Beregning af et et-rørs varmesystem: hvad skal man overveje ved beregning + praktisk eksempel
Et enkeltrørsvarmesystem er en af løsningerne til at lægge rør inde i bygninger med tilslutning af varmeanordninger.Denne ordning ser ud til at være den enkleste og mest effektive. Konstruktionen af en varmegren ved hjælp af "et rør"-muligheden er billigere for husejere end andre metoder.
For at sikre driften af ordningen er det nødvendigt at udføre en foreløbig beregning af et enkeltrørsvarmesystem - dette vil give dig mulighed for at opretholde den ønskede temperatur i huset og forhindre et tab af tryk i netværket. Det er ganske muligt at klare denne opgave på egen hånd. Tvivler du på dine evner?
Vi vil fortælle dig, hvad designegenskaberne for et et-rørssystem er, give eksempler på arbejdsdiagrammer og forklare, hvilke beregninger der skal udføres på planlægningsstadiet af varmekredsen.
Artiklens indhold:
Enkeltrørs varmekredsdesign
Systemets hydrauliske stabilitet sikres traditionelt ved det optimale valg af den nominelle diameter af rørledninger (Dusl). Det er ret enkelt at implementere et stabilt skema ved at vælge diametre uden først at konfigurere varmesystemer med termostater.
Det er direkte relateret til sådanne varmesystemer enkeltrørsordning med lodret/vandret installation af radiatorer og i fuldstændig fravær af afspærrings- og kontrolventiler på stigrørene (grene til enhederne).
Ved at ændre rørdiametrene i et enkeltrørs ringvarmekredsløb er det muligt ret præcist at afbalancere de eksisterende tryktab. Styringen af kølevæskestrømmene inde i hver enkelt varmeenhed sikres ved installation af en termostat.
Normalt, som en del af processen med at designe et varmesystem ved hjælp af et enkeltrørsskema, bygges radiatorrørenheder i første fase. I andet trin er cirkulationsringene forbundet.
Design af en rørenhed til en enkelt enhed involverer bestemmelse af tryktabet ved enheden. Beregningen udføres under hensyntagen til termostatens ensartede fordeling af kølevæskestrømmen i forhold til tilslutningspunkterne i denne kredsløbssektion.
Som en del af den samme operation beregnes vægekoefficienten plus bestemmelsen af rækken af flowfordelingsparametre i lukkesektionen. Allerede ved at stole på det beregnede udvalg af grene bygger de en cirkulationsring.
Forbinder cirkulationsringe
For effektivt at forbinde cirkulationsringene i et enkeltrørskredsløb, udføres først en beregning af mulige tryktab (∆Po). I dette tilfælde tages der ikke højde for tryktabet ved reguleringsventilen (∆Рк).
Derefter bestemmes indstillingsværdien for reguleringsventilen baseret på kølevæskestrømningshastigheden ved den sidste del af cirkulationsringen og værdien af ∆Рк (graf i den tekniske dokumentation for enheden).
Den samme indikator kan bestemmes af formlen:
Kv=0,316G / √∆Рк,
Hvor:
- Kv – indstillingsværdi;
- G – kølevæskestrøm;
- ∆Рк – tryktab ved reguleringsventilen.
Lignende beregninger udføres for hver enkelt reguleringsventil i et 1-rørssystem.
Det er sandt, at området for tryktab ved hver ventil beregnes ved hjælp af formlen:
∆Ркo=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,
Hvor:
- ∆Ro – muligt tryktab;
- ∆Рк – tryktab på PV;
- ∆Рn – tryktab i sektionen af n-cirkulationsringen (uden at tage hensyn til tab i den cirkulerende luft).
Hvis de krævede værdier for et enkeltrørsvarmesystem som helhed ikke blev opnået som følge af beregninger, anbefales det at bruge versionen af et enkeltrørssystem, som inkluderer automatiske flowregulatorer.
Enheder såsom automatiske regulatorer er monteret ved endesektionerne af kredsløbet (forbindelsesknuder på stigrør, udløbsgrene) ved tilslutningspunkterne til returledningen.
Hvis du teknisk ændrer konfigurationen af den automatiske regulator (skift afløbsventil og stik), er installation af enheder også mulig på kølevæskeforsyningsledningerne.
Ved hjælp af automatiske flowregulatorer forbindes cirkulationsringene. I dette tilfælde bestemmes tryktabet ∆Рс ved endesektionerne (stigrør, instrumentgrene).
Resttryktab inden for cirkulationsringens grænser er fordelt mellem fælles sektioner af rørledninger (∆Рмр) og en fælles flowregulator (∆Рр).
