Tính toán hệ thống sưởi một ống: cần cân nhắc những gì khi tính toán + ví dụ thực tế

Hệ thống sưởi ấm một ống là một trong những giải pháp đặt đường ống bên trong các tòa nhà với sự kết nối của các thiết bị sưởi ấm.Kế hoạch này có vẻ đơn giản và hiệu quả nhất. Việc xây dựng một nhánh sưởi ấm bằng phương án “một ống” sẽ rẻ hơn cho chủ nhà so với các phương pháp khác.

Để đảm bảo hoạt động của sơ đồ, cần thực hiện tính toán sơ bộ hệ thống sưởi ấm một ống - điều này sẽ cho phép bạn duy trì nhiệt độ mong muốn trong nhà và ngăn ngừa mất áp suất trong mạng. Hoàn toàn có thể tự mình đối phó với nhiệm vụ này. Bạn nghi ngờ khả năng của mình?

Chúng tôi sẽ cho bạn biết các tính năng thiết kế của hệ thống một ống là gì, đưa ra ví dụ về sơ đồ làm việc và giải thích những tính toán nào phải được thực hiện ở giai đoạn lập kế hoạch của mạch sưởi.

Thiết kế mạch sưởi đơn ống

Theo truyền thống, độ ổn định thủy lực của hệ thống được đảm bảo bằng việc lựa chọn tối ưu đường kính danh nghĩa của đường ống (Dusl). Khá đơn giản để thực hiện một sơ đồ ổn định bằng cách chọn đường kính mà không cần cấu hình hệ thống sưởi trước bằng bộ điều nhiệt.

Nó liên quan trực tiếp đến hệ thống sưởi ấm như vậy sơ đồ ống đơn với việc lắp đặt bộ tản nhiệt theo chiều dọc/ngang và hoàn toàn không có van ngắt và van điều khiển trên các ống nâng (các nhánh dẫn đến thiết bị).

Một ví dụ rõ ràng về việc lắp đặt bộ phận tản nhiệt trong mạch được tổ chức theo nguyên tắc tuần hoàn với một đường ống. Trong trường hợp này, đường ống nhựa kim loại có phụ kiện kim loại được sử dụng

Bằng cách thay đổi đường kính của các đường ống trong mạch gia nhiệt vòng ống đơn, có thể cân bằng khá chính xác các tổn thất áp suất hiện có. Việc kiểm soát dòng chất làm mát bên trong mỗi thiết bị sưởi ấm riêng lẻ được đảm bảo bằng lắp đặt bộ điều nhiệt.

Thông thường, là một phần của quá trình thiết kế hệ thống sưởi ấm sử dụng sơ đồ một ống, ở giai đoạn đầu tiên, các bộ phận đường ống tản nhiệt sẽ được chế tạo. Ở giai đoạn thứ hai, các vòng tuần hoàn được liên kết.

Một giải pháp mạch cổ điển trong đó một ống được sử dụng để dẫn chất làm mát và phân phối nước qua bộ tản nhiệt. Sơ đồ này là một trong những lựa chọn đơn giản nhất (+)

Thiết kế một bộ phận đường ống cho một thiết bị duy nhất liên quan đến việc xác định tổn thất áp suất tại bộ phận đó. Việc tính toán được thực hiện có tính đến sự phân bố đồng đều của dòng chất làm mát bằng bộ điều nhiệt so với các điểm kết nối trong phần mạch này.

Là một phần của hoạt động tương tự, hệ số thấm hút được tính toán, cộng với việc xác định phạm vi các thông số phân bổ dòng chảy trong phần đóng. Dựa vào phạm vi tính toán của các nhánh, họ xây dựng một vòng tuần hoàn.

Liên kết các vòng tuần hoàn

Để kết nối hiệu quả các vòng tuần hoàn của mạch đơn ống, việc tính toán tổn thất áp suất có thể xảy ra (∆Po) trước tiên được thực hiện. Trong trường hợp này, tổn thất áp suất tại van điều khiển (∆Рк) không được tính đến.

Tiếp theo, dựa trên tốc độ dòng chất làm mát ở phần cuối của vòng tuần hoàn và giá trị ∆Рк (biểu đồ trong tài liệu kỹ thuật của thiết bị), xác định giá trị cài đặt của van điều khiển.

Chỉ số tương tự có thể được xác định theo công thức:

Kv=0,316G / √∆Рк,

Ở đâu:

• Kv - giá trị cài đặt;
• G - dòng chất làm mát;
• ∆Рк - Tổn thất áp suất ở van điều khiển.

Các tính toán tương tự được thực hiện cho từng van điều khiển riêng lẻ trong hệ thống một ống.

