Изчисляване на еднотръбна отоплителна система: какво да вземете предвид при изчисляване + практически пример

Еднотръбна отоплителна система е едно от решенията за полагане на тръби вътре в сгради с свързване на отоплителни уреди.Тази схема изглежда най-простата и ефективна. Изграждането на отоплителен клон с помощта на опцията „една тръба“ е по-евтино за собствениците на жилища от други методи.

За да се гарантира функционирането на схемата, е необходимо да се извърши предварително изчисление на еднотръбна отоплителна система - това ще ви позволи да поддържате желаната температура в къщата и да предотвратите загуба на налягане в мрежата. Напълно възможно е да се справите сами с тази задача. Съмнявате ли се в способностите си?

Ще ви кажем какви са конструктивните характеристики на еднотръбна система, ще дадем примери за работни диаграми и ще обясним какви изчисления трябва да се извършат на етапа на планиране на отоплителния кръг.

Проектиране на еднотръбна отоплителна верига

Хидравличната стабилност на системата традиционно се осигурява от оптималния избор на номиналния диаметър на тръбопроводите (Dusl). Доста лесно е да се приложи стабилна схема чрез избор на диаметри, без първо да се конфигурират отоплителни системи с термостати.

Тя е пряко свързана с такива отоплителни системи еднотръбна схема при вертикално/хоризонтално монтиране на радиатори и при пълно отсъствие на спирателни и регулиращи кранове на щрангове (клонове към уредите).

Ясен пример за инсталиране на радиаторен елемент във верига, организирана на принципа на циркулация с една тръба. В този случай се използват металопластични тръбопроводи с метални фитинги

Чрез промяна на диаметрите на тръбите в еднотръбна пръстеновидна отоплителна верига е възможно сравнително точно да се балансират съществуващите загуби на налягане. Контролът на потоците на охлаждащата течност във всяко отделно отоплително устройство се осигурява от инсталиране на термостат.

Обикновено, като част от процеса на проектиране на отоплителна система, използваща еднотръбна схема, на първия етап се изграждат радиаторни тръбопроводи. На втория етап циркулационните пръстени са свързани.

Класическо схемно решение, при което една тръба се използва за протичане на охлаждащата течност и разпределяне на вода през топлинни радиатори. Тази схема е една от най-простите опции (+)

Проектирането на тръбопроводна единица за едно устройство включва определяне на загубата на налягане в единицата. Изчислението се извършва, като се вземе предвид равномерното разпределение на потока на охлаждащата течност от термостата спрямо точките на свързване в тази секция на веригата.

Като част от същата операция се изчислява коефициентът на изтичане плюс определянето на обхвата на параметрите на разпределението на потока в секцията за затваряне. Вече разчитайки на изчисления диапазон от клони, те изграждат циркулационен пръстен.

Свързване на циркулационни пръстени

За да се свържат ефективно циркулационните пръстени на еднотръбна верига, първо се извършва изчисляване на възможните загуби на налягане (∆Po). В този случай загубата на налягане на управляващия вентил (∆Рк) не се взема предвид.

След това въз основа на дебита на охлаждащата течност в крайния участък на циркулационния пръстен и стойността на ∆Рк (графика в техническата документация на устройството) се определя стойността на настройката на управляващия вентил.

Същият показател може да се определи по формулата:

Kv=0.316G / √∆Рк,

Където:

• Кв – стойност на настройката;
• Ж – поток на охлаждащата течност;
• ∆Рк – загуба на налягане на управляващия вентил.

Подобни изчисления се извършват за всеки отделен управляващ вентил в еднотръбна система.

Вярно е, че обхватът на загубите на налягане при всеки клапан се изчислява по формулата:

∆Ркo=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,

Където:

• ∆Ро – възможна загуба на налягане;
• ∆Рк – загуба на налягане на PV;
• ∆Рn – загуба на налягане в участъка на n-циркулационния пръстен (без да се вземат предвид загубите в циркулиращия въздух).

Ако в резултат на изчисленията не са получени необходимите стойности за еднотръбна отоплителна система като цяло, се препоръчва да се използва версията на еднотръбна система, която включва автоматични регулатори на потока.

Автоматичен регулатор на потока, монтиран на връщащата линия на охлаждащата течност. Устройството регулира общия поток на охлаждащата течност за цялата еднотръбна верига

Устройства като автоматични регулатори се монтират в крайните участъци на веригата (възли на свързване на щрангове, изходящи клонове) в точките на свързване към връщащата линия.

Ако технически промените конфигурацията на автоматичния регулатор (сменете изпускателния клапан и щепсела), инсталирането на устройства е възможно и на тръбопроводите за подаване на охлаждащата течност.

