Школа ремонта. Ремонт своими руками - Дом и квартира

Требования к котельному помещению

pMaster — Tue, 09 Dec 2014 11:05:47 +0000

Требования к котельной. Все что нужно знать.

Существуют нормы и правила, в которых четко регламентируются некоторые правила при проектировании котельных помещений. Тех, кто нарушит эти правила, ждет не приятный сюрприз, когда придется регистрировать газовый котел или подводить газовый трубопровод (газопровод) в котельную.
Вы можете самостоятельно найти необходимые СНиП, но разобраться в них уходит немало времени!

И так приступим...
Котельное помещение может находиться на любом этаже строящегося здания или дома. На крыше тоже может находиться. И в подвалах тоже могут находиться, но существуют ограничения по другим правилам, о которых ниже будет описано.
Также котельные могут пристраиваться к дому или быть на расстояние от дома.
Перечисляю правила, где в котельном помещение будет находиться котлы с мощностью не превышающим 350 кВт. То есть если у вас планируется два газовых котла по 200 кВт, то в сумме это будет 400 кВт. И если Ваша котельная содержит мощность газовых котлов свыше 350 кВт, то для Вас другие правила. Поищите в СНиП для котельных свыше 350 кВт. Мощность электрического котла не принимается в расчет.
Правила для котельных с мощностью до 350 кВт.
Высота от пола до потолка должно быть не менее 2,5 метра, иначе кирдык.
Объем котельного помещения должен быть не менее 15 кубических метров. Чтобы вычислить кубометры котельной необходимо высчитать габариты помещения котельной в метрах. То есть если это по площади 2х3 метра = 6 квадратных метров и умножить на высоту 2,5 метра. 2х3х2,5=15м3. Старайтесь сделать чуть больше на 1 кубический метр, чтобы не было в будущем уменьшение этих метров за счет уложенной штукатурки.
Встроенные котельные могут находиться на расстояние не менее 12 метров от входной двери дома. Встроенная котельная это пристройка к дому дополнительного помещения для котельного оборудования. Расстояние необходимо для того, чтобы в случаях аварии и горения была возможность выйти из дому.
Котельное помещение должно быть отделено огнестойкими стенами. (Не горючими стенами: Кирпичной, шлакоблочной и тому подобной стеной). Это означает, что в случаях возгорания котельного помещения огонь не перейдет в жилое помещение. Если даже огонь перейдет, то указано время, при котором котельная может гореть без вреда для человека находящимся в жилом помещение. Это время не менее 0,75 часов.
Если котельная находиться внутри здания, то котельную необходимо запланировать там где она будет находиться по дальше от парадного входа, желательно на противоположном конце от парадного входа. В котельном помещение необходимо сделать дверь для выхода.
Каждое котельное оборудование облагается паспортом или инструкцией по эксплуатации и монтажу, где должно быть четко написано, сколько отступить от стен потолков и пола для его последующего ремонтного обслуживания и его удобного эксплуатирования.
Оконный проем 0,03 м2 на 1 м3 помещения котельной. Это означает, если у Вас объем помещения котельной получился 18 м3, то оконный проем должен быть не меньше 0,54м2. Это находиться следующим образом:
Объем помещения (м3) умножаете на 0,03 и получаете ту самую площадь окна, то есть просвет. То есть необходимо принять, что площадь не окна, а стекла. Тогда точно не прогадаете. Старайтесь запланировать с запасом, чтобы не было нюансов с долями метров.
Пример:
Объем помещения 16м3
16х0,03 = 0,73м2
Корень квадратный из 0,73 будет равен:0,86м прибавляем 15 см с каждой стороны и того 30 см на высоту и на ширину. Итого Ваш проем под окно будет равен: 1,16 х 1,16 м.
То есть в любом случае окно должно быть не менее 1м2. Окно служит для защиты от взрыва газа. То есть если в помещение скопиться газ и он взорвется, то первым делом вылетит окно тем самым не разрушит стены в помещение. То есть это будет безопасно от разрушения здания.
Котельное помещение в котором находится газовый котел, должно быть оснащено приточно-вытяжной вентиляцией. Вентиляция воздуха в помещение должна быть в 3х кратном объеме в час. То есть если объем помещения 18, то в час должно проходить воздуха в три раза больше. Это: 18х3=54м3/час. Нужно еще учитывать, если у Вас котел принимает воздух из помещения, то прибавить этот воздух на горение газа к 54м3/час.
Вытяжная труба должна брать воздух сверху (верхней части потолка), а приточная труба должна быть снизу (у пола).
Диаметр вытяжной трубы указывается в проекте газовой службы (Узнать у газовых служб). Она также должна быть не менее 130мм в диаметре.
Площадь приточных отверстий 0,01м2 на каждые 10кВт мощности газового котла. То есть если у вас котел 30кВт, то отверстие должно быть 0,03м2. Если вычислить на калькуляторе через корень квадратный то получиться 17х17см.
Вентиляция необходима для того, чтобы в случаях протечки газа, газ не скапливался в помещение и благополучно удалялся из помещения через вентиляцию. Это в свою очередь исключит взрыв газа в помещении.
Дымоходная труба должна быть сечением не меньше чем у котла.
Запрещено два котла соединять в одну дымоходную трубу, даже если сечение дымохода будет в два раза больше. Делают два независящих дымохода.
Для напольных котлов делают хорошее основание пола не менее 50мм. Это необходимо для того, чтобы не было аварийных ситуаций, когда напольный котел провалился в пол и вызвал за собой разрыв дымохода и других неприятных последствий.
Расстояние котельного оборудования от сгораемых материалов должно быть не менее 400мм. Если у вас деревянные стены, то котел должен быть от деревянных стен на расстояние 400 мм. Ни в коем случае котел не вешается на деревянные стены. Также возможны противопожарные экраны - металлические листы с асбестовыми несгораемыми листами, которые уменьшают это расстояние в двое. Но об экранах лучше дополнительно проконсультироваться с газовыми пожарными службами.
Перед лицевой стороной котла должна быть свободная площадка не менее 1м2. Это нужно для обслуживания котла и его эксплуатирования (удобного управления).
Дверь в котельном помещение должна открываться наружу. Она должна быть огнестойкой. В случаях взрыва дверь откроется наружу и уменьшит разрушение на стены здания.
Доступы к заорным газовым устройствам должны быть свободны. Для быстрого экстренного перекрытия газа.
Газовый тепловой агрегат должен быть заземлен.
Дымоходы
Дымоходы делятся по виду монтажа:

