Водяная система центрального отопления состоит в основном из котла, радиаторов и соединительных трубопроводов. Котел нагревает воду, и (обычно) насос прокачивает воду по трубам и радиаторам обратно в котел. Существует несколько различных вариантов расположения котла, трубопроводов и подвода к радиаторам; каждая система имеет свои преимущества и недостатки.
На этой странице описывается циркуляционный трубопровод, см. соответствующие страницы (см. справа) для других частей системы.
система трубопроводов
Существует 3 основных схемы трубопроводов, соединяющих котел с радиаторами:
- Однотрубная петля
- Подающая и обратная трубы
- Микро отверстие
Общепринятой практикой является установка трубопровода под радиатором. С подвесными деревянными полами это не представляет большой проблемы, так как трубы могут быть установлены под половицами, а стояки к каждому радиатору проходят через отверстия в половицах. Трубопровод обычно проходит либо между балками, либо поперек балок через вырезы, прорезанные в верхней части балок. За исключением микроотверстия, трубопровод должен поддерживаться ниже половой доски, чтобы избежать чрезмерного веса, который должен поддерживаться самим трубопроводом.
Такой способ монтажа нецелесообразен там, где в здании используются сплошные перекрытия. Такие установки обычно имеют высокоуровневые подводящие трубы с нисходящими трубами, питающими один или соседние радиаторы. Там, где потолок помещения подвесной, трубопровод обычно устанавливается между балками потолка сверху, это может быть невозможно, если каждый этаж представляет собой отдельное жилое помещение.
Третий вариант — провести подающие трубы по верхней части стены прямо под потолком с помощью опускных труб. На самом деле никогда не желательно прокладывать подающие трубы на уровне пола, проблемы возникают, когда трубы должны пересекать дверные проемы, хотя трубы могут быть подняты и вокруг дверной рамы или закопаны под полом.
В случае необходимости прокладки высокоуровневых подводящих труб на чердаке трубопроводы должны быть изолированы. Обычно не считается необходимым изолировать трубопроводы под подвесными полами, однако потенциально (в целом небольшие) возможности для энергосбережения, если бы это было необходимо.
Там, где уровень циркуляционного трубопровода находится выше радиаторов, в трубопроводе должны быть предусмотрены выпускные клапаны для выпуска воздуха из системы.
Однотрубная петля
Устройство с одним контуром трубы имеет, как следует из названия, один контур трубопровода, идущий от котла и возвращающийся в котел. Каждый радиатор «сидит» на трубе, причем оба соединения радиатора подключены к одной и той же трубе. Поскольку нагретая вода из котла подается по трубе, естественная конвекция (горячая вода поднимается вверх) заставляет нагретую воду подниматься в радиатор, вытесняя более холодную воду обратно в трубу.
Основным недостатком такого расположения является то, что первый радиатор нагревается больше, чем второй и т. д., а последний радиатор будет значительно холоднее, поскольку вода отдаст большую часть своего тепла предыдущим радиаторам вдоль участка трубы.
В принципе количество радиаторов, которые можно установить на один контур трубы, не ограничено, но чем больше радиаторов установлено, тем сильнее охлаждение между первым и последним радиаторами.
Эти системы часто используются в промышленных зданиях, где петлевая труба может быть очень большой, системы все еще можно найти в старых жилых помещениях, но они, как правило, являются старой установкой и не считаются эффективными.
Подающая и обратная трубы.
Эта система более эффективна, чем однотрубная петля. Нагретая вода от котла подается на одну сторону каждого радиатора (подводящая труба), а другой конец каждого радиатора подключается к отдельной общей обратной трубе. Это означает, что температура воды, поступающей в каждый радиатор, более или менее одинакова, поэтому каждый радиатор должен нагревать окружающую среду на одинаковую величину.
Клапан сброса давления (или автоматический перепускной клапан) подключается между подающей и обратной трубами, что позволяет насосу циркулировать воду из котла, если все радиаторы должны быть отключены.
Из-за ограничения потока, создаваемого радиаторами, количество радиаторов ограничено в основном размером циркуляционного насоса. Стандартный насос для бытового использования, вероятно, сможет обслуживать до 12 радиаторов.