Đúng, phạm vi tổn thất áp suất ở mỗi van được tính theo công thức:

∆Ркo=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,

Ở đâu:

• ∆Ro - tổn thất áp suất có thể xảy ra;
• ∆Рк – tổn thất áp suất trên PV;
• ∆Рn - tổn thất áp suất trong phần vòng tuần hoàn n (không tính đến tổn thất trong không khí tuần hoàn).

Nếu, do tính toán, không thu được các giá trị cần thiết cho toàn bộ hệ thống sưởi một ống, thì nên sử dụng phiên bản của hệ thống một ống, bao gồm bộ điều chỉnh lưu lượng tự động.

Bộ điều chỉnh lưu lượng tự động được lắp đặt trên đường hồi nước làm mát. Thiết bị điều chỉnh tổng lưu lượng nước làm mát cho toàn bộ mạch một ống

Các thiết bị như bộ điều chỉnh tự động được gắn ở các phần cuối của mạch (các nút kết nối trên các ống đứng, các nhánh đầu ra) tại các điểm kết nối với đường hồi lưu.

Nếu về mặt kỹ thuật, bạn thay đổi cấu hình của bộ điều chỉnh tự động (hoán đổi van xả và phích cắm), thì cũng có thể lắp đặt thiết bị trên đường cung cấp chất làm mát.

Với sự trợ giúp của bộ điều chỉnh lưu lượng tự động, các vòng tuần hoàn được liên kết. Trong trường hợp này, tổn thất áp suất ∆Рс ở phần cuối (ống đứng, nhánh thiết bị) được xác định.

Tổn thất áp suất dư trong ranh giới của vòng tuần hoàn được phân bổ giữa các phần chung của đường ống (∆Рмр) và bộ điều chỉnh lưu lượng chung (∆Рр).

Giá trị cài đặt tạm thời của bộ điều chỉnh chung được chọn theo biểu đồ được trình bày trong tài liệu kỹ thuật, có tính đến ∆Рмр của các phần cuối.

Tính tổn thất áp suất ở phần cuối theo công thức:

∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,

Ở đâu:

• ∆Рр - giá trị tính toán;
• ∆Рpp - độ giảm áp suất quy định;
• ∆Рмр – Tổn hao Prab trên các đoạn đường ống;
• ∆Рр – tổn thất Prab trên RV thông thường.

Bộ điều chỉnh tự động của vòng tuần hoàn chính (với điều kiện ban đầu không chỉ định mức giảm áp suất) có tính đến việc cài đặt giá trị tối thiểu có thể từ phạm vi cài đặt trong tài liệu kỹ thuật của thiết bị.

Chất lượng kiểm soát dòng chảy bằng tự động hóa bộ điều chỉnh chung được kiểm soát bởi sự chênh lệch tổn thất áp suất trên từng bộ điều chỉnh riêng lẻ của ống đứng hoặc nhánh thiết bị.

Trường hợp ứng dụng và kinh doanh

Việc không có yêu cầu về nhiệt độ của chất làm mát được làm mát là điểm khởi đầu cho việc thiết kế hệ thống sưởi một ống sử dụng bộ điều nhiệt với việc lắp đặt bộ điều nhiệt trên đường cung cấp bộ tản nhiệt. Trong trường hợp này, bắt buộc phải trang bị bộ điều khiển tự động cho bộ sưởi.

Một bộ điều chỉnh nhiệt được lắp đặt trên đường cung cấp chất làm mát cho bộ tản nhiệt sưởi ấm. Để lắp đặt, các phụ kiện kim loại đã được sử dụng, thuận tiện cho việc làm việc với ống polypropylen

Các giải pháp mạch điện không có thiết bị điều nhiệt trên đường cung cấp bộ tản nhiệt cũng được sử dụng trong thực tế. Nhưng việc sử dụng các kế hoạch như vậy được xác định bởi các ưu tiên hơi khác nhau để đảm bảo vi khí hậu.

Thông thường, sơ đồ đường ống đơn, không có điều khiển tự động, được sử dụng cho các nhóm phòng được thiết kế có tính đến việc bù tổn thất nhiệt (50% trở lên) do các thiết bị bổ sung: cung cấp thông gió, điều hòa không khí, sưởi điện.

Ngoài ra, thiết kế hệ thống ống đơn được tìm thấy trong các dự án có quy định cho phép nhiệt độ chất làm mát vượt quá giá trị giới hạn trong phạm vi hoạt động của bộ điều nhiệt.

Các dự án chung cư, nơi hoạt động của hệ thống sưởi dựa trên việc tiêu thụ nhiệt qua đồng hồ đo, thường được xây dựng theo sơ đồ chu vi ống đơn.

