Az egycsöves fűtési rendszer számítása: mit kell figyelembe venni a számításnál + gyakorlati példa

Az egycsöves fűtési rendszer az egyik megoldás az épületeken belüli csővezetékek elosztására, fűtőberendezések csatlakoztatásával. Ez a séma tűnik a legegyszerűbbnek és leghatékonyabbnak. Az „egycsöves” fűtési ág kiépítése olcsóbb a háztulajdonosok számára, mint más módszerek.

A séma működőképességének biztosításához el kell végezni az egycsöves fűtési rendszer előzetes számítását – ez lehetővé teszi a kívánt hőmérséklet fenntartását a házban és megakadályozza a nyomásveszteséget a hálózatban. Ezzel a feladattal teljesen reális egyedül megbirkózni. Kételkedik a képességeiben?

Elmondjuk Önnek, milyen sajátosságai vannak az egycsöves rendszer felépítésének, bemutatunk példákat működő sémákra, és elmagyarázzuk, milyen számításokat kell feltétlenül elvégezni a fűtési kör tervezési szakaszában.

Az egycsöves fűtési séma felépítése

A rendszer hidraulikai stabilitását hagyományosan a csővezetékek névleges átmérőjének (D) optimális megválasztása biztosítja. A stabil sémát az átmérők kiválasztásával, a termosztátos fűtési rendszerek előzetes beállítása nélkül megvalósítani meglehetősen egyszerű.

Pontosan az ilyen fűtési rendszerekhez közvetlen kapcsolódása van az egycsöves sémának a radiátorok függőleges/vízszintes szerelésével, és a felszállókon (a készülékekhez vezető ágakon) teljesen elzáró-szabályozó szerelvények nélkül.

Szemléletes példa a radiátorelem beépítésére egycsöves cirkulációs elven szervezett sémában. Ebben az esetben fém-műanyag csővezetékeket használnak fém szerelvényekkel.

A csőátmérők megváltoztatásával az egycsöves körös fűtési sémában elég pontosan kiegyensúlyozhatók a fellépő nyomásveszteségek. A hőhordozó áramlásának szabályozását az egyes fűtőberendezéseken belül a termosztát beépítése biztosítja.

Általában az egycsöves séma szerinti fűtési rendszer tervezési folyamatában az első lépésben a radiátorok bekötési csomópontjait építik ki. A második lépésben a cirkulációs körök összehangolását végzik el.

Klasszikus rendszermegoldás, ahol a hőhordozó áramoltatásához és a víz hőradiátorokhoz való elosztásához egyetlen csövet használnak. Ez a séma a legegyszerűbb változatok közé tartozik (+)

Egyetlen készülék bekötési csomópontjának tervezése magában foglalja a csomóponton fellépő nyomásveszteség meghatározását. A számítást a hőhordozó áramlásának a termosztát általi egyenletes elosztása figyelembevételével végzik, az ezen a rendszerszakaszon lévő csatlakozási pontokhoz viszonyítva.

Ugyanezen művelet keretében elvégzik a befolyási együttható számítását, valamint a záró szakaszon az áramlások eloszlási paramétereinek tartományának meghatározását. Már a kiszámított ágtartományra támaszkodva építik fel a cirkulációs kört.

A cirkulációs körök összehangolása

Az egycsöves rendszer cirkulációs köreinek minőségi összehangolásához előzetesen elvégzik a lehetséges nyomásveszteségek (∆Po) számítását. Eközben nem veszik figyelembe a szabályozószelepen (∆Pk) fellépő nyomásveszteséget.

Ezután a cirkulációs kör végső szakaszán lévő hőhordozó áramlási értéke és a ∆Pk értéke (a készülék műszaki dokumentációjában található grafikon) alapján meghatározzák a szabályozószelep beállítási értékét.

Ugyanez a mutató a következő képlettel határozható meg:

Kv=0,316G / √∆Pk,

ahol:

• Kv – a beállítás értéke;
• G – a hőhordozó áramlási értéke;
• ∆Pk – a szabályozószelepen fellépő nyomásveszteség.

Hasonló számításokat végeznek az egycsöves rendszer minden egyes szabályozószelepére.

