חישוב מערכת חימום חד-צינורית: מה לקחת בחשבון בחישוב + דוגמה מעשית
מערכת חימום חד צינורית היא אחד הפתרונות להנחת צינורות בתוך מבנים עם חיבור מכשירי חימום.תוכנית זו נראית הפשוטה והיעילה ביותר. בניית ענף חימום באמצעות אפשרות "צינור אחד" זולה יותר לבעלי בתים משיטות אחרות.
כדי להבטיח את פעולת התוכנית, יש צורך לבצע חישוב ראשוני של מערכת חימום חד-צינורית - זה יאפשר לך לשמור על הטמפרטורה הרצויה בבית ולמנוע אובדן לחץ ברשת. זה בהחלט אפשרי להתמודד עם המשימה הזו בעצמך. האם אתה מפקפק ביכולות שלך?
נספר לכם מהן תכונות התכנון של מערכת חד-צינורית, ניתן דוגמאות של דיאגרמות עבודה ונסביר אילו חישובים יש לבצע בשלב התכנון של מעגל החימום.
תוכן המאמר:
עיצוב מעגל חימום חד צינור
היציבות ההידראולית של המערכת מובטחת באופן מסורתי על ידי הבחירה האופטימלית של הקוטר הנומינלי של צינורות (Dusl). זה די פשוט ליישם תוכנית יציבה על ידי בחירת קטרים, מבלי להגדיר תחילה מערכות חימום עם תרמוסטטים.
זה קשור ישירות למערכות חימום כאלה ערכת צינור יחיד עם התקנה אנכית/אופקית של רדיאטורים ובהיעדר מוחלט של שסתומי כיבוי ובקרה על העליות (ענפים למכשירים).
על ידי שינוי קטרים של צינורות במעגל חימום טבעת חד צינורית, ניתן לאזן בצורה מדויקת למדי את הפסדי הלחץ הקיימים. השליטה בזרימת נוזל הקירור בתוך כל מכשיר חימום בודד מובטחת על ידי התקנת תרמוסטט.
בדרך כלל, כחלק מתהליך תכנון מערכת חימום באמצעות ערכת צינור יחיד, בשלב הראשון, נבנות יחידות צנרת רדיאטור. בשלב השני, טבעות המחזור מקושרות.
תכנון יחידת צנרת למכשיר בודד כרוך בקביעת אובדן הלחץ ביחידה. החישוב מתבצע תוך התחשבות בחלוקה האחידה של זרימת נוזל הקירור על ידי התרמוסטט ביחס לנקודות החיבור בקטע מעגל זה.
במסגרת אותה פעולה מחושב מקדם הפתילה בתוספת קביעת טווח הפרמטרים של חלוקת הזרימה בקטע הסגירה. כבר בהסתמך על מגוון הענפים המחושב, הם בונים טבעת מחזור.
קישור טבעות מחזור
על מנת לחבר ביעילות את טבעות המחזור של מעגל חד צינור, מבוצע תחילה חישוב של הפסדי לחץ אפשריים (∆Po). במקרה זה, אובדן הלחץ בשסתום הבקרה (∆Рк) אינו נלקח בחשבון.
לאחר מכן, בהתבסס על קצב זרימת נוזל הקירור בקטע הסופי של טבעת המחזור והערך של ∆Рк (גרף בתיעוד הטכני של המכשיר), נקבע ערך ההגדרה של שסתום הבקרה.
ניתן לקבוע את אותו אינדיקטור על ידי הנוסחה:
Kv=0.316G / √∆Рк,
איפה:
- Kv - ערך הגדרת;
- G - זרימת נוזל קירור;
- ∆Рк - איבוד לחץ בשסתום הבקרה.
חישובים דומים מתבצעים עבור כל שסתום בקרה בודד במערכת חד-צינורית.
