Способы балансировки системы отопления

Балансировка системы отопления. 3 интересных способа

Согласно закону гидродинамики, любая жидкость выберет путь, на котором она будет испытывать минимальное сопротивление. На практике, в автономной нагревательной сети дома, рабочая жидкость «отправляется» к первому теплообменнику или самому короткому по протяженности контуру системы отопления «теплый пол». Как следствие, наблюдается разность температур в различных комнатах. Для ее выравнивания, домовладельцу необходимо выполнить гидравлическую балансировку отопительной системы, о которой и пойдет речь в нашей статье.

Что такое балансировка системы теплоснабжения?

Гидравлическая балансировка системы — это способ улучшения работы комплекса отопительной системы. Целью выполнения гидравлической балансировки является обеспечение равномерного поступления тепловой энергии к каждому из потребителей (батареи, системы отопления «теплый пол», полотенцесушители и так далее). Благодаря более эффективному распределению тепла, достигается существенное уменьшение объема рабочей жидкости, которая циркулирует в системе теплоснабжения дома. Правильно выполненная гидравлическая балансировка позволит снизить до 20% расходов, шедших на отопление дома.

Зачем нужна гидравлическая балансировка?

Независимо от типа смонтированной отопительной системы, она должна доставлять рассчитанное проектировщиком количество теплоносителя, который в свою очередь должен нагреть радиатор до необходимой температуры. При этом через каждый из теплообменников должно пройти столько рабочей жидкости, сколько указано в разработанном проекте теплоснабжения дома. Согласно же законам гидродинамики, большее количество рабочей среды пойдет по пути минимального сопротивления, то есть к ближайшему к нагревательной установке теплообменнику.

Различия в температуре и количестве протекающей через теплообменник горячей воды приведет не только к различиям в температурном режиме разных помещений, но и увеличению нагрузки на котел отопления.

Когда нужно выполнять гидравлическую балансировку?

К гидравлической балансировке системы отопления следует прибегать в следующих случаях:

1. Близко расположенные к нагревательному аппарату радиаторы заметно горячее «последних» в гидравлической системе нагрева помещений, что заметно как на ощупь, так и по показаниям комнатного термометра или личностным ощущениям.
2. В отопительный сезон один или несколько теплообменников издает шум в виде журчания протекающей в нем рабочей жидкости.
3. Расположенные в бетонной стяжке трубы системы отопления «теплый пол» прогреваются неравномерно.
4. При наладке системы отопления, которая собрана без разработанного инженером-теплотехником проекта и услуг профессиональных монтажников.

Но если система отопления функционирует без нареканий, то пытаться улучшить ее работу самостоятельно не следует, так как из-за неопытности домовладельцы добиваются прямо противоположного результата. Так же не стоит начинать балансировать систему отопления, если в ней возникли какие-либо неполадки (разрыв мембраны в расширительном бачке, засор балансировочной или радиаторной запорной арматуры, завоздушенность батарей, появление протечек и так далее). В начале необходимо устранить проблему и, вполне вероятно, нужда в регулировке отпадет.

Какие проблемы решает гидравлическая регулировка системы?

Проведенная гидравлическая регулировка системы обогрева помещений дает возможность:

1. Добиться равномерного нагрева каждого потребителя тепловой энергии.
2. Добиться экономии топлива и обеспечить работу нагревательной установки в экономичном режиме.
3. Исключить появление шума при работе в ближних к нагревательной установке радиаторах за счет снижения объема проходящего через них теплоносителе.

ПРИМЕЧАНИЕ. Согласно практике, если в автономную отопительную систему, построенную по двухтрубной технологии, включено 4-6 потребителя тепловой энергии, то в большинстве случаев, проведение гидравлической балансировки нет нужды. Но это утверждение верно лишь для отопительных систем, смонтированных согласно подготовленному инженером-теплотехником проекту.

Способы гидравлической балансировки

Существует несколько технологий балансировки отопительных систем, о которых вы прочтете ниже.

Балансировочные клапана

Технология регулировки заключается в определении температуры всех батарей и устранении разницы при помощи балансировочных клапанов. Для того, чтобы отрегулировать систему посредством балансировочных кранов вам необходимо:

1. Полностью открыть все балансировочные клапаны в системе и нагреть рабочую жидкость до 70-80 ˚C. Если у вашего котла отсутствует измеритель, показывающий фактическую температуру воды на входе отопительной системы, то определите ее самостоятельно при помощи контактного электронного термометра. Для этого приложите прибор к металлическому выходному патрубку котла.
2. На каждом из установленных в доме радиаторов замерьте температуру батареи возле входа и выхода рабочей жидкости и запишите показания. Если различия в показаниях лежат не превышают 10 ˚C, то отдельно взятый радиатор прогревается нормально.
3. При разнице температур на входе в первый и последний теплообменник около 2 ˚C, то прикрутите балансировочные краны первых двух теплообменников на 0,5-1 оборота, подождите 10-20 минут и повторите замеры.
4. При разнице температур более 2, но менее 7 ˚C регулировочные клапаны первых двух батарей закрываются на 50-70% (определите степень закрытия по количеству оборотов вентилей), расположенные в середине системы на 30-40%, а последние 2 остаются полностью открытыми.
5. Продолжайте регулировку количества проходящей через батареи горячей воды до тех пор, пока не исчезнет шум (если он был) и/или не будет достигнута разница температуры на входе первого и последнего источника тепла, не превышающая 2 ˚C.