Igaz, az egyes SzV-ken fellépő nyomásveszteség tartományát a következő képlettel számítják ki:

∆Pko=∆Po + ∆Pk – ∆Pn,

ahol:

• ∆Po – lehetséges nyomásveszteség;
• ∆Pk – nyomásveszteség az SzV-n;
• ∆Pn – nyomásveszteség az n-edik cirkulációs kör szakaszán (az SzV-ben fellépő veszteségek figyelembevétele nélkül).

Ha a számítások eredményeként nem kapták meg az egycsöves fűtési rendszer egészéhez szükséges értékeket, ajánlott olyan egycsöves rendszer változatot alkalmazni, amely automatikus áramlásszabályozókat tartalmaz.

A hőhordozó visszatérő vezetékére szerelt automatikus áramlásszabályozó. A készülék a teljes egycsöves rendszer összes hőhordozó áramlását szabályozza.

Az olyan eszközöket, mint az automatikus szabályozók, a rendszer végső szakaszaira (felszálló vezetékek csatlakozási csomópontjai, leágazó ágak) szerelik, a visszatérő vezetékhez való csatlakozási pontoknál.

Ha az automatikus szabályozó konfigurációját technikailag megváltoztatják (a leeresztő csapot és a dugót felcserélik), a készülékek telepítése a hőhordozó előremenő vezetékein is lehetséges.

Az automatikus áramlásszabályozók segítségével történik a cirkulációs körök összehangolása. Eközben meghatározzák a ∆Ps nyomásveszteségeket a végső szakaszokon (felszállók, készülékágszakaszok).

A cirkulációs kör határain belüli maradék nyomásveszteségeket elosztják a közös csővezetékszakaszok (∆Pmr) és a közös áramlásszabályozó (∆Pp) között.

A teljes szabályozó időbeállításának értékét a műszaki dokumentációban bemutatott diagramok alapján kell kiválasztani, figyelembe véve a végszakaszok ∆Rmr értékét.

Kiszámítják a nyomásveszteséget a végszakaszokon képlettel:

ΔRsz=ΔRpp – ΔRmr – ΔRr

ahol:

• ∆Rr – számított érték;
• ∆Rpp – adott nyomáskülönbség;
• ∆Rmr – a csővezetékszakaszokon a Rrab veszteségei;
• ∆Rr – az Rrab veszteségei a közös RV-n.

Az alapvető keringető kör automatikus szabályozójának beállítását (amennyiben kezdetben nincs megadva nyomáskülönbség) a készülék műszaki dokumentációjában szereplő beállítási tartományból a lehető legkisebb érték beállításának figyelembevételével kell elvégezni.

Az általános szabályozó automatika által vezérelt áramlások szabályozhatóságának minőségét a felszállóág vagy műszerág egyes szabályozóinál fellépő nyomásveszteség-különbségek alapján ellenőrzik.

Alkalmazás és gazdasági indokolás

A hűtött hőhordozó hőmérsékletére vonatkozó követelmények hiánya az egycsöves fűtési rendszerek termosztatikus szelepekkel történő tervezésének kiindulópontja, ahol a TR-szelepek a radiátorok előremenő vezetékein kerülnek beépítésre. Ezen felül kötelező a hőközpont automatikus szabályozással történő felszerelése.

A fűtőradiátorba hőhordozót szállító vezetékre szerelt hőfokszabályozó. A beszereléshez fém szerelvényeket használtak, amelyek megkönnyítik a polipropilén csövekkel való munkát.

Azok a kapcsolási megoldások, amelyekben a radiátorok betápláló vezetékein nincsenek hőszabályozó készülékek, szintén használatosak a gyakorlatban. Az ilyen kapcsolási módok alkalmazását azonban a mikroklíma biztosításának némileg eltérő prioritásai indokolják.

Általában az egycsöves rendszereket, ahol nincs automatikus szabályozás, olyan helyiségek csoportjaira alkalmazzák, amelyeket a hőveszteségek (50% vagy több) kompenzálására terveztek kiegészítő eszközökkel: befúvásos szellőzés, légkondicionálás, elektromos fűtés.

Az egycsöves rendszerek berendezése olyan projektekben is előfordul, ahol a szabványok megengedik a hőhordozó hőmérsékletének a termosztát működési tartományának határértékét meghaladó mértékét.

