Расчет отопления однотрубной системы: Гидравлический расчет однотрубной системы отопления с примерами

Что учитывать при расчете однотрубной системы отопления

Однотрубная система отопления – одно из решений по разводке труб внутри зданий с подключением приборов нагрева. Такая схема видится наиболее простой и эффективной. Сооружение отопительной ветки по варианту «одной трубой» обходится домовладельцам дешевле иных способов.

Чтобы обеспечить работоспособность схемы, необходимо выполнить предварительный расчет однотрубной системы отопления – это позволит поддерживать нужную температуру в доме и предупредить потерю давления в сети. С этой задачей вполне реально справиться самостоятельно. Сомневаетесь в своих силах?

Мы расскажем вам, каковы особенности устройства однотрубной системы, приведем примеры рабочих схем, объясним, какие расчеты обязательно следует выполнить на этапе планирования отопительного контура.

Содержание статьи:

Устройство однотрубной схемы отопления

Гидравлическая устойчивость системы традиционно обеспечивается оптимальным подбором условного прохода трубопроводов (Dусл). Стабильную схему реализовать способом подбора диаметров, без предварительной настройки систем отопления с терморегуляторами, достаточно просто.

Именно к таким отопительным системам прямое отношение имеет с вертикальным/горизонтальным монтажом радиаторов и при полном отсутствии запорно-регулирующей арматуры на стояках (ответвлениях к приборам).

Наглядный пример установки радиаторного элемента в схеме, организованной по принципу циркуляции одной трубой. В данном случае используются металлопластиковые трубопроводы с металлическими фитингами

Методом изменения диаметров труб в однотрубной кольцевой схеме отопления можно достаточно точно сбалансировать имеющие место потери давления. Управление же потоками теплоносителя внутри каждого отдельного нагревательного прибора обеспечивает .

Обычно в рамках процесса конструирования отопительной системы по однотрубной схеме на первом этапе выстраиваются узлы обвязки радиаторов. На втором этапе выполняют увязку циркуляционных колец.

Классическое схемное решение, где для протока теплоносителя и распределения воды по тепловым радиаторам используется одна труба. Эта схема относится к наиболее простым вариантам (+)

Конструирование узла обвязки отдельно взятого прибора предполагает определение потерь давления на узле. Выполняется расчёт с учётом равномерного распределения потока теплоносителя терморегулятором относительно точек подключения на этом схемном участке.

В рамках той же операции выполняется расчёт коэффициента затекания, плюс определение диапазона параметров распределения потоков на замыкающем участке. Уже опираясь на рассчитанный диапазон веток, выстраивают циркуляционное кольцо.

Увязывание циркуляционных колец

Чтобы качественно выполнить увязку циркуляционных колец однотрубной схемы, предварительно выполняется расчёт по возможным потерям давления (∆Ро). При этом не учитывают потери давления на регулировочном вентиле (∆Рк).

Далее по значению расхода теплоносителя на конечном участке циркуляционного кольца и по значению ∆Рк (график в технической документации на прибор), определяется величина настройки регулировочного вентиля.

Этот же показатель можно определить по формуле:

Кв=0,316G / √∆Рк,

где:

• Кв – величина настройки;
• G – расход теплоносителя;
• ∆Рк – потери давления на регулировочном вентиле.

Аналогичные расчёты выполняются для каждого отдельного регулирующего вентиля однотрубной системы.

Правда, диапазон потерь давления на каждом РВ вычисляют по формуле:

∆Рко=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,

где:

• ∆Ро – возможные потери давления;
• ∆Рк – потери давления на РВ;
• ∆Рn – потери давления на участке n-циркуляционного кольца (без учёта потерь в РВ).

Если в результате расчётов необходимые значения для однотрубной системы отопления в целом не были получены, рекомендуется применить вариант однотрубной системы, куда входят автоматические регуляторы расхода.

Автоматический регулятор расхода, установленный на линии обратного хода теплоносителя. Прибор регулирует общий расход теплоносителя для всей однотрубной схемы

Такие устройства, как автоматические регуляторы, монтируются на концевых участках схемы (узлы соединений на стояках, отводящие ветки) в точках подключения к возвратной линии.

Если технически изменить конфигурацию автоматического регулятора (поменять местами кран слива и пробку), установка приборов возможна и на линиях подачи теплоносителя.

С помощью автоматических регуляторов расхода осуществляется увязывание циркуляционных колец. При этом определяются потери давления ∆Рс на концевых участках (стояки, приборные ветки).

Остаточные потери давления в границах циркуляционного кольца распределяют между общими участками трубопроводов (∆Рмр) и общим регулятором расхода (∆Рр).

Значение временной настройки общего регулятора выбирается по представленным в технической документации графикам, с учётом ∆Рмр концевых участков.

Рассчитывают потери давления на концевых участках формулой:

∆Рс=∆Рпп – ∆Рмр – ∆Рр,

где:

• ∆Рр – расчётное значение;
• ∆Рпп – заданный перепад давлений;
• ∆Рмр – потери Рраб на участках трубопроводов;
• ∆Рр – потери Рраб на общем РВ.

Настройку автоматического регулятора основного циркуляционного кольца (при условии изначально не заданного перепада давлений) осуществляют с учётом установки минимально возможного значения из диапазона настройки в технической документации прибора.

Качество управляемости потоков автоматикой общего регулятора контролируют по разности потерь давления на каждом отдельном регуляторе стояка или приборной ветки.

Применение и экономическое обоснование

Отсутствие требований к температуре охлаждённого теплоносителя является отправной точкой для проектирования однотрубных отопительных систем на терморегуляторах с установкой ТР на подводящих линиях радиаторов. При этом обязательным является оснащение теплового пункта автоматической регулировкой.

Терморегулятор, установленный на линии, подающей теплоноситель в радиатор отопления. Для монтажа использовались металлические фитинги, которые удобны для работы с трубами из полипропилена

Схемные решения, где отсутствуют терморегулирующие приборы на подводящих линиях радиаторов, также используются на практике. Но применение подобных схем обусловлено несколько иными приоритетами обеспечения микроклимата.

Обычно однотрубные схемы, где отсутствует автоматическое регулирование, применяют для групп помещений, спроектированных с учётом компенсации тепловых потерь (50% и более) за счёт дополнительных устройств: приточная вентиляция, кондиционирование, электрический подогрев.

Также устройство однотрубных систем встречается в проектах, где нормативами допускается температура теплоносителя, превышающая граничное значение рабочего диапазона терморегулятора.

Проекты многоквартирных домов, где эксплуатация системы отопления завязана с учётом потребляемого тепла посредством счётчиков, обычно выстраивается по периметральной однотрубной схеме.

Периметральная однотрубная схема – своего рода «классика жанра», которую часто применяют в практике муниципального и частного домостроения. Считается простой и экономичной для разных условий (+)

Экономическому обоснованию для реализации такой схемы подлежит расположение магистральных стояков в разных точках конструкции.

Основными критериями расчёта служит стоимость двух главных материалов:  и фитингов.

Согласно практическим примерам реализации периметральной однотрубной системы, увеличение Dу проходного сечения трубопроводов в два раза сопровождается увеличением расходов на закупку труб в 2-3 раза. А расходы по фитингам возрастают до 10-ти кратного размера в зависимости от того, из какого материала изготовлены фитинги.

Расчетная база для монтажа

Монтаж однотрубной схемы, с точки зрения расположения рабочих элементов, практически не отличается от устройства тех же . Магистральные стояки, как правило, размещаются за пределами жилых помещений.

Правилами СНиП рекомендуется вести прокладку стояков внутри специальных шахт или желобов. Квартирная ветка традиционно выстраивается по периметру.

Пример размещения трубопроводов системы отопления в специально пробитых штрабах. Этот вариант устройства часто применяется в современном строительстве

Прокладка трубопроводов осуществляется на высоте 70-100 мм от верхней границы напольного плинтуса. Или монтаж делают под декоративным плинтусом высотой 100 мм и более, шириной до 40 мм. Современным производством выпускаются такие специализированные накладки под монтаж сантехнических или электрических коммуникаций.

Обвязка радиаторов выполняется схемой «сверху-вниз» с подводом труб на одной стороне или по обеим сторонам. Расположение терморегуляторов «по конкретной стороне» не критичное, но если  выполняется рядом с балконной дверью, установку ТР выполняют обязательно на дальней от двери стороне.

Прокладка труб за плинтусом видится преимущественной с декоративной точки зрения, но заставляет вспомнить о недостатках, когда дело касается прохождения участков, где есть внутрикомнатные дверные проёмы.

Трубопроводы, уложенные под декоративным плинтусом. Можно сказать, классическое решение для однотрубных систем, внедряемых в новостройках разного класса

Соединение отопительных приборов (радиаторов) с однотрубными стояками выполняется по схемам, допускающим незначительное линейное удлинение труб или по схемам с компенсацией удлинения труб в результате температурных перепадов.

Третий вариант схемных решений, где предполагается использование трёхходового регулятора,не рекомендуется по соображениям экономии.

Если устройство системы предусматривает прокладку стояков, скрытых в штробах стен, рекомендуется использовать в качестве присоединительной арматуры угловые терморегуляторы типа RTD-G и запорные вентили подобные приборам из серии RLV.

Варианты подключения: 1,2 – для систем, допускающих линейное расширение труб; 3,4 – для систем, рассчитанных под использование дополнительных источников тепла; 5,6 – решения на трёхходовых клапанах считаются невыгодными (+)

Диаметр трубного ответвления к приборам отопления рассчитывается по формуле:

D >= 0.7√V,

где:

• 0,7 – коэффициент;
• V – внутренний объём радиатора.

Ответвление выполняется с некоторым уклоном (не менее 5%) в направлении свободного выхода теплоносителя.

Выбор основного циркуляционного кольца

Если проектное решение предполагает устройство системы отопления на основе нескольких циркуляционных колец, необходим выбор основного циркуляционного кольца. Выбор теоретически (и практически) должен выполняться по максимальному значению теплопередачи наиболее удалённого радиатора.

Этот параметр в какой-то степени влияет на оценку гидравлической нагрузки в целом, приходящейся на циркуляционное кольцо.

Циркуляционное кольцо в образе структурной схемы. Для разных вариантов проектирования таких колец может быть несколько. При этом только одно кольцо является основным (+)

Рассчитывается теплопередача отдалённого прибора формулой:

Атп = Qв / Qоп + ΣQоп,

где:

• Атп – расчётная теплопередача удалённого прибора;
• Qв – необходимая теплопередача удалённого прибора;
• Qоп – теплопередача от радиаторов в помещение;
•  ΣQоп – сумма необходимой теплопередачи всех приборов системы.

При этом параметр суммы необходимой теплопередачи может состоять из суммы значений приборов, призванных обслуживать здание в целом или только часть здания. Например, при расчёте тепла отдельно для помещений, охватываемых одним отдельным стояком или отдельно взятых площадей, обслуживаемых приборной веткой.

А вообще расчётная теплопередача любого иного отопительного радиатора, установленного в системе, рассчитывается немного другой формулой:

Атп = Qоп / Qпом,

где:

• Qоп – необходимая тепловая передача для отдельного радиатора;
• Qпом – тепловая потребность для конкретного помещения, где используется однотрубная схема.

Проще всего разобраться с расчетами и применение полученных значений можно на конкретном примере.

Практический пример расчёта

Для жилого дома требуется однотрубная система с управлением от терморегулятора.

Значение номинальной пропускной способности прибора на максимальной границе настройки составляет 0,6 м³/ч/бар (к1). Максимально возможная характеристика пропускной способности для этого значения настройки – 0,9 м³/ч/бар (к2).

