Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет однотрубной системы отопления: что учитывать при расчете + практически пример

Расчет однотрубной системы отопления с примерами

Самостоятельный гидравлический расчет однотрубной системы отопления

Самостоятельный расчет и монтаж

Наверное, нет смысла подвергать сомнению утверждение, что автономный обогрев собственного жилища имеет ряд преимуществ перед централизованными системами отопления. Единственным недостатком можно считать достаточно большие первоначальные вложения, львиную долю которых составляет проведение гидравлического расчета однотрубной системы отопления. В этой публикации будет рассказано, как самостоятельно рассчитать однотрубную отопительную систему (СО) для небольшого помещения или частного дома.

Сбор данных и подготовительные расчеты

Прежде всего ответим, для чего нужен гидравлический расчет?

  1. Для эффективного обогрева всех помещений независимо от внешней и внутренней температуры воздуха.
  2. Для снижения эксплуатационных затрат, которые возникают в процессе работы отопительного оборудования.
  3. Для снижения затрат, связанных с приобретением оборудования и материалов. Это касается грамотного подбора диаметров трубопровода на каждом участке отопительной системы.
  4. Для снижения уровня шума, связанного с движением теплоносителя по контуру.
  5. Для стабильной работы отопительной системы.

Для того чтобы сделать расчет системы отопления (в этом повествовании будет говориться исключительно об однотрубной схеме с принудительной циркуляцией теплоносителя), необходимо получить следующие данные:

  • Необходимую мощность теплогенератора.
  • Мощность и количество радиаторов для каждого отапливаемого помещения.
  • Диаметр и протяженность отопительного контура.

Имея на руках искомые данные можно переходить к подбору циркуляционного насоса, расчетам количества теплоносителя, емкости расширительного бака и настройки группы безопасности. Теперь обо всем по порядку.

Расчет тепловой производительности котельной установки

Итак, вы решили создавать однотрубную систему отопления частного дома своими руками. Первое, что нужно сделать, чтобы узнать искомую величину мощности теплогенератора – это произвести расчет теплопотерь каждого отапливаемого помещения. Как известно, основные потери тепла исходят от:

  • Наружных стен.
  • Потолка.
  • Пола.
  • Окон.

На примере рассмотрим теплопотери угловой комнаты, с размерами 6 х 3 метра, двумя окнами 1,5 х 1,2 м, и высотой потолков 2,5 м.

  1. Наружные стены (S1) = (6 х 2,5)+(3 х 2,5)-2 (1,5 х 1,2); S1= 15+7,5-3,6=18,9 м 2
  2. Окна (S2) = 2(1,5 х 1,2)= 3,6 м 2
  3. Пол (S3) = 18 м 2
  4. Потолок (S4) =18 м 2

Применяем формулу расчета теплопотерь (Q) = k; для наружных стен k = 62; для окон k = 135; для пола k = 35; для потолка k = 27. Подставляем необходимые значения.

  1. Q1 = 18,9 х 62 = 1171,8 Вт или 1,172 кВт;
  2. Q2 = 3,6 х 135 = 486 Вт или 0,486 кВт;
  3. Q3 = 18 х 35 = 630 Вт или 0,63 кВт
  4. Q4 = 18 х 27 = 486 Вт или 0,486 кВт;

Теперь суммируем все теплопотери для выявления необходимого количества тепла, которого необходимо для конкретного помещения = 2,774 кВт;

Те же действия необходимы для каждого отдельного помещения. Суммируя теплопотери можно сделать вывод о необходимой производительности котельной установки. Есть методика менее точная, но достаточно надежная и быстрая: необходимо использовать удельную мощность котлоагрегата рекомендованную в зависимости от региона.

Зависимость удельной мощности от региона

Тепловую производительность котельной установки можно высчитать, используя Wк = Wуд х S/10; где:

Wк = мощность котлоагрегата;

Wуд = рекомендованная удельная мощность, представленная на рис.;

S/10 = площадь обогреваемого помещения на 10 м 3 .

Теперь, когда, есть данные о мощности котлоагрегата, необходимого для обогрева дома, можно приступать к чертежам контура отопительной системы, прикидывать место размещения радиаторов отопления.

Расчет количества и мощности батарей

Как в однотрубном подключение радиаторов отопления, так и в двухтрубных схемах, эффективность отопления конкретного помещения зависит не только от количества секций радиаторов, их конструкции, материала, из которого они изготовлены, площади поверхности и способа подсоединения к магистральному трубопроводу, но и от материала стен и способа утепления, теплопотерь в окнах и пр.