Sơ đồ đường ống đơn chu vi là một loại “cổ điển của thể loại”, thường được sử dụng trong thực tế xây dựng nhà ở của thành phố và tư nhân. Được coi là đơn giản và tiết kiệm cho các điều kiện khác nhau (+)

Sự biện minh về mặt kinh tế cho việc thực hiện sơ đồ như vậy tùy thuộc vào vị trí của các ống đứng chính tại các điểm khác nhau của kết cấu.

Tiêu chí tính toán chính là chi phí của hai vật liệu chính: ống sưởi ấm và phụ kiện.

Theo các ví dụ thực tế về việc triển khai hệ thống ống đơn chu vi, việc tăng Dу của diện tích dòng chảy của đường ống lên gấp đôi đi kèm với việc tăng chi phí mua ống lên 2-3 lần. Và chi phí của các phụ kiện tăng kích thước lên tới 10 lần, tùy thuộc vào chất liệu mà các phụ kiện được làm.

Cơ sở tính toán lắp đặt

Việc lắp đặt mạch điện một ống, xét từ quan điểm bố trí các bộ phận làm việc, thực tế không khác gì việc lắp đặt mạch điện tương tự. hệ thống hai ống. Các ống đứng chính thường được đặt bên ngoài khu dân cư.

Quy tắc SNiP khuyên bạn nên đặt ống đứng bên trong các trục hoặc máng xối đặc biệt. Nhánh căn hộ được xây dựng theo truyền thống xung quanh chu vi.

Một ví dụ về việc đặt đường ống của hệ thống sưởi ấm vào các lỗ được đục lỗ đặc biệt. Phiên bản thiết bị này thường được sử dụng trong các công trình xây dựng hiện đại

Các đường ống được đặt ở độ cao 70-100 mm tính từ mép trên của bệ sàn. Hoặc việc lắp đặt được thực hiện dưới một cột trang trí có chiều cao từ 100 mm trở lên và chiều rộng lên tới 40 mm. Sản xuất hiện đại sản xuất lớp lót chuyên dụng như vậy để lắp đặt hệ thống ống nước hoặc thông tin liên lạc điện.

Đường ống tản nhiệt được thực hiện theo sơ đồ từ trên xuống với các đường ống được cung cấp ở một bên hoặc cả hai bên. Vị trí của bộ điều nhiệt “ở một phía cụ thể” không quan trọng, nhưng nếu lắp đặt thiết bị sưởi ấm thi công cạnh cửa ban công thì việc lắp đặt TP phải tiến hành ở phía xa cửa nhất.

Việc đặt các đường ống phía sau ván chân tường có vẻ thuận lợi về mặt trang trí, nhưng lại gây ra những bất lợi khi đi qua các khu vực có cửa bên trong.

Đường ống đặt dưới một cột trang trí. Người ta có thể nói, một giải pháp cổ điển cho hệ thống ống đơn được triển khai trong các tòa nhà mới thuộc nhiều hạng khác nhau

Việc kết nối các thiết bị sưởi ấm (bộ tản nhiệt) với ống nâng đơn được thực hiện theo sơ đồ cho phép đường ống kéo dài tuyến tính một chút hoặc theo sơ đồ bù cho độ giãn dài của ống do thay đổi nhiệt độ.

Tùy chọn thứ ba cho các giải pháp mạch, liên quan đến việc sử dụng bộ điều chỉnh ba chiều, không được khuyến nghị vì lý do kinh tế.

Nếu thiết kế hệ thống liên quan đến việc đặt các ống nâng ẩn trong các rãnh tường, thì nên sử dụng bộ điều nhiệt góc loại RTD-G và các van ngắt tương tự như các thiết bị thuộc dòng RLV làm phụ kiện kết nối.

Tùy chọn kết nối: 1,2 – cho các hệ thống cho phép mở rộng tuyến tính đường ống; 3.4 – đối với hệ thống được thiết kế để sử dụng nguồn nhiệt bổ sung; 5.6 – giải pháp dựa trên van ba chiều được coi là không có lợi (+)

Đường kính của nhánh ống đến các thiết bị gia nhiệt được tính theo công thức:

D>= 0,7√V,

Ở đâu:

• 0,7 - hệ số;
• V. - thể tích bên trong của bộ tản nhiệt.

Nhánh được làm với một độ dốc nhất định (ít nhất 5%) theo hướng thoát ra tự do của chất làm mát.

