Vienvamzdės šildymo sistemos skaičiavimas: ką reikia atsižvelgti skaičiuojant + praktinis pavyzdys

Vienvamzdė šildymo sistema – vienas iš sprendimų, kaip išvesti vamzdžius pastatų viduje prijungiant šildymo prietaisus. Tokia schema atrodo paprasčiausia ir efektyviausia. Šildymo atšakos įrengimas pagal „vieno vamzdžio“ variantą namų savininkams kainuoja pigiau nei kiti būdai.

Norint užtikrinti schemos veikimą, būtina atlikti preliminarų vienvamzdės šildymo sistemos skaičiavimą – tai leis palaikyti reikiamą temperatūrą namuose ir išvengti slėgio praradimo tinkle. Su šia užduotimi visiškai įmanoma susidoroti savarankiškai. Abejojate savo jėgomis?

Mes jums papasakosime, kokie yra vienvamzdės sistemos įrenginio ypatumai, pateiksime veikiančių schemų pavyzdžių, paaiškinsime, kokius skaičiavimus būtina atlikti planuojant šildymo kontūrą.

Vienvamzdės šildymo schemos įrenginys

Hidraulinis sistemos stabilumas tradiciškai užtikrinamas optimaliai parenkant sąlyginį vamzdynų pralaidą (DN). Stabilią schemą įgyvendinti parenkant diametrus, be išankstinio šildymo sistemų su termoreguliatoriais reguliavimo, yra pakankamai paprasta.

Būtent tokioms šildymo sistemoms tiesiogiai priklauso vienvamzdė schema su vertikaliu/horizontaliu radiatorių montavimu ir visiškai nesant uždarymo-reguliavimo armatūros ant stovų (atšakų prie prietaisų).

Vaizdingas radiatoriaus elemento montavimo pavyzdys schemoje, organizuotoje pagal vieno vamzdžio cirkuliacijos principą. Šiuo atveju naudojami metaliniai plastikiniai vamzdynai su metalinėmis jungtimis.

Keičiant vamzdžių diametrus vienvamzdėje žiedinėje šildymo schemoje galima gana tiksliai subalansuoti esamus slėgio nuostolius. O šilumnešio srautų valdymą kiekviename atskirame šildymo prietaise užtikrina termoreguliatoriaus montavimas.

Paprastai, projektuojant šildymo sistemą pagal vienvamzdę schemą, pirmame etape suformuojami radiatorių rišimo mazgai. Antrame etape atliekamas cirkuliacinių žiedų suderinimas.

Klasikinis scheminis sprendimas, kai šilumnešio tekėjimui ir vandens paskirstymui šildymo radiatoriams naudojamas vienas vamzdis. Ši schema priskiriama prie paprasčiausių variantų (+).

Konstruojant atskiro prietaiso aprišimo mazgą, reikia nustatyti slėgio nuostolius mazge. Skaičiavimas atliekamas atsižvelgiant į vienodą šilumnešio srauto paskirstymą termoreguliatoriumi, atsižvelgiant į prijungimo taškus šioje schemos atkarpoje.

Atliekant tą pačią operaciją, apskaičiuojamas užtekėjimo koeficientas ir nustatomas srautų paskirstymo parametrų diapazonas uždarymo atkarpoje. Remiantis apskaičiuotu šakų diapazonu, suformuojamas cirkuliacinis žiedas.

Cirkuliacinių žiedų suderinimas

Norint kokybiškai suderinti vienvamzdės sistemos cirkuliacinius žiedus, preliminariai atliekamas galimų slėgio nuostolių (ΔRo) skaičiavimas. Tuomet neatsižvelgiama į slėgio nuostolius reguliavimo vožtuve (ΔRk).

Toliau, pagal šilumnešio srauto vertę galinėje cirkuliacinio žiedo atkarpoje ir pagal ΔRk vertę (grafikas prietaiso techninėje dokumentacijoje), nustatoma reguliavimo vožtuvo nustatymo vertė.

Tą patį rodiklį galima nustatyti pagal formulę:

Kv=0,316G / √ΔRk,

kur:

• Kv – nustatymo vertė;
• G – šilumnešio srautas;
• ΔRk – slėgio nuostoliai reguliavimo vožtuve.

Panašūs skaičiavimai atliekami kiekvienam atskiram vienvamzdės sistemos reguliavimo vožtuvui.

