עקרונות בסיסיים של חישוב הידראולי של מערכת חימום

• בעיות בתנועת נוזל הקירור במערכת החימום
• מהי הטבעת הראשית במערכת חימום?
• מהי הטבעת המשנית במערכת החימום?
• כיצד לגרום לנוזל הקירור להיכנס לטבעת המשנית?
• מבחר משאבות סירקולציה למערכת חימום משולבת עם טבעות משניות ראשוניות
• טבעות ראשוניות-משניות עם חץ הידראולי וסעפת

להבין כיצד פועלת מערכת החימום המשולבת, אתה צריך להתמודד עם מושג כזה כמו "טבעות ראשוניות - משניות". על זה עוסק המאמר.

בעיות בתנועת נוזל הקירור במערכת החימום

פעם בבנייני דירות, מערכות החימום היו דו-צינוריות, ואז החלו לייצר אותן בצינור אחד, אך במקביל התעוררה בעיה: נוזל הקירור, כמו כל דבר אחר בעולם, מבקש ללכת בדרך פשוטה יותר - לאורך צינור עוקף (שמוצג באיור עם חצים אדומים), ולא דרך רדיאטור שיוצר התנגדות רבה יותר:

כדי לאלץ את נוזל הקירור לעבור דרך הרדיאטור, הם הגיעו להתקנת טיזים צרים:

במקביל, הותקן הצינור הראשי בקוטר גדול יותר מצינור העוקף. כלומר, נוזל הקירור התקרב לטי המצמצם, נתקל בהתנגדות רבה ובפני רצון פנה לרדיאטור, ורק חלק קטן יותר של נוזל הקירור עבר לאורך קטע העוקף.

על פי עיקרון זה, מתבצעת מערכת עם צינור אחד - "לנינגרד".

סעיף עוקף כזה נעשה מסיבה אחרת. אם הרדיאטור נכשל, אז בזמן שהוא מוסר ומוחלף בשירות, נוזל הקירור יעבור לשאר הרדיאטורים לאורך החלק העוקף.

אבל זה כמו היסטוריה, אנחנו חוזרים "לימינו".

יתרונות וחסרונות

היתרונות העיקריים של התוכנית, שבגללם "לנינגרד" כה פופולרית, הם:

• עלויות חומר נמוכות;
• קלות התקנה.

דבר נוסף הוא כאשר משתמשים בצינורות מתכת פלסטיק או פוליאתילן להתקנה. זכור כי תוכנית ההפצה של לנינגרד מספקת קוטר גדול של קו האספקה, בעוד שבמערכת דו-צינורית גודל הצינור יהיה קטן יותר. בהתאם, נעשה שימוש באבזור בקוטר גדול יותר, מה שאומר שהם יעלו יותר ובאופן כללי עלות העבודה והחומרים תהיה גבוהה יותר.

באשר לקלות ההתקנה, ההצהרה נכונה לחלוטין. אדם שלפחות בקיא בנושא ירכיב בשלווה את התוכנית של "לנינגרד". הקושי נמצא במקום אחר: לפני ההתקנה נדרש חישוב מדוקדק של הצינורות ועוצמת הרדיאטורים, תוך התחשבות בקירור המשמעותי של נוזל הקירור. אם זה לא נעשה והמערכת מורכבת באופן אקראי, התוצאה תהיה עצובה - רק 3 הסוללות הראשונות יתחממו, השאר יישאר קר.

למעשה, היתרונות שלגביהם "אשת לנינגרד" מוערכת כל כך הזויים מאוד. זה קל להתקנה, אבל קשה לעצב. זה יכול להתפאר בזול רק אם הוא מורכב מחומרים מסוימים, ולא כולם מרוצים מהם.

חסרון חשוב במעגל לנינגרד נובע מעקרון פעולתו וטמון בכך שזה מאוד בעייתי לווסת את העברת החום של סוללות באמצעות שסתומים תרמוסטטיים. האיור שלהלן מציג את מערכת החימום בלנינגרד בבית דו קומתי, שבו מותקנים שסתומים כאלה על הסוללות:

מעגל זה יפעל באופן אקראי כל הזמן.ברגע שהרדיאטור הראשון מחמם את החדר לטמפרטורה שנקבעה, והשסתום מכבה את אספקת נוזל הקירור, עיקרו ממהר לסוללה השנייה, שגם התרמוסטט שלה יתחיל לעבוד. וכך עד המכשיר האחרון. בזמן הקירור התהליך יחזור על עצמו, רק להיפך. כאשר הכל מחושב נכון, המערכת תחמם באופן אחיד פחות או יותר, אם לא, הסוללות האחרונות לעולם לא יתחממו.

