Výpočet jednorúrkového vykurovacieho systému: čo treba zvážiť pri výpočte + praktický príklad

Jednorúrkový vykurovací systém je jedným z riešení kladenia potrubí vo vnútri budov s pripojením vykurovacích zariadení.Táto schéma sa zdá byť najjednoduchšia a najefektívnejšia. Konštrukcia vykurovacej vetvy pomocou možnosti „jedného potrubia“ je pre majiteľov domov lacnejšia ako iné metódy.

Na zabezpečenie prevádzky schémy je potrebné vykonať predbežný výpočet jednorúrkového vykurovacieho systému - to vám umožní udržiavať požadovanú teplotu v dome a zabrániť strate tlaku v sieti. Je celkom možné sa s touto úlohou vyrovnať sami. Pochybujete o svojich schopnostiach?

Povieme vám, aké sú konštrukčné vlastnosti jednorúrkového systému, uvedieme príklady pracovných schém a vysvetlíme, aké výpočty sa musia vykonať vo fáze plánovania vykurovacieho okruhu.

Jednorúrkový návrh vykurovacieho okruhu

Hydraulická stabilita systému je tradične zabezpečená optimálnym výberom menovitého priemeru potrubí (Dusl). Je celkom jednoduché implementovať stabilnú schému výberom priemerov bez predchádzajúcej konfigurácie vykurovacích systémov s termostatmi.

Priamo súvisí s takýmito vykurovacími systémami jednorúrková schéma s vertikálnou/horizontálnou inštaláciou radiátorov a pri úplnej absencii uzatváracích a regulačných ventilov na stúpačkách (odbočky k prístrojom).

Príklad jednorúrkového vykurovacieho systému
Jasný príklad inštalácie radiátorového prvku v okruhu organizovanom podľa princípu obehu s jedným potrubím. V tomto prípade sa používajú kovoplastové potrubia s kovovými armatúrami

Zmenou priemerov potrubí v jednorúrkovom kruhovom vykurovacom okruhu je možné pomerne presne vyrovnať existujúce tlakové straty. Riadenie prietokov chladiacej kvapaliny vo vnútri každého jednotlivého vykurovacieho zariadenia je zabezpečené o inštalácia termostatu.

Zvyčajne sa ako súčasť procesu navrhovania vykurovacieho systému pomocou jednorúrkovej schémy v prvej fáze vybudujú potrubné jednotky radiátorov. V druhej fáze sú cirkulačné krúžky spojené.

Schéma klasického jednorúrkového systému
Klasické riešenie okruhu, kde jedna rúrka slúži na prúdenie chladiacej kvapaliny a rozvod vody cez tepelné radiátory. Táto schéma je jednou z najjednoduchších možností (+)

Návrh potrubnej jednotky pre jedno zariadenie zahŕňa určenie tlakovej straty na jednotke. Výpočet sa vykonáva s prihliadnutím na rovnomerné rozdelenie prietoku chladiacej kvapaliny termostatom vzhľadom na miesta pripojenia v tejto časti okruhu.

V rámci tej istej operácie sa vypočíta koeficient vzlínavosti plus určenie rozsahu parametrov rozloženia prúdenia v uzatváracej časti. Už sa spoliehajú na vypočítaný rozsah vetiev a vytvárajú obehový kruh.

Spojenie obehových krúžkov

Pre efektívne prepojenie cirkulačných krúžkov jednorúrkového okruhu sa najskôr vykoná výpočet možných tlakových strát (∆Po). V tomto prípade sa neberie do úvahy strata tlaku na regulačnom ventile (∆Рк).

Ďalej sa na základe prietoku chladiacej kvapaliny na koncovom úseku cirkulačného krúžku a hodnoty ∆Рк (graf v technickej dokumentácii k zariadeniu) určí hodnota nastavenia regulačného ventilu.

Rovnaký ukazovateľ možno určiť podľa vzorca:

Kv=0,316G / √∆Рк,

Kde:

  • Kv – hodnota nastavenia;
  • G - prietok chladiacej kvapaliny;
  • ∆Рк – strata tlaku na riadiacom ventile.

Podobné výpočty sa vykonávajú pre každý jednotlivý regulačný ventil v jednorúrkovom systéme.