Не нужно увлекаться уменьшением объема проходящей через радиатор рабочей жидкости, так как это приведет к снижению температуры в помещении без сколько-нибудь значимого экономического эффекта.

Регулировка при помощи термостатических клапанов

Термостатиеские клапана устанавливаются в системах обогрева помещений, к которым подключено множество потребителей тепловой энергии, к примеру, в двухэтажном частном доме, в котором помимо радиаторов установлены трубопроводы системы «теплый пол», полотенцесушители и другое оборудование. Термостатический клапан «объединяет» трубопроводы, по которым производится подача и отвод горячей и остывшей воды и позволяет корректировать ее так, чтобы на каждом подведенном высокотемпературном контуре были близкие температурные показатели.

Гидравлическая балансировка при помощи насоса

Регулировка гидравлических показателей в отопительной системе здания вышеописанными способами если и не трудоемка, то отнимает значительное количество времени, а также не исключает повторение всех действий в будущем. Используя же «умный» циркуляционный насос, к примеру, Grundfos ALPHA 3, вы сможете значительно упростить процесс гидравлической балансировки вашей отопительной системы. В зависимости от продавца, средняя стоимость комплекта, в который входит съемный передатчик и специальное программное обеспечение для мобильных устройств составляет около $300.

Суть идеи балансировки системы отопления при помощи насоса заключается в способности насоса контролировать расход теплоносителя в каждому из контуров и передавать полученную информацию на смартфон или планшет владельца дома. Программа, работающая в качестве путеводителя, информирует домовладельца о мерах и действиях, которые необходимо выполнить для гидравлической балансировки системы отопления. Хранимая в базе данных информация о типах теплообменников, их мощности и возможность введения других данных (площадь комнаты, необходимые показатели температуры и так далее), позволяет максимально упростить процесс регулировки отопительной системы. Это настолько просто, что вы можете изменять показатели системы отопления в зависимости от текущих показаний термометра на улице.

Так же прост и процесс первоначальной настройки насоса и системы отопления. После подключения Grundfos ALPHA 3 к системе отопления для установки нулевого расхода нужно будет отключить все потребители тепловой энергии в доме. Затем, запорная арматура на каждом теплообменнике по очереди открывается полностью, что необходимо для измерения максимальной пропускной способности каждого нагревательного аппарата. Теперь вам остается выполнить индивидуальную настройку приборов в специальном окне программы в режиме реального времени. При регулировке каждого из нагревательных приборов, программа будет выдавать подсказки, которые помогут обеспечить как максимальный комфорт, так и экономичность работы нагревательного котла. По окончании настройки, владельцу будет предоставлен отчет, в котором будет отображен расход рабочей среды в каждом из нагревательных приборов в доме.

Источник

Методы самостоятельной балансировки водяного отопления в частном доме

Закон гидравлики: любая протекающая жидкость выбирает путь наименьшего сопротивления. В отопительной сети частного дома правило действует так: толкаемый насосом теплоноситель стремится пройти через первый радиатор либо самый короткий контур теплых полов. В результате отдаленные комнаты здания прогреваются значительно хуже. Для равномерного распределения потоков необходима гидравлическая балансировка системы отопления. Расскажем, как отрегулировать батареи и петли напольного обогрева своими руками.

Когда нужно балансировать систему

Теоретически, регулировка радиаторов отопления необходима в любом случае. Инженер-проектировщик, разрабатывая и рассчитывая водяную систему, закладывает расход теплоносителя на каждую батарею и контур напольного обогрева. После монтажа, заполнения и опрессовки трубопроводной сети исполнитель обязан отрегулировать подачу тепла, ориентируясь на расчетные параметры в проекте.

Важный момент. Расчет потребности в тепле и соответствующего расхода нагретой воды делается для самых неблагоприятных условий – минимальной уличной температуре. Поэтому вначале настройки все радиаторные и другие регулировочные вентили полностью открываются, а котел выводится в максимальный рабочий режим.