בתכנית לנינגרד, הפעולה של כל הסוללות קשורה זו בזו, ולכן אין טעם להתקין ראשים תרמיים, קל יותר לאזן את המערכת באופן ידני.

והדבר האחרון. "לנינגרדקה" פועלת בצורה אמינה למדי עם זרימה מאולצת של נוזל הקירור, והיא נוצרה כחלק מרשת אספקת חום מרכזית. כשאתה זקוק למערכת חימום לא נדיפה ללא משאבה, אז "לנינגרד" היא לא האפשרות הטובה ביותר. כדי לקבל העברת חום טובה עם זרימה טבעית, אתה זקוק למערכת דו-צינורית או למערכת צינור אחד אנכי, המוצגת באיור:

כיצד לגרום לנוזל הקירור להיכנס לטבעת המשנית?

אבל לא הכל כל כך פשוט, אבל אתה צריך להתמודד עם הצומת, המוקף על ידי מלבן אדום (ראה התרשים הקודם) - מקום ההתקשרות של הטבעת המשנית. מכיוון שהצינור בטבעת הראשונית הוא ככל הנראה בקוטר גדול יותר מהצינור בטבעת המשנית, כך שנוזל הקירור יטה לחלק עם פחות עמידות. איך להמשיך? שקול את המעגל:

אמצעי החימום מהדוד זורם לכיוון החץ האדום "אספקה ​​מהדוד". בנקודה B, יש סניף מהאספקה ​​לחימום תת רצפתי. נקודה A היא נקודת הכניסה להחזרת חימום תת רצפתי לטבעת הראשית.

חָשׁוּב! המרחק בין הנקודות A ו- B צריך להיות 150 ... 300 מ"מ - לא יותר!

כיצד "להסיע" את נוזל הקירור לכיוון החץ האדום "אל המשני"? האפשרות הראשונה היא מעקף: טיזים מצמצמים ממוקמים במקומות A ו- B וביניהם צינור בקוטר קטן יותר מההיצע.

הקושי כאן הוא בחישוב הקוטרים: עליכם לחשב את ההתנגדות ההידראולית של הטבעות המשניות והראשוניות, לעקוף ... אם אנו מחשבים לא נכון, יתכן שלא תהיה תנועה לאורך הטבעת המשנית.

הפיתרון השני לבעיה הוא הצבת שסתום תלת-כיווני בנקודה B:

שסתום זה יסגור לחלוטין את הטבעת הראשית, ונוזל הקירור יעבור ישירות אל המשנית. או שזה יחסום את הדרך לטבעת המשנית. או שזה יעבוד כעקיפה, ויכניס חלק מנוזל הקירור דרך הראשוני וחלקו דרך הטבעת המשנית. נראה שזה טוב, אך חובה לשלוט על טמפרטורת נוזל הקירור. שסתום תלת כיווני זה מצויד לעיתים קרובות במפעיל חשמלי ...

האפשרות השלישית היא לספק משאבת זרימה:

משאבת הסירקולציה (1) מוליכה את נוזל הקירור לאורך הטבעת הראשית מהדוד ל ... הדוד, והמשאבה (2) מוליכה את נוזל הקירור לאורך הטבעת המשנית, כלומר על הרצפה החמה.

עקרון הפעולה של טבעות ראשוניות-משניות

הטבעת הראשית היא מבנה במערכת החימום המחבר בעצם כל טבעות משניות ותופס גם את טבעת הדוד הסמוכה. הכלל הבסיסי לטבעות משניות, כך שאינן תלויות בראשונית, הוא להתבונן באורך שבין טבעות הטבעת המשנית, שלא יעלה על ארבעה קוטר הראשוני

לדוגמא, כדי לחשב את האורך הארוך ביותר בין טיז, כך שהטבעת תעבוד באופן חופשי, כדאי לציין במדויק את קוטר מבנה הטבעת הראשוני. צינור זה נקשר בנוסף עם חומר נחושת, מכיוון שהאלמנט מוליך לטמפרטורות גבוהות. לדוגמא: קחו אורך צינור של 26 מ"מ, רוחבו של צינור כזה אינו עולה על כמה מילימטרים. אנו לוקחים 1 מ"מ מכל צד של הקיר, כלומר הקוטר הפנימי של הצינור יהיה 24 מ"מ.

כדי לחשב את המרחק בין הטיז, הערך המתקבל (יש לנו 24) מוכפל ב -4, מכיוון שהמרחק צריך להיות שווה לארבעה קוטרים.כתוצאה מכך, לאחר חישובים, הפער בין הטיז לא אמור להיות יותר מ 96 מ"מ. למעשה, כל הטיזים בהכרח מולחמים יחד.

לכל עיצוב עם מפלס הידראולי שסתום החזרה קפיצי בכל טבעת משנית. אם אינך מקיים המלצות כאלה, מחזור טפילים מתרחש דרך מקומות שאינם עובדים.

