Berekening van een éénpijpsverwarmingssysteem: waar u op moet letten bij de berekening + praktijkvoorbeeld

Een eenpijpsverwarmingssysteem is een van de oplossingen voor het leggen van leidingen in gebouwen met aansluiting van verwarmingstoestellen.Dit schema lijkt het eenvoudigste en meest effectieve. De aanleg van een verwarmingstak met behulp van de “één pijp”-optie is voor huiseigenaren goedkoper dan andere methoden.

Om de werking van het schema te garanderen, is het noodzakelijk om een ​​voorlopige berekening uit te voeren van een eenpijpsverwarmingssysteem. Hierdoor kunt u de gewenste temperatuur in het huis handhaven en drukverlies in het netwerk voorkomen. Het is heel goed mogelijk om deze taak alleen uit te voeren. Twijfel je aan je capaciteiten?

We zullen u vertellen wat de ontwerpkenmerken van een éénpijpssysteem zijn, voorbeelden geven van werkdiagrammen en uitleggen welke berekeningen moeten worden uitgevoerd in de planningsfase van het verwarmingscircuit.

Ontwerp met éénpijpsverwarmingscircuit

De hydraulische stabiliteit van het systeem wordt traditioneel verzekerd door de optimale keuze van de nominale diameter van de pijpleidingen (Dusl). Het is vrij eenvoudig om een ​​stabiel schema te implementeren door diameters te selecteren, zonder eerst verwarmingssystemen met thermostaten te configureren.

Het houdt rechtstreeks verband met dergelijke verwarmingssystemen enkelpijpsschema met verticale/horizontale installatie van radiatoren en bij volledige afwezigheid van afsluit- en regelkleppen op de stijgbuizen (vertakkingen naar de apparaten).

Een duidelijk voorbeeld van het installeren van een radiatorelement in een circuit georganiseerd volgens het principe van circulatie met één pijp. In dit geval worden metaal-kunststof pijpleidingen met metalen fittingen gebruikt

Door de diameters van leidingen in een enkelpijpsringverwarmingscircuit te veranderen, is het mogelijk om de bestaande drukverliezen redelijk nauwkeurig te compenseren. De controle van de koelvloeistofstromen in elk afzonderlijk verwarmingsapparaat wordt verzekerd door het installeren van een thermostaat.

Meestal worden, als onderdeel van het proces van het ontwerpen van een verwarmingssysteem met behulp van een enkelpijpsschema, in de eerste fase radiatorleidingunits gebouwd. In de tweede fase worden de circulatieringen met elkaar verbonden.

Een klassieke circuitoplossing waarbij één leiding wordt gebruikt om koelvloeistof te laten stromen en water door warmteradiatoren te distribueren. Dit schema is een van de eenvoudigste opties (+)

Bij het ontwerpen van een leidingunit voor één apparaat wordt het drukverlies bij de unit bepaald. Bij de berekening wordt rekening gehouden met de uniforme verdeling van de koelvloeistofstroom door de thermostaat ten opzichte van de aansluitpunten in dit circuitgedeelte.

Als onderdeel van dezelfde bewerking wordt de afvoercoëfficiënt berekend, plus de bepaling van het bereik van de stroomverdelingsparameters in het sluitgedeelte. Ze vertrouwen al op het berekende bereik van takken en bouwen een circulatiering.

Het koppelen van circulatieringen

Om de circulatieringen van een eenpijpscircuit efficiënt aan te sluiten, wordt eerst een berekening van mogelijke drukverliezen (∆Po) uitgevoerd. In dit geval wordt geen rekening gehouden met het drukverlies bij de regelklep (∆Рк).

Vervolgens wordt op basis van het koelmiddeldebiet in het laatste deel van de circulatiering en de waarde van ∆Рк (grafiek in de technische documentatie van het apparaat) de instelwaarde van de regelklep bepaald.

Dezelfde indicator kan worden bepaald door de formule:

Kv=0,316G / √∆Рк,

Waar:

• Kv - waarde bepalen;
• G – koelvloeistofstroom;
• ∆Рк – drukverlies bij het regelventiel.

Soortgelijke berekeningen worden uitgevoerd voor elke individuele regelklep in een éénpijpssysteem.