Воспользуемся рекомендованными данными, которые можно найти в специализированной литературе. 1 м 3 в кирпичном доме требует приблизительно 0.034 кВт тепла для поддержания комфортной температуры; в доме из СИП – панелей – 0,041 кВт; в кирпичном доме с утепленными: перекрытием, чердаком, несущими стенами, фундаментом – 0,02 кВт.

Для примера, рассмотрим подбор батарей для комнаты 18 м 2 с высотой потолков 2,5 м. в кирпичном доме. (0,034 кВт).

  1. Узнаем объем помещения: 18 х 2,5 = 45 м 3 .
  2. Рассчитываем, сколько необходимо тепловой энергии для данной комнаты: 45 х 0,034 = 1,53 кВт

Теперь нужно воспользоваться таблицей, с характеристиками батарей.

Характеристики радиаторов

На рисунке показаны основные характеристики наиболее распространенных радиаторов. Исходя из представленных данных, лучшее соотношение характеристик и стоимости у алюминиевых батарей. Нам необходимы данные о мощности одной секции, нижняя граница которой равна 0,175 кВт.

  1. Делим полученный результат на мощность секции выбранного типа радиаторов и получаем количество секций: 1,53/ 0,175 = 8,74

Итог: для обогрева помещения 45 м 3 нам необходим алюминиевый радиатор, состоящий из 9 секций. Аналогичные расчеты проведите для каждой комнаты в доме.

Вычисления диаметра трубы для отопительного контура

Данная процедура является обязательной при расчете любой системы отопления. В однотрубных схемах – это еще и достаточно сложно сделать, так как теплоноситель все больше остывает в каждом последующем радиаторе. Для поддержания определенной температуры нужно на каждом последующем участке контура увеличивать скорость движения теплоносителя. Сделать это можно, уменьшая диаметр трубы, согласно необходимой тепловой мощности для каждого радиатора.

Сделать вычисления можно по формуле Rср = β*?рр/∑L; Па/м, Получим среднее значение потери давления вследствие трения на 1 метр расчетного кольца СО. Далее, используя формулу, рассчитываем диаметр трубопровода для конкретного участка контура. Диаметр трубопровода

∆t° —разница температур теплоносителя между входом и выходом из котлоагрегата, °С
Q —количество тепла, необходимое на обогрев конкретного помещения
V — скорость теплоносителя, м/с

Несколько слов о скорости движения воды в системе. Чтобы отопление работало эффективно необходимо чтобы скорость движения теплоносителя была как можно выше. Однако, при этом увеличивается давление в системе и возникает шум от трения о поверхность трубопровода. Оптимальная скорость теплоносителя в горизонтальной однотрубной системе отопления должна находиться в пределах 0,3 – 0,7 м/сек. Медленнее – возможно завоздушивание; Быстрее – появляется шум.

Пример расчета

Существуют таблицы, в которых можно выбрать необходимый диаметр труб. Для этого диаметра предлагается оптимальная скорость и расход теплоносителя. Рассмотрим пример подбора труб из армированного полипропилена для каждого участка отопительного контура с 6-ю радиаторами разной мощности.

Важно! В таблице указан внутренний диаметр трубы. Оптимальные результаты находятся в колонках, обозначенных синим цветом.

Зависимость расхода от диаметра

  1. На первом участке СО (от выхода котла до радиатора) мощность системы 15 кВт. Выбираем данные, соответствующие мощности из синих колонок. Подходит труба с внутренним диаметром 20 мм и 25 мм. Выбираем 20 мм (она дешевле). Скорость движения теплоносителя на этом участке будет 0,6 м/с; расход теплоносителя, через трубу такого диаметра при данной скорости – 659 кг/ч. Данные мощности
  2. Первый радиатор имеет мощность 3 кВт поэтому нагрузка на нем уже 15 – 3 = 12 кВт. В оптимальной зоне таблицы данное значение находится в зоне трубы 20 мм. Оптимальная зона
  3. На участке между первым и вторым радиатором: 12 кВт – 2,5 = 9,5 кВт; диаметр трубы 20 мм.
  4. На третьем радиаторе тепловая нагрузка падает уже до 9,5 – 2 = 7,5 кВт. Исходя из таблицы на этом участке требуется труба с 15 мм внутреннего диаметра.
Читайте так же:
Общие положения документа о гигиенических требованиях к качеству воды нецентрализованного водоснабжения

Аналогично делается расчет трубопровода на всех участках СО.