Максимально возможный перепад давления ТР (при уровне шума 30дБ) – не более 27 кПа (ΔР1). Напор насоса 25 кПа (ΔР2) Рабочее давление для системы отопления – 20 кПа(ΔР).

Нужно определить диапазон потерь давления для ТР (ΔР1).

Значение внутренней теплопередачи рассчитывают так: Атр = 1 – к1/к2 (1 – 06/09) = 0,56. Отсюда вычисляется требуемый диапазон потерь давления на ТР: ΔР1 = ΔР * Атр (20 * 0,56…1) = 11,2…20 кПа.

Если приводят к неожиданным результатам, лучше обратиться к специалистам или для проверки воспользоваться компьютерным калькулятором.

Выводы и полезное видео по теме

Подробный разбор расчетов с помощью компьютерной программы с пояснениями по монтажу и улучшению функциональности системы:

Следует отметить, что полномасштабный расчёт даже самых простых решений сопровождается массой вычисляемых параметров. Конечно же, вычислять всё без исключения справедливо при условии организации конструкции отопления, близкой к идеальной структуре. Однако в реальности ничего идеального нет.

Поэтому зачастую полагаются на расчёты как таковые, а также на практические примеры и на результаты работы этих примеров. Особо популярен такой подход для частного домостроения.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по расчету однотрубной системы отопления? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом обустройства отопительного контура. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Гидравлический расчет системы отопления

Сейчас более востребована автономная отопительная система. Даже жильцы многоквартирных зданий отказываются от центрального отопления в пользу индивидуальной системы обогрева своего жилья. Причины выбора такого обогрева две: доступность и экономичность.

Все понимают, что изначально нужно затратить денежные средства на покупку всех элементов отопления и установить их, но все это быстро окупится. Так как обслуживание такой системы намного дешевле ежемесячных платежей за услуги центрального отопления.

Конечно, достигнуть этих целей можно лишь при верном выборе и правильном монтаже всех элементов. Поэтому очень важен гидравлический расчет системы отопления. Еxcel и другие компьютерные программы помогут облегчить расчет.

Какие бывают способы подключения приборов для отопления

Нужно разобраться, какие способы подключения отопительных приборов бывают. Их существует всего два:

• Однотрубный;
• Двухтрубный.

При однотрубной системе устройства подключаются последовательно, таким образом, вода проходит все приборы, и лишь затем возвращается к нагревающему агрегату. А в двухтрубной системе отопления еще дополнительно присутствует обратная труба.

Что нужно выполнить до гидравлического расчета отопительной системы

Самым трудоемким и сложным инженерным этапом системы отопления является расчет гидравлики. Именно по этой причине заранее необходимо выполнить некоторые вычисления. Для начала определите баланс помещений, которые будут обогреваться. Выберите тип устройств и прорисуйте их расстановку в плане здания.

Предполагается, что выбор котла и других элементов уже сделан до гидравлического расчета системы отопления. Еxcel и другие программы помогут выполнить чертеж системы обогрева дома.

Обязательно нужно установить основное кольцо для циркуляции теплообменника. Для гидравлического расчета однотрубной системы отопления это будет замкнутый контур, который включает в себя ряд труб, направленных к стоякам.

А трубы, которые направлены к самому отдаленному обогревательному устройству, делают систему обогрева двухтрубной.

 

Пример гидравлического расчета системы отопления

Для начала гидравлического расчета однотрубной системы отопления образовываются два кольца отопительной системы, которое больше — называется первым. Разбивают все кольца на участки, нумеровать нужно от начала общего трубопровода. Для того чтобы не нарушалась циркуляция, необходимо делать вычисления для подачи и обратки параллельно. Сначала рассчитаем расход теплоносителя, для этого необходимы следующие данные:

• Нагрузка определенного участка отопительной системы;
• При какой температуре подается теплоноситель;
• При какой температуре движется обратно теплоноситель;
• Теплоемкость воды постоянная величина и равна 4,2 кДж/кг*градусов Цельсия.

Если предположить, что нагрузка на определенный участок равна 1000 Ватт, тогда можно при помощи специальных таблиц выбрать нужный диаметр труб для обогрева помещения. Обязательно обратите внимание: диаметр начинающей трубы самый большой, а чем дальше он уходит, тем меньше он становится. Двигаться теплоноситель должен со скоростью от 0,2 до 1,5 м/сек.

Если движение будет меньше, тогда система завоздушится, если больше будет шуметь трубопровод. Оптимальной считается скорость 0,5-0,7 м/сек.

В любой системе отопления есть потери напора, это происходит при трении в трубе, радиаторе и арматуре. Для расчета этой величины, необходимо следующие показатели просуммировать:

• Скорость теплоносителя;
• Плотность воды;
• Длину трубы на определенном участке системы;
• Потерю напора в трубе;
• Суммарная величина сопротивления теплоносителя.

Для того чтобы получить общую сумму сопротивления необходимо сложить показатели сопротивления на всех участках трубопровода.

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления

В инструкции сказано, что при двухтрубной отопительной системе необходимо брать кольцо в расчет показателей более нагруженного стояка трубопровода. А при однотрубной схеме – самого загруженного стояка. При гидравлическом расчете двухтрубной системы отопления жилища, когда движение жидкости тупиковое, берут в учет кольцо нижнего радиатора самого нагруженного и удаленного стояка. Если вы выбрали горизонтальную схему отопительной системы, тогда берите за основу кольцо самой загруженной ветки первого этажа здания.

Этот этап очень ответственен и важен, потому что если перепутать выбранные кольца для определенной системы обогрева дома, возможно, потом придется менять весь трубопровод и прибор для отопления.

Теперь главные нюансы гидравлического расчета отопления вы знаете, поэтому можно начинать вычислять.

Однотрубная система отопления | Гид по отоплению

Наибольшее распространение однотрубные системы отопления получили в 20 веке, когда они широко применялись в самых различных строениях, начиная от жилых многоквартирных домов и административных зданий и заканчивая частными домами. Однако однотрубная схема достаточно часто применяются и в настоящее время.

Вертикальная однотрубная схема водяного отопления частного дома.

Конструкция и принцип работы

Однотрубка представляет собой один подающий трубопровод, к которому последовательно подсоединены несколько радиаторов. Двигаясь по трубопроводу, теплоноситель заходит в первый радиатор, отдает ему тепло и уже несколько охлажденным продолжает движение по подающему трубопроводу, заходя в каждый последующий радиатор. Теплоноситель поступает во второй радиатор с меньшей температурой, чем в первый, таким образом, первому радиатору достается наибольшее количество тепла, а последнему наименьшее.

Неравномерный нагрев радиаторов является одним из основных недостатков однотрубной системы отопления. Для решения этой проблемы в многоквартирных домах используется специальная перемычка (такого же диаметра как у подающей магистрали, либо на размер меньше), через которую, минуя радиатор, постоянно циркулирует нагретый теплоноситель. Несмотря на использование перемычки, однотрубная система, в отличии от двухтрубной, является более холодной. В двухтрубной системе присутствует как подающая, так и обратная магистраль, к которым одновременно подключается каждый радиатор.

В двухтрубной схеме теплоноситель, по подающей магистрали, заходит в радиатор, где происходит теплопередача. После этого, теплоноситель выходит из радиатора уже по обратной магистрали, а не по подающей, как в однотрубной схеме. Таким образом, в двухтрубной системе каждый радиатор, вне зависимости от его удаленности, нагревается практически одинаково.

Примечание! Наиболее подходящим условием применения однотрубной системы отопления в частном доме является небольшая отапливаемая площадь, т.е. количество используемых радиаторов. Если для отопления дома необходимо только 5 радиаторов, то однотрубка будет одним из лучших вариантов. Если же в системе планируется 6-10 радиаторов, то ее применение проведет к удорожанию проекта (необходимость установки многосекционных радиаторов и увеличенного подающего трубопровода).

Горизонтальная однотрубная схема отопления частного дома своими руками, диагональное подключение.

Почему необходимо увеличивать размеры каждого последующего радиатора?

Даже при правильно смонтированной однотрубной системе отопления, ее последние радиаторы будут нагреваться слабее, чем первые. Это происходит потому, что каждый последующий (по ходу движения теплоносителя) радиатор будет забирать около 10°C. Поэтому, для увеличения теплоотдачи последних отопительных приборов рекомендуется использовать многосекционные радиаторы, которые обладают более высокой теплоотдачей. Такое решение, безусловно, увеличивает себестоимость всей системы.

К примеру, однотрубная система отопления смонтирована так, что подающий трубопровод и подводки к радиаторам имеют одинаковый диаметр. В результате более высокого углового сопротивления, в радиатор войдет менее половины теплоносителя, около 45%, остальная часть продолжит движение по подающему трубопроводу. Если в первый радиатор поступил теплоноситель с температурой 60°C, то на выходе из радиатора будет уже 50°C. Далее 60°C-ый теплоноситель в подающей магистрали смешивается с 50°C-ым выходящим из радиатора, в результате этого получается теплоноситель с температурой около 55°C. Таким образом, с каждым последующим радиатором, температура теплоносителя будет уменьшаться примерно на 4,5-5°C (около 7%). Соответственно каждый последующий радиатор необходимо увеличивать на 7% по отношению к предыдущему.

Схема однотрубки с нижним подключением.

Увеличение подающей магистрали

Однако, чтобы так значительно не увеличивать количество секций каждого последующего радиатора, рекомендуется увеличить диаметр подающего трубопровода (на 1 или 2 размера больше, чем у подводки к радиаторам).

Недостатки однотрубной системы отопления

Неравномерный нагрев радиаторов. Даже используя многосекционные радиаторы будет сложно добиться одинаковой теплоотдачи всех радиаторов.

• Более высокая стоимость. В сравнении с двухтрубной схемой, однотрубка является более дорогостоящей, т.к. необходимо приобретать каждый следующий по направлению движения теплоносителя радиатор с увеличенным количеством секций. Помимо этого, для подающей магистрали необходима более «толстая», чем в двухтрубке, труба.
• Не экономична. Многосекционные радиаторы и «толстая» труба подающей магистрали увеличивают количество теплоносителя в системе. Соответственно для его нагрева потребуется использовать больше топлива.
• Сложность монтажа. В сравнении с двухтрубной системой, монтаж и расчет однотрубной системы является более сложным процессом (см. вышеописанные причины).

Видео

Гидравлический расчет системы отопления: пример, сопротивление отопительных приборов

Гидравлический расчет системы отопления

Централизованный тип постепенно уступает место автономной системе отопления. Многие принимают решение обогревать помещения собственными силами, желая создать идеальное сочетание экономичности, тепла и комфорта. Именно поэтому особую актуальность приобретает гидравлический расчет системы отопления.

На начальном этапе предстоят финансовые траты. Однако новейшее отопительное оборудование обладает инновационным подходом к процессу регулирования подачи тепла по сравнению со старым, поэтому вложенные деньги быстро окупаются. Но такую гармонию могут обеспечить лишь системы, созданные по всем правилам. Они смогут профессионально преодолеть возникающее гидравлическое сопротивление.

Для чего делается расчет

Вычисления производят в первую очередь для того, чтобы определить такие характеристики циркуляционного насоса, как производительность и напор, которые позволят системе отопления работать с наибольшей эффективностью.

Конечно, какую-то циркуляцию в контуре создаст любой насос, даже самый маломощный, но насколько экономичной будет такая схема? Часто бывает так, что и котел исправно работает и радиаторов в доме достаточно, но они не греют из-за слабой циркуляции в системе.

Чтобы контуры отопления работали в полную силу, необходимо, чтобы насос преодолел гидравлическое сопротивление элементов системы потоку воды в трубах, а также потери давления. Но и насос большей мощности, чем нужно, также приведет к нежелательным эффектам. Кроме повышенного расхода электроэнергии, превышение давления плохо скажется на долговечности соединений, а увеличение скорости продвижения теплоносителя приведет к возникновению шумов.