Еще одно ограничение связано с размером трубопровода – обычно основные трубы к котлу и от него большие (не менее 22 мм), а меньшие трубы (15 мм) ответвляются для питания нескольких радиаторов. Количество радиаторов, которые можно подключить через эти 15-мм трубы, будет зависеть от длины 15-мм труб — чем длиннее трасса, тем меньше радиаторов. На приведенном выше рисунке показаны две ветви, каждая из которых питает два радиатора.
Трубопровод с микро отверстием
В системе с микроскважинами используются обычные трубопроводы для подачи от котла к коллекторам и от коллекторов обратно к котлу на обратной стороне. От каждого коллектора небольшой трубопровод (обычно 8 мм) соединяется с несколькими радиаторами. Длина трубопровода между коллекторами и каждым радиатором обычно не превышает 5 метров.
Можно использовать специальный фитинг для радиатора, чтобы подающая и обратная микротрубки подсоединялись к одному и тому же концу каждого радиатора (как 2 верхних радиатора на иллюстрации). В качестве альтернативы трубопровод может подходить к двум концам радиаторов (как нижние 2 радиатора на иллюстрации).
Опять же, между подающей и обратной трубами котла есть предохранительный клапан (или автоматический перепускной клапан) для защиты котла в случае отключения всех радиаторов.
Преимущество системы микроотверстия заключается в том, что трубы меньшего размера содержат меньше воды, поэтому на каждом участке трубы теряется меньше тепла. Кроме того, трубы с микропроходом легко сгибаются во время установки и не требуют такого же количества соединений.
Недостатки заключаются в том, что они очень маленькие, трубы могут легко засориться из-за внутреннего осадка, и насос должен преодолевать повышенное сопротивление при циркуляции воды из котла, поэтому насос более подвержен износу.
В районах с жесткой водой известковый налет может образовываться в любом циркуляционном трубопроводе, что особенно влияет на циркуляционные системы с микроскважинами, поэтому необходимо использовать подходящую добавку или устройство для смягчения воды.
Балансировка систем отопления – Полное руководство
Некоторые системы отопления могут быть абсолютным кошмаром для балансировки, независимо от того, сколько вы боретесь с этим, вы просто не можете заставить все это работать сразу! Это руководство поможет вам понять лучший способ балансировки систем отопления.
Обычно это происходит в более крупных системах, и многие скажут, что это означает, что вам, вероятно, нужно гидравлическое разделение. Тем не менее, у нас есть несколько советов, которые мы подобрали на этом пути, которые сэкономят ТОННУ времени на балансировку в конце работы. Сделать те системы, которые невозможно сбалансировать, очень просто!!
Так что же такое балансировка систем отопления?
Балансировка систем отопления заключается в том, чтобы убедиться, что все радиаторы или излучатели нагреваются равномерно. Для систем, использующих компенсацию погоды или нагрузки, это гарантирует, что в каждой комнате дома будет точная температура, а не в некоторых комнатах будет слишком жарко, а в некоторых слишком холодно. Слишком большая подача на радиаторы приведет к перегреву помещений, меньшая подача – к перегреву помещений.
В более старых системах включения/выключения это было бы больше связано со временем нагрева и, возможно, с меньшей проблемой, если у вас есть TRV и ваша эталонная комната (комната с термостатом) немного сбалансирована. Эта статья, как и все статьи Heat Geek, на самом деле не о системах включения / выключения, а больше о современных модулирующих системах отопления, которые должны быть стандартом.
Балансировка НЕ увеличивает конденсацию в котле вопреки общему мнению. Получение правильного перепада температуры в системе достигается за счет управления скоростью насоса. Однако, если у вас нет насоса с высокими настройками, и вы не ограничиваете все свои клапаны, чтобы замедлить обратный поток, это будет экспоненциально расточительно с энергией насоса. Главное не задушить насос и не тратить энергию впустую. У вас всегда должен быть хотя бы один клапан полностью открытым.
Однако неправильная балансировка или ее отсутствие снижает производительность системы в целом, это будет выглядеть как более низкая дельта Т на котлах, работающих только на тепло, где насосы не связаны с горелками. Подробнее в нашей статье Повышает ли балансировка КПД котла?