Совет: Следует знать, что армированный полипропилен имеет несколько другие внутренние размеры, чем указано в таблице. Показанный нами пример внутреннего диаметра 20 мм реально имеет 21,2 мм. и маркировку ПП32, и соответственно внешний диаметр 32 мм.

Расчет объема расширительного бака

Для того чтобы рассчитать объем расширительного бачка мембранного типа следует знать количество теплоносителя, который находится в отопительном контуре. Зависимость такая: расширительный бак должен быть объемом в 10 % от количества теплоносителя.

Количество воды в СО рассчитывается по формуле: W = π (D 2 /4) L где:

  • π – 3,14;
  • D – внутренний диаметр участка трубопровода;
  • L – длина участка трубопровода (если весь контур выполнен из трубы одного диаметра, то считаем длину контура).

Например, внутренний диаметр трубопровода из армированного полипропилена – 21,2 мм = 0,021м; длина контура – 100 м. 3,14 х (0,021 2 /4) х 100 = 0.0345м 3 или 34,5 литра. От сюда вывод: при объеме теплоносителя в системе 34,5 л, в температурных пределах СО от 0 до 80°С и давлении в системе от 0,3 до 1 Бар, необходим расширительный бак, емкостью 3,5 л.

Чтобы рассчитать параметры циркуляционного насоса нужны данные о мощности котла, разница температур на входе и выходе котельной установки. Далее можно воспользоваться формулой Q = N /(t 2- t 1), где N – мощность котлоагрегата; T1 – температура теплоносителя на подающем патрубке, T2 – температура охлажденного теплоносителя на обратной ветке контура.

Совет: следует знать, что для построения грамотной однотрубной системы отопления, кроме полученных данных необходимо сделать расчет гидравлических сопротивлений, которые возникают на равнопроходных отводах, учесть гидравлические потери на точках сужения трубопровода, грязевике и обратном клапане (если предполагается). Данный расчет сделать самостоятельно достаточно просто, используя программы: «Гидравлические и тепловые расчеты» и HERZ. C. O. С.

Что учитывать при расчете однотрубной системы отопления

Однотрубная система отопления – одно из решений разводки труб внутри зданий с подключением отопительных приборов. Эта схема оказалась наиболее простой и эффективной. Построить тепловую ветку по варианту «одна труба» для домовладельцев дешевле, чем другими способами.

Для обеспечения работы контура необходимо провести предварительный расчет однотрубной системы отопления – это позволит поддерживать заданную температуру в доме и не допустить потери давления в сети. С этой задачей вполне можно справиться самостоятельно. Сомневаетесь в своих силах?

Мы расскажем, в чем особенности устройства однотрубной системы, приведем примеры рабочих схем, объясним, какие расчеты необходимо произвести на этапе проектирования отопительного контура.

Устройство однотрубного отопительного контура

Гидравлическая устойчивость системы традиционно обеспечивается оптимальным выбором номинального диаметра труб (DSL). Реализовать стабильную схему путем подбора диаметров, без предварительной наладки систем отопления с терморегуляторами, довольно просто.

именно к таким системам отопления напрямую относится однотрубная схема с вертикальной / горизонтальной установкой радиаторов и при полном отсутствии запорно-регулирующей арматуры на стояках (ответвлениях к приборам).

Наглядный пример установки радиаторного элемента в схему, организованную по принципу циркуляции для трубы. В этом случае используются металлопластиковые трубопроводы с металлической арматурой

Изменяя диаметры труб в однотрубном кольцевом контуре отопления, можно достаточно точно уравновесить возникающие потери давления. Регулирование потоков хладагента внутри каждого отдельного нагревательного устройства гарантируется установкой термостата.

Обычно в процессе проектирования системы отопления по однотрубной схеме на первом этапе строятся группы трубопроводов радиатора. На втором этапе выполняется подключение циркуляционных контуров.

Классическое схемотехническое решение, где используется труба для подачи теплоносителя и распределения воды по радиаторам отопления. Эта схема – один из самых простых вариантов (+)

При проектировании блока трубопроводов для отдельного устройства необходимо определить потерю давления в блоке. Расчет производится с учетом равномерного распределения потока хладагента термостатом относительно точек подключения на этом участке контура.

