Beräkning av enrörssystem för uppvärmning: vad man ska ta hänsyn till vid beräkning + praktiskt exempel

Ett enrörs värmesystem är en lösning för rördragning inomhus med anslutning av värmeelement. Ett sådant schema anses vara enklast och mest effektivt. Att bygga en värmegren med "ett rör"-alternativet är billigare för husägare än andra metoder.

För att säkerställa schemats funktion måste du göra en preliminär beräkning av enrörs värmesystemet – detta gör att du kan hålla önskad temperatur i huset och förhindra tryckförlust i nätet. Denna uppgift går att lösa på egen hand. Tvivlar du på din förmåga?

Vi berättar för dig vad som kännetecknar utformningen av ett enrörs värmesystem, ger exempel på fungerande scheman och förklarar vilka beräkningar som måste utföras vid planeringen av värmekretsen.

Utformning av enrörs värmeschema

Systemets hydrauliska stabilitet säkerställs traditionellt genom optimalt val av rörens nominella diameter (DN). Ett stabilt schema kan enkelt realiseras genom att välja diametrar, utan förinställning av värmesystem med termostater.

Det är just sådana värmesystem som enrörsschema är direkt relaterat till, med vertikal/horisontell montering av radiatorer och helt utan avstängnings- och regleringsventiler på stigarna (grenar till elementen).

Ett tydligt exempel på installation av ett radiatorelement i ett schema organiserat enligt principen för enrörscirkulation. I detta fall används metall-plaströr med metallkopplingar.

Genom att ändra rördiametrar i ett enrörs ringkrets värmesystem kan man ganska exakt balansera de tryckförluster som uppstår. Styrning av värmebärarflödet i varje enskild värmeanordning säkerställs av installation av termostat.

Vanligtvis byggs i konstruktionsprocessen för ett enrörs värmesystem först radiatorkopplingsenheterna. I det andra steget utförs hopkoppling av cirkulationsringarna.

Klassisk schemalösning där ett rör används för flöde av värmebärare och distribution av vatten till värmeradiatorer. Detta schema är bland de enklaste alternativen (+).

Konstruktionen av en röranslutningsenhet för en enskild apparat innebär att bestämma tryckförlusterna vid enheten. Beräkningen utförs med hänsyn till en jämn fördelning av värmebärarens flöde av termostaten i förhållande till anslutningspunkterna på denna kretssektion.

Inom samma operation beräknas flödeskoefficienten, plus bestämning av parameterintervall för flödesfördelning på slutsektionen. Utifrån det beräknade intervallet för grenarna bygger man sedan cirkulationsslingan.

Inkoppling av cirkulationsringar

För att på ett kvalitativt sätt utföra sammanlänkningen av cirkulationsslingor i ett enrörssystem, utförs först en beräkning av möjliga tryckförluster (ΔRo). Tryckförlusterna på reglerventilen (ΔRk) beaktas inte.

Därefter bestäms reglerventilens inställningsvärde baserat på värmebärarens flöde på cirkulationsslingans slutsektion och på värdet ΔRk (diagram i apparatens tekniska dokumentation).

Samma parameter kan bestämmas med formeln:

Kv=0,316G / √ΔRk

där:

• Kv – inställningsvärde;
• G – värmebärarens flöde;
• ΔRk – tryckförluster vid reglerventilen.

Liknande beräkningar utförs för varje enskild reglerventil i ett enrörssystem.

Dock beräknas tryckförlustintervallet för varje reglerventil (RV) med formeln:

ΔRko = ΔRo + ΔRk – ΔRn

där:

• ΔRo – möjliga tryckförluster;
• ΔRk – tryckförluster vid reglerventilen (RV);
• ΔRn – tryckförluster på sektion n av cirkulationsslingan (exklusive förluster i reglerventilen).

Om de nödvändiga värdena för ett enrörsvärmesystem som helhet inte erhålls från beräkningarna, rekommenderas att använda en variant av enrörssystem med automatiska flödesregulatorer.

Automatisk flödesregulator installerad på returledningen för värmebäraren. Enheten reglerar den totala värmebärarens flöde för hela enrörssystemet.

Sådana enheter som automatiska regulatorer monteras på slutsektioner av systemet (anslutningspunkter på stigare, avledningsgrenar) vid anslutningspunkter till returledningen.

Om den tekniska konfigurationen av den automatiska regulatorn ändras (byta plats på tappkran och plugg), är det möjligt att installera enheter även på tillförselledningarna för värmebäraren.

Med hjälp av automatiska flödesregulatorer utförs sammanlänkning av cirkulationsslingor. Därvid bestäms tryckförlusterna ΔRs på slutsektionerna (stigare, apparatgrenar).