Værdien af den midlertidige indstilling af den generelle regulator vælges i henhold til graferne præsenteret i den tekniske dokumentation under hensyntagen til ∆Рмр af endesektionerne.
Beregn tryktabet ved endesektionerne ved hjælp af formlen:
∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,
Hvor:
- ∆Рр – beregnet værdi;
- ∆Рpp – specificeret trykfald;
- ∆Рмр – Prab-tab på rørledningssektioner;
- ∆Рр – tab Prab på den fælles RV.
Den automatiske regulator af hovedcirkulationsringen (forudsat at trykfaldet ikke er angivet i begyndelsen) er konfigureret under hensyntagen til indstillingen af den mindst mulige værdi fra indstillingsområdet i den tekniske dokumentation for enheden.
Kvaliteten af flowkontrol ved automatisering af den generelle regulator styres af forskellen i tryktab på hver enkelt regulator i stigrøret eller instrumentgrenen.
Ansøgning og business case
Fraværet af krav til temperaturen af det afkølede kølevæske er udgangspunktet for design af enkeltrørs varmesystemer ved hjælp af termostater med installation af termostater på radiatorens forsyningsledninger. I dette tilfælde er det obligatorisk at udstyre varmeenheden med automatisk styring.
Kredsløbsløsninger, hvor der ikke er termostatiske enheder på radiatorens forsyningsledninger, anvendes også i praksis. Men brugen af sådanne ordninger bestemmes af lidt forskellige prioriteter for at sikre mikroklimaet.
Typisk bruges enkeltrørsordninger, hvor der ikke er nogen automatisk styring, til grupper af rum designet under hensyntagen til kompensation for varmetab (50% eller mere) på grund af yderligere enheder: forsyningsventilation, aircondition, elektrisk opvarmning.
Designet af enkeltrørssystemer findes også i projekter, hvor reglerne tillader en kølevæsketemperatur, der overstiger grænseværdien for termostatens driftsområde.
Projekter af etageejendomme, hvor driften af varmesystemet er baseret på forbruget af varme gennem målere, bygges normalt efter en perimeter enkeltrørsordning.
Den økonomiske begrundelse for implementeringen af en sådan ordning er underlagt placeringen af de vigtigste stigrør på forskellige punkter i strukturen.
De vigtigste beregningskriterier er prisen på to hovedmaterialer: varmerør og beslag.
Ifølge praktiske eksempler på implementering af et perimeter enkeltrørsystem ledsages en stigning i Dу af strømningsarealet af rørledninger med en faktor på to af en stigning i omkostningerne ved at købe rør med 2-3 gange. Og prisen på beslag stiger op til 10 gange størrelsen, afhængig af hvilket materiale beslagene er lavet af.
Beregningsgrundlag for installation
Installationen af et enkeltrørskredsløb med hensyn til arrangementet af arbejdselementer er praktisk talt ikke forskellig fra installationen af det samme to-rørs systemer. Hovedstigerør er normalt placeret uden for boliger.
SNiP-regler anbefaler at lægge stigrør inde i specielle skakter eller tagrender. Lejlighedsfilialen er traditionelt bygget omkring omkredsen.
Rørledninger lægges i en højde på 70-100 mm fra gulvsokkelens øvre kant. Eller montering sker under en dekorativ sokkel med en højde på 100 mm eller mere, og en bredde på op til 40 mm. Moderne produktion producerer sådanne specialiserede foringer til installation af VVS eller elektrisk kommunikation.
Radiatorrør udføres ved hjælp af et top-down-skema med rør leveret på den ene side eller på begge sider. Placeringen af termostater "på en bestemt side" er ikke kritisk, men hvis installation af varmeapparat udføres ved siden af altandøren, skal monteringen af TP udføres på den side, der er længst fra døren.
At lægge rør bag fodpladen virker fordelagtigt ud fra et dekorativt synspunkt, men leder tankerne hen på ulemperne, når det kommer til at passere gennem områder, hvor der er indvendige døråbninger.
Tilslutningen af varmeanordninger (radiatorer) med enkeltrørsstigerør udføres i henhold til skemaer, der giver mulighed for let lineær forlængelse af rør eller i henhold til skemaer med kompensation for rørforlængelse som følge af temperaturændringer.
Den tredje mulighed for kredsløbsløsninger, som involverer brugen af en trevejsregulator, anbefales ikke af økonomiske årsager.