В рамках этой же операции рассчитывается коэффициент инфильтрации и определяется диапазон параметров распределения потока в секции закрытия. Уже исходя из рассчитанного диапазона ответвлений строят циркуляционное кольцо.

Подключение циркуляционных контуров

Чтобы качественно провести центровку циркуляционных колец однотрубного контура, делается предварительный расчет на любые потери напора (∆Ро). При этом не учитывается потеря давления на регулирующем клапане (∆Pk).

Кроме того, по величине расхода теплоносителя в торцевом сечении циркуляционного кольца и величине к (график в технической документации на устройство) определяется значение уставки регулирующего клапана.

Этот же показатель можно определить по формуле:

где это находится:

  • Кв – установленное значение;
  • G – расход теплоносителя;
  • К – потеря давления на регулирующем клапане.

Подобные расчеты производятся для каждого отдельного регулирующего клапана в однотрубной системе.

правда, диапазон потерь давления на каждой РВ рассчитывается по формуле:

где это находится:

  • О – возможные потери давления;
  • ∆Рк – потеря давления на РВ;
  • ∆Рn – потеря давления в сечении рециркуляционного кольца n (без учета потерь в RV).

Если в результате расчетов не были получены требуемые значения для всей однотрубной системы отопления, рекомендуется использовать вариант однотрубной системы, включающий автоматические регуляторы расхода.

На обратной линии теплоносителя установлен автоматический регулятор расхода. Устройство регулирует общий расход теплоносителя для всего однотрубного контура

Такие устройства, как автоматические регуляторы, монтируются на концевых участках контура (точки подключения на стояках, ответвлениях) в точках подключения к обратной линии.

Если технически изменить конфигурацию автоматического регулятора (поменять местами сливной кран и пробку), то возможна установка приборов и на подводящих магистралях теплоносителя.

С помощью автоматических регуляторов расхода контуры циркуляции подключаются. В этом случае перепад давления ∆Pc определяется на концевых участках (стойки, приборные отводы).

Остаточные перепады давления в границах циркуляционного кольца распределяются между общими участками труб (∆Pmr) и общим регулятором расхода (∆Pp).

Значение общей уставки времени регулятора выбирается по таблицам, представленным в технической документации, с учетом ∆Pmr конечных участков.

Рассчитайте потерю давления на концевых участках по формуле:

где это находится:

  • ∆Рр – расчетное значение;
  • ∆Рpp – заданный перепад давления;
  • ∆Pmr – утечки Prab на участках трубопровода;
  • Р – потери Ррр на сумму РВ.

Регулировка автоматического регулятора главного циркуляционного контура (при условии, что перепад давления изначально не задавался) осуществляется с учетом установки минимально возможного значения из диапазона регулировки в технической документации на устройство.

Качество регулирования расхода автоматикой общего регулятора контролируется разницей перепадов давления на каждом отдельном регуляторе стояка или ответвления прибора.

Читайте так же:
Что такое коэффициент светодиодных ламп — спектр света и его влияние на человека

Применение и бизнес-кейс

Отсутствие требований к температуре охлаждаемого теплоносителя является отправной точкой при проектировании однотрубных систем отопления на термостатах с установкой ТП на подводящих магистралях радиаторов. В этом случае необходимо оборудовать подстанцию ​​автоматическим регулированием.

Термостат установлен на магистрали, подающей теплоноситель к радиатору отопления. Для монтажа использовалась металлическая арматура, удобная для работы с полипропиленовыми трубами

На практике используются и схемные решения, где на подводящих линиях радиаторов нет термостатических устройств. Но использование таких схем связано с несколько другими приоритетами обеспечения микроклимата.

Обычно однотрубные схемы, где нет автоматического регулирования, используются для групп помещений, спроектированных с учетом компенсации тепловых потерь (50% и более) за счет дополнительных устройств: приточной вентиляции, кондиционирования, электрического отопления.

Кроме того, устройство однотрубных систем встречается в проектах, где стандарты допускают температуру теплоносителя, превышающую предельное значение рабочего диапазона термостата.

Проекты многоквартирных домов, в которых работа системы отопления увязана с учетом потребляемого тепла по счетчикам, как правило, строятся по однотрубной схеме периметра.

Однотрубная схема периметра – это своеобразная «классика жанра», которая часто применяется в практике строительства муниципального и частного жилья. Считается простым и дешевым по нескольким условиям (+)

Экономическая обоснованность реализации данной схемы зависит от расположения основных стояков в разных точках конструкции.

