Диаметр труб двухтрубная система отопления: Диаметры труб для разных схем отопления частного дома

Схема двухтрубной системы отопления дома

Для отопления

Согласно статистическим данным свыше 70% всех жилых зданий обогреваются посредством водяного отопления. Одной из его разновидностей является двухтрубная система отопления — именно ей посвящена данная публикация.

Радиатор на двухтрубном контуре

В статье рассмотрены преимущества и недостатки, схемы, чертежи и рекомендации по монтажу двухтрубной разводки своими руками.

Cодержание статьи

• 1 Отличия двухтрубной системы отопления от однотрубной
  • 1.1 Классификация двухтрубного отопления
• 2 Какую разводку отопительной сети выбрать?
  • 2.1 Делаем двухтрубную систему своими руками (видео)
  • 2.2 Выбор диаметра труб и правила монтажа двухтрубной сети
  • 2.3 Похожие статьи

Отличия двухтрубной системы отопления от однотрубной

Любая отопительная система представляет собой замкнутый контур, по которому циркулирует теплоноситель. Однако в отличие от однотрубной сети, где по одной и той же трубе вода поступает ко всем радиаторам поочередно, двухтрубная система предполагает разделение разводки на две линии — подающую и обратку.

Двухтрубная система отопления частного дома, в сравнении с однотрубной конфигурацией, имеет следующие преимущества:

1. Минимальные потери теплоносителя. В однотрубной системе выполняется поочередное подключение радиаторов к подающей линии, вследствие чего проходя сквозь батарею теплоноситель теряет температуру и в следующий радиатор поступает частично охлажденным. При двухтрубной конфигурации каждая из батарей соединена с подающей трубой отдельным отводом. Вы получаете возможность установить на каждый из радиаторов термостат, что позволит регулировать температуру в разных помещениях дома независимо друг от друга.
2. Низкие гидравлические потери. При обустройстве системы с принудительной циркуляцией (необходимо в зданиях большой площади) двухтрубная система требует установки менее производительного циркуляцонного насоса, что позволяет хорошо сэкономить.
3. Универсальность. Двухтрубная система отопления может быть использована в условиях многоквартирного, одно либо двухэтажного здания.
4. Ремонтопригодность. На каждом ответвлении подающего трубопровода можно установить запорную арматуру, что дает возможность отсечь подачу теплоносителя и выполнить ремонт поврежденных труб либо радиаторов без остановки всей системы.

Двухтрубная система отопления

Среди недостатков данной конфигурации отметим двукратное увеличение длины используемых труб, однако это не грозит кардинальным ростом финансовых затрат, поскольку диаметр применяемых труб и фитингов меньше, чем при обустройстве однотрубной системы.

Классификация двухтрубного отопления

Двухтрубная система отопления частного дома, в зависимости от пространственного расположения, классифицируется на вертикальную и горизонтальную. Более распространенной является горизонтальная конфигурация, которая предполагает подключение радиаторов на этаже здания к единому стояку, тогда как в вертикальных системах к стояку подключаются радиаторы разных этажей.

Применение вертикальных систем оправдано в условиях двухэтажного здания. Несмотря на то, что обустройство такой конфигурации обходится дороже ввиду необходимости использования большего количества труб, при вертикально расположенных стояках исключается возможность образования воздушных пробок внутри радиаторов, что повышает надежность системы в целом.

Вертикальная двухтрубная система

Также двухтрубная система отопления классифицируется по направлению движения теплоносителя, согласно которому она бывает прямоточной либо тупиковой. В тупиковых системах жидкость по трубам обратки и подачи циркулирует в разных направлениях, в прямоточных их движение совпадает.

В зависимости от способа транспортировки теплоносителя системы делятся на:

• с естественной циркуляцией;
• с принудительной циркуляцией.

Отопление с естественной циркуляцией может применяться в одноэтажных зданиях с площадью до 150 квадратов. В нем не предусмотрена установка дополнительных насосов — теплоноситель перемещается благодаря собственной плотности. Характерной особенностью систем с естественной циркуляцией является укладка труб под углом к горизонтальной плоскости. Их преимуществом является независимость от наличия электроснабжения, недостатком — отсутствие возможности регулировки скорости подачи воды.

В условиях двухэтажного здания двухтрубная система отопления всегда выполняется с принудительной циркуляцией.  В плане КПД такая конфигурация более эффективна, поскольку вы получаете возможность регулировать расход и скорость движения теплоносителя с помощью циркуляционного насоса, который устанавливается на выходящей из котла трубе подачи. В отоплении с принудительной циркуляцией используются трубы сравнительно малых диаметров (до 20 мм), которые укладываются без уклона.