Het is waar dat het bereik van drukverliezen bij elke klep wordt berekend met behulp van de formule:

∆Ркo=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,

Waar:

• ∆Ro – mogelijk drukverlies;
• ∆Рк – drukverlies op de PV;
• ∆Рn – drukverlies in het gedeelte van de n-circulatiering (zonder rekening te houden met verliezen in de circulerende lucht).

Als als resultaat van berekeningen de vereiste waarden voor een eenpijpsverwarmingssysteem als geheel niet zijn verkregen, wordt aanbevolen om de versie van een eenpijpssysteem te gebruiken, dat automatische debietregelaars omvat.

Automatische debietregelaar geïnstalleerd op de koelvloeistofretourleiding. Het apparaat regelt de totale koelmiddelstroom voor het gehele éénpijpscircuit

Apparaten zoals automatische regelaars worden gemonteerd aan de eindgedeelten van het circuit (verbindingsknooppunten op stijgbuizen, uitlaattakken) op de verbindingspunten met de retourleiding.

Als u de configuratie van de automatische regelaar technisch wijzigt (de aftapklep en plug verwisselt), is de installatie van apparaten op de koelvloeistoftoevoerleidingen ook mogelijk.

Met behulp van automatische debietregelaars worden de circulatieringen met elkaar verbonden. In dit geval wordt het drukverlies ∆Рс aan de eindsecties (stijgbuizen, instrumentvertakkingen) bepaald.

Restdrukverliezen binnen de grenzen van de circulatiering worden verdeeld tussen gemeenschappelijke pijpleidingsecties (∆Рмр) en een gemeenschappelijke stroomregelaar (∆Рр).

De waarde van de tijdelijke instelling van de algemene regelaar wordt geselecteerd volgens de grafieken in de technische documentatie, rekening houdend met ∆Рмр van de eindsecties.

Bereken het drukverlies aan de eindsecties met behulp van de formule:

∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,

Waar:

• ∆Рр – berekende waarde;
• ∆Рpp – gespecificeerde drukval;
• ∆Рмр – Prab-verliezen op leidingsecties;
• ∆Рр – verliezen Prab op de gemeenschappelijke camper.

De automatische regelaar van de hoofdcirculatiering (op voorwaarde dat de drukval aanvankelijk niet is gespecificeerd) wordt geconfigureerd rekening houdend met de instelling van de minimaal mogelijke waarde uit het instelbereik in de technische documentatie van het apparaat.

De kwaliteit van de stroomregeling door de automatisering van de algemene regelaar wordt geregeld door het verschil in drukverlies op elke individuele regelaar van de stijgleiding of instrumenttak.

Toepassing en businesscase

Het ontbreken van eisen aan de temperatuur van het gekoelde koelmiddel is het uitgangspunt voor het ontwerp van eenpijpsverwarmingssystemen met thermostaten met de installatie van thermostaten op de radiatortoevoerleidingen. In dit geval is het verplicht om de verwarmingseenheid uit te rusten met automatische regeling.

Een thermostaat geïnstalleerd op de leiding die koelvloeistof naar de verwarmingsradiator levert. Voor de installatie werden metalen fittingen gebruikt, die handig zijn voor het werken met polypropyleenbuizen

In de praktijk worden ook circuitoplossingen gebruikt waarbij er geen thermostatische apparaten op de radiatortoevoerleidingen aanwezig zijn. Maar het gebruik van dergelijke regelingen wordt bepaald door iets andere prioriteiten voor het waarborgen van het microklimaat.

Meestal worden enkelpijpsschema's, waarbij er geen automatische controle is, gebruikt voor groepen kamers die zijn ontworpen rekening houdend met de compensatie van warmteverliezen (50% of meer) als gevolg van extra apparaten: toevoerventilatie, airconditioning, elektrische verwarming.

Ook wordt het ontwerp van eenpijpssystemen aangetroffen in projecten waar de regelgeving een koelvloeistoftemperatuur toestaat die de grenswaarde van het werkbereik van de thermostaat overschrijdt.

Projecten van appartementsgebouwen, waarbij de werking van het verwarmingssysteem is gebaseerd op het verbruik van warmte via meters, worden meestal gebouwd volgens een perimeter-enkelpijpschema.

