حساب نظام التدفئة ذو الأنبوب الواحد: ما يجب مراعاته عند الحساب + مثال عملي
يعد نظام التدفئة أحادي الأنبوب أحد الحلول لوضع الأنابيب داخل المباني مع توصيل أجهزة التدفئة.يبدو أن هذا المخطط هو الأبسط والأكثر فعالية. إن بناء فرع التدفئة باستخدام خيار "أنبوب واحد" أرخص لأصحاب المنازل من الطرق الأخرى.
لضمان تشغيل المخطط، من الضروري إجراء حساب أولي لنظام التدفئة أحادي الأنبوب - وهذا سيسمح لك بالحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة في المنزل ومنع فقدان الضغط في الشبكة. من الممكن تمامًا التعامل مع هذه المهمة بنفسك. هل تشك في قدراتك؟
سنخبرك ما هي ميزات التصميم لنظام الأنبوب الواحد، ونقدم أمثلة على مخططات العمل، ونشرح لك الحسابات التي يجب إجراؤها في مرحلة التخطيط لدائرة التسخين.
محتوى المقال:
تصميم دائرة تسخين أحادية الأنبوب
يتم ضمان الاستقرار الهيدروليكي للنظام تقليديًا من خلال الاختيار الأمثل للقطر الاسمي لخطوط الأنابيب (Dusl). من السهل جدًا تنفيذ مخطط مستقر عن طريق اختيار الأقطار، دون الحاجة أولاً إلى تكوين أنظمة التدفئة باستخدام منظمات الحرارة.
يرتبط مباشرة بأنظمة التدفئة هذه مخطط أنبوب واحد مع التثبيت الرأسي / الأفقي للمشعات وفي ظل الغياب التام لصمامات الإغلاق والتحكم على الناهضين (فروع الأجهزة).
من خلال تغيير أقطار الأنابيب في دائرة تسخين حلقة أحادية الأنبوب، من الممكن تحقيق التوازن الدقيق إلى حد ما بين فقدان الضغط الحالي. يتم ضمان التحكم في تدفق سائل التبريد داخل كل جهاز تسخين فردي تركيب منظم الحرارة.
عادة، كجزء من عملية تصميم نظام التدفئة باستخدام مخطط أنبوب واحد، في المرحلة الأولى، يتم بناء وحدات أنابيب المبرد. في المرحلة الثانية، يتم ربط حلقات الدورة الدموية.
يتضمن تصميم وحدة الأنابيب لجهاز واحد تحديد فقدان الضغط في الوحدة. يتم إجراء الحساب مع الأخذ في الاعتبار التوزيع الموحد لتدفق سائل التبريد بواسطة منظم الحرارة بالنسبة إلى نقاط الاتصال في قسم الدائرة هذا.
وكجزء من نفس العملية، يتم حساب معامل الفتل، بالإضافة إلى تحديد نطاق معلمات توزيع التدفق في قسم الإغلاق. وبالاعتماد بالفعل على النطاق المحسوب للفروع، يقومون ببناء حلقة تداول.
ربط حلقات الدورة الدموية
من أجل توصيل حلقات التدوير بكفاءة في دائرة ذات أنبوب واحد، يتم أولاً إجراء حساب لفقد الضغط المحتمل (∆Po). في هذه الحالة، لا يؤخذ في الاعتبار فقدان الضغط عند صمام التحكم (∆Рк).
بعد ذلك، بناءً على معدل تدفق سائل التبريد في القسم الأخير من حلقة التدوير وقيمة ∆Рк (الرسم البياني في الوثائق الفنية للجهاز)، يتم تحديد قيمة ضبط صمام التحكم.
يمكن تحديد نفس المؤشر بالصيغة:
كيلو فولت = 0.316 جيجا / √∆Рк,
أين:
- كيلو فولت - قيمة الضبط؛
- ز - تدفق سائل التبريد؛
- ∆Рк – فقدان الضغط في صمام التحكم.
يتم إجراء حسابات مماثلة لكل صمام تحكم فردي في نظام أحادي الأنبوب.
صحيح أنه يتم حساب نطاق فقد الضغط عند كل صمام باستخدام الصيغة:
∆РКo=∆Ро + ∆Рк – ∆Рn,
أين:
- ∆Ro - احتمال فقدان الضغط؛
- ∆Рк – فقدان الضغط على الكهروضوئية.
