Однотрубная и двухтрубная система отопления схема: Однотрубное и двухтрубное отопление, что лучше?

Поскольку 1-трубные системы обычно используются только для отопления, подача и обратка показаны подключенными к котлу, а не к чиллеру.

Однотрубная система уже много лет используется в жилых и небольших коммерческих зданиях. Он использовался в качестве системы распределения горячей воды и редко, если вообще когда-либо, для распределения охлажденной воды

Программы технического развития Carrier

Эта труба является как подающей, так и обратной магистралью. Его размер везде постоянен, и вся вода в системе проходит через него, питая один или несколько зональных нагревательных терминалов.

Небольшое количество воды отводится из магистрали на каждом стояке с помощью специального проточного фитинга, используемого в 1-трубных системах, который иногда называют «однопоточным». Эти фитинги создают перепад давления в магистрали, равный или превышающий перепад давления в стояке, отводе, блоке зонального терминала и обратном трубопроводе.

Регулирование скорости потока к зональным оконечным устройствам в 1-трубной системе часто бывает трудно осуществить.

Падение давления от точки, где вода выходит из магистрали, до места, где она возвращается, невелико, и небольшие изменения сопротивления в этой линии приводят к большим изменениям скорости потока. В результате многие однотрубные системы избегают регулирования расхода на зональных терминалах и вместо этого достигают контроля производительности, регулируя поток воздуха на зональных терминалах.

Некоторые преимущества однотрубной системы включают простую конструкцию системы, для которой требуется труба одного размера. Эта простота конструкции обеспечивает простоту установки и низкую стоимость монтажа.

Однако однотрубные системы имеют ряд недостатков. Напор насоса обычно выше, чем в других системах, из-за последовательных сопротивлений. Это означает, что насос и энергия насоса больше, чем у других распределительных систем сопоставимого размера.

Изменение температуры воды по мере движения воды по системе (вода становится холоднее после каждого последующего терминала из-за перемешивания) создает возможную потребность в более крупных установках в конце магистрали, что усложнит выбор зонального терминала единицы и добавить стоимость из-за негабаритных единиц ближе к концу. Кроме того, при частичной нагрузке конечный блок может иметь избыточную или недостаточную мощность.

Для поддержания низкой потери давления в змеевиках агрегата скорость воды в змеевиках должна поддерживаться на низком уровне. Это приводит к змеевикам с трубами большого диаметра, большему количеству параллельных трубок или более крупным змеевикам, чем в других распределительных системах. Следовательно, при использовании 1-трубной системы возникает штраф за физическое пространство и затраты на терминалы.

Однотрубная система плохо подходит для распределения охлажденной воды по нескольким причинам. Количество воды, используемой в системах с охлажденной водой, обычно значительно больше, чем количество воды, используемой для отопления, потому что змеевики установки работают при меньших перепадах температур в режиме охлаждения, чем в режиме нагрева. Чтобы экономически обеспечить более высокий расход, зональные терминалы, используемые для охлажденной воды, необходимо будет перепроектировать, чтобы они не были чрезмерно большими, дорогими или занимающими много места.

2-трубные системы

2-трубная система распределения воды используется как с нагревательным, так и с охлаждающим оборудованием, содержащим водяные змеевики. Он одинаково полезен для комнатных фанкойлов и средних или больших центральных кондиционеров, использующих комбинированные змеевики с горячей и охлажденной водой.

2-трубная система может быть использована для распределения горячей или холодной воды, или попеременно между ними. Один и тот же трубопровод используется как для отопления, так и для охлаждения, поэтому должна существовать определенная температура наружного воздуха, называемая «температурой переключения», или какой-либо другой показатель нагрузки здания, при котором горячая вода в трубопроводе заменяется охлажденной. вода и наоборот.

Некоторые 2-трубные фанкойлы оснащены электрическим нагревом в дополнение к нагревательной способности водяного змеевика. Этот «подкрашивающий» электрический нагрев можно использовать, если требуется обогрев фанкойла, но система еще не переведена в режим обогрева.

Существует две формы 2-трубных систем общего пользования:

• 2-трубная с прямым возвратом
• 2-трубная с обратным возвратом

В 1-трубной системе подающая и обратная магистрали одинаковы трубка. Количество воды, протекающей через магистраль, приблизительно постоянно, и магистраль построена из трубы одного диаметра по всей длине. С другой стороны, в 2-трубной системе подающая и обратная магистрали представляют собой отдельные трубы, и вода, выходящая из подающей магистрали, поступает в обратку.

По мере того, как вода уходит из подающей магистрали и проходит через оконечные устройства, количество воды, протекающей в магистрали, уменьшается, поэтому диаметр трубы может быть уменьшен. Противоположное верно для обратной магистрали, которая начинается с самого дальнего терминала и должна увеличиваться в размерах по мере поступления в нее воды.

Преимущества 2-трубных систем заключаются в том, что могут быть получены более высокие потери на трение как в трубопроводе, так и в зональных оконечных устройствах, при этом общий напор ниже, чем в 1-трубной системе того же размера, поскольку зональные находятся в параллельных водяных контурах, а не последовательно. Кроме того, в этой системе легче сбалансировать расход на каждый блок, чем в однотрубной системе, при условии, что ответвительные балансировочные клапаны установлены в трубопроводе при установке системы.