С помощта на автоматични регулатори на потока циркулационните пръстени са свързани. В този случай се определя загубата на налягане ∆Рс в крайните участъци (щрангове, инструментални клонове).

Остатъчните загуби на налягане в границите на циркулационния пръстен се разпределят между общи секции на тръбопроводи (∆Рмр) и общ регулатор на потока (∆Рр).

Стойността на временната настройка на общия регулатор се избира съгласно графиките, представени в техническата документация, като се вземе предвид ∆Рмр на крайните секции.

Изчислете загубата на налягане в крайните секции, като използвате формулата:

∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,

Където:

• ∆Рр – изчислена стойност;
• ∆Рpp – зададен спад на налягането;
• ∆Рмр – Праб загуби на тръбопроводни участъци;
• ∆Рр – загуби Prab на общата RV.

Автоматичният регулатор на главния циркулационен пръстен (при условие, че спадът на налягането не е зададен първоначално) се конфигурира, като се вземе предвид настройката на минималната възможна стойност от диапазона на настройка в техническата документация на устройството.

Качеството на управление на потока от автоматизацията на общия регулатор се контролира от разликата в загубата на налягане на всеки отделен регулатор на щранга или инструменталния клон.

Приложение и бизнес случай

Липсата на изисквания за температурата на охладената охлаждаща течност е отправна точка за проектиране на еднотръбни отоплителни системи, използващи термостати с инсталиране на термостати на захранващите линии на радиатора. В този случай е задължително оборудването на отоплителния блок с автоматично управление.

Термостат, монтиран на линията, доставяща охлаждаща течност към отоплителния радиатор. За монтаж са използвани метални фитинги, които са удобни за работа с полипропиленови тръби

На практика се използват и схемни решения, при които няма термостатични устройства на захранващите линии на радиатора. Но използването на такива схеми се определя от малко по-различни приоритети за осигуряване на микроклимата.

Обикновено еднотръбните схеми, където няма автоматично управление, се използват за групи от помещения, проектирани, като се вземе предвид компенсирането на топлинните загуби (50% или повече) поради допълнителни устройства: захранваща вентилация, климатизация, електрическо отопление.

Също така, проектирането на еднотръбни системи се среща в проекти, където разпоредбите позволяват температура на охлаждащата течност да надвишава граничната стойност на работния диапазон на термостата.

Проекти на жилищни сгради, където работата на отоплителната система се основава на потреблението на топлина чрез измервателни уреди, обикновено се изграждат по периметърна еднотръбна схема.

Периметърната еднотръбна схема е вид „класика на жанра“, която често се използва в практиката на общинско и частно жилищно строителство. Счита се за прост и икономичен за различни условия (+)

Икономическата обосновка за прилагането на такава схема зависи от местоположението на главните щрангове в различни точки на конструкцията.

Основните критерии за изчисление са цената на два основни материала: отоплителни тръби и фитинги.

Според практически примери за внедряване на периметърна еднотръбна система, увеличаването на Dу на площта на потока на тръбопроводите с коефициент два е придружено от увеличение на разходите за закупуване на тръби с 2-3 пъти. А цената на фитингите се увеличава до 10 пъти в зависимост от това от какъв материал са направени фитингите.

Изчислителна база за монтаж

Монтажът на еднотръбна верига, от гледна точка на разположението на работните елементи, практически не се различава от монтажа на същата двутръбни системи. Главните щрангове обикновено се намират извън жилищни помещения.

Правилата на SNiP препоръчват полагане на щрангове в специални шахти или улуци. Клонът на апартамента е традиционно изграден около периметъра.

Пример за поставяне на тръбопроводи на отоплителна система в специално пробити отвори. Тази версия на устройството често се използва в съвременното строителство

Тръбопроводите се полагат на височина 70-100 mm от горната граница на подовия цокъл. Или монтажът се извършва под декоративен цокъл с височина 100 mm или повече и ширина до 40 mm. Съвременното производство произвежда такива специализирани облицовки за монтаж на водопроводни или електрически комуникации.

Тръбопроводите на радиатора се извършват по схема отгоре надолу с тръби, доставяни от едната или от двете страни. Местоположението на термостатите „от определена страна“ не е критично, но ако монтаж на отоплителни уреди се извършва до балконската врата, монтажът на TP трябва да се извърши от най-отдалечената от вратата страна.

Полагането на тръби зад перваза изглежда изгодно от декоративна гледна точка, но напомня за недостатъците, когато става въпрос за преминаване през зони, където има вътрешни врати.