Основным критерием расчета является стоимость двух основных материалов – труб отопления и фитингов.

Согласно практическим примерам реализации периметральной однотрубной системы увеличение Dy проходного сечения труб в два раза сопровождается увеличением закупочной стоимости труб в 2 раза. 3. А стоимость фурнитуры увеличивается до 10 раз в зависимости от материала, из которого она сделана.

Расчетная база для установки

Монтаж однотрубного контура по расположению рабочих элементов практически не отличается от устройства таких же двухтрубных систем. Столбы ствола обычно располагаются вне жилых помещений.

Правила СНиП рекомендуют прокладывать стояки внутри специальных колодцев или желобов. Линия квартир традиционно построена по периметру.

Пример размещения труб системы отопления в специально перфорированных стыках. Этот вариант устройства часто используется в современном строительстве

Трубы укладываются на высоте 70-100 мм от верхнего края основания пола. Или установка выполняется под декоративный плинтус высотой от 100 мм, шириной до 40 мм. Современное производство выпускает такие специализированные покрытия для монтажа сантехники или электрических коммуникаций.

Радиаторы транспортируются сверху вниз по трубам, подводимым с одной или с обеих сторон. Расположение термостатов «на определенной стороне» не критично, но если отопительный прибор устанавливается возле балконной двери, ТП следует устанавливать на самой дальней от двери стороне.

Прокладка труб за плинтусом кажется выгодной с точки зрения декора, но напоминает нам о недостатках, когда речь идет о проходе в помещениях, где есть межкомнатные двери.

Обвязка под декоративный плинтус. Можно сказать, что это классическое решение для однотрубных систем, вводимых в новостройках разного класса

Соединение отопительных приборов (радиаторов) с однотрубными стояками осуществляется по схемам, допускающим небольшое линейное удлинение труб, или по схемам с компенсацией удлинения трубы из-за разницы температур.

Третий вариант схемных решений, где предполагается использование трехходового регулятора, не рекомендуется из соображений экономии.

Если устройство системы предусматривает прокладку стояков, скрытых в пазах стен, в качестве соединительной арматуры рекомендуется использовать угловые термостаты типа RTD-G и запорную арматуру, аналогичную устройствам серии RLV.

Возможности подключения: 1,2 – для систем, допускающих линейное расширение труб; 3.4 – для систем, рассчитанных на использование дополнительных источников тепла; 5.6 – решения с трехходовыми клапанами считаются нерентабельными (+)

Диаметр патрубка к отопительным приборам рассчитывается по формуле:

где это находится:

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

Отвод выполняется с определенным уклоном (не менее 5%) в сторону свободного выхода теплоносителя.

Выбор основного циркуляционного контура

Если проектное решение предполагает установку системы отопления на основе нескольких циркуляционных контуров, необходимо выбрать основной циркуляционный контур. Теоретический (и практически) выбор должен быть сделан в соответствии с максимальной теплотой сгорания самого удаленного радиатора.

Этот параметр в определенной степени влияет на оценку гидравлической нагрузки в целом, приходящейся на циркуляционное кольцо.

Циркуляционное кольцо в виде структурной схемы. Таких колец может быть несколько для разных вариантов дизайна. При этом только одно кольцо является основным (+)

Теплопередача удаленного устройства рассчитывается по формуле:

ATp = Qv / Qop + ΣQop,

где это находится:

  • ATp – расчетная теплоотдача выносного устройства;
  • Qw – требуемая теплоотдача удаленного устройства;
  • Qop – передача тепла от радиаторов в комнату;
  • ΣQop – сумма необходимой теплоотдачи всех устройств в системе.

В этом случае параметром суммы необходимой теплоотдачи может быть сумма значений устройств, предназначенных для обслуживания здания в целом или только его части. Например, путем отдельного расчета тепла для помещений, охваченных отдельным стояком, или отдельных участков, обслуживаемых приборным ответвлением.

Как правило, расчетная теплопередача любого другого радиатора отопления, установленного в системе, рассчитывается по несколько иной формуле:

где это находится:

  • Qop – теплоотдача, необходимая для отдельного радиатора;
  • Qпом – потребность в тепле для конкретного помещения, где используется однотрубная схема.

Самый простой способ разобраться в расчетах и ​​применении полученных значений – это использовать конкретный пример.

