Достоинства и недостатки
Из способа организации циркуляции теплоносителя вытекает основной минус такого способа организации отопления: двойное количество труб по сравнению с основным конкурентом – однотрубной системой. Несмотря на такое положение затраты на приобретение материалов выше незначительно, а все из-за того, что при 2-х трубной системе используются меньшие диаметры и труб, и, соответственно фитингов, а стоят они намного меньше. Так что в результате затраты на материалы больше, но незначительно. Чего действительно больше, так это работы, а соответственно требуется и в два раза больше времени.
Двухтрубная система отопления обычного и лучевого типа
Этот недостаток компенсируется тем, что на каждый радиатор можно поставить терморегулирующую головку, при помощи которой система легко балансируется в автоматическом режиме, чего нельзя сделать в однотрубной системе. На таком устройстве выставляете желаемую температуру теплоносителя и она поддерживается постоянно с небольшой погрешностью (точное значение погрешности зависит от марки). В однотрубной системе можно реализовать возможность регулировать температуру каждого радиатора в отдельности, но для этого необходим байпас с игольчатым или трехходовым краном, что усложняет и удорожает систему, сводя на нет выигрыш в денежных средствах на приобретение материалов и времени на установку.
Еще один недостаток двухтрубки – невозможность ремонта радиаторов без останова системы. Это неудобно и это свойство можно обойти, если поставить возле каждого отопительного прибора на подаче и обратке шаровые краны. Перекрыв их, вы сможете снять и отремонтировать радиатор или полотенцесушитель. Система при этом будет функционировать сколь угодно долго.
Чтобы можно было компенсировать систему нужно ставить регулирующую арматуру на каждом радиаторе
Зато есть у такой организации отопления важное преимущество: в отличие от однотрубки, в системе с двумя магистралями на каждый отопительный элемент поступает вода одной температуры – сразу от котла. Хотя она стремиться пойти по пути наименьшего сопротивления и не распространятся далее первого радиатора, установка термостатических головок или кранов для регулирования интенсивности потока решает проблему. Есть еще одно преимущество – меньшие потери давления и более легкая реализация самотечного отопления или применение насосов меньшей мощности для систем с принудительной циркуляцией
Есть еще одно преимущество – меньшие потери давления и более легкая реализация самотечного отопления или применение насосов меньшей мощности для систем с принудительной циркуляцией.
Регулирующие вентили для радиаторов
Чтобы в ручном режиме отрегулировать работу отопительных приборов, используют специальные вентили. Такие краны реализуют с прямым или угловым подключением. Порядок, как регулировать батареи отопления с помощью этих устройств в ручном режиме, заключается в следующем.
При повороте вентиля опускается или поднимается запорный конус. В закрытом положении поток теплоносителя полностью перекрывается. Перемещаясь вверх или вниз, конус регулирует в большей или меньшей степени количество циркулирующей воды.
Благодаря данному принципу действия такие вентили также называют «механическими регуляторами температуры». Устанавливают их на батареи на резьбу, а к трубам подсоединяют фитингами, чаще всего обжимного типа.
Регулировочный вентиль, используемый для отопительных приборов, имеет следующие преимущества:
- устройство отличается надежностью, ему не опасны засоры и мелкофракционные абразивные частицы, присутствующие в теплоносителе – это касается исключительно качественных изделий, у которых конус клапана произведен из металла и тщательным образом обработан;
- изделие имеет доступную стоимость.
У регулировочных вентилей имеются и недостатки — каждый раз при использовании устройства его положение приходится менять вручную и по этой причине довольно проблематично поддерживать стабильный температурный режим.
Для того, кого не устраивает такой порядок, и он задумывается над тем как регулировать температуру батареи отопления другим методом, больше подойдет применение автоматических изделий, позволяющих держать под контролем степень нагрева радиаторов.
Проблемы балансировки контуров отопления
Большинство проблем балансировки вызываются низким качеством проектирования и неправильно выбранной схемой разводки.
Так, например, если для многоэтажного строения применена одноконтурная тройниковая схема – до дальних от стояка батарей на верхнем этаже будет доходить лишь малая толика тепла, а на первом этаже придется жить с открытыми окнами. Если разводка выполнена по однотрубной схеме, то балансировка отопления проводится на каждом этаже. В этом случае потребуется также балансировка стояков между собой.