Lựa chọn vòng tuần hoàn chính

Nếu giải pháp thiết kế liên quan đến việc lắp đặt hệ thống sưởi dựa trên một số vòng tuần hoàn thì cần phải chọn vòng tuần hoàn chính. Về mặt lý thuyết (và thực tế) việc lựa chọn phải được thực hiện theo giá trị truyền nhiệt tối đa của bộ tản nhiệt ở xa nhất.

Thông số này ở một mức độ nào đó ảnh hưởng đến việc đánh giá tải trọng thủy lực nói chung rơi trên vòng tuần hoàn.

Vòng tuần hoàn trong hình ảnh của sơ đồ cấu trúc. Đối với các tùy chọn thiết kế khác nhau, có thể có một số vòng như vậy. Trong trường hợp này, chỉ có một vòng là vòng chính (+)

Sự truyền nhiệt của thiết bị từ xa được tính theo công thức:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

Ở đâu:

• atp – truyền nhiệt được tính toán của thiết bị từ xa;
• Qв – truyền nhiệt cần thiết của thiết bị từ xa;
• Qop - truyền nhiệt từ bộ tản nhiệt vào phòng;
•  ΣQop – tổng lượng truyền nhiệt cần thiết của tất cả các thiết bị trong hệ thống.

Trong trường hợp này, tham số lượng truyền nhiệt cần thiết có thể bao gồm tổng giá trị của các thiết bị được thiết kế để phục vụ toàn bộ tòa nhà hoặc chỉ một phần của tòa nhà.Ví dụ: khi tính toán nhiệt riêng cho các phòng được bao phủ bởi một ống nâng riêng biệt hoặc các khu vực riêng lẻ được cung cấp bởi một nhánh thiết bị.

Nói chung, lượng nhiệt truyền được tính toán của bất kỳ bộ tản nhiệt sưởi ấm nào khác được lắp đặt trong hệ thống được tính theo một công thức hơi khác:

Atp = Qop / Qpom,

Ở đâu:

• Qop - truyền nhiệt yêu cầu đối với bộ tản nhiệt riêng biệt;
• Qpom – nhu cầu nhiệt cho một phòng cụ thể nơi sử dụng mạch đơn ống.

Cách dễ nhất để hiểu các phép tính và áp dụng các giá trị thu được là sử dụng một ví dụ cụ thể.

Ví dụ tính toán thực tế

Một tòa nhà dân cư yêu cầu một hệ thống đường ống đơn được điều khiển bằng bộ điều chỉnh nhiệt.

Thông lượng danh định của thiết bị ở giới hạn cài đặt tối đa là 0,6 m³/h/bar (k1). Đặc tính thông lượng tối đa có thể có cho giá trị cài đặt này là 0,9 m³/h/bar (k2).

Áp suất chênh lệch tối đa có thể có của TR (ở mức ồn 30 dB) không quá 27 kPa (ΔР1). Áp suất bơm 25 kPa (ΔР2) Áp suất vận hành hệ thống sưởi – 20 kPa (ΔР).

Cần xác định phạm vi tổn thất áp suất cho TR (ΔР1).

Giá trị truyền nhiệt bên trong được tính như sau: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0,56. Từ đây, phạm vi tổn thất áp suất yêu cầu tại TR được tính toán: ΔР1 = ΔР * Atr (20 * 0,56...1) = 11,2...20 kPa.

Nếu như tính toán độc lập dẫn đến kết quả không mong muốn, tốt nhất nên liên hệ với chuyên gia hoặc dùng máy tính để kiểm tra.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Phân tích chi tiết các tính toán sử dụng chương trình máy tính kèm theo giải thích cách cài đặt và cải tiến chức năng của hệ thống:

Cần lưu ý rằng việc tính toán toàn diện ngay cả những giải pháp đơn giản nhất cũng đi kèm với một loạt các tham số được tính toán. Tất nhiên, thật công bằng khi tính toán mọi thứ mà không có ngoại lệ, với điều kiện là cấu trúc sưởi ấm được tổ chức gần với cấu trúc lý tưởng. Tuy nhiên, trên thực tế, không có gì là lý tưởng.

Vì vậy, họ thường dựa vào các phép tính cũng như các ví dụ thực tế và kết quả của các ví dụ này. Cách tiếp cận này đặc biệt phổ biến đối với việc xây dựng nhà ở tư nhân.

Bạn có điều gì cần bổ sung hoặc có thắc mắc về tính toán hệ thống sưởi ấm một ống không? Bạn có thể để lại nhận xét trên ấn phẩm, tham gia thảo luận và chia sẻ kinh nghiệm của bản thân trong việc sắp xếp mạch sưởi. Biểu mẫu liên hệ nằm ở khối bên dưới.