A többlakásos házak projektjei, ahol a fűtési rendszer üzemeltetése a mérőórákkal mért hőfogyasztás elszámolásához van kötve, általában perimetrikus egycsöves rendszer szerint épülnek fel.

A perimetrikus egycsöves séma a „műfaj klasszikusának” számít, amelyet gyakran alkalmaznak a települési és magánlakásépítés gyakorlatában. Különböző körülmények között egyszerűnek és gazdaságosnak tartják (+).

A fő függőleges csövek elhelyezkedése a szerkezet különböző pontjain gazdasági indoklást igényel az ilyen séma megvalósításához.

A számítás fő kritériumaként a két fő anyag költsége szolgál: fűtőcsövek és idomok.

A kerületi egycsöves rendszer megvalósításának gyakorlati példái szerint a csővezetékek átfolyási keresztmetszetének Dy kétszeres növelése a csövek beszerzési költségeinek 2-3-szoros növekedésével jár. Az idomok költségei pedig az idomok anyagától függően akár tízszeresére is nőhetnek.

A szerelés számítási alapja

Az egycsöves elrendezés szerelése a munkaelemek elhelyezésének szempontjából gyakorlatilag nem különbözik ugyanazon kétcsöves rendszerek kialakításától. A fő felszállócsövek általában a lakótér határain kívül helyezkednek el.

Az SNiP előírásai szerint a felszállócsövek vezetését speciális aknákban vagy csatornákban javasolt végezni. A lakáselágazást hagyományosan a kerület mentén építik ki.

Példa a fűtési rendszer csővezetékeinek elhelyezésére speciálisan kialakított hornyokban. Ezt a megoldást gyakran alkalmazzák a modern építőiparban.

A csővezetékek fektetése a padlószegély felső szélétől számított 70–100 mm magasságban történik. Vagy a szerelést egy 100 mm vagy annál magasabb, legfeljebb 40 mm széles díszléc alatt végzik. A modern gyártás ilyen speciális burkolatokat készít a vízvezeték-szerelési vagy elektromos kommunikációs szereléshez.

A radiátorok bekötése «felülről lefelé» elrendezéssel történik, a csövek egyik vagy mindkét oldalról történő bevezetésével. A termosztatikus szelepek «konkrét oldali» elhelyezése nem kritikus, de ha a fűtőtest szerelése erkélyajtó közelében történik, a TR-t az ajtótól távolabbi oldalon kell elhelyezni.

A csövek szegélyléc mögötti vezetése dekoratív szempontból előnyösnek tűnik, de emlékeztet a hátrányokra, amikor olyan szakaszok áthaladásáról van szó, ahol beltéri ajtónyílások vannak.

A dekoratív szegélyléc alá fektetett csővezetékek. Mondhatni klasszikus megoldás a különböző osztályú újépítésű házakban alkalmazott egycsöves rendszereknél.

A fűtőtestek (radiátorok) csatlakoztatása az egycsöves felszállócsövekhez olyan elrendezések szerint történik, amelyek lehetővé teszik a csövek kismértékű lineáris hosszváltozását, vagy olyan elrendezésekkel, amelyek kompenzálják a csövek hőmérsékletváltozásból eredő hosszváltozását.

A harmadik kapcsolási megoldás, ahol háromjáratú szabályozó használata szerepel, gazdaságossági okokból nem ajánlott.

Ha a rendszer kialakítása a falhornyokba rejtett felszállócsövek fektetését teszi lehetővé, akkor ajánlott csatlakozó szerelvényként RTD-G típusú saroktermosztátokat és az RLV sorozat készülékeihez hasonló elzárószelepeket használni.

Csatlakozási lehetőségek: 1,2 – a csövek lineáris tágulását lehetővé tevő rendszerekhez; 3,4 – kiegészítő hőforrások használatára tervezett rendszerekhez; 5,6 – a háromjáratú szelepekkel megvalósított megoldások gazdaságtalannak minősülnek (+)

A fűtőberendezésekhez vezető csőelágazás átmérőjét a következő képlettel számítják ki:

D >= 0.7√V,

ahol:

• 0,7 – együttható;
• V – a radiátor belső térfogata.

