З намi у вашай хаце зауседы будзе цёпла!

 Подписаться на обновления

Поговорим об обвязке котлов и прочего оборудования

Очень часто на всевозможных форумах по отоплению поднимают темы по обвязке котлов , бойлеров, теплых полов и прочего оборудования в системах отопления. На первый взгляд схема обвязки кажется сложной и замудреной, но на самом деле ничего сложного в ней них нет. В данной статье мы по шагам, от простого к сложному разберем основные схемы обвязок и подключений.

Если у вас возникли вопросы по работе сайта звоните по телефону

+375-29-677-53-35

По этому номеру вы можете получить бесплатные консультации.

Начнем мы пожалуй наш разговор с самой простой схемы. Итак у нас имеется ТТ котел, насос и система отопления в виде труб и радиаторов. Система отопления закрытая и поэтому расширительный бак будет тоже закрытого типа. В силу этого обстоятельства сразу же за котлом "К" у нас установлена группа безопасности 1 дабы при аварийной ситуации стравить лишнее давление и пар когда котел закипит.

Если вдруг понадобится отключить котел от системы для ремонта или замены например манометра или терморегулятора то это можно сделать с помощью запорных кранов 2 и 3. Вода в этом случае сливается через дренаж 10. Эти же краны пригодятся если что-нибудь случится с вышеописанной группой безопасности.
Перейдем к насосу
Для нормальной и безаварийной работы насоса перед ним устанавливают сетчатый фильтр 11 который иногда имеет свойство забиваться. Для того чтобы безболезненно его почистить , а в случае чего и снять насос 4 и служат запорные краны 3 и 5.
Итак наша система работает, вода в ней нагревается, расширяется, растет давление. За расширение воды отвечает закрытый расширительный бак 8. Именно в него через открытый вентиль 7 поступают излишки воды. Если в системе появится течь и потребуется подпитка ее водой то это можно легко сделать через вентиль 6. Ну , а если с баком случится какой-нибудь катаклизм, то его можно будет легко демонтировать, перекрыв вентиль номер 7. Кстати, принципиальной разницы в какую точку системы врезать расширительный бак закрытого типа нет.
А теперь представим, что насос прокачивает через систему 0,2 килограмма воды в секунду (200 грамм в секунду). Этот же расход проходит и через котел и через радиаторы. Допустим система работает в таком режиме, что вода в котле нагревается от 50 градусов до 70, а в радиаторах соответственно остывает с 70 до 50. Мощность котла составит:

Q=0,2*4,187*(70-50)=16,75 квт

Все вроде нормально, но в такой схеме кроется одна беда. Если это ТТ котел, то он заплывет дегтем по причине низкой обратки. Рекомендуется иметь на входе температуру не менее 60 градусов. Для этого в систему перед насосом устанавливается трехходовой клапан в котором прямая подмешивается в обратку в необходимой пропорции и в котел поступает вода с нужной температурой.
Смотрим на изменения в нашей схеме.

Трехходовой клапан 12 мы расположим между фильтром 11 и запорным краном 5. С точки зрения ремонтопригодности на ответвление прямой мы установили дополнительный запорный кран 13.
Теперь посмотрим, что поменяется в работе нашей системы отопления. Зная, что котел выдает прежние 16,75 квт мощности, а насос по прежнему качает 200 грамм воды в секунду мы найдем, что температура на выходе из котла составит:

T2=T1+Q/(G*4,187)=60+16,75/(0,2*4,187)=80 градусов

Вода с температурой 80 градусов идет по байпасу и приходит к трехходовому клапану в котором смешивается с обраткой неизвестной температуры от батарей. Несложно составить баллансы этих потоков и найти расходы и температуры по каждой ветке системы. Для этого необходимо решить систему уравнений с двумя неизвестными, что я позволю себе оставить за кадром.
В результате решения найдем, что поток делится на две равные части и по байпасу к клапану поступает расход 100 гр/сек с температурой 80 градусов и с такими жепараметрами идет вода и в радиаторы.
Мощность котла осталась прежней как и мощность радиаторов, однако температура обратки уменьшится до 40 градусов за счет уменьшения расхода через радиаторы.

Тобр=Тпр-Q/(G*4,187)= 80-16,75/(0,1*4,187)=40

Как видим котел чувствует себя хорошо, а вот сама система не очень. Расход по ней снизился, разница между прямой и обраткой возрасла, верх радиаторов стал горячий, а низ еле теплый. Ну кому такое понравится? Хоть схема и вполне работоспособна, но она не прижилась. На некоторых говносайтах пишут, что температура в помещении при такой схеме подключения регулируется открыванием форточек, но так могут написать только очень далекие от теплотехники люди. В данном случае температура в помещении как и мощность теплоотдачи регулируется на котле, путем задания уставки на терморегуляторе.
Для того чтобы уменьшить разницу температур между подачей и обраткой необходимо увеличить расход теплоносителя через радиаторы, а проще говоря установить еще один насос. Смотрим следующий рисунок.

