- Problemy z ruchem chłodziwa w systemie grzewczym
- Jaki jest pierścień pierwotny w systemie grzewczym?
- Jaki jest pierścień wtórny w systemie grzewczym?
- Jak sprawić, by chłodziwo trafiło do pierścienia pomocniczego?
- Dobór pomp obiegowych do kombinowanego systemu grzewczego z pierścieniami pierwotnymi i wtórnymi
- Pierścienie pierwotno-wtórne ze strzałką hydrauliczną i kolektorem
Rozumieć jak działa kombinowany system grzewczytrzeba sobie poradzić z taką koncepcją, jak „pierścienie pierwotne - wtórne”. O tym jest ten artykuł.
Problemy z ruchem chłodziwa w systemie grzewczym
Kiedyś w budynkach mieszkalnych systemy grzewcze były dwururowe, potem zaczęto je robić z jedną rurą, ale jednocześnie pojawił się problem: chłodziwo, podobnie jak wszystko inne na świecie, stara się iść prostszą ścieżką - wzdłuż rura obejściowa (pokazana na rysunku czerwonymi strzałkami), a nie przez grzejnik, który stwarza większy opór:
Aby zmusić chłodziwo do przejścia przez chłodnicę, wymyślili instalację zwężających się trójników:
W tym samym czasie rura główna została zainstalowana z większą średnicą niż rura obejściowa. Oznacza to, że chłodziwo zbliżyło się do zwężającego się trójnika, napotkało duży opór i chcąc nie chcąc, zwróciło się do chłodnicy, a tylko mniejsza część chłodziwa przeszła przez odcinek obejściowy.
Zgodnie z tą zasadą powstaje system jednorurowy - „Leningrad”.
Taka sekcja obejścia jest wykonana z innego powodu. Jeśli chłodnica ulegnie awarii, to po jej wyjęciu i wymianie na sprawną, płyn chłodzący trafi do pozostałych grzejników wzdłuż sekcji obejściowej.
Ale to jest jak historia, wracamy „do naszych dni”.
Zalety i wady
Główne zalety programu, dzięki którym „Leningrad” jest tak popularny, to:
- małe koszty materiałów;
- łatwość instalacji.
Inną rzeczą jest sytuacja, gdy do montażu używane są rury metalowo-plastikowe lub polietylenowe. Pamiętaj, że schemat dystrybucji Leningradu przewiduje dużą średnicę przewodu zasilającego, podczas gdy w systemie dwururowym rozmiar rury będzie mniejszy. W związku z tym stosuje się okucia o większej średnicy, co oznacza, że będą one kosztować więcej i, ogólnie rzecz biorąc, koszt pracy i materiałów będzie wyższy.
Jeśli chodzi o łatwość instalacji, stwierdzenie jest całkowicie poprawne. Osoba choć trochę zorientowana w tej kwestii spokojnie ułoży schemat „Leningradu”. Trudność leży gdzie indziej: przed instalacją wymagane jest dokładne obliczenie rurociągów i mocy grzejników, biorąc pod uwagę znaczne chłodzenie chłodziwa. Jeśli tak się nie stanie, a system zostanie zmontowany losowo, wynik będzie smutny - tylko pierwsze 3 baterie będą się nagrzewać, reszta pozostanie zimna.
W rzeczywistości zasługi, za które tak ceniona jest „kobieta Leningradu”, są bardzo iluzoryczne. Jest łatwy w instalacji, ale trudny do zaprojektowania. Może pochwalić się tanim kosztem tylko wtedy, gdy jest złożony z pewnych materiałów i nie każdy jest z nich zadowolony.
Ważna wada obwodu Leningradu wynika z jego zasady działania i polega na tym, że regulacja wymiany ciepła akumulatorów za pomocą zaworów termostatycznych jest bardzo problematyczna. Poniższy rysunek przedstawia system ogrzewania Leningradu w dwupiętrowym domu, w którym takie zawory są zainstalowane na bateriach:
Ten obwód będzie działał losowo przez cały czas.Gdy tylko pierwszy grzejnik ogrzeje pomieszczenie do ustawionej temperatury, a zawór wyłączy dopływ chłodziwa, jego masa pędzi do drugiego akumulatora, którego termostat również zacznie działać. I tak dalej, aż do ostatniego urządzenia. Podczas chłodzenia proces zostanie powtórzony, wręcz przeciwnie. Gdy wszystko jest poprawnie obliczone, system będzie się nagrzewał mniej więcej równomiernie, jeśli nie, to ostatnie baterie nigdy się nie nagrzeją.
W schemacie Leningradu działanie wszystkich akumulatorów jest ze sobą połączone, dlatego nie ma sensu instalować głowic termicznych, łatwiej jest zrównoważyć system ręcznie.