Но, даже если разбить систему на отдельные контуры для каждого этажа, при большой протяженности трубопроводов тепла может также не хватить для тупиковой ветви дальних комнат.
Такая ситуация разрешается установкой двух или более контуров на этаже. Длину труб в контурах стараются сделать приблизительно равной- так их легче будет балансировать. Это приведет к повышенным затратам на трубы и установку распределительных коллекторов с регулирующей арматурой, но быстро окупится за счет экономии энергоресурсов.
Как выбирать оборудование для балансировки
Дроссельное регулирование предполагает наличие клапанов, предварительная настройка которых должна быть в пределах не менее ±40% от номинальных значений. Такое ограничение связано с тем, что фактические изменения напора в системе отопления частного дома при дросселировании не уменьшаются ниже порогового значения в 0,8 от предельно возможного. Дальнейшее снижение напора может привести к возникновению гидроудара в системе отопления и аварийному выходу циркуляционного насоса из строя.
Указанное ограничение присуще главным образом для малоразветвленных систем отопления. При более сложных разводках – двухтрубной и особенно лучевой – возможности дросселирования существенно возрастают. Поэтому напор в таких случаях допустимо уменьшать и на 30%. При монтаже таких систем отопления целесообразно устанавливать насос с напором, большим расчетного. Тогда появляется возможность эксплуатировать насос при меньших значениях напора, что, соответственно, приведет к снижению его энергопотребления.
Термостат для балансировки отопительной системы в доме
Отдельно следует рассмотреть вопрос о рациональном выборе балансировочного и запорного вентилей. Исходным параметром является диаметр трубопровода прокачки теплоносителя в системе отопления. Чем больше размер вентиля, тем грубее настройка системы отопления. Расчеты показывают, что:
- При использовании одного оборота шпинделя у балансировочных кранов для системы отопления, качество и точность балансировки уменьшаются в 2-3 раза.
- Небольшой ход шпинделя приводит к более качественному дросселированию потока теплоносителя. Оптимальным числом являются 3-4 оборота, при большем их количестве точность балансировки уже не изменяется.
Запорные вентили выбираются по показателю их сопротивления: чем оно меньше, тем хуже качество балансировки. Считается, что приборы пригодны для выполнения балансировки, если в процессе их использования реализуется не менее половины полезного хода штока.
Окончательная настройка системы отопления производится непосредственно при балансировке. Измерение давления потока теплоносителя выполняется при помощи манометра.
Гидравлическая и тепловая регулировка системы отопления
Регулировка систем осуществляется для обеспечения распределения проектных расходов теплоносителя по всем циркуляционным кольцам. Теплоотдачу СО можно регулировать двумя способами: качественно и количественно (рис. 2).
Качественное регулирование — это изменение теплоотдачи за счёт изменения температуры теплоносителя t1 и t2 и, соответственно, температурного напора отопительного оборудования Δt .
Качественное регулирование осуществляется в котельной, индивидуальном тепловом пункте и смесительном узле. В котельной температура теплоносителя изменяется за счёт изменения количества сжигаемого топлива или смешивания теплоносителей; в ИТП при закрытой схеме — за счёт изменения расхода греющего теплоносителя; в ИТП при открытой схеме присоединения системы отопления и в узлах смешивания — смешиванием подающего и обратного теплоносителя.
Количественное регулирование — это изменение теплоотдачи за счёт изменения расхода теплоносителя G [кг/ч].
Количественное регулирование в первую очередь направлено на гидравлическую увязку системы, то есть настройку распределения потоков между циркуляционными кольцами.
Настройка системы отопление заключается в обеспечении равномерности прогрева системы отопления и равномерности распределения теплоносителя. В практике наладки и эксплуатации систем отопления применяются оба способа одновременно.
Итак, приступим к наладке небольшой двухтрубной системы отопления (рис. 3). Наша цель — обеспечить равномерное, требуемое распределение тепла.