Правильно рассчитанное гидравлическое сопротивление и качественная регулирующая арматура – наиболее эффективное сочетание.

Соблюдение ключевых условий обеспечивают следующие факторы:

• снабжение отопительных приборов должно осуществляться в достаточном объеме для идеального баланса в помещении при температурных колебаниях воздуха снаружи и в жилище;
• минимизация затрат на эксплуатацию, чтобы преодолеть системное гидравлическое сопротивление;
• снижение капитальных затрат во время прокладки отопления.

Что учитывается в расчете?

Перед тем как начинать вычисления, следует выполнить ряд графиче

ских действий (часто для этого применяется специальная программа). Гидравлический расчет предполагает определение показателя баланса тепла помещения, в котором происходит отопительный процесс.

Для расчета системы рассматривается самый протяженный контур отопления, включающий наибольшее количество приборов, фитингов, регулирующей и запорной арматуры и наибольший перепад давления по высоте. В расчете участвуют такие величины:

• материал трубопроводов;
• суммарная длина всех участков трубы;
• диаметр трубопровода;
• изгибы трубопровода;
• сопротивление фитингов, арматуры и отопительных приборов;
• наличие байпасов;
• текучесть теплоносителя.

Чтобы учесть все эти параметры существуют специализированные компьютерные программы, как пример — «НТП Трубопровод», «Oventrop CO», HERZ С.О. версии 3.5. или множество их аналогов, облегчающие специалистам производство расчетов.

Они содержат необходимые справочные данные по каждому элементу системы теплоснабжения и позволяет автоматизировать сам расчет. Однако проделать львиную долю работы, определить узловые точки и внести все данные для расчета и особенности схемы трубопровода придется пользователю. Для удобства целесообразно постепенно заполнять заранее созданную форму в MS excel.

Сделать верные расчеты в части преодоления сопротивления – это самый трудоемкий, но нео

бходимый шаг при проектировании отопительных систем водяного типа.

Выбор радиаторов и длины участков трубопровода

Необходимо определиться с видом устройств для отопления и проставить места их расположение на плане помещения. Далее должно быть принято решение об итоговой конфигурации отопительной системы, вида трубопровода (однотрубный или двухтрубный), арматуры для запора и регулирования (клапана, регуляторы, вентили, датчики давления, расхода и температуры).

Затем на вычерченной схеме указывается номер тепловых нагрузок и точная длина участков, для которых производится расчет. В заключении определяется «циркулирующее кольцо». Оно представляет собой контур замкнутого вида, который включает в себя все последовательные трубопроводные участки, на которых ожидается повышенный расход носителя тепла на расстоянии от источника, излучающего теплоэнергию, до самого дальнего прибора отопления (при двухконтурной системе) или до приборной ветки (при однотрубной системе) и назад к отопительному механизму.

Нюансы

При гидравлическом расчете с помощью компьютера excel – не единственная, хоть и наиболее простая. Для данного вида подсчетов разработаны специализированные программы, с которыми работать значительно проще.

В роли расчетного трубопровода обычно выступает участок, имеющий неизменный расход носителя тепла и постоянный диаметр. Так будет проще получить правильные данные. Он определяется по тепловому балансу помещения.

Нумерация участков должна происходить от теплового источника. Чтобы обозначить узловые точки на трубопроводе, который осуществляет подачу, в местах ответвлений применяют буквы алфавита. На магистралях сборного типа в соответствующих узлах их обозначают штрихами (пример хорошо это иллюстрирует).

Узловые точки на ответвлениях приборных веток обозначаются арабскими цифрами. Каждая соответствует номеру этажа, если применяется система горизонтального типа, или номеру ветки-стояка с приборами, если речь идет о вертикальной системе. В номер всегда входят две цифры – начало и конец участка. Длина трубопроводных участков определяется по плану, который вычерчивается в масштабе. Точность составляет 0,1 м.

Расчет однотрубной системы отопления рекомендуется проводить при одинаковых (постоянных) или различных (переменных) перепадах температуры воды в стояках методом характеристик сопротивления. При этом следует применять верхнюю разводку, при которой обеспечивается движение воды к отопительному прибору «сверху-вниз».

Скачать пример гидравлического расчета

Как рассчитать однотрубную систему отопления

Главным отличием однотрубной системы отопления является последовательное подключение радиаторов. При этом труба обратки от одного радиатора подключается к подаче следующего, образуя таким образом своеобразную цепочку. Такой подход к организации отопления позволяет сэкономить средства на прокладке труб, однако требует более пристального внимания как в выбору отопительного оборудования, так и к расчетам.

Чтобы понять особенности однотрубной системы отопления, ее достаточно сравнить с традиционной двухтрубной. Первое, чем выделяется так называемая «ленинградка», — это гораздо большая продолжительность пути, по которому вода должна пройти до повторного нагрева. Технически это называется высоким гидравлическим сопротивлением. Другая сторона вопроса — эффективность нагрева наиболее удаленного участка цепи. Поскольку вода, проходя по однотрубной системе, постепенно остывает, дальний радиатор может иметь температуру, близкую к комнатной. Еще один минус однотрубной системы — в ней практически невозможно организовать естественную циркуляцию теплоносителя, из-за чего для отопительной сети критично наличие циркуляционных насосов.

В вопросах общей теплоотдачи «ленинградка» не уступает двухтрубной системе, однако стоит вопрос об организации равномерного распределения тепла. С этой целью у каждого радиатора устанавливается байпас — перемычка между подачей и обраткой отопительного прибора, имеющая запорную арматуру. Регулируя степень открытия кранов на байпасе и на радиаторе, можно добиться наиболее равномерного распространения тепла.

Для однотрубной системы отопления лучше выбрать котел с возможностью регулирования пламени горелки в широком диапазоне. Правильно настроенная однотрубная система не требует частых включений в работу котла, но может работать в режиме постоянного подогрева теплоносителя, чем обеспечивается дополнительная экономия. Также необходимо обращать внимание на сечение трубы: оно должно быть постоянным на всей ее протяженности, включая байпасы. Диаметр магистрали выбирается исходя из пропускной способности радиаторов.

Наибольшее распространение однотрубная система получила как элемент комбинированных отопительных сетей. При обустройстве отопления в комнатах, не имеющих контакта с улицей, применение такой системы наиболее оправдано: она продолжает эффективно работать, не нарушая распределение тепла по всей схеме. Также однотрубные системы распространены в сочетании с отопительными коллекторами: так они образуют несколько однотрубных ответвлений, параллельно присоединенных к основной магистрали.

Ленинградка система отопления, однотрубная система отопления ленинградка, схема

Ленинградка — система отопления

Сегодня существует огромное количество самых разнообразных систем отопления. Все они имеют достаточно сложную структуру. Однако есть и те, которые существуют еще со времен советского союза. Они немного примитивны по своему строению, но при этом просты. Ленинградка система отопления является одной из таковых. Сегодня ее достаточно редко используют для организации систем, но все же она заслуживает отдельного внимания.

Ввиду своей простоты ее достаточно часто применяют в частном секторе. Однако стоит помнить, что однотрубная система отопления ленинградка не подходит для монтажа в одноэтажных конструкциях. Свое название она получила по месту своего рождения. Действительно, именно в Ленинграде, несколько десятилетий назад она была впервые применена. Причем, использовалась данная система в многоэтажных постройках.

Схема

Система отопления ленинградка схема достаточно проста и примитивна. Она представляет собой замкнутый контур, который состоит из отопительного котла и трубопровода. К трубопроводу в свою очередь подключаются радиаторы отопления. Их количество неограниченно. Лучше всего располагать батареи возле пола. Так они не влияют на эстетичный вид помещения, в котором устанавливаются. Система отопления частного дома ленинградка подразумевает использование ее в одноэтажных домах. Если схема представлена в том виде, в котором она существует изначально, то здесь придется дополнять ее специальным оборудованием. Действительно, самым главным недостатком системы является тот факт, что в прямом виде она не может применяться в одноэтажных частных домах. Однако есть выход и из этой ситуации.

Лучший способ организации отопления ленинградка в частном доме

Когда речь идет об организации отопления частного дома, то стоит учитывать тот факт, что ленинградку придется дополнять специальным разгонным коллектором. Это один из самых важных элементов всей системы. с его помощью осуществляется разгон воды по трубопроводу. он напрямую влияет и на уровень шума. если его не монтировать, то он может превышать предельные нормы. для достижения максимального эффекта коллектор устанавливается в наивысшей точке системы отопления. Этот факт обязательно нужно учитывать.

Одним из неоспоримых преимуществ ленинградки является тот факт, что трубопровод может располагаться под полом. В этом случае он должен быть защищен теплоизоляционным материалом.

Расчет однотрубной горизонтальной системы «Ленинградка». | Дачный СозонТ

Расчет однотрубной горизонтальной системы, которую в простонародье называют «Ленинградка».

Привлекает эта система своей простотой, экономия трубы. Но есть также особенности, которые нужно учитывать при использовании данной СО.

1. Нужно учитывать, что в каждый последующий прибор заходит теплоноситель с меньшей температурой.

2. Исходя из п.1 последующие приборы должны быть больше по площади чем их собратья, которые стоят ближе по подающей магистрали Т1 к источнику тепла.

3. Запас по расходу на системе отопления необходимо выполнять с запасом 15-30%, иначе в последнем приборе придется запускать весь расход через него.

4. Обычно радиаторы подключают по схему снизу вниз, что не совсем правильно, но зато эстетично — как говорят монтажники.

Подключение «сверху вниз по диагонали» обеспечит лучшую циркуляцию. Вода, охлаждаясь, увеличивает плотность, тем самым за счет естественной циркуляции в приборе обеспечивается эффективная теплоотдача прибора. Спорили с одним монтажником – он все пытался доказать, что такое подключение не рабочее, понятно, что расчеты расчетами – решили провести опыт – в результате диагональное подключение показало 100% работоспособность в штатном режиме. Другое дело, что 700-800 мм подъема нужно выполнить эстетично и прямой трубой.

5. Видел в интернете страшилки из серии, что нужно устанавливать под радиаторами вентили для того чтобы заставить воду циркулировать в приборах.

Да, делать это нужно тогда, когда «пролетели» с трубой заузив ее, не заложили запас расхода на циркуляцию, и «пролетели с насосом».

Зачастую приходилось видеть неработающие схемы, где подводка к приборам выполнена Ду 15, а магистраль Ду20, и приборов куча. Как на одном форуме было сказано: «Кажется, что «такого не может быть» — однотрубная система, замыкающий участок почти с нулевым сопротивлением, подводки к ОП с арматурой и отводам. Вроде бы затекать воды мало должно в радиатор и должно быть .расслоение температур. Но этого не происходит. Науке коэффициенты затекания для таких обвязок неизвестны, а практике — очень даже известны. У нас в одном районе местные умельцы все детсады и школы так переделали — однотрубная ветвь Ду 50 и радиаторы. И всё работает…». Кстати это может быть темой диссертации – где с применением физики разобрать подробно расчет с учетом всех факторов. Мне же разбираться в молекулярном составе и вылавливать блох в расчетах не очень хочется.

Итак, из чего состоит сам расчет, исходные данные вносятся в ячейки с желтым цветом, а именно:

-номера участков;

-мощность радиатора в Вт;

-внутренняя температура в каждом помещении;

-температуру в подаче.

Обычно для стальных трубопроводов она может быть 95-90 градусов, это не всегда верно т.к. 95-90 это температура на выходе из котельной, теплогенераторной, ИТП и т.д.