На нем добавился еще один насос (17), трехходовой клапан (14) и пара запорных органов. По кранам надеюсь понятно. Перекрыв краны 2,13, 15 и 16 , мы с легкостью можем заменить или отремонтировать насос, клапан или фильтр на всасе. Основное отличие этой схемы от предыдущей в том, что температуру в помещении уже регулируют не регулятором тяги на котле, а задатчиком контроллера на трехходовом клапане. Задал необходимую температуру подачи в батареи и спи спокойно.
Даже не смтря на то, что регулятор тяги не всегда выдерживает ровную температуру и нагрузку, и при работе котла наблюдаются колебания мощности в дом идет именно та температура которую задали и ни на градус больше. Рассмотрим на примере как работает данная схема. Допустим на контур радиаторов поставили более мощный насос с производительностью 0,25 литра в секунду. Опытным путем, а его можно подтвердить расчетами , установили, что радиаторы отдают мощность в 16,75 квт при температуре подачи в 68 гадусов, а обратки 52 градуса. Котел вырабатывает эту мощность и как мы уже считали ранее температура на входе в него 60 градусов, на выходе 80 и расход по этой ветке 0,2 литра в секунду. Задатчик трехходового клапана радиаторов стоит на 68 градусов и сам клапан смешивает два потока с температурами 80 и 52 градуса соответственно в определенной пропорции. Нетрудно посчитать что соотношение будет 57% к 43%. Или 0,142 литра в секунду воды 80° и 0,108 л/сек воды с температурой 52°.
А что же с клапаном котла?
Путем решения несложного уравнения найдем, что в нем пропорции разделились следующим образом. В нем смешиваются 28,5% прямой от котла и 71,5% обратки от радиаторов. Или 0,057 л/ сек и 0,143 л/ сек соответственно. То есть от котла выходит 0,2 литра в секунду с температурой 80 градусов

0,2*0,285=0,057 л/сек

идет байпасом к клапану, а

0,2*0,715 =0,143 л/сек

идет в систему отопления. Такой же расход из нее и возращается. Балланс сходится.
А теперь представим, что произойдет если мы крутнем задатчик клапана 14 в меньшую сторону. Например до 50 градусов. Клапан закроется!!! И будет закрыт до тех пор пока обратка от радиаторов не остынет ниже заданных 50. Насос(17) в это время будет просто гонять обратку через радиаторы. С ним то ничего не случится. Беда случится с насосом котла(4). В силу того, что клапан 14 закроется (а они очень плотные), то к нему не будет поступать горячая вода от котла и ничего не будет возвращаться от радиаторов. Насос котла (4) потянет воду по байпасу и практически мгновенно клапан 12 от него закроется по причине повышения температуры. и откроется на обратку от радиаторов. Но с обратки же ничего не поступает!!! Насосу неоткуда взять воду и обеспечить расход через котел он не сможет, а вот котел на эту ситуацию отреагирует бурным вскипанием. Ни насосу, ни котлу ни хозяевам это не понравится и все вообще может закончиться весьма печально.
Спасти ситуацию нам поможет королева гидравлики- гидрострелка. Устанавливаем ее между контуром котла и контуром радиаторов и схема приобретает следующий вид.

Помимо гидрострелки как видим появились еще и дополнительные запорные краны, что немного удорожает схему, но делает ее независимой от любого рода катаклизмов и вполне ремонтнопригодной. Идем далее. Теперь представим, что хозяин нашего дома сделал пристройку и решил отапливать ее исключительно теплыми полами, что добавило потребления еще 4 киловатт мощности. Котел теперь будет выдавать

Q=16,75+4=20,75 квт

и при неизменном расходе воды температура на выходе составит

T=60+20,75/(0,2*4,187)=84,8 градусов

Конечно же теплый пол мы подключаем к гидрострелке.Как видим добавляется еще один насос и еще один трехходовой клапан. Насос отвечает за обеспечение необходимого расхода через теплый пол, а клапан за поддержание заданной температуры значение которой как показывает практика редко превышает 40 градусов.
Как я уже писал ранее для исключения эффекта "полосатого пола" разница температур на входе и выходе должна составлять не более 5 градусов. Опираясь на эту информацию находим, что расход воды через теплый пол составит

Gтп=4/(5*4,187)=0,191 л/сек

Примем для примера температуру подачи воды в пол 37 градусов, а обратки 32. Так как у нас приоритет подать более высокую температуру в радиаторы, то контур системы отопления мы подсоединим к верхнему патрубку. В этом контуре все без изменений. (Прямая 68 градусов, обратка 52 градуса и расход 0,25 л/сек) Путем несложных вычислений находим, что на клапане 14 вода будет смешиваться в пропорциях 48,8 процентов и 51,2 процента. Или

0,25*0,488=0,122 л/сек прямой воды (Т=84,8 градуса)
0,25*0,512=0,128 л/сек обратки (Т=52 градуса).