Какую разводку отопительной сети выбрать?

В зависимости от расположения подающего трубопровода двухтрубное отопление классифицируется на две разновидности — с верхней и нижней разводкой.

Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой предполагает монтаж расширительного бака и разводящей магистрали в наивысшей точке отопительного контура, над радиаторами. Такую укладку невозможно выполнить в одноэтажном здании с плоской крышей, поскольку для размещения коммуникаций потребуется утепленный чердак либо специально отведенная комнатка на втором этаже двухэтажного дома.

Система с нижней разводкой

Двухтрубная система отопления с нижней разводкой отличается от верхней тем, что разводящий трубопровод в ней расположен в подвальном помещении либо в подпольной нише, под радиаторами. Крайним контуром отопления является труба обратки, которая устанавливается на 20-30 см ниже, чем подающая линия.

Это более сложная конфигурация, требующая подключения верхней воздушной трубы, по которой будут выводится излишки воздуха из радиаторов. При отсутствии подвального помещения дополнительные проблемы могут возникнуть из-за необходимости установки котла ниже уровня радиаторов.

Система с верхней разводкой

Как нижняя, так и верхняя схема двухтрубной системы отопления могут выполняться в горизонтальной либо вертикальной конфигурации. Однако вертикальные сети, как правило, выполняются с нижней разводкой. При таком монтаже нет необходимости устанавливать мощный насос для принудительной циркуляции, поскольку из-за разницы между температурами в трубе обратки и подачи создается сильный перепад давления, увеличивающий скорость движения теплоносителя. Если же ввиду особенностей планировки здания такую укладку сделать невозможно, обустраивается магистраль с верхней разводкой.

Делаем двухтрубную систему своими руками (видео)

Выбор диаметра труб и правила монтажа двухтрубной сети

Монтируя двухтрубное отопление крайне важно выбрать правильный диаметр труб, в противном случае вы можете получить неравномерный прогрев удаленных от котла радиаторов. У большей части котлов для бытовой эксплуатации диаметр подающего и обратного патрубка равен 25 либо 32 мм, что подходит для двухтрубной конфигурации. Если же вы имеете котел с патрубками 20 мм, лучше остановиться на однотрубной системе отопления.

Размерная сетка представленных на рынке полимерных труб состоит из диаметров 16, 20, 25 и 32 мм. Выполнять монтаж системы своими руками нужно с учетом ключевого правила: первая секция разводящей трубы должна соответствовать диаметру патрубков котла, а каждый последующий участок трубы после тройника ответвления на радиатор — на один типоразмер меньше.

Схема диаметров труб в двухконтурной системе

На практике это выглядит следующим образом — с котла выходит диаметр 32 мм, через тройник к нему трубой 16 мм подключен радиатор, далее после тройника диаметр подающей магистрали уменьшается до 25 мм, на следующем отводе к радиатору линии 16 мм после тройника диаметр уменьшается до 20 мм и так далее. Если же количество радиаторов больше, чем типоразмеров труб, необходимо разделять подающую магистраль на два плеча.

Выполняя монтаж системы своими руками придерживайтесь следующих рекомендаций:

• подающая и обратная магистраль должны располагаться параллельно друг другу;
• каждый отвод на радиатор необходимо оснастить запорным краном;
• распределительный бак, в случае его установки в чердачном помещении при монтаже сети с верхней разводкой, необходимо утеплять;
• крепление труб на стенах должно размещаться с шагом не более 60 см.

Обустраивая систему с принудительной циркуляцией важно правильно подобрать мощность циркуляционного насоса. Конкретный выбор делается исходя из размеров здания:

• для домов площадью до 250 м² достаточно насоса мощностью 3.5 м³/час и напором в 0.4 МПа;
• 250-350 м² — мощность от 4.5 м3/час, напор 0.6 МПа;
• свыше 350 м² — мощность от 11 м³/час, напор от 0.8 МПа.

Несмотря на то, что двухтрубное отопление своими руками устанавливать сложнее, чем однотрубную сеть, такая система благодаря высокой надежности и КПД полностью оправдывает себя в процессе эксплуатации.

