Beräkning av ett enrörsvärmesystem: vad man ska tänka på vid beräkning + praktiskt exempel

Ett enrörsvärmesystem är en av lösningarna för att lägga rör inuti byggnader med anslutning av värmeanordningar.Detta schema verkar vara det enklaste och mest effektiva. Byggandet av en värmegren med alternativet "ett rör" är billigare för husägare än andra metoder.

För att säkerställa driften av schemat är det nödvändigt att utföra en preliminär beräkning av ett enrörsvärmesystem - detta gör att du kan bibehålla den önskade temperaturen i huset och förhindra en tryckförlust i nätverket. Det är fullt möjligt att klara av denna uppgift på egen hand. Tvivlar du på dina förmågor?

Vi kommer att berätta vad designegenskaperna för ett enrörssystem är, ge exempel på arbetsdiagram och förklara vilka beräkningar som måste utföras vid planeringsstadiet för värmekretsen.

Enrörs värmekretsdesign

Systemets hydrauliska stabilitet säkerställs traditionellt genom det optimala valet av den nominella diametern på rörledningarna (Dusl). Det är ganska enkelt att implementera ett stabilt schema genom att välja diametrar, utan att först konfigurera värmesystem med termostater.

Det är direkt relaterat till sådana värmesystem enkelrörsschema med vertikal/horisontell installation av radiatorer och i fullständig frånvaro av avstängnings- och styrventiler på stigarna (grenar till enheterna).

Ett tydligt exempel på att installera ett radiatorelement i en krets organiserad enligt principen om cirkulation med ett rör. I detta fall används metall-plaströrledningar med metallbeslag

Genom att ändra diametern på rören i en enkelrörsringvärmekrets är det möjligt att ganska exakt balansera de befintliga tryckförlusterna. Styrningen av kylvätskeflöden inuti varje enskild värmeanordning säkerställs av installera en termostat.

Vanligtvis, som en del av processen att designa ett värmesystem med ett enkelrörsschema, byggs radiatorrörenheter i det första steget. I det andra steget är cirkulationsringarna sammanlänkade.

En klassisk kretslösning där ett rör används för att strömma kylvätska och distribuera vatten genom värmeelement. Detta schema är ett av de enklaste alternativen (+)

Att designa en rörenhet för en enskild enhet innebär att man bestämmer tryckförlusten vid enheten. Beräkningen utförs med hänsyn till den enhetliga fördelningen av kylvätskeflödet av termostaten i förhållande till anslutningspunkterna i denna kretssektion.

Som en del av samma operation beräknas uppsugningskoefficienten, plus bestämningen av området för flödesfördelningsparametrar i stängningssektionen. Redan förlitar sig på det beräknade utbudet av grenar, de bygger en cirkulationsring.

Länkar cirkulationsringar

För att effektivt koppla samman cirkulationsringarna i en enrörskrets görs först en beräkning av möjliga tryckförluster (∆Po). I detta fall tas inte hänsyn till tryckförlusten vid reglerventilen (∆Рк).

Därefter, baserat på kylvätskeflödet vid den sista delen av cirkulationsringen och värdet på ∆Рк (graf i den tekniska dokumentationen för enheten), bestäms inställningsvärdet för reglerventilen.

Samma indikator kan bestämmas med formeln:

Kv=0,316G / √∆Рк,

Var:

• Kv – inställningsvärde;
• G – kylvätskeflöde;
• ∆Рк – tryckförlust vid reglerventilen.

Liknande beräkningar görs för varje enskild reglerventil i ett enrörssystem.

Det är sant att intervallet för tryckförluster vid varje ventil beräknas med formeln:

∆Ркo=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,

Var:

• ∆Ro – eventuell tryckförlust;
• ∆Рк – tryckförlust på PV;
• ∆Рn – tryckförlust i sektionen av n-cirkulationsringen (utan att ta hänsyn till förluster i den cirkulerande luften).

Om, som ett resultat av beräkningar, de erforderliga värdena för ett enrörsvärmesystem som helhet inte erhölls, rekommenderas det att använda versionen av ett enrörssystem, som inkluderar automatiska flödesregulatorer.

Automatisk flödesregulator installerad på kylvätskans returledning. Enheten reglerar det totala kylvätskeflödet för hela enrörskretsen

Enheter som automatiska regulatorer är monterade vid ändsektionerna av kretsen (anslutningsnoder på stigare, utloppsgrenar) vid anslutningspunkterna till returledningen.

Om du tekniskt ändrar konfigurationen av den automatiska regulatorn (byt avtappningsventil och plugg), är installation av enheter också möjlig på kylvätsketillförselledningarna.

Med hjälp av automatiska flödesregulatorer länkas cirkulationsringarna. I detta fall bestäms tryckförlusten ∆Рс vid ändsektionerna (stigare, instrumentgrenar).

