- Problémy s pohybem chladicí kapaliny v topném systému
- Co je primární kruh v topném systému?
- Co je sekundární kroužek v topném systému?
- Jak přimět chladicí kapalinu, aby vstoupila do sekundárního kroužku?
- Výběr oběhových čerpadel pro kombinovaný topný systém s primárními a sekundárními kroužky
- Primárně-sekundární kroužky s hydraulickým šípem a rozdělovačem
Rozumět jak funguje systém kombinovaného vytápění, musíte se vypořádat s takovým konceptem jako „primární - sekundární kruhy“. O tom je článek.
Problémy s pohybem chladicí kapaliny v topném systému
Kdysi v bytových domech byly systémy vytápění dvoutrubkové, poté se začaly vyrábět jednotrubkové, ale současně vznikl problém: chladivo, stejně jako všechno ostatní na světě, se snaží jít jednodušší cestou - podél obtokové potrubí (zobrazené na obrázku s červenými šipkami), nikoli přes radiátor, který vytváří větší odpor:
Aby donutili chladicí kapalinu projít chladičem, přišli s instalací zužujících se T-kusů:
Současně bylo instalováno hlavní potrubí s větším průměrem než obtokové potrubí. To znamená, že chladicí kapalina se přiblížila k zužujícímu se T-kusu, narazila na velký odpor a, chtivě, otočila se k radiátoru a pouze menší část chladicí kapaliny prošla obtokovým úsekem.
Tento princip se používá k výrobě systému s jednou trubkou - "Leningrad".
Takový obtokový úsek je vyroben z jiného důvodu. Pokud dojde k poruše chladiče, pak při jeho demontáži a výměně za provozuschopný přejde chladivo ke zbytku radiátorů podél obtokové části.
Ale je to jako historie, vracíme se „do našich dnů“.
Výhody a nevýhody
Hlavní výhody režimu, díky kterému je „Leningrad“ tak populární, jsou:
- nízké náklady na materiál;
- snadná instalace.
Další věc je, když se k instalaci používají trubky z plastu nebo polyethylenu. Nezapomeňte, že schéma distribuce v Leningradu zajišťuje velký průměr přívodního potrubí, zatímco u dvoutrubkového systému bude velikost potrubí menší. Proto se používají tvarovky s větším průměrem, což znamená, že budou stát více a obecně budou náklady na práci a materiál vyšší.
Pokud jde o snadnou instalaci, prohlášení je naprosto správné. Osoba, která se v této problematice alespoň trochu orientuje, klidně sestaví schéma „Leningradu“. Potíže spočívají jinde: před instalací je vyžadován pečlivý výpočet potrubí a výkonu radiátorů, s přihlédnutím k výraznému chlazení chladicí kapaliny. Pokud se tak nestane a systém je sestaven náhodně, bude výsledek smutný - zahřejí se pouze první 3 baterie, zbytek zůstane chladný.
Zásluhy, pro které je „Leningradská žena“ tak ceněna, jsou ve skutečnosti velmi iluzorní. Snadno se instaluje, ale je obtížné jej navrhnout. Může se pochlubit levností, pouze pokud je sestaveno z určitých materiálů a ne každý s nimi je spokojený.
Důležitá nevýhoda leningradského okruhu spočívá v jeho principu činnosti a spočívá ve skutečnosti, že je velmi problematické regulovat přenos tepla baterií pomocí termostatických ventilů. Obrázek níže ukazuje topný systém Leningrad ve dvoupodlažním domě, kde jsou takové ventily instalovány na baterie:
Tento obvod bude po celou dobu fungovat náhodně.Jakmile první radiátor ohřeje místnost na nastavenou teplotu a ventil vypne přívod chladicí kapaliny, jeho objem se spěchá k druhé baterii, jejíž termostat také začne pracovat. A tak dále až do posledního zařízení. Při ochlazování se proces bude opakovat, právě naopak. Když je vše správně vypočítáno, systém se zahřívá víceméně rovnoměrně, pokud ne, poslední baterie se nikdy nezahřívají.
V Leningradském schématu je provoz všech baterií propojen, takže je zbytečné instalovat tepelné hlavy, je snazší vyvážit systém ručně.