Похожие статьи

какие трубы выбрать, как произвести их прокладку и оптимальная схема разводки труб

Содержание:

1. Выбор составляющих
2. Важность грамотного подбора трубы
3. Основные параметры и расчет диаметра
4. Расчет подходящего диаметра
5. Оптимальная температура и давление воды
6. Виды отопления
7. Однотрубная система
8. Двухтрубная система

Диаметр труб отопления, определяет пропускную способность трубы, т. е. объем теплоносителя, проходящий в единицу времени. Чтобы определить, какой диаметр труб нужно взять для радиаторной системы отопления, необходимо произвести расчет по одной из методик: по тепловой мощности, по коэффициенту сопротивления, по специальным таблицам. Предварительно можно сказать, что трубы диаметром 16 мм подойдут для установки до двух радиаторов; трубы на 20 мм нужно использовать при подключении радиаторов общей мощностью до 7 кВт.

Еще перед строительством дома важно определиться с видом отопления и смонтировать его так, чтобы не допускать ошибок. Иначе не серьезный подход может в будущем негативно отразиться на его функционировании.

Чтобы выбрать подходящие элементы для монтажа отопительной системы необходимо решить, как будет циркулировать теплоноситель. При отдельном отоплении нужно учесть ее вид, схему конструкции и прокладку.

Выбор составляющих

Сегодня строительный рынок предлагает широкий выбор образцов из различных материалов:

• стальные трубы сегодня очень редко используются при прокладке. Они являются ненадежными, так как подвержены коррозии, разрывам при воздействии высоких температур;
• металлопластиковые трубы не поддаются коррозии, но на сгибах при давлении и под воздействием давления тоже могут разрушаться;
• медные трубы считаются самыми долговечными, эстетичными и удобными при ремонтных работах, но при этом они являются самыми дорогими из всех;
• полимерные изделия. В этот список входят полиэтиленовые и полипропиленовые трубы. Такой выбор сантехники считают самым разумным относительно соотношения цена-качество.

Выбрать необходимые элементы не сложно, если изучить маркировку, где отмечено допустимое давление и температура теплоносителя.

Важность грамотного подбора трубы

Основывать выбор нужно не только на свойствах материала, а также определить правильный диаметр труб для отопительной системы в частном доме. От этого будет зависеть гидродинамика отопления, ее экономичность и эффективное функционирование.

Частые ошибки. Если сечение образцов больше чем нужно это вернее всего приведет к снижению давления, вода перестает нормально циркулировать и обогрев помещения на порядок снизится. Используя составляющие меньшего сечения, чем требуется, система начнет издавать неприятные шумы.

Выбрать все составляющие для прокладки отопления частного дома будет проще, если учесть тот факт, что разные материалы предполагают разный замер сечения.

Образцы из чугуна и стали измеряются по внутреннему диаметру, а пластиковые и медные по наружному. Этот момент является очень важным, если планируется монтировать комбинированное отопление.
При использовании составляющих из разных материалов, чтобы избежать ошибок, самым лучшим и правильным решением станет воспользоваться данными из таблицы соответствия диаметров, которая представлена на нашем сайте.
Смотрите как провести отопление своими руками.

Основные параметры и расчет диаметра

Есть три основных диаметра, которые нужно учитывать. А именно:

• внутренний. Учитывается как показатель пропускной способности теплоносителя;
• внешний. Важный показатель, влияющий на качество монтажа отопительной схемы;
• условный. Стандартное значение, которое округляется и отображается в дюймах.

При вычислении диаметра трубы отопления стоит помнить о шкале измерения данной величины.

В основном этот показатель указывается в дюймах и обозначается в целых числах или долях.

Чтоб не ошибиться при расчете, нужно знать, что дюйм приравнивается к 2,54 см.

Расчет подходящего диаметра

При определении диаметра сечения обязательно нужно знать о тепловой нагрузке. Считается, что для обогрева «одного квадрата» стандартного помещения потребуется использовать 100 Вт тепловой энергии. Учитывая это, проводим следующие расчеты:

25х100 = 2500 Вт = 2,5 кВт

Таким образом для создания тепла в помещении 25 квадратов потребуется использовать 2,5 кВт. После этого по таблице определяется, какой диаметр трубы для отопления частного дома станет оптимальным.
По нашим расчетам самый подходящий размер составляет ½ дюйма и выбрать рекомендуется именно такой диаметр.

Оптимальная температура и давление воды

При выборе автономного отопления придется самостоятельно подбирать подходящую температуру и давление теплоносителя. Это зависит не только от пожеланий, но и от показателя теплопередачи встроенных батарей.