נכון, טווח הפסדי הלחץ בכל שסתום מחושב באמצעות הנוסחה:
∆Ркo=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,
איפה:
- ∆Ro - אובדן לחץ אפשרי;
- ∆Рк - איבוד לחץ על ה-PV;
- ∆Рn – איבוד לחץ בקטע של טבעת n-סירקולציה (ללא התחשבות בהפסדים באוויר במחזור).
אם כתוצאה מחישובים לא התקבלו הערכים הנדרשים למערכת חימום חד-צינורית בכללותה, מומלץ להשתמש בגרסה של מערכת חד-צינורית הכוללת ווסת זרימה אוטומטית.
התקנים כגון ווסתים אוטומטיים מותקנים בחלקי הקצה של המעגל (צמתי חיבור על עולים, ענפי יציאה) בנקודות החיבור לקו ההחזרה.
אם אתה משנה טכנית את התצורה של הרגולטור האוטומטי (החלף את שסתום הניקוז והתקע), התקנה של התקנים אפשרית גם על קווי אספקת נוזל הקירור.
בעזרת ווסת זרימה אוטומטית, טבעות המחזור מקושרות. במקרה זה, אובדן הלחץ ∆Рс בקטעי הקצה (עליות, ענפי מכשירים) נקבע.
הפסדי לחץ שיוריים בתוך גבולות טבעת המחזור מתחלקים בין קטעים משותפים של צינורות (∆Рмр) לבין ווסת זרימה משותף (∆Рр).
הערך של ההגדרה הזמנית של הרגולטור הכללי נבחר על פי הגרפים המוצגים בתיעוד הטכני, תוך התחשבות ב-∆Рмр של סעיפי הקצה.
חשב את אובדן הלחץ בקטעי הקצה באמצעות הנוסחה:
∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,
איפה:
- ∆Рр - ערך מחושב;
- ∆Рpp - ירידת לחץ מוגדרת;
- ∆Рмр – הפסדי פראב על קטעי צנרת;
- ∆Рр – הפסדים פראב על קרוואן משותף.
הווסת האוטומטי של טבעת המחזור הראשית (בתנאי שירידה בלחץ לא צוינה בתחילה) מוגדר תוך התחשבות בהגדרת הערך המינימלי האפשרי מטווח ההגדרות בתיעוד הטכני של המכשיר.
איכות בקרת הזרימה על ידי האוטומציה של הווסת הכללית נשלטת על ידי ההבדל באובדן הלחץ על כל וסת בודד של העלייה או ענף המכשיר.
יישום וקייס עסקי
היעדר דרישות לטמפרטורת נוזל הקירור המקורר היא נקודת המוצא לתכנון מערכות חימום חד-צינוריות המשתמשות בתרמוסטטים עם התקנת תרמוסטטים על קווי אספקת הרדיאטור. במקרה זה, חובה לצייד את יחידת החימום בשליטה אוטומטית.
פתרונות מעגלים שבהם אין התקנים תרמוסטטיים על קווי אספקת הרדיאטור משמשים גם בפועל. אבל השימוש בתוכניות כאלה נקבע על ידי סדרי עדיפויות שונים במקצת להבטחת המיקרו אקלים.
בדרך כלל, תוכניות צינור יחיד, שבהן אין בקרה אוטומטית, משמשות לקבוצות של חדרים שתוכננו תוך התחשבות בפיצוי של הפסדי חום (50% או יותר) עקב התקנים נוספים: אוורור אספקה, מיזוג אוויר, חימום חשמלי.
כמו כן, התכנון של מערכות חד-צינוריות נמצא בפרויקטים שבהם התקנות מאפשרות טמפרטורת נוזל קירור החורגת מערך הגבול של טווח הפעולה של התרמוסטט.
פרויקטים של בנייני דירות, שבהם הפעלת מערכת החימום מבוססת על צריכת חום באמצעות מונים, נבנים בדרך כלל על פי תכנית צינור יחיד היקפית.
