- Problemes del moviment del refrigerant al sistema de calefacció
- Quin és l'anell principal d'un sistema de calefacció?
- Quin és l'anell secundari del sistema de calefacció?
- Com fer entrar el refrigerant a l’anell secundari?
- Selecció de bombes de circulació per a un sistema de calefacció combinat amb anells primari-secundari
- Anells primari-secundaris amb fletxa i col·lector hidràulics
Entendre com funciona el sistema de calefacció combinat, heu de tractar un concepte com ara "anells primari - secundari". D’això tracta l’article.
Problemes del moviment del refrigerant al sistema de calefacció
Un cop als edificis d’apartaments, els sistemes de calefacció eren de dues canonades i es van començar a fabricar d’una sola canonada, però al mateix temps va sorgir un problema: el refrigerant, com tota la resta del món, busca seguir un camí més senzill. una canonada de derivació (que es mostra a la figura amb fletxes vermelles), i no a través d’un radiador que crea més resistència:
Per obligar el refrigerant a passar pel radiador, es va proposar la instal·lació de tees estrets:
Al mateix temps, la canonada principal es va instal·lar amb un diàmetre més gran que la canonada de derivació. És a dir, el refrigerant es va acostar al te estret, va tenir molta resistència i, voluntàriament o no, es va girar cap al radiador i només una part més petita del refrigerant va recórrer la secció de bypass.
Aquest principi s'utilitza per fabricar un sistema d'una sola canonada - "Leningrad".
Aquesta secció de bypass es fa per un altre motiu. Si el radiador falla, mentre es retira i se substitueix per un de reparable, el refrigerant anirà a la resta de radiadors al llarg de la secció de bypass.
Però això és com la història, tornem "als nostres dies".
Avantatges i inconvenients
Els principals avantatges de l'esquema, a causa del qual "Leningrad" és tan popular, són:
- baixos costos de material;
- facilitat d'instal·lació.
Una altra cosa és quan s’utilitzen tubs de metall-plàstic o polietilè per a la instal·lació. Recordeu que l'esquema de distribució de Leningrad proporciona un gran diàmetre de la línia de subministrament, mentre que en un sistema de dues canonades la mida de la canonada serà menor. En conseqüència, s’utilitzen accessoris de diàmetre més gran, cosa que significa que costaran més i, en general, el cost del treball i dels materials serà més elevat.
Pel que fa a la facilitat d’instal·lació, l’afirmació és absolutament correcta. Una persona que estigui almenys una mica versada en la qüestió elaborarà tranquil·lament l’esquema de "Leningrad". La dificultat es troba en un altre lloc: abans de la instal·lació, es requereix un càlcul acurat de les canonades i la potència dels radiadors, tenint en compte el refredament significatiu del refrigerant. Si això no es fa i el sistema es munta a l'atzar, el resultat serà trist: només les tres primeres bateries s'escalfaran, la resta es mantindrà freda.
De fet, els mèrits pels quals es valora tant la "dona de Leningrad" són molt il·lusionants. És fàcil d’instal·lar, però difícil de dissenyar. Només pot muntar-se a partir de determinats materials i no tothom en queda satisfet.
Un important inconvenient del circuit de Leningrad prové del seu principi de funcionament i rau en el fet que és molt problemàtic regular la transferència de calor de les bateries mitjançant vàlvules termostàtiques. La figura següent mostra el sistema de calefacció de Leningrad en una casa de dos pisos, on aquestes vàlvules estan instal·lades a les bateries:
Aquest circuit funcionarà aleatòriament tot el temps.Tan bon punt el primer radiador escalfa l’habitació a la temperatura establerta i la vàlvula apaga el subministrament de refrigerant, el seu volum es precipita a la segona bateria, el termòstat de la qual també començarà a funcionar. I així successivament fins al darrer dispositiu. En refredar-se, es repetirà el procés, tot el contrari. Quan tot es calcula correctament, el sistema s’escalfarà de manera més o menys uniforme, si no, les darreres bateries mai s’escalfaran.
A l’esquema de Leningrad, el funcionament de totes les bateries està interconnectat, de manera que no té sentit instal·lar capçals tèrmics, és més fàcil equilibrar el sistema manualment.