Без регулировки системы отопления в системе наступит равновесие (то есть Δр1 = Δр2 = Δр3 = рразрег) и расход теплоносителя распределится так, как ему будет удобней и основной объём воды пойдёт по пути наименьшего сопротивления. Последнее объясняется тем, что данный путь будет пролегать через отопительный прибор №1, то есть G1 > G2 (G1ф > G1тр, G2ф < G2тр, G3ф < G3тр).
В свою очередь, это повлечёт за собой неравномерное распределение теплоотдачи, «перетоп» воздуха в помещении №1 и «недотоп» помещениях №2 и 3. Человек, находящийся в помещении №1, откроет окна, а в помещениях №2 и 3 «протянет ноги» в поисках тёплого места.
Регулировка заключается в изменениях расхода теплоносителя, а также сопротивлениях циркуляционных колец, которые мы варьируем за счёт уменьшения или увеличения площади проходного сечения в балансировочном вентиле. В нашем примере необходимо так прикрыть вентиль №1, 2 и 3, чтобы повысившееся сопротивление циркуляционного кольца Δр1, Δр2 и Δр3 привело к перераспределению расходов теплоносителей G1, G2 и G3.
Гидравлическая увязка потоков на практике может осуществляться несколькими методами :
- последовательного приближения к заранее заданному расходу (также его можно назвать «метод проб и ошибок» или «метод научного тыка»);
- температурным;
- проектным;
- пропорциональным;
- компенсационным;
- компьютерным.
Стоит отметить, что при наладке целесообразно использовать комбинацию методов, учитывая при этом особенности смонтированной системы отопления.
Способы и последовательность балансировки СО
Провести регулировку можно двумя способами:
- По количеству теплоносителя исходя из расчетных значений по расходу.
- По температуре на каждом отопительном приборе в контуре.
Первый метод применяют, если система отопления выполнена со всеми необходимыми расчетами по расходу теплоносителя на каждом отдельном участке контура. Обычно, такие данные являются неотъемлемой частью проекта. Кроме этого, потребуется наличие регулировочной арматуры на каждом контуре СО и специального прибора для балансировки системы отопления, который подключается к балансировочным вентилям, расположенным на «обратке» каждого контура.
Суть данного способа в определении реального и регулировке необходимого (приближенного к расчетным) расхода теплоносителя.
- Достоинство данного способа: точность.
- Недостатки: сложность реализации и наличие дорогостоящего анализатора.
Второй метод применяют, ели требуемых расчетов для системы отопления произведено не было. Главными приборами, которые будут отвечать за настройку, являются балансировочные краны для системы отопления, которые необходимо будет установить на обратном трубопроводе из каждой батареи. Потребуется поверхностный (можно инфракрасный) термометр, благодаря которому будут производиться замеры температуры поверхностей всех отопительных приборов.
Процесс балансировки СО производится на каждом отопительном приборе каждого контура отдельно. Допустим, в ветке находится ПЯТЬ радиаторов. На самом ближнем (к теплогенератору) отопительном приборе, кран открывается на 1 оборот. На втором – на два и так далее. На последней батарее балансировочный вентиль для системы отопления открывается полностью. Далее производятся замеры температуры на радиаторах, равномерность нагрева которых регулируется поворотами вентилей в ту или другую сторону.
- Достоинства: Простота процесса
- Недостатки: низкая точность балансировки; длительность процедуры замеров температуры благодаря инерционности СО.
Подобная последовательность действий нужна и при балансировке однотрубных СО. Разница лишь в том, что для настройки количества теплоносителя, попадающего в радиаторы, применяются игольчатые вентили.
Существует и третий способ балансировки СО – дроссельными шайбами, установленными либо на подачу, либо на обратку. Шайбы имеют различное проходное сечение, которое рассчитывается для получения расчетного значения расхода теплоносителя. Устанавливаются шайбы во внутреннюю резьбу арматуры.
Выводы. Балансировка необходима для нормального функционирования СО. Делается она после окончания монтажных работ, замены радиаторов и оборудования, изменения конфигурации отопительной системы. Для выполнения настройки требуется специальное оборудование – балансировочные вентили.
