Beregning af enkeltrørs varmesystem: hvad skal man tage højde for i beregningen + praktisk eksempel

En-rørs varmesystem er en af løsningerne til rørføring inde i bygninger med tilslutning af varmeenheder. En sådan ordning anses for at være den enkleste og mest effektive. Opførelsen af en varmegren efter 'én rør'-varianten er billigere for boligejere end andre metoder.

For at sikre ordningens funktionalitet er det nødvendigt at foretage en foreløbig beregning af en-rørs varmesystemet – dette vil gøre det muligt at opretholde den nødvendige temperatur i huset og forhindre tryktab i nettet. Det er helt muligt at klare denne opgave selv. Er du i tvivl om dine evner?

Vi vil fortælle dig, hvad der kendetegner en-rørs systemets opbygning, give eksempler på arbejdsordninger, og forklare, hvilke beregninger der skal udføres under planlægningen af varmekredsen.

Opbygning af en-rørs varmesystem

Hydraulisk stabilitet opnås traditionelt ved optimalt valg af rørets nominelle diameter (Dusl). Det er ganske enkelt at realisere en stabil ordning ved hjælp af diameter-valg, uden forudgående justering af varmesystemer med termostater.

Netop til sådanne varmesystemer har en-rørs ordningen direkte relation, med lodret/vandret montering af radiatorer og i fuldstændig fravær af afspærrings- og reguleringsventiler på stigrørene (grenene til apparaterne).

Et tydeligt eksempel på installation af et radiatorelement i en ordning organiseret efter princippet om enkelt rørcirkulation. I dette tilfælde anvendes metal-plast rør med metal fittings.

Ved at ændre rørdiametrene i en en-rørs ringvarmesystem kan man balancere de eksisterende tryktab ret præcist. Styring af varmebærerstrømmene inde i hvert enkelt varmeapparat sikres ved installation af en termostat.

Normalt, inden for konstruktionsprocessen af et varmesystem efter en-rørs ordning, opbygges radiatortilslutningsenhederne i første fase. I anden fase udføres sammenkoblingen af cirkulationssløjferne.

Klassisk ordningsløsning, hvor der bruges ét rør til varmebærerstrømning og fordeling af vand til varmeradiatorer. Denne ordning hører til de mest enkle varianter (+).

Konstruktion af en enkelt enheds tilslutningsenhed indebærer bestemmelse af tryktab i enheden. Beregningen udføres under hensyntagen til den jævne fordeling af varmebæreren af termostaten i forhold til tilslutningspunkterne på dette kredsløbsafsnit.

Inden for den samme operation beregnes gennemstrømningskoefficienten, plus bestemmelse af parameterområdet for strømningsfordelingen på det afsluttende afsnit. Ved at basere sig på det beregnede forgreningsområde opbygges cirkulationsringen.

Sammenkobling af cirkulationssløjfer

For at udføre sammenkoblingen af cirkulationsringe i et enkeltrørssystem korrekt, udføres først en beregning af mulige tryktab (∆Ro). Her tages der ikke højde for tryktab på reguleringsventilen (∆Rk).

Dernæst bestemmes reguleringsventilens indstillingsværdi ud fra værdien af varmebærerstrømmen på det sidste afsnit af cirkulationsringen og værdien af ∆Rk (diagram i apparatets tekniske dokumentation).

Den samme indikator kan bestemmes med formlen:

Kv=0,316G / √∆Rk,

hvor:

• Kv – indstillingsværdi;
• G – varmebærerstrøm;
• ∆Rk – tryktab på reguleringsventilen.

Tilsvarende beregninger udføres for hver enkelt reguleringsventil i et enkeltrørssystem.

Dog beregnes tryktabsområdet på hver RV med formlen:

∆Rko=∆Ro + ∆Rk – ∆Rn,

hvor:

• ∆Ro – mulige tryktab;
• ∆Rk – tryktab på RV;
• ∆Rn – tryktab på afsnit n af cirkulationsringen (uden hensyntagen til tab i RV).

Hvis de nødvendige værdier for et enkeltrørssystem som helhed ikke er opnået som et resultat af beregningerne, anbefales det at anvende en variant af enkeltrørssystemet, der inkluderer automatiske flowregulatorer.

Automatisk flowregulator installeret på varmebærerens returledning. Apparatet regulerer den samlede varmebærerstrøm for hele enkeltrørssystemet.

Sådanne enheder som automatiske regulatorer monteres på systemets endesektioner (forbindelsespunkter på stigrør, afgreninger) ved tilslutningspunkterne til returledningen.

Hvis den automatiske regulatorens konfiguration teknisk ændres (bytte om på afløbsventil og prop), er installation af apparaterne også mulig på varmebærerens fremløbsledninger.

Ved hjælp af automatiske flowregulatorer udføres sammenkobling af cirkulationsringe. Her bestemmes tryktab ∆Rs på endesektionerne (stigrør, apparatgrene).

