniske dokumentasjonen til enheten.

Kvaliteten på strømningskontroll ved automatisering av den generelle regulatoren styres av forskjellen i trykktap på hver enkelt regulator i stigerøret eller instrumentgrenen.

Søknad og business case

Fraværet av krav til temperaturen til den avkjølte kjølevæsken er utgangspunktet for utformingen av enkeltrørs varmesystemer som bruker termostater med installasjon av termostater på radiatorens forsyningsledninger. I dette tilfellet er det obligatorisk å utstyre varmeenheten med automatisk regulering.

En termostat installert på ledningen som leverer kjølevæske til varmeradiatoren. For installasjon ble metallbeslag brukt, som er praktiske for arbeid med polypropylenrør

Kretsløsninger hvor det ikke er termostatiske enheter på radiatorens tilførselsledninger brukes også i praksis. Men bruken av slike ordninger bestemmes av litt forskjellige prioriteringer for å sikre mikroklimaet.

Vanligvis brukes enkeltrørsordninger, der det ikke er automatisk kontroll, for grupper av rom utformet under hensyntagen til kompensasjon for varmetap (50% eller mer) på grunn av tilleggsenheter: forsyningsventilasjon, klimaanlegg, elektrisk oppvarming.

Utformingen av enkeltrørsystemer finnes også i prosjekter der forskrifter tillater en kjølevæsketemperatur som overskrider grenseverdien for termostatens driftsområde.

Prosjekter av leilighetsbygg, der driften av varmesystemet er basert på forbruk av varme gjennom målere, bygges vanligvis i henhold til en perimeter enkeltrørsordning.

Perimeter-enrørsordningen er en slags "klassiker av sjangeren", som ofte brukes i praksisen med kommunal og privat boligbygging. Anses som enkel og økonomisk for forskjellige forhold (+)

Den økonomiske begrunnelsen for implementeringen av en slik ordning er underlagt plasseringen av hovedstigeledningene på forskjellige punkter i strukturen.

De viktigste beregningskriteriene er kostnadene for to hovedmaterialer: varmerør og beslag.

I følge praktiske eksempler på implementering av et perimeter enkeltrørsystem, er en økning i Dу av strømningsarealet til rørledninger med en faktor på to ledsaget av en økning i kostnadene ved å kjøpe rør med 2-3 ganger. Og kostnadene for beslag øker opptil 10 ganger størrelsen, avhengig av hvilket materiale beslagene er laget av.

Beregningsgrunnlag for installasjon

Installasjonen av en enkeltrørskrets, med tanke på arrangementet av arbeidselementer, er praktisk talt ikke forskjellig fra installasjonen av det samme to-rørs systemer. Hovedstigerør er vanligvis plassert utenfor boliger.

SNiP-regler anbefaler å legge stigerør inne i spesielle sjakter eller takrenner. Leilighetsgrenen er tradisjonelt bygget rundt omkretsen.

Et eksempel på plassering av varmesystemrørledninger i spesielt utstansede hull. Denne versjonen av enheten brukes ofte i moderne konstruksjon

Rørledninger legges i en høyde på 70-100 mm fra gulvsokkelens øvre kant. Eller montering gjøres under en dekorativ sokkel med en høyde på 100 mm eller mer, og en bredde på opptil 40 mm. Moderne produksjon produserer slike spesialiserte foringer for installasjon av rørleggerarbeid eller elektrisk kommunikasjon.

Radiatorrør utføres ved hjelp av et ovenfra-ned-skjema med rør levert på den ene siden eller på begge sider. Plasseringen av termostater "på en bestemt side" er ikke kritisk, men hvis installasjon av varmeapparat utføres ved siden av balkongdøren, skal montering av TP utføres på siden lengst fra døren.

Å legge rør bak fotlisten virker fordelaktig ut fra et dekorativt synspunkt, men bringer tankene til ulempene når det gjelder å passere gjennom områder hvor det er innvendige døråpninger.

Rørledninger lagt under en dekorativ sokkel. Man kan si, en klassisk løsning for enkeltrørsystemer implementert i nye bygninger av ulike klasser

Tilkoblingen av oppvarmingsenheter (radiatorer) med enkeltrørstigerør utføres i henhold til skjemaer som tillater liten lineær forlengelse av rør eller i henhold til ordninger med kompensasjon for rørforlengelse som følge av temperaturendringer.

Det tredje alternativet for kretsløsninger, som innebærer bruk av en treveisregulator, anbefales ikke av økonomiske årsaker.