Совет: Для максимальной эффективности проведения данных мероприятий, рекомендуется воспользоваться услугами высококвалифицированных специалистов, которые не только выполнят необходимые работы, но и будут нести за них ответственность.
Качественное обустройство отопительной системы не заканчивается монтажом всего необходимого отопительного оборудования – котел, насос, радиатор и т.д. Этого недостаточно для того, чтобы отопление работало эффективно и справлялось с возложенными на него функциями «на ура». Любая система нуждается в грамотной регулировке и настройке, и отопительная не является исключением.
Для того, чтобы вся система работала правильно, ее нужно настроить
Для этого проводится такая процедура, как балансировка. Цель ее – распределить теплоподачу по комнатам так, как необходимо хозяину. Сегодня балансировку можно осуществить, полагаясь только лишь на свои силы, или прибегнув к помощи профессионалов.
Нередко можно встретить одно весьма ошибочное мнение, но достаточно распространенное. Некоторые люди считают, что в балансировке нуждаются только крупные здания, в то время как в частных домах и маленьких строениях она не обязательна. Естественно, это заблуждение. Балансировка является необходимым процессом для всех строений, в которых установлена система отопления, тем более для домов, в которых проживают люди. Если пренебречь ею, то тепло будет направлено на некоторые участки в избыточных количествах, а на других, наоборот, будет ощущаться его недостаток. Основополагающая «миссия» балансировки как раз и заключается в том, чтобы не допустить подобных ситуаций. Вся система – радиаторы, котел и все остальные элементы будут работать как одно целое и равномерно обогревать строение.
Балансировка требуется как для крупных зданий, так и для небольших
Особенности работы с разными видами разводки
Однотрубные системы отопления поддаются балансирующей регулировке наиболее просто. Всё благодаря тому, что суммарный проток через радиатор и связывающий байпас всегда одинаков и не зависит от пропускной способности установленной арматуры. Поэтому в системах типа «Ленинградка» работа ведётся не столько над балансировкой протока, сколько над уравнением количества тепла, выделяемого теплоносителем в радиаторах. Говоря проще, главная цель балансировки в таком случае — обеспечить, чтобы к наиболее удалённому радиатору вода поступала при достаточно высокой температуре.
В двухтрубных тупиковых системах действует несколько иной принцип. Каждый радиатор системы представляет собой своего рода шунт, гидравлическое сопротивление которого ниже, чем у всей остальной группы, расположенной далее по направлению протока. Из-за этого значительная часть теплоносителя протекает через шунт обратно к тепловому узлу, в то время как циркуляция далее по системе имеет гораздо меньшую интенсивность. В таких системах отопления приходится трудиться именно над выравниванием протока в каждом радиаторе путем изменения пропускной способности арматуры.
Двухтрубные попутные системы отопления балансировки не требуют вовсе, но при этом имеют сравнительно высокую материалоёмкость. В этом вся прелесть петли Тихельмана : путь, который проходит теплоноситель в цепи каждого радиатора, примерно одинаков, благодаря чему эквивалентность протока в каждой точке системы поддерживается автоматически. Похожим образом дело обстоит с лучевыми системами отопления и водяным тёплым полом: выравнивание протока выполняется на общем коллекторе по поплавковым расходомерам.
Настройка в частном доме
Иногда можно слышать от владельцев частных домов ошибочное суждение, что балансировка отопительных систем нужна только в больших зданиях. Или они считают, что настройку оборудования можно и не проводить, а регулировки делать по мере надобности. Как уже упоминалось ранее, в любой системе отопления, сложной или простой, происходят физико-химические процессы. И если гидравлическое сопротивление рабочей среды достигнет предельных значений, то может случиться аварийная ситуация или даже что-то непоправимое.
Поэтому это заблуждение полностью лишено логики. Там, где проживают или работают люди, балансировка систем отопления просто необходима. Ее миссия не только в обеспечении комфорта, но и безопасности. Все элементы должны работать в оптимальном режиме как одно целое, чем обеспечивается еще и экономия расходов на оплату энергоресурсов.
