Отзыв: НПО «Центр энергетических технологий»

НПО «Центр энергетических технологий»  выражает благодарность за  проведение в 2012 г. работ по проектированию, поставке и монтажу блочно-модульной котельной мощностью 24,272 МВт в с. Приволжье.

Посмотреть все отзывы

Статья: Рекомендации по выбору теплоносителей для систем отопления

В настоящее время на российском рынке присутствует огромный выбор антифризов, предотвращающие размораживание системы в случае остановки котла. Однако, какой из них менее токсичен, какой из них приводит к меньшей коррозии оборудования? Какие антифризы лучше западные или отечественные? Подробнее в статье.

Современные схемы систем отопления

Оценка эффективности присоединения отопительных приборов к этим системам

Корректное сопоставление наиболее популярных схем современных систем отопления и способов присоединения отопительных приборов теплопроводом этих систем дает основание для вывода оптимального решения, как при строительстве новых объектов, так и при реконструкции.

В классическом понимании отопительная сеть имеет следующий состав:

  • котел, нагревающий жидкий теплоноситель (как правило, это обыкновенная вода);
  • система доставки жидкого теплоносителя в отапливаемые помещения;
  • отопительные радиаторы, посредством которых от жидкости передается тепло в помещение.

И если проблемы, касающиеся теплового оборудования и отопительных радиаторов, освещаются достаточно часто и подробно, в силу их существенного и непосредственного влияния на сезонную производительность тепловых сетей, то вопросы по системе доставки жидкости-теплоносителя чаще всего затрагиваются вскользь без необходимого анализа последствий, которые имеет распределение тепла для тепловой эмиссии отопительных радиаторов, а также общей сезонной производительности.

Сейчас редко где можно встретить схему распределения на основе большого числа отопительных стояков, когда несколько радиаторов одной квартиры подключаются к разным вертикальным колоннам, общим для ниже- и вышестоящих квартир.

Чаще всего применяется схема доставки жидкости-теплоносителя до отдельных квартир горизонтального типа, поскольку такая конфигурация имеет следующие преимущества:

  • существенное сокращение пассивной тепловой дисперсии за счет ограничения числа стояков и размещения их в центральной части здания;
  • упрощение идентификации питающего трубопровода отдельных квартир;
  • упрощение снятия показаний расхода и независимого регулирования отдельных зон централизованных сетей;
  • сокращение затрат на установку и сроков монтажа оборудования.

Наиболее популярными на сегодня считаются:

  • распределение через компланарный коллектор;
  • монотрубное распределение.

Тепловая сеть на основе компланарного коллектора

Основная особенность такой сети — наличие специального двойного коллектора, где питающие и возвратные отводы чередуются по оси коллектора, что существенно уменьшает установочные габариты трубопровода при прокладке по полу.

Такая система позволяет питать каждый радиатор соответствующей квартиры двумя трубами (подача и возврат) с отводом от соответствующих креплений на коллекторе, при этом последний размещается по возможности в центре квартиры для минимизации потерь нагрузки в контурах отдельных отопительных радиаторов.

Главное преимущество такой схемы распределения, называемой иногда «паутина», состоит в том, что она дает возможность использовать для подводки теплоносителя к отдельным радиаторам трубы меньшего диаметра. Причем чаще всего это трубы из меди, но встречаются также пластмассовые или многослойные, которые укладываются практически мгновенно.

Параллельное соединение отопительных радиаторов позволяет питать их водой постоянной температуры, в силу чего эксплуатационные условия близки к условиям максимальной тепловой производительности и, следовательно, максимальной экономии в количестве отопительных секций.

Расчет сети также достаточно прост, поскольку основан на схеме классической двухтрубной распределительной сети.

Установив тепловой перепад (как правило, порядка 10-12 °С) для каждого радиатора, у которого известна тепловая эмиссия, совпадающая с потребностью в тепле обслуживаемого помещения, определяется расход жидкости-теплоносителя в радиаторе.

По параметрам геометрии и длине трубопровода рассчитываются соответствующие диаметры и последующие потери нагрузки для всех контуров, протянутых от коллектора.