Resttryckförluster inom cirkulationsslingan fördelas mellan gemensamma rörledningssektioner (ΔRmr) och den gemensamma flödesregulatorn (ΔRr).

Värdet för temporär inställning av den gemensamma regulatorn väljs enligt diagrammen i den tekniska dokumentationen, med hänsyn till ΔRmr för slutsektionerna.

Tryckförlusterna på slutsektionerna beräknas med formeln:

ΔRs = ΔRpp – ΔRmr – ΔRr

där:

• ∆Rr – beräknat värde;
• ∆Rpp – inställt tryckfall;
• ∆Rmr – förluster av Rrab i rörledningssektioner;
• ∆Rr – förluster av Rrab i allmänna RV.

Inställningen av den automatiska regulatorn för den primära cirkulationsslingan (förutsatt att inget initialt tryckfall är givet) utförs med hänsyn till att ställa in det lägsta möjliga värdet inom inställningsområdet i apparatens tekniska dokumentation.

Kvaliteten på flödesregleringen från den allmänna regulatorns automatik övervakas med hjälp av skillnaden i tryckförluster på varje enskild stigarregulator eller apparatgren.

Tillämpning och ekonomisk motivering

Avsaknaden av krav på den kylda värmebärarens temperatur är utgångspunkten för design av enrörs värmesystem med termostatventiler och TR installerade på radiatorernas tilloppsledningar. Här är det obligatoriskt att utrusta värmecentralen med automatisk reglering.

Termostatregulator installerad på ledningen som tillför värmebärare till radiatorn. För monteringen användes metallkopplingar som är lämpliga för arbete med polypropenrör.

Kretsscheman där termostatreglerande enheter saknas på radiatorernas tilloppsledningar används också i praktiken. Men användningen av sådana scheman motiveras av något andra prioriteringar för att uppnå inomhusklimat.

Vanligtvis används enrörsscheman utan automatisk reglering för grupper av rum som är utformade för att kompensera värmeförluster (50 % eller mer) med hjälp av extra anordningar: tilluftsventilation, luftkonditionering, elektrisk uppvärmning.

Enrörssystem förekommer också i projekt där normerna tillåter en värmebärartemperatur som överstiger termostatregulatorns arbetsområdes gränsvärde.

Projekt för flerbostadshus där driften av värmesystemet är kopplad till mätning av förbrukad värme via mätare, byggs vanligtvis upp enligt ett perimetralt enrörsschema.

Perimetralt enrörsschema – en slags "klassiker" som ofta används i praktiken för kommunalt och privat bostadsbyggande. Det anses vara enkelt och ekonomiskt för olika förhållanden (+)

Den ekonomiska motiveringen för att genomföra ett sådant schema innefattar placeringen av huvudstigare på olika punkter i konstruktionen.

De viktigaste beräkningskriterierna är kostnaden för de två huvudmaterialen: värmeledningsrör och kopplingar.

Enligt praktiska exempel på implementering av perimetrala enrörssystem, medför en fördubbling av Dy för rörens genomströmningstvärsnitt en ökning av kostnaderna för rörinköp med 2–3 gånger. Och kostnaderna för kopplingar ökar upp till 10 gånger beroende på vilket material kopplingarna är tillverkade av.

Beräkningsunderlag för installation

Installation av enkelrörssystem, med avseende på placering av arbetsdelar, skiljer sig praktiskt taget inte från installationen av samma tvårörssystem. Huvudstammar placeras vanligtvis utanför bostadsutrymmena.

Enligt SNiP-reglerna rekommenderas det att dra stammarna i speciella schakt eller rännor. Lägenhetsgrenen byggs traditionellt längs omkretsen.

Exempel på placering av värmesystemets rörledningar i specialborrade spår. Denna installationsmetod används ofta i modernt byggande.

Rörledningarna dras på en höjd av 70–100 mm från golvlisternas övre kant. Eller så görs installationen under en dekorativ golvlist med en höjd på 100 mm eller mer och en bredd på upp till 40 mm. Modern tillverkning producerar sådana specialiserade täcklister för installation av VVS- eller elledningar.

Radiatorkopplingen utförs enligt ett «uppifrån och ned»-schema med rörtillförsel på ena sidan eller på båda sidor. Placeringen av termostaterna «på en specifik sida» är inte kritisk, men om installationen av värmeenheten utförs bredvid altandörren, måste termostaten installeras på sidan längst bort från dörren.

Att dra rör bakom golvlisten verkar fördelaktigt ur dekorativ synvinkel, men det påminner om nackdelarna när det gäller passager där det finns innerdörröppningar.

Rörledningar som läggs under en dekorativ golvlist. Man kan säga att det är en klassisk lösning för enkelrörssystem som installeras i nybyggen av olika klasser.