Видео о прокладке отопления, разводке труб

Запомните, что самый низкий коэффициент теплопередачи у чугунных радиаторов, а самый высокий у моделей из алюминия. Подсчет количества батарей и их секций проводиться, учитывая такую величину, как паспортная тепловая мощность.

Такой параметр устанавливается при учете, что температура жидкости не превысит 75 градусов. Такой показатель считается самым оптимальным.

Однако если температура на улице постоянно колеблется в разные стороны, подогрев теплоносителя в автономной системе частного дома необходимо регулировать так, чтобы постоянно поддерживать комфортную температуру и не расходовать лишнее.

Для качественной работы помимо температуры нужно следить за давлением в трубах и выбрать оптимальный диаметр. Нормальным считается давление, что находится в промежутке 1,5-2 атмосферы.

Если этот показатель поднимается до 3, то возможен сбой работы всей схемы и даже протечки и порывы.

Чтобы регулярно проверять давление, при монтаже следует в цепи оставлять место для манометров. Уменьшить напор можно, используя расширительные баки.

Виды отопления

Установка отопительной автономной системы в малоэтажном доме может осуществляться одно и двухтрубными схемами.

Оптимальный вариант должен выбрать заказчик еще на этапе создания проекта, чтобы обеспечить комфортное проживание в своем доме.

Стоит остановиться на методе, когда прокладка труб отопления в частном доме будет менее затратной.

Финансово самой оптимальной будет однотрубная разводка, но если цена не так важна, как эффективность работы, то стоит остановить свой выбор на прокладке двухтрубной схемы.

Ниже рассмотрим более детально каждый вид разводки.

Однотрубная система

Прокладка магистрали такой схемы изготавливается из отопительных приборов подсоединенных один за другим. Жидкость проходит поочередно все элементы системы, отдавая понемногу свою тепловую энергию, поэтому в последнюю секцию он поступает с заниженной температурой.

На микроклимат внутри дома это не повлияет, если последнюю батарею в схеме оснастить большим количеством секций.

На сегодняшний день есть технологии, которые помогают улучшить работу однотрубной схемы отопления. К ним относится наличие:

1. регуляторов на батареях;
2. вентилей для баланса поступающего теплоносителя;
3. термостатических или шаровых клапанов.

Использование такого оборудования помогает поддерживать определенную температуру в помещении частного дома.

Зачастую в малоэтажном доме устанавливают отдельное отопление, которое монтируется по:

• горизонтальной схеме с насосом, что обеспечивает перегонку горячей воды методом нагнетания;
• вертикальной схеме, где жидкость перетекает естественным путем;
• вертикальной схеме с естественной, нагнетающей или комбинированной перегонкой.

Прокладка отопительной разводки может осуществляться над полом или под напольным покрытием. Еще одним важным моментом является теплоизоляция, чтобы сохранить больше тепла.

Горизонтальную магистраль монтируют под небольшим наклоном, чтобы теплоноситель перемещался своим ходом. Батареи наоборот устанавливаются на одном уровне. Для спуска воздуха радиаторы оснащаются специальными кранами.

Данную систему можно не оснащать насосом, так как движение жидкости осуществляется естественным способом.

Недостаток же заключается в использовании составляющих с сечением большого размера и обязательной прокладке системы под уклоном.

Поэтому такой вид разводки не станет украшением интерьера.

Двухтрубная система

Второй вид схемы отопления частного дома — разводка труб двухтрубного вида потребует при монтаже большего количества составляющих. Параллельно с этим увеличится объем монтажных работ и финансовые растраты на оплату.

Такая конструкция способна обеспечить равномерное распределение теплоносителя и облегчит настройку и регулировку работы всей системы.

Использование котлов современного типа от зарубежных производителей желательно для двухтрубной разводки. Нагревается жидкость при помощи двухконтурного котла с использованием газовой энергии.

Очень важно при установке двухтрубной разводки на верхних позициях установить автостравливающие клапаны. Если дом одноэтажный, то такие клапаны необходимы на последней батарее и на «полотенцесушителе».

От того какую схему вы решите выбрать зависит количество составляющих элементов, что потребуются для ее установки. Дома с большой площадью желательно снабжать двухтрубной разводкой и циркуляционным насосом.

Температурный режим при этом можно поддерживать, используя терморегуляторы. Если «квадратура» дома не превышает сотни, то однотрубная конструкция с естественным потоком теплоносителя вполне справится с обогревом всех комнат.