Теплоноситель может остывать в большей или меньшей степени, поэтому в расчетах я принимаю реалистичную температуру 85. Настаивать на этом я не собираюсь, это рекомендации так сказать из практики.

— температуру в обратной магистрали –обычно 70 градусов, или 65. Тут тоже смотрите сами. если отопление низкотемпературное, то параметры будут другие

-коэффициент запаса, если принять его равным 1, то придется всю воду в последнем радиаторе пускать через него, можно поиграться цифрами. Как видно, на скриншоте коэффициент запаса равный 1 дает 100% затекания в последний прибор. Увеличиваем расход на 20% — вбиваем 1,2 (20% запаса) и смотрим результат.

-коэффициент Кm необходим для расчета теплоотдачи секции радиатора при фактических параметрах теплоносителя принимается для конкретного типа прибора. Для радиатора Calidor S5 500/100 Km=0,7008;

для Calidor Super 350/100

Km=0,5364

для Calidor Super 500/100

Km=0,6868

— коэффициент n необходим для расчета теплоотдачи секции радиатора при фактических параметрах теплоносителя принимается для конкретного типа прибора.

Для радиатора

Calidor S5 500/100 n=1,3061;

для Calidor Super 350/100ж

n=1,3221

для Calidor Super 500/100

n=1,3268

В паспортах отопительных приборов обычно приведены значения номинального теплового потока для ΔТ=70 ºС, где ΔТ — разность между температурой теплоносителя (средняя между температурой при входе и на выходе из радиатора) и температурой воздуха в помещении, а именно на входе 110 градусов, на выходе 70, и при внутренней температуре в помещении +20, т.n,

значения Km и степени n приведены в характеристиках данных приборов.

Зная теплоотдачу 1 секции находим необходимое количество секций прибора.

Формулы как обычно простые

Вт х0,86 /(Т1-Т2), получаем расход теплоносителя в кг/ч

1000 Вт х 0,86 (85-70)=57,3 кг/ч

Далее температура смешения

Tсмеси=(Т1*M1+T2 х M2) /(M1+M2)

Т1,Т2 -температуры смешивающихся потоков

М1,М2 соответственно расходы эти потоков.

Схематично расчет представлен на данном рисунке.

На скриншотах представлены уже реализованные схемы «Ленинградки» которые работают по сей день.

Ну, и также вы при желании можете поддержать канал копеечкой, перейдя по ссылке. http://www.donationalerts.ru/r/sozonov

Вступайте в группу и подписывайтесь на ютубе

Расчет двухтрубной системы отопления частного дома. Чем отличается однотрубная система?

Эффективная работа автономных систем водяного отопления — одно из важнейших условий комфортного проживания в частном доме. Доступность монтажа, простота в эксплуатации, экономичность и экономичность делает такие комплексы достаточно популярными среди владельцев частных домов. Практически сегодня таким способом отапливается до 70% частных домовладений в городах и поселках нашей страны.Из существующих вариантов в первую очередь это двухтрубная система отопления частного дома — наиболее практичная и доступная для автономного отопления жилья.

В повседневной жизни можно встретить различные схемы отопления частного дома, однако выбирать, какой вариант теплоснабжения лучше, приходится уже жителям жилого дома. На выбор конструкции системы отопления влияет множество факторов. Предпочтение отдается той или иной схеме исходя из наличия средств у домовладельцев, ожидаемого эффекта и конструктивных особенностей жилого дома.На практике чаще применяется двухтрубная система из-за ее высокого КПД, надежности и простоты настройки.

Двухтрубные системы автономного отопления еще называются. Другими словами, теплоноситель циркулирует от котла к радиаторам по двум контурам. Первая труба напрямую отводит тепло от котла к радиаторам, а вторая труба предназначена для отвода охлажденного теплоносителя обратно. Несмотря на определенные технические трудности, связанные с монтажом трубопровода, схема такого типа отопительного контура проста и понятна.Для сравнения можно посмотреть схему однотрубного и двухтрубного отопительного сооружения, чтобы понять принципиальные отличия и принцип работы.

Однотрубная система представляет собой одноконтурную систему с теплоносителем. Двухтрубная конструкция отопления одноэтажного дома, в отличие от однотрубной, где труба с теплоносителем представляет собой единый контур, более гибкая и удобная в технологическом отношении. Аккумуляторы в этом случае подключаются параллельно, что играет важную роль в процессе работы.В зависимости от бытовых нужд каждый радиатор можно в любой момент снять с отдельной системы, закрыв соответствующий вентиль.

Важно! Двухтрубная горизонтальная схема отопления удобна, практична в использовании. Более того, в процессе монтажа есть реальная возможность разделить отопительный контур на два крыла, обеспечивая теплом практически всю жилую площадь дома.

Установка двухтрубной горизонтальной системы отопления применяется в основном для обогрева одноэтажных жилых домов, когда речь идет о подключении большого количества радиаторов.Подключение аккумуляторов предполагает два варианта:

Вариант с радиальным подключением нагревательных приборов еще называют радиальным. Для последовательного подключения используется обычная пара трубопроводов. И у первого, и у второго типа подключения есть свои преимущества. При радиальном подключении нет необходимости устанавливать рядом с котлом дроссели, контролирующие работу радиаторов. Температура во всех радиаторах одинакова. Этот вид очень удобен для частных, одноэтажных домов.

Хорошая система отопления с последовательным подключением.Существенно сэкономлены расходники.

Хорошая работа отопления в частном доме зависит от многих факторов, начиная от грамотного выбора типа и типа отопления и заканчивая правильно составленным проектом. Гидравлические расчеты, которые являются неотъемлемой частью проекта, — работа квалифицированного специалиста. Наладку двухтрубной системы отопления проводят перед отопительным сезоном, когда есть время для устранения технических неполадок и несоответствий.

Отопление частного дома может показаться непростой задачей, требующей обязательного привлечения специалистов.Но хороший хозяин может это сделать сам.

Самостоятельно установленное отопление не только сэкономит, но и позволит учесть все нюансы, ведь кто, как не хозяин дома, знает это лучше всех?

Есть сторонники как двухтрубной (или двухконтурной), так и однотрубной системы отопления дома. Их главное отличие друг от друга заключается в названиях: однотрубная конструкция имеет один теплопроводный контур, охватывающий всю систему, а при двухтрубной подаче он отделен от обратного контура теплоносителя.

Рассмотрим их в сравнении.

1. Основным достоинством и главной особенностью двухконтурного считается возможность раздельного регулирования теплоотдачи на каждом из подключенных радиаторов . Это позволяет в каждой комнате дома устроить отдельную климатическую зону, задав температуру по желанию арендатора.
2. Еще одно существенное преимущество двухтрубной системы — это равномерная температура теплоносителя по всему контуру .В одноконтурной системе потеря тепла на каждом радиаторе приводит к охлаждению воды, и к каждому последующему радиатору она будет приходить все более и более охлажденной.
3. Двухтрубная система отопления предлагает сразу две схемы монтажа многоэтажных домов. . Эти параметры будут подробно описаны ниже.
4. Разрыв в стоимости двухтрубных и однотрубных систем отопления не так уж велик.

Многие отвергают двухконтурную конструкцию, считая, что требуемый для нее удвоенный метраж слишком тяжел для бюджета.На самом деле это не совсем так, потому что в системах с раздельными линиями подачи и возврата могут использоваться трубы меньшего диаметра, а следовательно, и более дешевые. То же можно сказать и о запорной арматуре и арматуре.

Устройство и основные элементы

Система отопления состоит из :

• отопительный котел , который является нагревательным элементом, и может быть газовым или электрическим;
• расширительный бачок , служащий для компенсации объема теплоносителя при его нагреве;
• циркуляционный насос — обеспечивает движение воды по контурам;
• собственно трубы , по которым движется теплоноситель;
• радиаторы , то есть металлические устройства с большой площадью контакта с окружающим воздухом, за счет которых происходит теплопередача.

Виды

Существует несколько разновидностей двухтрубных отопительных конструкций, которые различаются схемой установки, типом проводки, направлением движения и циркуляции теплоносителя.

По схеме установки

По монтажной схеме системы отопления двух контуров делятся на два подвида:

• Горизонтальный . В такой системе трубы, по которым движется вода, прокладываются горизонтально, создавая для каждого этажа отдельную подсхему.Такая схема больше подходит для одноэтажных домов или зданий в несколько этажей, но большой протяженности по длине.
• Вертикальный . Эта схема предполагает наличие нескольких стояков, расположенных вертикально, каждая из которых подключается к радиаторам, расположенным в пространстве друг над другом. Этот способ более подходит для двух и более этажных домов м.кв.

По типу подключения

Здесь также можно выделить два типа.

• Верхняя проводка. Применяется, если котел отопления и расширительный бак расположены в верхней части дома, например, на утепленном чердаке. При таком типе проводки трубы обоих контуров проходят вверху, под потолком, и спускаются к радиаторам.
• Нижняя проводка. В случаях, когда ТЭН устанавливается ниже основного контура системы (например, в подвале), трубы лучше провести в зазоре между полом и подоконниками, что упростит подключение радиаторов.

По направлению охлаждающей жидкости

Есть систем:

• При встречном движении . Как следует из названия, в этом случае вода по прямому контуру движется в направлении, противоположном тому, в котором охлажденная вода возвращается в котел. Особенностью этого типа является наличие «тупика» — выпускного радиатора, в котором замыкаются самые дальние точки обоих контуров.
• При попутном движении .В этой конструкции теплоноситель в обоих контурах движется в одном направлении.

Для обеспечения обращения

• Системы с естественной циркуляцией
  . Здесь движение теплоносителя по контурам обеспечивается перепадом температуры контуров и уклоном труб. Такие системы отличаются невысокой скоростью нагрева, но не требуют подключения дополнительного оборудования.

В настоящее время этот вариант чаще используется в домах для сезонного проживания.

• Системы принудительной циркуляции . В один из контуров (чаще всего в обратном) встроен циркуляционный насос, который обеспечивает движение воды. Такой подход обеспечивает более быстрый и равномерный прогрев помещения.

Гидравлический расчет

Гидравлический расчет необходим для оптимизации отопления. Правильный расчет позволит снизить расход газа или электроэнергии (в зависимости от того, на чем работает котел), и одновременно обеспечить теплом все отапливаемое помещение.

Расчет позволяет определить наиболее подходящие комплектующие для отопления, начиная от мощности котла и заканчивая диаметром труб. Он основан на основных параметрах системы, таких как длина, количество радиаторов, элементы гидравлического сопротивления, расход и т. Д.

Сборка своими руками

Строительство отопления состоит из нескольких этапов:

1. Установка котла и установка верхней линии, по которой вода будет подаваться в радиаторы.

2. К магистрали прилагается расширительная емкость , оборудована сливным клапаном и регулирующим патрубком.

3. Электропроводка магистрали по комнате так, чтобы ее путь пролегал через все места, где установлены аккумуляторы.

4. Параллельно первой трассе осуществляется обратный ход. . В ней в удобном месте выходит из строя циркуляционный насос.

5. Теперь можно подключать радиаторы T . Их лучше оборудовать запорной арматурой как на входе, так и на выходе — это позволит каждому радиатору работать автономно, а в случае необходимости ремонта одного из них, это можно сделать без полного отключения отопления.

Важные нюансы при установке отопления по двухтрубной схеме:

• Между первым и последним радиаторами в контуре должен быть уклон около 1 см / м .
• Должна быть возможность избегать прямых углов стыков труб , так как это может снизить расход воды. Лучше использовать пучок из двух полуветочек.
• Если котел и компенсационный бак установлены на чердаке, чердак должен быть хорошо утеплен .Кроме того, трубы, проходящие через чердак, нужно оборудовать теплоизоляцией.
• Радиаторы необходимо оборудовать кранами Маевского. для стравливания воздуха — это упростит задачу запуска и проветривания.