Аналогично найдем и для теплого пола находим, что вода смешивается в пропорциях 9,5 и 90,5 процентов. Или

0,191*0,095=0,018 л/сек прямой воды (Т=84,8 градуса)
0,191*0,905=0,173 л/сек обратки (Т=32 градуса).

В гидрострелке потоки распределятся следующим образом. Дабы не грузить лишний раз цифрами я изобразил потоки на рисунке. В нижней части нашей гидрострелки смешивается два потока с разными температурами. Если принять в первом приближении, что гидрострелка работает идеально и нет паразитных перетоков воды между патрубками подач и обраток то нетрудно подсчитать что температура воды на входе в трехходовой клапан 12 со стороны гидрострелки составит:

Т=(0,122*52+0,018*32)/(0,122+0,018)=49,4 градуса.

А расход

G=0,122+0,018=0,14 л/сек.

Проверим, что у нас происходит на смешивающем клапане. Из него выходит расход 0,2 л/сек с температурой 60 градусов, а приходит два потока. Первый с расходом 0,14 л/сек и температурой 49,4 градуса и второй с расходом

0,2-0,14=0,06 л/сек

и температурой 84,8 градусов. Равенство

0,2*60=0,06*84,8+0,14*49,4

выполняется, что говорит о правильности расчетов.
Усложняем задачу.
Представим, что хозяин желает установить в систему еще и бойлер косвенного нагрева. Давайте для начала поможем его грамотно подключить. Так как горячая вода намного приоритетнее чем отопление то в бойлер косвенного нагрева должна поступать вода с наибольшей температурой и поэтому подключать бойлер мы будем в самый верх гидрострелки. Нагревая воду которая пойдет потом в душ от довольно таки холодных температур (+4 +10 градусов) мы можем на выходе из бойлера получить очень низкую температуру обратки теплоносителя и поэтому по уму ее бы завести в самый низ гидрострелки, но этого делать мы не будем. По этому контуру теплоноситель будет гонять еще один насос правда без всяких подмешивающих клапанов так как они там не нужны. Ну и само собой разумеется присутствует запорная арматура.

В рамках данной статьи можно было бы еще упомянуть про насос рециркуляции горячей воды, но этот девайс уже относится к области водоснабжения и поэтому здесь мы его рассматривать не будем.
Для дальнейших расчетов представим, что насос бойлера прокачивает по контуру теплоноситель с расходом 0,1 л/сек и емкость бойлера к примеру составляет 200 литров и максимальная мощность 11 квт.
И вот однажды супруга нашего героя пошла приняла ванную, потом пополоскалась под душем, нанесла и смыла всякие там ополаскиватели, кондиционеры и прочие там средства. В итоге весь запас горячей воды из бойлера оказался израсходован. Дабы нагреть новую порцию воды побыстрее хозяин сходил в котельную и крутнул задатчик температуры на котле на максимум, то есть до 90 градусов. Котел при этом взял максимальную мощность которая составила

Q=(90-60)*0,2*4,187=25,12 квт.

Теперь спрогнозируем развитие ситуации в нашей системе отопления. Бойлер начнет греть воду и на первых этапах пока вода в нем холодная он постарается взять от системы максимум тепла. Если котел выдает 25,12 квт, а потребляется

16,75+4+11=31,75 квт

то будет наблюдаться дефицит мощности. Клапана 14 и 21 подмеса на радиаторы и теплый пол начнут открываться на максимум и расходы от гидрострелки к каждому контуру начнут увеличиваться. По гидрострелке начнут циркулировать различные паразитные потоки от обраток которые начнут разбавлять прямую, приходящую от котла. Температуры в батареях и теплом полу начнут понижаться и будет это происходить до тех пор, пока бойлер не перестанет потреблять тепла больше чем

25,12-16,75-4=4,37 квт

Тогда система придет в равновесие. Как распределятся потоки, какие будут температуры и расходы в данном случае сказать очень сложно. Необходимо решать систему уравнений с многими неизвестными. К тому же при попытке решения этой задачи была найдена очень интересная затыка которой стоит посвятить целую статью.

Если вы заметили ошибку или хотите задать вопрос пишите на

glazbaikal@mail.ru

Наша группа В Контакте

Подписаться на обновления

Все права защищены