Как циркулирует вода в системе отопления: Принцип устройства водяной системы отопления

Нет циркуляции, поломка отопления – почему

Поломка в системе отопления, недоделки, недоработка, все приводит к холодным радиаторам. Если отсутствует циркуляция теплоносителя, то нужно определить причину. Чаще всего ответ, почему не работает отопление, — находится на поверхности, очевиден.

Разберем по порядку основные причины неисправностей отопления, почему не циркулирует вода по трубам, и что нужно делать в первую очередь.

Начнем с самых простых и очевидных причин.

Забилось, засорилось.

В каждой системе отопления должен присутствовать фильтр грубой очистки. Совсем не большое приспособление с мелкой сеткой и отстойником (устанавливается вниз! в крайнем случае в сторону) спасает оборудование, насосы, котел от загрязнения теплоносителя, которые будут присутствовать в любой системе. Стружка, обрывки нитей, ржавчина, осадок с воды…. все задерживает сеточка в фильтре.

Отстойник нужно периодически раскручивать, сеточку очищать.

Если в системе отопления частного дома нарушилась циркуляция, то первым делом нужно проверить фильтр, который должен быть установлен на обратке перед котлом.

Воздух в системе, завоздушивание

Завоздушивание может произойти в любой схеме замкнутого трубопровода, где не приняты меры по удалению воздуха. Воздух присутствует в теплоносителе всегда, в том числе в растворенном состоянии, выделяется при перепадах давления, скапливается в самых верхних точках. В том числе и в котле.

Воздухоотводчики автоматического действия устанавливаются в характерных, высших точках системы, а также на коллекторах, и на специальных сепараторах, — нормальную схему снабжают специальным воздухоулавливающим устройством, в котором из теплоносителя выделяются пузырьки воздуха.

Кроме того, краны Маевского (ручные воздухоотводчики) должны быть на каждом радиаторе, а также возможно и в других возвышенных местах.

Проверить завоздушивание, спустить воздух, установить воздухоотводчики — обычные действия, если прекращается циркуляция и батареи холодные.

Не работает циркуляционный насос

В частных домах причиной прекращения работы системы отопления становится поломка электротехнического оборудования, которое управляло движением теплоносителя по трубам.

Если отопление вдруг перестало работать, то нужно проверить работоспособность циркуляционного насоса возле твердотопливного котла или же насоса в автоматизированном котле. Кроме того, в каждом контуре может быть установлен такой же агрегат, который должен работать исправно.

Плохие полипропиленовые трубы

Зачастую потребитель (заказчик) полагает, что полипропиленовые трубы являются абсолютно надежными и не могут быть причиной неполадок с отоплением, прохладных батарей.

Но полипропилен куда более коварен, чем старые стальные или металлопластиковые трубопроводы. Каждое место пайки (сварки) является потенциальным повышенным сопротивлением в системе или причиной прекращения циркуляции (ослабленного движения воды по батареям), из-за наплавлений материала внутри.

Проконтролировать качество соединений снаружи невозможно, остается только вырезать куски, перепаивать, переделывать полипропиленовые трубы заново.

Неправильная работа системы из полипропилена — настоящая проблема для домашнего монтажника. Хорошие профессионалы за этот материал не берутся вообще.

Плохой проект

Не редко плохая циркуляция там, где плохое проектирование. Типично — не правильное включение батарей, по некой последовательной схеме, где последняя в схеме батарея получает теплоносителя намного меньше.

Другой плохой проект — однотрубные схемы, где также сложно наладить нужную циркуляцию теплоносителя через каждую батарею.

Если радиаторы нагреваются не равномерно, на отдельных приборах отопления плохая циркуляция теплоносителя, в первую очередь нужно рассмотреть, насколько соответствует подключение классическим схемам — плечевой, попутной, лучевой. Нужно привести домашнее отопление к обычным нормам проектирования, а затем уже ждать от него хорошей циркуляции и одинакового нагрева радиаторов.

Малый диаметр, заросшие трубы

Старые стальные трубы изнутри зарастают ржавчиной, отложениями, их пропускная способлность со временем значительно уменьшается, а решение одно – нужно менять на современные.

Но и при монтаже, ради экономии, могут быть допущены ошибки с выбором диаметра трубопровода, — на магистралях, на группы отопительных приборов, могут быть установлены диаметры 16 или 20 мм. В результате – шум в трубах, перерасход электроэнергии, недостача расхода теплоносителя.
Какие диаметры труб стоит выбирать

Сложная система

Разновидностью плохого проекта является неправильно сделанная сложная система отопления, состоящая из множества отопительных контуров и нескольких котлов. Здесь уже будут неправильно работать целые контура, если работа одного будет влиять на соседний.

Как правило, один котел (резервный не в счет) и три контура — бойлер, радиаторы, теплый пол со своими насосами согласовываются нормально, и вопросов не возникает. Но если подключить еще один работающий котел плюс контур (например, обогрева гаража и теплицы), то система станет сложной. Как в ней будет циркулировать теплоноситель без выравнивания давлений в точках подключений сказать сложно.

В сложных системах важен грамотный проект, установка гидрострелки или кольца равных давлений, подробнее о гидроразделителе можно узнать здесь

Нет балансировки

Многие схемы домашнего отопления подразумевают балансировку, в них установлены балансировочные, регулировочные краны. Например, между этажами, между плечами, и для каждого радиатора. Кранами прикрывается направление с меньшим гидравлическим сопротивлением, соответственно, в другие точки теплоносителя пойдет больше.

Кранами могут баловаться дети. Или изначально система не отбалансирована. Настроить, как правило, — нет проблем, нужно только найти этот кран…. Как настроить домашнее отопление

Соседи не дают тепла

Но сложные схемы отопительных проектов мало волнуют жителей многоэтажек, у которых на каждый радиатор в квартире отдельный стояк. И если какой-либо радиатор перестает нормально нагреваться, значит нет циркуляции по стояку, следовательно…

Нужно обращаться в теплосеть, ЖЭК (обслуживающую организацию), чтобы отрегулировали мощность по стоякам, а если это не помогает — то с требованием проверять соседей.

Зачастую самовольное подключение, замена радиаторов, труб в системах центрального отопления приводит к перераспределению давления, циркуляция по отдельным батареям уменьшается, пропадает.

Нет циркуляции в самотечной системе

В самотечных системах разница давлений низкая, они особенно чувствительны к воздушным пробкам, к диаметрам труб, просветах в радиаторах.

В старых схемах в радиаторах и трубах происходят постепенные отложения, циркуляция со временем может уменьшаться, а лечение этому только замена всего на более современное.

Также нужно обратить внимание на правильность самой схемы — средняя линия нагрева — ниже лини остывания (теплообменник котла ниже радиаторов), а также — горяча подача поднимается вверх в высшую точку, а оттуда опускается к радиаторам… Подробней о самотечных схемах далее

Различные поломки в системах отопления

  • Закрыты, краны вентили — проверьте все ли открыто, чтобы обеспечивалась циркуляция.
  • Течь в системе — теплоносителя мало, проверьте давление, устраните течь.
  • Монтаж гибкими трубами – пережата труба.
  • Поломка автоматического оборудования — термоголовки на смесительных узлах, радиаторах, сами смесительные узлы – заиливание, выход со строя, необходимо проверять корректность работы. Тоже – поломка электроники.
  • Неправильная балансировка на распред-коллекторе, — в лучевых схемах, сложных системах, коллекторы с балансировочно-настроечной аппаратурой могут являться причиной отсутствия циркуляции где либо, из-за поломок и неправильной настройки.
  • Низкое давление, нет воздуха в расширительном бачке – проверьте давление в трубах и накачку бака, автоматизированные агрегаты вовсе не будут работать без нужного давления.
  • Нарушение схемы, лишний байпас – проверьте соответствие монтажа проекту, логичность схемы, нет ли закорачиваний струи, параллельных ветвей к радиаторам и контурам.

Системы отопления с естественной циркуляцией

Как работает естественная циркуляция?

Плотность жидкости при нагреве уменьшается, а ее объем увеличивается, в результате чего наиболее горячие микрообъемы воды поднимаются вверх, а холодные частички, напротив, опускаются вниз.

При этом создается естественная циркуляция жидкости, наблюдать которую можно, например, при нагреве воды для утреннего чаепития.

На этом же принципе основано действие замкнутой системы отопления с естественной циркуляцией, которую смело можно сравнивать с резервуаром, наполненным водой. А раз это емкость с водой, то при ее нагреве жидкость «ведет» себя так же, как и вода в чайнике: ее наиболее горячие слои устремляются вверх. При этом высота сосуда не имеет никакого значения: нагретая жидкость внутри резервуара способна преодолеть любые расстояния.

На смену «ушедших» от источника тепла объемов воды, устремляются холодные частички жидкости. Причем, чем они холоднее, тем интенсивнее их движение вниз.

Идея ясна, но как она реализована на практике?

Центральным элементом системы отопления с естественной циркуляцией (как и любой другой), является котел. Нагретая в нем вода, подчиняясь законам природы, устремляется по трубе подачи вверх и может быть поднята на второй и даже на третий этаж дома. Первоначальное движение теплоносителя в системе отопления начинается за счет разности плотностей нагретой и холодной воды. На место ушедших объемов горячей воды устремляются объемы холодной воды, движение которых создает гравитационное давление, величина которого тем больше, чем больше расстояние между центром самого нижнего радиатора и центром котла отопления.

Именно по этой причине для увеличения гравитационного давления котел стараются расположить ниже приборов отопления, порой искусственно углубляя его.

Также на величину гравитационного давления влияет уровень нагрева теплоносителя: чем он выше, тем выше давление.

Для обеспечения непрерывной циркуляции теплоносителя в системе отопления уровень гравитационного давления должен быть заведомо выше сопротивления, создаваемого силами трения внутри трубопровода.

Для уменьшения внутреннего сопротивления трубы в системе отопления прокладывают с уклоном, обеспечивающим направленное движение горячей воды к приборам отопления, а холодной воды к котлу, а диаметр обратного трубопровода делают больше диаметра подающего трубопровода.

При этом в системе не используется циркуляционный насос, а движение теплоносителя происходит само по себе, отсюда и название такой отопительной системы: самотечная или система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

Схема разводки

Нагретый теплоноситель подается на высоту выше самого высоко расположенного прибора отопления и поступает в стояки, по которым стекает к приборам отопления, нагревает их и уходит в обратный трубопровод. Реализовать такую схему движения теплоносителя позволяет только двухтрубная разводка системы отопления с раздельной подачей и обраткой.

Еще одним необходимым условием непрерывной циркуляции теплоносителя является наличие постоянного давления в системе отопления и ее полное заполнение водой: в системе не должно быть воздушных пробок и пустот.

Перед первым запуском котла в работу отопительную систему полностью заливают водой, объем которой при нагреве увеличивается. В среднем на 100 литров холодной воды при ее нагреве до 70-80 С «лишними» оказываются 4 литра воды, которые необходимо своевременно удалить из зоны циркуляции теплоносителя. Если этого не сделать, в системе может возникнуть давление, способное разорвать самые прочные стальные трубы.

Сбросить давление можно просто, удалив лишнюю воду, как это делается в водонагревателях, а можно создать некоторый запас воды и использовать его для компенсации уменьшающегося объема жидкости при снижении температуры теплоносителя.

Для этого в самой высокой точке системы отопления устанавливается открытый бак, в котором могут собираться излишки воды при увеличении ее объема. Эта же вода подпитывает систему отопления при снижении температуры сетевой воды и уменьшении ее объема. По сути это очень эффективная и энергонезависимая система автоматического контроля уровня воды в отопительной системе.

К тому же через открытый расширительный бак происходит удаление пузырьков воздуха из системы отопления, что является еще одним достоинством отопительных систем с естественной циркуляцией.

Достоинства и недостатки

В системах отопления с естественной циркуляцией простым является только их принцип действия. На деле реализовать такую отопительную систему по силам только опытному мастеру, способному выполнить монтаж отопления с ювелирной точностью. Увы, даже небольшая ошибка в монтаже может стать серьезным препятствием для свободного движения воды и нарушить ее циркуляцию. Именно сложность монтажа является основным недостатком систем отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

Правильно смонтированные системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя радуют своих хозяев высокой эффективностью, надежностью и длительным сроком эксплуатации. Заполняют такую систему водой один раз, перед запуском. В дальнейшем теплоноситель можно не менять годами, добавляя его по мере необходимости (уменьшение объема воды может происходить за счет ее испарения через открытый бак, уменьшить которое можно просто накрыв резервуар сверху съемной крышкой).

В ремонте и в уходе самотечная система отопления также не нуждается: в ней просто нечему ломаться, а при постоянном заполнении водой нет нужды и в сбросе воздушных пробок.

Единственным ограничением в использовании является максимальная удаленность прибора отопления от котла, величина которой не должна превышать 30 метров. Это значит, что при расположении котла в центре дома, допустимая длина его диагонали не должна превышать 60 м. Но такие большие частные дома скорее исключение, чем правило.

Cистемы отопления с принудительной циркуляцией

Циркуляция в системе отопления дома может быть естественной и принудительной. Системы с естественной циркуляцией позволяют обогревать только одноэтажный дом сравнительно небольших размеров, являются менее эффективными и функциональными. Поэтому наиболее широкое применение сегодня имеют системы, в которых осуществляется принудительная циркуляция теплоносителя.

ТМ Ogint представляет современные радиаторы для эффективной работы отопления данного типа. Также мы выпускаем и реализуем качественные монтажные комплектующие и трубопроводную арматуру.

Состав системы с принудительной циркуляцией

Современная система водяного отопления с принудительной циркуляцией состоит из следующих основных компонентов:

  • котел. Возможно использование любых типов котельного оборудования;
  • разводка трубопровода;
  • отопительные приборы. Оптимальным выбором будут радиаторы Ogint. Наиболее высокую эффективность обеспечивают алюминиевые радиаторы Ogint — Classic, Delta Plus и Alpha, которые оптимально приспособлены к работе в автономных системах;
  • циркуляционный насос, который может устанавливаться отдельно или быть вмонтированным в котел;
  • закрытый расширительный бак.

Принцип работы и особенности системы с принудительной циркуляцией

Главной особенностью систем этого типа является то, что циркуляция теплоносителя поддерживается не за счет естественной разницы давлений, а принудительным путем при помощи циркуляционного насоса. Этот насос развивает необходимое давление, обеспечивая стабильную скорость движения воды по трубам. Он может устанавливаться как на подающей, так и на обратной магистрали.

Более предпочтительной является установка насоса на обратной магистрали, поскольку здесь он не подвергается воздействию высоких температур, что повышает его эксплуатационный ресурс.

Принудительный принцип движения теплоносителя позволяет использовать практически любые типы котлов для отопления частного дома. При этом оборудование может работать с умеренным температурным режимом: не требуется сильный нагрев воды для обеспечения ее циркуляции.

Важной составляющей является расширительный бак, который принимает излишки теплоносителя при его расширении. В данном случае используется герметичный бак, поэтому система также называется закрытой. Бак оснащается мембранным клапаном, который открывается при увеличении давления в системе выше определенного значения. Вода поступает в бак, давление в системе снижается до нормы, и клапан закрывается. При снижении давления в трубопроводе мембранный клапан открывается и выпускает воду в систему. Таким образом поддерживается стабильное давление, которое необходимо для нормальной и безопасной работы отопления.

Схема разводки труб при принудительной циркуляции может быть самой разной. Может применяться как однотрубная, так и двухтрубная разводка. Для одноэтажных зданий используется горизонтальная система. Схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией будет вертикальной (с использованием вертикальных стояков). Также эта схема позволяет отапливать и здание большей этажности.

По принципу движения теплоносителя система может быть тупиковой (встречной) и попутной. Встречная является более простой и дешевой. Попутная схема движения теплоносителя обеспечивает оптимальную сбалансированность системы особенно при значительной протяженности трубопроводов, например, если отапливается большой трехэтажный дом.

Выбор радиаторов осуществляется, исходя из показателей эффективности и надежности. Оптимальным вариантом будут алюминиевые радиаторы Ogint, которые обладают максимальной теплоотдачей и небольшим внутренним объемом.

Преимущества и недостатки систем с принудительной циркуляцией

Системы отопления с принудительным движением теплоносителя получили широкое распространение благодаря следующим преимуществам:

  • возможность организации эффективного отопления при большой протяженности трубопроводов;
  • быстрый нагрев всех радиаторов в системе;
  • меньший диаметр труб для подключения котла и радиаторной системы, что существенно снижает затраты на материалы;
  • работа котла с оптимальным температурным режимом, что дает экономию энергоносителя и увеличивает ресурс оборудования;
  • простота монтажа за счет отсутствия необходимость обеспечивать уклон трубопроводов;
  • отсутствие необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя — система замкнутая, и вода не испаряется;
  • в качестве теплоносителя может использоваться антифриз;
  • широкий выбор возможных вариантов разводки труб;
  • эффективная и быстрая регулировка давления.

Имеются у отопления с принудительной циркуляцией и некоторые недостатки.

Главным недостатком является то, что система этого типа всегда зависит от электроснабжения, поскольку при аварийных отключениях электроэнергии циркуляционный насос не работает. Чтобы обеспечить стабильное отопление и предотвратить замерзание теплоносителя в таких аварийных ситуациях, рекомендуется использовать резервный электрогенератор.

Также недостатком систем с принудительной циркуляцией можно назвать наличие дополнительного механизма (циркуляционного насоса), который подвержен износу и может выходить из строя.

В системах с большой протяженностью трубопроводов размер расширительного бака может быть очень значительным. Дело в том, что закрытый бак заполняется не более чем на 30-60% объема. В результате могут потребоваться дополнительные решения по размещению бака.

В целом же, системы с принудительной циркуляцией — это оптимальное решение для большинства частных домов. Также они могут применяться и в квартирах. Использование передовых радиаторов Ogint позволит добиться максимальной эффективности в работе отопления.

VALTEC | Мифы «гравитационки»

Несмотря на то что отопительная техника с каждым годом совершенствуется и дополняется новыми прогрессивными техническими решениями и высокоэффективным оборудованием, системы водяного отопления с естественной циркуляции теплоносителя продолжают занимать весьма существенную долю в теплоснабжении. Они широко и успешно применяются как в индивидуальном жилищном и коттеджном строительстве, так и при сооружении объектов в районах, где электроснабжение либо отсутствует, либо осуществляется с перебоями.

Гравитационная система водяного отопления, принцип действия которой показан на рис. 1,  была изобретена еще в 1777 г. французским физиком Боннеманом (Bonneman) для обогрева инкубатора.

Рис. 1.  Принцип действия гравитационной системы отопления.

Начиная с 1818 г., системы отопления Боннемана стали широко применяться в Европе, правда, в основном для теплиц и оранжерей. Основы методики теплового и гидравлического расчета систем с естественной циркуляцией были разработаны англичанином Гудом (Hood) в 1841 г. Именно он теоретически доказал пропорциональность скоростей циркуляции теплоносителя квадратным корням из разницы высот центра нагрева и центра охлаждения, то есть перепада высот междукотлом и радиатором. Естественная циркуляция воды в системах отопления была достаточно хорошо изучена и имела мощную теоретическую поддержку. Однако споявлением насосных отопительных систем интерес ученых к «гравитационке» постепенно угасал. Теорию естественной циркуляции бегло и поверхностно освещаютв институтских курсах. При устройстве таких систем монтажники в основном пользуются советами «бывалых» да теми скупыми требованиями, которые изложены внормативных документах. Но нормативные документы лишь диктуют требования, но не дают объяснения причин появления того или иного «постулата». В связи с этим в кругу специалистов циркулирует достаточно много мифов, которые и хотелось бы немного развеять.

Рис. 2. Пример двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией

Для этого используем пример классической двухтрубной гравитационной системы отопления (рис. 2), со следующими исходными данными: первоначальный объем теплоносителя в системе – 100 л; высота от центра котла до поверхности нагретого теплоносителя в баке Н = 7 м; расстояние от поверхности нагретого теплоносителя в баке до центра радиатора второго яруса h1 = 3 м, расстояние до центра радиатора первого яруса h2 = 6 м.

Температура на выходе из котла – 90 °С, на входе в котел – 70 °C. Действующее циркуляционное давление для радиатора второго яруса можно определить поформуле:

Δp2 = (ρ2ρ1) · g · (Hh1) = (977 – 965) · 9,8 · (7 – 3) = 470,4 Па.

Для радиатора первого яруса оно составит:

Δp1 = (ρ2 ρ1) · g · (Hh1) = (977 – 965) · 9,8 · (7 – 6) =117,6 Па.

При более точных расчетах учитывается также остывание воды в трубопроводах.

Миф 1. Трубопроводы должны прокладываться с уклоном по направлению движения теплоносителя. Не спорим, так было бы не плохо, но на практике это требование не всегда удается выполнить. Где-то балка покрытия мешает, где-то потолки устроены в разных уровнях и т.п. Что же будет, если выполнить подающий трубопровод с контруклоном (рис. 3)?

Рис. 3. Пример выполнения верхнего розлива с контруклоном

Если грамотно подойти к решению этого вопроса, то ничего страшного не произойдет. Циркуляционное давление если и снизится, то на ничтожно малую величину (несколько паскалей), за счет паразитного влияния остывающего в верхнем розливе теплоносителя. Воздух из системы придется удалять с помощью проточного воздухосборника и воздухоотводчика. Пример этого устройства показан на рис. 4. Дренажный кран служит для выпуска воздуха в момент заполнения системы теплоносителем. В «крейсерском» режиме этот кран закрыт. Такая система останется полностью работоспособной.

Рис. 4. Пример устройства для выпуска воздуха из верхнего розлива

Миф 2. В системах с естественной циркуляцией охлажденный теплоноситель вверх двигаться не может. Это вовсе не так. Для циркуляционной системы понятие «верха» и «низа» очень условны. Если обратный трубопровод на каком-то участке поднимается, то где-то он на эту же высоту и опускается. То есть гравитационные силы уравновешиваются.Все дело лишь в преодолении дополнительных местных сопротивлений на поворотах и линейных участках трубопровода. Все это, а также возможное остываниетеплоносителя на участках подъема должно учитываться в расчетах. Если система грамотно рассчитана, то схема, представленная на рис. 5, вполне имеет право на существование. Мало того, в начале прошлого века такие схемы достаточно широко применялись, несмотря на свою слабую гидравлическую устойчивость.

Рис. 5. Схема с верхним расположением обратного трубопровода

Миф 3. В гравитационных системах подающий трубопровод должен проходить над всеми ярусами радиаторов. Это тоже совсем не обязательно. Расположение подающего трубопровода с надлежащим уклоном под потолком верхнего этажа или на чердаке позволяет удалять воздух из системы через открытый расширительный бак. Однако проблему удаления воздуха можно решить и с помощью автоматических воздухоотводчиков (рис. 6) или отдельной воздушной линии.

Рис. 6. Схема с нижним расположением подающей линии

Миф 4. При естественной циркуляции теплоносителя радиаторы обязательно должны располагаться выше центра теплогенератора (котла). Это утверждение справедливо только при расположении отопительных приборов в один ярус. При количестве ярусов два и более, радиаторы нижнего яруса можно располагать и ниже котла, что, естественно, должно быть проверено гидравлическим расчетом. В частности, для примера, показанного на рис. 7, при H = 7 м, h1 = 3 м, h2 = 8 м, действующее циркуляционное давление составит:

g · [H  · (ρ2 ρ1)  – h· (ρ2ρ1)  – h· (ρ2ρ3)] = 9,9 · [ 7· (977 – 965) – 3 · (973 – 965) – 6 · (977 – 973)] = 352,8 Па.

Здесь: ρ1 = 965 кг/м3 – плотность воды при 90 °С; ρ2 = 977 кг/м3 – плотность воды при 70 °С; ρ3 = 973 кг/м3 – плотность воды при 80 °С.

Циркуляционного давления вполне достаточно для работоспособности такой системы.

Рис. 7. Однотрубная гравитационная система с расположением радиаторов ниже котла

Миф 5. Гравитационную систему отопления, рассчитанную на водяной теплоноситель, можно безболезненно перевести на незамерзающий теплоноситель. Без расчета такая замена может привести к полному отказу системы отопления. Дело в том, что этилен- и полипропиленгликолевые растворы обладают значительно большей вязкостью, чем вода. Кроме того, удельная теплоемкость этих смесей несколько ниже, чем у воды, что требует, при прочих равных условиях, ускоренной циркуляции теплоносителя. Эти два фактора вместе взятые существенно увеличивают расчетное гидравлическое сопротивление системы, заполненной теплоносителями с низкой температурой замерзания.

Миф 6. В открытый расширительный бак необходимо постоянно доливать теплоноситель, т.к. он интенсивно испаряется. Да, это действительно большое неудобство, но его можно легко устранить. Для этого используется воздушная трубка и гидравлический затвор, устанавливаемый, как правило, ближе к нижней точке системы, рядом с котлом (рис. 8). Такая трубка служит воздушным демпфером между гидравлическим затвором и уровнем теплоносителя в баке, поэтому, чем больше ее диаметр, тем лучше. Тем меньше будет уровень колебаний уровня в бачке гидрозатвора. Некоторые умельцы умудряются закачивать в воздушную трубку азот или инертные газы, тем самым предохраняя систему от проникновения кислорода.

Рис. 8. Воздушная трубка с гидрозатвором

Миф 7. Насос, установленный на байпасе главного стояка, не создаст эффекта циркуляции, т.к. установка запорной арматуры на главном стояке междукотлом и расширительным баком запрещена. Можно поставить насос на байпасе обратной линии, а между врезками насоса установить шаровой кран. Такое решение не очень удобно, т.к. каждый раз перед включением насоса надо не забыть перекрыть кран, а после выключения насоса – открыть. Установка обычного пружинного обратного клапана невозможна из-за его значительного гидравлического сопротивления. Домашние мастера пытаются препарировать обратные клапаны, снимая с них пружинки совсем или устанавливая их «наоборот» (превращая клапан в нормально открытый). Такие переделанные клапаны создадут в системе неповторимые звуковые эффекты из-за постоянного «хлюпанья» с периодом, пропорциональным скорости теплоносителя.Есть гораздо более эффективное решение: на главном стояке между врезками байпаса устанавливается поплавковый обратный клапан для гравитационных систем VT.202 (рис. 9), который скоро появится в ассортименте VALTEC. Поплавок клапана в режиме естественной циркуляции открыт и не мешает движению теплоносителя. При включении насоса на байпасе клапан перекрывает главный стояк, направляя весь поток через байпас с насосом.

Рис. 9. Установка поплавкового нормально отрытого обратного клапана

Водяные системы отопления с естественной циркуляцией окутаны еще многими мифами, которые предлагаем вам развеять самостоятельно:

  • расширительный бак можно врезать только над главным стояком;
  • в таких системах нельзя ставить мембранный расширительныйбак;
  • регулировать тепловой поток от радиаторов в гравитационных системах нельзя;
  • естественная циркуляция не работает в межсезонье;
  • байпасы перед радиаторами в таких системах недопустимы;
  • водяные теплые полы в гравитационных системах работать не будут.

Автор: В.И. Поляков

Почему журчит вода в системе отопления частного дома? «Термомиг»

Разновидности шумов в системе отопления дома

Аномальные шумы и звуки появившиеся в системе отопления могут превратить проживание в частном доме в кромешный ад. Раздражая нервную систему жильцов, они делают их агрессивными и приводят к скандалам, и неприятностям в семье. Так какие это шумы? Как их диагностировать? Как от них избавляться? 

Читайте эту статью и Вы поймёте как это осуществить и вылечить систему отопления своего частного дома.

Разновидности шумов в системе отопления частного дома. Журчание воды, посторонние звуки, бульканье, шум, гул, свист, писки, дрожь, вибрация, стуки и удары в системе отопления.

При работе любой системы водяного отопления частного дома всегда происходят шумы. Но они бывают разные:

  1. Рабочие шумы нормально работающей и исправной системы отопления. Они как правило не доставляют неудобств для домовладельцев и воспринимаются без дискомфорта. 
  2. Аномальные шумы, связанные с поломками и неисправностями системы отопления. Аномальные шумы могут сделать проживание в доме невозможным, нервным и дискомфортным.

Рабочие шумы складываются из шума работающего котла, шума циркуляционного насоса и шума движения теплоносителя по трубам и другим узлам системы отопления. Уровень рабочего шума не должен превышать нормативов и расчётного уровня шума по данному проекту. Проектный уровень рабочих шумов просчитывается при проектировании системы отопления. 

Если расчётный уровень шумов оказывается неприемлемым, то в проекте производится замена узлов и элементов на более дорогостоящие и менее шумные. Также в проекте увеличивается диаметр труб подбираются менее шумные отопительные радиаторы.Что касается аномальных шумов, то они могут появляться на любом этапе работы системы отопления.

Вот список только некоторых видов аномальных шумов:

  1. Журчание воды в трубах отопления. 
  2. Бульканье воздуха в системе отопления. 
  3. Низкочастотные звуки — дрожь, вибрация, стуки, удары. 
  4. Среднечастотные шумы — гул, писк, свист. 
  5. Высокочастотные и широкополосные шумы.

Изначальное постоянное присутствие аномальных шумов в новой системе отопления происходит при неправильном проектировании системы, дефектных узлах и элементах, неправильном монтаже системы. Периодическое появление аномальных шумов, связано скорее всего с неправильной динамикой работы системы отопления, нехваткой мощности, аварийными режимами работы, а также с некоторыми видами неисправностей системы отопления. 

Как правило периодическое появление шумов происходит из-за ошибок в проектировании системы отопления. Внезапное постоянное появление аномальных шумов, связано только с неисправностью системы отопления.


Причины появления журчания теплоносителя, посторонних шумов и звуков при работе системы отопления частного дома.

Причинами появления аномальных шумов в работе системы отопления могут быть как ошибки в проекте, ошибки при монтаже, так и появление неисправностей в системе отопления.

1. Журчание воды в трубах отопления. Причиной журчания воды является попадание воздуха в систему отопления. Причин попадания воздуха может быть много и отыскать их может только специалист.

2. Бульканье воздуха в системе отопления. Причинами бульканья в системе отопления могут быть закипание теплоносителя из-за неправильного режима работы отопления, ну и естественно попадания воздуха в неё.

3. Низкочастотные звуки — дрожь, вибрация, стуки, удары. Причинами появления дрожи в системе отопления чаще всего являются неисправности, приводящие к повышенным режимам работы системы водяного отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, коррозия труб и засоры. 

Вообще самыми тихими являются системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, а самыми шумными с принудительной. Дрожь, вибрации, стуки и удары чаще всего появляются именно в системах отопления с принудительной циркуляцией. Продавливаясь под большим давлением через систему отопления теплоноситель встречает на своём пути множество препятствий, которые и издают всевозможные звуки, от славного пения, до адского грома. Вибрации чаще всего появляются в результате возникновения резонансных колебаний из-за плохого монтажа и крепления труб, хотя могут быть и иные причины. Стуки и удары, это явные признаки серьёзных повреждений узлов или попадания посторонних предметов внутрь системы отопления. Также они могут вызываться засорами.

4. Среднечастотные шумы — гул, писк, свист. Эта разновидность звуков свидетельствует, о появлении мощной кавитации и фатальной коррозии в системе отопления. Но может и появляться из-за повышенного давления теплоносителя, и из-за аварийного режима работы котла. Неправильная настройка системы автоматического терморегулирования режимов работы также может приводить к появлению гула, писка и свиста.

5. Высокочастотные и широкополосные шумы. Причинами появления высокочастотных и широкополосных шумов, являются фатальная коррозия труб и радиаторов, а также повышенное движение теплоносителя, вызванное выходом котельного оборудования на экстремальные и аварийные режимы работы.

Поиск и диагностика неисправностей в системе отопления частного дома, вызывающих журчание воды и посторонние звуки с шумами.

Самое трудоёмкое и дорогостоящее мероприятие, это поиск источников аномальных шумов, звуков, стуков, призвуков, вибраций и ударов. Вообще обычно такие неприятности встречаются в системах отопления установленных бригадами халтурщиков без каких-либо проектов по дешёвке. И в результате домовладелец несёт целую серию затрат на поиск неисправностей и их устранение. 

Кстати, бывают случаи, когда приходится полностью менять систему отопления. Найти истинные причины появления аномальных звуков могут только опытные специалисты. При журчании воды в системе отопления производится проверка на предмет наличия воздуха и ищутся причины его проникновения. Это могут быть неплотности и протечки. 

При появлении стуков ищутся неисправные клапаны и места нахождения посторонних предметов в системе отопления. При этом проверяется всё, от котла, до самого последнего сгона. Узкие места сгоны муфты переходники разветвители, точки входа выхода радиаторов, тарелки клапанов и кранов, могут засорятся посторонней грязью и предметами и вызывать разнообразные звуки. 

Особую сложность вызывает диагностика вибраций. Так как выявить фатальную коррозию без разбора системы отопления невозможно. При возникновении гидравлических ударов, дело обстоит ещё сложнее, так как причин их появления может быть неимоверное множество. Выявление причин производится методом исключения. Как это делается:

  1. Составляется список возможных неисправностей, которые могут вызвать появление того или иного вида аномального звука. 
  2. Последовательно проверяются и исключаются все причины по этому списку.

В результате такого анализа и выявляются проблемные места, неисправности, поломки и аварии системы отопления, приводящие к появлению аномальных звуков, вибраций и шумов.

Методы устранения журчания теплоносителя и других посторонних шумов, звуков, возникающих при работе системы отопления.

Для устранения рабочих шумов нормально работающей и исправной системы отопления применяют звукоизоляцию котельных помещений, либо производят замену элементов системы на более дорогие и менее шумные. Для устранения аномальных звуков и шумов в системе отопления во время её работы используют разные методики в зависимости от вида звуков. Мы рассмотрим некоторые методики устранения с целью представления процесса лечения системы.

1. Журчание воды в трубах и бульканье воздуха в системе отопления. При журчании воды в трубах отопления и бульканье, прежде чем производить деаэрацию системы, надо выявить места, через которые воздух мог попасть в систему и составить план работ по их ликвидации. Если воздух в системе образовался в результате закипания воды, то нужно тщательно проверить работу всех устройств автоматического регулирования температуры и режимов работы как котельного оборудования, так и других автоматически управляемых устройств. Только после всех этих работ можно приступать к деаэрации системы отопления.

2. Низкочастотные звуки — дрожь, вибрация, стуки, удары. Чтобы устранить такие сложные звуки понадобится очень много времени и средств, вплоть до замены всей системы отопления. Самое важное это найти причинные места. Затем производится остановка системы отопления, слив воды из неё, разбор узлов и элементов. Далее выполняется очистка системы отопления от грязи и посторонних предметов. В случае коррозии и кавитационных повреждений производится замена узлов, труб и других элементов отопительной системы на новые.

3. Среднечастотные шумы — гул, писк, свист. Данные шумы лечатся заменой узлов, издающих эти аномальные звуки на новые.

4. Высокочастотные и широкополосные шумы. Данные виды шумов могут появляться при работе неправильно спроектированной системы отопления, или использования дешёвых узлов, блоков, элементов и иного оборудования китайского или украинского производства, а также фальсификатов, купленных на рынке. Лечится заменой виновников аномальных звуков на новые качественные узлы от надёжных производителей.

Услуги Организации «Термомиг» по поиску причин, диагностике и устранению неисправностей систем отопления частных домов, вызывающих журчание воды и иные посторонние звуки.

Конечно обращение в нашу Организацию, полностью снимет все Ваши хлопоты по поиску причин, диагностике и устранению неисправностей системы отопления, вызывающих журчание воды и иные посторонние звуки. 

Но самое важное то, что Вы будете гарантированно защищены от излишних и бесполезных затрат денег. Лучшие профессионалы с более чем 20 летним опытом работы трудятся в нашей Организации и быстрее чем кто-либо устраняют всевозможные неисправности в любы системах отопления. 

Кроме того, у нас есть весь ассортимент очень качественных и надёжных узлов от проверенных производителей для замены неисправных.

Циркуляция воды в батареях отопления. Блог компании Heizer

Циркуляция воды в батареях отопления – обязательное условие функционирования системы обогрева. При прекращении движения теплоносителя прекратится транспортировка тепла от теплогенератора к приборам отопления.

Для того, чтобы понять, для чего необходима циркуляция радиаторов отопления, нужно знать, как работает батарея отопления. Принцип ее работы заключается в постоянной передаче тепла через стенки устройства воздуху отапливаемого помещения. Горячий теплоноситель от котла движется внутри секций батареи, нагревает материал ее стенок. Через наружную конструкцию секций радиатора движется воздух, получает тепло от разогретой поверхности прибора отопления.

Такой способ передачи теплоты называется конвективным. Кроме него, батарея отопления отдает тепло посредством лучевой теплоотдачи – теплового излучения. Чем выше температура поверхности батареи – тем интенсивнее нагрев.

Для увеличения площади теплообмена батареи оборудуются оребрением. Теплоноситель отдает тепло конструкции радиатора и движется к котлу, где вновь нагревается. Процесс работает по замкнутому циклу.

Циркуляция теплоносителя в системе водяного отопления реализуется 2 способами:

1.       Принудительным, с помощью циркуляционного насоса;

2.       Естественным (он же гравитационный).

Самым распространенным видом систем водяного отопления считается закрытая конфигурация. Конструктивная особенность ее состоит в том, что она герметична и включает в свой состав циркуляционный насос (или несколько насосов), отвечающий за движение теплоносителя по системе. Агрегат подбирается на основе расчетов, учитывающих тепловую мощность системы, ее отдельных элементов, гидравлическое сопротивление компонентов схемы.

Основными характеристиками насоса являются напор (м.вод.ст. или кгс/см2) и производительность по воде (м3/час). Их величина должна обеспечивать преодоление гидравлического сопротивления элементов системы – радиаторов, арматуры, трубопроводов, теплообменника котла и обеспечивать подачу необходимого количества теплоносителя в единицу времени. Наличие насоса придает конструктивные особенности комплексу – трубопроводы здесь имеют небольшое сечение.

Системы отопления с естественной циркуляцией менее распространены, чаще всего их сооружают при постоянных перебоях в подаче электроэнергии. Для движения теплоносителя по трубам и радиаторам здесь используется разница плотностей холодной и горячей воды.

Вода, нагреваясь в котле, приобретает меньшую плотность (и соответственно – вес), стремится подняться вверх. Она поднимается по разгонному коллектору и поступает в систему отопления. Ее место занимает холодная вода из обратного трубопровода. Такая циркуляция происходит на постоянной основе (при работе котла).

Главный конструктивный признак отопления с гравитационной циркуляцией – диаметр труб составляет величину не менее 40 мм, в качестве приборов отопления чаще всего используются чугунные радиаторы – они обладают большим проходным сечением.

Естественная циркуляция реализуется только в частных домах. В централизованных схемах движение теплоносителя всегда принудительное.

Главными препятствиями для обеспечения качественной циркуляции являются воздушные пробки, отложения на внутренней поверхности радиаторов и ошибки при расчетах мощности циркуляционного насоса.

Циркуляция жидкости в системе отопления — Блог о строительстве и ремонте

Циркуляция жидкости в системе отопления.

Каждое помещение независимо от его целевого предназначения, нуждается в отоплении. Если раньше основным способом отопления домов было принято считать каминный или печной метод, то сейчас он стал наименее эффективным и востребованным: носитель не способен предоставить достаточное количество тепла из-за увеличения отапливаемых объектов. Одним из наиболее прогрессивных вариантов отопления принято считать водяное отопление. В стандартную систему водяного отопления входит котел, соединенный с радиатором посредством магистралей. В качестве теплоносителя применяется вода.

Циркуляция жидкости в системе отопления.

Стандартный принцип работы системы заключается в следующем: теплоноситель, в данном случае вода, поступает через трубопровод в радиаторы и отдает помещению тепло; после этого вода возвращается к котлу для нагрева повторно. Системы водяного отопления разделяют на системы с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией.

Отопительные системы с естественной циркуляцией.

Система отопления с естественной циркуляцией получила широкое распространение еще в довоенный период времени за счет своей эффективности, простоты и надежности. Наиболее часто такой тип отопительной системы используется на дачах, а также в загородных домах из-за частых перебоев с электроснабжением на таких объектах. Такие системы условно разделяют на два типа – с нижней и с верхней подачей воды. Для определения с выбором типа отопительной системы необходимо рассмотреть их отличия, характеристики и сферу применения.

Принципиальная схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

Отопительные системы с естественной циркуляцией.

Отопительные системы с верхней подачей воды.

Теплоноситель – в данном случае вода – подлежит нагреву и подаче в верхнюю часть отопительной системы посредством трубопровода. Труба, применяемая для подачи воды должна обладать большим диаметром по сравнению с трубами, которые отвечают за подачу воды к радиатору. Это необходимо для достижения наибольшего сопротивления теплового обмена. Горизонтальные трубы надлежит устанавливать с минимальным уклоном в пределах одного сантиметра на подгонный метр.

Расширительный бак нужно установить в верхней части системы: он будет выполнять функцию приема пара и избытка тепла – это необходимо из-за свойства воды расширяться при нагреве и переходить в состояние пара. На баке должен присутствовать сливной кран и крышка или клапан в его верхней части. После того, как вода нагрета, она распределяется через подающую трубу к вертикальным стоякам и в радиаторы.

Совет: если вы собираетесь применять отопительную систему с естественной циркуляцией воды, помните, что радиаторы необходимо подключать с помощью диагонального способа.

После непосредственного отопления помещения вода переходит в котел по специализированной трубе – обратке. Здесь она подогревается заново и цикл движения воды повторяется. Котел для нагрева располагается в самом низком участке системы, под радиаторами. Обычно, эти элементы устанавливаются в котельных, для которых выделяются подвальные помещения.

Отопительные системы с нижней подачей воды.

Система, в которой теплоноситель подается снизу, обычно используется для отопления домов, где нет чердачного помещения, или к нему закрыт доступ. Основное отличие представленной отопительной системы состоит в том, что трубы прокладываются под радиаторами. Также присутствует расширительный бак, который устанавливается в верхнем уровне системы; обычно для этого применяются хозяйственные помещения. Если при этом отсутствует циркуляция воды в системе отопления, которая должна происходить естественно, то она создается принудительным путем.

Отопительные системы с принудительной циркуляцией.

Стандартная система отопления с принудительной циркуляцией функционирует посредствам тех же способов подключения. Отличие состоит том, что из-за большой протяженности этой системы или отсутствия естественных условий для создания наклона труб необходимо включить в систему насос. Насос для циркуляции монтируется к магистральной трубе – это помогает увеличить срок эксплуатации отопительной системы. Использование насоса помогает не только увеличить эффективность отопления, но также сократить количество магистралей. Система с принудительной циркуляцией имеет возможность обогреть не просто несколько помещений, но даже дом с несколькими этажами.

Отопительные системы с принудительной циркуляцией.

Для того чтобы произвести качественную работу данного вида системы нужно непрерывное электроснабжение. Монтаж насоса для циркуляции в системе отопления требуется для того, чтобы создать принудительно циркуляцию воды в замкнутом контуре. В данном типе систем насос является центральным компонентом среди оборудования. Следует отметить, что циркуляционный насос может не отличаться значительной производительностью: его мощность необходима только для направления жидкости в подающую трубу. Этот же напор толкает воду в обратном направлении, так как система является замкнутой.

Циркуляционный насос необходим для обеспечения бесперебойной работы системы отопления, поэтому должен полностью соответствовать системе, в которую производится монтаж. Благодаря своей функциональности, такой тип насосов может повсеместно применяться в самых разнообразных магистралях трубопроводов.

Выбор циркуляционного насоса для отопительной системы.

Для того чтобы подобрать циркуляционный насос для отопительной системы, необходимо произвести соответствующие расчеты. Обратите внимание на то, что в течение часа данным элементом будет прогоняться в три раза больше воды, чем составляет ее общий объем в системе. Таким образом, общий объем подходящего количества жидкости в среднем 10 литров на 1 киловатт мощности отопительного котла. Требуемую модель насоса для отопительной системы и его мощности определяют по напорно-расходным параметрам. Напор должен равняться гидравлическому сопротивлению отопительной системы.

Обычно скорость напора жидкости в системах с принудительной циркуляции довольно низкая, что дает право судить о низких потерях гидравлического сопротивления, которые обычно не превышают 2 метров. Точное сопротивление рассчитать довольно непросто, поэтому производительность циркуляционного насоса определяется по средней точке. Для того чтобы рассчитать производительность учитываются также размеры площади объекта отопления и мощность, которой обладает источник электроэнергии. Следует помнить, что насос необходим только в системе с принудительной циркуляции, система с естественной циркуляцией в нем не нуждается.

Установка циркуляционного насоса: на что следует обратить внимание?

Чтобы самостоятельно установить циркуляционный насос, воспользуйтесь следующими рекомендациями:

чтобы продлить эксплуатационный срок всей системы, перед циркуляционным насосом установите фильтр для очистки жидкости. фильтр необходимо установить на всасывающем патрубке; не выбирайте для отопительной системы циркуляционный насос большой мощности и производительности, чем требуется. В противном случае, появляется риск столкнуться с дополнительным неприятным шумом при его работе; Никогда не включайте насос до того, как заполнили отопительную магистраль водой и удалили из нее воздух, это может приводить к выходу из строя оборудования; устанавливайте насос в области, максимально близкой к расширительному баку; при установке насоса в закрытую систему отопления, если будет возможность, установите насос на обратке. Это связано с тем, что данный участок магистрали обладает наименьшей температурой.

Установка циркуляционного насоса.

Совет: перед запуском отопительной системы необходимо промыть ее водой для удаления различных инородных частиц. Не забывайте, что даже краткосрочная работа циркуляционная насоса вхолостую при отсутствии жидкости в системе может обернуться выходом из строя самого насоса и других элементов системы.

Практически все циркуляционные насосы, представленные на современном рынке, снабжены связью с автоматической регулировкой котлов для нагрева. Эта функция предоставляет владельцам возможность регулировать температуру воздуха на отапливаемом объекте посредством смены скорости движения воды в отопительной системе. Для того, чтобы учитывать уровень потребления тепла в помещениях устанавливаются специальные счетчики, благодаря которым контролируются тепловые потери, возникающие из-за износа магистралей. Сама схема отопления при этом не подлежит никаким изменениям.

Ознакомиться со способом установки циркуляционного насоса самостоятельно вы сможете, посмотрев видео:

При копировании информации с сайта, обратная активная ссылка обязательна!

Системы водяного отопления: переход от гравитационных систем к системам с принудительной циркуляцией

Системы горячего водоснабжения долгое время были предпочтительным способом передачи тепла от центральной точки (бойлера) в удаленные помещения или комнаты, где требуется тепло. Первыми системами водяного отопления были гравитационные системы. Когда вода нагревается, она увеличивается в объеме; следовательно, он становится светлее и поднимается. Одновременно падает более холодная и тяжелая вода. Это принцип работы гравитационных циркуляционных систем.У гравитационных систем есть много достоинств, чтобы их порекомендовать. Они производят равномерное тепло, бесшумны, используют воду низкой температуры, надежны, очень эффективны и практически не требуют обслуживания. Во многих зданиях до сих пор используются гравитационные системы водяного отопления, некоторым из которых более 100 лет! Недостатки гравитационных систем: они требуют трубопроводов очень большого диаметра для подачи и возврата. Низкотемпературная вода обеспечивала скорость тепловыделения всего около 150 БТЕ на квадратный фут излучения в час.Следовательно, радиаторы должны были быть большими.

По мере роста затрат на рабочую силу и материалов установка гравитационных систем стала очень дорогой. Люди больше не будут терпеть большие громоздкие радиаторы, необходимые для гравитационных систем. Размещение 6, 8 или даже 10-дюймовых труб для магистральных сетей стало непомерно дорогим. Медленное время отклика гравитационной системы на изменение спроса также наносило ущерб.

Изобретение в 1929 году циркуляционных подкачивающих насосов преодолело все возражения гравитационных систем, сохранив при этом все преимущества отопления горячей водой.Подкачивающий насос настолько ускорил движение воды, что можно было использовать меньшее излучение, подаваемое по трубопроводу гораздо меньшего размера. Системы с принудительной циркуляцией позволяют проектировать с использованием более высоких температур воды, что приводит к более высоким уровням выбросов. Радиатор площадью 60 квадратных футов со средней температурой воды 170 ° F будет излучать тепло со скоростью 150 БТЕ на квадратный фут в час или 9000 БТЕ в час. Радиатор площадью 45 квадратных футов с температурой воды 197 ° F будет выделять 200 БТЕ на квадратный фут в час, производя те же 9000 БТЕ в час.

При использовании автоматических устройств зажигания и более точного управления использовались более высокие температуры воды без ущерба для передовых методов проектирования.

Энергия расходуется на перемещение воды по трубам, радиаторам, котлам и т. Д. Чтобы использовать экономию меньших труб и радиаторов в системах горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией, скорость воды должна быть выше, чем в гравитационных системах, чтобы выдерживать необходимую мощность в БТЕ. . Подкачивающий насос создавал напор, намного больший, чем в гравитационных системах, для достижения необходимых скоростей.

DP — это величина потери давления между любыми двумя точками в системе. Трение между внутренними стенками труб, радиаторов, бойлера и движущейся водой вызывает падение давления. В горизонтальной трубе, наполненной водой, в которой нет потока, давление во всех точках одинаковое. Начинается мгновенный поток, возникает трение, которое увеличивается прямо пропорционально скорости потока. Изменение DP можно рассчитать при увеличении или уменьшении скорости потока (галлонов в минуту).Разделите конечный GPM на начальный GPM и возведите результат в квадрат. Умножьте этот результат на исходный DP. Ответ — новый DP.

Пример:

Система с объемным расходом 3 галлона в минуту и ​​DP 5 фунтов. необходимо увеличить до 6 галлонов в минуту. Каким будет новый ДП? (Это необходимо знать, чтобы правильно выбрать подкачивающий насос.)

20 фунтов. это новый DP. (В этой формуле также можно использовать скорость в футах в секунду.)

Напор используется для обозначения производительности подкачивающего насоса. Это способ описания DP. Максимальный «напор» насоса действительно является максимальным D P, против которого насос может вызвать поток воды. Напор часто выражается в «футах водяного столба». Только трение в системе ограничивает производительность насоса. Это значение называется «напор».

Должно быть достаточно мощности, чтобы преодолеть DP системы и обеспечить расчетный GPM.Это означает, что DP каждой составной части системы должен быть известен при проектировании GPM.

Подкачивающий насос обеспечивает мощность. Производители насосов публикуют значения DP и GPM или диаграммы для своих насосов. Данные могут быть выражены в фунтах на квадратный дюйм, футах водяного столба или милах. Эти цифры легко поменять местами.

1 фунт / кв. = 2,31 фута воды

1 фут воды = 0,43 фунта / кв. дюйм

1 фут воды = 12000 мил дюймов

Статическое давление не следует путать с давлением напора.Они представляют собой совершенно разные давления и не имеют никакого отношения друг к другу. Статическое давление создается за счет веса воды в системе. Не влияет на производительность насоса. Чтобы проиллюстрировать статическое давление, представьте замкнутую систему горячего водоснабжения как вертикальный водяной контур. См. Рисунок 1. Если манометр 3 находится на высоте 40 футов над котлом и контур полностью заполнен водой, но не находится под давлением, манометр 3 покажет 0 фунтов на кв. Дюйм. Манометры 1 и 5 расположены на высоте 10 футов над котлом, манометры 2 и 4 — на 20 футов выше котла.При выключенном насосе давление в вертикальной трубе «A» идентично давлению в вертикальной трубе «B».

Рисунок 1.

Если все манометры имеют шкалу в фунтах на кв. Дюйм, манометры 1 и 5 будут показывать 12,9 фунта на квадратный дюйм (30 футов воды выше них и фут воды равен 0,43 фунта), манометры 2 и 4 — 8,6 фунта на кв. Манометр на котле будет показывать 17,2 фунта на квадратный дюйм.

Хорошей практикой является создание давления в замкнутой системе, особенно если расчетная температура воды близка или выше точки кипения воды при атмосферном давлении.Дополнительные 4 фунта на квадратный дюйм — это рекомендуемое минимальное дополнительное давление, добавляемое к статическому давлению, необходимому для подачи воды в верхнюю точку системы. На нашей иллюстрации манометр 3 будет показывать 4 фунта на кв. Дюйм. а все остальные приборы покажут на 4 фунта больше. Дополнительное статическое давление одинаково увеличивается по всей системе.

Стоит повторить еще раз. Не путайте статическое давление с давлением напора. Эти два термина часто используются неправильно. Одно не имеет ничего общего с другим!

Что произойдет с нашей системой, показанной на Рисунке 1, если после заполнения до надлежащего статического давления мы включим насос? Может, ничего; может быть много шума!

Перед выбором насоса нам необходимо знать расчетный расход и расчетное давление напора.Насос должен иметь дело только с потерями на трение, DP, развиваемыми при необходимой скорости потока, галлонов в минуту.

Предположим, наша система была разработана для циркуляции 10 галлонов в минуту при давлении напора 6 футов. Проконсультируясь с таблицами производителя насосов, можно выбрать правильный насос. См. Рисунки 2 и 3. Это «кривые» для некоторых насосов B&G. Введите диаграммы либо на стороне «общий напор в футах», либо на стороне «пропускной способности в галлонах в минуту». Отметьте пересечение линий GPM и головы. Выберите насос, ближайший к этому перекрестку, но над ним.На нашей иллюстрации насосом может быть SLC-30 (Рисунок 2) или серия 100 (Рисунок 3).

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Если бы потребовался насос для подачи 80 галлонов в минуту при напоре 25 футов, правильным выбором был бы PD38 (Рисунок 3).

Примечание: Не увеличивайте размер насоса слишком сильно. Если размер насоса недостаточен, это приведет к плохой циркуляции или ее отсутствию, а завышение размера приведет к шуму скорости и избыточной кавитации.Кавитация скоро приведет к выходу насоса из строя. Небольшое увеличение скорости потока предпочтительнее уменьшения скорости потока ниже проектных спецификаций.

Системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией подразделяются на одно- или двухтрубные. Эти классификации далее подразделяются на системы с прямым и обратным возвратом. Рисунки 4, 5, 6 и 7 иллюстрируют эти классы систем.

Рисунки 4, 5, 6 и 7

На Рисунке 4 показана система с «двухтрубным прямым возвратом».Обратите внимание, что горячая вода, подаваемая в первый радиатор, также первой возвращается в котел. Это происходит по контуру, так что последний радиатор последним возвращает более холодную воду в котел. Радиаторы, расположенные ближе всего к котлу, имеют тенденцию к короткому замыканию воды, поэтому более удаленные агрегаты не могут обеспечить надлежащую циркуляцию. Эта система должна быть установлена ​​с использованием балансировочных клапанов и тщательно сбалансирована. На рис. 5 показана система «двухтрубного обратного возврата».Эта система рекомендуется при проектировании двухтрубных систем. Ее установка дороже, поскольку требуется больше трубопроводов, чем двухтрубная система прямого возврата, но она работает намного лучше. В этой системе первый радиатор, на который подается горячая вода, имеет самый длинный возврат, а последний радиатор, на который подается горячая вода, имеет самый короткий возврат. Эта система имеет тенденцию уравновешивать себя до тех пор, пока капли подачи и возврата имеют одинаковый размер и длину.

Рисунок 6, система «последовательного контура» — самая дешевая в установке.Он просто состоит из прокладки трубы в каждый радиатор и из него, что делает радиаторы частью контура трубопровода. Длина и размер последовательной петли очень важны. Из-за падения давления и температуры в последовательном контуре его длина ограничена.

Петли серии

должны быть тщательно спроектированы. Когда вода проходит через каждую часть излучения, она охлаждается. По мере прохождения воды по контуру в каждый последующий радиатор подается более холодная вода, и, следовательно, скорость его выброса снижается.Если разработчик системы принимает во внимание все факторы, последовательные циклы могут быть эффективными.

На рис. 7 представлена ​​система, использующая отводные тройники, часто называемые однопоточной или «монопоточной» системой. Горячая вода отводится в радиаторы с помощью специально разработанных тройников Вентури, а более холодная вода возвращается в ту же трубу, которая служит как подающей, так и обратной магистралью. Эта система сочетает в себе эффективность двухтрубных систем с низкой стоимостью установки последовательной петлевой системы.Тройники Monoflo могут быть как входными, так и обратными. См. Рис. 8. Подающий тройник ограничивает поток воды, в результате чего некоторое количество воды поднимается по стояку. Возвратный монофлок заставляет основную подаваемую воду увеличивать скорость по мере прохождения потока через сопло. Это увеличение скорости приводит к тому, что область пониженного давления вокруг сопла и возвратных стояков «засасывает» воду обратно в магистраль (эффект Бернулли).

Рисунок 8.

Для радиаторов выше основного с нормальным сопротивлением необходимо использовать только один тройник для каждого радиатора, обычно используемый на обратной стороне.

Для радиаторов с высоким сопротивлением или если радиаторы находятся ниже магистрального, необходимы как подающий, так и обратный монофлоки.

Рисунок 9.

На рисунке 9 показана система излучающего панельного отопления. В этой системе змеевики труб закапываются в потолок, пол или стены, превращая потолок, пол или стену в радиатор, излучающий лучистое тепло в комнату. Особое внимание следует уделить конструкции системы излучающих панелей. Из-за небольшого размера трубки перепад давления велик, а длина контура имеет решающее значение.Используются коллекторы с балансировочными кранами. Системы излучающих панелей — самые дорогие в установке системы из всех систем горячего водоснабжения, но они являются самыми тихими, чистыми и удобными из всех систем.

Для правильной работы системы водяного отопления с принудительной циркуляцией необходимы специальные приспособления и аксессуары.

Начиная с подачи холодной воды, для снижения давления воды на входе в систему до рабочего давления устанавливается «подающий клапан», который фактически является клапаном понижения давления.Он используется для первоначального заполнения системы и будет добавлять воду, когда давление в системе упадет ниже настройки клапана. Стандартная заводская настройка обычно составляет 12 фунтов. Этот параметр является правильным для статической высоты примерно до 18 футов, что подходит для большинства двухэтажных зданий. Для более высоких статических напоров клапан можно отрегулировать до 25 фунтов. Доступны клапаны, которые можно отрегулировать до 60 фунтов. Все редукционные клапаны B&G имеют встроенный сетчатый фильтр и обратный клапан. Многие из них могут быть оснащены функцией быстрого заполнения, позволяющей быстро заполнить систему на начальном этапе или после того, как система была слита для ремонта.(В то время как большинство редукционных клапанов подачи котла подаются слишком медленно, чтобы их можно было использовать на водопроводной арматуре, редукционные клапаны высокого давления моделей 6 и 7 B&G можно использовать для защиты водопроводной арматуры от чрезмерного давления в трубопроводе.)

Компрессионный или расширительный бак предназначен для компенсации колебаний объема воды в замкнутой системе.

Вода расширяется при нагревании прямо пропорционально изменению ее температуры до точки насыщения или кипения. Компрессионный бак действует на систему как пружина, постоянно поддерживая в ней давление.Если резервуар слишком мал или становится заболоченным, предохранительный клапан открывается, когда котел нагревается и сливает воду. Когда цикл нагрева закончится, вода остынет, давление в системе упадет, подающий клапан откроется и будет подавать воду до тех пор, пока давление в системе не вернется к «нормальному». При следующем запросе тепла вода снова расширится, в результате чего откроется предохранительный клапан. Цикл будет повторяться снова и снова, пока не будет заменен слишком маленький резервуар, добавлен другой расширительный резервуар или пока затопленный резервуар не будет опорожнен и должным образом заполнен правильным количеством воздуха и воды.

Объем и температура воды в системе определяют размер бака. Если резервуар слишком большой, повышения давления в системе может быть недостаточно, поскольку система нагревается и приближается к кипению, особенно в верхней точке системы, где существует низкий статический напор. Правильный выбор размера компрессионного бака очень важен для безотказной работы системы, будь то предварительно заправленный бак с баллоном, разделяющим воду и воздух, или стандартный расширительный бак.

Подобрать размер расширительного бачка — утомительная задача.Предполагая, что компрессионный бак будет должным образом оборудован фитингом компрессионного бака, чтобы в баке не происходило повышение температуры системы, для определения размера компрессионного бака можно использовать следующую формулу:

VT = Размер бака сжатия в галлонах

VS = Объем системы в галлонах

EW = Устройство расширения воды

EW-EP = Устройство расширения системы

PA = Атмосферное давление в фунтах на квадратный дюйм, абсолютное

PF = Начальное давление в баллоне в фунтах на квадратный дюйм, абсолютное

PO = Конечное давление в баллоне, абсолютное давление в фунтах на квадратный дюйм

.02VS = Воздух, выходящий из новой системной воды при нагреве, 2% от объема воды.

Легко! Просто введите все числа и решите формулу. Правильный размер бака!

Есть способ попроще. Это не так точно, но будет достаточно.

Во-первых, необходимо знать объем воды в системе. Это можно оценить с помощью таблицы A. Введите таблицу A в столбец MBH, ближайший к номинальной мощности котла. Затем прочитайте и сложите галлоны воды для каждого состояния системы.Например: Система состоит из обычного бойлера мощностью 150 000 БТЕ, плинтуса из медных оребренных труб и двухтрубной системы трубопроводов.

Бойлер = 36 галлонов

Плинтус из цветных металлов = 5,5 галлона

Двухтрубная система = 34 галлона

Всего = 75,5 галлонов воды в системе

Таблица A.

Затем определите «среднюю расчетную температуру воды».Это просто среднее значение расчетных температур подачи и возврата. Если наивысшая расчетная температура составляет 190 ° F и для расчета использовалось падение температуры на 20 ° F, очень распространенное значение DT, 180 ° F, является средней расчетной температурой воды. 190 + 170 ÷ 2 = 180. Введите Таблицу B в столбец «Объем воды в галлонах» и перейдите к ближайшему объему, найденному для системы. В нашем примере это 80. Перейдите к числу, указанному в столбце средней расчетной температуры. В нашем примере это 8. 8 — это размер в галлонах расширительного бачка для нашей примерной системы.Обратите внимание, что наш выбор был основан на давлении наполнения 12 фунтов и установленном предохранительном клапане 30 фунтов, или допустимом увеличении давления в системе на 18 фунтов. Для других условий необходимо применить поправочные коэффициенты к резервуару, выбранному из таблицы B.

Таблица B.

Если бы наше давление наполнения составляло 18 фунтов. с 30-фунтовым предохранительным клапаном нам потребуется использовать Таблицу C для корректировки размера резервуара. Войдите в Таблицу C в разделе «Начальное давление …». колонке и спуститесь до ближайшего значения для заправочного клапана.Перейдите к коэффициенту, находящемуся под столбцом, представляющим настройку предохранительного клапана, 30 фунтов минус настройка клапана заполнения, 18 фунтов, или 30-18 = 12. Коэффициент равен 1,94. Умножьте размер резервуара, указанный в таблице B, на 1,94, чтобы получить скорректированный размер резервуара 8 x 1,94 = 15,52. Используйте ближайший к вам резервуар, имеющийся в продаже. В данном случае это бак B&G на 15 галлонов.

Многие системы заполнены смесью антифриза и воды. Расширение смеси гликоля и воды больше, чем расширение одной воды.В таблице D показан поправочный коэффициент для смеси гликоль / вода. Если наша примерная система была заполнена 50% смесью гликоля и воды, множитель поправочного коэффициента мог бы быть 1,6 или 1,5, так как наша максимальная расчетная температура составляла 190 ° F. Если умножить размер резервуара 15,52 галлона на 1,5 или 1,6, получится размер резервуара 23,28 или 24,83 галлона, то есть резервуар на 24 галлона является коммерчески доступным размером.

Таблица D.

Все эти цифры основаны на использовании стандарта A.S.M.E. бак сжатия, то есть бак без баллона. Сегодня доступно множество расширительных баков с предварительной заправкой и баллоном, разделяющим воздух и воду. Основная формула для определения размеров этих резервуаров такая же, но необходимо сделать поправку на «приемочный объем». Другие факторы влияют на установку и размер этих типов резервуаров, но, поскольку компания Climatic Control на сегодняшний день не продает их, в этой статье не будут подробно рассказываться о размерах резервуаров. Желающие могут запросить бюллетень B&G TEH-981 у Hydro-Flo для обсуждения резервуаров под давлением.

Расширительный бак должен быть единственным воздушным пространством в системе. Воздух абсорбируется водой, поэтому необходимы некоторые средства предотвращения гравитационной циркуляции более холодной воды, содержащей воздух в резервуаре, в систему, не ограничивая прохождение свободного воздуха из системы в резервуар. B&G ATF представляет собой такое устройство для резервуаров диаметром до 24 дюймов, а ATFL — для резервуаров большего размера. При холодной заливке компрессионный бак должен быть на 2/3 заполнен водой и на 1/3 — воздухом. Для этого можно обрезать вентиляционные трубки ATF и ATFL даже на баках, оборудованных смотровым окном.

Идеальное место для отделения воздуха от воды в системе — точка максимальной температуры и самой низкой скорости. Эти параметры в котле соблюдаются.

Арматура верхнего выпуска ABF

B&G, установленная в верхней части котла, отлично справляется с удалением пузырьков воздуха из верхней части котла и передачей их в расширительный бак. В этом случае вода без пузырьков может циркулировать по системе. Компания B&G раньше делала ABFSO, бойлер с боковым выходом Airtrol, но больше не производит их.Котел с боковым выходом Airtrols не работал так хорошо, как верхний выход, и спрос на них упал до такой степени, что дальнейшее производство фитингов Airtrol с боковым выходом стало невозможным.

Воздухозаборники, такие как B&G IAS, входят в линейные воздухоотделители. Они работают по принципу, что воздух легче воды движется по верхней части горизонтальной трубы. Когда воздух попадает в воздухозаборник, пузырьки воздуха собираются перегородками в воздухозаборнике и поднимаются в верхнюю камеру.Там воздух может быть выпущен, если используется расширительный бак баллонного типа, или подключен к стандартному расширительному бачку для сбора воздуха.

Удаление воздуха из системы, за исключением расширительного бачка, имеет первостепенное значение. Необходимо удалить воздух из системы, иначе может произойти шумная работа и даже полная блокировка циркуляции. Вентиляционные отверстия должны использоваться на всех высоких точках системы. Это единственный способ полностью выпустить весь воздух при первоначальном заполнении системы. Так называемые «продувочные и сливные» клапаны не работают достаточно хорошо, чтобы удалить весь воздух, и ничего не делают с накопившимся воздухом после того, как система работает.

Существует два основных типа вентиляционных отверстий: автоматические и ручные. Автоматические вентиляционные отверстия бывают двух типов. Тип поплавка и тип фибрового диска. Поплавковые вентиляционные отверстия имеют поплавок, прикрепленный к клапану, и все они заключены в оболочку. Когда корпус заполнен водой, поплавок удерживает клапан закрытым. Когда в оболочке накапливается достаточно воздуха, поплавок опускается, открывая клапан, и воздух выходит, пока вода снова не заполняет оболочку, закрывая клапан. По мере накопления воздуха цикл повторяется.

Поплавковые вентиляционные отверстия работают хорошо и служат долго.К сожалению, даже самое маленькое вентиляционное отверстие может оказаться слишком большим, чтобы поместиться внутри крышек плинтуса с ребристыми трубами.

Автоматические вентиляционные отверстия с волоконно-оптическим диском физически очень малы, такого же размера, как ручные вентиляционные отверстия «незакрепленный ключ» или «монеты». В них используются специальные диски, которые разбухают при попадании на них воды. По мере того, как воздух накапливается и заменяет воду вокруг дисков, диски высыхают, сжимаются и открывают небольшое вентиляционное отверстие. Воздух выпускается, вода снова достигает дисков, и цикл повторяется — какое-то время. Автоматические вентиляционные отверстия с фибровыми дисками склонны к быстрому отказу, например, заеданию или постоянному стеканию воды.

Лучшие вентиляционные отверстия — это ручные вентиляционные отверстия, называемые отверстиями под ключ или монетными отверстиями. Отверстия для монет можно открывать или закрывать с помощью десятицентовика или небольшой отвертки. Вентиляционные отверстия с незакрепленным ключом требуют небольшого ключа, чтобы открывать или закрывать их. Любой из них — это всего лишь небольшой игольчатый клапан с металлическим седлом. Помимо того, что они практически неразрушимы, они дешевы! Единственный их недостаток — их нужно открывать и закрывать вручную. Если скапливается воздух, кто-то должен его выпустить. Если система оборудована ручными вентиляционными отверстиями, рекомендуется не реже одного раза в год открывать каждое вентиляционное отверстие, чтобы позволить любому скопившемуся воздуху выйти.

Большинство проблем с воздухом можно устранить путем тщательного проектирования, хорошего обслуживания и правильного первого запуска системы. Наиболее часто упускаемая из виду часть системы принудительного горячего водоснабжения — это правильный запуск.

После того, как система установлена, промыта и заполнена до надлежащего статического напора, котел следует запустить и медленно нагреть до температуры воды не менее 225 ° F и выдержать в таком состоянии примерно полчаса. Это высвободит увлеченный воздух из воды и направит его в расширительный бак.Чем горячее вода, тем больше воздуха она выделяет. Циркуляционный насос (ы) должен быть выключен во время этого начального нагрева. Теперь дайте котлу остыть до нормальной рабочей температуры, запустите все циркуляторы и откройте все клапаны зон, если они используются. Снова увеличьте температуру воды как минимум до 225 ° F и прокачивайте всю воду в течение 15–30 минут. Это вытеснит большую часть воздуха из пресной воды, и пока в системе нет утечек, проблемы с воздухом будут предотвращены. Каждый раз, когда система опорожняется, например, при ремонте, и снова заполняется, процедура запуска должна повторяться.

Рисунок 10.

На Рисунке 10 представлена ​​типовая котельная установка со стандартным расширительным баком. Подача холодной воды всегда должна поступать в систему в баке сжатия, чтобы любой увлеченный воздух немедленно попадал в бак.

Рисунок 11.

На рис. 11 показана система с расширительным баком под давлением или баллоном. Обратите внимание на то, что встроенный воздушный сепаратор используется с поплавковым вентиляционным отверстием. Клапаны Flo-Control или flochecks — это клапаны специальной конструкции, похожие на поршневые клапаны, которые останавливают гравитационную циркуляцию в системе принудительного горячего водоснабжения, чтобы предотвратить перегрев, когда циркуляционный насос (-ы) выключен.Клапаны управления потоком B&G SA оснащены ручным открывателем для обеспечения гравитационной циркуляции в аварийной ситуации, если насос выйдет из строя. Даже несмотря на то, что трубы системы горячей воды с принудительной циркуляцией имеют небольшие размеры, гравитационная циркуляция может быть весьма эффективной для сохранения тепла, если это необходимо.

Каждый водогрейный котел должен иметь предохранительный клапан, который будет поддерживать давление на уровне рабочего давления котла или ниже.

A.S.M.E. Кодекс (Американского общества инженеров-механиков) гласит: «Каждый водогрейный водогрейный котел должен иметь по крайней мере один официально установленный предохранительный клапан для сброса давления на уровне или ниже максимально допустимого рабочего давления котла.Предохранительные клапаны должны быть подключены к верхней части котла с вертикальным шпинделем, если это возможно. Между предохранительным клапаном и котлом или на выпускной трубе между таким клапаном и атмосферой не должно быть никаких запорных устройств любого описания ».

Предохранительный клапан должен удовлетворительно работать в двух условиях. Он должен сбрасывать давление за счет выпуска воды из-за теплового расширения и сброса давления за счет выпуска пара. Слив воды обычно является признаком переувлажнения расширительного бака или неисправного заправочного клапана.Диагностировать несложно. Если статическое давление холодного наполнения быстро увеличивается до уставки давления предохранительного клапана при розжиге котла, резервуар забивается водой. Слейте воду и заново наполните расширительный бачок до необходимого уровня воды и воздуха. Слишком маленький расширительный бачок для системы может показывать аналогичные симптомы. Если вы подозреваете, что резервуар слишком мал, пересчитайте размер резервуара и либо добавьте еще один резервуар, либо замените существующий резервуар на резервуар подходящего размера. Отверстие в расширительном бачке быстро приведет к его заболачиванию.Опять же, он наполнится водой и протечет. Расширительные баки в системах горячего водоснабжения не потеют, поэтому любая капля воды из расширительного бака свидетельствует о негерметичности бачка. Неисправный или негерметичный заправочный клапан приведет к чрезмерному увеличению статического давления заправки в холодной системе.

Выпуск пара через предохранительный клапан является аварийным состоянием и предъявляет критические требования к клапану. Каждый раз, когда температура воды в бойлере составляет около 212 ° F или выше, и предохранительный клапан срабатывает, внезапное падение давления заставляет воду вспыхивать и превращаться в пар.Емкость предохранительного клапана должна справиться с этим. Существует огромная разница между выпуском воды и выпуском пара. Фунт воды занимает 27,7 кубических дюйма пространства. Фунт пара при атмосферном давлении занимает 26,8 кубических футов! В 1600 раз больше места, чем воды! Таким образом, A.S.M.E. предохранительный клапан испытан и рассчитан на работу с паром, хотя это клапан для водогрейного котла.

Предохранительные клапаны подходящего размера должны выдерживать полную мощность котла. Предохранительные клапаны водогрейного котла рассчитываются в БТЕ в час при определенном номинальном давлении.Пока этот рейтинг соответствует или превышает номинальную мощность горелки, предохранительный клапан будет достаточно большим для котла. Чтобы облегчить выбор клапана, производители предохранительных клапанов печатают диаграммы, показывающие их пропускную способность при различных настройках давления. См. Рисунок 12.

Рисунок 12.

Двойные блоки, блоки, в которых сочетаются наполняющий клапан и предохранительный клапан, не соответствуют нормам.

Большинство производителей котлов в настоящее время рекомендуют устанавливать на водогрейные котлы отсечки по низкому уровню воды.Это требуется по многим местным нормам. Несмотря на то, что котел может быть защищен от взрыва, потому что он имеет A.S.M.E. предохранительный клапан, сухой огонь все еще может его испортить. Большинство повреждений водогрейного котла связано с низким уровнем воды.

Существует неправильное представление о том, что редукционный клапан заполнения будет поддерживать систему заполненной при любых обстоятельствах. Это неправда. Чтобы проиллюстрировать проблему, типичная система будет иметь редукционный клапан заполнения, установленный на величину от 12 до 18 фунтов, и предохранительный клапан, установленный на открытие при давлении 30 фунтов.и близко к 26 фунтам. Если предохранительный клапан открывается для слива воды из-за избыточного давления, очевидно, что клапан наполнения не восполнит потерю воды. Если подпиточная вода не восполняет потери через предохранительный клапан, это может привести к низкому уровню воды.

Есть много других причин, по которым система может потерять воду, что приведет к ее низкому уровню. Утечки в котле, трубопроводах или через уплотнения насоса. Небрежность, например, слить воду из бойлера для ремонта и забыть долить воду в систему, является еще одной распространенной причиной низкого уровня воды.Отключение при низком уровне воды спасет котел, поскольку не позволит горелке включиться до тех пор, пока не будет исправлен недостаток воды.

При определенных обстоятельствах отключения по низкому уровню воды может быть недостаточно для защиты. Топливный клапан мог открыться; контакты могут замкнуться при сварке из-за перегрузки или короткого замыкания, что сделает отключение по низкому уровню воды неэффективным. Лучшая рекомендация для охвата всех установок, чтобы обеспечить максимальную безопасность, — это использовать комбинированный податчик воды и ограничитель воды. Подающая часть обычно способна подавать воду в котел с такой скоростью, с какой она может быть выпущена через предохранительный клапан.Хотя комбинация отключения питателя увеличивает стоимость установки, по сравнению со стоимостью замены котла, это «дешевая» страховка. Помните, что коды — это минимум требований, «как минимум», которые должны быть выполнены. Превышение требований кодекса — это всегда хорошая практика, особенно в том, что касается безопасности.

Хотя Climatic Control Company обычно не проектирует системы принудительного нагрева воды, знание того, что требуется, может помочь вам помочь клиенту найти проблему в проблемной системе, над которой он работает, и продать соответствующие устройства для устранения проблемы.

Системы рециркуляции горячей воды — InterNACHI®

Активация
Системы рециркуляции горячей воды обычно активируются либо термостатом, либо таймером. Системы, в которых используется термостат или таймер, автоматически включают насос, когда температура воды опускается ниже заданного значения или когда таймер достигает определенного значения. Эти системы обеспечивают постоянную подачу горячей воды из крана.


Действительно ли они экономят энергию и воду?
Независимо от того, управляются ли они вручную или автоматически, рециркуляционные системы уменьшают количество воды, которая уходит в канализацию, пока домовладелец ждет желаемой температуры.Этот факт дает следующие три преимущества по сравнению с обычными системами распределения воды:
  • Они экономят время. Рециркуляционные системы быстро доставляют горячую воду в краны, добавляя удобства домовладельцу.
  • Они экономят воду. Согласно статистике Министерства энергетики США и Бюро переписи населения США, от 400 миллиардов до 1,3 триллиона галлонов воды (или около 2 миллионов плавательных бассейнов олимпийского размера) ежегодно расходуются домашними хозяйствами в национальном масштабе в ожидании нагрева воды. .
  • Они ограничивают отходы муниципальной энергии. По оценкам Министерства энергетики, от 800 до 1600 киловатт-часов в год используется для очистки и перекачки воды в домохозяйства, которая в конечном итоге будет потрачена впустую, пока житель ждет, пока водопроводная вода нагреется до желаемой температуры.
Однако, если системы рециркуляции работают непрерывно, они могут потреблять значительно больше энергии. Для насоса небольшого размера это может быть от 400 до 800 кВт / ч в год, если насос работает все время. Кроме того, потери тепла из труб могут быть значительными, если трубы с горячей водой плохо изолированы.В результате водонагреватель будет работать больше. Это дополнительное тепло может быть полезным зимой, но потеря тепла может добавить тепла в дом летом и может привести к более высоким счетам за использование кондиционирования воздуха.

Скидки
В некоторых юрисдикциях, особенно в районах с дефицитом воды, предлагаются скидки на покупку и установку систем рециркуляции горячей воды. Например, в городах Санта-Фе и Альбукерке, штат Нью-Мексико, домовладельцам, приобретающим систему рециркуляции горячей воды, предлагается скидка в размере 100 долларов.Город Скоттсдейл, штат Аризона, предлагает владельцам жилой недвижимости, которые устанавливают эти системы, до 200 долларов США, хотя они должны соответствовать стандартам UL в отношении продукции и установки. Некоторые системы могут не соответствовать стандартам эффективности, установленным этими муниципалитетами.

Доступность и стоимость
Системы рециркуляции горячей воды доступны по всей стране у производителей, дистрибьюторов, на оптовых складах сантехники и в отдельных розничных магазинах для дома. Первоначальная стоимость специализированных систем может помешать некоторым домовладельцам установить эти системы, поскольку они требуют покупки и установки насоса и большого количества трубопроводов.Интегрированные системы, напротив, требуют только насоса и фитингов. Экономия энергии будет варьироваться в зависимости от конструкции водопроводной системы, метода управления и эксплуатации, а также использования домовладельцем. Система легко устанавливается и стоит менее 400 долларов.


Рекомендации по осмотру

Для всех этих систем требуется встроенный воздушный клапан и запорный клапан. Другие требования будут зависеть от конфигурации установки, но могут включать обратный клапан и дополнительный запорный клапан.Насос может быть подключен к датчику с верхним и нижним пределами температуры, так что насос будет циркулировать воду по контуру только тогда, когда датчик этого требует.

Проверки должны ограничиваться правильной работой системы.

Поиск и устранение неисправностей в системе распределения горячей воды / пара: Советы

Ниже приведены ключевые факторы, которые следует учитывать при обслуживании системы горячего водоснабжения и пара.

Уклон

Системы горячего водоснабжения зависят от правильного уклона.Все трубы и радиаторы должны иметь уклон в сторону котла. Шум от ударов и отсутствие нагрева указывают на неправильный уклон. Чтобы исправить эти неисправности, проверьте наклон радиаторов и труб, а также установите радиаторы или закрепите трубы так, чтобы все компоненты были правильно наклонены.

Уровень воды

Уровень воды в бойлере системы горячего водоснабжения должен поддерживаться примерно наполовину. Между поверхностью воды и верхней частью резервуара должно быть воздушное пространство. Слишком низкий уровень воды может вызвать недостаточный нагрев.

В большинстве случаев автоматическая система наполнения поддерживает наполнение бойлера необходимым количеством воды. Однако, если уровень воды в системе постоянно низкий, проверьте трубы на герметичность. Закройте кран подачи воды и отметьте уровень воды в течение двух-трех дней. Если уровень резко упадет, вызовите специалиста по обслуживанию.

Расширительный бак

Для эффективного нагрева вода в системе горячего водоснабжения нагревается намного выше точки кипения, но не превращается в пар, потому что расширительный бак и редукционный клапан удерживают воду под давлением.Обычно расширительный бак подвешивают к потолку подвала, недалеко от котла.

В старых системах ищите расширительный бачок на чердаке. Если в расширительном баке недостаточно воздуха, повышение давления вытеснит воду из предохранительного клапана, расположенного над котлом. Если в баке недостаточно воздуха, бак наполняется водой. Вода расширяется при нагревании и затем выходит через предохранительный клапан.

Проверьте наличие воздуха в расширительном бачке, слегка прикоснувшись к нему.Обычно нижняя половина резервуара кажется более теплой, чем верхняя; если кажется, что весь резервуар горячий, значит он заполнен водой и его необходимо слить. Вот как слить воду из расширительного бачка:

  1. Отключить питание котла. Закройте запорный кран подачи воды и дайте баку остыть.
  2. Комбинированный сливной клапан пропускает воду и воздух, когда он открыт. Если есть комбинированный клапан, подсоедините садовый шланг к клапану и слейте 2 или 3 галлона воды. Если нет комбинированного клапана, перекройте вентиль между расширительным баком и котлом и полностью слейте воду из расширительного бака.
  3. Включите подачу воды. Затем включите питание котла, чтобы система снова заработала. Доливать расширительный бачок не нужно; он заполнится как часть нормальной работы системы.

Радиаторы системы горячего водоснабжения и пара требуют регулярного обслуживания и ремонта. В следующем разделе вы узнаете все, что вам нужно об этом знать.

Рециркуляция горячей воды без насоса

Горячая вода менее плотная, чем холодная, что делает ее более плавучей. В этом смысле он будет плавать в более прохладной воде.Он вытеснит более холодную воду, которая затем опускается, потому что она более плотная. Это может стать бесконечной петлей, управляемой горячей водой в водонагревателе. Все, что требуется для работы этого контура, — это чтобы водонагреватель находился ниже светильников, в которые вы хотите подавать горячую воду, и чтобы там была небольшая «помощь» для увеличения производительности контура. Эта помощь состоит в том, что обратная труба из удаленного места меньше, чем подающая труба. Таким образом, если вы проложите трубу диаметром дюйма к удаленному месту, вы затем проложите трубу ½ дюйма обратно к водонагревателю.Сторона подачи отходит от верхней горячей стороны резервуара и возвращается на дно резервуара к «Т», установленному на выпускном отверстии резервуара.

Несколько лет назад я нашел некоторую информацию о том, что последние 10 футов или около того должны быть неизолированы, чтобы петля функционировала. Теперь вы можете забыть эту информацию. Цикл перезапускается полностью (немедленно), даже если все линии сильно изолированы. Я почти уверен, что это связано с перепадами давления, создаваемыми большими и меньшими трубами.Вероятно, есть способы еще больше настроить систему, но для практических целей нам не обязательно вдаваться в подробности. Я оставлю нюансы на усмотрение гиков.

Эта «термосифонная система» идеальна для случаев, когда у вас есть водонагреватель в подвале и у вас есть удаленная раковина, в которую вы хотите «немедленно» подать горячую воду. Раковины и другие приспособления, расположенные далеко от водонагревателя, могут привести к потере большого количества воды, пока вы ждете, пока туда придет горячая вода. Конечно, сразу получить там горячую воду придется немало.Бесплатных обедов нет.

В прошлом я писал в блоге о том, насколько просто это можно сделать, но этот пост прояснит некоторую информацию в этом посте. Он также покажет, как можно настроить систему для подачи горячей воды, в то же время поддерживая достаточно высокую температуру воды в контуре, чтобы препятствовать росту бактерий.

Поскольку потребность в горячей воде во время сна минимальна, не было бы неплохо установить таймер в системе, чтобы мы могли периодически останавливать циркуляцию? Если вода не застаивается, бактерии обычно не являются проблемой.Большинство систем с реальным насосом имеют таймеры, которые можно настроить так, чтобы насос работал только тогда, когда вы этого хотите. То же самое можно сделать с пассивной или термосифонной системой. Это можно сделать, установив электронный клапан, управляемый таймером — конечно, тогда он не так пассивен, как был. Эти низковольтные клапаны могут эксплуатироваться за гроши в год и очень эффективны. Клапан обычно закрыт, и для его открытия требуется питание. Уменьшая количество «открытого времени», мы можем еще больше сократить количество пенсов.

Таймер и трансформатор, электронный клапан, датчик Ниппель теплоуловителя, используемый в качестве «обратного клапана» при возврате в резервуар

Одна из сложных проблем термосифонной системы — это когда в доме есть приспособления, которые не включены в комплект поставки. петля. Это может произойти с оборудованием, расположенным на том же уровне, что и водонагреватель (ванные комнаты, прачечные на цокольном уровне и т. Д.). Когда вы запускаете горячую воду в эти приспособления, вы не только останавливаете работу термосифонной петли, которая обслуживает удаленное место, но вы даже можете запустить поток в обратном направлении.Когда он меняет направление, вы можете получить очень горячую воду со дна резервуара, идущую в удаленное место, а затем очень холодную воду, поскольку холодная вода подается на дно резервуара. Эту проблему можно решить, установив датчик, который может определять, когда горячая вода забирается другими приборами. Датчик представляет собой переключатель «открывается при повышении», который замыкается, когда температура снова падает. Когда датчик закрывается (поскольку температура воды начинает снижаться после использования), клапан открывается и позволяет термосифону снова работать.

Следует также отметить, что на петле не должно быть никаких приспособлений ни до, ни после самой дальней точки. Все, что находится в контуре, должно оторваться от конца контура, иначе упомянутые мной перепады давления снова станут проблемой.

Общая идея сверхизоляции труб — реальность непредвиденных последствий.

Еще одним ключевым компонентом успешной работы термосифонного контура является сверхизоляция труб, идущих в удаленное место, чтобы трубы удерживали тепло в течение значительного количества времени, в то время как другие точки использования могут держать клапан закрытым, или когда таймер запрограммирован на закрытие клапана (например, ночью). (Подробнее о моем обучении с помощью суперизоляции труб позже.) Это также будет очень полезно для систем с насосами. Это также означает, что цикл не обязательно должен работать все время в течение дня — возможно, работает ½ раза — еще раз, что еще больше снижает эти копейки. Чем более горячими могут быть эти трубы, тем меньше возвратная вода вызовет возгорание водонагревателя, чтобы довести его до температуры.

Любая система рециркуляции воды заставит ваш водонагреватель работать чаще, но из-за большего количества воды при более высокой температуре водонагреватель вряд ли будет работать так долго, даже если он будет работать немного чаще.Насколько эффективна будет система, зависит от затрат на воду, энергозатрат, типа водонагревателя и от того, насколько хорошо вы можете изолировать все. У газовых водонагревателей есть преимущества из-за более быстрой скорости восстановления, но это можно легко компенсировать с помощью электрического водонагревателя, который намного легче изолировать. На самом деле невозможно изолировать газовый водонагреватель до уровня, который может сделать электрический водонагреватель. Я не говорю о добавлении тонкой и бессмысленной изоляции из стекловолокна вокруг резервуара, я говорю о добавлении значительных от 3 до 6 дюймов пены с высоким R вокруг нагревателя.Несколько лет назад я добавил к своему 2 ″ — следующий обогреватель получит больше.

Жесткая изоляция из пеноматериала вокруг резервуара

Что касается аргумента, что некоторые производители аннулируют гарантию, если вы добавляете изоляцию, это может быть риском, на который стоит пойти. Кого волнует, сокращает ли добавление изоляции срок службы водонагревателя, если изоляция сэкономила вам сотни долларов на расходах на электроэнергию. Я, например, хотел бы узнать, почему добавление изоляции сокращает срок службы обогревателя.Я предполагаю, что все точки доступа, таблички с данными, предупреждающие таблички, слив, TPRV и т. Д. Останутся доступными. Отсутствие изоляции резервуаров, вероятно, больше связано с этими более поздними проблемами, чем с сроком службы резервуара.

Большинство водонагревателей, даже отвечающих современным требованиям к энергии, на самом деле имеют незначительное количество изоляции вокруг них — обычно не более R-8 — R-14.

Здесь все становится еще сложнее. Мы хотим, чтобы температура воды в кранах была ниже 120 градусов по Фаренгейту, чтобы предотвратить ожоги.Проблема с такой температурой в том, что она идеально подходит для роста бактерий, в том числе бактерий Legionella. Обычно рекомендуется поддерживать температуру в баке на уровне 140 градусов по Фаренгейту, чтобы контролировать рост бактерий в нагревателе. Если температура вашего аквариума составляет 120 градусов по Фаренгейту в течение недели, когда вы уезжаете в отпуск, вы фактически создали потенциальный инкубатор. Некоторые власти считают, что о бактериальных инфекциях, вызванных водонагревателями, не сообщают.

Решение — установить термостатический смесительный клапан.

Я считаю хорошей идеей установить его на водонагревателе, чтобы вся подаваемая вода после этого момента имела безопасную температуру. Клапан разбавляет горячую воду в зависимости от того, что вы настраиваете регулирующим клапаном — в любом случае, от 112 до 120 градусов по Фаренгейту, как правило, будет удовлетворительным. Некоторые люди настаивают на том, чтобы вода была горячее, чем в посудомоечной машине, и в этом случае вы можете захотеть подлить горячую воду до смесительного клапана для этого устройства. Однако большинство современных посудомоечных машин повышают температуру воды в посудомоечной машине, и поэтому это может быть не так необходимо, как можно было бы подумать.

Датчик температуры и термостатический смесительный клапан

В моем собственном доме у меня есть смесительный клапан на водонагревателе, который покрывает обе ванные (верхняя и нижняя) и прачечная (нижняя). Еще один смесительный клапан находится в конце длинного рециркуляционного контура для кухни.

В некотором смысле вы можете думать о контуре рециркуляции как о продолжении водонагревателя — оба являются очень горячей водой, чтобы контролировать рост бактерий, в то время как два смесительных клапана сохраняют воду в безопасности, чтобы предотвратить ошпаривание.

Но как насчет затрат на хранение всей этой воды при таких высоких температурах?

Не забывайте, что я сказал раньше о том, что бесплатных обедов не будет. Дополнительные затраты, связанные с потреблением энергии для поддержания нагревателей при более высокой температуре, можно легко компенсировать за счет сверхизоляции резервуаров для хранения, возможно, даже уменьшения размера необходимого резервуара или, по крайней мере, наличия большего количества доступной горячей воды для разбавления для использования в светильниках. Что дороже — содержать резервуар на 80 галлонов при температуре 112–120 градусов по Фаренгейту или резервуар на 50 галлонов при температуре 135–140 градусов по Фаренгейту? Опять же, я позволю фанатам разобраться в этом вопросе.Но суть в том, что резервуар защищен от роста бактерий, а соответствующая температура в приспособлениях достигается за счет смесительных клапанов.

Ожидание экономии энергии и наличие безопасного горячего водоснабжения в наших домах в лучшем случае может быть компромиссом.

Примечание по сверхизоляции труб горячей воды контура рециркуляции.

В моем случае я решил проложить подающий и обратный контуры близко друг к другу, при этом каждая линия условно обернута изоляцией из пенопласта — примерно R-4.Две трубы были проложены внутри 7-дюймового металлического канала, который я затем заполнил аэрозольной пеной — как «Great Stuff». Я собрал трубу секциями по 3 фута и распылял пену внутри трубы, когда собирал ее. На каждой длине трубы просверлено четыре отверстия диаметром ¼ дюйма для распыления пены в трубу. Я мог смотреть в открытый конец трубы, чтобы следить за тем, как она наполняется. Мой пробег трубы составляет 44 фута. ДЛЯ ЭТОГО МНОГО БАНКОВ ПЕНЫ! И теперь мы находимся на «кривой обучения». По сути, это означает незнание, что для затвердевания аэрозольной пены в баллончике требуется воздух и влажность — без этих ингредиентов аэрозольная пена ВОЗВРАЩАЕТСЯ В ЖИДКОСТЬ!

Труба открылась, обнаружив беспорядок

Whodathunkit! Итак, теперь у меня было 44 фута воздуховода с жидкостью на дне, и мне пришлось начинать все сначала.Используя все эти ¼-дюймовые отверстия в качестве пилотных, я просверлил 2-1 / 8-дюймовые отверстия кольцевой пилой по всей длине. Через эти большие отверстия я мог бы нанести пену для спрея по всей длине, добавляя понемногу каждый день. Это дало пене возможность застыть в воздухе. Это заставляет меня задаться вопросом, как часто это случалось с другими людьми, когда они думали, что успешно изолируют внутри полости, когда на самом деле она просто снова превращается в жидкость.

Если бы мне пришлось делать это снова и снова, я бы построил большую коробку вокруг труб и изолировал ее целлюлозным волокном за небольшую часть стоимости.

Чарльз Буэлл, Инспекция недвижимости в Сиэтле

Если вам понравился этот пост и вы хотите получать уведомления о новых сообщениях в моем блоге, пожалуйста, подпишитесь по электронной почте в маленьком поле справа. Я обещаю НЕ рассылать спам на вашу электронную почту

Система горячего водоснабжения

— обзор

E Сравнение систем горячего водоснабжения и паровых систем централизованного теплоснабжения

На этом этапе важно обсудить преимущества централизованного теплоснабжения с горячей водой, используемого в Европе, по сравнению с существующими паровыми системами США.У системы централизованного теплоснабжения с горячей водой есть два основных преимущества: улучшенное управление системой (включая выравнивание нагрузки) и повышенная топливная эффективность (для комбинированного производства тепла и электроэнергии).

Регулирование количества тепла, которое достигает потребителя в системе горячего водоснабжения, достигается за счет регулирования расхода и температуры. Эти два параметра регулярно контролируются и регулируются на центральной теплоцентрали в ответ на потребность потребителя в тепле (в зависимости от температуры окружающей среды) и электрическую нагрузку.Система горячего водоснабжения обеспечивает большую гибкость при согласовании электрической нагрузки с генерирующей мощностью. Тепловая энергия может храниться в резервуарах для горячей воды в периоды высокого потребления электроэнергии и отводиться в периоды низкого потребления. Система с такими возможностями может выравнивать потребность системы в тепле, непрерывно отслеживая электрическую нагрузку (Muir, 1973,1975).

Чтобы проиллюстрировать экономию топлива, достижимую при использовании системы распределения горячей воды, а не паровой, были выполнены расчеты для систем, показанных на рис.10 и 11. Система комбинированного производства тепла и электроэнергии с использованием горячего водоснабжения схематически представлена ​​на рис. 10. На рисунке 11 представлена ​​наша модель паровой системы производства тепла и электроэнергии. Расчетные данные для двух моделей приведены в таблице II. Каждая система поставляет 1 000 000 БТЕ полезной тепловой энергии и 110,02 кВт · ч электроэнергии. Столбец 1 в Таблице II показывает, что паровой системе требуется на 24% больше топлива для обеспечения тех же требований к мощности, что и для системы горячего водоснабжения.

Фиг.10. Схема водяной системы для сравнения водяной и паровой систем (см. Рис. 11).

Рис. 11. Схема паровой системы для сравнения водяных и паровых систем, (а) Паровая система с противодавлением, (б) Нагрев питательной воды для (а). (c) Условная единица для дополнения (a) и (b).

ТАБЛИЦА II. Сравнение водяных и паровых систем

Расположение 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И.Система водоснабжения
a. Вещество a F S S W H H H E
b. Количество (фунты) 1080 1080 1080
c.Давление psi (абсолютное) 1500 17,2 17,2
г. Температура (° F) 1000 220 220
e. Энтальпия (БТЕ / фунт) 1490 1142 188
f.Теплосодержание (КБТЕ) 1654 1609 1234 203 1031 31 1000 1000 110.02
г. Электроэнергия (кВт · ч)
IIA. Паровая система
a.Вещество a F S S W S S W H E
b. Количество (фунты) 905 905 905 90 815 815
c. Давление [фунт / кв. Дюйм (абс.)] 1500 200 200 200
г.Температура (° F) 1000 549 220 549 549 100
e. Энтальпия (БТЕ / фунт) 1490 1295 188 1295 1295 68
f. Теплосодержание (КБТЕ) 1387 1349 1172 170 117 1055 55 1000 51.66
г. Электроэнергия (кВт · ч)
IIB. Подогрев корма для IIA
a. Substancea a F W S S W W E
b.Количество (фунты) 905 161 161 161 905
c. Давление [фунт / кв. Дюйм (абс.)] 1500 17,2
d. Температура (° F) 50 1000 220 220 220
e.Энтальпия (БТЕ / фунт) 18 1490 1142 188 188
f. Теплосодержание (К БТЕ) 247 16 240 184 30 170
г. Электроэнергия (кВт · ч) 16.40
IIC. Обычная единица для дополнения IIA и IIB
a. Вещество a F
f. Теплосодержание (К БТЕ) 420
г.Электроэнергия 41.96
Итого для IIA, IIB и IIC 20449 1000 110.02

Используемая здесь модель системы горячего водоснабжения представляет собой прямое применение комбинированного тепла и электроэнергии. технологии к схеме турбины с противодавлением (см. графы 1–11, относящиеся к рис.10 под Водная система , Таблица II). Модель паровой системы, однако, усложняется необходимостью подогрева питательной воды (конденсат не возвращается в паровую электростанцию, производящую тепло и электроэнергию), а также необходимостью дополнительной выработки электроэнергии для соответствия производительности системы горячего водоснабжения. (Эта разница в выходной мощности создается обычной электростанцией конденсационного типа.) Таким образом, рис. 11 состоит из следующего:

(a)

Простая паровая система с противодавлением, которая подает 1 000 000 БТЕ полезное тепло для системы распределения при выработке электроэнергии (но значительно меньшей мощности, чем система горячего водоснабжения, поставляющая такое же количество тепла) (IIA в таблице II).

(b)

Паровая система с противодавлением, которая поставляет тепло для питательной воды котла, производя при этом небольшое количество электроэнергии. (На паровой теплоэлектроцентрали это производство пара и электроэнергии будет интегрировано с системой (а). Здесь они разделены, чтобы продемонстрировать потребности в топливе для подогрева питательной воды, которые связаны с паровой системой, которая не включая возврат конденсата) (IIB в таблице II).

(c)

Обычная конденсационная электростанция, которая поставляет электроэнергию, необходимую для согласования производительности паровой системы с более высокой электрической мощностью системы горячего водоснабжения (IIC в таблице II).

Данные, связанные с каждым компонентом этой модели паровой системы, отображаются в таблице II под соответствующими номерами столбцов (которые относятся к схемам на рис. 11). Обобщая схему нумерации Таблицы II, имеем:

1.

Подача топлива в котел.

2.

Ввод воды в подпитку питательной воды котла

3.

Пар с выхода котла.

4.

Отвод пара из турбины с противодавлением.

5.

Питательная вода котла.

6.

Подпитка питательной воды котла.

7.

Потери тепла в распределительной системе централизованного теплоснабжения.

8.

Тепловая нагрузка в систему отопления потребителя.

9.

Конденсат сбрасывается в канализацию.

10.

Тепло, используемое в тепловой системе потребителя.

11.

Выработанная электрическая энергия.

В расчетах для Таблицы II использовался КПД котла 85%. Коэффициент полезного действия турбины по отношению к электроэнергии был принят равным 80% от максимума, теоретически достижимого при расширении до указанного давления, с остальным теплом, возникающим в выхлопном паре. Для простоты расчета предполагался только одноступенчатый нагрев питательной воды, нагрев горячей воды в системе I предполагался одноступенчатым, а требования к вспомогательной энергии не учитывались.

Можно отметить, что в приведенном выше примере водяная и паровая системы приведены к равным выходам для целей сравнения путем добавления выработки электроэнергии в традиционной системе (IIC). Это означает, что тепловая нагрузка ограничена по размеру, а электрическая нагрузка никогда не будет ограничена. Это всегда будет иметь место при подключении к сети достаточной мощности. Для изолированных систем (без подключения к сети) большее количество топлива, используемого паровой системой, составляет всего около 10%.

Основными причинами более высокого расхода топлива для паровой системы являются (1) необходимость вырабатывать больше электроэнергии в обычных установках, (2) более высокие потери при распределении (10% по сравнению с 3%) и (3) потеря тепла. заказчиком в конденсате.

У системы горячего водоснабжения есть и другие менее существенные преимущества, в том числе следующие:

1.

Горячая вода при постоянном давлении экономично распределяется на расстояние до 60 км (37 миль) с потребляемой мощностью насоса. всего 0.От 5% до 3% тепловой мощности системы. Это обеспечивает большую гибкость в планировании подачи тепла от наиболее экономичных станций в периоды низкой нагрузки. Напротив, распределение пара возможно только на расстоянии одной или двух миль от паровой установки.

2.

Простота интегрированной системы горячего водоснабжения низкого давления обеспечивает высокую надежность системы.

3.

Учет пара намного сложнее, чем учет горячей воды, что приводит к большему количеству неучтенного пара.

Это факторы, которые обусловили долговечность и постоянные темпы роста европейских систем горячего водоснабжения. Более высокая топливная эффективность систем горячего водоснабжения может обратить вспять неблагоприятную экономику для централизованного теплоснабжения в Соединенных Штатах, учитывая растущую стоимость топлива. Заинтересованный читатель найдет более подробное сравнение систем центрального отопления с паром и горячей водой в Muir (1975).

Рециркуляционные системы для горячего водоснабжения и отопления

Раннее утро, и твоя рутина начинается.Насколько холодным кажется пол в ванной под босыми ногами? Как долго длится душ до того, как на самом деле выльется горячая вода? Сколько холодной и прохладной воды только что ушло в канализацию? Это беды, которые могут раздражать многих ежедневно. Однако есть те, кто никогда с ними не сталкивается. Полы и комнаты нагреваются равномерно, а горячая вода по трубам доставляется быстро, если не мгновенно: войдите в мир рециркуляции.

Используя насосы или естественную конвекцию (в пассивной системе), системы рециркуляции продвигают поток горячей воды из вашего бойлера или водонагревателя через ваш дом и обратно к источнику тепла.Эти системы чаще всего используются для водяного отопления полов и плинтусов или для уменьшения или даже устранения ожидания горячей воды в светильниках по всему дому. Понятно, что главным преимуществом здесь является экономия воды. Рециркуляция экономит много галлонов воды, которые тратятся впустую из кранов для горячей воды, а водяное отопление обеспечивает циркуляцию одной и той же воды снова и снова. Комфорт и удобство обеспечивают быстрое горячее водоснабжение даже в самом дальнем уголке дома. Добавьте к этому, что большинство пользователей полов с подогревом, похоже, более чем удовлетворены этим, и вы даже можете начать рассматривать рециркуляцию для своего собственного дома.Однако речь идет не только об экономии воды, необходимо учитывать ряд важных моментов, касающихся энергоэффективности, удобства и производительности.

Есть два типа рециркуляционных систем: закрытые и открытые.


Закрытые системы: водяное отопление

Чугунные насосы предназначены для закрытых систем. Закрытые системы обычно ассоциируются с системами водяного отопления и охлаждения, такими как теплые полы и системы плинтусов. Это системы, в которые не вводится пресная вода, а избыток кислорода удаляется с помощью какого-либо типа вентиляционного отверстия, воздухоотделителя или воздухоочистителя.Если бы это не было так и пресная вода циркулировала регулярно (как в открытой системе), железо быстро ржавело бы, в конечном итоге загрязняя воду, достигающую арматуры, и приводил к отказу насоса. Вот почему чугунные насосы не следует использовать для питья в циркуляционных (открытых) системах горячего водоснабжения.

В системе отопления дома насос подсоединяется к бойлеру и пополняет горячую воду в трубопроводе системы отопления, одновременно возвращая более холодную воду в бойлер.Многие считают, что водяные системы обогрева полов и плинтусов более удобны, чем стандартные системы с принудительной подачей воздуха. Во многом это связано с тем, что тепло в этих системах распределяется по большой площади пола и / или стены, создавая, по сути, один большой радиатор. Тепло медленно перемещается по воздуху, мягко и эффективно согревая тело. Это контрастирует с большинством систем с принудительной подачей воздуха, где основная часть тепла быстро отводится к потолку, что приводит к неудобному расслоению температуры в помещении.Некоторые пользователи этих типов гидронных систем также отмечают улучшение качества воздуха из-за отсутствия пыли и других частиц, проникающих в воздух их дома. Однако многие системы приточного воздуха можно фильтровать, а в гидравлических системах пыль просто оседает вокруг дома, и с ней все еще нужно бороться.

Лучистому напольному отоплению часто требуется больше времени для повышения температуры в комнате, чем воздушному отоплению, особенно если система была отключена в течение некоторого времени. Однако качество тепла, которое в конечном итоге вырабатывается — сбалансированное, равномерно распределяемое и не содержащее аллергенов — обычно бывает достаточно, чтобы компенсировать временные неудобства.При использовании этих систем особое внимание следует уделять материалу пола, под которым они находятся. В частности, деревянные и ламинатные полы могут быть повреждены из-за слишком высокой температуры воды. Теплый пол обычно не рекомендуется для полов с ковровым покрытием, так как изоляция ковра затрудняет отвод тепла через пол.

Гидравлическое отопление не защищено от замерзания и разрывов. В холодном климате пропиленгликоль часто смешивают с водой в отопительной системе в качестве антифриза.Это важно для домов с трубопроводами, которые потенциально могут подвергаться воздействию отрицательных температур, а также домов, которые могут какое-то время пустовать. Многие циркуляционные насосы могут безопасно обрабатывать смесь воды и пропиленгликоля в соотношении 50/50.

Системы водяного отопления могут быть довольно сложными, а проектирование и установка — непростыми. По этой причине мы настоятельно рекомендуем тем, кто рассматривает такую ​​систему, поручить проектирование и установку профессионалу, хорошо разбирающемуся в водяном отоплении.


Открытые системы: циркуляция горячей воды

Открытая система подключается к основной системе водоснабжения через водонагреватель. Пресная вода подается регулярно, так как вода используется в светильниках. Насосы, используемые в этих системах, изготовлены из бронзы или нержавеющей стали — материалов, которые не ржавеют. Для возврата охлажденной воды для повторного нагрева можно использовать выделенную линию возврата к водонагревателю или существующую линию холодной воды в доме. Эти системы в первую очередь предназначены для использования в системах горячего водоснабжения, например, для подачи «мгновенной» горячей воды ко всем бытовым приборам.Вместо того чтобы ждать несколько минут, пока горячая вода достигнет душа в дальнем конце дома, ее можно доставить мгновенно или за несколько секунд. Холодная вода, которая обычно уходила в канализацию, возвращается обратно в обогреватель. Эти системы чаще всего используются в больницах, гостиницах и крупных зданиях, но они нашли применение в большем количестве домов благодаря большей эффективности и более низким ценам.

Пример традиционной системы рециркуляции воды
Специальный обратный или байпасный клапан?

Открытые системы с выделенной возвратной линией обычно используются в старых домах или встраиваются в новые дома на этапе строительства.Монтаж возвратной линии в существующую конструкцию сложен и часто является непомерно дорогостоящим. Однако обратные линии идеальны, поскольку они не зависят от линий подачи и не смешивают теплую воду с холодной. Когда обратный трубопровод невозможен, трубопровод холодной воды можно использовать для подачи воды обратно в водонагреватель с помощью насоса, установленного на водонагревателе, и специального перепускного клапана, установленного под арматурой, наиболее удаленной от водонагревателя. Хотя такие системы удобны и просты в установке (и часто являются единственным вариантом модернизации), они могут немного изменить исходную проблему: для получения действительно холодной воды крану может потребоваться немного поработать.Байпасные клапаны закрываются при установленной температуре, поэтому любая вода ниже этого порога будет течь в линию холодной воды: если клапан настроен на закрытие при 103 ° F, около 102 ° F воды будет смешиваться с подающей холодной водой. Хотя ожидание горячей воды не вызывает такого раздражения, об этом следует помнить.

Как и в случае любого механического устройства, перепускной клапан может выйти из строя. Хотя это может быть редкостью, но стоит помнить: если это произойдет, возможно, что вода непосредственно из водонагревателя — с температурой до 140 ° — потечет через линию холодной воды, не оставив ничего, кроме очень горячей воды. ваши приспособления.В качестве меры безопасности вы можете рассмотреть возможность добавления регулирующего клапана в линию горячей воды перед байпасным клапаном. В случае выхода из строя байпасного клапана это гарантирует, что вода, поступающая в холодную линию, будет иметь приемлемую температуру (то есть не обжигающую). Установка обратного клапана между холодной линией и клапаном темперирования гарантирует, что дополнительная горячая вода не попадет в холодную линию.

Также стоит отметить, что когда холодная вода используется в приборе, где установлен специальный перепускной клапан, давление в этой линии падает.Если в это время байпасный клапан открыт, через него будет течь теплая вода. Это, в свою очередь, приведет к выходу воды из нагревателя, которая заменяется водой из основного источника и нагревается. Таким образом, даже когда используется только холодная вода, водонагреватель может включиться, тратя энергию.

Бесконтактный? Если у вас есть водонагреватель без резервуара, необходимо провести дополнительные исследования, если рассматривается возможность системы рециркуляции. Циркуляционные насосы обычно имеют низкую скорость потока и могут не иметь мощности, необходимой для активации некоторых безбаквальных нагревателей, и может потребоваться включение в систему небольшого накопительного резервуара.Что еще хуже, установка некоторых насосов может привести к повреждению или аннулированию гарантии на безбаковый водонагреватель.

Опции управления

Насосы, используемые в системах рециркуляции воды, могут работать непрерывно или активироваться таймером, термостатом, панелью управления или датчиком движения. Какой тип управления используется, зависит от желаемой экономии энергии и удобства. Постоянно работающий насос гарантирует мгновенную подачу горячей воды в каждом приспособлении, но при постоянной и регулярной работе насоса для нагрева воды будет использоваться энергия, даже если в этом нет необходимости, и это может сократить срок службы насоса.

У тех, кто стремится к эффективности, есть несколько вариантов. Таймеры позволяют насосу работать только в установленное время, когда потребность в горячей воде максимальна. Это часто бывает по утрам и вечерам для душа и мытья посуды. В остальное время спрос значительно снижается (или вообще отсутствует, если в течение дня никого нет дома). Это снижает нагрузку на насос и водонагреватель, но может быть неудобным, если горячая вода необходима вне установленного времени: насос нужно будет включить вручную или кран должен будет работать.Дистанционные переключатели доступны для многих насосов, что позволяет включать насос из любой точки дома.

Термостат можно использовать в дополнение к таймеру или отдельно. Термостат отключает насос, когда в трубопроводе горячей воды достигается высокая температура, и включает его снова, когда температура падает ниже определенной точки. При использовании с таймером термостат будет управлять насосом только во время цикла таймера, что делает систему еще более эффективной. В системах со специальной возвратной линией термостат обычно устанавливается на этой линии, а не на линии горячей воды, чтобы гарантировать, что насос не отключится преждевременно.

Для максимальной эффективности рециркуляции горячей воды с приводом от насоса нужно отказаться от мечты о мгновенном нагреве воды и довольствоваться ожиданием в течение нескольких секунд, используя систему по запросу. Системы по требованию полагаются на то, что пользователь активирует насос на арматуре, когда потребуется горячая вода. Это можно сделать с помощью кнопки или переключателя на стене или с помощью датчиков движения, которые включают насос, когда кто-то входит в комнату. Поскольку горячая вода подается в линии только при активации, ей потребуется немного времени, чтобы добраться до прибора, в котором вы находитесь.

Одним из самых популярных предложений по запросу является система управления ACT D’MAND. Эта инновационная установка включает рециркуляционный насос, настенный выключатель активации и термодатчик, расположенный на главной линии горячей воды, который выключает насос, когда температура воды, проходящей через него, повышается на 6 градусов. Включение этого термодатчика делает систему более безопасной при использовании холодной линии в качестве обратной, поскольку по-настоящему горячая вода никогда не может попасть в нее. А поскольку насос работает не дольше, чем необходимо, также экономится энергия.

При работе только тогда, когда есть потребность в горячей воде, потребление энергии значительно сокращается. Фактически, системы по требованию — единственный тип рециркуляции горячей воды в доме, принятый программой EPA WaterSense, и многие штаты и округа даже предлагают скидки на новые установки.

Стоит ли рециркуляция?

Какими бы ни были опции или элементы управления, эти системы действительно экономят воду. Трудно определить, сколько они экономят, и варьируется в зависимости от каждого домохозяйства. Вы можете получить представление о том, сколько воды тратится впустую, если потратите на это день.Вместо того, чтобы слить холодную воду в канализацию, переложите краны в ведро и используйте воду для домашних животных, растений, смыва туалетов и т. Д. Вы будете иметь представление о типичных расходах воды и о том, что вы делаете с этой информацией. — это суждение: во многих местах вода дешевле, чем энергия, и добавление стоимости насоса, установки, электричества и потенциально более широкого использования водонагревателя может свести на нет любую экономию денег, которая изначально считалась возможной. Энергопотребление современных рециркуляционных насосов минимально, некоторые потребляют всего 65 Вт.Однако следует также учитывать, что основной проблемой, связанной с использованием энергии в любой системе водяного отопления, являются потери тепла из труб горячей воды и последующий повторный нагрев этой воды. Изоляция линий горячей воды имеет решающее значение для предотвращения максимально возможных потерь тепла.

Как всегда, существует компромисс между эффективностью и удобством. Те, кто больше озабочен мгновенной подачей горячей воды и уменьшением потерь воды, могут найти больше преимуществ в непрерывном насосе, приводящем в действие их систему рециркуляции.Хотя счета за электроэнергию могут возрасти, комфорт и роскошь от того, что никогда не придется ждать горячей воды, могут того стоить. Другие могут согласиться на короткое ожидание — особенно если в противном случае им пришлось бы слишком долго — своего горячего душа. И чем лучше будет изолирована линия горячего водоснабжения, тем короче будет ожидание.

Системы рециркуляции — не единственный способ ускорить подачу горячей воды и не единственный способ ее экономии. В зависимости от ситуации они могут оказаться слишком дорогими, неэффективными или непрактичными.Если вы слишком долго ждете горячей воды, устали тратить ее впустую или беспокоитесь о потере энергии из-за потери тепла, есть ряд простых и недорогих вещей, которые вы можете сделать, прежде чем окунуться в рециркуляцию. Если ваши водопроводные линии не изолированы, немедленно устраните это. Попробуйте низкотехнологичные подходы, например, налейте в ведро прохладную воду, пока ждете горячей; вы, вероятно, найдете все виды использования этой потенциальной сточной воде.

Новые дома могут обладать теми же преимуществами, что и система рециркуляции, используя только конструктивные особенности, такие как размещение светильников как можно ближе к водонагревателю.Если вы строите дом, проконсультируйтесь с архитектором и подрядчиком, чтобы узнать, что можно сделать, чтобы минимизировать потери воды и сократить время доставки горячей воды. Если выбрана система рециркуляции, обязательно установите выделенную обратную линию, пока это все еще несложно. Пассивная рециркуляция (или «гравитационная петля») часто упоминается как вариант при некоторых обстоятельствах, но мы не рекомендуем ее. Вместо насоса эти системы используют конвекцию и гравитацию для поддержания постоянного потока горячей воды к вашим светильникам.В этих системах водонагреватель должен быть на более низком уровне, чем домашняя арматура (обычно в подвале). Пассивные системы постоянно возвращают воду в нагреватель, заставляя его работать круглосуточно. Это расходует энергию и может привести к ненужному износу нагревателя.


Мы все знаем, что много воды тратится каждый день, ожидая, пока она нагреется. Системы рециркуляции экономят эту воду и обеспечивают дополнительное преимущество в виде почти мгновенной подачи горячей воды во все приспособления в доме.Мы изучили некоторые предостережения, преимущества и альтернативы, предоставив вам информацию, необходимую для принятия наилучшего решения для вашего дома. Всегда помните: как бы вы ни решили это сделать, экономия воды жизненно важна, и ваши усилия по достижению этой цели вознаграждаются не только вашим домом и кошельком, но и вашим сообществом!

Готовы купить новый циркуляционный насос Grundfos?


Можно ли в жаркую погоду охладить внутреннее пространство дома за счет циркуляции охлажденной воды через существующую систему центрального отопления? | Примечания и запросы


SPECULATIVE SCIENCE

Можно ли в жаркую погоду охладить интерьер дома путем циркуляции охлажденной воды через существующую систему центрального отопления?

John Ramsey, Лондон

  • Технически да.Я свариваю собственное пиво, что включает в себя его кипячение в течение некоторого времени, а затем быстрое охлаждение, что достигается путем пропускания холодной воды через медную трубку, погруженную в горячее пиво. Это очень эффективно для получения большого количества энергии из такого небольшого объема, но я думаю, что это было бы ужасно медленно и неэффективно для всего дома (если только вы не хотите жить в беспорядке из труб, как тот парень в фильме ` Brazil ‘)

    Брайан, Сан-Диего, США

  • В принципе да; Радиаторы центрального отопления — это просто теплообменники.Обычно они работают, излучая тепло в комнату, так как воздух, окружающий радиатор, будет иметь более низкую температуру, чем горячая вода, текущая внутри него, и поэтому между ними будет существовать температурный градиент. Если бы температурный градиент был изменен на противоположный, так что воздух за пределами радиатора имел более высокую температуру, чем вода, текущая внутри него — как это произошло бы, если бы вода была охлаждена — тогда тепло будет перетекать из воздуха в воду, нагревая воду и охлаждая воздух и тем самым охлаждая комнату.На практике могут быть «инженерные» причины, которые могут сделать переход от функции нагрева к функции охлаждения проблематичным. Один из них — это процесс, при котором вода циркулирует в системе; в системе с чистой конвекцией горячая вода, покидающая теплообменник котла, создает вакуум, который втягивает более холодную воду, возвращающуюся из радиаторов. В системе охлаждения котел больше не будет функционировать как таковой, поэтому процесс конвекции может выйти из строя, и вода больше не будет циркулировать.Решением здесь будет установка электрического насоса для поддержания циркуляции воды. Другой проблемой может быть рассеяние нежелательного тепла, улавливаемого водой после каждого цикла циркуляции; вам потребуется разработать теплообменник (по конструкции аналогичный типичному котлу, но с обратной функцией излучения тепла, а не его поглощения), и этот теплообменник необходимо расположить снаружи, чтобы избежать повторного излучения. тепло в дом.

    Стив Дентон, Лондон, Великобритания

  • Я могу ошибаться, но я думаю, что, поскольку «холод» — это просто отсутствие тепла, он не излучает таким же образом.Таким образом, центральная система должна иметь хорошие холодные радиаторы, но холод не проникает в комнату.

    Саймон Гилман, Лондон, Великобритания

  • Возможно, но потребуется много труб. Скорость охлаждения пропорциональна разнице температур между трубой и комнатой. В то время как температура горячей воды при отоплении, возможно, на 50 градусов выше комнатной, для того, чтобы иметь такой же эффект, вода должна быть примерно на 50 градусов ниже комнатной температуры, то есть ниже точки замерзания, и ее трудно перекачивать по круглым трубам.Следовательно, потребуется большая площадь поверхности труб.

    Саймон, Брэкнелл, Великобритания

  • Это было бы возможно за счет эффекта холодного излучения, хотя и немного беспорядочно из-за конденсата, образующегося на поверхности трубопроводов и радиаторов.

    Тони, Токио Япония

  • Чтобы отапливать дом зимой, по трубам пропускают воду с высокой температурой (точную цифру не знаю, допустим, 60 градусов С).

    About Author


    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    ЮК «Эгида-Сочи» - недвижимость.

    Наш принцип – Ваша правовая безопасность и совместный успех!

    2021 © Все права защищены.