Dersom systemdesignet innebærer å legge stigerør skjult i veggspor, anbefales det å bruke hjørnetermostater av typen RTD-G og stengeventiler tilsvarende enheter fra RLV-serien som koblingsarmaturer.

Tilkoblingsmuligheter: 1,2 – for systemer som tillater lineær utvidelse av rør; 3.4 - for systemer designet for bruk av ekstra varmekilder; 5.6 – løsninger basert på treveisventiler anses som ulønnsomme (+)

Diameteren på rørgrenen til varmeenhetene beregnes ved å bruke formelen:

D>= 0,7√V,

Hvor:

• 0,7 - koeffisient;
• V – innvendig volum i radiatoren.

Grenen er laget med en viss helling (minst 5%) i retning av det frie utløpet av kjølevæsken.

Valg av hovedsirkulasjonsring

Hvis designløsningen innebærer å installere et varmesystem basert på flere sirkulasjonsringer, er det nødvendig å velge hovedsirkulasjonsringen. Valget bør teoretisk (og praktisk talt) gjøres i henhold til den maksimale varmeoverføringsverdien til den fjerneste radiatoren.

Denne parameteren påvirker til en viss grad vurderingen av den hydrauliske lasten som helhet som faller på sirkulasjonsringen.

Sirkulasjonsring i bildet av et strukturdiagram. For ulike designalternativer kan det være flere slike ringer. I dette tilfellet er bare én ring den viktigste (+)

Varmeoverføringen til en ekstern enhet beregnes med formelen:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

Hvor:

• Atp – beregnet varmeoverføring av den eksterne enheten;
• Qв – nødvendig varmeoverføring av den eksterne enheten;
• Qop – varmeoverføring fra radiatorer til rommet;
•  ΣQop – summen av nødvendig varmeoverføring for alle enheter i systemet.

I dette tilfellet kan parameteren for mengden nødvendig varmeoverføring bestå av summen av verdiene til enheter designet for å betjene bygningen som helhet eller bare en del av bygningen.For eksempel når man beregner varme separat for rom dekket av ett separat stigerør eller individuelle områder som betjenes av en instrumentgren.

Generelt beregnes den beregnede varmeoverføringen til enhver annen varmeradiator installert i systemet med en litt annen formel:

Atp = Qop / Qpom,

Hvor:

• Qop – nødvendig varmeoverføring for en separat radiator;
• Qpom – varmebehov for et spesifikt rom der det brukes en enrørskrets.

Den enkleste måten å forstå beregningene og bruke de oppnådde verdiene på er å bruke et spesifikt eksempel.

Praktisk regneeksempel

Et boligbygg krever et enkeltrørssystem styrt av en termostat.

Den nominelle gjennomstrømningen til enheten ved maksimal innstillingsgrense er 0,6 m³/h/bar (k1). Maksimal mulig gjennomstrømningskarakteristikk for denne innstillingsverdien er 0,9 m³/h/bar (k2).

Maksimalt mulig differensialtrykk til TR (ved et støynivå på 30 dB) er ikke mer enn 27 kPa (ΔР1). Pumpetrykk 25 kPa (ΔР2) Driftstrykk for varmesystemet – 20 kPa (ΔР).

Det er nødvendig å bestemme trykktapsområdet for TR (ΔР1).

Den interne varmeoverføringsverdien beregnes som følger: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0,56. Herfra beregnes det nødvendige området for trykktap ved TR: ΔР1 = ΔР * Atr (20 * 0,56...1) = 11,2...20 kPa.

Hvis uavhengige beregninger føre til uventede resultater, er det bedre å kontakte spesialister eller bruke en datamaskinkalkulator for å sjekke.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Detaljert analyse av beregninger ved hjelp av et dataprogram med forklaringer for installasjon og forbedring av funksjonaliteten til systemet:

Det skal bemerkes at en fullskalaberegning av selv de enkleste løsningene er ledsaget av en masse beregnede parametere. Selvfølgelig er det rettferdig å beregne alt uten unntak, forutsatt at varmestrukturen er organisert nær den ideelle strukturen. Men i virkeligheten er ingenting ideelt.

Derfor er de ofte avhengige av beregninger som sådan, så vel som på praktiske eksempler og på resultatene av disse eksemplene. Denne tilnærmingen er spesielt populær for privat boligbygging.

Har du noe å tilføye eller har spørsmål om beregning av ett-rørs varmesystem? Du kan legge igjen kommentarer til publikasjonen, delta i diskusjoner og dele din egen erfaring med å arrangere en varmekrets. Kontaktskjemaet ligger i nedre blokk.