בנוסף, לא מומלץ להשתמש במשאבת זרימה בצינור הנגדי. זה גורם לעיתים קרובות לשינויים בלחץ בגלל המרחק הגדול מכלי ההרחבה של מערכת סגורה.

עובדה נוספת הברורה לכאורה, אך אותה אנשים רבים שוכחים. אין להתקין שסתומי כדור בין הטיז. הזנחת כלל זה תוביל לכך ששתי המשאבות יהפכו תלויות בעבודת השכן.

שקול טיפ שימושי לעבודה עם משאבות זרימה. כדי שקפיצי השסתום לא ישמיעו קולות במהלך ההפעלה, כדאי לזכור כלל אחד - שסתום הסימון מותקן במרחק של 12 קוטר צינור. לדוגמא: בקוטר צינור של 23 מ"מ, המרחק בין השסתומים יהיה 276 מ"מ (23x12). רק במרחק זה, השסתומים לא ישמיעו קולות.

בנוסף, על פי עיקרון זה, מומלץ לצייד את המשאבה באורך של 12 קוטר של צינור מתאים. מדוד הכל החל מההשלכות בצורת T. במקומות אלה, הסוג הסוער עם אפקט של סירקולציה חוזרת (מערבולת נוזלים). היווצרותם בנקודות הפינה של קווי המתאר היא שיוצרת רעש לא נעים. יתר על כן, תכונה זו יוצרת התנגדות מינימלית נוספת.

עקרונות בסיסיים של חישוב הידראולי של מערכת חימום

יש להבטיח פעולה שקטה של ​​מערכת החימום המוקרנת בכל מצבי הפעולה שלה. רעש מכני מתרחש עקב התארכות הטמפרטורה של הצינורות בהעדר מפרקי התפשטות ותומכים קבועים ברשת החשמלית ובמעלה מערכת החימום.

בשימוש בצינורות פלדה או נחושת, רעש מתפשט בכל מערכת החימום, ללא קשר למרחק למקור הרעש, בגלל מוליכות קול גבוהה של מתכות.

רעש הידראולי מתרחש עקב מערבולת זרימה משמעותית המתרחשת במהירות מוגברת של תנועת המים בצנרת ועם חנק משמעותי של זרימת נוזל הקירור באמצעות שסתום בקרה. לכן, בכל שלבי התכנון והחישוב ההידראולי של מערכת החימום, בעת בחירת כל שסתום בקרה ושסתום איזון, בעת בחירת מחליפי חום ומשאבות, בעת ניתוח התארכות הטמפרטורה של צינורות, יש צורך לקחת בחשבון את המקור האפשרי ו רמת רעש שנוצרת על מנת לבחור את הציוד והאבזור המתאימים לתנאים הראשוניים הנתונים.

מטרת החישוב ההידראולי, בתנאי שמשמשים את ירידת הלחץ הזמינה בכניסה של מערכת החימום, היא:

• קביעת קטרים ​​של חלקי מערכת החימום;

• בחירת שסתומי בקרה המותקנים על ענפים, עליות וחיבורי התקני חימום;

• בחירת שסתומי עוקף, חלוקה וערבוב;

• בחירת שסתומי איזון וקביעת ערך ההתאמה ההידראולית שלהם.

במהלך הזמנת מערכת החימום, שסתומי האיזון מוגדרים להגדרות הפרויקט.

לפני שתמשיך בחישוב ההידראולי, יש לציין את עומס החום המחושב של כל תנור בתרשים של מערכת החימום, השווה לעומס החום המחושב של Q4 בחדר. אם ישנם שני תנורי חימום או יותר בחדר, יש צורך לחלק את ערך העומס המחושב Q4 ביניהם.

ואז יש לבחור את טבעת המחזור המחושבת העיקרית.כל טבעת זרימה של מערכת החימום היא לולאה סגורה של חלקים עוקבים, החל מצינור הפריקה של משאבת הסירקולציה וכלה בצינור היניקה של משאבת הסירקולציה.

במערכת חימום של צינור אחד, מספר טבעות המחזור שווה למספר העליות או הענפים האופקיים, ובמערכת חימום דו-צינורית מספר התקני החימום. יש לספק שסתומי איזון לכל טבעת במחזור. לכן, במערכת חימום של צינור אחד, מספר שסתומי האיזון שווה למספר העליות או הענפים האופקיים, ובמערכת חימום דו-צינורית - מספר מכשירי החימום, בהם מותקנים שסתומי איזון על חיבור ההחזרה. של התנור.