Kvarstående tryckförluster inom cirkulationsringens gränser fördelas mellan gemensamma sektioner av rörledningar (∆Рмр) och en gemensam flödesregulator (∆Рр).

Värdet på den tillfälliga inställningen av den allmänna regulatorn väljs enligt graferna som presenteras i den tekniska dokumentationen, med hänsyn till ∆Рмр för ändsektionerna.

Beräkna tryckförlusten vid ändsektionerna med hjälp av formeln:

∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,

Var:

• ∆Рр – beräknat värde;
• ∆Рpp – specificerat tryckfall;
• ∆Рмр – Prab-förluster på rörledningssektioner;
• ∆Рр – förluster Prab på den gemensamma husbilen.

Den automatiska regulatorn för huvudcirkulationsringen (förutsatt att tryckfallet inte är specificerat initialt) konfigureras med hänsyn till inställningen av det minsta möjliga värdet från inställningsområdet i enhetens tekniska dokumentation.

Kvaliteten på flödeskontroll genom automatiseringen av den allmänna regulatorn styrs av skillnaden i tryckförlust på varje enskild regulator i stigaren eller instrumentgrenen.

Ansökan och affärscase

Frånvaron av krav på det kylda kylmediets temperatur är utgångspunkten för konstruktionen av enrörsvärmesystem som använder termostater med installation av termostater på radiatormatningsledningarna. I detta fall är det obligatoriskt att utrusta värmeenheten med automatisk styrning.

En termostat installerad på ledningen som levererar kylvätska till värmeelementet. För installation användes metallbeslag, som är bekväma för att arbeta med polypropenrör

Kretslösningar där det inte finns några termostatiska enheter på radiatorns matningsledningar används också i praktiken. Men användningen av sådana system bestäms av något olika prioriteringar för att säkerställa mikroklimatet.

Vanligtvis används enkelrörssystem, där det inte finns någon automatisk styrning, för grupper av rum utformade med hänsyn till kompensation för värmeförluster (50% eller mer) på grund av ytterligare enheter: försörjningsventilation, luftkonditionering, elvärme.

Utformningen av enkelrörssystem återfinns också i projekt där bestämmelser tillåter en kylvätsketemperatur som överstiger gränsvärdet för termostatens driftsområde.

Projekt av flerbostadshus, där driften av värmesystemet baseras på förbrukningen av värme genom mätare, byggs vanligtvis enligt ett omkrets enrörsschema.

Omkretssystemet med enkelrör är en slags "klassiker av genren", som ofta används i praktiken av kommunalt och privat bostadsbyggande. Anses enkelt och ekonomiskt för olika förhållanden (+)

Den ekonomiska motiveringen för genomförandet av ett sådant system är beroende av placeringen av de viktigaste stigarna på olika punkter i strukturen.

De viktigaste beräkningskriterierna är kostnaden för två huvudmaterial: värmerör och beslag.

Enligt praktiska exempel på implementeringen av ett omkretssystem med enkelrör, åtföljs en ökning av Dу av flödesarean för rörledningar med en faktor två av en ökning av kostnaden för att köpa rör med 2-3 gånger. Och kostnaden för beslag ökar upp till 10 gånger storleken, beroende på vilket material beslagen är gjorda av.

Beräkningsunderlag för installation

Installationen av en enrörskrets, med tanke på arrangemanget av arbetselement, skiljer sig praktiskt taget inte från installationen av samma tvårörssystem. Huvudstigare är vanligtvis placerade utanför bostadslokaler.

SNiP-regler rekommenderar att man lägger stigare inuti speciella schakt eller hängrännor. Lägenhetsgrenen är traditionellt byggd runt omkretsen.

Ett exempel på att placera värmesystemsrörledningar i speciellt stansade hål. Denna version av enheten används ofta i modern konstruktion

Rörledningar läggs på en höjd av 70-100 mm från golvsockelns övre kant. Eller installationen görs under en dekorativ sockel med en höjd på 100 mm eller mer och en bredd på upp till 40 mm. Modern produktion producerar sådana specialiserade foder för installation av VVS eller elektrisk kommunikation.

Radiatorrören utförs med ett top-down-schema med rör som levereras på ena sidan eller på båda sidor. Placeringen av termostater "på en specifik sida" är inte kritisk, men om installation av värmeanordning utförs intill balkongdörren ska montering av TP utföras på sidan längst bort från dörren.

Att lägga rör bakom sockeln verkar fördelaktigt ur dekorativ synpunkt, men för tankarna till nackdelarna när det gäller att passera genom områden där det finns innerdörrar.

Rörledningar läggs under en dekorativ sockel. Man kan säga, en klassisk lösning för enrörssystem implementerade i nya byggnader av olika klasser

Anslutningen av värmeanordningar (radiatorer) med enkelrörsstigare utförs enligt scheman som tillåter lätt linjär förlängning av rör eller enligt scheman med kompensation för rörförlängning som ett resultat av temperaturförändringar.