Если подытожить всю вышеизложенную информацию можно уверенно сказать, что во время проектирования отопительной системы и ее монтажа необходимо учитывать каждую мелочь.

Даже минимальная ошибка может отразиться на эффективности работы конструкции.

Чтобы исключить всевозможные неточности лучше доверить проектирование и разводку любой отопительной системы профессионалам, которые правильно подберут диаметр трубы для отопления частного дома, а так же проведут все необходимые расчеты.

Расчет двухтрубной установки с прямой обраткой

Расчет двухтрубной установки с прямой обраткой

При установке дома на рисунке радиаторы размещены в соответствии с требуемой мощностью в каждой из комнат отапливаемых и присоединение их к сети трубопроводов производится, перечисляя участки через самый удаленный радиатор, как показано на плоскости рисунка ниже.

Как упоминалось ранее, для расчетных условий максимальная скорость воды 1 м/с и перепад давления на метр 30 мм вод.ст. установлены.

Рассчитываются расходы секций и назначаются соответствующие диаметры, при этом проверяется соответствие скорости воды и перепада давления R принятым расчетным условиям. Так, например, для участка 1-3, передающего 883 Ккал/ч, читаем, что для Многослойной трубы АИС 16*2 мм перепад давления 2,02 мм.в. и скорость 0,11 м/с, параметры вполне приемлемые.

Таблица 6.1.2.3.1.1. Показывает распределение теплотворной способности, необходимой в каждой секции. Так как это установка с прямой обраткой, размеры подающей и обратной труб по сечениям идентичны, так как потоки в обеих совпадают. При проектировании установки с обратной обраткой необходимо составить две таблицы сечений, одну для нагнетания, а другую для обратки, так как потоки в этом случае будут обратными.

Рисунок 6.1.2.3.1.1. Распределение двухтрубное с прямой обраткой

Для получения этих значений скорости и потери нагрузки достаточно посмотреть соответствующие таблицы теплового скачка и средней температуры воды, теплового скачка 20ºС и среднего температура воды 70ºC, с которой работает установка, и подобрать скорость циркулирующего потока и выбранный диаметр (см. таблицы потерь давления в многослойных трубах АИС, прилагаемые в приложениях к техническому руководству АИС).

Таблица 6.1.2.3.1.1. Выбор диаметров многотрубных труб AIS

Умножая единичную потерю напора или потерю напора на метр (R) на длину (L) секции, получают потери напора (ΔP CT), соответствующие трубе в этой секции.

Потери напора из-за принадлежностей рассчитываются любым из вышеуказанных методов. В этом случае используется присвоение 20% процента к падению давления из-за трубы. Суммируя перепад давления трубы ΔP CT и перепада давления фитинга ΔPCAC, получаем общее падение давления ΔPC секции.

Для получения наиболее неблагоприятного контура в сети трубопроводов начинаем от каждого радиатора и прибавляем перепад давления участков, которые ведут нас к котлу или производственному оборудованию. Этот перепад давления называется ΔP ORG (мм.с.а)

Потери давления умножаются на два, так как при прямой двухтрубной установке подающая и обратная трубы имеют одинаковый расход и одинаковые потери давления, так что диаметры того и другого абсолютно одинаковы.

Прокомментированная разработка расчета вместе с выбранными диаметрами в каждой из секций установки подробно представлена ​​в таблице 6.1.2.3.1.2.

Как показано в нем, наиболее неблагоприятным контуром является тот, который идет от котла к радиатору в спальне 3.

Зная мощность и общий расход установки, можно рассчитать циркуляционный насос, если он не заложен в самом котле. Этот насос должен быть способен подавать поток на всю установку и преодолевать перепады давления самого неблагоприятного контура. Потери напора наиболее неблагоприятного контура будут суммой потерь в арматуре, радиаторах, котлах и т. п., помимо потерь, присущих трубопроводной распределительной сети.

Таблица 6.1.2.3.1.2. Определение потерь давления в установке

Отсюда следует, что потери напора на трение в напорной и обратной трубах котлорадиаторного контура (спальня 3) вместе с потерями на арматуре этого контура составляют:

ΔP ORG = 2 x (ΔP C15-16 + ΔP C13-15 + ΔP C11-13 + ΔP C9-11 + ΔP C8-9 + ΔP C6-8) = 2 x 278,6 = 557,2 мм. кв.