- ∆Рن - فقدان الضغط في قسم حلقة الدوران n (دون مراعاة الخسائر في الهواء المتداول).
إذا لم يتم الحصول على القيم المطلوبة لنظام التسخين أحادي الأنبوب ككل، نتيجة للحسابات، فمن المستحسن استخدام إصدار نظام أحادي الأنبوب، والذي يتضمن منظمات التدفق الأوتوماتيكية.
يتم تركيب أجهزة مثل المنظمات الأوتوماتيكية في الأجزاء النهائية من الدائرة (عقد الاتصال على الناهضين وفروع المخرج) عند نقاط الاتصال بخط العودة.
إذا قمت بتغيير تكوين المنظم الأوتوماتيكي تقنيًا (قم بتبديل صمام الصرف والقابس)، فمن الممكن أيضًا تركيب الأجهزة على خطوط إمداد سائل التبريد.
بمساعدة منظمات التدفق الأوتوماتيكية، يتم ربط حلقات الدوران. في هذه الحالة، يتم تحديد فقدان الضغط ∆Рс في الأقسام النهائية (الناهضون، فروع الأداة).
يتم توزيع خسائر الضغط المتبقية داخل حدود حلقة التدوير بين الأقسام المشتركة لخطوط الأنابيب (∆Рмн) ومنظم التدفق المشترك (∆РР).
يتم تحديد قيمة الإعداد المؤقت للمنظم العام وفقًا للرسوم البيانية المعروضة في الوثائق الفنية، مع مراعاة ∆Рмр للأقسام النهائية.
احسب فقدان الضغط في الأقسام النهائية باستخدام الصيغة:
∆Рс=∆Рпп – ∆Рмро – ∆Рп,
أين:
- ∆ر - القيمة المحسوبة؛
- ∆Рpp - انخفاض الضغط المحدد؛
- ∆Рм - خسائر كبيرة في أقسام خطوط الأنابيب؛
- ∆ر - خسائر براب على عربة سكن متنقلة مشتركة.
يتم تكوين المنظم الأوتوماتيكي لحلقة التدوير الرئيسية (شريطة عدم تحديد انخفاض الضغط في البداية) مع مراعاة تحديد الحد الأدنى للقيمة الممكنة من نطاق الإعداد في الوثائق الفنية للجهاز.
يتم التحكم في جودة التحكم في التدفق عن طريق أتمتة المنظم العام من خلال الفرق في فقدان الضغط على كل منظم فردي للرافعة أو فرع الأداة.
التطبيق وحالة الأعمال
يعد عدم وجود متطلبات لدرجة حرارة سائل التبريد المبرد هو نقطة البداية لتصميم أنظمة تسخين أحادية الأنبوب باستخدام منظمات الحرارة مع تركيب منظمات الحرارة على خطوط إمداد الرادياتير. في هذه الحالة، من الضروري تجهيز وحدة التدفئة بالتنظيم التلقائي.
يتم أيضًا استخدام حلول الدوائر التي لا توجد بها أجهزة ترموستاتية على خطوط إمداد الرادياتير في الممارسة العملية. لكن استخدام مثل هذه المخططات يتم تحديده من خلال أولويات مختلفة قليلاً لضمان المناخ المحلي.
عادة، يتم استخدام مخططات الأنبوب الواحد، حيث لا يوجد تحكم تلقائي، لمجموعات من الغرف المصممة مع مراعاة تعويض فقدان الحرارة (50٪ أو أكثر) بسبب الأجهزة الإضافية: تهوية العرض، وتكييف الهواء، والتدفئة الكهربائية.
كما تم العثور على تصميم أنظمة الأنبوب الواحد في المشاريع التي تسمح فيها اللوائح بدرجة حرارة سائل التبريد تتجاوز القيمة الحدية لنطاق تشغيل منظم الحرارة.
مشاريع المباني السكنية، حيث يعتمد تشغيل نظام التدفئة على استهلاك الحرارة من خلال العدادات، عادة ما يتم بناؤها وفقًا لمخطط محيط الأنبوب الواحد.