Tačiau slėgio nuostolių diapazonas kiekviename RV apskaičiuojamas pagal formulę:

ΔRko=ΔRo + ΔRk – ΔRn,

kur:

• ΔRo – galimi slėgio nuostoliai;
• ΔRk – slėgio nuostoliai RV;
• ΔRn – slėgio nuostoliai n-ojo cirkuliacinio žiedo atkarpoje (neįskaitant nuostolių RV).

Jei atlikus skaičiavimus nebuvo gautos reikiamos vertės visai vienvamzdei šildymo sistemai, rekomenduojama taikyti vienvamzdės sistemos variantą, į kurį įeina automatiniai srauto reguliatoriai.

Automatinis srauto reguliatorius, įrengtas šilumnešio grįžtamosios linijos atkarpoje. Prietaisas reguliuoja bendrą šilumnešio srautą visai vienvamzdei schemai.

Tokie įrenginiai, kaip automatiniai reguliatoriai, montuojami galinėse schemos atkarpose (jungimo mazgai ant stovų, atšakinės šakos) prijungimo prie grįžtamosios linijos taškuose.

Jei techniškai pakeisti automatinio reguliatoriaus konfigūraciją (sukeisti vietomis nuleidimo čiaupą ir kamštį), prietaisus galima įrengti ir šilumnešio tiekimo linijose.

Automatiniais srauto reguliatoriais derinami cirkuliaciniai žiedai. Tuomet nustatomi slėgio nuostoliai ΔRs galinėse atkarpose (stovai, prietaisų šakos).

Likutiniai slėgio nuostoliai cirkuliacinio žiedo ribose paskirstomi tarp bendrųjų vamzdyno atkarpų (ΔRmr) ir bendrojo srauto reguliatoriaus (ΔRr).

Bendrojo reguliatoriaus laikinojo nustatymo vertė parenkama pagal techninėje dokumentacijoje pateiktus grafikus, atsižvelgiant į galinių atkarpų ΔRmr.

Slėgio nuostoliai galinėse atkarpose apskaičiuojami formule:

ΔRs=ΔRpp – ΔRmr – ΔRr,

kur:

• ∆Rr – skaičiuotinė vertė;
• ∆Rpp – nustatytas slėgio skirtumas;
• ∆Rmr – Rrab nuostoliai vamzdynų atkarpose;
• ∆Rr – Rrab nuostoliai bendrajame RV.

Pagrindinio cirkuliacinio žiedo automatinio reguliatoriaus nustatymas (esant iš pradžių nenustatytam slėgio skirtumui) atliekamas atsižvelgiant į mažiausios galimos vertės nustatymą iš prietaiso techninėje dokumentacijoje nurodyto nustatymo diapazono.

Bendrojo reguliatoriaus automatinio valdymo srautų valdomumo kokybė kontroliuojama pagal slėgio nuostolių skirtumą kiekviename atskirame stovo ar prietaisinės šakos reguliatoriuje.

Taikymas ir ekonominis pagrindimas

Reikalavimų atvėsusio šilumnešio temperatūrai nebuvimas yra atspirties taškas projektuojant vienvamzdines šildymo sistemas su termoreguliatoriais, kai TR montuojami ant radiatorių tiekimo linijų. Be to, privaloma šilumos punktą įrengti su automatiniu reguliavimu.

Termoreguliatorius, sumontuotas ant linijos, tiekiančios šilumnešį į šildymo radiatorių. Montavimui naudotos metalinės jungiamosios detalės, patogios dirbti su polipropileniniais vamzdžiais.

Schemų sprendimai, kuriuose nėra termoreguliuojančių įrenginių ant radiatorių tiekimo linijų, taip pat naudojami praktikoje. Tačiau tokių schemų taikymą lemia kiek kitokie mikroklimato užtikrinimo prioritetai.

Paprastai vienvamzdinės schemos, kuriose nėra automatinio reguliavimo, taikomos patalpų grupėms, suprojektuotoms atsižvelgiant į šilumos nuostolių kompensavimą (50 % ir daugiau) papildomais įrenginiais: tiekiamoji ventiliacija, kondicionavimas, elektrinis pašildymas.

Taip pat vienvamzdinių sistemų įrengimas pasitaiko projektuose, kuriuose normatyvai leidžia šilumnešio temperatūrą, viršijančią termoreguliatoriaus darbinio diapazono ribinę vertę.

Daugiabučių namų projektai, kuriuose šildymo sistemos eksploatacija susieta su suvartojamos šilumos apskaita naudojant skaitiklius, paprastai yra įgyvendinama pagal perimetrinę vienvamzdinę schemą.