Перепад давления, который должен преодолеть насос, составит:

ΔP PUMP = ΔP ORG + ΔP CAL, где ΔP CAL определяется производителем насоса. Итак,

ΔP PUMP = 557,2 мм ус. (без учета ΔP CAL).

Наконец, нам нужно знать расход, который должен обеспечить насос. Зная мощность установленного котла, необходимый для установки расход можно рассчитать по следующему выражению:

Q = P CAL / 3600 x ΔT КОНТУР

где:

Q: расход (л/с).

P CAL: мощность котла (Ккал/ч).

ΔT КОНТУР: тепловой скачок отопительного контура (ºC).

Для котла с мощностью, необходимой для удовлетворения общей потребности в тепле для отопления дома (5665 ккал/ч), и с учетом на 12-15% больше (приблизительно 800 ккал/ч), для компенсации тепловых потерь, которые могут находиться в трубопроводной распределительной сети, если учитывается тепловой скачок контура 20ºC, он должен быть:

Q = P CAL / 3600 x ΔT КОНТУР = (5665+ 800) / 3600×20 = 0,09 л/с

Требуемый насос должен иметь описанные характеристики и обеспечивать расход 0,09литров в секунду при избыточном давлении 0,56 метра водяного столба.

На следующих страницах различные материалы подробно описаны для различных многотрубных систем, необходимых для проектирования и выполнения установки.

Детали разбивки с многослойной системой ММ (мультимордаза) из латуни или ППСУ:

а) Многослойная труба PERT/AL/PERT с предизоляцией: 16*2,00мм и 20*2,25мм.

б) 20*2,25-3/4” подвижный многокулачковый фитинг.

c) Кривая соединения радиатора 16 * 2,00 или колено соединения радиатора 16 * 2,00.

г) Тройник многокулачковый редукционный из латуни или ППСУ 20*2,25-16*2,00-16*2,00.

д) Тройник равнобедренный многокулачковый из латуни или ППСУ 16*2,00.

f) Центральное отопление/охлаждение 6 зон, 230 В.

g) Комнатный термостат отопления, 230 В.

Как и в случае с сантехническими установками, если установщика заботит скорость сборки, можно использовать систему PROtec Multitube, которая является самой быстрой и безопасной в сочетании с многослойными трубами Multitube, не требует инструментов, а также прекрасно утопленный из-за его очень компактной конструкции.

Перечень материалов для установки прямого обратного отопления с многотрубной системой PROtec (аксессуары с латунным корпусом или PPSU):

а) многослойная труба PERT / AL / PERT с предварительно 20*2,25 мм.

б) Штуцер передвижной 20*2,25-3/4”.

c) Кривая соединения радиатора 16 * 2,00 или колено соединения радиатора 16 * 2,00.

г) Тройник редукционный из латуни или ППСУ 20*2,25-16*2,00-16*2,00.

д) Тройник равнополочный из латуни или ППСУ 16*2,00.

f) Центральное отопление/охлаждение 6 зон, 230 В.

g) Комнатный термостат отопления, 230 В.

4-трубные и 2-трубные системы отопления и охлаждения — трубопроводы

4-трубная система отопления и охлаждения содержит как центральное отопительное, так и холодильное оборудование и способна одновременно подавать в здание воду для отопления и охлажденную воду по четырем трубам (одна подача отопительной воды, одна обратка отопительной воды, одна подача охлажденной воды и одна обратка охлажденной воды). Оборудование для отопления и охлаждения в здании, которое подключено к 4-трубной системе, будет иметь четыре соединения, если только оборудование не обеспечивает либо только отопление, либо только охлаждение. В этом случае оборудование будет иметь только два соединения труб.

Схема трубопровода 4-трубной системы отопления и охлаждения

На приведенном выше рисунке представлена ​​схема трубопровода 4-трубной системы отопления и охлаждения, в которой используются два конденсационных водогрейных котла и два чиллеров с водяным охлаждением. Насосное устройство является первично-вторичным как для систем отопления, так и для систем охлажденной воды. Как системы отопления, так и системы охлажденной воды представляют собой системы с регулируемым расходом с частотно-регулируемыми приводами, управляющими скоростью (вторичных) насосов систем отопления и охлажденной воды. Один из двух насосов, показанных для систем отопления и охлаждения, а также один из водяных насосов конденсатора, является резервным насосом. Для каждого чиллера предусмотрен отдельный водяной насос конденсатора и градирня. Автоматические запорные клапаны предназначены для соединений трубопроводов подачи, возврата и уравнителя воды конденсатора, чтобы изолировать неработающую градирню, когда работает только один чиллер.