Det tredje alternativet för kretslösningar, som innebär användning av en trevägsregulator, rekommenderas inte av ekonomiska skäl.

Om systemkonstruktionen innebär att man lägger stigrör dolda i väggspår, rekommenderas att använda hörntermostater av typen RTD-G och avstängningsventiler liknande enheter från RLV-serien som anslutningsarmatur.

Anslutningsalternativ: 1,2 – för system som tillåter linjär expansion av rör; 3.4 – för system utformade för användning av ytterligare värmekällor; 5.6 – lösningar baserade på trevägsventiler anses vara olönsamma (+)

Diametern på rörgrenen till värmeanordningarna beräknas med formeln:

D>= 0,7√V,

Var:

• 0,7 - koefficient;
• V – radiatorns inre volym.

Grenen är gjord med en viss lutning (minst 5%) i riktning mot kylvätskans fria utlopp.

Val av huvudcirkulationsring

Om designlösningen innebär installation av ett värmesystem baserat på flera cirkulationsringar, är det nödvändigt att välja huvudcirkulationsringen. Valet bör teoretiskt (och praktiskt) göras enligt det maximala värmeöverföringsvärdet för den mest avlägsna radiatorn.

Denna parameter påverkar i viss mån bedömningen av den hydrauliska lasten som helhet som faller på cirkulationsringen.

Cirkulationsring i bilden av ett strukturdiagram. För olika designalternativ kan det finnas flera sådana ringar. I det här fallet är bara en ring den viktigaste (+)

Värmeöverföringen för en fjärrenhet beräknas med formeln:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

Var:

• Atp – beräknad värmeöverföring av fjärrenheten;
• Qв – nödvändig värmeöverföring av fjärrenheten;
• Qop – värmeöverföring från radiatorer till rummet;
•  ΣQop – summan av den erforderliga värmeöverföringen för alla enheter i systemet.

I detta fall kan parametern för mängden erforderlig värmeöverföring bestå av summan av värdena för enheter som är utformade för att tjäna byggnaden som helhet eller bara en del av byggnaden.Till exempel när man beräknar värme separat för rum som täcks av en separat stigare eller enskilda områden som betjänas av en instrumentgren.

I allmänhet beräknas den beräknade värmeöverföringen för alla andra värmeelement installerade i systemet med en något annorlunda formel:

Atp = Qop / Qpom,

Var:

• Qop – nödvändig värmeöverföring för en separat radiator;
• Qpom – värmebehov för ett specifikt rum där en enrörskrets används.

Det enklaste sättet att förstå beräkningarna och tillämpa de erhållna värdena är att använda ett specifikt exempel.

Praktiskt räkneexempel

Ett bostadshus kräver ett enrörssystem som styrs av en termostat.

Apparatens nominella genomströmning vid den maximala inställningsgränsen är 0,6 m³/h/bar (k1). Den maximalt möjliga genomströmningskarakteristiken för detta inställningsvärde är 0,9 m³/h/bar (k2).

Det maximala möjliga differentialtrycket för TR (vid en ljudnivå på 30 dB) är inte mer än 27 kPa (ΔР1). Pumptryck 25 kPa (ΔР2) Arbetstryck för värmesystemet – 20 kPa (ΔР).

Det är nödvändigt att bestämma tryckförlustområdet för TR (ΔР1).

Det interna värmeöverföringsvärdet beräknas enligt följande: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0,56. Härifrån beräknas det erforderliga området för tryckförluster vid TR:n: ΔР1 = ΔР * Atr (20 * 0,56...1) = 11,2...20 kPa.

Om oberoende beräkningar leda till oväntade resultat är det bättre att kontakta specialister eller använda en datorkalkylator för att kontrollera.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Detaljerad analys av beräkningar med hjälp av ett datorprogram med förklaringar för installation och förbättring av systemets funktionalitet:

Det bör noteras att en fullskalig beräkning av även de enklaste lösningarna åtföljs av en massa beräknade parametrar. Naturligtvis är det rättvist att beräkna allt utan undantag, förutsatt att värmestrukturen är organiserad nära den ideala strukturen. Men i verkligheten är ingenting idealiskt.

Därför förlitar de sig ofta på beräkningar som sådana, såväl som på praktiska exempel och på resultaten av dessa exempel. Detta tillvägagångssätt är särskilt populärt för privat bostadsbyggande.

Har du något att tillägga eller har frågor om beräkning av enrörsvärmesystem? Du kan lämna kommentarer till publikationen, delta i diskussioner och dela med dig av din egen erfarenhet av att arrangera en värmekrets. Kontaktformuläret finns i nedre blocket.