Je pravda, že rozsah tlakových strát na každom ventile sa vypočíta podľa vzorca:

∆Ркo=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,

Kde:

  • ∆Ro – možná strata tlaku;
  • ∆Рк – strata tlaku na FV;
  • ∆Рn – tlaková strata v sekcii n-cirkulačného krúžku (bez zohľadnenia strát v cirkulačnom vzduchu).

Ak sa v dôsledku výpočtov nedosiahli požadované hodnoty pre jednorúrkový vykurovací systém ako celok, odporúča sa použiť verziu jednorúrkového systému, ktorá obsahuje automatické regulátory prietoku.

Automatický regulátor prietoku
Automatický regulátor prietoku inštalovaný na spätnom potrubí chladiacej kvapaliny. Zariadenie reguluje celkový prietok chladiacej kvapaliny pre celý jednorúrkový okruh

Zariadenia ako automatické regulátory sú namontované na koncových úsekoch okruhu (pripojovacie uzly na stúpačkách, výstupné vetvy) v miestach pripojenia k spätnému vedeniu.

Ak technicky zmeníte konfiguráciu automatického regulátora (vymeníte vypúšťací ventil a zástrčku), inštalácia zariadení je možná aj na prívodné potrubia chladiacej kvapaliny.

Pomocou automatických regulátorov prietoku sú cirkulačné krúžky prepojené. V tomto prípade sa zisťuje tlaková strata ∆Рс na koncových úsekoch (stúpačky, odbočky prístrojov).

Zvyškové tlakové straty v hraniciach cirkulačného prstenca sú rozdelené medzi spoločné úseky potrubí (∆Рмр) a spoločný regulátor prietoku (∆Рр).

Hodnota dočasného nastavenia všeobecného regulátora sa vyberá podľa grafov uvedených v technickej dokumentácii, berúc do úvahy ∆Рмр koncových sekcií.

Vypočítajte tlakovú stratu na koncových častiach pomocou vzorca:

∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,

Kde:

  • ∆Рр – vypočítaná hodnota;
  • ∆Рpp – špecifikovaný pokles tlaku;
  • ∆Рмр – Prab straty na úsekoch potrubia;
  • ∆Рр – straty Prab na spoločnom RV.

Automatický regulátor hlavného cirkulačného krúžku (za predpokladu, že tlaková strata nie je na začiatku špecifikovaná) je nakonfigurovaný s prihliadnutím na nastavenie minimálnej možnej hodnoty z rozsahu nastavenia v technickej dokumentácii zariadenia.

Kvalita riadenia prietoku automatizáciou všeobecného regulátora je riadená rozdielom tlakovej straty na každom jednotlivom regulátore stúpačky alebo prístrojovej vetvy.

Aplikácia a obchodný prípad

Neprítomnosť požiadaviek na teplotu ochladzovanej chladiacej kvapaliny je východiskovým bodom pre návrh jednorúrkových vykurovacích systémov pomocou termostatov s inštaláciou termostatov na prívodné potrubia chladiča. V tomto prípade je povinné vybaviť vykurovaciu jednotku automatickou reguláciou.

Prívodný termostat
Termostat inštalovaný na potrubí, ktoré dodáva chladiacu kvapalinu do vykurovacieho radiátora. Na inštaláciu boli použité kovové armatúry, ktoré sú vhodné na prácu s polypropylénovými rúrami

V praxi sa využívajú aj obvodové riešenia, kde na prívodných potrubiach radiátorov nie sú termostatické zariadenia. Použitie takýchto schém je však určené mierne odlišnými prioritami na zabezpečenie mikroklímy.

Typicky sa jednorúrkové schémy, kde neexistuje automatické ovládanie, používajú pre skupiny miestností navrhnutých s ohľadom na kompenzáciu tepelných strát (50% alebo viac) v dôsledku prídavných zariadení: prívodná ventilácia, klimatizácia, elektrické vykurovanie.

Dizajn jednorúrkových systémov sa tiež nachádza v projektoch, kde predpisy povoľujú teplotu chladiacej kvapaliny presahujúcu hraničnú hodnotu prevádzkového rozsahu termostatu.

Projekty bytových domov, kde je prevádzka vykurovacieho systému založená na spotrebe tepla cez merače, sa zvyčajne stavajú podľa obvodovej jednorúrkovej schémy.

Obvodová schéma
Obvodová jednorúrková schéma je akousi „klasikou žánru“, ktorá sa často používa v praxi mestskej a súkromnej bytovej výstavby. Považované za jednoduché a ekonomické pre rôzne podmienky (+)

Ekonomické opodstatnenie implementácie takejto schémy je podmienené umiestnením hlavných stúpačov na rôznych miestach konštrukcie.