Почему балансировать некоторые системы отопления так сложно?
Есть несколько ключевых причин, по которым балансировка становится сложной, и понимание того, почему это ваш первый шаг. Вот краткий обзор со ссылками на дополнительную информацию.
Первая и основная причина заключается в том, что у вас есть высокие перепады давления в системе. Это может быть связано с использованием трубопровода меньшего диаметра или с тем, что система просто большая / давно эксплуатируется. Чтобы понять больше, взгляните на «взаимосвязь давления и потока».
Есть два способа обойти эту проблему;
Мы можем использовать один из многих доступных нам методов компоновки трубопроводов, чтобы свести к минимуму перепады давления, дополнительная информация об этом находится внизу статьи, и мы можем использовать лучшие балансировочные клапаны!
Мы не можем не подчеркнуть этого достаточно, выбор неправильных запорных клапанов может вызвать у вас полную головную боль, и большинство из них не знают, что есть какая-то разница!
Другие причины могут быть связаны с используемым методом балансировки.
Например, некоторые инженеры пытаются добиться идеального перепада температур (или DT) в 20°C на каждом радиаторе. На наш взгляд, это ненужно и сложно.
Другой вопрос, что некоторые инженеры при балансировке (режиме трубочиста) ставят котел на полную мощность. Это заставит котел попытаться установить максимальную мощность котла в систему, которая, скорее всего, будет иметь мощность радиатора лишь в несколько раз меньше размера котла. Это всегда будет приводить к крошечной разнице t, так как система не может перемещать тепло. Это, в свою очередь, также не будет иметь точного расхода, когда котел вернется в нормальный режим работы, и означает, что вы будете балансировать для сценария, который никогда не произойдет.
Наконец, хотя в большинстве случаев они могут быть достаточно хорошими, они могут использовать совершенно неправильные клапаны! Обратите внимание, что перед тем, как мы сказали о лучших клапанах, некоторые запорные клапаны вообще не предназначены для балансировки! Опять больше здесь. или может быть лучший вариант, описанный ниже.
как бы мы посоветовали сбалансировать систему отопления?
Перво-наперво, чтобы получить правильную скорость потока вокруг каждого эмиттера/радиатора, вам необходимо получить правильную скорость потока вокруг всей системы. Для этого нам нужно отрегулировать мощность насоса в соответствии с системой.
Слишком низкая скорость потока будет означать, что помещение может вообще не нагреться до нужной температуры, поскольку средняя (средняя) температура радиаторов слишком низкая. Если насос работает слишком быстро, это приведет к экспоненциальному расходу энергии, а также уменьшит эффект конденсации в котле за счет повышения температуры обратной линии. У инженеров может возникнуть соблазн задушить насос, перекрыв клапаны, чтобы замедлить скорость потока, что опять-таки приведет к еще большей трате энергии.
К счастью, почти все современные модулирующие котлы имеют управление насосом, связанное с горелкой. Это постоянно регулирует скорость насоса, чтобы обеспечить правильный расход относительно подводимой теплоты. Быстро проверьте свой источник тепла, чтобы убедиться, что он имеет приблизительное правильное значение DT/расхода. Для получения дополнительной информации о очистке и настройке скорости насоса щелкните здесь. Не волнуйтесь, если ваш DT отстает на 10-20%, это действительно не имеет большого значения на данном этапе, и установщики могут тратить время и зацикливаться на достижении этого.
Подробнее об этом в нашей статье «Ложь DT20». Тем не менее, более точным ориентиром является DT, который около 30% от температуры подачи.
Например; Если у нас есть температура подачи 70°C (70 x 0.3), то DT составляет 21°C. Если температура вашего потока составляет 50°C, это даст DT 15°C (50 X 0.3) и так далее. Это не точно, это просто чтобы получить скорость потока в правильном диапазоне. Можно использовать и более сложные суммы, но мы не будем терять время.
В любом случае, теперь ваш расход находится в нужном диапазоне, и пришло время, наконец, сбалансировать радиаторы.
Как сбалансировать радиаторы
Здесь мы можем использовать несколько разных методов, главное, ни один из них не является правильным или неправильным в пределах разумного. Просто некоторые методы потребуют больше времени, чем другие, и некоторые из них позволят достичь более точных комнатных температур! Предположим также, что мы балансируем модулирующий котел без гидравлического разделения.
Два основных способа, которыми инженеры-теплотехники сбалансируют радиаторы (если вообще это возможно): либо «ощущение средней температуры радиатора», либо регулировка запорного щитка до тех пор, пока они не почувствуют ту же среднюю температуру. На другом конце спектра они используют датчик температуры на каждом хвосте радиатора (подача и обратка) и балансируют для определенного перепада температуры.
Подсоединение термометра к подающему и обратному патрубкам радиатора и регулировка запорных клапанов для получения одинакового перепада температуры гарантирует, что скорость потока будет правильной по отношению к этому конкретному размеру радиатора или выходной мощности.
Однако, если у вас есть некоторое падение температуры вдоль подающей трубы перед радиатором, это даст вам различную «среднюю температуру» на каждом радиаторе. Средняя температура представляет собой среднее значение подачи и обратки. Для этого прибавьте температуру подачи к температуре обратки и разделите на 2.
Мы не видим большой проблемы с немного отличающимися средними температурами, но это будет означать, что вы потратили довольно много времени на что-то, что в любом случае не так точно, поскольку реальные выходные характеристики радиаторов будут различаться.
При использовании модулирующих элементов управления мы снова не видим особых проблем с использованием прикосновения, а не термометра, при условии, что в комнате достигается точная температура с любым TRV, установленным на максимум. Т.е. температура подающей линии нацелена на температуру в помещении, а не на TRV, так как это потенциально может привести к более сильному нагреву котла.
Как описано выше, вместо этого вы можете сбалансировать, чтобы получить одинаковую «среднюю» температуру на каждом радиаторе. Для этого определите среднюю температуру на источнике тепла (приблизительно) и отрегулируйте каждый запорный клапан, пока не получите одинаковую среднюю температуру на каждом радиаторе.
По сути, это даст различное падение DT/температуры на всех радиаторах, но средняя температура вашего радиатора будет одинаковой. Это сработает, но снова может занять много времени, и будет больно, если ваш котел зациклится. Важно отметить, что это может не дать вам идеального баланса, в конце концов. наша цель – точная комнатная температура, а не точная температура радиатора.
Расчеты тепловых потерь не точны, а даже если бы и были, они могли быть отвергнуты множеством факторов, таких как отсутствие изоляции, ошибки в расчетах, использование помещений или неправильный выбор радиатора. Лично нам оба вышеперечисленных варианта кажутся делом неблагодарным.
Балансировка температуры обратки
Вместо этого мы предлагаем сделать следующее: после установки TRV на максимум вы просто почувствуете (или измерите, если хотите) температуру возврата радиатора, в то время как система находится при «расчетной температуре подачи» (температура подачи требуется при -2°C прибл. наружная температура) и следите за тем, чтобы температура в комнатах не превышала 20/21°C. По крайней мере, для начала.
В подавляющем большинстве систем температура подачи к каждому радиатору будет в целом одинаковой, нет особого смысла их измерять. Прикосновение к радиатору для определения средней температуры также оставляет лишь небольшую погрешность. Однако измерение температуры обратки имеет наибольшую погрешность.
Чтобы уточнить, предполагая, что котел с DT 20 ish, обратная линия радиатора с температурой на выходе 8°C будет иметь среднюю температуру на выходе всего 4°C.
В то время как, если бы мы измеряли среднюю температуру радиатора и допустили бы ту же ошибку в 8°C, мы бы получили очень разные ДТ, и, в свою очередь, сильно различающиеся скорости потока через каждый эмиттер.
Поскольку измерение температуры обратного трубопровода является более важной переменной, многие системы могут быть достаточно близки, просто потрогав обратный трубопровод рукой. Для большей точности, хотя вы можете использовать какой-нибудь термометр или их комбинацию, это первая точка, в которой вы значительно повысите скорость и точность балансировки.
Точность не обязательно должна быть идеальной прямо сейчас, постарайтесь, чтобы все ваши обратные температуры примерно совпадали.
В более крупных системах вы можете обнаружить, что вам пришлось так сильно ограничить ближайшие радиаторы, что вам нужно увеличить скорость насоса. Это связано с тем, что перепад давления на подаче и возврате намного больше в больших системах, чтобы получить достаточно высокий расход. Больше информации об этом в понимании давления и потока.
Вернитесь к насосу и измерьте DT на источнике тепла и при необходимости приблизительно отрегулируйте мощность насоса, но это маловероятно для большинства систем.
Опять же, вам не нужно точное соответствие температуры обратки. Размер радиатора никогда не будет точным, так как размер радиатора будет увеличен или уменьшен до ближайшего радиатора, а также – помещения распределяют тепло.
Это вообще не должно было занимать много времени. Теперь вы можете либо попросить жильца следить за температурой в помещении, и если она немного выше, вы можете сбалансировать ее чуть позже или показать ее. Если в помещении немного низкая температура, увеличьте скорость потока (уменьшите DT), чтобы увеличить мощность радиатора, хотя, по нашему опыту, это маловероятно.
Мы понимаем, что большинство систем по-прежнему используют управление включением/выключением вместо модулирующего управления, такого как погодная компенсация или комнатная компенсация. Для этого мы рекомендуем ориентироваться на температуру обратки примерно, сбалансировать эталонную комнату (комнату с термостатом) до немного более широкого DT, а затем позволить TRV делать свое дело. В качестве альтернативы используйте автоматические балансировочные клапаны, предлагаемые IMI, Honeywell или Danfoss.
однако, если вы приверженец точности, вы можете перейти на следующий уровень.
Закройте все внутренние и внешние двери, окна и шторы (для предотвращения проникновения солнечных лучей) в помещении и установите плавный контроль на самую высокую температуру, при которой вам комфортно работать.
Затем вам нужно будет измерить температуру в каждой комнате отдельно и отрегулировать блокировку, чтобы в каждой комнате была одна и та же температура. Зайдите в каждую комнату и при необходимости настройте каждый запорный щиток, слегка приоткройте запорный клапан, если в комнате прохладнее, чем ваша целевая температура, и закройте его, если в комнате слишком тепло.
Это гораздо более эффективное использование вашего времени, чем использование одного и того же DT для каждого радиатора, как уже упоминалось, это комнатная температура мы ориентируемся, а не на температуру нашего радиатора.
При этом помните о других переменных, таких как усиление солнечного излучения. Также обратите внимание, чем больше разница между внутренней и внешней средой, тем более точным будет этот метод. Этого можно добиться, либо дождавшись более холодного дня, либо повернув модулирующий термостат выше, либо и то, и другое. Эта последняя корректировка, скорее всего, просто покажет вам, насколько щадящая ваша система и что собственность разделяет большую часть ее тепла.
После того, как балансировка завершена и вы довольны своей кривой нагрева (если требуется), вы можете установить TRV обратно, чтобы ограничить внутреннее усиление.
Быстрая подсказка. Если вы балансируете полотенцесушители (краны полотенцесушителя открываются очень быстро), закройте обе стороны, а не только одну. Закрывая одну сторону, а затем другую, вы будете иметь большее вращение на клапане для меньшего изменения потока, что фактически означает, что вы улучшите характеристику открытия.
Как уже упоминалось, это предложение по балансировке предполагает, что вы балансируете только современный модулирующий котел. Это будет работать и для всех других типов систем, но есть и другие варианты, если ваш модулирующий котел не контролирует скорость потока вокруг вашей системы.
Прежде чем читать следующий раздел, было бы полезно понять, что такое давление и расход!
Какой тип насоса вы пытаетесь сбалансировать?
Если у вас старый котел, в вашей системе нет плавного регулирования или гидравлического разделения, доступны и другие методы балансировки. ИЛИ вам может даже не понадобиться использовать запорные клапаны для балансировки!
Например, в коммерческом мире крайне важно знать, как вы собираетесь управлять каждой цепью. Затем вы выберете тип управления насосом в сочетании с типом клапана, который дополняет его, чтобы эффективно распределять поток.
Насосы используют различные методы управления потоком и экономии энергии. Вы можете подключить горелку, управлять DT, контролировать перепад давления, управлять внешним датчиком, постоянное давление, постоянную скорость, пропорциональное давление и многое другое (статья, чтобы следовать за ними).
Но обычно их можно разделить на 2 группы: насосы, которые изменяют скорость в соответствии с заданным давлением, и насосы, которые изменяют давление в соответствии с заданной скоростью. Затем вы должны выбрать конкретный тип клапана, который работает в дополнение к этому.
Проблема бытовых современных модулирующих котлов в том, что они меняют как давление, так и расход. С этим может быть очень сложно справиться, поэтому остается единственный вариант — сбалансировать его с помощью скромного защитного экрана, которого более чем достаточно в домашних условиях, которые мы могли бы добавить. Однако балансировка всех замочных щитов неодинакова! Чего вы не знали о запорных клапанах!
Система Grinfos Alpha2
Система Grundfos Alpha2 будет работать с любой из этих логических схем насоса или любого клапана. Тем не менее, вы должны использовать их насос Alpha 3.
Как только система заполнена и очищена от воздуха, вы подключаете внешний модуль Bluetooth к телефону и помпе. Затем ваш телефон сообщит вам, насколько нужно отрегулировать защитный экран или какие предварительные настройки TRV, ограничивающие поток, должны быть отрегулированы. После завершения этого будет создан отчет, показывающий, что вы сбалансировали, что может быть удобно для предстоящего законодательства о балансировке.
Есть два способа решить эту проблему. Во-первых, сделать коммунальные трубы большими. Обеспечение более крупного общего трубопровода означает, что большая часть сопротивления находится в пределах отдельных участков трубы, а перепады давления оказываются намного меньше «из коробки» и даже до того, как вы уравновесили. В отличие от картинки выше.
Это также увеличивает авторитет клапана вашей системы, так как большая часть относительных потерь давления приходится на клапан. беспроигрышный вариант!
Многие могут говорить об опасностях низкой скорости. Это никогда не вызывало у нас беспокойства в домашних системах, и ваши трубопроводы в любом случае будут иметь негабаритный размер в 99% года, поскольку система модулируется (мы надеемся). Еще одна статья, чтобы продолжить это в другой раз.
Второй способ — сделать коммунальные трубы короткими.
Коллекторные системы
Коллекторные системы относятся к тому, где вы запускаете свой поток и возвращаетесь к коллектору. Подобно коллектору под полом или, возможно, тому, который вы создали сами. Он может быть расположен в любом месте на территории, но в идеале централизованно, а затем разделен на отдельные участки для каждого излучателя или излучателя.
Это гарантирует, что все радиаторы имеют одинаковые общие сопротивления трубопроводов, и если/когда эмиттер выключится, влияние давления на каждый из других эмиттеров будет одинаковым/похожим.
Коллекторная система упрощает балансировку (если это вообще необходимо), поскольку все это находится в одной легко доступной точке.
Система обратного возврата
Термин «первым пришел последним вышел» обычно используется в торговле. Это то же самое, что и традиционная двухтрубная система, однако первый радиатор, который питает подающая труба, является последним радиатором в обратном контуре. Это приводит к тому, что все ваши цепи радиатора имеют одинаковое сопротивление.
Вы можете найти это непрактичным, однако существует столько версий всех этих техник, сколько позволит ваше воображение.
Например, вместо того, чтобы запускать свой поток и возвращаться к первому радиатору, затем последовательно ко второму и т. д., вы можете запустить свой поток и вернуться за первый рад к центру собственности, а затем развернуться, как на диаграмме паука. Затем снова сделайте тройник оттуда, сохраняя размер основного трубопровода.
Чем больше вы сможете создавать одинаковые сопротивления, тем больше подойдет режим постоянного давления. Пропорциональную настройку давления лучше выбрать для малогабаритных и плохо спланированных систем. Подробнее об этом в другой раз
Ничто из этого не является необходимым знанием, однако, как только вы поймете теорию, это поможет в процессе принятия решений позже, чтобы вы могли принимать решения на лету. И, как уже несколько раз упоминалось, все это действительно может быть более полезным для больших систем.
Это может быть одна из последних частей контента, которые мы будем публиковать здесь некоторое время, поскольку мы усерднее работаем над нашим онлайн-видеокурсом, который в настоящее время находится в стадии разработки.