Балансировка сети выполняется двумя основными методами:

Метод наименее благоприятного контура

Если известен необходимый напор в наименее благоприятном контуре, все остальные балансируются под данное значение через регуляторы непосредственно на самих радиаторах либо через регулирующие клапаны на коллекторе.

Метод предустановленного коллекторного напора

Рекомендуется главным образом для сетей, где стояки обслуживают большое число коллекторов.

После выполнения расчета сети основных стояков определяется зональный напор (как правило, 10-15 кПа) на каждом коллекторе, при этом разница между смежными этажами берется порядка 1 кПа.. Используя тот же тепловой перепад 10-12 ° С, определяется теорети;ческий расход в каждом контуре, а затем величина средней линейной потери нагрузки.

Таким образом, у нас имеется возможность определить фактический расход каждого контура и фактический тепловой перепад и, следовательно, грамотно рассчитать отопительные радиаторы.

Методика очень хорошо подходит для компьютерного расчета.

Как вариант в качестве отправных параметров вместо температурного перепада можно взять диаметр трубопровода и определить возможный расход на предустановленный зональный напор. В этом случае, однако,может получиться так, что в наименее благоприятных контурах скорость движения жидкости-теплоносителя может превысить предельно допустимое значение.

Балансировка сети с регулируемой мощностью (контуры, где имеются радиаторы с термостатическими и/или электротепловыми клапанами) позитивно влияет на работу коллекторов с регулируемым давлением, когда мощность жидкости-теплоносителя акцентируется на возврате, где дифференциальное давление между подачей и возвратом в коллекторе превышает 20 кПа, что вполне достаточно для питания терминалов и бесшумной работы системы.

Монотрубная тепловая сеть

Принцип, на котором основаны различные варианты монотрубных сетей, состоит в том, что и вход, и выход некоторого числа отопительных радиаторов (от трех до максимум шести) подключены к одному трубопроводу, питающему их по очереди.

Получаемый в результате контур называется «кольцевым». Каждое кольцо здесь подключено к соответствующим стоякам всех обслуживаемых этажей.

Преимущества сети такого типа, помимо тех, что уже упоминались выше в описании горизонтального распределения, следующие:

  • чрезвычайная быстрота установки в силу применения трубопро;вода из таких гибких материалов как медь, пластмасса и многослойные материалы;
  • минимум горизонтального трубопровода;
  • чрезвычайная гибкость конфигурации сети, что, например, особенно важно при реконструкции, когда необходимо минимизировать перекладку существующих полов.

Наряду с преимуществами метод имеет ряд недостатков, а именно:

  • последовательное подключение отопительных радиаторов ведет к постепенному снижению их температуры питания и, как следствие, снижению излучающей мощности отдельных радиаторов, более или менее выраженному в порядке следования «в кольце»
  • по сравнению с коллекторной монотрубной системе нужно более высокое давление в сети;
  • корректный расчет требует особенно тщательных вычислений.

Питание отопительных радиаторов может быть последовательным и параллельным, о чем рассказывается ниже.

Контур с последовательными отопительными радиаторами

На сегодня это практически единственная применяемая модель организации отопительной сети. Она предусматривает подачу всей массы жидкости-теплоносителя каждого контурного «кольца» на первый отопительный радиатор, на выходе из которого она теряет несколько градусов (в зависимости от фактического теплообмена). После чего вся эта масса поступает во второй отопительный радиатор и так далее через все включенные в «кольцо» радиаторы. Основной элемент таких сетей — специальный клапан, называемый четырехходовым, который обеспечивает питание радиатора с одной подводки. Подключение на батарею двухходовое, на два канала — вход и выход жидкости-теплоносителя из «кольца».

Частично перекрывая клапан через внутренний байпас, можно перепустить определенную отопительную мощность непосредственно на следующий радиатор, а в случае поломки или замены последнего можно вообще отключить его от действующей сети.