Hlavnými kritériami výpočtu sú náklady na dva hlavné materiály: vykurovacie potrubia a armatúry.

Podľa praktických príkladov implementácie obvodového jednorúrkového systému je zvýšenie Dу prietokovej plochy potrubí o faktor dva sprevádzané zvýšením nákladov na nákup potrubí 2-3 krát. A náklady na armatúry sa zvyšujú až 10-násobne v závislosti od toho, z akého materiálu sú armatúry vyrobené.

Výpočtový základ pre inštaláciu

Inštalácia jednorúrkového okruhu sa z hľadiska usporiadania pracovných prvkov prakticky nelíši od inštalácie rovnakého dvojrúrkové systémy. Hlavné stúpačky sú zvyčajne umiestnené mimo obytných priestorov.

Pravidlá SNiP odporúčajú položiť stúpačky do špeciálnych šácht alebo žľabov. Bytová vetva je postavená tradične po obvode.

Stúpačka vykurovacieho systému v potrubí
Príklad umiestnenia potrubí vykurovacieho systému do špeciálne vyrazených otvorov. Táto verzia zariadenia sa často používa v modernej konštrukcii

Potrubie sa ukladá vo výške 70-100 mm od horného okraja podlahového sokla. Alebo sa inštalácia vykoná pod ozdobným soklom s výškou 100 mm alebo viac a šírkou do 40 mm. Moderná výroba vyrába takéto špecializované obklady na inštaláciu vodovodných alebo elektrických komunikácií.

Potrubie radiátora sa vykonáva pomocou schémy zhora nadol s rúrkami dodávanými na jednej strane alebo na oboch stranách. Umiestnenie termostatov „na konkrétnej strane“ nie je kritické, ale ak inštalácia vykurovacieho zariadenia sa vykonáva vedľa balkónových dverí, montáž TP je potrebné vykonať na strane najvzdialenejšej od dverí.

Pokladanie rúr za soklovú dosku sa zdá byť výhodné z dekoratívneho hľadiska, ale pripomína nevýhody, pokiaľ ide o prechod cez oblasti, kde sú vnútorné dvere.

Vykurovacie potrubie za základovou doskou
Potrubie položené pod ozdobným soklom. Dalo by sa povedať, klasické riešenie pre jednorúrkové systémy realizované v novostavbách rôznych tried

Pripojenie vykurovacích zariadení (radiátorov) s jednorúrkovými stúpačkami sa vykonáva podľa schém, ktoré umožňujú mierne lineárne predĺženie rúrok alebo podľa schém s kompenzáciou predĺženia rúr v dôsledku zmien teploty.

Tretia možnosť pre obvodové riešenia, ktorá zahŕňa použitie trojcestného regulátora, sa z ekonomických dôvodov neodporúča.

Ak pri návrhu systému ide o uloženie stúpačiek skrytých v stenových drážkach, odporúča sa ako spojovacie armatúry použiť rohové termostaty typu RTD-G a uzatváracie ventily podobné zariadeniam zo série RLV.

Schéma zapojenia v jednorúrkovom systéme
Možnosti pripojenia: 1,2 – pre systémy, ktoré umožňujú lineárnu dilatáciu potrubia; 3.4 – pre systémy určené na použitie doplnkových zdrojov tepla; 5.6 – riešenia založené na trojcestných ventiloch sa považujú za nerentabilné (+)

Priemer odbočky potrubia k vykurovacím zariadeniam sa vypočíta podľa vzorca:

D>= 0,7√V,

Kde:

  • 0,7 - koeficient;
  • V – vnútorný objem radiátora.

Odbočka je vyrobená s určitým sklonom (najmenej 5%) v smere voľného výstupu chladiacej kvapaliny.

Výber hlavného cirkulačného krúžku

Ak konštrukčné riešenie zahŕňa inštaláciu vykurovacieho systému založeného na niekoľkých cirkulačných krúžkoch, je potrebné vybrať hlavný cirkulačný krúžok. Voľba teoreticky (a prakticky) by mala byť vykonaná podľa maximálnej hodnoty prestupu tepla najvzdialenejšieho radiátora.

Tento parameter do určitej miery ovplyvňuje posúdenie hydraulického zaťaženia ako celku dopadajúceho na obehový prstenec.