Поскольку среднестатистического домовладельца заботит лишь тепло и комфорт внутри жилища, самому браться за балансировку рекомендуется в таких случаях:

1. Ближние к котлу батареи нагреваются заметно сильнее дальних радиаторов, соответственно, в комнатах жарко или прохладно (слишком большой перепад температур).
2. Один из радиаторов издает явственный шум — журчание протекающей воды.
3. Замоноличенные в стяжку трубы прогревают полы неравномерно.
4. В процессе наладки новой отопительной разводки, собранной своими руками.

Если при грамотно смонтированном отоплении температура в дальних комнатах существенно ниже, система нуждается в балансировке

Примечание. Подразумевается, что арматура, оборудование и приборы отопления подобраны правильно, система заполнена теплоносителем, воздушные пробки и прочие дефекты отсутствуют. Иначе заниматься гидравлической балансировкой бессмысленно – получите нулевой результат.

Когда не следует регулировать раздачу теплоносителя батареям:

1. Если радиаторная сеть и теплые полы работают без нареканий. Лишний раз крутить вентили не стоит – по неопытности можете сделать хуже.
2. При выявлении различных неполадок – воздух в батареях, протечка, засор радиаторных либо балансировочных вентилей, разрыв мембраны расширительного бака и тому подобное. Сначала устраните неисправность и проверьте работоспособность отопления. Возможно, регулировка не понадобится.
3. Категорически не рекомендуется вмешиваться в работу центрального отопления многоквартирного дома, врезать в общие стояки дополнительные краны и клапаны. Исключение – многоэтажные новостройки с индивидуальными тепловыми вводами в каждую квартиру.

Также не рекомендуется «прижимать» проток через батарею с помощью обычного шарового крана. Нормальное положение штока – полностью открыт либо закрыт, в промежуточной позиции арматура долго не прослужит.

Проток воды регулируется исключительно балансовыми кранами, шаровые открыты на 100%

Инструменты и приборы для балансировки

Чтобы самостоятельно произвести регулировку радиаторов отопления и теплых полов частного дома, понадобится минимум приспособлений:

• термометр электронный контактный;
• отвертка;
• барашек или ключ для вращения штока балансировочного клапана (обычно применяется шестигранник);
• лист бумаги, карандаш.

Справка. Профессиональные сантехники часто используют тепловизор, дающий ясную картину прогрева всех отопительных приборов. Аппарат дорогостоящий, так что обойдемся более простыми средствами.

Вместо указанного термометра допускается использование дистанционного (бесконтактного) пирометра. Учтите: температуру блестящих поверхностей прибор измеряет с небольшой погрешностью. Замечание касается радиаторов с новым лакокрасочным покрытием.

Если у вас отсутствует схема разводки по жилому зданию, перед началом работ стоит зарисовать ее на бумаге. Эскиз поможет разобраться в очередности подключения батарей к магистралям и отдаленности от помещения топочной. Также сделайте промывку грязевика на входе в котел и разогрейте систему до температуры 70—80 °С независимо от уличной погоды.

Большим подспорьем в настройке является современный циркуляционный насос Grundfos Alpha 3, который через мобильное приложение точно показывает глубину регулировок. Минус – приличная цена агрегата (начинается от 240 у. е.).

Регулировка радиаторной сети

Метод балансировки, практикуемый нашим экспертом, одинаково подходит для закрытых однотрубных и двухтрубных систем отопления загородных коттеджей. Коллекторная разводка и теплые полы регулируются другим способом, о чем мы расскажем в следующем разделе.

Суть методики заключается в измерении температуры поверхности всех радиаторов и устранении разницы путем ограничения расхода теплоносителя балансировочными кранами. Как отрегулировать батареи отопления, пользуясь термометром:

Прогрейте теплоноситель до 70—80 °С, полностью откройте все регулировочные клапаны. Если котел не показывает реальную температуру воды на подаче, определите ее сами, приложив измеритель к металлическому выходному патрубку.

Изначально кольцо предустановки клапана настраивается на максимальный проток

Замерьте температуру поверхности первого на подаче радиатора в двух местах – около подающей и обратной подводки. Если разница лежит в пределах 10 градусов, батарея прогревается нормально.

Повторите операцию на всех отопительных приборах, записывая показания. Двигайтесь вдоль каждой ветви отопления, поочередно регистрируя температуру батарей вплоть до последней.

Если разность температур на подаче первого и последнего радиатора не превышает 2 °С, прикройте вентили первых двух батарей на 0.5—1 оборот и повторите замеры.

Замер делается на подающем и обратном патрубке, максимально допустимая разница — 10 градусов

Когда разница достигает 3—7 градусов, регулировочные краны первых обогревателей закрываются на 50—70% (считайте по оборотам вентилей), средних – на 30—40%, последние приборы остаются полностью открытыми.

Обождите 20—30 минут, позволив батареям прогреться после новых настроек, затем повторите измерения. Задача – достигнуть нормальной разницы 2 °С (для протяженных магистралей допускается 3 градуса) между последним и первым прибором.

