- Probleme der Bewegung des Kühlmittels im Heizsystem
- Was ist der Primärring in einem Heizsystem?
- Was ist der Sekundärring im Heizsystem?
- Wie kann das Kühlmittel in den Sekundärring gelangen?
- Auswahl von Umwälzpumpen für ein kombiniertes Heizsystem mit Primär-Sekundär-Ringen
- Primär-Sekundär-Ringe mit Hydraulikpfeil und Verteiler
Verstehen Wie funktioniert das kombinierte Heizsystem?müssen Sie sich mit einem Konzept wie "Primär - Sekundärringe" befassen. Darum geht es in dem Artikel.
Probleme der Bewegung des Kühlmittels im Heizsystem
In Mehrfamilienhäusern waren Heizsysteme zweirohrig, dann wurden sie einrohrig, aber gleichzeitig trat ein Problem auf: Das Kühlmittel versucht, wie alles andere auf der Welt, einen einfacheren Weg zu gehen - entlang ein Bypassrohr (in der Abbildung mit roten Pfeilen dargestellt) und nicht durch einen Kühler, der mehr Widerstand erzeugt:
Um das Kühlmittel zu zwingen, durch den Kühler zu gelangen, wurden verengte T-Stücke installiert:
Gleichzeitig wurde das Hauptrohr mit einem größeren Durchmesser als das Bypassrohr installiert. Das heißt, das Kühlmittel näherte sich dem sich verengenden T-Stück, stieß auf großen Widerstand und wandte sich wohl oder übel dem Kühler zu, und nur ein kleinerer Teil des Kühlmittels floss entlang des Bypassabschnitts.
Dieses Prinzip wird verwendet, um ein Einrohrsystem herzustellen - "Leningrad".
Ein solcher Bypass-Abschnitt wird aus einem anderen Grund hergestellt. Wenn der Kühler ausfällt, wird das Kühlmittel beim Entfernen und Ersetzen durch einen wartungsfähigen Kühler entlang des Bypass-Abschnitts zu den übrigen Kühlern geleitet.
Aber das ist wie in der Geschichte, wir kehren "in unsere Tage" zurück.
Vorteile und Nachteile
Die Hauptvorteile des Systems, aufgrund dessen "Leningrad" so beliebt ist, sind:
- geringe Materialkosten;
- erleichterte Installation.
Eine andere Sache ist, wenn Metall-Kunststoff- oder Polyethylenrohre für die Installation verwendet werden. Denken Sie daran, dass das Leningrader Verteilungsschema einen großen Durchmesser der Versorgungsleitung vorsieht, während in einem Zweirohrsystem die Rohrgröße kleiner ist. Dementsprechend werden Armaturen mit einem größeren Durchmesser verwendet, was bedeutet, dass sie mehr kosten und im Allgemeinen die Kosten für Arbeit und Material höher sind.
Für die einfache Installation ist die Aussage absolut korrekt. Eine Person, die sich zumindest ein wenig mit dem Thema auskennt, wird ruhig das Schema von "Leningrad" zusammenstellen. Die Schwierigkeit liegt anderswo: Vor der Installation ist eine sorgfältige Berechnung der Rohrleitungen und der Leistung der Heizkörper erforderlich, wobei die erhebliche Kühlung des Kühlmittels zu berücksichtigen ist. Wenn dies nicht getan wird und das System nach dem Zufallsprinzip zusammengebaut wird, ist das Ergebnis traurig - nur die ersten 3 Batterien erwärmen sich, der Rest bleibt kalt.
Tatsächlich sind die Verdienste, für die die "Leningrader Frau" so geschätzt wird, sehr illusorisch. Es ist einfach zu installieren, aber schwierig zu entwerfen. Es kann sich nur dann der Billigkeit rühmen, wenn es aus bestimmten Materialien zusammengesetzt ist und nicht jeder mit ihnen zufrieden ist.