I l’últim. "Leningradka" funciona de manera bastant fiable amb la circulació forçada del refrigerant, i va ser concebut com a part d'una xarxa centralitzada de subministrament de calor. Quan necessiteu un sistema de calefacció no volàtil sense bomba, "Leningrad" no és la millor opció. Per obtenir una bona transferència de calor amb circulació natural, necessiteu un sistema de dues canonades o un sistema vertical d’una canonada, que es mostra a la figura:
Com fer entrar el refrigerant a l’anell secundari?
Però no tot és tan senzill, però cal tractar-lo amb el node, envoltat d’un rectangle vermell (vegeu l’esquema anterior), el lloc on es connecta l’anell secundari. Com que la canonada de l'anell primari és molt probable que tingui un diàmetre més gran que la de l'anell secundari, per tant, el refrigerant tendirà a la secció amb menys resistència. Com procedir? Penseu en el circuit:
El mitjà de calefacció de la caldera flueix en la direcció de la fletxa vermella "subministrament de la caldera". En el punt B, hi ha una branca des del subministrament fins a la calefacció per terra radiant. El punt A és el punt d’entrada del retorn de la calefacció per terra radiant a l’anell primari.
Important! La distància entre els punts A i B ha de ser de 150 ... 300 mm; no més!
Com "conduir" el refrigerant en la direcció de la fletxa vermella "cap al secundari"? La primera opció és una derivació: els te reductors es col·loquen als llocs A i B i entre ells un tub de diàmetre menor que el subministrament.
La dificultat aquí es troba en el càlcul dels diàmetres: cal calcular la resistència hidràulica dels anells secundari i primari, bypass ... si fem un mal càlcul, és possible que no hi hagi moviment al llarg de l'anell secundari.
La segona solució al problema és posar una vàlvula de tres vies al punt B:
Aquesta vàlvula tancarà completament l’anell primari i el refrigerant anirà directament al secundari. O bloquegeu el camí cap a l'anell secundari. O funcionarà com una derivació, deixant que part del refrigerant flueixi a través del primari i part a través de l’anell secundari. Sembla ser bo, però és imprescindible controlar la temperatura del refrigerant. Aquesta vàlvula de tres vies sovint està equipada amb un actuador elèctric ...
La tercera opció és subministrar una bomba de circulació:
La bomba de circulació (1) condueix el refrigerant al llarg de l’anell primari des de la caldera fins a ... la caldera, i la bomba (2) condueix el refrigerant al llarg de l’anell secundari, és a dir, al terra càlid.
Principi de funcionament dels anells primari-secundari
L’anell primari és una estructura del sistema de calefacció que connecta bàsicament qualsevol anell secundari i també capta l’anell de la caldera adjacent. La regla bàsica per als anells secundaris, de manera que no depenguin del primari, és observar la longitud entre les tees de l'anell secundari, que no ha de superar els quatre diàmetres del primari.
Per exemple, per calcular la longitud màxima entre tees, de manera que l'anell funcioni lliurement, val la pena designar amb precisió el diàmetre de l'estructura primària de l'anell. Aquesta canonada també està lligada amb material de coure, ja que l’element és conductor de les altes temperatures. Per exemple: preneu una longitud de canonada de 26 mm, l’amplada d’aquest tub no excedeixi d’uns quants mil·límetres. Prenem 1 mm a cada costat de la paret, el que significa que el diàmetre interior del tub serà de 24 mm.
Per calcular la distància entre els tees, el valor resultant (tenim 24) es multiplica per 4, ja que la distància hauria de ser igual a quatre diàmetres.Com a resultat, després dels càlculs, la bretxa entre els tees no hauria de ser superior a 96 mm. De fet, tots els tees necessàriament es soldaran junts.
Cada disseny amb un anivellador hidràulic té una vàlvula de retenció de molla a cada anell secundari. Si no s’adhereix a aquestes recomanacions, la circulació paràsita es produeix a través de llocs no laborables.
A més, no és recomanable utilitzar una bomba de circulació a la canonada oposada. Això sol provocar canvis de pressió a causa de la gran distància del vas d'expansió d'un sistema tancat.
Un altre fet aparentment evident, però que molta gent oblida. No s’han d’instal·lar vàlvules de bola entre les tees. La negligència d’aquesta regla conduirà al fet que ambdues bombes dependran del treball d’un veí.
