Очень часто у владельца дома нет проектной документации, и систему проектирует и монтирует талантливый сварщик дядя Ваня. Тогда остается только отрегулировать каждый радиатор в зависимости от температуры.
Балансировка системы отопления. Балансировка температуры в помещении
Зима в России, как обычно, приходит неожиданно, обнажая все проблемы с отоплением. Самая распространенная проблема, с которой я сталкиваюсь в своей практике, – неравномерный прогрев помещений.
Откуда берется эта проблема?
Львиная доля систем отопления рассчитывается по старинке – "100 ватт на м2 отапливаемой площади". Производители котлов подтверждают это распространенное заблуждение. Например, в описании 20-киловаттного котла указано, что он способен обогреть до 200 м2, хотя это, мягко говоря, неправда. С таким же успехом можно сказать 10 м2 или 400 м2.
Такой способ выбора мощности радиатора не учитывает фактические теплопотери в каждом помещении, которые могут быть очень далеки от средних значений. А средние значения, при современных требованиях к изоляции, колеблются от 16 до 40 ватт на м2, 100 ватт на квадратный метр (приблизительно) теряется в старых советских зданиях, большинство из которых уже утеплены. Но и это "средняя температура по больнице", а на самом деле угловые комнаты сопоставимой площади теряют больше тепла через две уличные стены, комнаты с панорамным остеклением также требуют больше тепла на единицу площади, чем комнаты с обычными окнами.
В результате 8 из 10 домов имеют проблему неравномерного отопления. Часто это усугубляется тем, что радиаторы расположены на одной стороне, а температура радиаторов на дальней стороне гораздо ниже, чем на ближней. В результате разница температур между комнатами может быть весьма ощутимой. Приходится либо мириться с некомфортной температурой в некоторых комнатах, либо отапливать с запасом, открывая окна там, где жарко, пуская тепло впустую, что стоит немалых денег.
Что же делать?
Зачем нужен баланс?
Каждая система отопления – независимо от ее типа – должна обеспечивать подачу в радиаторы расчетного объема теплоносителя, чтобы они могли, в свою очередь, правильно обогревать помещение. Каждый радиатор должен получать столько горячей воды, сколько ему необходимо. Ни в коем случае не меньше и, желательно, не больше. Однако все мы знаем, что большее количество воды всегда идет по пути наименьшего сопротивления.
Это означает, что если не выполнена гидравлическая балансировка системы отопления, большая часть тепла будет поступать к радиаторам, расположенным ближе всего к батарее котла, а самые удаленные радиаторы не получат почти ничего. В одних комнатах жарко, в других холодно. Это означает, что котел работает не на низком или низком уровне энергии, а с максимальной эффективностью. На рисунке ниже показано распределение тепла в системе в двух вариантах: несбалансированном и правильно настроенном:
Таким образом, гидравлическая балансировка необходима для:
- равномерного нагрева всех радиаторов,
- котел работает в нормальном режиме и экономит энергию,
- избежать шума, связанного с большими объемами воды, протекающей с высокой скоростью через близлежащие радиаторы.
Внимание. Небольшие двухтрубные системы с 4-6 агрегатами, установленные с предварительными гидравлическими расчетами и четко определенными диаметрами труб, не требуют специальной балансировки.
Методы балансировки
Процедура балансировки может быть проведена в домашних условиях двумя способами
- с помощью электронного расходомера на основе рассчитанного расхода теплоносителя,
- приблизительная балансировка по температуре.
Первый способ является наиболее точным и требует проектирования и гидравлического расчета системы с указанием расхода воды на каждом участке трубопровода. Без этого точная настройка системы невозможна. В крайнем случае, вы можете произвести расчеты самостоятельно или попросить об этом специалиста. Второй компонент – это регулирующий клапан, установленный на каждом ответвлении или стояке. Третий – специальное электронное балансировочное устройство, которое подключается к соответствующим фитингам.
Внимание! Полнопроходные шаровые краны не являются регулирующей арматурой; они предназначены для полного перекрытия или открытия пути теплоносителя. То же самое относится и к термостатическим радиаторным клапанам, функция которых заключается в количественном регулировании тепла, подаваемого в радиатор, в зависимости от температуры в помещении.