I ostatnia rzecz. „Leningradka” działa raczej niezawodnie z wymuszonym obiegiem chłodziwa i została pomyślana jako część scentralizowanej sieci ciepłowniczej. Gdy potrzebujesz nielotnego systemu grzewczego bez pompy, wówczas „Leningrad” nie jest najlepszym rozwiązaniem. Aby uzyskać dobre przenoszenie ciepła z naturalną cyrkulacją, potrzebujesz systemu dwururowego lub pionowego systemu jednorurowego, pokazanego na rysunku:
Jak sprawić, by chłodziwo trafiło do pierścienia pomocniczego?
Ale nie wszystko jest takie proste, ale musisz poradzić sobie z węzłem otoczonym czerwonym prostokątem (patrz poprzedni schemat) - miejscem mocowania pierścienia wtórnego. Ponieważ rura w pierścieniu głównym ma najprawdopodobniej większą średnicę niż rura w pierścieniu wtórnym, chłodziwo będzie więc kierować się do sekcji z mniejszym oporem. Jak kontynuować? Rozważ obwód:
Czynnik grzewczy z kotła płynie zgodnie z kierunkiem czerwonej strzałki „zasilanie z kotła”. W punkcie B znajduje się odgałęzienie od zasilania do ogrzewania podłogowego. Punkt A jest punktem wejścia dla powrotu ogrzewania podłogowego do pierścienia głównego.
Ważny! Odległość między punktami A i B powinna wynosić 150 ... 300 mm - nie więcej!
Jak „kierować” chłodziwo w kierunku czerwonej strzałki „do wtórnego”? Pierwsza opcja to obejście: trójniki redukcyjne są umieszczane w miejscach A i B, a pomiędzy nimi rura o mniejszej średnicy niż zasilająca.
Trudność polega tutaj na obliczeniu średnic: musisz obliczyć opór hydrauliczny pierścienia wtórnego i pierwotnego, obejść ... jeśli źle obliczymy, może nie być ruchu wzdłuż pierścienia wtórnego.
Drugim rozwiązaniem problemu jest umieszczenie zaworu trójdrogowego w punkcie B:
Ten zawór albo całkowicie zamknie pierścień główny, a chłodziwo przejdzie bezpośrednio do wtórnego. Albo zablokuje drogę do drugiego pierścienia. Lub będzie działać jako obejście, przepuszczając część chłodziwa przez pierwotny, a część przez wtórny pierścień. Wydaje się, że jest dobry, ale konieczne jest kontrolowanie temperatury chłodziwa. Ten zawór trójdrogowy jest często wyposażony w siłownik elektryczny ...
Trzecią opcją jest dostarczenie pompy obiegowej:
Pompa cyrkulacyjna (1) napędza chłodziwo po pierścieniu pierwotnym z kotła do ... kotła, a pompa (2) napędza chłodziwo po pierścieniu wtórnym, czyli na ciepłej podłodze.
Zasada działania pierścieni pierwotnych-wtórnych
Pierścień pierwotny to struktura w systemie grzewczym, która w zasadzie łączy wszystkie pierścienie wtórne, a także przechwytuje sąsiedni pierścień kotła. Podstawową zasadą dla pierścieni wtórnych, aby nie zależały od pierścienia pierwotnego, jest przestrzeganie długości między trójnikami pierścienia wtórnego, która nie powinna przekraczać czterech średnic pierścienia pierwotnego
Na przykład, aby obliczyć maksymalną długość między trójnikami, aby pierścień działał swobodnie, warto dokładnie wyznaczyć średnicę pierwotnej struktury pierścienia. Ta rura jest dodatkowo obwiązana materiałem miedzianym, ponieważ element przewodzi wysokie temperatury. Na przykład: weź długość rury 26 mm, szerokość takiej rury nie przekracza kilku milimetrów. Bierzemy 1 mm z każdej strony ściany, co oznacza, że wewnętrzna średnica rurki wyniesie 24 mm.
Aby obliczyć odległość między trójnikami, wynikową wartość (mamy 24) mnoży się przez 4, ponieważ odległość powinna być równa czterem średnicom.W rezultacie po obliczeniach szczelina między trójnikami nie powinna być większa niż 96 mm. W rzeczywistości wszystkie trójniki będą koniecznie lutowane razem.
Każda konstrukcja z hydrauliczną niwelatorem ma sprężynowy zawór zwrotny w każdym pierścieniu pomocniczym. Jeśli nie zastosujesz się do takich zaleceń, krążenie pasożytnicze występuje w miejscach niepracujących.