Двухтрубная система отопления и охлаждения включает в себя как центральное отопление, так и оборудование для охлаждения, но не может одновременно подавать воду для отопления и холодную воду в здание. Он работает либо в режиме обогрева, либо в режиме охлаждения и подает в здание либо воду для отопления, либо охлажденную воду по двум трубам (одна двухтемпературная подача воды и одна двухтемпературная обратка). Отопительное и охлаждающее оборудование в здании, подключенное к 2-трубной системе, будет иметь два соединения.

2-трубная система отопления и охлаждения, принципиальная схема трубопроводов

На приведенном выше рисунке представлена ​​схема трубопроводов 2-трубной системы отопления и охлаждения, в которой используются два конденсационных водогрейных котла и один чиллер с водяным охлаждением. Насосная схема, когда установка работает в режиме отопления, представляет собой первично-вторичную насосную систему с первичным насосом, предназначенным для каждого котла, для обеспечения постоянного потока воды через каждый конденсационный котел. Насосы двухтемпературной водяной системы имеют постоянную скорость и работают как вспомогательные насосы.

Один из двух насосов, показанных для двухтемпературной водяной системы и водяных насосов конденсатора, является резервным насосом.

В режиме охлаждения установка работает в первично-только насосной схеме. При таком расположении двухтемпературная водяная система должна быть системой с постоянным потоком, чтобы поддерживать постоянный поток воды через чиллер во время операции охлаждения. Если бы для чиллера был разработан первичный насос, двухтемпературная водяная система могла бы представлять собой систему с переменным расходом с частотно-регулируемыми приводами, управляющими скоростью (вторичных) двухтемпературных водяных насосов.

Конструктивные соображения для 4-трубных и 2-трубных установок отопления и охлаждения следующие:

Общепринято проектировать резервирование оборудования в системах отопления (например, бойлеры и насосы), потому что может произойти замерзание здания, если система отопления потеряна. С другой стороны, не принято проектировать резервирование оборудования в системах охлаждения (например, чиллеров и насосов), потому что комфортное охлаждение обычно не считается критическим. Однако для систем охлаждения, выполняющих критически важные функции, таких как компьютеры или медицинские учреждения, может потребоваться избыточное охлаждающее оборудование.

Поскольку обычно требуется некоторое резервирование котлов, обычно каждый из двух котлов в 4-трубной или 2-трубной системе рассчитан на две трети пиковой тепловой нагрузки здания. Это обеспечивает 67-процентное резервирование для поддержания температуры здания выше точки замерзания в случае выхода из строя одного котла.

Для небольших систем обычно используют насосную систему с постоянным расходом только для первичного контура. Однако для более крупных систем (где энергия перекачки значительна) рекомендуется система перекачки первично-вторичная, потому что расход системы (или вторичного) можно варьировать, чтобы уменьшить потребление энергии вспомогательным насосом. В первично-вторичной насосной системе каждая часть первичного оборудования, такого как бойлер или чиллер, имеет специальный первичный насос. Экономия энергии также достигается с помощью первично-вторичных насосных систем за счет включения первичного оборудования (и связанных с ним насосов) в соответствии с нагрузкой системы.

Схема трубопроводов насосной системы с постоянным расходом и только первичным потокомСхема трубопроводов системы насосов первичного и вторичного контуров

На приведенных выше рисунках показаны система насосов с постоянным расходом и насосная система первичный-вторичный. Обратите внимание, что для первичной-вторичной насосной системы требуется общая труба, которая соединяет первичный и вторичный насосные контуры. Общая труба должна быть рассчитана на полный вторичный поток и иметь длину не более 10 диаметров трубы, чтобы уменьшить любое нежелательное смешивание и свести потери давления через эту трубу к абсолютному минимуму.

Как правило, для полного резервирования системного насоса (или вторичного насоса в первично-вторичной насосной системе) используется два насоса, размер каждого из которых обеспечивает циркуляцию полного потока. Один насос всегда будет работать, а другой насос доступен в режиме ожидания на случай отказа ведущего насоса.

Первично-вторичная насосная система почти всегда используется для высокоэффективных (конденсационных) котлов из-за потребности в постоянном потоке воды. Некоторые высокоэффективные котлы оснащены первичными насосами, установленными внутри самих котлов, чтобы гарантировать, что теплообменники получают минимально необходимый расход воды. Как упоминалось ранее в этой главе, для правильной работы некоторых конденсационных котлов больше не требуется минимальный расход. В результате эти котлы могут быть подключены к системе водяного отопления, в которой используется насосная установка с переменным расходом, работающая только на первичном контуре.