A poslední věc. „Leningradka“ pracuje poměrně spolehlivě s nuceným oběhem chladicí kapaliny a byla koncipována jako součást sítě centralizovaného zásobování teplem. Pokud potřebujete energeticky nezávislý topný systém bez čerpadla, není „Leningrad“ tou nejlepší volbou. Abyste dosáhli dobrého přenosu tepla s přirozenou cirkulací, potřebujete dvoutrubkový systém nebo vertikální jednorúrkový systém, jak je znázorněno na obrázku:
Jak přimět chladicí kapalinu, aby vstoupila do sekundárního kroužku?
Ale ne všechno je tak jednoduché, ale musíte se vypořádat s uzlem obklopeným červeným obdélníkem (viz předchozí schéma) - místem, kde je připojen sekundární kruh. Protože trubka primárního kroužku má s největší pravděpodobností větší průměr než trubka sekundárního kroužku, bude mít chladicí kapalina sklon k části s menším odporem. Jak pokračovat? Zvažte obvod:
Topné médium z kotle proudí ve směru červené šipky „napájení z kotle“. V bodě B je odbočka od přívodu k podlahovému topení. Bod A je vstupním bodem pro zpátečku podlahového vytápění do primárního okruhu.
Důležité! Vzdálenost mezi body A a B by měla být 150 ... 300 mm - už ne!
Jak „dopravit“ chladicí kapalinu ve směru červené šipky „na sekundární“? První možností je obtok: redukční T-kusy jsou umístěny na místech A a B a mezi nimi je potrubí menšího průměru, než je přívod.
Potíž spočívá ve výpočtu průměrů: musíte vypočítat hydraulický odpor sekundárního a primárního kroužku, obtok ... pokud provedeme nesprávný výpočet, nemusí se podél sekundárního kroužku pohybovat.
Druhým řešením problému je umístění trojcestného ventilu do bodu B:
Tento ventil buď zcela uzavře primární kroužek, a chladicí kapalina půjde přímo do sekundárního okruhu. Nebo zablokujte cestu k sekundárnímu kruhu. Nebo to bude fungovat jako obtok, který nechá část chladicí kapaliny protékat primárním a část sekundárním kroužkem. Zdá se, že je to dobré, ale je bezpodmínečně nutné kontrolovat teplotu chladicí kapaliny. Tento trojcestný ventil je často vybaven elektrickým pohonem ...
Třetí možností je napájení oběhového čerpadla:
Cirkulační čerpadlo (1) pohání chladicí kapalinu podél primárního kroužku z kotle do ... kotle a čerpadlo (2) pohání chladicí kapalinu podél sekundárního kroužku, to znamená na teplé podlaze.
Princip činnosti primárních a sekundárních kruhů
Primární prstenec je struktura v topném systému, která v zásadě spojuje všechny sekundární prstence a také zachycuje sousední prstenec kotle. Základním pravidlem pro sekundární prstence, aby nezávisly na primárním prstenci, je dodržování délky mezi odpališti sekundárního prstence, která by neměla přesáhnout čtyři průměry primárního prstence
Například pro výpočet maximální délky mezi odpališti, aby prsten fungoval volně, je vhodné přesně určit průměr struktury primárního prstence. Tato trubka je navíc spojena s měděným materiálem, protože prvek je vodivý k vysokým teplotám. Například: vezměte si délku trubky 26 mm, šířka takové trubky nepřesahuje několik milimetrů. Vezmeme 1 mm na každou stranu stěny, což znamená, že vnitřní průměr trubky bude 24 mm.
Pro výpočet vzdálenosti mezi odpališti se výsledná hodnota (máme 24) vynásobí 4, protože vzdálenost by se měla rovnat čtyřem průměrům.Výsledkem je, že po výpočtech by mezera mezi odpališti neměla být větší než 96 mm. Ve skutečnosti budou všechny odpaliště nutně spojeny dohromady.
Každá konstrukce s hydraulickým nivelačním zařízením má v každém sekundárním kroužku odpružený zpětný ventil. Pokud taková doporučení nedodržíte, dojde k parazitní cirkulaci, ke které dochází na nepracovních místech.
Kromě toho se nedoporučuje používat na protilehlém potrubí oběhové čerpadlo. To často způsobuje změny tlaku v důsledku velké vzdálenosti od expanzní nádoby uzavřeného systému.