Идея заключается в том, чтобы определить фактический расход на каждом ответвлении или стояке в системе с помощью измерительного прибора. Для этого на ответвлении обратной трубы необходимо установить балансировочный клапан с соединениями для электронного прибора. Получив график расхода, указанный для каждой ветви, просто подключите прибор к соединениям клапана и отрегулируйте необходимый расход, поворачивая шпиндель. Таким же образом балансируется система отопления в многоэтажном доме.
Внимание. В настоящее время на рынке имеются балансировочные клапаны с расходомерной колбой, которая позволяет производить грубую регулировку без счетчика.
Если все было спроектировано и рассчитано правильно, все радиаторы на регулируемом стояке или ответвлении будут получать нужное количество тепла. Нет необходимости регулировать каждый радиатор этим методом, особенно если он оснащен термостатом.
Необходимость балансировки
Целью расчетов при проектировании внутреннего контура отопления является определение теплопотерь в каждой комнате дома. Это необходимо для расчета мощности оборудования, достаточной для компенсации этих потерь. В частности, теплоотдача позволяет подобрать радиаторы для каждой комнаты и спроектировать систему подогрева пола. Однако даже при профессиональных расчетах невозможно получить идеальный результат по следующим причинам:
- Теплоотдача радиаторов является переменным параметром, поэтому она скачкообразно изменяется от прибора к прибору;
- температура теплоносителя, поступающего в радиаторы, постоянно снижается, если приборы соединены последовательно с системой, выполненной в виде тройника. Это происходит потому, что в этом случае теплоноситель отдает часть своего тепла в каждом радиаторе. Следовательно, когда он поступает в следующий блок, его температура ниже, чем в предыдущем теплообменнике.
Температура теплоносителя снижается в каждом последовательно соединенном аккумуляторе
- Через радиаторы, расположенные ближе к теплогенератору, проходит больше теплоносителя, если сеть состоит из труб одинакового диаметра.
- Теплообмен происходит не только через радиаторы, но и через открытые трубы.
Сбалансировав систему отопления, можно рационально использовать количество потребляемой энергии. В противном случае для достижения желаемой температуры в помещении необходимо повысить КПД котла и увеличить мощность электрического циркуляционного насоса. Однако даже эти меры не обеспечат оптимального обогрева помещений. После их проведения воздух в комнатах, расположенных вблизи котла, будет очень горячим, а в отдаленных жилых помещениях температура все равно не будет соответствовать стандартным значениям. Если не принять меры по исправлению ситуации, расходы на отопление возрастут, а срок службы основного оборудования сократится.
Используемое балансировочное оборудование
Для проведения работ используется запорно-регулирующая арматура и специальные измерительные приборы.
Специальная арматура
В эту группу изделий входят балансировочные клапаны. Они не только перекрывают трубопровод, но и позволяют регулировать отопительный контур. При балансировке систем отопления очень точное изменение сечения потока происходит с помощью запорно-регулирующей арматуры.
Они устанавливаются в отопительных контурах домов:
- механические статические изделия, которые управляются вручную и используются для изменения и поддержания расхода в пределах требуемых значений при запуске отопительного контура;
- динамические балансировочные изделия, которые являются автоматическими и используются для предотвращения изменения расхода при различных условиях системы;
динамические клапаны (автоматические)
- дифференциальные устройства, позволяющие контролировать давление подачи и обратки и поддерживать их разность между двумя определенными точками отопительного контура.
Механический балансировочный клапан позволяет плавно изменять количество жидкости. Он оснащен ручкой, вращение которой позволяет установить необходимый расход. Это значение контролируется по шкале на корпусе клапана.
Статические клапаны используются в контурах с постоянным давлением. Эти устройства изменяют количество жидкости и позволяют полностью перекрыть радиаторы. Существуют модели, в конструкции которых предусмотрены ниппели. Они используются для измерения давления и расхода.
Автоматические клапаны используются для гидравлической балансировки системы отопления путем быстрого изменения проходного сечения труб, используя в качестве исходных данных перепад давления и расход теплоносителя. Такие клапаны устанавливаются попарно на каждой трубе. На стороне подачи автоматический клапан регулирует расход, а на обратной стороне предотвращает резкие перепады давления, выравнивая их.