Het perimeter-enkelpijpschema is een soort "klassieker van het genre", die vaak wordt gebruikt in de praktijk van gemeentelijke en particuliere woningbouw. Beschouwd als eenvoudig en economisch voor verschillende omstandigheden (+)

De economische rechtvaardiging voor de implementatie van een dergelijk plan is afhankelijk van de locatie van de belangrijkste stijgbuizen op verschillende punten van de constructie.

De belangrijkste berekeningscriteria zijn de kosten van twee hoofdmaterialen: verwarmingsbuizen en fittingen.

Volgens praktische voorbeelden van de implementatie van een perimeter-enkelpijpsysteem gaat een toename van Dу van het stroomoppervlak van pijpleidingen met een factor twee gepaard met een 2-3 keer hogere aanschafkosten van pijpen. En de kosten van fittingen stijgen tot 10 keer de grootte, afhankelijk van het materiaal waarvan de fittingen zijn gemaakt.

Berekeningsbasis voor installatie

De installatie van een circuit met één pijp verschilt, vanuit het oogpunt van de opstelling van werkelementen, praktisch niet van de installatie van hetzelfde tweepijpssystemen. Hoofdstijgleidingen bevinden zich meestal buiten woongebouwen.

SNiP-regels raden aan om stijgbuizen in speciale schachten of goten te leggen. De appartemententak is traditioneel rond de perimeter gebouwd.

Een voorbeeld van het plaatsen van verwarmingssysteemleidingen in speciaal geponste gaten. Deze versie van het apparaat wordt vaak gebruikt in de moderne bouw

Leidingen worden gelegd op een hoogte van 70-100 mm vanaf de bovenrand van de vloerplint. Of plaatsing gebeurt onder een sierplint met een hoogte van 100 mm of meer en een breedte tot 40 mm. Moderne productie produceert dergelijke gespecialiseerde voeringen voor de installatie van sanitair of elektrische communicatie.

De radiatorleidingen worden uitgevoerd volgens een top-down-schema, waarbij de leidingen aan één zijde of aan beide zijden worden aangevoerd. De locatie van thermostaten “aan een specifieke kant” is niet kritisch, maar als installatie van verwarmingsapparaat naast de balkondeur wordt uitgevoerd, dient de installatie van TP te gebeuren aan de kant die het verst van de deur verwijderd is.

Het leggen van buizen achter de plint lijkt vanuit decoratief oogpunt voordelig, maar doet denken aan de nadelen als het gaat om het passeren van ruimtes met binnendeuropeningen.

Leidingen gelegd onder een decoratieve plint. Je zou kunnen zeggen: een klassieke oplossing voor éénpijpssystemen geïmplementeerd in nieuwe gebouwen van verschillende klassen

De aansluiting van verwarmingsapparaten (radiatoren) met stijgbuizen met één buis wordt uitgevoerd volgens schema's die een lichte lineaire verlenging van de leidingen mogelijk maken of volgens schema's met compensatie voor buisverlenging als gevolg van temperatuurveranderingen.

De derde optie voor circuitoplossingen, waarbij gebruik wordt gemaakt van een driewegregelaar, wordt om economische redenen niet aanbevolen.

Als bij het systeemontwerp verborgen stijgleidingen in muurgroeven worden gelegd, wordt aanbevolen om hoekthermostaten van het type RTD-G en afsluiters, vergelijkbaar met apparaten uit de RLV-serie, als verbindingsfittingen te gebruiken.

Aansluitopties: 1,2 – voor systemen die lineaire uitzetting van leidingen mogelijk maken; 3.4 – voor systemen ontworpen voor het gebruik van extra warmtebronnen; 5.6 – oplossingen op basis van driewegkleppen worden als onrendabel beschouwd (+)

De diameter van de leidingtak naar de verwarmingsapparaten wordt berekend met behulp van de formule:

D>= 0,7√V,

Waar:

• 0,7 - coëfficiënt;
• V – binnenvolume van de radiator.

De aftakking wordt gemaakt met een bepaalde helling (minimaal 5%) in de richting van de vrije uitlaat van het koelmiddel.