Resterende tryktab inden for cirkulationsringen fordeles mellem de fælles rørledningssektioner (∆Rmr) og den fælles flowregulator (∆Rr).

Værdien af den midlertidige indstilling af den fælles regulator vælges i henhold til diagrammerne i den tekniske dokumentation under hensyntagen til ∆Rmr på endesektionerne.

Tryktab på endesektionerne beregnes med formlen:

∆Rs=∆Rpp – ∆Rmr – ∆Rr,

hvor:

• ∆Rr – beregnet værdi;
• ∆Rpp – angivet differenstryk;
• ∆Rmr – tab af Rrab på rørstrækninger;
• ∆Rr – tab af Rrab på fælles RV.

Indstilling af den automatiske regulator for det primære cirkulationsring (under forudsætning af, at differenstrykket ikke oprindeligt er angivet) udføres under hensyntagen til installationen af den mindst mulige værdi inden for indstillingsområdet i enhedens tekniske dokumentation.

Kvaliteten af strømningsstyringen via den fælles regulators automatik kontrolleres ud fra forskellen i tryktab på hver enkelt stigerørsregulator eller apparatgren.

Anvendelse og økonomisk begrundelse

Manglende krav til temperaturen af det afkølede varmebærer er udgangspunktet for at designe enkeltstrengs varmesystemer med termostater og installation af TR på radiatorens fremløbsledninger. Samtidig er det obligatorisk at udstyre varmecentralen med automatisk regulering.

Termostat installeret på ledningen, der tilfører varmebærer til radiator. Til montering blev der brugt metal fittings, som er praktiske til arbejde med polypropylenrør.

Løsninger, hvor der ikke er termostatiske enheder på radiatorens fremløbsledninger, anvendes også i praksis. Men anvendelsen af sådanne løsninger er betinget af lidt anderledes prioriteter for at opretholde indeklimaet.

Normalt anvendes enkeltstrengssystemer uden automatisk regulering til grupper af rum, der er designet til at kompensere for varmetab (50% eller mere) ved hjælp af ekstra enheder: indblæsningsventilation, aircondition, elektrisk opvarmning.

Enkeltstrengssystemer ses også i projekter, hvor normerne tillader en varmebærertemperatur, der overstiger grænseværdien for termostatens arbejdsområde.

Projekter for lejlighedsbygninger, hvor driften af varmesystemet er knyttet til måling af forbrugt varme via målere, bygges normalt op efter en perimeter enkeltstrengsordning.

Den perimetrale enkeltstrengsordning – en slags 'genreklassiker', som ofte anvendes i praksis inden for kommunalt og privat boligbyggeri. Den anses for enkel og økonomisk under forskellige forhold (+)

Den økonomiske begrundelse for at implementere en sådan ordning er placeringen af hovedstigerørene på forskellige punkter i konstruktionen.

De vigtigste beregningskriterier er prisen på to hovedmaterialer: varmerør og fittings.

Ifølge praktiske eksempler på implementering af et perimetralt enkeltstrengssystem medfører en fordobling af Dy af rørtværsnittet en stigning i udgifterne til indkøb af rør med 2-3 gange. Og udgifterne til fittings stiger op til 10 gange alt efter, hvilket materiale fittingerne er lavet af.

Beregningsgrundlag for installation

Montering af enkeltrørssystemet adskiller sig, hvad angår placeringen af arbejdselementer, stort set ikke fra installationen af de samme torørssystemer. Hovedstigrørene placeres som regel uden for beboelsesrummene.

I henhold til SNiP anbefales det at føre stigrørene inde i særlige skakter eller render. Lejlighedens gren bygges traditionelt op langs omkredsen.

Eksempel på placering af varmesystemets rørledninger i specielt borede riller. Denne installationsmetode anvendes ofte i moderne byggeri.

Rørledningerne lægges i en højde på 70-100 mm fra den øverste kant af gulvlisten. Eller installationen udføres under en dekorativ fodliste med en højde på 100 mm eller mere og en bredde på op til 40 mm. Moderne produktion fremstiller sådanne specialiserede afdækninger til installation af VVS- eller elektriske installationer.

Tilslutningen af radiatorer udføres efter et 'top-ned'-diagram med tilførselsrør på den ene side eller på begge sider. Placeringen af termostaterne 'på en bestemt side' er ikke kritisk, men hvis montering af varmeapparatet udføres tæt på altandøren, skal termostaten nødvendigvis installeres på den side, der er længst væk fra døren.

Rørføring bag fodlisten foretrækkes ud fra et dekorativt synspunkt, men minder om ulemperne, når det kommer til passager, hvor der er indvendige døråbninger.

Rørledninger lagt under dekorativ fodliste. Man kan sige, en klassisk løsning for enkeltrørssystemer, der implementeres i nybyggerier af forskellig klasse.