Чтобы минимизировать риски при эксплуатации индивидуальной системы отопления, нужно иметь базовые представления, что такое балансировка, и зачем ее проводить в принципе. Если вы поручили это дело мнимому мастеру, и он уверяет вас, что система уже грамотно спроектирована, и для настройки достаточно вычислений инженера, тогда целесообразнее балансировку заказать в другой компании. Часто реалии существенно отличаются от теории, когда нужной температуры в здании не удается достичь.
Каждый руководитель жилищного хозяйства, домоуправления, каждый владелец дачи, частного дома или коттеджа обязан знать и должен понимать значимость балансировки и ее первостепенную необходимость и в централизованном отоплении, и в индивидуальном. Отопительная система не может быть готова к эксплуатации без проведения настройки оборудования, а в общественных, жилых и производственных зданиях ее использование не допустят надзорные органы в законодательном порядке.
Работа с однотрубной и двухтрубной системой
Стоит сразу сказать, что процедура балансировки различается в зависимости от того, с какой системой вы работаете. Для однотрубной и двухтрубной процедура одна, для коллекторной и теплых полов — другая. Начнем с первой.
Суть процедуры проста. Необходимо сначала измерить текущий температурный режим у всех радиаторов. При обнаружении критической разницы в показателях гармония достигается путем регулировки потока с помощью специальных балансировочных кранов, расположенных у входа в батарею. Пошагово процедура выглядит следующим образом.
- После того как котел прогрел теплоноситель до максимально возможной температуры, откройте все клапаны, отвечающие за регулировку тока.
- измерьте температуру жидкости на выходе ее из котла. Для этого необходимо приложить электронный контактный термометр к тому патрубку, с помощью которого к водонагревателю подсоединяется труба, ведущая к радиаторам и прочим отопительным приборам.
- Перейдите к радиатору, который расположен ближе всего к котельной. По очереди приложите термометр к трубам, по которым теплоноситель подается и уходит. В идеале, разница температур должна составлять не более 10 градусов между притоком и оттоком. Если этот показатель в норме, то с данным радиатором проблем нет.
- Произведите проверку каждого радиатора точно так же, как описано в третьем пункте. Результаты наблюдений обязательно записывайте.
- Теперь сравните показатели, полученные на входной трубе первой и последней батареи в контуре. Если разница находится в пределах двух градусов, то у первой пары радиаторов прикройте балансировочные вентили на пол-оборота или на целый оборот. Затем снова произведите измерения.
- Когда добьетесь таким образом разницы от трех до семи градусов между первой и последней батареей, у первых двух радиаторов снова прикройте вентили, теперь уже процентов на 50–70. У обогревателей, расположенных в середине контура, произведите ту же процедуру, но на 30–40 процентов. Радиаторы, завершающие систему, не трогайте.
- После проведения всех этих процедур подождите полчаса. За это время радиаторы прогреются уже с учетом нововведений. Снова произведите замеры. Если разница между первым и последним радиатором составляет 2–3 градуса, то все нормально. Если нет, то снова повторите настройку каждого обогревателя. Вентили следует перекрывать понемногу, на четверть или половину оборота. Когда добьетесь того, чтобы температура во всех прогретых батареях стала одинаковой, процедура будет завершена.
Такая процедура прекрасно подходит для балансировки двухтрубной закрытой отопительной системы. Конечно, количество оборотов вентилей во время регулировки может варьироваться — все зависит от конкретно вашего дома. Поэтому не поворачивайте их сразу сильно, лучше все делать постепенно. С помощью терпения и регулярных замеров вы сможете добиться идеального результата.
Что касается однотрубной системы, к контуру которой обычно подсоединено не более четырех радиаторов, то она не нуждается в таком дотошном подходе. Как правило, ее регулировка производится путем небольшого перекрытия притока теплоносителя в батарею, которая размещена ближе всех к нагревательному котлу.
Особенности однотрубной системы
Однотрубная система отопления частного дома подразумевает последовательное прохождение теплоносителя по всем радиаторам, которые имеются в системе. При этом вода или другая жидкость, идущая по магистрали, отдаёт часть своего тепла в первый радиатор, что способствует снижению температуры теплоносителя.