Ponadto nie zaleca się stosowania pompy obiegowej na przeciwległym rurociągu. Powoduje to często zmiany ciśnienia ze względu na dużą odległość od naczynia wzbiorczego w układzie zamkniętym.
Kolejny pozornie oczywisty fakt, o którym wiele osób zapomina. Między trójnikami nie należy instalować zaworów kulowych. Zaniedbanie tej zasady doprowadzi do tego, że obie pompy staną się zależne od pracy sąsiada.
Rozważ przydatną wskazówkę dotyczącą pracy z pompami obiegowymi. Aby sprężyny zaworowe nie wydawały dźwięków podczas pracy, warto pamiętać o jednej zasadzie - zawór zwrotny montowany jest w odległości 12 średnic rurociągu. Na przykład: przy średnicy rury 23 mm odległość między zaworami wyniesie 276 mm (23x12). Tylko z tej odległości zawory nie będą wydawać dźwięków.
Ponadto, zgodnie z tą zasadą, zaleca się wyposażenie pompy w długość 12 średnic odpowiedniego rurociągu. Zmierz wszystko od rozgałęzień w kształcie litery T. W tych miejscach typ turbulentny z efektem recyrkulacji (wir przepływu płynu). To ich tworzenie w narożnikach konturu powoduje nieprzyjemny hałas. Co więcej, ta cecha stwarza kolejny minimalny opór.
Podstawowe zasady obliczeń hydraulicznych instalacji grzewczej
Cicha praca projektowanego systemu grzewczego musi być zapewniona we wszystkich trybach jego pracy. Hałas mechaniczny występuje z powodu wydłużania się temperatury rurociągów przy braku kompensatorów i stałych wsporników na sieci i pionach systemu grzewczego.
W przypadku stosowania rur stalowych lub miedzianych hałas rozprzestrzenia się w całym systemie grzewczym, niezależnie od odległości od źródła hałasu, ze względu na wysoką przewodność dźwięku metali.
Hałas hydrauliczny występuje z powodu znacznych zawirowań przepływu, które występują przy zwiększonej prędkości ruchu wody w rurociągach i przy znacznym dławieniu przepływu chłodziwa przez zawór sterujący. Dlatego na wszystkich etapach projektowania i obliczeń hydraulicznych instalacji grzewczej, przy doborze każdego zaworu regulacyjnego i równoważącego, przy doborze wymienników ciepła i pomp, analizując wydłużenia temperaturowe rurociągów należy wziąć pod uwagę możliwe źródło i poziom generowanego hałasu w celu doboru odpowiedniego sprzętu i armatury do danych warunków początkowych.
Celem obliczeń hydraulicznych, pod warunkiem uwzględnienia dostępnego spadku ciśnienia na wlocie do instalacji grzewczej, jest:
• wyznaczenie średnic przekrojów systemu grzewczego;
• dobór zaworów regulacyjnych zainstalowanych na odgałęzieniach, pionach i przyłączach urządzeń grzewczych;
• dobór obejścia, zaworów rozdzielających i mieszających;
• dobór zaworów równoważących i określenie wartości ich hydraulicznej regulacji.
Podczas uruchamiania instalacji grzewczej zawory równoważące są ustawiane zgodnie z ustawieniami projektowymi.
Przed przystąpieniem do obliczeń hydraulicznych konieczne jest wskazanie na schemacie systemu grzewczego obliczonego obciążenia cieplnego każdego grzejnika, równego obliczonemu obciążeniu cieplnemu pomieszczenia Q4. Jeśli w pomieszczeniu są dwa lub więcej grzejników, konieczne jest podzielenie między nimi wartości obliczonego obciążenia Q4.
Następnie należy wybrać główny obliczony pierścień cyrkulacyjny.Każdy pierścień cyrkulacyjny instalacji grzewczej stanowi zamkniętą pętlę kolejnych odcinków, zaczynając od rury tłocznej pompy cyrkulacyjnej, a kończąc na rurze ssącej pompy cyrkulacyjnej.
W jednorurowym systemie grzewczym liczba pierścieni cyrkulacyjnych jest równa liczbie pionów lub poziomych odgałęzień, aw dwururowym systemie grzewczym liczbie urządzeń grzewczych. Dla każdego pierścienia obiegowego należy przewidzieć zawory równoważące. Dlatego w jednorurowym systemie grzewczym liczba zaworów równoważących jest równa liczbie pionów lub odgałęzień poziomych, aw dwururowym - liczbie urządzeń grzewczych, w których zawory równoważące są zainstalowane na przyłączu powrotnym grzejnika.