Anslutningen av värmeelement (radiatorer) till enkelrörsstammar görs enligt scheman som tillåter en liten linjär förlängning av rören eller enligt scheman med kompensation för rörförlängning på grund av temperaturskillnader.

Det tredje schemalternativet, där användning av en trevägsregulator är tänkt, rekommenderas inte av ekonomiska skäl.

Om systemets utformning innebär dragning av stammar som är dolda i väggspår, rekommenderas att som anslutningsarmatur använda vinkeltermostater av typ RTD-G och avstängningsventiler liknande enheter från serien RLV.

Anslutningsalternativ: 1,2 – för system som tillåter linjär rörutvidgning; 3,4 – för system avsedda för användning av extra värmekällor; 5,6 – lösningar med trevägsventiler anses vara olönsamma (+)

Diameter på rörgrenen till värmeenheterna beräknas med formeln:

D >= 0.7√V,

där:

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

Grenen utförs med en viss lutning (minst 5%) i riktning mot värmebärarens fria utlopp.

Val av huvudcirkulationsring

Om projektlösningen förutsätter ett värmesystem baserat på flera cirkulationskretsar, krävs ett val av huvudcirkulationskrets. Valet bör teoretiskt (och praktiskt) göras baserat på det maximala värmegenomgångsvärdet för den mest avlägsna radiatorn.

Denna parameter påverkar i viss mån bedömningen av den totala hydrauliska belastningen på cirkulationskretsen.

Cirkulationskrets i form av ett blockschema. För olika konstruktionsvarianter kan det finnas flera sådana kretsar. Endast en krets är dock huvudkrets (+).

Värmeöverföringen från den avlägsna enheten beräknas med formeln:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

där:

• Atp – beräknad värmeöverföring avlägsen enhet;
• Qv – nödvändig värmeöverföring avlägsen enhet;
• Qop – värmeöverföring från radiatorer till rummet;
•  ΣQop – summan av nödvändig värmeöverföring för alla enheter i systemet.

Dessutom kan parametern för summan av nödvändig värmeöverföring bestå av summan av värdena för enheter som är avsedda att betjäna hela byggnaden eller endast en del av byggnaden. Till exempel vid beräkning av värme separat för rum som täcks av en enskild stigare eller separat för ytor som betjänas av en apparatgren.

I allmänhet beräknas den beräknade värmeöverföringen för varje annan värmare i systemet med en något annorlunda formel:

Atp = Qop / Qpom,

där:

• Qop – nödvändig värmeöverföring för en enskild radiator;
• Qpom – värmebehov för det specifika rummet där en enrörsinstallation används.

Det enklaste sättet att förstå beräkningarna och tillämpningen av erhållna värden är med ett konkret exempel.

Praktiskt räkneexempel

För ett bostadshus krävs ett enrörssystem med styrning från en termostat.

Värdet på enhetens nominella genomströmningskapacitet vid den maximala inställningsgränsen är 0,6 m³/h/bar (k1). Den maximalt möjliga genomströmningsegenskapen för detta inställningsvärde är 0,9 m³/h/bar (k2).

Maximalt möjligt tryckfall för TR (vid ljudnivå 30 dB) – högst 27 kPa (ΔP1). Pumpens tryckhöjd 25 kPa (ΔP2). Arbetstryck för värmesystemet – 20 kPa (ΔP).

Behöver bestämma tryckförlustområdet för TR (ΔP1).

Värdet på intern värmeöverföring beräknas så: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0,56. Härifrån beräknas erforderligt tryckförlustområde för TR: ΔP1 = ΔP * Atr (20 * 0,56…1) = 11,2…20 kPa.

Om oberoende beräkningar leder till oväntade resultat, är det bättre att vända sig till specialister eller använda en datorkalkylator för kontroll.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Detaljerad genomgång av beräkningar med hjälp av datorprogram med förklaringar om installation och förbättring av systemets funktionalitet:

Det bör noteras att en fullskalig beräkning även av de enklaste lösningarna åtföljs av en mängd beräknade parametrar. Självklart är det rimligt att beräkna allt utan undantag under förutsättning att värmekonstruktionen är nära en ideal struktur. I verkligheten finns det dock inget som är perfekt.

Därför förlitar man sig ofta på beräkningar i sig, samt på praktiska exempel och resultaten från dessa exempel. Detta tillvägagångssätt är särskilt populärt inom småhusbyggande.

Har du något att tillägga, eller har du frågor om beräkning av ett enrörssystem för uppvärmning? Du kan lämna kommentarer till inlägget, delta i diskussioner och dela med dig av din egen erfarenhet av att installera en värmekrets. Kontaktformuläret finns i det nedre blocket.