После установки систему необходимо обжать, чтобы исключить утечки и плохие соединения. Для этого открываются все краны, кроме наружных, после чего вода или вода подается электрическим или ручным насосом, и нагнетается давление до 3-4 атмосфер.

Затем выполняется визуальный осмотр всех соединений на предмет утечек. . Если они есть, их устраняют, и процедура повторяется.

Запуск

1. Непосредственно перед запуском закройте все вентили радиатора. — и впускной, и выпускной.
2. Медленно заполните систему водой. в противном случае может произойти гидравлический удар. Изначально контур потока заполняется до установления рабочего давления.
3. Теперь открывается нагнетательный клапан. на первом радиаторе в контуре, а затем с помощью крана Маевского из него максимально забирают воздух.
4. Когда вода без пузырьков воздуха течет из крана Маевского устойчивой струей, его следует закрыть, а медленно открыть выпускной клапан радиатора . Эту процедуру необходимо проделывать с каждым радиатором по очереди.
5. Если после работы от некоторых батарей вы слышите шумы и стуки, то вы можете повторить описанную выше процедуру через некоторое время , когда воздух в батарее поднимется вверх.

Однако выпустить сразу весь воздух из системы невозможно, он какое-то время будет проходить через сам расширительный бачок.

Принцип работы

Достоинства и недостатки

Отопление, это один из важнейших вопросов в устройстве дома, к которому следует отнестись серьезно. Строится ли новый дом или меняют систему отопления, комфорт в доме и экономия энергии зависят от правильного подхода. Недостаточно решить, какое топливо лучше использовать.Следует понимать, какой будет система. Одной из самых распространенных на сегодняшний день является двухтрубная система отопления. Но прежде чем выбрать его, нужно получить ответы на несколько важных вопросов. В чем принцип двухтрубной системы? Чем он отличается от однотрубной версии? В чем его достоинства и недостатки? Насколько сложна установка?

Принцип работы

Суть работы этой опции такая же, как и во всех отопительных системах, использующих жидкий теплоноситель.От насоса нагретая жидкость поступает в радиаторы, а затем остывшая возвращается. Таким образом, получается замкнутая система. Однако отличие этого метода — два ответвления трубы. Одна труба подает охлаждающую жидкость к каждой батарее отдельно, соединяя их параллельно, а не последовательно. А вторая ветка, тоже подключенная к каждому радиатору, забирает остывшую в них воду и отправляет ее на отопление. Но в чем его основные отличия от однотрубной системы?

Чем отличается однотрубная система?

Основное отличие в количестве патрубков, подключаемых к радиатору.В отличие от описанного выше способа подключения, в однотрубной системе радиаторы последовательно подключаются к одной трубе. В нем вода проходит от одной батареи к другой. В целом однотрубный вариант теряет популярность. Причина, по которой некоторые люди до сих пор его используют, — это дешевая установка. Такая система требует меньше материала. Однако у него много недостатков по сравнению с двухтрубной системой, о которых нельзя забывать.

• Неравномерное распределение тепла. Такая проблема существует в однотрубной системе, потому что батареи подключаются одна за другой через одну линию.Из-за этого в первом радиаторе охлаждающая жидкость хорошо прогревается, но пока не дойдет до последнего, через все батареи она уже будет охлаждаться. Таким образом, в помещении, которое отапливается первым, температура высока. Но в то же время в последней комнате будет прохладно.
• Такая система неэффективна в зданиях с большой площадью. Особенно, если в доме несколько квартир или этажей. В первой квартире будет очень жарко, а в последней очень холодно.
• Еще одним недостатком является то, что в большинстве случаев невозможно отремонтировать или заменить радиатор без остановки всей системы.Поэтому, чтобы что-то отремонтировать, придется отключить всю трассу, а это принесет много проблем в холодное время года.

Итак, из вышесказанного видно, что установка однотрубной системы отопления в доме имеет множество недостатков. Сэкономив на материале для монтажа, за качественное отопление здания придется заплатить немалую сумму. В двухтрубной системе отопления таких проблем нет. Но каковы тогда преимущества и недостатки этого вида отопления?

Преимущества и недостатки

Конечно, у этой системы есть как сильные, так и слабые стороны.Таким образом, вы должны обратить пристальное внимание на оба.
Преимущество двухтрубного варианта отопления заключается в нескольких ключевых моментах.

• Равномерное отопление помещения. Пожалуй, это одно из главных преимуществ. Благодаря тому, что радиаторы не подключаются к линии последовательно, охлаждающая жидкость не должна проходить через каждую батарею перед нагревом последней. Горячая вода поступает в радиатор независимо друг от друга. Это позволяет поддерживать в последней батарее такую ​​же температуру, как и в первой.Таким образом, во всех помещениях здания поддерживается одинаковая температура.
• Ремонт это еще один плюс. Каждый радиатор можно отдельно демонтировать или отремонтировать. Такая возможность возникает из-за того, что батареи независимы друг от друга.
• Регулировка температурного режима. Двухтрубная система позволяет регулировать температуру каждого радиатора, не влияя на остальные. Вы можете легко увеличить или уменьшить температуру в любой комнате.
• Экономия энергии. Значительно снижен расход топлива, когда не нужно сильно разжигать котел, ради хорошего прогрева последнего помещения.А если тратится меньше энергии, значит меньше денег.

Это лишь некоторые из преимуществ такой системы. Но надо учитывать недостатки.

• Стоимость материала. Для монтажа этой системы потребуется больше материала, чем для более дешевой однотрубной системы. Это означает, что вам нужно будет вложить больше.
• Трудоемкий монтаж. На установку всего необходимого оборудования придется потратить больше времени и сил. Также необходимо произвести правильные расчеты.

Это основные трудности, с которыми сталкиваются те, кто ставит себе такое отопление. Однако если сравнить все достоинства и недостатки двухтрубной системы, то становится очевидна целесообразность именно этого варианта. Хоть установка и займет больше времени и денег, но все окупится в процессе эксплуатации системы отопления.

Виды двухтрубной системы отопления

Есть несколько критериев, по которым можно разделить двухтрубную систему на виды.
1.Сначала система классифицируется по типу расширительного бачка. Бывает закрытого и открытого типа.

• Открытый тип используется все реже. Этот бак монтируется только в самой высокой точке теплотрассы. Необходимо постоянно следить, чтобы из него не переливалась вода. Давление в такой системе невысокое.
• Закрытый бак, полностью герметичная емкость. Благодаря специальной мембране он либо подает воду в трубы, либо забирает ее. Этот вариант предпочтительнее, так как он позволяет системе работать под высоким давлением.К тому же расширительный бак закрытого типа не требует наблюдения.

2. Следующая квалификация по размещению трубопроводов. Также есть 2 варианта.

• Вертикальная система отопления. Его успешно используют в многоэтажных домах. Суть этого метода в том, что радиаторы каждого этажа подключаются к вертикальному стояку. Преимущество такого подключения в том, что оно исключает возможность возникновения пробок.
• Горизонтальная система отопления.В этом случае радиаторы подключаются к горизонтальному трубопроводу. Чаще такой вариант используется в одноэтажных домах. Для борьбы с пробками используется кран Маевского.

3. Третий критерий, по которому делится двухтрубное отопление, — это способ разводки.

• Нижняя проводка. Труба, которая питает горячую воду, проложена внизу дома. Его можно проводить под полом, в подвале и так далее. Обратный трубопровод, с охлаждаемой жидкостью, установлен еще ниже.Радиаторы необходимо располагать над котлом. Это усилит движение охлаждающей жидкости. Также с этой разводкой идет верх воздуховода, который служит для отвода воздуха с магистрали.
• Верхняя проводка. Вдоль верхней части здания установлен водопровод с подогревом. Преимущественно такое место — утепленная мансарда. Расширительный бак установлен на самой высокой точке трассы.

Выбирая наиболее оптимальный вариант двухтрубной системы отопления, следует учитывать площадь здания, этажность и так далее.

Установка

Любой монтаж начинается с расчетов. Особенно если речь идет об отоплении, стоит провести гидравлический расчет. Важно точно рассчитать необходимое количество радиаторов, диаметр трубы, мощность котла, расход воды и тому подобное. Если вы ошибетесь на этом этапе, это может сказаться на эффективной работе системы отопления и дополнительных расходах на топливо.
Внимательно все обдумав и закупив материал, можно приступать к установке.Есть основные принципы, придерживаясь которых, получится наладить систему качества.

• Не экономьте слишком много денег и времени на установке системы отопления.
• В теплотрассу входят 2 трубы. Один теплоноситель подается в радиаторы, а другой возвращается в котел.
• Трубопровод, подающий воду к батареям, должен быть выше, чем тот, который подает воду к котлу.
• Не экономьте на кранах для радиаторов, байпасах и других устройствах, улучшающих работу системы отопления.
• Не допускайте крутых поворотов на шоссе, которые могут создать пробки или сопротивление.
• Подводящая труба должна быть хорошо изолирована, тогда потери тепла будут минимальными.
• Расширительный бачок также следует устанавливать в теплом месте.

Эти принципы помогут предотвратить ошибки, которые вредят хорошей работе системы. При самом выполнении установки необходимо придерживаться определенного порядка.

• Установка котла.Это самый первый шаг. Лучше всего, когда он будет в отдельном месте. Должна быть хорошая вентиляция для выветривания продуктов сгорания. Вокруг него необходимо, чтобы стены и пол были огнеупорными. Кроме того, устройство всегда должно иметь свободный доступ для облегчения обслуживания и контроля.
• От него отводится труба к расширительному бачку.
• Циркуляционный насос. Монтируется после котла. Вместе с ним устанавливается и коллекторный шкаф со всем необходимым оборудованием.
• Проводка труб. Их разносят от котла к местам, где расположены батареи. На этом этапе важно быть очень внимательным и аккуратно соединять трубы.
• Подключение радиаторов. К каждому устройству подключаются по 2 трубы. Вверху патрубка монтируется поток охлаждающей жидкости, а снизу — отвод охлаждающей жидкости. Сами батареи крепятся под окном на кронштейнах. Батарея должна находиться на расстоянии около 100 мм от подоконника, 2050 мм от стены, 100―120 мм от пола.По бокам радиатора установлены запорные краны, благодаря которым аккумулятор будет отключен без нарушения работы всей системы. После того, как установка радиаторов будет завершена, следует тщательно проверить плотность их подключения к трубам.

Если все сделать по инструкции, система будет работать корректно. Перед запуском все соединения проверяются. Они должны быть герметичными. Для улучшения работы системы и ее работы не лишним будет установить автоматику.К ним относятся: термостаты, датчики температуры, датчики погоды и так далее.

Итак, как видно из вышеизложенного, есть причины, по которым двухтрубная система отопления является наиболее популярной. Он равномерно распределяет тепло в помещении, облегчает ремонт и экономит электроэнергию. Когда произведены точные расчеты и произведен правильный монтаж, такой вариант отопления принесет тепло и уют в любой дом.

Система водяного отопления очень распространена. По статистике, таким способом отапливается более двух третей всех зданий.Однако понятие «отопительная система, работающая на воде» достаточно общее, оно включает множество разновидностей. Среди них — двухтрубная система отопления, практичный и популярный способ отопления дома.

Принцип работы и преимущества данной схемы

Сохранен основной принцип работы отопительных конструкций, работающих на воде. Система представляет собой замкнутый контур, по которому нагретая охлаждающая жидкость циркулирует от отопителя к радиаторам и обратно.

Отличительной конструктивной особенностью конструкции является наличие сразу двух ответвлений трубопровода.Один предназначен для транспортировки и распределения горячей охлаждающей жидкости. Другой удаляет остывшую жидкость из батареи и возвращает ее в котел.

Двухтрубная система отопления — широко распространенный практический способ обогрева дома. Неоспоримые преимущества системы делают ее очень привлекательной для тех, кто выбирает способ устроить отопление в своем доме. Грамотный расчет и установка системы гарантирует, что в доме будет и уютно, и тепло.

Термогидравлическая модель трубы на основе динамических уравнений для систем централизованного теплоснабжения и охлаждения

https: // doi.org / 10.1016 / j.enconman.2017.08.072Получить права и контент

Основные моменты

•

Эффективная имитационная модель для труб центрального отопления и охлаждения.

•

Справляется с сильно изменяющимся массовым расходом и температурным профилем.

•

Хорошее соответствие между симуляциями и различными измерениями.

•

Время моделирования существенно сократилось.

Реферат

Для моделирования и оптимизации сетей централизованного теплоснабжения и охлаждения требуются эффективные и реалистичные модели отдельных элементов сети, чтобы правильно представить потери или прирост тепла, распространение температуры и перепады давления.Из-за более поздних тепловых сетей, включающих децентрализованные источники тепла и холода, системе часто приходится иметь дело с переменными температурами и массовым расходом, причем реверсирование потока происходит чаще. В данной статье представлен математический вывод и программная реализация в Modelica теплогидравлической модели тепловых сетей, отвечающей указанным выше требованиям, и ее сравнение как с экспериментальными данными, так и с широко используемой моделью. Было обнаружено хорошее соответствие между экспериментальными данными из контролируемой испытательной установки и моделирования с использованием представленной модели.По сравнению с данными измерений реальной сети централизованного теплоснабжения результаты моделирования привели к большей ошибке, чем в контролируемой испытательной установке, но общая тенденция по-прежнему очень близка, и модель дает результаты, аналогичные результатам модели трубы из стандарта Modelica. Библиотека. Однако представленная модель имитирует от 1,7 (для небольшого количества объемов) до 68 (для сильно дискретизированных труб) раз быстрее, чем обычная модель для реалистичного тестового примера. Рабочая реализация представленной модели находится в открытом доступе в библиотеке IBPSA Modelica.Модель является надежной в том смысле, что размер сетки и временной шаг не нужно адаптировать к расходу, как это имеет место в моделях конечного объема.

Ключевые слова

Централизованное теплоснабжение и охлаждение

Тепловые потери

Динамическая термогидравлическая модель

Modelica

Централизованные энергосистемы

Моделирование

Тепловые сети

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2017 Автор ( с). Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Как рассчитать теплопотери

Вы когда-нибудь задумывались, как рассчитать теплопотери? В этой статье, опубликованной в журнале Process Heating, рассматриваются основные принципы теплопередачи, а также расчеты, которые используются для труб и сосудов. Подробнее читайте здесь.

На Рисунке 1 (ниже) показано сечение типичной системы трубопроводов. Он состоит из трубы, утеплителя, погодного барьера и промежутков между каждым слоем.Если труба и ее содержимое теплее окружающей среды, тепло будет передаваться от трубы к воздуху. Если от трубы передается достаточно тепла, содержимое трубы может утолщаться или затвердеть, что приведет к повреждению труб или насосного оборудования. Тепло передается от одного объекта к другому почти так же, как вода. Объекты с неравными температурами в тепловой системе стремятся к тепловому равновесию. Более горячий объект передает часть своего тепла более холодному объекту, пока он не достигнет той же температуры.Тепло может передаваться посредством теплопроводности, конвекции и излучения.

Проводимость

Электропроводность определяется как передача тепла или электричества через проводящую среду посредством прямого контакта. Скорость теплопередачи зависит от того, какое сопротивление существует между объектами с разными температурами. Во многих случаях требуется передача тепла от одной среды к другой. Приготовление пищи — это повседневный пример предполагаемой теплопередачи. Кроме того, большинство электронных компонентов работают более эффективно, если избыточное тепло, выделяемое оборудованием, отводится в среду, на которую не влияет добавление тепла.

Действует ли вещество как теплопроводник или изолятор, зависит от терморезистивных свойств вещества. Тепловое сопротивление (R) — это мера способности объекта задерживать теплопередачу за счет теплопроводности через заданную толщину вещества.

Математически R равно: R = L / k, где L — толщина изоляции в дюймах, а k — теплопроводность, (BTU) (дюйм) / (фут2) (oF) (час)

Изменение толщины (L) влияет на значение R или тепловое сопротивление изоляции.Значения K — это константы, которые зависят от физических свойств данного материала. Они измеряют способность материала передавать тепло. Некоторые общие значения K, измеренные при комнатной температуре, для материалов составляют 325,300 для стали, 2750,700 для меди, 0,250 для стекловолокна и 0,167 для воздуха. Новый призыв к действию

Конвекция

Потери из-за конвекции могут быть незначительными в системе без обширных расчетов. В любой трубопроводной системе существуют небольшие воздушные зазоры между поверхностной стеной и изоляцией.Воздушные зазоры обычно небольшие — менее одной десятой дюйма — и препятствуют потоку воздуха, который ограничивает конвекцию. Хотя небольшие воздушные зазоры не влияют на потерю тепла за счет конвекции, их терморезистивные свойства следует проанализировать, чтобы определить вклад в потери тепла в системе за счет теплопроводности.
Для иллюстрации предположим, что труба, показанная на рисунке 1, состоит из стекловолоконной изоляции толщиной 1 дюйм, а воздушный зазор между стенкой трубы и изоляцией составляет 0,05 дюйма. Используя уравнение значения R, вы можете рассчитать сопротивление изоляции и воздушный зазор.Соотношение двух сопротивлений указывает на то, что изоляция оказывает наибольшее влияние на общее тепловое сопротивление, а незначительные дефекты в применении изоляции минимальны.

Процент сопротивления за счет воздушного зазора равен 0,299, деленному на 4,299, или 6,95 процента.

Радиация

Потеря тепла из-за излучения происходит в результате передачи тепла высокоэнергетическими молекулами посредством волн или частиц. Для значительных потерь тепла из-за излучения более горячая поверхность должна быть значительно выше температуры окружающей среды — намного выше, чем наблюдается в типичных приложениях с тепловым трассировщиком.Следовательно, потерями тепла из-за излучения можно пренебречь.
На практике при низких и средних температурах конвекция и излучение составляют около 10 процентов общих тепловых потерь системы. Добавив 10 процентов, можно вычислить общую формулу для расчета теплопотерь системы через теплопроводность, конвекцию и излучение.

Расчет тепловых потерь на плоской поверхности

Термин «потеря тепла» обычно относится к теплопередаче объекта в окружающую среду.Это означает, что рассматриваемый объект — например, стена — имеет температуру выше температуры окружающей среды (рис. 2). Математически формула для расчета теплопотерь системы за счет теплопроводности, выраженная в БТЕ / час:

Q = (U) (A) (T)

, где U — проводимость, БТЕ / (фут ² ) ( ^o F) (час)

A — площадь поверхности объекта, футы ²
ΔT — разница температур (T1 -T2), ^o F
Проводимость — это величина, обратная сопротивлению, R, и может быть выражена как U = 1 / R или U = k / L.

Следовательно, другой способ выразить основную теплопотери (Q):

Q = [(k) (A) (ΔT) (1.1)] / л Потери тепла, БТЕ / час

БТЕ и ватты: сравнение.

Приведенное выше уравнение вычисляет теплопотери всей плоской площади в БТЕ / час, но электричество обычно продается в киловатт-часах. Следовательно, уравнение требует коэффициента преобразования для преобразования БТЕ в ватты. Один ватт равен 3,412 БТЕ. Изменение уравнения дает новую формулу:

Q = [(k) (A) (ΔT) (1.1)] / (3,412) (л) Тепловые потери, Вт / ч

Не можете получить достаточно информации? Подробнее читайте здесь.

Чтобы помочь вам в заказе лучшей системы отопления, позвольте знающему представителю Indeeco помочь вам сегодня же! Позвоните по телефону 314-644-4300 или посетите наш сайт www.indeeco.com.

Ваш практический справочник по конденсатоотводчикам

Конденсатоотводчики — один из важнейших компонентов системы парового отопления. Конденсатоотводчики должны удалять конденсат, воздух и CO2 из блока теплопередачи или системы распределительных трубопроводов по мере их накопления.

Конденсат — это просто вода. Вода образуется в распределительной системе из-за неизбежных потерь тепла. Вода также образуется в нагревательном оборудовании из-за передачи тепла от пара к нагретому веществу. Весь конденсат необходимо удалить из распределительной системы и теплообменного оборудования.

Конденсат в теплообменнике занимает место и, по сути, уменьшает физические размеры и, следовательно, мощность оборудования. Конденсат необходимо удалять незамедлительно, чтобы теплообменник (нагревательный змеевик, радиатор, теплообменник и т. Д.)) можно наполнить паром.

Необходимо осушить распределительную систему, а также теплообменники. Конденсат, который может скапливаться в трубах, выдувается волнами паром, проходящим над конденсатом. Пар очень быстро движется в сети и в линиях подачи. Волны блокируют поток пара в какой-то момент линии. После этого происходит конденсация, вызывающая перепад давления, который ускоряет водяную струю, превращая ее в таран, когда она сталкивается с эллипсом, клапаном, диафрагмой и т. Д., что может повредить фитинги клапанов. Этот гидроудар не только раздражает, но и может быть опасен.

Ловушки — это больше, чем просто отвод воды. Также необходимо удалить воздух и CO2. Воздух всегда присутствует в системе при запуске и в питательной воде котла. CO2 выделяется из растворенных карбонатов в питательной воде котла.

Воздух — прекрасный изолятор, но в системе парового отопления он нежелателен. Когда пар конденсируется, воздух «отслаивается» от поверхностей теплообменника.Половина процента от объема воздуха в паре снижает эффективность теплопередачи на 50 процентов!

CO2 может растворяться в конденсате с образованием угольной кислоты, которая разъедает трубы и оборудование. 02 в воздухе вызывает точечную коррозию и ускоряет коррозию.

Конденсат, воздух и CO2 следует удалять как можно быстрее и полностью с помощью конденсатоотводчика, не допуская потери пара. Для конкретного приложения может потребоваться менее эффективная ловушка, но в большинстве случаев можно использовать ловушку, которая может выполнить все требования.

Этот Info-Tec сконцентрируется на выборе конденсатоотводчиков и их размерах. Полное обсуждение надлежащей практики прокладки трубопроводов с использованием конденсатоотводчиков выходит за рамки данной статьи, хотя некоторые упоминания необходимо сделать в отношении трубопроводов; это не окончательно. Читателя предупреждают о том, что лучшая ловушка, тщательно отобранная, может дать плохую работу при неосторожной установке.

Универсального конденсатоотводчика не существует.

Конденсатоотводчики делятся на три основные категории:

Механические типы состоят из перевернутого ковша, поплавка и термостата.

Термостатические типы состоят из стилей уравновешенного давления, биметаллического расширения и жидкостного расширения.

Типы дисков — это термодинамические ловушки. Каждая конструкция ловушки имеет преимущества и ограничения, требующие

нужно учитывать при выборе.

На рис. 1 представлено очень подробное руководство Sarco по выбору. Это делает основной выбор ловушки очень простым, но это только отправная точка. Для завершения выбора необходимо учитывать размер, а также расположение и производительность.

Рисунок 1.

Слив пара из магистрали

Паровая магистраль всегда должна оставаться в ловушке, где может скапливаться конденсат .

Ловушки должны быть установлены перед:

1. Подступенка

2. Конец сети

3. Впереди клапаны и регуляторы

4. Везде конденсат будет собираться в низинах.

Это верно для контролируемых или автоматических систем разогрева. От способа разогрева зависит размер ловушек для сети.

Контролируемый прогрев — это метод, используемый, когда сеть может прогреваться только один раз в течение длительного времени, даже один раз в жизни, например, электростанция, где котел отключается только для аварийного обслуживания. Первоначальный разогрев выполняется вручную, следовательно, «разогрев под контролем». В этих системах есть ручные клапаны, открытые в атмосферу, которые не закрываются до тех пор, пока не будет выпущен весь конденсат подогрева. Затем клапаны закрываются, и ловушки берут на себя работу по удалению конденсата, образовавшегося от радиационной нагрузки. Уловители основной линии не должны иметь размер, позволяющий выдерживать нагрузку на прогрев.

Автоматический прогрев — это метод, при котором котел включается без присмотра . Нет ручных дренажных клапанов. Таким образом, ловушки должны выдерживать пусковую нагрузку конденсата .

Независимо от типа разогрева, для сифонов должны быть предусмотрены коллекторы для эффективного слива воды.

Рисунок 1 показывает, что ловушки TD Sarco, термодинамические дисковые, являются лучшими ловушками для всех сетей.Лучшая ловушка, хотя и не «неправильная», также зависит от давления насыщенного пара в магистрали. Для давления пара до 15 фунтов на квадратный дюйм лучше всего подходит сифон. Термодинамическая ловушка более 15 фунтов на квадратный дюйм — лучший выбор.

Термодинамическая дисковая ловушка от Sarco — это сама простота. У него только одна движущаяся часть — диск из нержавеющей стали. Настроить нечего. Он работает в любом положении, выдерживает гидравлический удар, замерзание и коррозионный конденсат. Они дорогие.

При запуске поступающее давление поднимает диск A с седла C.Воздух и холодный конденсат моментально выводятся через выпускное отверстие Б.

.

Горячий конденсат выделяет мгновенный пар при прохождении через сифон. Высокая скорость пара мгновенного испарения создает область низкого давления под диском и притягивает его к седлу. В камере D повышается давление из-за удара пара с более высокой скоростью о колпачок.

Давление пара мгновенного испарения в камере D заставляет диск опускаться, преодолевая давление поступающей жидкости, до тех пор, пока он не сядет на внутреннее кольцо C и не закроет вход.Диск также сидит на внешнем кольце C, удерживая давление в камере D.

Со временем конденсация снижает давление в камере D. Диск поднимается поступающим давлением. Цикл повторяется.

Дисковые ловушки при работе слышно «щелкают». Это следует учитывать при использовании дисковых ловушек, так как шум может быть нежелательным.

Ловушка не может сливать конденсат, если не существует перепада давления через сифон. Это причина собирать ноги. Они обеспечивают гидравлический напор.

Длина и размер коллекторов для контролируемого разогрева должны быть того же диаметра, что и основной, но никогда не меньше, чем на один размер трубы. Длина не должна быть меньше 8 дюймов.

Для автоматических систем разогрева диаметр коллекторного колена следует рассчитывать так же, как и для контролируемых систем, но минимальная длина составляет 28 дюймов. 28 дюймов гарантирует, что напор весом в один фунт всегда находится на входе в ловушку (28 дюймов вод.ст. = 1 фунт / кв. Дюйм).

Когда для запуска системы используется контролируемый прогрев, обычно требуется много времени для медленного прогрева системы.Это ограничивает нагрузки на трубопроводы и оборудование. Поскольку количество конденсата при запуске регулируется вручную, ловушки на магистрали будут на удивление маленькими. Таблица I используется для определения радиационных потерь в магистрали, чтобы можно было рассчитать конденсатную нагрузку с учетом размеров ловушек.

Таблица 1.

Большинство контролируемых систем разогрева — это большие системы, работающие при высоком давлении, поэтому наш пример будет заключаться в определении нагрузки по конденсату для системы, работающей под давлением 100 фунтов на кв. Дюйм, с магистралью 10 дюймов и длиной 400 футов.

Из Таблицы I найдите нагрузку по конденсату.

51 фунт / час / 100 футов

Общая нагрузка 51 x 4 = 204 фунта / час / 400 футов.

Для слива 400 Ft. Горизонтальной магистрали можно использовать одну или две ловушки. Если используется одна ловушка, то это ловушка вместимостью 204 фунта / час. при 100 фунтах на квадратный дюйм можно выбрать и рассчитать коэффициент безопасности. Производительность TD-52 Sarco 3/8 «или 1/2» составляет 370 фунтов в час. при входном давлении 100 фунтов на кв. дюйм (стр. 67 каталога Sarco).

Коэффициент безопасности = 370 фунтов./ Час = 1,8

204 фунта / час.

Минимальный коэффициент безопасности для этого типа установки составляет 1,2, поэтому коэффициент безопасности 1,8 вполне достаточен. Требуется только один TD-52 3/8 дюйма или 1/2 дюйма. Конечно, если 400-футовая магистраль не горизонтальна и не установлена ​​должным образом, может потребоваться больше ловушек в нижних точках или в других местах, где может скапливаться конденсат, как упоминалось ранее. Затем производятся расчеты пропускной способности для каждой ловушки для длины магистрали, опорожняемой ловушкой.

Калибровочные ловушки для систем с автоматическим прогревом требуют другого расчета. Теперь нам предстоит разобраться с большой разминкой. В качестве примера: автоматическая система подогрева, магистраль 75 футов 4 дюйма, давление пара 15 фунтов на кв. Дюйм, время нагрева 15 минут (время нагрева — это время, за которое котел доводит давление пара до 0 фунтов на кв. 212 ° F.)

Таблица 2.

Из Таблицы II найдите нагрузку для прогрева для 100 футов 4-дюймовой магистрали при 0 фунтах / кв. Дюйм изб. 18,2 фунта

Конденсационная нагрузка для 75 футов магистрали = 75 футов x 18.2 фунта. = 13,6 фунтов. конденсата

100 ‘

Рассчитайте средний расход конденсата: фунтов конденсата x 60 = фунт / час.

Время нагрева

13,6 x 60 = 54,4 фунта / час.

15

Это средний уровень конденсата, с которым уловитель должен справиться во время нагрева.Пропускная способность 54,4 фунта / час. DP при давлении 1 фунт / кв. дюйм является параметром выбора ловушки. (Помните, что длина колена должна быть не менее 28 дюймов, чтобы гарантировать выдержку в 1 фунт.)

Поскольку данная система представляет собой систему с максимальным давлением 15 фунтов на кв. Дюйм, манометрическая ловушка является лучшим выбором. Поплавковые и термостатические сифоны или сифоны для конденсата непрерывно отводят конденсат. Уровень конденсата всегда выше главного клапана, что обеспечивает надежное водяное уплотнение, предотвращающее утечку пара. Встроенные термостатические вентиляционные отверстия удаляют весь воздух и газы, попадающие в ловушку.Воздухозаборник самонастраивается на любое давление. Поплавковый клапан автоматически регулируется для отвода конденсата под давлением пара с той же скоростью, с которой он образуется. Клапан не «открывается и не закрывается». Это действие исключает резкие перепады давления. FT-15 1/2 дюйма или 3/4 дюйма — 489 фунтов / час. на 1 фунт. DP. (См. Страницу 58 каталога Sarco.)

Коэффициент безопасности 480 = 8,82

54.4

Рассчитанный коэффициент безопасности более чем достаточен, поскольку коэффициент 2,5 является приемлемым. Никогда не опускайтесь ниже минимального коэффициента безопасности 1,5.

Существует множество рекомендуемых факторов безопасности для конденсатоотводчиков. Учитываются тип ловушки и ее использование. Практическое правило — использовать коэффициент 2,5 для всего.

Основные ловушки в автоматических системах разогрева должны быть рассчитаны на разогревающую нагрузку. Следовательно, в зависимости от размера установки, это может привести к получению ловушки слишком большого размера.Когда в системе будет достигнуто рабочее давление, большие ловушки могут создать проблемы. Все ловушки быстро изнашиваются при легких нагрузках. Слив небольшого количества конденсата при полном давлении может создать давление в системе обратных трубопроводов, что приведет к возникновению проблем.

Параллельная установка ловушек меньшего размера с одинаковой совокупной мощностью может решить эти проблемы. На рисунке 2 показана параллельная установка с использованием ловушек TD, но ловушки также могут быть F&T.

Рисунок 2.

Если системе требуется только одна ловушка 1/2 дюйма или 3/4 дюйма, как в нашем примере, параллельное захватывание не дает ничего.Параллельный захват обычно рассматривается только в системах, достаточно больших, чтобы использовать параллельный захват.

Другие преимущества параллельного треппинга:

А.

Одна ловушка может быть отремонтирована, а другая может оставаться в эксплуатации.

Б.

Если одна ловушка выходит из строя, другая может предоставить экстренную помощь.

На рис. 3 показаны различные схемы трубопроводов для пароуловителя.

Рассчитайте конденсатную нагрузку как можно точнее.Этот расчет является наиболее важной частью выбора ловушки. Если нагрузка по конденсату в фунтах в час неизвестна, на Рисунке 4 показаны некоторые общие формулы для расчета нагрузки. Практическое правило для быстрого расчета конденсатной нагрузки: «1000 БТЕ на фунт пара». Это не совсем точно, но арифметически легко использовать для расчета нагрузки. (Фактическое утверждение должно быть таким: скрытая теплота насыщенного пара при давлении 0 фунтов на квадратный дюйм составляет 970 БТЕ.) Фунт, упоминаемый в практическом правиле, — это не давление, а вес.«Фунт» пара конденсируется в «фунт» воды.

Рисунок 4.

Как только нагрузка в фунтах в час известна, необходимо учитывать три давления:

1. Максимальное давление в паропроводе, которое может видеть теплообменное оборудование. Ловушка должна быть выбрана с номиналом, равным или превышающим это давление.

2. Фактическое давление на входе в сифон. Это будет меньше, чем давление в магистрали подачи. Давление в ловушке будет равняться давлению в паропроводе за вычетом падения давления через любые регулирующие клапаны и падения давления через часть оборудования.Емкость сифона должна основываться на расчетном давлении на входе сифона.

3. Любое противодавление, при котором ловушка должна срабатывать. Выходное отверстие уловителя может быть ниже, чем возвратная система, и для перекачки конденсата в обратную линию требуется «подъемник». Ловушка может быть подключена к общей системе трубопроводов, в которой может существовать статическое давление. На рис. 5 показано влияние такого противодавления на производительность. Например, если ловушка с входным давлением 5 фунтов на кв. Дюйм (изб.) Должна отводить конденсат в систему возврата, которая требует, чтобы конденсат подавался в обратную линию на 5 футов выше выхода ловушки, емкость ловушки будет почти сокращена. 20 процентов.6 футов водяного столба равняются 2,6 фунтам давления. 2,6 фунта на квадратный дюйм — это около 50 процентов входного давления 5 фунтов на кв. Дюйм. Рисунок 5 показывает это как 20-процентное уменьшение емкости ловушки.

Рисунок 5.

После того, как станут известны конденсатная нагрузка и условия давления, можно выбрать ловушку. Тип ловушки можно выбрать из рисунка 1. После применения коэффициента безопасности ловушку можно выбрать из каталогов производителя, в которых будут указаны мощности при различных DP.

Коэффициент запаса прочности — это соотношение максимальной производительности конденсатоотводчика и предполагаемой нагрузки.Если расчетная максимальная пропускная способность ловушки составляет 400 фунтов / час, и применяется коэффициент безопасности от 2,5 до 1, ловушка может пропускать 1000 фунтов / час. выбирается в соответствующем DP.