Hvis systemdesignet involverer lægning af stigrør skjult i vægriller, anbefales det at bruge hjørnetermostater af typen RTD-G og afspærringsventiler svarende til apparater fra RLV-serien som tilslutningsfittings.
Diameteren af rørgrenen til varmeanordningerne beregnes ved hjælp af formlen:
D>= 0,7√V,
Hvor:
- 0,7 - koefficient;
- V – radiatorens indre volumen.
Grenen er lavet med en vis hældning (mindst 5%) i retning af kølevæskens frie udløb.
Valg af hovedcirkulationsring
Hvis designløsningen involverer installation af et varmesystem baseret på flere cirkulationsringe, er det nødvendigt at vælge hovedcirkulationsringen. Valget skal teoretisk (og praktisk) foretages i henhold til den maksimale varmeoverførselsværdi for den fjerneste radiator.
Denne parameter påvirker til en vis grad vurderingen af den hydrauliske belastning som helhed, der falder på cirkulationsringen.
Varmeoverførslen af en ekstern enhed beregnes ved formlen:
Atp = Qv / Qop + ΣQop,
Hvor:
- Atp – beregnet varmeoverførsel af fjernenheden;
- Qв – nødvendig varmeoverførsel af fjernenheden;
- Qop - varmeoverførsel fra radiatorer til rummet;
- Qop – summen af den nødvendige varmeoverførsel af alle enheder i systemet.
I dette tilfælde kan parameteren for mængden af påkrævet varmeoverførsel bestå af summen af værdierne af enheder designet til at tjene bygningen som helhed eller kun en del af bygningen.For eksempel ved separat varmeberegning for rum dækket af et separat stigrør eller individuelle områder, der betjenes af en instrumentgren.
Generelt beregnes den beregnede varmeoverførsel af enhver anden varmeradiator installeret i systemet med en lidt anden formel:
Atp = Qop / Qpom,
Hvor:
- Qop – nødvendig varmeoverførsel til en separat radiator;
- Qpom – varmebehov til et specifikt rum, hvor der anvendes et enkeltrørskredsløb.
Den nemmeste måde at forstå beregningerne og anvende de opnåede værdier på er at bruge et specifikt eksempel.
Praktisk regneeksempel
En boligbygning kræver et enkeltrørssystem styret af en termostat.
Enhedens nominelle gennemløb ved den maksimale indstillingsgrænse er 0,6 m3/h/bar (k1). Den maksimalt mulige gennemløbskarakteristik for denne indstillingsværdi er 0,9 m3/h/bar (k2).
Det maksimalt mulige differenstryk for TR (ved et støjniveau på 30 dB) er ikke mere end 27 kPa (ΔР1). Pumpetryk 25 kPa (ΔР2) Driftstryk for varmesystemet – 20 kPa (ΔР).
Det er nødvendigt at bestemme tryktabsområdet for TR (ΔР1).
Den interne varmeoverførselsværdi beregnes som følger: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0,56. Herfra beregnes det nødvendige område af tryktab ved TR: ΔР1 = ΔР * Atr (20 * 0,56...1) = 11,2...20 kPa.
Hvis uafhængige beregninger føre til uventede resultater, er det bedre at kontakte specialister eller bruge en computerberegner til at kontrollere.
Konklusioner og nyttig video om emnet
Detaljeret analyse af beregninger ved hjælp af et computerprogram med forklaringer til installation og forbedring af systemets funktionalitet:
Det skal bemærkes, at en fuldskalaberegning af selv de enkleste løsninger ledsages af en masse beregnede parametre. Selvfølgelig er det rimeligt at beregne alt uden undtagelse, forudsat at varmestrukturen er organiseret tæt på den ideelle struktur. Men i virkeligheden er intet ideelt.
Derfor er de ofte afhængige af beregninger som sådan såvel som på praktiske eksempler og på resultaterne af disse eksempler. Denne tilgang er især populær til privat boligbyggeri.
Har du noget at tilføje eller har du spørgsmål til beregning af et enkeltrørs varmeanlæg? Du kan skrive kommentarer til publikationen, deltage i diskussioner og dele dine egne erfaringer med at arrangere et varmekredsløb. Kontaktformularen er placeret i nederste blok.
Korrekt installation af et varmesystem i et hus er efter min mening et af de vigtigste punkter, når man bygger et hus. På et tidspunkt, da jeg opvarmede mit hus, brugte jeg en vandret metode til at forbinde radiatorer og lagde varmerør i gulvene. Jeg synes også det er vigtigt at vælge den rigtige pumpe, da med et vandret ledningsdiagram skal kølevæskens bevægelse stimuleres af en cirkulationsenhed.