ההצדקה הכלכלית ליישום תכנית כזו כפופה למיקום העליות הראשיות בנקודות שונות של המבנה.
קריטריוני החישוב העיקריים הם העלות של שני חומרים עיקריים: צינורות חימום ואביזרים.
על פי דוגמאות מעשיות ליישום מערכת צינור יחיד היקפית, עלייה ב-Dу של שטח הזרימה של צינורות בפקטור של שניים מלווה בעלייה בעלות רכישת צינורות פי 2-3. ועלות האבזור עולה עד פי 10 מהגודל, תלוי מאיזה חומר עשוי האביזר.
בסיס חישוב להתקנה
ההתקנה של מעגל צינור יחיד, מנקודת המבט של סידור אלמנטים עבודה, כמעט אינה שונה מהתקנת אותו מערכות דו צינורות. עליות ראשיות ממוקמות בדרך כלל מחוץ למגורים.
כללי SNiP ממליצים להניח עליות בתוך פירים מיוחדים או מרזבים. סניף הדירות בנוי באופן מסורתי סביב ההיקף.
צינורות מונחים בגובה של 70-100 מ"מ מהגבול העליון של מסד הרצפה. או ההתקנה מתבצעת מתחת למסד דקורטיבי בגובה של 100 מ"מ ומעלה, ורוחב של עד 40 מ"מ. ייצור מודרני מייצר בטנות מיוחדות כאלה להתקנת אינסטלציה או תקשורת חשמלית.
צנרת הרדיאטור מתבצעת באמצעות תכנית מלמעלה למטה עם צינורות מסופקים בצד אחד או משני הצדדים. מיקום התרמוסטטים "בצד מסוים" אינו קריטי, אבל אם התקנת מכשיר חימום מתבצעת ליד דלת המרפסת, התקנת TP חייבת להתבצע בצד הרחוק ביותר מהדלת.
הנחת צינורות מאחורי הבסיס נראית מועילה מבחינה דקורטיבית, אך מעלה את החסרונות בכל הנוגע למעבר באזורים בהם יש פתחים פנימיים.
החיבור של התקני חימום (רדיאטורים) עם עליות צינור בודד מתבצע על פי תוכניות המאפשרות התארכות ליניארית קלה של צינורות או על פי תוכניות עם פיצוי על התארכות צינור כתוצאה משינויי טמפרטורה.
האפשרות השלישית לפתרונות מעגלים, הכוללת שימוש בווסת תלת כיוונית, אינה מומלצת מטעמי חיסכון.
אם תכנון המערכת כרוך בהנחת עליות מוסתרות בחריצי קיר, מומלץ להשתמש בתרמוסטטים פינתיים מסוג RTD-G ובשסתומי סגירה בדומה למכשירים מסדרת RLV כאביזרי חיבור.
קוטר ענף הצינור למכשירי החימום מחושב באמצעות הנוסחה:
D>= 0.7√V,
איפה:
- 0,7 - מקדם;
- V – נפח פנימי של הרדיאטור.
הענף עשוי בשיפוע מסוים (לפחות 5%) לכיוון היציאה החופשית של נוזל הקירור.
בחירת טבעת המחזור הראשית
אם הפתרון העיצובי כולל התקנת מערכת חימום המבוססת על מספר טבעות מחזור, יש צורך לבחור את טבעת המחזור הראשית. הבחירה תיאורטית (ומעשית) צריכה להיעשות בהתאם לערך העברת החום המרבי של הרדיאטור הרחוק ביותר.
פרמטר זה משפיע במידה מסוימת על הערכת העומס ההידראולי בכללותו הנופל על טבעת המחזור.
העברת החום של מכשיר מרוחק מחושבת על ידי הנוסחה:
Atp = Qv / Qop + ΣQop,
איפה:
- Atp - העברת חום מחושבת של המכשיר המרוחק;
- Qв - העברת חום נדרשת של המכשיר המרוחק;
- Qop - העברת חום מרדיאטורים לחדר;
- ΣQop – סכום העברת החום הנדרשת של כל המכשירים במערכת.