Ein wichtiger Nachteil des Leningrader Stromkreises ergibt sich aus seinem Funktionsprinzip und darin, dass es sehr problematisch ist, den Wärmeübergang von Batterien mit Thermostatventilen zu regeln. Die folgende Abbildung zeigt das Leningrader Heizsystem in einem zweistöckigen Haus, in dem solche Ventile an den Batterien installiert sind:
Diese Schaltung funktioniert die ganze Zeit zufällig.Sobald der erste Kühler den Raum auf die eingestellte Temperatur erwärmt und das Ventil die Kühlmittelzufuhr abschaltet, gelangt seine Masse zur zweiten Batterie, deren Thermostat ebenfalls zu arbeiten beginnt. Und so weiter bis zum allerletzten Gerät. Beim Abkühlen wird der Vorgang nur umgekehrt wiederholt. Wenn alles richtig berechnet ist, erwärmt sich das System mehr oder weniger gleichmäßig. Wenn nicht, erwärmen sich die letzten Batterien nie.
Im Leningrader Schema ist der Betrieb aller Batterien miteinander verbunden, daher ist es sinnlos, Thermoköpfe zu installieren, und es ist einfacher, das System manuell auszugleichen.
Und das Letzte. "Leningradka" arbeitet ziemlich zuverlässig mit Zwangsumwälzung des Kühlmittels und wurde als Teil eines zentralen Wärmeversorgungsnetzes konzipiert. Wenn Sie ein nichtflüchtiges Heizsystem ohne Pumpe benötigen, ist "Leningrad" nicht die beste Option. Um eine gute Wärmeübertragung bei natürlicher Zirkulation zu erzielen, benötigen Sie ein Zweirohrsystem oder ein vertikales Einrohrsystem (siehe Abbildung):
Wie kann das Kühlmittel in den Sekundärring gelangen?
Aber nicht alles ist so einfach, aber Sie müssen sich mit dem Knoten befassen, der von einem roten Rechteck eingekreist ist (siehe vorheriges Diagramm) - dem Ort der Befestigung des Sekundärrings. Da das Rohr im Primärring höchstwahrscheinlich einen größeren Durchmesser hat als das Rohr im Sekundärring, tendiert das Kühlmittel zu dem Abschnitt mit geringerem Widerstand. Wie gehe ich vor? Betrachten Sie die Schaltung:
Das Heizmedium aus dem Kessel fließt in Richtung des roten Pfeils "Versorgung aus dem Kessel". Bei Punkt B gibt es eine Abzweigung von der Versorgung zur Fußbodenheizung. Punkt A ist der Einstiegspunkt für die Rückführung der Fußbodenheizung in den Primärring.
Wichtig! Der Abstand zwischen den Punkten A und B sollte 150 ... 300 mm betragen - nicht mehr!
Wie "treibt" man das Kühlmittel in Richtung des roten Pfeils "zur Sekundärseite"? Die erste Option ist ein Bypass: Reduzierende T-Stücke werden an den Stellen A und B platziert und dazwischen ein Rohr mit kleinerem Durchmesser als die Versorgung.
Die Schwierigkeit besteht hier in der Berechnung der Durchmesser: Sie müssen den hydraulischen Widerstand des Sekundär- und Primärrings berechnen, den Bypass ... Wenn wir uns verrechnen, kann es zu keiner Bewegung entlang des Sekundärrings kommen.
Die zweite Lösung des Problems besteht darin, ein Dreiwegeventil an Punkt B zu platzieren:
Dieses Ventil schließt entweder den Primärring vollständig und das Kühlmittel gelangt direkt zum Sekundärring. Oder es blockiert den Weg zum Sekundärring. Oder es funktioniert als Bypass und lässt einen Teil des Kühlmittels durch den Primär- und einen Teil durch den Sekundärring ein. Es scheint gut zu sein, aber es ist unbedingt erforderlich, die Temperatur des Kühlmittels zu kontrollieren. Dieses Dreiwegeventil ist häufig mit einem elektrischen Stellantrieb ausgestattet ...
Die dritte Möglichkeit besteht darin, eine Umwälzpumpe zu liefern:
Die Umwälzpumpe (1) treibt das Kühlmittel entlang des Primärrings vom Kessel zum ... Kessel, und die Pumpe (2) treibt das Kühlmittel entlang des Sekundärrings, dh auf dem warmen Boden, an.