טבעת מחזור העיצוב העיקרית נלקחת כדלקמן:

• במערכות עם תנועה עוברת של נוזל הקירור ברשת: למערכות צינור אחד - טבעת דרך המעלה הגבוהה ביותר, למערכות דו צינוריות - טבעת דרך התנור התחתון של המעלה העמוס ביותר. לאחר מכן, טבעות המחזור מחושבות באמצעות העליות הקיצוניות (קרוב ורחוק);

• במערכות עם תנועה ללא מוצא של נוזל הקירור ברשת: למערכות צינור אחד - טבעת דרך העמוסים ביותר מבין העליות המרוחקות ביותר, למערכות דו צינוריות - טבעת דרך התנור התחתון של העמוסים ביותר של הקמים הרחוקים ביותר. ואז מתבצע חישוב טבעות המחזור הנותרות;

• במערכות חימום אופקיות - טבעת דרך הענף העמוס ביותר בקומה התחתונה של הבניין.

יש לבחור אחד משני הכיוונים של חישוב הידראולי של טבעת המחזור הראשית.

הכיוון הראשון של חישוב הידראולי מורכב מכך שקטרי הצינורות ואובדן הלחץ בטבעת נקבעים על ידי מהירות התנועה האופטימלית שצוינה של נוזל הקירור בכל קטע של טבעת הזרימה הראשית, ואחריו בחירת משאבת הסירקולציה.

יש לקחת את מהירות נוזל הקירור בצינורות מונחים אופקית לפחות 0.25 מ 'לשנייה על מנת להבטיח הוצאת אוויר מהם. מומלץ לנקוט בתנועת העיצוב האופטימלית של נוזל הקירור לצינורות פלדה - עד 0.3 ... 0.5 מ '/ שנייה, לצינורות נחושת ופולימר - עד 0.5 ... 0.7 מ' לשנייה, תוך הגבלת ערך אובדן לחץ חיכוך ספציפי R לא יותר מ 100 ... 200 Pa / m.

בהתבסס על תוצאות חישוב הטבעת הראשית, טבעות המחזור הנותרות מחושבות על ידי קביעת הלחץ הזמין בהן ובחירת הקוטרים על פי הערך המשוער של אובדן הלחץ הספציפי רב (בשיטת איבוד לחץ ספציפי).

כיוון חישוב ראשון הוא משמש, ככלל, למערכות עם מחולל חום מקומי, למערכות חימום עם חיבור עצמאי לרשתות חימום, למערכות חימום עם חיבור תלוי לרשתות חימום, אך לחץ זמין לא מספיק בכניסה של רשתות חימום (למעט ערבוב צמתים עם מעלית).

יש לקבוע את הראש הנדרש של משאבת הדם Рн, Pa, הנדרש לבחירת הגודל הסטנדרטי של משאבת הדם, בהתאם לסוג מערכת החימום:

• למערכות אנכיות חד-צינוריות וביפלריות לפי הנוסחה:

Rn = ΔPs.о. מחדש

• למערכות דו-צינוריות אופקיות חד-צינוריות וביפלריות לפי הנוסחה:

Rn = ΔPs.о. - 0.4 Re

איפה: ΔP.o - אובדן לחץ. בטבעת מחזור העיצוב הראשי, אבא;

Pe הוא לחץ הזרימה הטבעי הנובע מקירור מים במכשירי חימום ובצינורות טבעת הזרימה, Pa.

הכיוון השני לחישוב הידראולי מורכב מכך שבחירת קטרי הצינור בקטעי התכנון וקביעת הפסדי הלחץ בטבעת הזרימה מתבצעת על פי הערך שצוין בתחילה של לחץ הזרימה הזמין עבור מערכת החימום. במקרה זה, קטרי הקטעים נבחרים על פי הערך המשוער של אובדן הלחץ הספציפי רב (בשיטה של ​​אובדן לחץ ספציפי). על פי עיקרון זה, חישוב מערכות חימום בעלות סירקולציה טבעית, מערכות חימום עם חיבור תלוי לרשתות חימום (עם ערבוב במעלית; עם משאבת ערבוב על המשקוף עם לחץ זמין מספיק בכניסה של רשתות חימום; ללא ערבוב עם לחץ זמין מספיק בכניסה של רשתות חימום) ...

כפרמטר הראשוני של החישוב ההידראולי, יש צורך לקבוע את ערך ירידת הלחץ במחזור הזמין ΔPР, אשר במערכות זרימה טבעיות שווה ל

ΔPР = Pe,

ובמערכות שאיבה זה נקבע בהתאם לסוג מערכת החימום:

• למערכות אנכיות חד-צינוריות וביפלריות לפי הנוסחה:

ΔPР = Rn + Re

• למערכות דו-צינוריות אופקיות חד-צינוריות וביפלריות לפי הנוסחה:

ΔPР = Rn + 0.4. מחדש