Практический пример расчета

В жилом доме необходима однотрубная система, управляемая термостатом.

Номинальное значение расхода устройства при максимальном пределе настройки составляет 0,6 м3 / ч / бар (k1). Максимально возможная характеристика расхода для этого установленного значения составляет 0,9 м3 / ч / бар (k2).

Максимально возможный перепад давления TP (при уровне шума 30 дБ) – не более 27 кПа (ΔP1). Напор насоса 25 кПа (ΔP2) Рабочее давление системы отопления – 20 кПа (ΔP).

необходимо определить диапазон потерь давления для ТП (ΔP1).

Значение внутренней теплопередачи рассчитывается следующим образом: Atr = 1 – k1 / k2 (1 – 06/09) = 0,56. Отсюда рассчитывается требуемый диапазон перепадов давления на ТП: ΔP1 = ΔP * Atr (20 * 0,56… 1) = 11,2… 20 кПа.

Если самостоятельные расчеты приводят к неожиданным результатам, лучше всего обратиться к специалисту или воспользоваться компьютерным калькулятором для проверки.

Выводы и полезные видео по теме

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

Следует отметить, что полный расчет даже самых простых решений сопровождается множеством расчетных параметров. Конечно, рассчитывать все без исключения справедливо при условии, что отопительная конструкция устроена близко к идеальной. Однако на самом деле нет ничего идеального.

Поэтому они часто полагаются на расчеты как таковые, а также на практические примеры и результаты этих примеров. Особенно популярен такой подход для частного домостроения.

Есть что добавить или есть вопросы по расчету однотрубной системы отопления? Вы можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться своим опытом организации отопительного контура. Форма обратной связи находится в нижнем блоке.

Читайте так же:
Ошибки кондиционеров Samsung: как определить нарушение в работе по коду и устранить неисправность

Что учитывать при расчете однотрубной системы отопления

Однотрубная система отопления – это схемное решение на разводку труб внутри зданий с подключением приборов нагрева. Такая схема видится наиболее простой и эффективной. Сооружение отопительной системы по варианту «одной трубой» обходится домовладельцам дешевле иных способов.

Но устройству такой схемы обязательно должен предшествовать расчет однотрубной системы отопления для повышения КПД.

  • Устройство однотрубной схемы отопления
    • Увязывание циркуляционных колец
    • Применение и экономическое обоснование
    • Расчётные основы для монтажа
    • Выбор основного циркуляционного кольца

    Устройство однотрубной схемы отопления

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

    Именно к таким отопительным системам прямое отношение имеет однотрубная схема 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 установка терморегулятора.

    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

    Здесь 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

    Здесь: ∆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:

    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.

    Расчётные основы для монтажа

    Монтаж однотрубной схемы, с точки зрения расположения рабочих элементов, практически не отличается от устройства тех же двухтрубных систем. 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 монтаж прибора отопления 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

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

    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 формулой:

    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 самостоятельные расчеты 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.

    Однотрубное отопление в доме

    Идея создать однотрубную систему отопление в частном доме может показаться на первый взгляд заманчивой. Вероятно, что одна труба вместо двух, намного дешевле. Наверное, такую систему проще монтировать…. Однотрубку можно положить даже под плинтус – не сложно спрятать, это же не две трубы…

    Разберемся по порядку, действительно ли дешевле? Проще ли сделать? Но самое главное – как поведет себя однотрубная система в эксплуатации? Не будет ли отопление в доме просто некачественным. Не окажутся ли недостатки системы слишком весомыми. И поэтому однотрубная (ленинградка) не будет применима вообще…

    Сколько радиаторов и как их подключить

    Сколько радиаторов чаще в доме? Сегодня обычным домом окажется строение с мансардным этажем и отапливаемой площадью 200 м кв. При этом внизу находится с десяток радиаторов и на мансарде штук 5. Если рассмотреть домик одноэтажный 100 м кв., то понадобится от 8 отопительных приборов.

    Если их подключить одной трубой последовательно один за другим, то последний окажется холодным, при обычных параметрах отопительной сети.

    Если их подключить параллельно к одной трубе – то же самое последний будет «ледяным», если характеристики отопления обычные…
    Но что подразумевается под словом «обычные»?

    Включение радиаторов при однотрубке

    Нормальные технические характеристики

    При создании отопления все стремится к минимизации, упрощению, удешевлению.