Das Funktionsprinzip von Primär-Sekundär-Ringen
Der Primärring ist eine Struktur im Heizsystem, die im Wesentlichen alle Sekundärringe verbindet und auch den benachbarten Kesselring erfasst. Die Grundregel für Sekundärringe, damit sie nicht vom Primärring abhängen, besteht darin, die Länge zwischen den T-Stücken des Sekundärrings zu beachten, die vier Durchmesser des Primärrings nicht überschreiten sollte
Um beispielsweise die längste Länge zwischen T-Stücken zu berechnen, damit der Ring frei arbeitet, lohnt es sich, den Durchmesser der primären Ringstruktur genau zu bestimmen. Dieses Rohr ist zusätzlich mit Kupfermaterial verbunden, da das Element hohen Temperaturen gegenüber leitfähig ist. Beispiel: Nehmen Sie eine Rohrlänge von 26 mm, die Breite eines solchen Rohrs überschreitet einige Millimeter nicht. Wir nehmen 1 mm von jeder Seite der Wand, was bedeutet, dass der Innendurchmesser des Rohrs 24 mm beträgt.
Um den Abstand zwischen den Tees zu berechnen, wird der resultierende Wert (wir haben 24) mit 4 multipliziert, da der Abstand vier Durchmessern entsprechen sollte.Daher sollte der Abstand zwischen den T-Stücken nach Berechnungen nicht mehr als 96 mm betragen. Tatsächlich werden alle T-Stücke notwendigerweise zusammengelötet.
Jede Konstruktion mit einer hydraulischen Nivelliermaschine verfügt in jedem Sekundärring über ein federbelastetes Rückschlagventil. Wenn Sie sich nicht an solche Empfehlungen halten, tritt eine parasitäre Zirkulation an arbeitsfreien Orten auf.
Darüber hinaus ist es nicht ratsam, eine Umwälzpumpe an der gegenüberliegenden Rohrleitung zu verwenden. Dies führt häufig zu Druckänderungen aufgrund des großen Abstands vom Expansionsgefäß eines geschlossenen Systems.
Eine andere scheinbar offensichtliche Tatsache, die aber viele Menschen vergessen. Zwischen den T-Stücken dürfen keine Kugelhähne installiert werden. Das Nichtbeachten dieser Regel führt dazu, dass beide Pumpen von der Arbeit eines Nachbarn abhängig werden.
Betrachten Sie einen nützlichen Tipp für die Arbeit mit Umwälzpumpen. Damit die Ventilfedern während des Betriebs keine Geräusche machen, ist eine Regel zu beachten: Das Rückschlagventil wird in einem Abstand von 12 Rohrleitungsdurchmessern installiert. Beispiel: Bei einem Rohrdurchmesser von 23 mm beträgt der Abstand zwischen den Ventilen 276 mm (23 x 12). Nur in dieser Entfernung machen die Ventile keine Geräusche.
Darüber hinaus wird nach diesem Prinzip empfohlen, die Pumpe mit einer Länge von 12 Durchmessern einer geeigneten Rohrleitung auszustatten. Messen Sie alles an den T-förmigen Verzweigungen. An diesen Stellen fließt der turbulente Typ mit dem Effekt der Rezirkulation (Wirbel der Flüssigkeitsströme). Es ist ihre Bildung an den Eckpunkten der Kontur, die ein unangenehmes Geräusch erzeugt. Darüber hinaus erzeugt diese Funktion einen weiteren minimalen Widerstand.
Grundprinzipien der hydraulischen Berechnung eines Heizungssystems
Der geräuschlose Betrieb des projizierten Heizungssystems muss in allen Betriebsarten gewährleistet sein. Mechanische Geräusche treten aufgrund der Temperaturverlängerung von Rohrleitungen auf, wenn keine Dehnungsfugen und festen Stützen an den Netzen und Steigleitungen des Heizungssystems vorhanden sind.