Główny projektowy pierścień cyrkulacyjny przyjmuje się w następujący sposób:
• w układach z przepływowym ruchem chłodziwa w sieci zasilającej: dla systemów jednorurowych - pierścień przez najbardziej obciążony pion, dla systemów dwururowych - pierścień przez dolną grzałkę najbardziej obciążonego pionu. Następnie pierścienie cyrkulacyjne są obliczane przez skrajne piony (bliskie i dalekie);
• w układach ze ślepym ruchem chłodziwa w sieci zasilającej: dla układów jednorurowych - pierścień przez najbardziej obciążony z najbardziej oddalonych pionów, dla układów dwururowych - pierścień przez dolną grzałkę najbardziej obciążonego z najbardziej odległych pionów. Następnie przeprowadza się obliczenia pozostałych pierścieni cyrkulacyjnych;
• w poziomych systemach grzewczych - pierścień przechodzący przez najbardziej obciążoną gałąź dolnej kondygnacji budynku.
Należy wybrać jeden z dwóch kierunków obliczeń hydraulicznych głównego pierścienia cyrkulacyjnego.
Pierwszy kierunek obliczeń hydraulicznych polega na tym, że średnice rur i spadek ciśnienia w pierścieniu są określone przez określoną optymalną prędkość ruchu chłodziwa w każdej sekcji głównego pierścienia cyrkulacyjnego, a następnie dobór pompy cyrkulacyjnej.
Prędkość chłodziwa w rurach układanych poziomo powinna wynosić co najmniej 0,25 m / s, aby zapewnić usunięcie z nich powietrza. Zaleca się przyjąć optymalny projektowy ruch chłodziwa dla rur stalowych - do 0,3 ... 0,5 m / s, dla rur miedzianych i polimerowych - do 0,5 ... 0,7 m / s, przy jednoczesnym ograniczeniu wartości specyficzna strata ciśnienia tarcia R nie więcej niż 100 ... 200 Pa / m.
Na podstawie wyników obliczeń pierścienia głównego oblicza się pozostałe pierścienie cyrkulacyjne poprzez określenie dostępnego w nich ciśnienia i dobranie średnic według przybliżonej wartości określonej straty ciśnienia Rav (metodą określonych strat ciśnienia).
Pierwszy kierunek obliczeń z reguły stosowany jest w układach z lokalnym źródłem ciepła, w systemach grzewczych z niezależnym podłączeniem do sieci ciepłowniczych, w systemach grzewczych z zależnym podłączeniem do sieci ciepłowniczych, ale niewystarczającym dostępnym ciśnieniem na wejściu do sieci mieszanie węzłów z windą).
Wymaganą wysokość podnoszenia pompy obiegowej Рн, Pa, wymaganą do doboru standardowej wielkości pompy obiegowej, należy określić w zależności od rodzaju instalacji grzewczej:
• dla pionowych systemów jednorurowych i bifilarnych wg wzoru:
Rn = ΔPs.о. - Odp
• dla poziomych systemów jednorurowych i bifilarnych, dwururowych wg wzoru:
Rn = ΔPs.о. - 0,4 Re
gdzie: ΔP.o - strata ciśnienia. w głównym projektowym pierścieniu cyrkulacyjnym, Pa;
Pe to naturalne ciśnienie cyrkulacyjne wynikające z chłodzenia wody w urządzeniach grzewczych i rurach pierścienia cyrkulacyjnego, Pa.
Drugi kierunek obliczeń hydraulicznych polega na tym, że dobór średnic rur w przekrojach projektowych oraz wyznaczenie strat ciśnienia w pierścieniu cyrkulacyjnym odbywa się według wstępnie zadanej wartości dostępnego ciśnienia cyrkulacyjnego dla instalacji grzewczej. W tym przypadku średnice sekcji dobierane są według przybliżonej wartości określonej straty ciśnienia Rav (metodą określonej straty ciśnienia). Zgodnie z tą zasadą obliczanie systemów grzewczych z naturalną cyrkulacją, systemów grzewczych z zależnym podłączeniem do sieci grzewczych (z mieszaniem w windzie; z pompą mieszającą na nadprożu z wystarczającym dostępnym ciśnieniem na wejściu sieci grzewczych; bez mieszania z wystarczające dostępne ciśnienie na wejściu do sieci ciepłowniczych) ...
Jako początkowy parametr obliczeń hydraulicznych konieczne jest określenie wartości dostępnego spadku ciśnienia cyrkulacyjnego ΔPР, który w układach z naturalną cyrkulacją jest równy
ΔPР = Pe,
aw układach pompowych określa się w zależności od rodzaju instalacji grzewczej:
• dla pionowych systemów jednorurowych i bifilarnych wg wzoru:
ΔPР = Rn + Re
• dla poziomych systemów jednorurowych i bifilarnych, dwururowych wg wzoru:
ΔPР = Rn + 0,4. Re