Az elágazást a hőhordozó szabad kiáramlásának irányába eső lejtéssel (legalább 5%-os) kell kialakítani.

A fő cirkulációs kör kiválasztása

Ha a tervezési megoldás több keringető körön alapuló fűtési rendszer kialakítását feltételezi, akkor szükséges a fő keringető kör kiválasztása. A kiválasztást elméletileg (és gyakorlatilag) a legtávolabbi radiátor maximális hőátadási értéke alapján kell elvégezni.

Ez a paraméter bizonyos mértékben befolyásolja a keringető körre háruló hidraulikus terhelés általános értékelését.

A keringető kör szerkezeti ábra formájában. A tervezés különböző változatainál több ilyen kör is lehet. Ugyanakkor csak egy kör a fő (+)

A távoli készülék hőátadását a következő képlettel számítják ki:

Atp = Qv / Qop + ΣQop,

ahol:

• Atp – a távoli készülék számított hőátadása;
• Qv – a távoli készülék szükséges hőátadása;
• Qop – a radiátorok hőátadása a helyiségbe;
•  ΣQop – a rendszer összes készülékének szükséges hőátadásának összege.

Ugyanakkor a szükséges hőátadás összegének paramétere állhat az épület egészének vagy csak egy részének kiszolgálására hivatott készülékek értékeinek összegéből. Például a hő külön számításakor az egyetlen felszállóval ellátott helyiségek, vagy a készülék ági elágazással kiszolgált külön területek esetében.

Általánosságban pedig a rendszerben telepített bármely más fűtőradiátor számított hőátadását egy kicsit más képlettel számítják ki:

Atp = Qop / Qpom,

ahol:

• Qop – az egyes radiátorok számára szükséges hőátadás;
• Qpom – az adott helyiség hőigénye, ahol egycsöves rendszert használnak.

A számításokat és a kapott értékek alkalmazását a legegyszerűbb egy konkrét példán keresztül megérteni.

Gyakorlati számítási példa

Lakóépület esetében egycsöves rendszer szükséges termosztátos szabályozással.

A készülék névleges áteresztőképességének értéke a beállítás maximális határán 0,6 m³/h/bar (k1). A maximális lehetséges áteresztőképesség-jellemző ehhez a beállítási értékhez 0,9 m³/h/bar (k2).

A TR maximális lehetséges nyomáskülönbsége (30 dB zajszint mellett) – legfeljebb 27 kPa (ΔR1). A szivattyú nyomása 25 kPa (ΔR2). A fűtési rendszer üzemi nyomása – 20 kPa (ΔR).

Meg kell határozni a TR (ΔR1) nyomásveszteség-tartományát.

A belső hőátadás értékét a következőképpen számítják ki: Atr = 1 – k1/k2 (1 – 0,6/0,9) = 0,56. Ebből számítható ki a TR szükséges nyomásveszteség-tartománya: ΔP1 = ΔP * Atr (20 * 0,56…1) = 11,2…20 kPa.

Ha az önálló számítások váratlan eredményekhez vezetnek, érdemes szakemberekhez fordulni, vagy ellenőrzés céljából számítógépes kalkulátort használni.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

A számítások részletes elemzése számítógépes program segítségével, a telepítésre és a rendszer funkcionalitásának javítására vonatkozó magyarázatokkal:

Meg kell jegyezni, hogy a legegyszerűbb megoldások teljes körű kiszámítása is rengeteg számított paraméterrel jár. Természetesen minden egyes paraméter kiszámítása csak akkor indokolt, ha a fűtési rendszer kialakítása közel ideális szerkezetű. A valóságban azonban semmi sem tökéletes.

Ezért gyakran magukra a számításokra, valamint gyakorlati példákra és azok eredményeire hagyatkoznak. Ez a megközelítés különösen népszerű a családi házépítésben.

Van mit hozzáfűznie, vagy kérdései merültek fel az egycsöves fűtési rendszer számításával kapcsolatban? Hozzászólásokat hagyhat a publikációhoz, részt vehet a vitákban, és megoszthatja saját tapasztalatait a fűtési kör kialakításáról. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.