Selectie van de hoofdcirculatiering

Als de ontwerpoplossing het installeren van een verwarmingssysteem op basis van meerdere circulatieringen omvat, is het noodzakelijk om de hoofdcirculatiering te selecteren. De keuze moet theoretisch (en praktisch) worden gemaakt op basis van de maximale warmteoverdrachtswaarde van de meest afgelegen radiator.

Deze parameter beïnvloedt tot op zekere hoogte de beoordeling van de hydraulische belasting als geheel die op de circulatiering valt.

Circulatiering in de afbeelding van een structuurdiagram. Voor verschillende ontwerpopties kunnen er meerdere van dergelijke ringen zijn. In dit geval is slechts één ring de belangrijkste (+)

De warmteoverdracht van een extern apparaat wordt berekend met de formule:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

Waar:

• Op – berekende warmteoverdracht van het externe apparaat;
• Qв – vereiste warmteoverdracht van het externe apparaat;
• Qop – warmteoverdracht van radiatoren naar de kamer;
•  ΣQop – de som van de benodigde warmteoverdracht van alle apparaten in het systeem.

In dit geval kan de parameter van de hoeveelheid vereiste warmteoverdracht bestaan ​​uit de som van de waarden van apparaten die zijn ontworpen om het gebouw als geheel of slechts een deel van het gebouw te bedienen.Bijvoorbeeld bij het afzonderlijk berekenen van de warmte voor kamers die worden bedekt door één afzonderlijke stijgleiding of voor individuele gebieden die worden bediend door een instrumenttak.

Over het algemeen wordt de berekende warmteoverdracht van elke andere verwarmingsradiator die in het systeem is geïnstalleerd, berekend met een iets andere formule:

Atp = Qop / Qpom,

Waar:

• Qop – benodigde warmteoverdracht voor een aparte radiator;
• Qpom – warmtevraag voor een specifieke ruimte waar een enkelpijpscircuit wordt gebruikt.

De eenvoudigste manier om de berekeningen te begrijpen en de verkregen waarden toe te passen, is door een specifiek voorbeeld te gebruiken.

Praktisch rekenvoorbeeld

Een woongebouw heeft een éénpijpssysteem nodig dat wordt geregeld door een thermostaat.

De nominale doorvoercapaciteit van het apparaat bij de maximale instellimiet bedraagt ​​0,6 m³/u/bar (k1). De maximaal mogelijke doorvoerkarakteristiek voor deze instelwaarde bedraagt ​​0,9 m³/u/bar (k2).

Het maximaal mogelijke drukverschil van de TR (bij een geluidsniveau van 30 dB) bedraagt ​​maximaal 27 kPa (ΔР1). Pompdruk 25 kPa (ΔР2) Bedrijfsdruk voor het verwarmingssysteem – 20 kPa (ΔР).

Het is noodzakelijk om het drukverliesbereik voor de TR (ΔР1) te bepalen.

De interne warmteoverdrachtswaarde wordt als volgt berekend: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0,56. Vanaf hier wordt het vereiste bereik van drukverliezen bij de TR berekend: ΔР1 = ΔР * Atr (20 * 0,56...1) = 11,2...20 kPa.

Als onafhankelijke berekeningen tot onverwachte resultaten leiden, is het beter om contact op te nemen met specialisten of een computercalculator te gebruiken om dit te controleren.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Gedetailleerde analyse van berekeningen met behulp van een computerprogramma met uitleg voor installatie en verbetering van de functionaliteit van het systeem:

Opgemerkt moet worden dat een volledige berekening van zelfs de eenvoudigste oplossingen gepaard gaat met een groot aantal berekende parameters. Het is natuurlijk eerlijk om alles zonder uitzondering te berekenen, op voorwaarde dat de verwarmingsstructuur dicht bij de ideale structuur is georganiseerd. In werkelijkheid is echter niets ideaal.

Daarom baseren ze zich vaak op berekeningen als zodanig, maar ook op praktijkvoorbeelden en op de resultaten van deze voorbeelden. Deze aanpak is vooral populair bij particuliere woningbouw.

Heeft u iets toe te voegen of heeft u vragen over het berekenen van een éénpijpsverwarmingssysteem? U kunt reacties op de publicatie achterlaten, deelnemen aan discussies en uw eigen ervaringen delen met het regelen van een verwarmingscircuit. Het contactformulier bevindt zich in het onderste blok.