Общепринятой стратегией управления для систем водяного отопления является сброс температуры горячей воды, подаваемой к отопительному оборудованию в здании, в зависимости от температуры наружного воздуха. Эта стратегия позволяет лучше контролировать температуру в помещении, а также снижает потери тепла из системы трубопроводов отопительной воды при работе с частичной нагрузкой.

Обычный график сброса отопительной воды для неконденсационных котлов выглядит следующим образом:

• 180°F температура подачи отопительной воды, когда наружная температура равна 0°F.
• 140°F температура подачи отопительной воды при температуре наружного воздуха 50°F.

Температура подачи отопительной воды изменяется пропорционально между 180 и 140°F, поскольку температура наружного воздуха изменяется между 0 и 50°F.

Однако, как упоминалось ранее, неконденсационные котлы должны поддерживать температуру обратной воды не менее 140°F; таким образом, было бы невозможно достичь указанного выше графика сброса путем сброса температуры подачи отопительной воды от котлов. Следовательно, необходимо добавить 3-ходовой смесительный клапан для смешивания обратной воды отопления с подачей воды отопления, чтобы сбросить температуру подачи воды отопления в зависимости от температуры наружного воздуха.

Обычный график сброса отопительной воды для конденсационных котлов выглядит следующим образом:

• 140°F температура подачи отопительной воды, когда наружная температура равна 0°F.
• 90°F Температура подачи отопительной воды при температуре наружного воздуха 50°F.

Температура подачи отопительной воды изменяется пропорционально между 140 и 90°F, так как наружная температура изменяется между 0 и 50°F.

Сброс температуры отопительной воды в конденсационных котлах осуществляется простым сбросом температуры подачи отопительной воды от котлов в зависимости от температуры наружного воздуха. Как упоминалось ранее, эффективность конденсационных котлов увеличивается по мере снижения температуры обратной воды.

Лучше всего использовать те же критерии размера трубы для центральной станции, что и для распределительной системы.

Узел подпитки для всех закрытых систем состоит из устройства предотвращения обратного потока, редукционного клапана и запорной арматуры.

Котел должен быть установлен в точке наименьшего давления, создаваемого насосом системы отопления (всасывающая сторона насоса) по причинам, указанным ранее.

Для холодильных установок, состоящих из нескольких чиллеров с водяным охлаждением, обычно каждый чиллер имеет отдельную градирню (или ячейку градирни в многосекционной градирне) и специальный водяной насос конденсатора. Дополнительный водяной насос конденсатора может служить в качестве резервного насоса для каждых двух систем водяного конденсатора, при условии, что для систем требуется одинаковая скорость потока воды и установлены соответствующие клапаны для отключения насосов.

Для центральных холодильных установок, имеющих только один чиллер и одну градирню, можно использовать третий насос в качестве резервного насоса для систем охлажденной воды и воды конденсатора, при условии, что насос имеет подходящую рабочую точку для обеих систем.

Одним из основных недостатков 2-трубных систем отопления и охлаждения является время, необходимое для переключения с режима обогрева на режим охлаждения весной каждого года, поскольку чиллеры, как правило, не выдерживают температуру воды на входе в испаритель, превышающую чем 70°F. Таким образом, двухтемпературный водяной контур должен остыть с температуры отопительной воды не менее 140°F (для неконденсационных котлов) до 70°F, прежде чем можно будет циркулировать двухтемпературную воду через испаритель чиллера и производить охлажденную воду.

Проблема в том, что когда здание нуждается в охлаждении, потребности в тепле нет. Таким образом, теплая вода в двухтемпературной системе водоснабжения не может отводить свое тепло. Двухтемпературный водяной контур должен остыть в результате потерь тепла из изолированного двухтемпературного водяного трубопровода, что может занять до 2 или 3 дней, в зависимости от размера системы.

Решение этой проблемы доступно, если чиллеры имеют водяное охлаждение. Время переключения может быть значительно сокращено за счет включения двухтемпературной системы охлаждения водой. Эта система использует градирню как источник отвода тепла для двухтемпературной системы водоснабжения, когда она находится в режиме нагрева. Добавление пластинчатого теплообменника, 3-ходовых отводных клапанов и элементов управления необходимо для выполнения этого режима работы, подробности которого выходят за рамки этой книги.