يعتمد المبرر الاقتصادي لتنفيذ مثل هذا المخطط على موقع الناهضين الرئيسيين في نقاط مختلفة من الهيكل.
معايير الحساب الرئيسية هي تكلفة مادتين رئيسيتين: أنابيب التدفئة والتجهيزات.
وفقًا للأمثلة العملية لتنفيذ نظام أحادي الأنبوب المحيطي، فإن الزيادة في Dу لمساحة تدفق خطوط الأنابيب بعامل اثنين تكون مصحوبة بزيادة في تكلفة شراء الأنابيب بمقدار 2-3 مرات. وتزيد تكلفة التركيبات بما يصل إلى 10 أضعاف الحجم، اعتمادًا على المادة المصنوعة منها.
قاعدة حسابية للتثبيت
إن تركيب دائرة أحادية الأنبوب، من وجهة نظر ترتيب عناصر العمل، لا يختلف عمليا عن تركيب نفس الدائرة أنظمة ثنائية الأنابيب. عادة ما توجد الناهضون الرئيسيون خارج المباني السكنية.
توصي قواعد SNiP بوضع الناهضات داخل أعمدة أو مزاريب خاصة. تم بناء فرع الشقة بشكل تقليدي حول المحيط.
يتم وضع خطوط الأنابيب على ارتفاع 70-100 ملم من الحد العلوي للقاعدة الأرضية. أو يتم التثبيت تحت قاعدة زخرفية بارتفاع 100 مم أو أكثر وعرض يصل إلى 40 مم. ينتج الإنتاج الحديث مثل هذه البطانات المتخصصة لتركيب السباكة أو الاتصالات الكهربائية.
يتم تنفيذ أنابيب الرادياتير باستخدام مخطط من أعلى إلى أسفل مع توفير الأنابيب على جانب واحد أو على كلا الجانبين. موقع منظمات الحرارة "على جانب معين" ليس بالغ الأهمية، ولكن إذا تركيب جهاز التدفئة يتم تنفيذه بجوار باب الشرفة، ويجب أن يتم تركيب TP على الجانب الأبعد من الباب.
إن وضع الأنابيب خلف اللوح الأساسي يبدو مفيدًا من وجهة نظر زخرفية، ولكنه يذكرنا بالعيوب عندما يتعلق الأمر بالمرور عبر المناطق التي توجد بها مداخل داخلية.
يتم توصيل أجهزة التدفئة (المشعات) مع رافعات أحادية الأنبوب وفقًا لمخططات تسمح باستطالة خطية طفيفة للأنابيب أو وفقًا لمخططات مع تعويض استطالة الأنابيب نتيجة للتغيرات في درجات الحرارة.
لا يوصى بالخيار الثالث لحلول الدوائر، والذي يتضمن استخدام منظم ثلاثي الاتجاه، لأسباب اقتصادية.
إذا كان تصميم النظام يتضمن وضع رافعات مخبأة في أخاديد الجدار، فمن المستحسن استخدام منظمات الحرارة الزاوية من النوع RTD-G وصمامات الإغلاق المشابهة للأجهزة من سلسلة RLV كتركيبات توصيل.
يتم حساب قطر فرع الأنبوب إلى أجهزة التسخين باستخدام الصيغة:
د>= 0.7√V,
أين:
- 0,7 - معامل في الرياضيات او درجة؛
- الخامس - الحجم الداخلي للرادياتير.
يتكون الفرع بمنحدر معين (5٪ على الأقل) في اتجاه المخرج الحر لسائل التبريد.
اختيار حلقة التداول الرئيسية
إذا كان حل التصميم يتضمن تركيب نظام تسخين يعتمد على عدة حلقات دوران، فمن الضروري اختيار حلقة الدوران الرئيسية. يجب أن يتم الاختيار نظريًا (وعمليًا) وفقًا لقيمة نقل الحرارة القصوى للمبرد الأبعد.
تؤثر هذه المعلمة إلى حد ما على تقييم الحمل الهيدروليكي ككل الذي يقع على حلقة الدوران.