    Для движения теплоносителя применяются циркуляционные насосы, бесшумные и слабомощные. Максимальна мощность двигателя обычно до 100 Вт. Новейшие модели с компьютерным управлением умеют выбирать наиболее экономичный режим работы сами, и пользователи радуются, когда табло показывает потребляемую мощность 12 Вт при площади дома 150 м кв.

    Насос для отоления с экономией энергии

    Трубы применяются внутренним диаметром 16 мм для одного – двух радиаторов и 20 мм для группы до 6 шт., 25 мм уже может быть магистралью от котла для целого дома.
    Что же будет с однотрубкой, если все это применить к ней?

    Экономия при создании и эксплуатации

    Если однотрубную систему создать с прогрессивными (экономичными) параметрами отопления, то она в масштабах дома (5 и более радиаторов в кольце) окажется не работоспособной, потому что последние радиаторы будут холодными.

    Обычный циркуляционный насос не обеспечит скорость теплообмена (подачу необходимой энергии для последовательного включения). А обычный диаметр труб создаст слишком большое гидравлическое сопротивление, при попытке увеличить расход жидкости.

    Чтобы нагреть последний в кольце прибор нужен мощный насос и кольцевая труба большого диаметра.

    Массивная однотрубная система отопления

    Какая температура радиаторов у ленинградки

    При последовательном включении на одну трубу радиаторы будут забирать часть энергии и постепенно остужать теплоноситель. Если температура на подаче +60 град, то на каждом радиаторе потеря при обычной циркуляции теплоносителя (до 30Вт на насос) составит примерно 7% или 4 град. Тогда на выходе из 4-го радиатора будет плюс 48 град С. Но 5-й в кольце будет уже малопригодным для обогрева. А к примеру, на восьмом радиаторе в кольце – будет 32 град, — просто холодный.

    распределение температур в однотрубной системе отопления

    Выравнивание температуры между подачей и обраткой возможно только при большом диаметре труб и мощном насосе, создающем достаточный расход теплоносителя.

    Расточительная однотрубка для больших домов

    В больших домах, с несколькими десятками радиаторов, где эксплуатационные потери не слишком велики можно рассмотреть вариант однотрубной системы отопления.

    • Применяется стальная труба большого диаметра (от 50 мм) согласно проектному расчету, с особым насосом, создающими значительную скорость движения жидкости, до предела возникновения шума в трубе. Труба размещается по кольцу внешней стены во внутрипольном пространстве.
    • К трубе подключаются пары отводов под радиаторы или внутрипольные конвектора под высокими окнами. Разность давление создается не только за счет остывания жидкости в приборах, но главным образом, за счет монтажа в трубе паруса на подающем патрубке.
    • Значительные затраты на создание и эксплуатационные потери нивелируются большой мощностью отопления, и не являются значимыми, при рассмотрении всей затратной части строительства такого дома. С уменьшением площади отопления роль указанных затрат будет возрастать и они окажутся неприемлемыми.

    Почему так расточительно

    Можно ли транжирить ресурсы, и делать столь не экономичную систему отопления при создании и особенно при эксплуатации? Там, где можно задействовать на циркуляцию 20 Вт будет тратится 200 Вт. (?), Сколько точно, — покажут лишь расчеты на конкретную гидравлическую сеть, на в любом случае – в разы больше.

    Остается непонятным зачем нужная дорогая эксплуатация, ведь только за сутки в разнице набегает киловатт-другой энергии, а за годы эксплуатации – приличная куча денег, выброшенная на ветер.

    Другие методы выравнивания температуры – глубокая балансировка первых радиаторовЮ делает всю систему еще дороже и не устойчивой в работе. Рекомендуется как выход – увеличивать площадь радиаторов для компенсации потери температуры. Но тогда уже 8-й в кольце должен быть вдвое большей площади, чем первый, – слишком расточительный метод отопления.

    При увеличении диаметра трубы в два раза, ее стоимость растет быстрее. Стоимость ее фитингов и кранов увеличивается в несколько раз. Любой монтажник скажет, что работоспособная однотрубка диаметром 32 мм на 10 радиаторов, обойдется дороже чем двухтрубка проложенная трубой 20 и 16 мм (два тупика по 5 шт).

    двухтрубная система из тонких труб

    К тому же монтажник добавит (скорее всего), что такие большие фитинги и трубы монтировать сложнее.
    Однотрубка с трубой большого диаметра обойдется дороже при создании.