Как уже упоминалось ранее, коэффициенты безопасности могут варьироваться от всего лишь 1,2 до целых 4. Фактический коэффициент безопасности очень зависит от точности расчетов для определения нагрузки по конденсату. Часто необходимая информация неизвестна и о ней «лучше всего догадываются».

Коэффициент запаса прочности 2,5: 1, используемый в этих условиях, не должен приводить к чрезмерно завышенным размерам ловушки, но должен иметь достаточный коэффициент безопасности, поэтому он определенно не будет заниженным.Если расчеты нагрузки считаются достаточно точными, а цена становится большим фактором, достаточным будет коэффициент запаса прочности 2. Только если известно, что расчеты нагрузки точны, можно «безопасно» использовать более низкие коэффициенты безопасности. См. Рисунок 6.

Рисунок 6.

Вот некоторые «типичные» примеры запросов на прерывания:

Сифон необходим для парогенератора. Единственная доступная информация заключается в том, что это система «пар низкого давления», а мощность нагревателя «около 400 000 БТЕ».

Из рисунка 1 видно, что ловушка F&T — лучший выбор. Пар «низкого давления» — это давление пара 15 фунтов на кв. Дюйм или меньше. Единственное, что нам нужно сделать, это рейтинг нагревателя в БТЕ, 400 000 БТЕ. 400000 ÷ 1000 = 400 фунтов / час. конденсатная нагрузка. При коэффициенте безопасности 2,5 ловушка F&T рассчитана на 15 фунтов. с номинальной мощностью 1000 фунтов / час. на 1 фунт. DP — это наш выбор; a Sarco FT15 — 1 1/4 дюйма. Перед входом в сифон необходимо установить охлаждающую опору высотой не менее 28 дюймов, при этом сифон должен сливаться до атмосферного давления 0 фунтов на кв.

Обычное применение, когда необходимо определить размер нового уловителя, — это установка пароводяного теплообменника.

В большинстве теплообменников поток пара регулируется плавным регулятором температуры. Ловушка F&T является модулирующей ловушкой, и ее использование как лучший выбор подтверждается рисунком 1.

Скорость конденсации для любого данного теплообменника — сложная проблема. После выбора теплообменника следует проконсультироваться с производителем теплообменника, чтобы узнать скорость конденсации.Выбор ловушки должен выдерживать максимальную нагрузку при перепаде давления 1/2 фунта на квадратный дюйм. Для этого требуется, чтобы ловушка была проложена по трубопроводу, по крайней мере, на 15 дюймов ниже кожуха теплообменника, и дренаж до 0 фунтов на квадратный дюйм. Необходимо приложить все усилия, чтобы сливать в линию обратного самотечного сухого топлива. У ловушки должен быть коэффициент безопасности 2. Два значения приемлемы, поскольку скорость конденсации, указанная производителем, должна быть точной.

Хотя ловушки F&T являются первым или вторым выбором почти во всех ситуациях, есть и другие ловушки. Другие типы ловушек более специфичны для конкретного приложения.

Термостатические ловушки уравновешенного давления в основном используются в радиаторах, конвекторах и трубах FinTube. Sarco TA125 — это термостатическая ловушка с уравновешенным давлением.

Термостатические ловушки в холодном состоянии широко открыты. Следовательно, они самоотводятся и противостоят замерзанию. Когда горячий конденсат достигает элемента в сифоне, клапан закрывается. При температуре примерно на 20 ° F ниже температуры насыщенного пара ловушка открывается и выпускает конденсат. Элемент в ловушке саморегулируется во всем диапазоне давления.

Доступно множество конфигураций термостатических ловушек. Самым популярным является угловой сифон «радиаторный» с переходником на конце. Эти ловушки чаще всего имеют размер лески.

Биметаллические ловушки встречаются не часто. Их использование ограничено приложениями, в которых может использоваться явное тепло конденсата. Следовательно, установка, осушаемая биметаллическими ловушками, будет частично затопляться до того, как конденсат будет выпущен при температуре примерно на 50 ° F ниже температуры пара.

Термостатические ловушки расширения жидкости — еще одна редко используемая ловушка.Sarco Thermoton является примером ловушки такого типа. Подобно термостатической ловушке, этот тип ловушки открывается при запуске. Когда конденсат достигает заданного значения ниже 212 ° F, клапан закрывается. Уставка ловушки регулируется. Эта функция позволяет использовать физическое тепло, но снова приводит к затоплению осушаемого оборудования. Приложение должно выдерживать это наводнение. Благодаря возможности регулировки настройки температуры, эта ловушка может использоваться для очень грубого термостатического контроля температуры.Они часто используются для защиты от замерзания, когда это необходимо, путем осушения других ловушек.

Расчет расхода воды и диаметра трубы

Расход воды и диаметр трубы подробно исследованы в счетах. Системы водяного отопления, индивидуальное и региональное отопление жилых домов сегодня, завод и цех, отопление теплиц, геотермальная энергия используется для систем отопления.

Счет расхода воды

Требуется отопительная система расход воды , определение размеров трубы системы отопления (определение диаметра трубы) является первым параметром на основе служебной информации.Находясь в скорости жидкости, регистрируется перепад давления, а также другие параметры, можно указать диаметр трубы. Расход воды , температура тепла в системе отопления и температуры обратной воды рассчитываются по формуле Уравнение 1.1 ;
m = Q / (ρ × Cp × ΔT) [м³ / ч] Уравнение 1.1
здесь;

м [м3 / с]: Расход воды
Q [кВт]: тепловые требования
ρ [кг / м3]: Плотность воды (Таблица 1.1)
CP [кДж / кг ° c]: удельная температура воды (Таблица 1.1)
ΔT [° c]: разница температур в обратном трубопроводе между
Пример-1. :
Потребность в отоплении 1000 кВт, температура на выходе системы отопления 90 ° C и температура обратной линии отопления 70 ° C — это потребность в тепличной воде для отопления;
м = 1000 / (972 × 4198 × 20) = 0,0123 [м³ / ч] = ‘0,0123 × 3600 = 44,1 [м³ / ч]
Примечание: плотность и удельная теплоемкость средней температуры воды в оба конца (80 ° в) значения взяты из таблицы 1.1.

Расчет диаметра трубы

Требуется система отопления Расход воды был рассчитан после определения диаметра трубы, из которой состоит система, после того, как расчет был назначен с помощью следующих шагов.
Принцип Бернулли, поток может возникать в рассматриваемом случае A, точка B должна иметь больше энергии. ( Рисунок 1.1 ) Эта разница в энергии, трение в трубе между жидкостью и внутренними колоннами трубы, используемое для преодоления сопротивления.

Рисунок 1.1 — Принцип Бернулли

Полный перепад давления энергообменной жидкости hf (м). Падение давления зависит от следующих параметров.
L [м]: длина трубы
D [м]: внутренний диаметр трубы
V [м / с]: среднее значение скорости жидкости
μ [Па с]: динамическая вязкость жидкости
ρ [кг / м3]: жидкость плотность
KS [м]: Шероховатость трубы
Падение давления создает сопротивление жидкости, уравнение Д’Арси-Вайсбаха известно как Уравнение 1.2 рассчитывается из.
HF = λ × (L / D) × [(ρ. V ²) / 2] [Па] Уравнение 1.2
здесь;

HF [Па]: перепад давления
λ [-]: коэффициент трения (диаграмма Муди на рис. 1.2)
L [м]: длина трубы
D [м]: внутренний диаметр трубы
В [м / с]: в средней скорости жидкости (Уравнение 1.3)
ρ [кг / м3]: Плотность жидкости
Расчет диаметра трубы, Уравнение 1.2 выполняется с использованием формы метода проб и ошибок.Расход жидкости приблизительно соответствует выбранному диаметру трубы; выбранный диаметр трубы и другие параметры, Вместо этого используется уравнение 1.2 . Длина трубы, L, а не 1, позволяет рассчитать падение давления в расходомере жидкости в трубе. В системах отопления рекомендуется перепад давления на трубу с любовницей для труб малого диаметра (от труб DN150) на 100-200 Па / м, а для труб большого диаметра на 100-150 Па / м. довести падение давления до диаметра трубы Выбранный, должен оставаться в пределах рекомендуемого диапазона падения давления.Если падение давления, происходящее в соответствии с выбранным анкерным креплением, не выбрано в диапазоне диаметров, путем изменения расчетов перепадов давления в этом диапазоне снова будет до.
Скорость нахождения в жидкости рассчитывается по Уравнению 1.3 .
V = (4 × м) / (π × D ²) [м / с] Уравнение 1.3

здесь; V [м / с]: средняя скорость жидкости
м [м3 / с]: расход воды (уравнение 1.1)
D [м]: внутренний диаметр трубы

Рис. 1.2 Диаграмма Муди
Также описаны расчет расчета диаметра трубы и перепада давления, относительной шероховатости, числа Рейнольдса, расчет динамической вязкости жидкости, а также другие необходимые параметры Пример-1.2 .

Пример-1.2 :
Потребность в отопительной воде 45 [м³ / ч] — это диаметр трубы системы отопления теплицы? (Средняя температура воды 80 ° С)

1. Итерация (диаметр трубы = DN150, D = 160, 3 мм)
• Скорость нахождения в жидкости рассчитывается по Уравнению 1.3 .

V = (4 × 45) / (π × 3600 × 0,1603 ²) = 0,62 [м / с]
• Коэффициент Рейнольдса основан на числе числа Рейнольдса и рассчитывается по уравнению 1.4

Re = ρ × V × D / μ [-] Уравнение 1.4

здесь;
Re [-]: Число Рейнольдса
ρ [кг / м3]: Плотность жидкости (Таблица 1.1)
В [м / с]: в средней скорости жидкости (Уравнение 1.3)
D [м]: внутренний диаметр трубы
μ [Па · с]: динамическая вязкость воды (Таблица 1.1)

Таблица 1.1 — тепловые свойства воды
Из уравнения 1.4;

Re = 971,82 × 0,62 × 0,1603 / (0,355 × 10-³) = 272071 [-]

• Относительный коэффициент трения, зависящий от относительной шероховатости, рассчитывается по формуле Уравнение 1.5 .

B. Шероховатость = ks / D [-] Уравнение 1.5

здесь;
KS [м]: Шероховатость трубы (Таблица 1.2)
D [м]: Внутренний диаметр трубы

Таблица 1.2 — в соответствии с коэффициентами шероховатости в материале

Уравнение 1.5 ден;
B. Шероховатость = 0,045 * 10-³ / 0,1603 = 0,0003 [-]

• Коэффициент трения, число Рейнольдса (272071) и относительное значение pürüzlülüğe (0,0003) из рисунка 1.2 λ = 0,016.

• Все эти значения находятся в Уравнение 1.2 вместо этого рассчитывается по перепаду давления.

HF = 0,016 × (1 / 0,1603) × (971,82 × ² 0,62 / 2) = 18,64 [Па / м]

Падение давления от рекомендуемых падений давления (100–150 Па / м) очень мало и меньше диаметра, указанного выше, с учетом цифр, которые повторяются до значения в пределах диапазона падения давления.

2. Итерация (диаметр трубы = DN100, D = 107, 1 мм)

V = (4 × 45) / (π × 3600 × 0,1071 ²) = 1,39 [м / с]
Re = 1,39 × 971,82 × 0,1071 / (0,355 × 10-³) = 407532 [- ]
B. Шероховатость = 0,045 * 10-³ / 0,1071 = 0,0004 [-]

• Коэффициент трения, число Рейнольдса (407532) и относительное значение pürüzlülüe (0,0004) из рисунка 1.