يتم حساب نقل الحرارة لجهاز بعيد بواسطة الصيغة:
Atp = Qv / Qop + ΣQop,
أين:
- أتب - نقل الحرارة المحسوب للجهاز البعيد؛
- Qв - نقل الحرارة المطلوب للجهاز البعيد؛
- Qop - نقل الحرارة من المشعاعات إلى الغرفة؛
- ΣQop - مجموع نقل الحرارة المطلوب لجميع الأجهزة في النظام.
في هذه الحالة، قد تتكون معلمة مقدار نقل الحرارة المطلوب من مجموع قيم الأجهزة المصممة لخدمة المبنى ككل أو جزء منه فقط.على سبيل المثال، عند حساب الحرارة بشكل منفصل للغرف المغطاة برافعة واحدة منفصلة أو المناطق الفردية التي يخدمها فرع الأجهزة.
بشكل عام، يتم حساب نقل الحرارة المحسوب لأي مشعاع تسخين آخر مثبت في النظام بصيغة مختلفة قليلاً:
Atp = Qop / Qpom,
أين:
- Qop - نقل الحرارة المطلوب لمبرد منفصل؛
- كبوم - الطلب على الحرارة لغرفة معينة حيث يتم استخدام دائرة أحادية الأنبوب.
أسهل طريقة لفهم الحسابات وتطبيق القيم التي تم الحصول عليها هي استخدام مثال محدد.
مثال عملي للحساب
يتطلب المبنى السكني نظامًا أحادي الأنبوب يتم التحكم فيه بواسطة منظم الحرارة.
الإنتاجية الاسمية للجهاز عند الحد الأقصى للإعداد هي 0.6 متر3/ح/بار (ك1). الحد الأقصى لخاصية الإنتاجية الممكنة لقيمة الإعداد هذه هو 0.9 م3/ح/بار (ك2).
الحد الأقصى للضغط التفاضلي المحتمل لـ TR (عند مستوى ضوضاء 30 ديسيبل) لا يزيد عن 27 كيلو باسكال (ΔР1). ضغط المضخة 25 كيلو باسكال (ΔР2) ضغط التشغيل لنظام التدفئة – 20 كيلو باسكال (ΔР).
من الضروري تحديد نطاق فقدان الضغط لـ TR (ΔР1).
يتم حساب قيمة انتقال الحرارة الداخلية على النحو التالي: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 06/09) = 0.56. من هنا يتم حساب النطاق المطلوب لفقد الضغط عند TR: ΔР1 = ΔР * Atr (20 * 0.56...1) = 11.2...20 كيلو باسكال.
لو حسابات مستقلة تؤدي إلى نتائج غير متوقعة، فمن الأفضل الاتصال بالمتخصصين أو استخدام الآلة الحاسبة للكمبيوتر للتحقق.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
تحليل تفصيلي للحسابات باستخدام برنامج كمبيوتر مع شرح التثبيت وتحسين وظائف النظام:
تجدر الإشارة إلى أن الحساب الشامل حتى لأبسط الحلول يكون مصحوبًا بكتلة من المعلمات المحسوبة. وبطبيعة الحال، من العدل حساب كل شيء دون استثناء، بشرط أن يكون هيكل التدفئة منظما قريبا من الهيكل المثالي. ومع ذلك، في الواقع، لا يوجد شيء مثالي.
لذلك، غالبا ما يعتمدون على الحسابات في حد ذاتها، وكذلك على الأمثلة العملية وعلى نتائج هذه الأمثلة. يحظى هذا النهج بشعبية خاصة في بناء المساكن الخاصة.
هل لديك ما تضيفه أو لديك أسئلة حول حساب نظام التدفئة أحادي الأنبوب؟ يمكنك ترك تعليقات على المنشور والمشاركة في المناقشات ومشاركة تجربتك الخاصة في ترتيب دائرة التدفئة. يقع نموذج الاتصال في الكتلة السفلية.
التثبيت الصحيح لنظام التدفئة في المنزل، في رأيي، هو من أهم النقاط عند بناء المنزل. ذات مرة، عندما كنت أقوم بتدفئة منزلي، استخدمت الطريقة الأفقية لتوصيل المشعاعات ووضعت أنابيب التدفئة في الأرضيات. أعتقد أيضًا أنه من المهم اختيار المضخة المناسبة، لأنه مع مخطط الأسلاك الأفقي، يجب تحفيز حركة المبرد بواسطة وحدة التدوير.