Tilslutningen af varmeapparater (radiatorer) til enkeltrørsstigrør udføres efter diagrammer, der tillader en mindre lineær udvidelse af rørene, eller efter diagrammer med kompensation for rørenes udvidelse som følge af temperaturvariationer.

Den tredje variant af diagramløsninger, hvor der forventes brug af en trevejsregulator, anbefales ikke af økonomiske årsager.

Hvis systemets udformning indebærer lægning af stigrør skjult i vægriller, anbefales det at bruge vinkeltermostater af typen RTD-G og afspærringsventiler svarende til enheder fra RLV-serien som tilslutningsarmatur.

Tilslutningsmuligheder: 1,2 – for systemer, der tillader lineær udvidelse af rørene; 3,4 – for systemer designet til brug af yderligere varmekilder; 5,6 – løsninger med trevejsventiler anses for ufordelagtige (+).

Diameteren af rørgrenen til varmeapparaterne beregnes efter formlen:

D >= 0.7√V,

hvor:

• 0,7 – koefficient;
• V – radiatorens indre volumen.

Forgreningen udføres med en vis hældning (mindst 5%) i retning af varmebærerens frie udløb.

Valg af hovedcirkulationssløjfe

Hvis projektløsningen indebærer et varmesystem baseret på flere cirkulationskredsløb, er det nødvendigt at vælge det primære cirkulationskredsløb. Valget bør teoretisk (og praktisk) foretages ud fra den maksimale varmeoverførselsværdi for den fjerneste radiator.

Denne parameter påvirker til en vis grad vurderingen af den samlede hydrauliske belastning på cirkulationskredsløbet.

Cirkulationskredsløb i form af et strukturelt diagram. For forskellige designvarianter kan der være flere sådanne kredsløb. Kun ét kredsløb er det primære (+).

Varmeoverførslen for den fjerne enhed beregnes med formlen:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

hvor:

• Atp – beregnet varmeoverførsel for den fjerne enhed;
• Qv – nødvendig varmeoverførsel for den fjerne enhed;
• Qop – varmeoverførsel fra radiatorer til rummet;
•  ΣQop – summen af nødvendig varmeoverførsel for alle systemets enheder.

Desuden kan parameteren for summen af nødvendig varmeoverførsel bestå af summen af værdierne for enheder, der skal betjene hele bygningen eller kun en del af bygningen. For eksempel ved beregning af varme separat for rum, der dækkes af en enkelt stigstamme, eller enkeltområder, der betjenes af en enhedsgren.

Men generelt beregnes den beregnede varmeoverførsel for enhver anden varmeradiator, der er installeret i systemet, med en lidt anden formel:

Atp = Qop / Qpom,

hvor:

• Qop – nødvendig varmeoverførsel for en enkelt radiator;
• Qpom – varmebehov for et specifikt rum, hvor der anvendes et enkeltrørsystem.

Den nemmeste måde at forstå beregningerne og anvendelsen af de opnåede værdier på er med et konkret eksempel.

Praktisk eksempel på beregning

Til et bolighus kræves et enkeltrørsystem med styring fra en termostat.

Værdien af enhedens nominelle gennemstrømningskapacitet ved den maksimale indstillingsgrænse er 0,6 m³/h/bar (k1). Den maksimalt mulige gennemstrømningskapacitet for denne indstillingsværdi er 0,9 m³/h/bar (k2).

Maksimalt muligt trykfald for TR (ved støjniveau 30 dB) – højst 27 kPa (ΔP1). Pumpetryk 25 kPa (ΔP2). Arbejdstryk for varmesystemet – 20 kPa (ΔP).

Skal bestemme intervallet for tryktab for TR (ΔP1).

Værdien af intern varmeoverførsel beregnes som følger: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 0,6/0,9) = 0,56. Herefra beregnes det nødvendige tryktabsinterval på TR: ΔP1 = ΔP * Atr (20 * 0,56…1) = 11,2…20 kPa.

Hvis uafhængige beregninger fører til uventede resultater, er det bedre at kontakte specialister eller bruge en computerberegner til kontrol.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Detaljeret gennemgang af beregninger ved hjælp af et computerprogram med forklaringer om installation og forbedring af systemets funktionalitet:

Det skal bemærkes, at en fuldskala-beregning af selv de simpleste løsninger ledsages af en masse beregnede parametre. Selvfølgelig er det rimeligt at beregne alt uden undtagelse under forudsætning af en varmekonstruktion tæt på en ideel struktur. Men i virkeligheden er intet ideelt.

Derfor stoler man ofte på selve beregningerne såvel som på praktiske eksempler og resultaterne af disse eksemplers virke. Denne tilgang er særlig populær inden for privat boligbyggeri.

Har du noget at tilføje, eller har du spørgsmål om beregning af et etrørs varmesystem? Du kan efterlade kommentarer til publikationen, deltage i diskussioner og dele din egen erfaring med at indrette varmekredsen. Kontaktformularen findes i det nederste afsnit.