Однотрубное отопление частного дома тем и плохо, что температура нагрева последнего в цепи радиатора значительно ниже, чем первого. Этот недостаток можно достаточно легко устранить. Для этого необходимо увеличивать последовательно число секций в батареях. При этом, чем дальше радиатор находится от начальной точки магистрали, тем больше секций он должен содержать. Это один из самых главных недостатков, который имеет однотрубное отопление.
Однотрубное подключение радиаторов отопления достаточно сложный и трудоёмкий процесс, в котором очень важно произвести правильные расчеты количества секций. Однотрубная система отопления двухэтажного дома и однотрубная система отопления одноэтажного дома по своей сути достаточно сильно различаются
В настоящее время применяются горизонтальная однотрубная система отопления и вертикальная однотрубная система отопления. Так же создаются схемы, которые учитывают принудительную или естественную циркуляцию жидкости по системе. Не для всех случаев подходит естественная циркуляция, но иногда лучше использовать именно её
Однотрубная система отопления двухэтажного дома и однотрубная система отопления одноэтажного дома по своей сути достаточно сильно различаются. В настоящее время применяются горизонтальная однотрубная система отопления и вертикальная однотрубная система отопления. Так же создаются схемы, которые учитывают принудительную или естественную циркуляцию жидкости по системе. Не для всех случаев подходит естественная циркуляция, но иногда лучше использовать именно её.
Составные части однотрубной системы
Составные части однотрубной системы
Если реализация однотрубной системы отопления осуществляется своими руками, то всегда необходимо помнить о том, что байпас, а так же все самостоятельные элементы системы должны иметь возможность перекрываться вентилями. Это делается для того, что бы в случае выхода их из строя можно было без особых проблем произвести последующую замену или ремонт.
Горизонтальная однотрубная система отопления
Данная схема однотрубного отопления частного дома подразумевает применение в одноэтажных конструкциях. Только здесь можно её реализовать. Её ещё иногда называют однотрубной системой отопления Ленинградка. Схема подключения однотрубной системы отопления в данном случае очень даже простая.
Прокладывается магистраль либо над полом, либо в конструкции самого пола. При этом в обязательном порядке необходимо уменьшить теплоотдачу магистрали, а для этого систему необходимо утеплять. Все трубы в данной системе лучше устанавливать под определённым углом, а радиаторы можно монтировать на одном уровне.
Иногда горизонтальная однотрубная система устанавливается и в частных двухэтажных домах. Однотрубная схема отопления двухэтажного дома получается несколько сложнее, чем в одноэтажной конструкции. Здесь дополнительно в систему вводится стояк, который подаёт жидкость на второй этаж. Если имеется такая возможность, то стояк нужно врезать до первого радиатора, который расположен на первом этаже.
В данной системе регулировку температуры можно сделать поэтажно. Однотрубная система отопления многоэтажного дома может быть выполнена по такому же принципу, однако всегда нужно помнить, что потерь тепла в данной ситуации не избежать. На верхних этажах всегда будет значительно холоднее, чем на нижних.
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.
- циркуляционный насос с соответствующей функцией (в некоторых случаях на имеющийся насос устанавливается съемная голова насоса, предназначенного для балансировки системы);
- смартфон и специальное программное обеспечение;
- модуль беспроводной связи, устанавливаемый на голову насоса.
Электронная балансировка системы производится в четыре этапа:
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.
Методы и порядок осуществления балансировки
Существует два основных метода сбалансировать приборы обогрева:
- Простой. Он же является наиболее трудоемким. Во время корректировки положения балансировочных клапанов осуществляются многократные замеры их показаний.
- Сложный. Отличается надежностью, так как предполагает разбивку системы на модули (отдельные приборы обогрева или их группа). Каждый модуль оборудуется балансировочным клапаном, обеспечивающим его автономность. Общая мощность отопительной системы принимается за 100%, а показания отдельных частей превращают в доли (20%, 40% и так далее). Далее каждый модуль регулируется отдельно до того момента, пока показатель не будет соответствовать нужному значению.
Замер показаний балансировочного клапана
Это удобно и в плане эксплуатации, когда при необходимости легко меняется температурный ражим. Число клапанов балансировки может увеличиваться постепенно, начиная с одного устройства в области циркуляционного насоса.