Další zdánlivě zřejmý fakt, na který však mnoho lidí zapomíná. Mezi T-kusy by neměly být instalovány žádné kulové ventily. Zanedbání tohoto pravidla povede k tomu, že obě čerpadla budou závislá na práci souseda.
Zvažte užitečný tip pro práci s oběhovými čerpadly. Aby ventilové pružiny během provozu nevydávaly zvuky, je třeba si pamatovat jedno pravidlo - zpětný ventil je instalován ve vzdálenosti 12 průměrů potrubí. Například: s průměrem potrubí 23 mm bude vzdálenost mezi ventily 276 mm (23x12). Pouze v této vzdálenosti nebudou ventily vydávat zvuky.
Kromě toho se podle tohoto principu doporučuje vybavit čerpadlo vhodným potrubím o délce 12 průměrů. Změřte vše od důsledků ve tvaru písmene T. V těchto místech je turbulentní typ s účinkem recirkulace (vír toků kapaliny). Je to jejich tvorba v rohových bodech kontury, která vytváří nepříjemný hluk. Tato funkce navíc vytváří další minimální odpor.
Základní principy hydraulického výpočtu topného systému
Ve všech provozních režimech musí být zajištěn tichý provoz navrženého topného systému. Mechanický hluk vzniká v důsledku tepelného prodloužení potrubí při absenci dilatačních spár a pevných podpěr na síti a stoupačkách topného systému.
Při použití ocelových nebo měděných trubek se kvůli vysoké zvukové vodivosti kovů šíří hluk v celém topném systému bez ohledu na vzdálenost od zdroje hluku.
K hydraulickému šumu dochází v důsledku značné turbulence toku, ke které dochází při zvýšené rychlosti pohybu vody v potrubí a při významném škrcení toku chladicí kapaliny regulačním ventilem. Proto je ve všech fázích návrhu a hydraulického výpočtu topného systému při výběru každého regulačního ventilu a vyrovnávacího ventilu, při výběru tepelných výměníků a čerpadel, při analýze teplotních prodloužení potrubí nutné vzít v úvahu možný zdroj a úroveň hluku, ke kterému dochází za účelem výběru vhodného vybavení a vybavení pro dané počáteční podmínky.
Účelem hydraulického výpočtu za předpokladu, že se použije dostupná tlaková ztráta na vstupu do topného systému, je:
• stanovení průměrů sekcí topného systému;
• výběr regulačních ventilů instalovaných na odbočkách, stoupačkách a připojeních topného zařízení;
• výběr obtokových, rozdělovacích a směšovacích ventilů;
• výběr vyvažovacích ventilů a stanovení hodnoty jejich hydraulického nastavení.
Během uvádění topného systému do provozu jsou vyvažovací ventily nastaveny na projektová nastavení.
Před pokračováním v hydraulickém výpočtu je nutné na diagramu topného systému uvést vypočítané tepelné zatížení každého ohřívače, které se rovná vypočítanému tepelnému zatížení místnosti Q4. Pokud jsou v místnosti dva nebo více ohřívačů, je nutné mezi ně rozdělit hodnotu vypočítaného zatížení Q4.
Poté by měl být vybrán hlavní vypočítaný cirkulační kruh.Každý cirkulační prstenec topného systému je uzavřená smyčka po sobě jdoucích sekcí, počínaje od výtlačného potrubí cirkulačního čerpadla a končící sacím potrubím cirkulačního čerpadla.
V jednopotrubním topném systému se počet cirkulačních kroužků rovná počtu stoupaček nebo vodorovných větví a v dvoutrubkovém topném systému - počet topných zařízení. Pro každý cirkulační kroužek musí být k dispozici vyvažovací ventily. Proto je u jednopotrubního topného systému počet vyvažovacích ventilů roven počtu stoupaček nebo vodorovných větví a u dvoutrubkového topného systému počet topných zařízení, kde jsou vyvažovací ventily instalovány na zpětném připojení ohřívače.