    Где и как применяются однотрубки

    На производствах бывает, что нужно отапливать цеха большой площади. Тогда оказывается, что местная котельная будет рациональней с однотрубной системой протяженностью в километр, с сотнями подключенных отопительных приборов и мощным насосом.

    Однотрубки можно встретить везде в централизованных сетях многоэтажных домов, ведь отопительный стояк это и есть данная система с большой скоростью циркуляции.

    Когда ленинградка рациональней в частном хозяйстве

    Явно рациональной окажется однотрубная система при создании отопления в каком то маленьком помещении, до 4 радиаторов максимум в одном кольце, но лучше до 3 шт. Их даже можно соединить последовательно один за другим полипропиленовой трубой наружным диаметром 25 мм, чтобы не перегружать циркуляционный насос минимального типоразмера 25/40.

    Один радиатор подключенный на одну трубу

    Как создать однотрубную систему отопления

    Одним из вариантов создания однотрубной системы отопления в небольшом частном доме является создание 2 или 3 колец по 2 – 3 радиатора в каждом. Теоретически это возможно, если котел находится в центральной части строения и от его обвязки можно уложить в разных направлениях кольца отопления. Например, в одно крыло дома 4 радиатора, в другое – 3 шт., на мансардный этаж – 3 шт.
    Примерная схема двухтрубки для одного отопительного кольца на 3 прибора.

    Обычное положение при включении радиаторов на одну трубу

    В доме будет создана однотрубная система отопления, приемлемого качества по равномерному нагреву 10 шт. радиаторов, более простая, экономичная, и дешевая по сравнению, если бы эти приборы были подключены двумя трубами.

    Но проблема в том, что подобное расположение котла, с возможностью замыкать кольца по 3 радиатора одной трубой – редкость. Чаще котел отнесен в подсобное помещение в крайней части дома. И тогда необходимо прокладывать либо длинные тупики – по 5 приборов, либо одно кольцо по периметру с включением в него всех потребителей – оно создается обязательно из двух труб, применяется попутная схема включения – как создать попутку….

    Монтаж самотечной однотрубки – отопление для садового домика

    Когда с электричеством проблема где нибудь в удаленном домике, оптимальным становится самотечная система — 3 – 4 радиатора в одном кольце. Применяются трубы диаметром от 30 мм (внутренний). Желательно использовать стальные трубы 40 – 50 мм в диаметре. Котел устанавливается в приямке – линия нагрева ниже линии охлаждения, т.е. средней точки радиаторов, только тогда возникнет циркуляция.

    Самотечное однотрубное отопление

    Как вариант создания – от подачи металлический трубопровод на приподнятый расширительный бак открытого типа. Он располагается под потолком, греет воздух вверху, — поднимая линию охлаждения. От него разводка по дому одной трубой, можно применить и пластиковые варианты, через 3 радиатора, и обратно на котел. Система получается дорогой, но незаменима там, где нет электроэнергии.

    Подключения радиаторов

    Существуют несколько вариантов включения радиаторов в однотрубной системе отопления.

      Последовательное включение – наиболее экономичное при создании. Применяется до 3 шт. отопительных приборов.

    Последовательное включение всех радиаторов

    Включение радиаторов с верхней подаче при ленингнадке

    Подключение батарей на одну трубу снизу

    При параллельных включениях возможна балансировка первых радиаторов в больших кольцах, чтобы подровнять температуру по всей цепочке. Но как рекомендовалось, этот метод не является спасительным, если параметры сети обычные, а специалисты рекомендуют лишь еще больше удорожить сеть за счет увеличения размеров последних батарей.

    Применяемые материалы и оборудование

    В основном используется твердотопливный котел, так как автоматизированные варианты, в небольших строениях (с однотрубкой) на 3 — 4 радиатора в отопительном кольце применяются редко. Выбирается циркуляционный насос 25/40, для которого максимальная площадь отопления до 150 м кв. в утепленном доме. Рекомендуемая обвязка с использование трехходового клапана для защиты от холодной обратки. А также электрическая защита от перегрева и остужения через котел после завершения горения.

    Как подключают котел к системе отопления

    Электрическая схема для насоса твердотопливного котла

    Трубы полипропиленовые 25 мм (наружный), или металлопластиковые трубы 20 мм. Отводы для подключения – 20 мм (16 мм). Кран балансировочный на первом радиаторе вместо отключающего крана.

    Также котел снабжается группой безопасности и фильтром на обратке перед насосом.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию