Перечень необходимого оборудования для систем отопления. Балансировка отопительной системы
Систему отопления невозможно назвать инженерной коммуникацией, которая проста в устройстве и балансировке. Каждый ее узел выполняет определенную функцию, при этом отсутствие какого-либо элемента может привести к перебоям в работе отопительного оборудования, а также к значительному снижению его энергоэффективности. В нашем проекте «ДОМ ЗА ГОД» можно увидеть, как мы делали систему отопления. В этой статье, в том числе, мы будем разбираться с основными принципами балансировки отопительной системы при помощи специалистов компании ГРУНДФОС.
Что касается балансировки: она обеспечивает стабильную работу системы и гарантирует соблюдение заданного температурного режима во всех отапливаемых помещениях.
Наличие профессионального проекта на отопительную систему является залогом ее эффективного функционирования. Тем же, кто не собирается тратить время и деньги на проектирование отопления, мы дадим несколько рекомендаций по ее созданию и правильной настройке.
В статье рассмотрим следующие вопросы:
Перечисленные темы будут рассмотрены на примере закрытых систем отопления. Ведь именно они обладают сложной обвязкой и большим количеством элементов, которые позволяют обеспечивать устойчивый тепловой режим в помещении.
Обвязка простых систем отопления
Систему отопления можно назвать простой, если она содержит один прямой контур. Под прямым контуром подразумевается магистраль, в которую теплоноситель подается из котла без изменения начальной температуры. Простыми являются некоторые системы радиаторного отопления. Они могут быть однотрубными, двухтрубными и смешанными. Наиболее практичной разновидностью простого радиаторного отопления является двухтрубная система, базирующаяся на подающей и обратной магистрали.
И если её балансировка выполнена правильно, такая система обеспечит равномерный прогрев радиаторов по всему периметру отопления.
Несбалансированная система отопления почти сразу даст о себе знать. Трубы будут шуметь из-за неоптимальной скорости потока, в помещениях будет либо слишком жарко, либо слишком холодно, а счета за отопление будут каждый раз завышены на 20%.
Рассмотрим основные элементы системы и их функции.
Расширительный бак
Расширительный бак закрытого типа – резервуар, оснащенный резиновой мембраной, которая разделяет устройство на две части (в нижней половине находится теплоноситель, а в верхней – инертный газ). При повышении температуры в системе отопления в него поступает часть теплоносителя, тем самым, сглаживая разницу давлений в подающей и обратной магистрали.
Бак можно устанавливать в непосредственной близости от отопительного котла. Дополнительная запорная арматура (шаровый кран), установленная перед входом в бак, позволит легко отсоединить резервуар от системы, если возникнет необходимость в его ремонте или замене.
Группа безопасности
Группа безопасности состоит из трех элементов, подключенных последовательно, либо к одному корпусу:
Группа безопасности врезается в подающую магистраль сразу на выходе из котла отопления. Делается это для того, чтобы в первую очередь защитить котел, который обладает самой высокой температурой.
Группа безопасности устанавливается строго вертикально, при этом она должна находиться выше уровня отопительного котла.
Незнание, невнимательность, спешка, усталость и другие человеческие факторы могут привести к аварийным ситуациям. Например, поменял манометр, а кран повернуть забыл и т. п.
В самой высокой точке системы следует установить дополнительный клапан автоматического сброса воздуха. Воздух обязательно будет попадать в систему во время ее заправки (дозаправки), а это устройство поможет стабилизировать работу системы, избежать застоя теплоносителя по причине скопления воздуха и продлит срок эксплуатации циркуляционного насоса.
Воздухоотводчик ставим в верхнюю точку системы. Он необязательно должен быть на группе безопасности.
Насос
Циркуляционный насос – устройство, обеспечивающее принудительную циркуляцию теплоносителя по системе отопления. В простых одноконтурных системах насос, как правило, врезается в обратную магистраль и устанавливается перед котлом отопления.
На входе в насос, а также на выходе из него ставятся шаровые краны. Благодаря кранам устройство можно снять, не сливая теплоноситель из системы.
Подпитка системы
Системы отопления закрытого типа оснащаются отводами для подпитки контура теплоносителем. Если в качестве теплоносителя используется вода, то обратный контур отопления можно подключить непосредственно к водопроводу. Подпитка будет производиться через запорную арматуру и фильтр-грязевик (также не лишним здесь будет фильтр-умягчитель).
Манометр поможет отследить перепад давления в прямой и обратной магистрали.
Если в качестве теплоносителя используется антифриз, то в контуре делается специальное ответвление для закачки антифриза. Также не следует забывать о кранах для слива теплоносителя, которые врезаются в нижнюю точку системы.
Регулировочная и запорная арматура радиаторов
Отопительные радиаторы оснащаются полуоборотными шаровыми кранами, позволяющими полностью перекрыть или, наоборот, открыть подачу теплоносителя в радиатор. Краны ставятся на входе в устройство. Иногда вместо них используются термостатические радиаторные клапаны (без преднастройки), автоматически перекрывающие подачу теплоносителя, когда температура в помещении превышает заданные значения.
Фильтры
Фильтры-грязевики – обязательные элементы современных систем отопления. Выполняя монтаж фильтров-грязевиков, важно учитывать правила их установки, поскольку именно при монтаже очень часто допускаются ошибки. Важно также время от времени не забывать их чистить. В замкнутую систему отопления иногда бывает достаточно вмонтировать один грязевой фильтр. Устанавливается он на участке магистрали, через который проходит весь теплоноситель. Таким местом может быть, например, участок перед главным циркуляционным насосом.
Основные правила установки фильтров-грязевиков:
Обвязка многоконтурной системы отопления
Если отопительная система имеет два и более контура (речь идет о системах с теплыми полами, с бойлером косвенного нагрева и т. д.), в дополнение к основному насосу каждый контур оснащается отдельным циркуляционным насосом и дополнительной запорной арматурой.
Отопительные контуры, которые нуждаются в регулировке температурного режима, оснащаются устройствами, представленными ниже.
Автоматические смесители
Трехходовые смесительные клапаны – устройства, позволяющие автоматически снижать/регулировать температуру в подающей магистрали, подмешивая в нее остывший теплоноситель из обратки. Дело в том, что котел посылает на все контуры отопления теплоноситель с одинаковой температурой. Теплые полы при этом имеют строгие требования к соблюдению температурного режима, а температура в контуре отопительных радиаторов, как правило, выше, чем в контуре теплых полов. Смесительные клапаны позволяют во всех контурах системы достичь заданной температуры.
Коллекторы
Коллекторные группы разделяют между собой основные контуры отопления, а также отдельные контуры системы теплых полов.
Так выглядит коллекторный узел теплого пола с трехходовым смесительным клапаном.
Помимо перечисленных случаев коллекторные узлы используются в системах отопления лучевого типа.
Много споров возникает по поводу того, куда ставить циркуляционные насосы в коллекторных, впрочем, как и в простых системах отопления – на подачу или на обратку? Вот что по этому поводу говорят специалисты.
По большому счету, нет разницы, куда встраивать циркуляционный насос – в подачу или в обратку. Важно, чтобы насос было удобно обслуживать – это, пожалуй, основной критерий выбора места установки. Исключением является случай, когда температура теплоносителя в системе отопления может превысить максимальную температуру, на которую рассчитан циркуляционный насос. В этом случае насос рекомендуется устанавливать на обратку, где температура теплоносителя ниже.
Многоконтурное отопление – это громоздкая инженерная коммуникация с множеством элементов, которые необходимо правильно рассчитать, установить и объединить в единую систему.
Для того чтобы сделать схему обвязки более простой, надежной и эстетичной, специалисты рекомендуют использовать насосные группы (группы быстрого монтажа), которые полностью готовы к установке и продаются уже в собранном виде. В их состав входят циркуляционные насосы и элементы обвязки, которые могут понадобиться в том или ином случае.
Насосные группы можно использовать в составе простых и сложных систем отопления.
Насосные группы просты в установке и эксплуатации. Все элементы обвязки, входящие в группу быстрого монтажа, уже подобраны по характеристикам и собраны в единую конструкцию. Более того, каждая выпущенная насосная группа обязательно проходит проверку опрессовкой на заводе, что делает её гораздо более надёжным решением, чем обвязка насоса, собранная «из россыпи» с рынка. Это существенно упрощает жизнь и монтажникам, и жильцам. Вдобавок компактные насосные группы, имея эстетичный внешний вид, идеально вписываются в интерьер современной котельной.
Балансировка системы отопления
Важный шаг на пути к эффективной балансировке – это правильный выбор циркуляционного насоса. Например, циркуляционные насосы, обладающие функцией автоматической регулировки напора и расхода, в постоянном режиме будут регулировать перепад давления между подающей магистралью и обраткой. Благодаря этому в систему не потребуется встраивать дополнительные элементы обвязки (перепускные клапаны-регуляторы перепада давления, байпасы, соединяющие подачу с обраткой и т. д.).
Чаще всего балансировка отопительных систем осуществляется тремя способами:
Балансировка по проектировочным расчетам
Проще всего произвести балансировку системы, используя данные, указанные в проекте отопления. Суть балансировки, независимо от выбранного способа, сводится к установке требуемого расхода теплоносителя на различных участках системы. Расход регулируется с помощью балансировочных клапанов, либо термостатических клапанов с преднастройкой.
Балансировочный клапан имеет собственную градацию. При этом различные положения регулировочного вентиля соответствуют определенному объему теплоносителя, который способен пройти через устройство в единицу времени при заданном напоре.
Если у вас имеется проект на систему отопления, произвести ее правильную балансировку можно довольно просто: выставив расход теплоносителя в соответствии с имеющимися расчетами.
Но важно учитывать тот факт, что зачастую проектные расчеты отличаются от реальных параметров системы отопления. Например, гидравлическое сопротивление отопительного контура может быть легко изменено добавлением в систему или удалением из нее какого-либо элемента. А, в целом, хороший и правильный проект – большая редкость для частных домов.
Следовательно, даже при наличии проекта представленные ниже способы балансировки не теряют своей актуальности.
Балансировка по температуре
Для балансировки системы по температуре понадобятся уже знакомые нам балансировочные клапаны (или термоголовки с преднастройкой) и электронный термометр для бесконтактного измерения температуры поверхностей.
Балансировка начинается с того, что на последнем и предпоследнем радиаторе полностью открываются балансировочные клапаны. Расход теплоносителя на первом, а также на последующих от котла радиаторах устанавливается на минимальных значениях (с повышением расхода по мере удаления радиаторов от котла).
Например, если в системе установлено 8 радиаторов, а винт балансировочного клапана имеет регулировку в пределах 4,5 оборотов, то первый от котла радиатор вначале полностью перекрывается, затем его балансировочный клапан отвинчивается на 1,5 оборота. Регулятор второго радиатора отвинчивается на 2 оборота, третьего – на 2,5 и так далее. Расход теплоносителя на последнем и предпоследнем радиаторе в большинстве случаев остается максимальным. Регулировку по возможности производят только на тех радиаторах, которые ближе всего расположены к котлу (расстояние измеряется от начала подающей магистрали).
Более тонкая регулировка производится по показаниям термометра. Основная цель балансировки в данном случае состоит в том, чтобы добиться примерно одинаковой разницы температур на входе и на выходе каждого радиатора.
И еще: шум в радиаторе во время работы отопительной системы говорит о том, что расход теплоносителя следует уменьшить.
Электронная балансировка системы
Балансировка по температуре – процесс долгий и кропотливый. Осуществлять точную регулировку сложных систем отопления таким способом весьма затруднительно. Гораздо проще использовать смартфон со специальным мобильным приложением, дополнительную электронику и циркуляционный насос с функцией балансировки.
Стандартная балансировка с помощью тепловизоров, термометров и балансировочных клапанов отнимает очень много времени и сил. Кроме того, для правильного выполнения этой процедуры потребуются специальные навыки. При этом очень важно правильно выполнить балансировку с первого раза. Циркуляционный насос с функцией точной электронной балансировки автоматизирует и тем самым существенно упрощает процесс настройки системы. Такой способ даёт возможность откалибровать систему отопления в доме площадью до 200 м² примерно за один час. Более того, если обычные методы настройки предполагают использование громоздкого и дорогостоящего оборудования, то для балансировки с помощью специального насоса достаточно иметь легко помещающийся в кармане модуль связи и смартфон. Кстати, правильно выполнить электронную балансировку сможет даже тот человек, который ни разу до этого не проводил подобных процедур.
Устройства, которые понадобятся для электронной калибровки системы:
Вместо заключения: правильная балансировка позволяет точно настроить рабочие параметры отопления.
Это заметно снижает затраты на эксплуатацию системы и обеспечивает максимально комфортную температуру во всех помещениях.
Как выполняется обвязка газового котла для отопления частного дома – пошаговое руководство
Чтобы обеспечить эффективный обогрев жилищ, необходимо максимально грамотно выполнить обвязку газового котла для отопления частного дома. В ее состав входит несколько элементов, расположенных в определенной последовательности.
Разновидности подключения
Автономное отопление можно реализовывать с помощью:
Если разводки ГВС значительной длины не будет иметь рециркуляцию воды, она будет нуждаться в продолжительном сливании до нагрева. Кроме известных неудобств это влечет за собой также финансовые потери. Тоже касается и тупиковой разводки ГВС без рециркуляции. В таком случае нагревание подключенных к разводке полотенцесушителей происходит исключительно во время водозабора.
Комплектация обвязки
В состав обвязки входят следующие элементы:
Трубы
С помощью труб газовый котел коммутируется с системой отопления, а теплоноситель разводится в нужных направлениях.
Если проектировка автономной отопительной системы выполнена грамотно, ее параметры отличаются абсолютной стабильностью и управляемостью:
Если циркуляционная помпа выйдет из строя, термостат практически мгновенно остановит процесс горения. Это позволят уберечь теплоноситель от перегрева и закипания. По этой причине коммутация котла и разводки отопления зачастую реализуется полимерными и металлополимерными трубами, что позволяет сэкономить на приобретении дорогостоящих металлических изделий.
Разновидности схем отопления частного дома
В самом простом варианте схемы котла обвязка вовсе отсутствует. В подавляющем большинстве случаев заводская комплектация котлов с электронным розжигом состоит из следующих элементов: насоса, расширительной емкости, автоматического воздушника и клапана (с настройкой давления 2,5 кгс/см 2 ). Местом размещения всех узлов обвязки является корпус: как результат, комплекс трансформируется в мини-котельную.
В качестве дополнительных элементов систему можно оснастить:
Напольные газовые котлы с пьезорозжигом
Котлы с пьезорозжигом и напольное оборудование не относятся к мини-котельным: речь идет о нагревательных приборах, нуждающихся во внешней обвязке.
В ее состав входит:
Оптимальным местом расположения группы безопасности является выход котла: именно здесь показатели температуры и давления достигают своих максимальных значений. Помпу размещают перед котлом, на участке с самой невысокой температурой теплоносителя (это позволяет заметно продлить срок службы крыльчатки и резиновых уплотнителей). Расширительную емкость можно монтировать в любом месте системы: главное, чтобы расстояние до крыльчатки насоса было не больше двух диаметров (если она устанавливается перед насосом).
При установке после насоса эту дистанцию увеличивают до восьми диаметров. Такое расстояние необходимо для того, чтобы скачки давления, возникающие во время работы насоса, не снижали ресурс мембраны бака. Чтобы не появлялся конденсат, теплообменник часто оснащают дополнительным малым контуром циркуляции. Если обратная труба будет охлаждаться, внутрь нее предусмотрено добавление более горячего теплоносителя (он отбирается из подающей трубы посредством смесительного узла).
Естественная циркуляция
Для самотечной системы характерна полная энергетическая независимость: ее работу обеспечивает атмосферное давление. Вместо громоздкой группы безопасности в обвязке одноконтурного котла достаточно наличия расширительного бака. На розлив перед теплообменником котла желательно установить сбросник: это даст возможность полностью слить воду в канализацию или дренажный колодец. Обычно такая потребность возникает в случае длительного отъезда, или когда прекращается подача газа. Как результат, система защищается от разморозки.
Отдельные узлы системы расположены таким образом:
Некоторые особенности обустройства инерционной системы отопления:
Теплые полы
Существует несколько вариантов их подключения.
Гидрострелка
Этот узел включают в себя оба контура:
Принципы работы следующие:
Рециркуляция
В параллельном положении к основному контуру радиаторного отопления или малому контуру на участке от котла до гидрострелки проводится обустройство низкотемпературного контура. В его составе имеется байпас и трёхходовой термостатический клапан. Благодаря помпе вода постоянно циркулирует внутри труб теплого пола.
Для отбора новых порций горячего теплоносителя с подающей трубы при падении температуры внутри обратки используется трёхходовой смеситель. Его можно заменить простым термостатическим клапаном, оснащенным выносным термодатчиком капиллярного типа или электрической термопарой. Местом монтажа датчика является ниша на обратке теплого пола. Клапан срабатывает при снижении температуры теплоносителя.
Радиаторное подключение последовательного типа
Такой вариант возможен, если применяется конденсационный газовый котел, т.к. работа классического оборудования затруднена при температуре на обратке ниже +55 градусов. Дело в том, что охлажденный теплообменник собирает на своей поверхности конденсат. В составе продуктов сгорания газа содержатся, наряду с водой и углекислым газом, агрессивные кислоты. В таком случае появляется реальная угроза разрушения стальных или медных теплообменников.
Конденсационные котлы имеют другой принцип работы. Для сбора продуктов сгорания используется специальный теплообменник из нержавеющей стали (экономайзер). В итоге происходит дополнительная теплоотдача и увеличение КПД оборудования. Из-за этого температурный уровень обратной трубы в +30-40 градусов является оптимальным. Отопительная система состоит из двух последовательно подключенных контуров — радиаторного и внутрипольного. Обратная труба первого является подающей трубой второго.
Одноконтурные котлы с питанием для ГВС
Чтобы обеспечивать горячее водоснабжение, наряду с группой безопасности, насосом и расширительным бачком, обвязка одноконтурного газового котла должна включать бойлер косвенного нагрева. Возможна схема подключения бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией. Нагрев воды в таком случае осуществляется благодаря теплоносителю из отопительного контура. Это приводит к появлению двух контуров циркуляции — большого (через систему отопления) и малого (через бойлер). На каждом из них имеются отсекающие краны, что позволяет включать их по-отдельности. Для разрыва розлива подачи используется схема обвязки одноконтурного котла с бойлером, сразу за которым монтируют байпас с краном.
Как выполняется обвязка газового котла для отопления частного дома – пошаговое руководство
Чтобы обеспечить эффективный обогрев жилищ, необходимо максимально грамотно выполнить обвязку газового котла для отопления частного дома. В ее состав входит несколько элементов, расположенных в определенной последовательности.
Разновидности подключения
Автономное отопление можно реализовывать с помощью:
Если разводки ГВС значительной длины не будет иметь рециркуляцию воды, она будет нуждаться в продолжительном сливании до нагрева. Кроме известных неудобств это влечет за собой также финансовые потери. Тоже касается и тупиковой разводки ГВС без рециркуляции. В таком случае нагревание подключенных к разводке полотенцесушителей происходит исключительно во время водозабора.
Комплектация обвязки
В состав обвязки входят следующие элементы:
Трубы
С помощью труб газовый котел коммутируется с системой отопления, а теплоноситель разводится в нужных направлениях.
Если проектировка автономной отопительной системы выполнена грамотно, ее параметры отличаются абсолютной стабильностью и управляемостью:
Если циркуляционная помпа выйдет из строя, термостат практически мгновенно остановит процесс горения. Это позволят уберечь теплоноситель от перегрева и закипания. По этой причине коммутация котла и разводки отопления зачастую реализуется полимерными и металлополимерными трубами, что позволяет сэкономить на приобретении дорогостоящих металлических изделий.
Разновидности схем отопления частного дома
В самом простом варианте схемы котла обвязка вовсе отсутствует. В подавляющем большинстве случаев заводская комплектация котлов с электронным розжигом состоит из следующих элементов: насоса, расширительной емкости, автоматического воздушника и клапана (с настройкой давления 2,5 кгс/см 2 ). Местом размещения всех узлов обвязки является корпус: как результат, комплекс трансформируется в мини-котельную.
В качестве дополнительных элементов систему можно оснастить:
Напольные газовые котлы с пьезорозжигом
Котлы с пьезорозжигом и напольное оборудование не относятся к мини-котельным: речь идет о нагревательных приборах, нуждающихся во внешней обвязке.
В ее состав входит:
Оптимальным местом расположения группы безопасности является выход котла: именно здесь показатели температуры и давления достигают своих максимальных значений. Помпу размещают перед котлом, на участке с самой невысокой температурой теплоносителя (это позволяет заметно продлить срок службы крыльчатки и резиновых уплотнителей). Расширительную емкость можно монтировать в любом месте системы: главное, чтобы расстояние до крыльчатки насоса было не больше двух диаметров (если она устанавливается перед насосом).
При установке после насоса эту дистанцию увеличивают до восьми диаметров. Такое расстояние необходимо для того, чтобы скачки давления, возникающие во время работы насоса, не снижали ресурс мембраны бака. Чтобы не появлялся конденсат, теплообменник часто оснащают дополнительным малым контуром циркуляции. Если обратная труба будет охлаждаться, внутрь нее предусмотрено добавление более горячего теплоносителя (он отбирается из подающей трубы посредством смесительного узла).
Естественная циркуляция
Для самотечной системы характерна полная энергетическая независимость: ее работу обеспечивает атмосферное давление. Вместо громоздкой группы безопасности в обвязке одноконтурного котла достаточно наличия расширительного бака. На розлив перед теплообменником котла желательно установить сбросник: это даст возможность полностью слить воду в канализацию или дренажный колодец. Обычно такая потребность возникает в случае длительного отъезда, или когда прекращается подача газа. Как результат, система защищается от разморозки.
Отдельные узлы системы расположены таким образом:
Некоторые особенности обустройства инерционной системы отопления:
Теплые полы
Существует несколько вариантов их подключения.
Гидрострелка
Этот узел включают в себя оба контура:
Принципы работы следующие:
Рециркуляция
В параллельном положении к основному контуру радиаторного отопления или малому контуру на участке от котла до гидрострелки проводится обустройство низкотемпературного контура. В его составе имеется байпас и трёхходовой термостатический клапан. Благодаря помпе вода постоянно циркулирует внутри труб теплого пола.
Для отбора новых порций горячего теплоносителя с подающей трубы при падении температуры внутри обратки используется трёхходовой смеситель. Его можно заменить простым термостатическим клапаном, оснащенным выносным термодатчиком капиллярного типа или электрической термопарой. Местом монтажа датчика является ниша на обратке теплого пола. Клапан срабатывает при снижении температуры теплоносителя.
Радиаторное подключение последовательного типа
Такой вариант возможен, если применяется конденсационный газовый котел, т.к. работа классического оборудования затруднена при температуре на обратке ниже +55 градусов. Дело в том, что охлажденный теплообменник собирает на своей поверхности конденсат. В составе продуктов сгорания газа содержатся, наряду с водой и углекислым газом, агрессивные кислоты. В таком случае появляется реальная угроза разрушения стальных или медных теплообменников.
Конденсационные котлы имеют другой принцип работы. Для сбора продуктов сгорания используется специальный теплообменник из нержавеющей стали (экономайзер). В итоге происходит дополнительная теплоотдача и увеличение КПД оборудования. Из-за этого температурный уровень обратной трубы в +30-40 градусов является оптимальным. Отопительная система состоит из двух последовательно подключенных контуров — радиаторного и внутрипольного. Обратная труба первого является подающей трубой второго.
Одноконтурные котлы с питанием для ГВС
Чтобы обеспечивать горячее водоснабжение, наряду с группой безопасности, насосом и расширительным бачком, обвязка одноконтурного газового котла должна включать бойлер косвенного нагрева. Возможна схема подключения бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией. Нагрев воды в таком случае осуществляется благодаря теплоносителю из отопительного контура. Это приводит к появлению двух контуров циркуляции — большого (через систему отопления) и малого (через бойлер). На каждом из них имеются отсекающие краны, что позволяет включать их по-отдельности. Для разрыва розлива подачи используется схема обвязки одноконтурного котла с бойлером, сразу за которым монтируют байпас с краном.