Hlavní designový cirkulační kroužek je následující:
• v systémech s průchozím pohybem chladicí kapaliny v síti: pro systémy s jednou trubkou - kroužek přes nejvíce zatížené stoupací potrubí, pro dvoutrubkové systémy - kroužek přes spodní ohřívač nejvíce zatíženého stoupacího potrubí. Poté se cirkulační kroužky vypočítají pomocí extrémních stoupaček (blízké i vzdálené);
• v systémech s mrtvým pohybem chladicí kapaliny v síti: pro systémy s jednou trubkou - kroužek přes nejzatíženější z nejvzdálenějších stoupaček, pro dvoutrubkový systém - kroužek přes spodní ohřívač nejvíce zatíženého nejvzdálenějších stoupaček. Poté se provede výpočet zbývajících cirkulačních kroužků;
• v horizontálních topných systémech - prstenec přes nejvíce zatíženou větev spodního patra budovy.
Měl by být zvolen jeden ze dvou směrů hydraulického výpočtu hlavního cirkulačního kroužku.
První směr hydraulického výpočtu spočívá ve skutečnosti, že průměry potrubí a tlaková ztráta v prstenci jsou určeny specifikovanou optimální rychlostí pohybu chladicí kapaliny v každé části hlavního cirkulačního kroužku, následovanou výběrem oběhového čerpadla.
Rychlost chladicí kapaliny ve vodorovně uložených trubkách by měla být měřena nejméně 0,25 m / s, aby se zajistilo odvádění vzduchu z nich. Doporučuje se použít optimální návrhový pohyb chladicí kapaliny pro ocelové trubky - až 0,3 ... 0,5 m / s, pro měděné a polymerní trubky - až 0,5 ... 0,7 m / s, přičemž se omezuje hodnota ztráta měrného tření R nejvýše 100 ... 200 Pa / m.
Na základě výsledků výpočtu hlavního prstence se zbývající cirkulační prstence vypočítají určením dostupného tlaku v nich a výběrem průměrů podle přibližné hodnoty specifické tlakové ztráty Rav (metodou specifické tlakové ztráty).
První směr výpočtu používá se zpravidla pro systémy s lokálním zdrojem tepla, pro otopné systémy s jejich nezávislým připojením k topným sítím, pro otopné systémy se závislým připojením k topným sítím, ale nedostatečný dostupný tlak na vstupu topných sítí (kromě směšovací uzly s výtahem).
Požadovaná výška oběhového čerpadla Рн, Pa, nezbytná pro výběr standardní velikosti oběhového čerpadla, by měla být stanovena v závislosti na typu topného systému:
• pro vertikální jednorúrkové a bifilární systémy podle vzorce:
Rn = ΔPs.o. - Re
• pro vodorovné jednopotrubní a bifilární dvoutrubkové systémy podle vzorce:
Rn = ΔPs.o. - 0,4 Re
kde: ΔP.o - tlaková ztráta. v hlavním konstrukčním cirkulačním kruhu, Pa;
Pe je přirozený cirkulační tlak vznikající při chlazení vody v topných zařízeních a potrubích cirkulačního prstence, Pa.
Druhý směr hydraulického výpočtu spočívá v tom, že výběr průměrů potrubí v konstrukčních částech a stanovení tlakových ztrát v cirkulačním prstenci se provádí podle původně určené hodnoty dostupného cirkulačního tlaku pro topný systém. V tomto případě jsou průměry profilů zvoleny podle přibližné hodnoty specifické tlakové ztráty Rav (metodou specifické tlakové ztráty). Podle tohoto principu je výpočet topných systémů s přirozenou cirkulací, topných systémů se závislým připojením k topným sítím (se směšováním ve výtahu; se směšovacím čerpadlem na překladu s dostatečným dostupným tlakem na vstupu topných sítí; bez směšování s dostatečný dostupný tlak na vstupu do topných sítí) ...
Jako počáteční parametr hydraulického výpočtu je nutné určit hodnotu dostupného poklesu cirkulujícího tlaku ΔPР, která se v systémech s přirozenou cirkulací rovná
ΔPР = Pe,
a v čerpacích systémech se určuje v závislosti na typu topného systému:
• pro vertikální jednorúrkové a bifilární systémy podle vzorce:
ΔPР = Rn + Re
• pro vodorovné jednopotrubní a bifilární dvoutrubkové systémy podle vzorce:
ΔPР = Rn + 0,4 Re