Еще одним преимуществом 2-трубных систем является то, что температура воды, поступающей в каждый зональный терминал, будет одинаковой по температуре, поскольку обратная вода из каждого терминала не смешивается с подаваемой водой в подающей магистрали.

Однако стоимость установки выше, чем для однотрубной системы. В системах одинакового размера, даже несмотря на то, что средний диаметр трубы в 2-трубной системе меньше, чем в 1-трубной системе, дополнительная труба и большее количество фитингов означают, что эта система будет иметь более высокие первоначальные затраты. Как и 1-трубная система, 2-трубная система подает на клеммы зоны только жидкость общей температуры.

Поскольку система не может одновременно подавать горячую или охлажденную воду к змеевикам, она должна находиться либо в режиме нагрева, либо в режиме охлаждения. Чтобы переключиться с нагрева на охлаждение, вода в сети должна полностью пройти через чиллер и обратно в агрегат, прежде чем в зонах будет доступно какое-либо охлаждение.

Переключение требует времени. Нецелесообразно планировать частую замену. Сезонное переключение является наиболее распространенным методом. Также широко распространены двухтрубные системы дополнительного отопления, как для раздельного обогрева периметра, так и для зонального догрева на терминалах.

Напор насоса относится к общему падению давления в футах водяного столба, которое должен преодолеть водяной насос (насосы) для обеспечения циркуляции воды в системе. Меньший напор приводит к меньшему энергопотреблению насоса.

При переключении 2-трубной системы с охлаждения на обогрев или наоборот важно, чтобы подаваемая вода не была слишком горячей или слишком холодной. Это может привести к тепловому удару котла или чиллера.

Программы технического развития Carrier

3-трубные системы

3-трубная система распределения воды имеет две подающие магистрали, питающие каждый терминал зоны, одну для охлажденной воды и одну для горячей воды, а также общую обратную магистраль. Размеры линий подачи охлажденной воды и подачи горячей воды соответствуют стандартным стандартам, а размеры обратки рассчитаны на максимальную скорость потока (которая является скоростью потока охлаждения). Как и в 2-трубных системах, обратная магистраль может быть как прямой, так и обратной.

Из-за того, что к каждому терминалу зоны подключено две магистрали, на входе в змеевик зоны всегда есть горячая и холодная вода, готовая к использованию в случае необходимости. Это дает любому фанкойлу или устройству обработки воздуха, питаемому от 3-трубной системы распределения воды, возможность обогревать или охлаждать в любое время. В 3-трубной системе переключения с летнего на зимний цикл не требуется.

Однако эксплуатационные расходы этой системы могут стать чрезмерно высокими из-за смешивания горячей и холодной возвратной воды. Важно быть знакомым с 3-трубными системами, потому что они были установлены в существующих зданиях и все еще используются.

ASHRAE 90.1 не позволяет использовать 3-трубные системы, так как смешивание горячей и холодной воды в общей обратной трубе требует избыточной энергии.

ASHRAE 90.1

4-трубные системы

4-трубная система распределения воды фактически состоит из двух 2-трубных систем, соединенных параллельно; каждая система, состоящая из собственной подающей и обратной магистралей. Одна система всегда распределяет охлажденную воду по блокам и возвращает ее в чиллер. Другой распределяет горячую воду по блокам и возвращает воду в котел.

В отличие от 3-х трубной системы нет смешения горячей и холодной воды. Благодаря использованию двух отдельных змеевиков в оконечном блоке каждой зоны или одного змеевика с отдельными контурами охлаждения и нагрева, системы нагрева и охлаждения полностью разделены.

Охлажденная вода проходит через охлаждающий змеевик, а горячая вода проходит через отдельный нагревательный змеевик. Ни в коем случае две цепи не соединены. В 4-х трубной системе водораспределения каждый оконечный блок может стать отдельной зоной управления, со своим термостатом. Горячая и холодная вода доступна для всех блоков одновременно.

Четырехтрубная распределительная система фактически представляет собой две 2-трубные системы, включенные параллельно. Эта система одновременно подает горячую и охлажденную воду во все зоны, что позволяет системе удовлетворять потребности в охлаждении и отоплении, где бы и когда бы они ни возникали.

Нет необходимости в сезонной или более частой замене. Контуры горячей и холодной воды полностью разделены, и два потока воды никогда не смешиваются. Методы проектирования, клапаны и элементы управления аналогичны 2-трубным и 3-трубным системам.

4-трубная система с котлом, работающим на ископаемом топливе, может обеспечить конкурентоспособные или более низкие эксплуатационные расходы, чем некоторые 2-трубные системы со встроенным электронагревателем. Это связано с тем, что электрические нагреватели в 2-трубном блоке иногда должны работать чаще, чем ожидается, а нагревание электрическим сопротивлением стоит дорого, а нагревателям может потребоваться большее электроснабжение здания. Эта операция выполняется перед переключением всей системы на обогрев. Тарифы на ископаемое топливо обычно имеют преимущество перед тарифами на электроэнергию.

Однако 4-трубные системы имеют более высокую стоимость установки, чем 2-трубные и большинство 3-трубных систем. Дополнительные трубы и клапаны на зональных терминалах, как правило, делают 4-трубную систему наиболее дорогостоящей с точки зрения стоимости установки.