Расчет контура производится с учетом следующих обстоятельств:

  • сеть делится на «кольца» соответствующей мощности, и для медного трубопровода, например, берутся тепловой перепад между подачей и возвратом порядка 12 °С;
  • по каждому «кольцу» определяются значения тепловой потребности отапливаемых помещений (шесть — максимально возможное число радиаторов), и рассчитывается фактическая тепловая мощность каждого;
  • на основе принятого теплового перепада (12 °С, максимально 15 °С) определяется расход жидкости-теплоносителя;
  • определяется диаметр «кольца» и рассчитываются параметры потерь нагрузки;
  • аналогичные действия выполняются по всем «кольцам» каждого этажа, после чего определяются необходимые меры по балансировке;
  • при известной мощности «кольца», мощности каждого из подключенных отопительных радиаторов определяют соответствующий частичный тепловой перепад, его среднюю температуру, фактическую тепловую производительность и необходимое число излучающих элементов.

Подключение отопительных радиаторов к распределительной сети

В отношении подключения отопительных радиаторов к своему контуру можно утверждать, что располо;жение отводов, хотя и в известных пределах, может обусловливать фактическую производительность отопительного радиатора.

Такое расположение применяется при испытаниях на определение тепловой мощности радиаторов в соответствии с требованиями регламента UNI EN 442-2. Оно позволяет увеличивать число отопительных элементов, в том числе уже после завершения монтажа сети. Кроме того, термостатический клапан (если установлен) располагается здесь на высоте, близкой к зоне нормальной жизнедеятельности, и может функционировать в условиях теплового комфорта. По сравнению с вариантом входа и выхода с противоположных сторон сокращение тепловой мощности здесь не превышает 4 % от номинальной.

Вход вверху, выход внизу с противоположной стороны

Данное решение применялось в испытательных камерах в соответствии с требованиями прежнего регламента UNI 6514/87. Оно весьма эффективно для очень длинных радиаторов, но не позволяет в дальнейшем производить замены элементов отопительных радиаторов. Потерь тепловой производительности такие радиаторы не дают.

Вход и выход внизу

Зачастую применяется из чисто эстетических соображений. Коэффициент потери теплопроизводительности на низких радиаторах не превышает 2-4 %, но на очень высоких может вырасти до 10-12 %. Использование термостатического клапана требует применения дистанционного датчика, поскольку головка клапана располагается всего в 15 см от пола и снимаемое им значение температуры не может быть репрезентативно для определения теплового комфорта данного помещения.

Вход и выход внизу с одной стороны с коаксиальным клапаном

Коаксиальный клапан считался особенностью монотрубных сетей. На сегодня коаксиальные клапаны выпускаются и для двухтрубных сетей. Они просты в установке, практически не нарушают обстановку помещения, хотя и здесь термостатический клапан имеет неблагоприятное расположение. Коэффициент потери теплопроизводительности составляет порядка 9 %.

Контур с параллельным подключением отопительных радиаторов

Эта система практически нигде сегодня не применяется, хотя по сравнению с последовательными радиаторами имеет меньшие потери нагрузки и более низкий коэффициент потери теплопроизводительности на кольцевых калориферах.

В этом случае горячая вода на входе в первый радиатор представляет лишь определенную долю общей тепловой мощности кольца, тогда как остальная часть идет дальше. На втором радиаторе происходит аналогичная частичная девиация мощности, притом, что вода на входе представляет собой смесь менее горячей воды из первого радиатора и воды из кольца, имеющей начальную температуру, и т. д.

В установке такая система очень неудобная, поскольку для каждого подключения требуется выполнить под полом до шести сварных соединений. В отношении теплопроизводительности соединенных радиаторов следует отметить, что сокращение мощности на каждом проходящем радиаторе влечет за собой уменьшение тепловой производительности (и очевидное снижение их средней температуры) без существенной коррекции возвратной температуры на каждом отдельном калорифере и входной температуры всех последующих радиаторов.

Примечательным элементом данной схемы является эжектор — Т-образное муфтовое соединение, которое устанавливается на возврате параллельного контура и в сочетании с другой Т-образной муфтой на подаче делает возможным отводить радиатор или контур с несколькими радиаторами.

Заключение

Высказанные в данной статье соображения относительно различных видов отопительных контуров могут послужить основой при расчете тепловых сетей в новом строительстве и на реконструируемых объектах с учетом особенностей каждого вида контура и их основных технических аспектов, имеющих значение при выборе отопительной системы: это высокая теплопроизводительность и эффективность, простота установки, балансировка системы, соответствие характерным особенностям конкретного строительного объекта.

Нам доверяют