Тръбопроводи, положени под декоративен цокъл. Може да се каже, класическо решение за еднотръбни системи, внедрени в нови сгради от различни класове

Свързването на отоплителни уреди (радиатори) с еднотръбни щрангове се извършва по схеми, които позволяват леко линейно удължение на тръбите или по схеми с компенсиране на удължението на тръбите в резултат на температурни промени.

Третият вариант за схемни решения, който включва използването на трипътен регулатор, не се препоръчва от съображения за икономия.

Ако проектът на системата включва полагане на щрангове, скрити в жлебовете на стената, се препоръчва използването на ъглови термостати от типа RTD-G и спирателни вентили, подобни на устройства от серията RLV като свързващи фитинги.

Варианти на свързване: 1,2 – за системи, позволяващи линейно разширение на тръбите; 3.4 – за системи, предназначени за използване на допълнителни източници на топлина; 5.6 – решения, базирани на трипътни вентили, се считат за нерентабилни (+)

Диаметърът на тръбния клон към отоплителните уреди се изчислява по формулата:

D>= 0,7√V,

Където:

• 0,7 - коефициент;
• V – вътрешен обем на радиатора.

Клонът се прави с определен наклон (най-малко 5%) в посока на свободния изход на охлаждащата течност.

Избор на главния циркулационен пръстен

Ако проектното решение включва инсталиране на отоплителна система, базирана на няколко циркулационни пръстена, е необходимо да изберете главния циркулационен пръстен. Изборът теоретично (и практически) трябва да се направи според максималната стойност на топлопреминаване на най-отдалечения радиатор.

Този параметър до известна степен влияе върху оценката на хидравличното натоварване като цяло, падащо върху циркулационния пръстен.

Циркулационен пръстен в изображението на структурна диаграма. За различни варианти на дизайн може да има няколко такива пръстена. В този случай само един пръстен е основен (+)

Преносът на топлина на дистанционно устройство се изчислява по формулата:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

Където:

• Атп – изчислен топлообмен на дистанционното устройство;
• кв – необходим топлообмен на дистанционното устройство;
• Qop – пренос на топлина от радиатори към помещението;
•  ΣQop – сумата от необходимия топлопренос на всички устройства в системата.

В този случай параметърът на количеството необходим топлопренос може да се състои от сумата от стойностите на устройствата, предназначени да обслужват сградата като цяло или само част от сградата.Например при отделно изчисляване на топлината за помещения, обхванати от един отделен щранг, или отделни зони, обслужвани от инструментален клон.

По принцип изчисленият топлопренос на всеки друг отоплителен радиатор, инсталиран в системата, се изчислява по малко по-различна формула:

Atp = Qop / Qpom,

Където:

• Qop – необходим топлообмен за отделен радиатор;
• Qpom – необходимост от топлина за конкретно помещение, където се използва еднотръбна верига.

Най-лесният начин да разберете изчисленията и да приложите получените стойности е да използвате конкретен пример.

Пример за практическо изчисление

Жилищната сграда изисква еднотръбна система, управлявана от термостат.

Номиналната пропускателна способност на устройството при максимална граница на настройка е 0,6 m³/h/bar (k1). Максимално възможната пропускателна характеристика за тази стойност на настройка е 0,9 m³/h/bar (k2).

Максимално възможното диференциално налягане на ТР (при ниво на шума 30 dB) е не повече от 27 kPa (ΔР1). Налягане на помпата 25 kPa (ΔР2) Работно налягане за отоплителната система – 20 kPa (ΔР).

Необходимо е да се определи диапазонът на загуба на налягане за TR (ΔР1).

Стойността на вътрешния топлопренос се изчислява, както следва: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0,56. От тук се изчислява необходимият диапазон на загуби на налягане при TR: ΔР1 = ΔР * Atr (20 * 0,56...1) = 11,2...20 kPa.

Ако независими изчисления водят до неочаквани резултати, по-добре е да се свържете със специалисти или да използвате компютърен калкулатор, за да проверите.

Изводи и полезно видео по темата

Подробен анализ на изчисленията с помощта на компютърна програма с обяснения за инсталиране и подобряване на функционалността на системата:

Трябва да се отбележи, че пълномащабното изчисление дори на най-простите решения е придружено от маса изчислени параметри. Разбира се, справедливо е да се изчисли всичко без изключение, при условие че отоплителната структура е организирана близо до идеалната структура. В действителност обаче нищо не е идеално.

Поради това те често разчитат на изчисления като такива, както и на практически примери и на резултатите от тези примери. Този подход е особено популярен за частно жилищно строителство.

Имате ли какво да добавите или имате въпроси относно изчисляването на еднотръбна отоплителна система? Можете да оставите коментари за публикацията, да участвате в дискусии и да споделите собствения си опит в подреждането на отоплителна верига. Формата за контакт се намира в долния блок.