Bei Verwendung von Stahl- oder Kupferrohren breitet sich aufgrund der hohen Schallleitfähigkeit von Metallen unabhängig vom Abstand zur Geräuschquelle ein Geräusch im gesamten Heizsystem aus.
Hydraulikgeräusche treten aufgrund erheblicher Strömungsturbulenzen auf, die bei einer erhöhten Geschwindigkeit der Wasserbewegung in Rohrleitungen und bei einer erheblichen Drosselung des Kühlmittelstroms durch ein Steuerventil auftreten. Daher ist es in allen Phasen der Auslegung und hydraulischen Berechnung des Heizungssystems bei der Auswahl jedes Steuerventils und Ausgleichsventils, bei der Auswahl von Wärmetauschern und Pumpen, bei der Analyse der Temperaturdehnungen von Rohrleitungen erforderlich, die mögliche Quelle und zu berücksichtigen Geräuschpegel, der erzeugt wird, um die geeignete Ausrüstung und Ausstattung für die gegebenen Anfangsbedingungen auszuwählen.
Der Zweck der hydraulischen Berechnung, sofern der verfügbare Druckabfall am Einlass des Heizungssystems genutzt wird, ist:
• Bestimmung der Durchmesser von Abschnitten des Heizsystems;
• Auswahl der Steuerventile, die an Abzweigen, Steigleitungen und Heizgeräteanschlüssen installiert sind;
• Auswahl von Bypass-, Trenn- und Mischventilen;
• Auswahl der Ausgleichsventile und Ermittlung des Wertes ihrer hydraulischen Einstellung.
Bei der Inbetriebnahme der Heizungsanlage werden die Ausgleichsventile auf die Projekteinstellungen eingestellt.
Bevor Sie mit der hydraulischen Berechnung fortfahren, müssen Sie die berechnete Wärmelast jedes Heizgeräts im Heizsystemdiagramm angeben, die der berechneten Wärmelast des Raums Q4 entspricht. Befinden sich zwei oder mehr Heizungen im Raum, muss der Wert der berechneten Last Q4 zwischen ihnen aufgeteilt werden.
Dann sollte der berechnete Hauptzirkulationsring ausgewählt werden.Jeder Zirkulationsring des Heizsystems ist ein geschlossener Kreislauf aufeinanderfolgender Abschnitte, der vom Auslassrohr der Umwälzpumpe ausgeht und mit dem Saugrohr der Umwälzpumpe endet.
In einem Einrohrheizsystem entspricht die Anzahl der Umwälzringe der Anzahl der Steigleitungen oder horizontalen Abzweigungen und in einem Zweirohrheizsystem der Anzahl der Heizgeräte. Für jeden Umlaufring müssen Ausgleichsventile vorgesehen werden. Daher entspricht in einem Einrohrheizsystem die Anzahl der Ausgleichsventile der Anzahl der Steigleitungen oder horizontalen Abzweigungen und in einem Zweirohrheizsystem der Anzahl der Heizgeräte, in denen Ausgleichsventile am Rücklaufanschluss installiert sind der Heizung.
Der Hauptauslegungszirkulationsring wird wie folgt genommen:
• in Systemen mit einer vorbeiziehenden Bewegung des Kühlmittels im Netz: bei Einrohrsystemen - einem Ring durch das am stärksten belastete Steigrohr, bei Zweirohrsystemen - einem Ring durch die Bodenheizung des am stärksten belasteten Steigrohrs. Dann werden die Zirkulationsringe durch die extremen Steigleitungen (nah und fern) berechnet;
• in Systemen mit einer Sackgasse des Kühlmittels im Netz: bei Einrohrsystemen - einem Ring durch das am stärksten belastete der am weitesten entfernten Steigleitungen, bei Zweirohrsystemen - einem Ring durch die Bodenheizung des am stärksten belasteten der am weitesten entfernten Riser. Dann wird die Berechnung der verbleibenden Zirkulationsringe durchgeführt;
• in horizontalen Heizsystemen - ein Ring durch den am stärksten belasteten Zweig des Untergeschosses des Gebäudes.