Penseu en un consell útil per treballar amb bombes de circulació. Per tal que les molles de les vàlvules no facin so durant el funcionament, val la pena recordar una regla: la vàlvula de retenció està instal·lada a una distància de 12 diàmetres de canonada. Per exemple: amb un diàmetre de canonada de 23 mm, la distància entre les vàlvules serà de 276 mm (23x12). Només a aquesta distància, les vàlvules no emetran sons.
A més, d'acord amb aquest principi, es recomana equipar la bomba amb una longitud de 12 diàmetres d'una canonada adequada. Mesureu-ho tot, des de les ramificacions en forma de T. En aquests llocs, el tipus turbulent amb l’efecte de la recirculació (vòrtex de flux de fluid). És la seva formació als punts de les cantonades del contorn el que crea un soroll desagradable. A més, aquesta característica crea una altra resistència mínima.
Principis bàsics del càlcul hidràulic d'un sistema de calefacció
Cal garantir un funcionament silenciós del sistema de calefacció projectat en tots els modes de funcionament. El soroll mecànic es produeix a causa de l’allargament tèrmic de les canonades en absència de juntes de dilatació i suports fixos a la xarxa elèctrica i als elevadors del sistema de calefacció.
Quan s’utilitzen tubs d’acer o coure, el soroll es propaga per tot el sistema de calefacció, independentment de la distància a la font de soroll, a causa de l’alta conductivitat sonora dels metalls.
El soroll hidràulic es produeix a causa de la turbulència de cabal significativa que es produeix a una velocitat augmentada del moviment de l'aigua a les canonades i amb una important limitació del flux de refrigerant per una vàlvula de control. Per tant, en totes les etapes del disseny i càlcul hidràulic del sistema de calefacció, a l’hora de seleccionar cada vàlvula de control i vàlvula d’equilibri, a l’hora d’escollir bescanviadors de calor i bombes, a l’hora d’analitzar els allargaments de temperatura de les canonades, cal tenir en compte la possible font i nivell de soroll generat per seleccionar l’equip i els accessoris adequats per a les condicions inicials donades.
L’objectiu del càlcul hidràulic, sempre que s’utilitzi la caiguda de pressió disponible a l’entrada del sistema de calefacció, és:
• determinació dels diàmetres de les seccions del sistema de calefacció;
• selecció de vàlvules de control instal·lades a branques, elevadors i connexions de dispositius de calefacció;
• selecció de vàlvules de derivació, divisió i mescla;
• selecció de vàlvules d'equilibri i determinació del valor del seu ajust hidràulic.
Durant la posada en marxa del sistema de calefacció, les vàlvules d’equilibri s’ajusten a la configuració del projecte.
Abans de continuar amb el càlcul hidràulic, cal indicar la càrrega de calor calculada de cada escalfador al diagrama del sistema de calefacció, igual a la càrrega de calor calculada de la sala Q4. Si hi ha dos o més escalfadors a l'habitació, cal dividir el valor de la càrrega calculada Q4 entre ells.
A continuació, s'ha de seleccionar l'anell de circulació principal calculat.Cada anell de circulació del sistema de calefacció és un bucle tancat de seccions successives, que comença des del tub de descàrrega de la bomba de circulació i acaba amb el tub de succió de la bomba de circulació.
En un sistema de calefacció d’una sola canonada, el nombre d’anells de circulació és igual al nombre d’elevadors o branques horitzontals, i en un sistema de calefacció de dues canonades, el nombre de dispositius de calefacció. Cal proporcionar vàlvules d’equilibri per a cada anell circulant. Per tant, en un sistema de calefacció d’una canonada, el nombre de vàlvules d’equilibri és igual al nombre de pujades o branques horitzontals i en un sistema de calefacció de dues canonades: el nombre de dispositius de calefacció, on s’instal·len vàlvules d’equilibri a la connexió de retorn de l'escalfador.