Obehový krúžok
Cirkulačný krúžok na obrázku štruktúrneho diagramu. Pre rôzne možnosti dizajnu môže byť niekoľko takýchto krúžkov. V tomto prípade je iba jeden krúžok hlavný (+)

Prenos tepla vzdialeného zariadenia sa vypočíta podľa vzorca:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

Kde:

  • Atp – vypočítaný prenos tepla vzdialeného zariadenia;
  • – požadovaný prenos tepla vzdialeného zariadenia;
  • Qop – prenos tepla z radiátorov do miestnosti;
  •  ΣQop – súčet požadovaného prestupu tepla všetkých zariadení v systéme.

V tomto prípade môže parameter množstva požadovaného prestupu tepla pozostávať zo súčtu hodnôt zariadení určených na obsluhu budovy ako celku alebo len časti budovy.Napríklad pri samostatnom výpočte tepla pre miestnosti pokryté jednou samostatnou stúpačkou alebo jednotlivé plochy obsluhované prístrojovou odbočkou.

Vo všeobecnosti sa vypočítaný prenos tepla akéhokoľvek iného vykurovacieho radiátora inštalovaného v systéme vypočítava podľa mierne odlišného vzorca:

Atp = Qop / Qpom,

Kde:

  • Qop – požadovaný prenos tepla pre samostatný radiátor;
  • Qpom – potreba tepla pre konkrétnu miestnosť, kde sa používa jednorúrkový okruh.

Najjednoduchší spôsob, ako pochopiť výpočty a použiť získané hodnoty, je použiť konkrétny príklad.

Praktický príklad výpočtu

Obytný dom vyžaduje jednorúrkový systém riadený termostatom.

Menovitá priepustnosť zariadenia pri maximálnom limite nastavenia je 0,6 m3/h/bar (k1). Maximálna možná priepustná charakteristika pre túto hodnotu nastavenia je 0,9 m3/h/bar (k2).

Maximálny možný diferenčný tlak TR (pri hladine hluku 30 dB) nie je väčší ako 27 kPa (ΔР1). Tlak čerpadla 25 kPa (ΔР2) Prevádzkový tlak pre vykurovací systém – 20 kPa (ΔР).

Je potrebné určiť rozsah tlakovej straty pre TR (ΔР1).

Hodnota vnútorného prestupu tepla sa vypočíta takto: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0,56. Odtiaľ sa vypočíta požadovaný rozsah tlakových strát na TR: ΔР1 = ΔР * Atr (20 * 0,56...1) = 11,2...20 kPa.

Ak nezávislé výpočty viesť k neočakávaným výsledkom, je lepšie kontaktovať špecialistov alebo použiť počítačovú kalkulačku na kontrolu.

Závery a užitočné video na túto tému

Podrobná analýza výpočtov pomocou počítačového programu s vysvetlením inštalácie a zlepšenia funkčnosti systému:

Treba poznamenať, že úplný výpočet aj tých najjednoduchších riešení je sprevádzaný množstvom vypočítaných parametrov. Samozrejme, je spravodlivé vypočítať všetko bez výnimky za predpokladu, že štruktúra vykurovania je organizovaná blízko ideálnej štruktúry. V skutočnosti však nič nie je ideálne.

Preto sa často spoliehajú na výpočty ako také, ako aj na príklady z praxe a na výsledky týchto príkladov. Tento prístup je obzvlášť populárny pre súkromnú bytovú výstavbu.

Chcete niečo doplniť alebo máte otázky týkajúce sa výpočtu jednorúrkového vykurovacieho systému? Môžete zanechať pripomienky k publikácii, zúčastniť sa diskusií a podeliť sa o svoje vlastné skúsenosti s usporiadaním vykurovacieho okruhu. Kontaktný formulár sa nachádza v dolnom bloku.

Komentáre návštevníkov
  1. Sergey

    Správna inštalácia vykurovacieho systému v dome je podľa mňa jedným z najdôležitejších bodov pri stavbe domu. Kedysi, keď som vykuroval dom, používal som vodorovný spôsob napojenia radiátorov a do podláh som ukladal rozvody kúrenia. Tiež si myslím, že je dôležité vybrať si správne čerpadlo, keďže pri horizontálnej schéme zapojenia musí byť pohyb chladiacej kvapaliny stimulovaný cirkulačnou jednotkou.

Pridať komentár

Kúrenie

Vetranie

Elektrika