Повторяйте процедуру настройки, закручивая балансовые вентили на четверть или пол-оборота, пока не добьетесь одинакового прогрева всех батарей. «Прослушайте» каждый радиатор на предмет шума, указывающего на повышенный расход теплоносителя.

Важный момент. Не увлекайтесь чрезмерным закручиванием кранов, экономии таким образом не получите. Сравнивайте температуру на входе и выходе обогревателя – если разность превысит 10 °С, вентиль нужно отпускать. Из-за слишком малого расхода теплоносителя в комнате станет холодно.

Приблизительная регулировка батарей закрытой двухтрубной системы показана на примере схемы отопления двухэтажного дома. Почему приблизительная: число закрываемых батарей и количество оборотов крана сугубо индивидуально для каждой разводки, необходимо разбираться по месту. Если сомневаетесь в правильности своих действий, придавливайте теплоноситель постепенно, делая пол-оборота вентиля и повторяя замеры.

Как правило, однотрубная «ленинградка» из 3—4 батарей не нуждается в балансировке, достаточно слегка «прижать» первый радиатор. В попутной разводке (петле Тихельмана) нужно ограничивать первый и последний прибор. Нагляднее порядок регулировки покажет эксперт на видео:

Теплые полы и лучевая разводка

Поскольку контуры напольного обогрева и радиаторы лучевой схемы подключаются к общей гребенке, балансировка производится непосредственно на коллекторе. Способ настройки зависит от наличия ротаметров – прозрачных колб расходомеров, устанавливаемых на подающей или обратной линии.

Чтобы правильно настроить подачу теплоносителя по ротаметрам, следует рассчитать проток воды по каждой петле по формуле:

• G – массовый расход нагретой воды, протекающей по контуру, кг/ч;
• Q – количество тепла, которое должен выделить контур либо радиатор в помещение, Вт;
• Δt – разница температур на входе и выходе из петли, принимается расчетное значение 10 °С.

Мощность одного напольного контура Q определяется исходя из потребности в тепле отдельного помещения. Параметр считается по удельному соотношению 100 Вт/м² площади комнаты либо по методике вычисления нагрузки на отопление. Шкалы расходомеров размечены в л/мин, значит, результат нужно разделить на 60.

Пример расчета. На обогрев комнаты площадью 10 квадратов требуется 1 кВт теплоты. Потребление теплоносителя составит 0.86 х 1000 / 10 = 86 кг/ч или 86 / 60 ≈ 1.43 л/мин.

Уточнение. Если помещение большой площади поделено на 2 одинаковых греющих монолита с отдельными водяными петлями, расчетное значение расхода тоже делим пополам.

Дальнейшая балансировка петель теплых полов производится согласно инструкции:

1. В заполненной и опрессованной системе включите циркуляционный насос напольного отопления. Котел запускать не обязательно.
2. С помощью колпачков ручной регулировки закройте все термостатические вентили на второй части гребенки.
3. Полностью откройте первый вентиль и настройте соответствующий ему ротаметр. Нужный объем протока выставляется вращением нижнего кольца расходомера.
4. После настройки снова закройте вентиль и переходите к следующему контуру. В конце откройте все регуляторы и еще раз проверьте расход воды по ротаметрам.

Справка. На коллекторах разных производителей расходомеры ставятся на подающей либо обратной гребенке (конструктивно они тоже отличаются). Для регулировки максимального протока расположение ротаметров роли не играет.

Батареи лучевой разводки балансируются аналогичным образом. Для верности можно совместить 2 варианта – по расчетному расходу и температуре поверхности радиатора (способ описан в предыдущем разделе).

Схема регулирования потока ротаметром. Расход через каждый контур показывают контрольные шайбы в прозрачных колбах, единица измерения – литры в минуту

Если в целях экономии вас угораздило купить коллектор без ротаметров, настройка растянется на несколько дней. Задача – добиться одинаковой температуры в обратных трубопроводах всех петель. То есть, первичная установка делается примерно по мощности и длине контура, затем измеряется температура обратки и корректируется величина протока.

Для проверки балансировки теплого пола надо запустить отопительный котел. Негативный момент: после корректировки расхода придется ждать несколько часов, пока толща бетона прогреется, а температура обратных подводок стабилизируется.

Заключение

Радиаторная отопительная сеть с ветвями небольшой протяженности балансируется без особых проблем. Если длина плеч двухтрубной разводки сильно разнится, задача несколько усложняется. Но не стоит волноваться – перепад 3 градуса между последним и первым радиатором в данном случае считается нормой. Учтите один нюанс: балансировка отопления ведется при максимальном нагреве системы, в рабочем режиме температура воды снизится до 50…60 °С, разность 3 °С тоже уменьшится.

Источник