Perimetrinė vienvamzdinė schema – savotiška „žanro klasika“, dažnai taikoma savivaldybių ir privačių namų statybos praktikoje. Laikoma paprasta ir ekonomiška įvairioms sąlygoms (+).

Tokios schemos įgyvendinimui ekonominį pagrindimą turi magistralinių stovų išdėstymas skirtinguose konstrukcijos taškuose.

Pagrindiniais skaičiavimo kriterijais yra dviejų pagrindinių medžiagų kaina: šildymo vamzdžiai ir jungiamosios detalės (fitingai).

Pagal praktinius perimetrinės vienvamzdinės sistemos įgyvendinimo pavyzdžius, vamzdynų pralaidžiojo skerspjūvio Du padidėjimas du kartus padidina išlaidas vamzdžių įsigijimui 2–3 kartus. O išlaidos jungiamosioms detalėms (fitingams) padidėja iki 10 kartų, priklausomai nuo to, iš kokios medžiagos fitingai pagaminti.

Skaičiavimo bazė montavimui

Vienvamzdžio sistemos montavimas, kalbant apie darbo elementų išdėstymą, praktiškai nesiskiria nuo tų pačių dviejų vamzdžių sistemų įrengimo. Magistraliniai stovai paprastai įrengiami už gyvenamųjų patalpų ribų.

SNiP taisyklės rekomenduoja tiesti stovus specialiose šachtose arba loviuose. Buto atšaka tradiciškai įrengiama per perimetrą.

Šildymo sistemos vamzdynų išdėstymo pavyzdys specialiai išpjautuose sienos grioveliuose. Šis įrengimo variantas dažnai naudojamas šiuolaikinėje statyboje.

Vamzdynų tiesimas atliekamas 70–100 mm aukštyje nuo grindų cokolio viršutinės ribos. Arba montavimas atliekamas po dekoratyviniu cokoliu, kurio aukštis 100 mm ir daugiau, plotis iki 40 mm. Šiuolaikinė gamyba išleidžia tokias specializuotas perdangas, skirtas santechninių arba elektros komunikacijų montavimui.

Radiatorių prijungimas atliekamas pagal schemą «iš viršaus į apačią» su vamzdžių prijungimu vienoje pusėje arba abiejose pusėse. Termoreguliatorių išdėstymas «konkrečioje pusėje» nėra kritinis, tačiau jei šildymo prietaiso montavimas atliekamas šalia balkono durų, termoreguliatorius turi būti įrengtas būtent toliausiai nuo durų esančioje pusėje.

Vamzdžių tiesimas už cokolio atrodo pranašesnis dekoratyviniu požiūriu, tačiau verčia prisiminti trūkumus, kai kalbama apie atkarpas, kuriose yra vidaus durų angos.

Vamzdynai, pakloti po dekoratyviniu cokoliu. Galima sakyti, klasikinis sprendimas vienvamzdėms sistemoms, diegiamoms įvairios klasės naujuose pastatuose.

Šildymo prietaisų (radiatoriai) sujungimas su vienvamzdžiais stovais atliekamas pagal schemas, leidžiančias nedidelį linijinį vamzdžių pailgėjimą, arba pagal schemas su vamzdžių pailgėjimo kompensavimu dėl temperatūros svyravimų.

Trečiasis scheminių sprendimų variantas, kai numatomas trieigio reguliatoriaus naudojimas, nerekomenduojamas dėl ekonomiškumo sumetimų.

Jei sistemos įrenginys numato stovų, paslėptų sienų grioveliuose, tiesimą, rekomenduojama naudoti kampinius termoreguliatorius, tokius kaip RTD-G, ir uždarymo vožtuvus, panašius į RLV serijos prietaisus.

Prijungimo variantai: 1,2 – sistemoms, leidžiančioms linijinį vamzdžių plėtimąsi; 3,4 – sistemoms, skirtoms naudoti papildomus šilumos šaltinius; 5,6 – sprendimai su trieigiais vožtuvais laikomi nenaudingais (+)

Vamzdinės atšakos į šildymo prietaisus skersmuo apskaičiuojamas pagal formulę:

D ≥ 0,7√V,

kur:

• 0,7 – koeficientas;
• V – vidinis radiatoriaus tūris.

Atšaka atliekama su tam tikru nuolydžiu (ne mažiau kaip 5 %) laisvojo šilumnešio išėjimo kryptimi.

Pagrindinio cirkuliacinio žiedo pasirinkimas

Jeigu projektinis sprendimas numato šildymo sistemos įrengimą remiantis keliomis cirkuliacinėmis kilpomis, būtina pasirinkti pagrindinę cirkuliacinę kilpą. Pasirinkimas teoriškai (ir praktiškai) turėtų būti atliekamas pagal didžiausią toliausiai esančio radiatoriaus šilumos perdavimo vertę.

Šis parametras tam tikru laipsniu daro įtaką bendrai hidraulinei apkrovai, tenkančiai cirkuliacinei kilpai.

Cirkuliacinė kilpa struktūrinės schemos pavidalu. Įvairiems tokių kilpų projektavimo variantams jų gali būti keletas. Tačiau tik viena kilpa yra pagrindinė (+).

Apskaičiuojama toliausiai esančio prietaiso šilumos perdavimo formulė:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

kur:

• Atp – apskaičiuota toliausio prietaiso šilumos perdavimo vertė;
• Qv – reikalinga toliausio prietaiso šilumos perdavimo vertė;
• Qop – radiatorių šilumos perdavimas į patalpą;
• ΣQop – visų sistemos prietaisų reikalingos šilumos perdavimo suma.

Be to, reikalingos šilumos perdavimo sumos parametras gali būti sudarytas iš prietaisų, skirtų aptarnauti pastatą kaip visumą arba tik jo dalį, verčių sumos. Pavyzdžiui, skaičiuojant šilumą atskirai patalpoms, kurias apima vienas atskiras stovas, arba atskirai paimtiems plotams, kuriuos aptarnauja prietaisų šaka.

O apskritai bet kurio kito sistemoje sumontuoto šildymo radiatoriaus apskaičiuota šilumos perdavimo vertė apskaičiuojama kiek kitokia formule:

Atp = Qop / Qpom,

kur:

• Qop – reikalingas šilumos perdavimas atskiram radiatoriui;
• Qpom – konkretaus patalpos, kurioje naudojama vienvamzdė schema, šilumos poreikis.

Paprasčiausia suprasti skaičiavimus ir gautų verčių taikymą galima konkrečiame pavyzdyje.

Praktinis skaičiavimo pavyzdys

Gyvenamajam namui reikalinga vienvamzdė sistema su valdymu nuo termostato.

Prietaiso nominalios pralaidumo vertės reikšmė maksimalioje nustatymo riboje yra 0,6 m³/h/bar (k1). Maksimali galima pralaidumo charakteristika šiai nustatymo vertei – 0,9 m³/h/bar (k2).

Maksimalus galimas slėgio kritimas TR (esant triukšmo lygiui 30 dB) – ne daugiau kaip 27 kPa (ΔR1). Siurblio slėgis 25 kPa (ΔR2). Darbinis slėgis šildymo sistemai – 20 kPa(ΔR).

Reikia nustatyti slėgio nuostolių diapazoną TR (ΔR1).

Vidines šilumos perdavimo vertes apskaičiuojame taip: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0,56. Iš čia apskaičiuojamas reikalingas slėgio nuostolių diapazonas TR: ΔR1 = ΔR * Atr (20 * 0,56…1) = 11,2…20 kPa.

Jei savarankiški skaičiavimai veda prie netikėtų rezultatų, geriau kreiptis į specialistus arba patikrai naudotis kompiuteriniu skaičiuotuvu.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Išsamus skaičiavimų aptarimas naudojant kompiuterinę programą su montavimo ir sistemos funkcionalumo gerinimo paaiškinimais:

Reikia pažymėti, kad net ir paprasčiausių sprendimų pilnavertis apskaičiavimas lydimas daugybės apskaičiuotų parametrų. Žinoma, viską be išimties apskaičiuoti yra teisinga, jei šildymo konstrukcijos organizavimas yra artimas idealiai struktūrai. Tačiau realybėje nėra nieko idealaus.

Todėl dažnai pasikliaujama pačiais skaičiavimais, taip pat praktiniais pavyzdžiais ir šių pavyzdžių rezultatais. Toks požiūris ypač populiarus privačioje namų statyboje.

Ar turite ką pridėti, arba kilo klausimų dėl vienvamzdės šildymo sistemos skaičiavimo? Galite palikti komentarus po publikacija, dalyvauti diskusijose ir pasidalinti savo patirtimi įrengiant šildymo kontūrą. Kontaktinė forma yra apatiniame bloke.