Es sollte eine von zwei Richtungen der hydraulischen Berechnung des Hauptzirkulationsrings gewählt werden.
Die erste Richtung der hydraulischen Berechnung besteht darin, dass die Durchmesser der Rohre und der Druckverlust im Ring durch die angegebene optimale Bewegungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in jedem Abschnitt des Hauptumwälzrings bestimmt werden, gefolgt von der Auswahl der Umwälzpumpe.
Die Geschwindigkeit des Kühlmittels in horizontal verlegten Rohren sollte mindestens 0,25 m / s betragen, um die Luftentfernung zu gewährleisten. Es wird empfohlen, die optimale Auslegungsbewegung des Kühlmittels für Stahlrohre - bis zu 0,3 ... 0,5 m / s, für Kupfer- und Polymerrohre - bis zu 0,5 ... 0,7 m / s zu nehmen und gleichzeitig den Wert des zu begrenzen spezifischer Reibungsdruckverlust R nicht mehr als 100 ... 200 Pa / m.
Basierend auf den Ergebnissen der Berechnung des Hauptrings werden die verbleibenden Zirkulationsringe berechnet, indem der verfügbare Druck in ihnen bestimmt und die Durchmesser gemäß dem ungefähren Wert des spezifischen Druckverlusts Rav (nach der Methode des spezifischen Druckverlusts) ausgewählt werden.
Erste Berechnungsrichtung Es wird in der Regel für Systeme mit lokalem Wärmeerzeuger, für Heizsysteme mit unabhängigem Anschluss an Heiznetze, für Heizungssysteme mit abhängigem Anschluss an Heiznetze, jedoch mit unzureichendem verfügbaren Druck am Eingang von Heiznetzen (außer für Mischen von Knoten mit einem Aufzug).
Die für die Auswahl der Standardgröße der Umwälzpumpe erforderliche Förderhöhe der Umwälzpumpe Рн, Pa, sollte je nach Art des Heizungssystems festgelegt werden:
• für vertikale Einrohr- und Bifilarsysteme gemäß der Formel:
Rn = ΔPs.о. - Re
• für horizontale Einrohr- und Bifilar-Zweirohrsysteme nach folgender Formel:
Rn = ΔPs.о. - 0,4 Re
wobei: ΔP.o - Druckverlust. im Hauptentwurfszirkulationsring Pa;
Pe ist der natürliche Zirkulationsdruck, der durch die Kühlung von Wasser in Heizgeräten und Rohren des Zirkulationsrings entsteht.
Die zweite Richtung der hydraulischen Berechnung besteht darin, dass die Auswahl der Rohrdurchmesser in den Auslegungsabschnitten und die Ermittlung der Druckverluste im Zirkulationsring nach dem ursprünglich festgelegten Wert des verfügbaren Zirkulationsdrucks für das Heizsystem erfolgt. In diesem Fall werden die Durchmesser der Abschnitte gemäß dem ungefähren Wert des spezifischen Druckverlusts Rav (nach der Methode des spezifischen Druckverlusts) ausgewählt. Nach diesem Prinzip erfolgt die Berechnung von Heizsystemen mit natürlicher Zirkulation, Heizsystemen mit abhängiger Verbindung zu Heizungsnetzen (mit Mischen im Aufzug; mit einer Mischpumpe am Sturz mit ausreichend verfügbarem Druck am Eingang von Heiznetzen; ohne Mischen mit ausreichend verfügbarer Druck am Eingang von Heizungsnetzen) ...
Als Anfangsparameter der hydraulischen Berechnung ist es notwendig, den Wert des verfügbaren zirkulierenden Druckabfalls ΔPР zu bestimmen, der in natürlichen Zirkulationssystemen gleich ist
ΔPР = Pe,
und in Pumpsystemen wird es abhängig von der Art des Heizsystems bestimmt:
• für vertikale Einrohr- und Bifilarsysteme gemäß der Formel:
ΔPР = Rn + Re
• für horizontale Einrohr- und Bifilar-Zweirohrsysteme nach folgender Formel:
ΔPР = Rn + 0,4. Re