L'anell principal de circulació de disseny es pren de la següent manera:
• en sistemes amb un moviment de pas del refrigerant a la xarxa elèctrica: per a sistemes d'una sola canonada: un anell a través de l'elevador més carregat, per a sistemes de dos tubs: un anell a través de l'escalfador inferior de l'alça més carregada. A continuació, els anells de circulació es calculen a través dels ascensors extrems (propers i llunyans);
• en sistemes amb un moviment sense sortida del refrigerant a la xarxa elèctrica: per a sistemes d'una sola canonada: un anell a través de la barra més elevada més carregada, per a sistemes de dues canonades: un anell a través de l'escalfador inferior del més carregat dels ascendents més llunyans. A continuació, es realitza el càlcul dels anells de circulació restants;
• en sistemes de calefacció horitzontals: un anell a través de la branca més carregada de la planta inferior de l'edifici.
S'ha d'escollir una de les dues direccions de càlcul hidràulic de l'anell de circulació principal.
La primera direcció del càlcul hidràulic consisteix en el fet que els diàmetres de les canonades i la pèrdua de pressió a l’anell es determinen per la velocitat òptima de moviment del refrigerant especificada a cada secció de l’anell de circulació principal, seguida de la selecció de la bomba de circulació.
La velocitat del refrigerant en canonades col·locades horitzontalment s’ha de prendre com a mínim 0,25 m / s per tal d’assegurar l’eliminació de l’aire. Es recomana prendre el moviment de disseny òptim del refrigerant per a canonades d'acer - fins a 0,3 ... 0,5 m / s, per a canonades de coure i polímer - fins a 0,5 ... 0,7 m / s, tot limitant el valor de la pèrdua de pressió de fricció específica R no superior a 100 ... 200 Pa / m.
En funció dels resultats del càlcul de l’anell principal, els anells de circulació restants es calculen determinant la pressió disponible en ells i seleccionant els diàmetres segons el valor aproximat de la pèrdua de pressió específica Rav (pel mètode de pèrdua de pressió específica).
Primera direcció de càlcul s’utilitza, per regla general, per a sistemes amb generador de calor local, per a sistemes de calefacció amb connexió independent a xarxes de calefacció, per a sistemes de calefacció amb connexió dependent a xarxes de calefacció, però amb una pressió disponible insuficient a l’entrada de xarxes de calefacció (excepte per a barreja de nodes amb un ascensor).
El cap requerit de la bomba de circulació Рн, Pa, necessari per seleccionar la mida estàndard de la bomba de circulació, s’ha de determinar en funció del tipus de sistema de calefacció:
• per a sistemes bifilars monotubs verticals segons la fórmula:
Rn = ΔPs.о. - Re
• per a sistemes de dues canonades horitzontals i bifilar, segons la fórmula:
Rn = ΔPs.о. - 0,4 Re
on: ΔP.o - pèrdua de pressió. a l'anell principal de circulació de disseny, Pa;
Pe és la pressió de circulació natural derivada del refredament de l’aigua dels aparells de calefacció i de les canonades de l’anell de circulació, Pa.
La segona direcció del càlcul hidràulic consisteix en el fet que la selecció dels diàmetres de les canonades a les seccions de disseny i la determinació de les pèrdues de pressió a l'anell de circulació es realitza d'acord amb el valor inicialment especificat de la pressió de circulació disponible per al sistema de calefacció. En aquest cas, els diàmetres de les seccions es seleccionen segons el valor aproximat de la pèrdua de pressió específica Rav (pel mètode de pèrdua de pressió específica). Segons aquest principi, el càlcul dels sistemes de calefacció amb circulació natural, sistemes de calefacció amb connexió dependent a xarxes de calefacció (amb mescla a l’ascensor; amb una bomba mescladora a la llinda amb suficient pressió disponible a l’entrada de les xarxes de calefacció; sense mesclar amb suficient pressió disponible a l'entrada de xarxes de calefacció) ...
Com a paràmetre inicial del càlcul hidràulic, cal determinar el valor de la caiguda de pressió de circulació disponible ΔPР, que en els sistemes de circulació natural és igual a
ΔPР = Pe,
i en sistemes de bombament es determina en funció del tipus de sistema de calefacció:
• per a sistemes bifilars monotubs verticals segons la fórmula:
ΔPР = Rn + Re
• per a sistemes de dues canonades horitzontals i bifilar, segons la fórmula:
ΔPР = Rn + 0,4. Re