במקרה זה, הפרמטר של כמות העברת החום הנדרשת עשוי להיות מורכב מסכום הערכים של מכשירים המיועדים לשרת את הבניין כולו או רק חלק מהבניין.לדוגמה, כאשר מחשבים את החום בנפרד עבור חדרים המכוסים על ידי עלייה נפרדת אחת או אזורים בודדים המשרתים על ידי ענף מכשירים.
באופן כללי, העברת החום המחושבת של כל רדיאטור חימום אחר המותקן במערכת מחושבת על ידי נוסחה מעט שונה:
Atp = Qop / Qpom,
איפה:
- Qop - העברת חום נדרשת עבור רדיאטור נפרד;
- Qpom - דרישת חום לחדר ספציפי שבו נעשה שימוש במעגל חד צינור.
הדרך הקלה ביותר להבין את החישובים וליישם את הערכים שהושגו היא להשתמש בדוגמה ספציפית.
דוגמא חישוב מעשית
בניין מגורים דורש מערכת חד-צינורית הנשלטת על ידי תרמוסטט.
התפוקה הנומינלית של המכשיר במגבלת ההגדרה המקסימלית היא 0.6 מ'3/h/bar (k1). מאפיין התפוקה המקסימלי האפשרי עבור ערך הגדרה זה הוא 0.9 מ'3/h/bar (k2).
לחץ ההפרש המרבי האפשרי של TR (ברמת רעש של 30 dB) הוא לא יותר מ-27 kPa (ΔР1). לחץ משאבה 25 kPa (ΔР2) לחץ הפעלה למערכת החימום – 20 kPa (ΔР).
יש צורך לקבוע את טווח אובדן הלחץ עבור TR (ΔР1).
ערך העברת החום הפנימי מחושב באופן הבא: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0.56. מכאן מחושב הטווח הנדרש של הפסדי לחץ ב-TR: ΔР1 = ΔР * Atr (20 * 0.56...1) = 11.2...20 kPa.
אם חישובים עצמאיים להוביל לתוצאות בלתי צפויות, עדיף ליצור קשר עם מומחים או להשתמש במחשבון מחשב כדי לבדוק.
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
ניתוח מפורט של חישובים באמצעות תוכנת מחשב עם הסברים להתקנה ושיפור הפונקציונליות של המערכת:
יש לציין כי חישוב בקנה מידה מלא של אפילו הפתרונות הפשוטים ביותר מלווה במסה של פרמטרים מחושבים. כמובן, זה הוגן לחשב הכל ללא יוצא מן הכלל, בתנאי שמבנה החימום מאורגן קרוב למבנה האידיאלי. עם זאת, במציאות, שום דבר אינו אידיאלי.
לכן, לעתים קרובות הם מסתמכים על חישובים ככאלה, כמו גם על דוגמאות מעשיות ועל תוצאות הדוגמאות הללו. גישה זו פופולרית במיוחד עבור בניית דיור פרטי.
יש לכם מה להוסיף או יש לכם שאלות לגבי חישוב מערכת חימום חד-צינורית? אתה יכול להשאיר הערות על הפרסום, להשתתף בדיונים ולשתף את הניסיון שלך בסידור מעגל חימום. טופס יצירת הקשר נמצא בבלוק התחתון.
התקנה נכונה של מערכת חימום בבית, לדעתי, היא אחת הנקודות החשובות ביותר בבניית בית. פעם, כשחיממתי את הבית שלי, השתמשתי בשיטה אופקית של חיבור רדיאטורים והנחתי צינורות חימום ברצפות. אני גם חושב שחשוב לבחור את המשאבה הנכונה, שכן עם דיאגרמת חיווט אופקית, יש לעורר את תנועת נוזל הקירור על ידי יחידת מחזור.