Горизонтальный дымоход

Горизонтальные дымоходы осуществить очень легко, необходимо лишь проделать отверстие в боковой стене котельного помещения. Такие дымоходы осуществляются только с принудительной вентиляцией отводящих газов. Так как боковые ветры могут нарушить естественный выход газов. Высота от выходящей трубы от здания до уличного пола(земли) не должна быть меньше 2 метров. Особенно проблематично сделать это в подвальных помещениях, где при выходе через боковую стену нам не достаточно бывает высоты от уличного пола. Маленькая высота чревата тем, что в зимний период возможны снежные завалы, которые могут не дать выйти отводящим газам. Также это не безопасно, проходящие газы могут проходить через проходящих или находящихся людей рядом и отравлять им дыхание. Обычно горизонтальным дымоходом снабжаются коаксиальные или турбированные навесные газовые котлы. У таких котлов дымоход имеет две трубы (труба в трубе) и выполняется дополнительный приток воздуха для горения газов.
Вертикальные дымоходы

Вертикальные дымоходы у которых конец дымоходной трубы доходит до крыши или выше, вентиляция происходит естественной, так как теплый отводящий газ легче атмосферного воздуха, и в следствие этого происходит сила толкающая отводящий газ на верх.
Такие дымоходы необходимо теплоизолировать, чтобы уменьшить образование обильного конденсата на стенках трубы. Образованная жидкость приводит к преждевременному старению трубы за счет коррозии. Даже если вы теплоизолировали трубу, все равно будет скапливаться конденсат, но уже намного меньше. В каждой трубе необходимо внизу делать отверстие для удаления конденсата. Также необходимо предусмотреть прочистку дымохода. Труба должна быть строго вертикальной, чтобы газовые службы могли проверить трубу на просвет. Внизу трубы может быть карман для сбора падающего отложения. Со временем на стенках труб происходят отложения и эти отложения могут падать вниз. И чтобы эти отложения не забили трубу необходимо снизу делать небольшой карман, для скопления мусора.
К дымоходной трубе не должны прикасаться горючие материалы во избежание пожаров, хотя бы на расстояние не менее 200мм.
Внутренний диаметр дымохода с естественным дымоотводом должен быть не менее 130мм.

В любом случае необходимо также уточнять у газовых служб все эти требования, так как они могут со временем меняться.

Tags:

Kategory:

tizer2:

Требования к котельной. Все что нужно знать. Существуют нормы и правила, в которых четко регламентируются некоторые правила при проектировании котельных помещений. Тех, кто нарушит эти правила, ждет не приятный сюрприз, когда придется регистрировать газовый котел или подводить газовый трубопровод (газопровод) в котельную. Вы можете самостоятельно найти необходимые СНиП, но разобраться в них уходит

Инфракрасные обогреватели

pMaster — Tue, 09 Dec 2014 11:04:33 +0000

Инфракрасные обогреватели плюсы и минусы
С недавних пор на нашем рынке появились новый вид отопительных приборов - инфракрасные обогреватели. В этой статье мы поделимся своим опытом работы с ними и развеем некоторые мифы.
С разу же начнём с мифа о том что инфракрасные обогреватели экономят электроэнергию. Дело в том что ещё ни кому не удалось изменить закон сохранения энергии ( курс физики образовательной школы). То есть на отопление определённого помещения требуется затратить количество энергии равное его теплопотерям. И изменить это количество можно только изменив теплофизические свойства ограждающих конструкций помещения. Инфракрасные обогреватели здесь не исключение.
Теперь рассмотрим их уникальность. Из того же курса физики мы знаем то передача тепла от нагретого предмета осуществляется двумя видами теплопередачи: конвекцией и излучением. Остановимся на последнем виде излучении. Дело в том что все нагретые тела излучают в инфракрасном диапазоне тепловую энергию и диапазон этого излучения довольно таки широк. При этом часть этого излучения лежит в видимом диапазоне а часть в невидимом человеческому глазу. Можно сказать что все нагретые приборы ( включая нас с вами) являются инфракрасными обогревателями.
Спектр инфракрасного излучения напрямую зависит от температуры нагревания. Чем больше температура тем интенсивнее излучение которое лежит уже в видимом спектре. В советские времена были, да и сейчас попадаются, отопительные приборы основанные на том же принципе теплопередачи излучением. Самыми распространенными были домашние спиральные камины расположенные в стеклянном корпусе ( я думаю что все вспомнили). То есть идея инфракрасных обогревателей не нова.
Рассмотрим преимущества и недостатки инфракрасных обогревателей.
Передача тепла происходит излучением и воспринимают это излучение окружающие поверхности нагреваясь под их воздействием. При этом поверхности ни кто не спрашивает вредно для них нагрев или нет. Хорошо если это обои либо кафель. Но могут оказаться старинные полотна либо лаковое покрытие на дедушкином антиквариате. С другой стороны обеспечивается моментальный эффект комфорта. Поверхности быстро нагреваются и начинают отдавать тепло окружающему пространству помещения. Тем самым обеспечивают поддержание комфортной температуры в помещении.
В большинстве случаев работа любого отопительного прибора, который претендует на основной прибор отопления, подразумевает бесперебойный цикл работы в автоматическом режиме. Теперь представим если этот прибор расположить в спальне либо в любом другом помещении в котором подразумевается постоянное пребывание людей? Мы думаем что постоянно светящийся прибор не будет способствовать созданию комфортных условий в помещении.
Безусловным преимуществом инфракрасных обогревателей является скорость нагрева. Это свойство можно с успехом применять в отоплении крупных производственных помещений где рабочие имёют строго фиксированные рабочие места. В рекомендациях по проектированию систем отопления производственных помещений существует вид панельно - лучистое отопления непосредственно рабочих мест. Мы думаем что в данном случае инфракрасные обогреватели справятся лучше всего.
Интересны варианты применения инфракрасных обогревателей в качестве приборов для сушки окрашенных поверхностей.
Применение на открытом воздухе показало что из за переменных температурных условий и фиксированной мощности аппарата довольно таки не эффективно плюс полностью отпадает автоматическое регулирование мощности так как отсутствует накопление температуры.
Общий вывод: Инфракрасные обогреватели имеют право на существование но к применению их нужно относится довольно таки серьёзно.

Kategory:

tizer2:

Инфракрасные обогреватели плюсы и минусы С недавних пор на нашем рынке появились новый вид отопительных приборов - инфракрасные обогреватели. В этой статье мы поделимся своим опытом работы с ними и развеем некоторые мифы. С разу же начнём с мифа о том что инфракрасные обогреватели экономят электроэнергию. Дело в том что ещё ни кому не удалось изменить закон сохранения энергии ( курс физики образов

Виды радиаторов. Свойства и виды отопительных приборов.

pMaster — Tue, 09 Dec 2014 11:04:33 +0000

Радиаторы. Свойства и виды отопительных приборов.

Радиатор - это устройство предназначено для того, чтобы выделить тепловую энергию. В системе отопления радиатор нужен для того, чтобы выделить тепло в помещение для его обогрева. А в автомобилях для того, чтобы выделить излишнюю температуру двигателя, то есть охладить двигатель.
В этой статье, я Вам помогу подобрать радиатор, Вы узнаете, как правильно применить радиатор.
Способы подключения радиаторов. Свойства и параметры.

Так выглядят алюминиевые и биметаллические радиаторы.

Данный радиатор состоит из определенного количества секций, которые соединены между собой межсекционным ниппелем и специальной уплотняющей прокладкой.
Высота может быть разной в зависимости от проектного решения и дизайна.
Межосевое расстояние (от центра верхней до нижней резьбы) Обычно: 350мм, 500мм. Но бывают и больше, но их найти сложно и они не пользуются большим спросом.
На 350 мм, мощность до 140 Вт/секция. При 500мм, до 200 Вт/секция.
Что касается выделяемого тепла радиатором?
Скажу лишь, что при низко температурном отопление, количество выделяемого тепла сильно уменьшается. Например, если в паспорте указана мощность 190 Вт/секция - это означает, что данная мощность будет справедлива при температуре теплоносителя 90 градусов и температуре воздуха 20 градусов. Подробней о выделение тепла написано здесь: Расчет потерь тепла через радиатор
Чем отличаются биметаллические радиаторы от алюминиевых радиаторов?
Биметаллические радиаторы на самом деле это стальные радиаторы, покрытые алюминием для лучшей теплоотдачи. То есть в биметаллических радиаторах использовано два металла - это сталь (железо) и алюминий.
Биметаллический радиатор выдерживает большое давление и специально спроектирован для центрального отопления. Поэтому в квартирах, где центральное отопления, устанавливают только биметаллические радиаторы.
Почему не нужно ставить алюминиевый радиатор на центральное отопление?
Дело в том, что в воду центрального отопления добавляют специальные присадки, для уменьшения накипи. Делают ее более щелочной. А щелочь съедает алюминий. Поэтому чтобы не говорили про металлы, которые имеют устойчивый характер к коррозии, все равно найдется то, что может разрушить любой металл. Даже медь и медные трубы не застрахованы от коррозии. Слышал, что железный порошок или крошка стали при соприкосновение с медью, разрушает медь.
Алюминиевый радиатор подойдет в автономных системах отопления. В частных домах, где свое отопление и свой теплоноситель без всяких хитрых добавок. Имейте в виду про антифризы, когда будите заливать антифриз, побольше, узнайте, как он будет влиять на ваши трубы из различных металлов. Алюминиевый радиатор к сожалению выделяет водород, но в каких пропорциях трудно сказать. Из-за этого водорода часто образовывается воздух, который нужно постоянно стравливать.
Биметаллический радиатор, тоже ничего хорошего из себя не представляет. Сильно подвергается коррозии, а все потому, что в воде всегда находится, какое-то определенное количество кислорода, который разрушает железо (сталь). Биметаллический радиатор, как и железные трубы, будут подвергаться коррозии.
Алюминий меньше подвержен коррозии, но все равно найдется всякая химия, которая и алюминий съест.
Еще очень часто даже вода из скважины бывает, обладает какими либо химическими свойствами. Например, может быть сильно кислотной, что тоже может только увеличить коррозию труб. Металлопластиковые трубы и трубы из сшитого полиэтилена не подвержены коррозии, но боятся больших температур свыше 85 градусов. (Если выше температура, то срок пластиковых труб резко падает.). Полипропиленовые трубы пропускают кислород. О трубах поговорим в других статьях, скажу лишь, что обнаружено опытным путем, что кислород проникает через пластик. В металлопластиковых трубах имеется алюминиевый слой, который препятствует прохождению кислорода в систему отопления.
Для того, чтобы ваши железные трубы и стальные радиаторы прослужили дольше необходимо воду или теплоноситель сделать более щелочной. Существуют специальные добавки.

Давление радиаторов.
Что касается рабочего давления, то для алюминиевых радиаторов это от 6 до 16 атмосфер.
Для биметаллических радиаторов это от 20 до 40 атмосфер.
Что касается давления в системах центрального отопления, то оно может достигать 7 Bar. В частных домах примерно с трех этажный дом, давление примерно около 1 - 2 bar.
Коррозия и образование водорода, может быть уменьшено вследствие всяких химических обработок радиаторов на стадии производства. О чем может быть написано в паспорте. И то это еще доказать нужно. Кому это будет выгодно, радиатор даже самый дешевый прослужит минимум 10 лет. А со всякими защитными слоями лет 20-50. Итоги будут лет через 15. А когда пройдут 15 лет, то о каком-то там защитном слое просто забудут. Да и лет через 5 уже не предъявишь последствия разрушения радиаторов производителю.
Конвекторы для отопления.
Конвектор - это отопительный прибор выполнен по такой технологи. Просто обычная труба проходит через множество пластин, которые передают тепло воздуху.

Для красоты данное устройство закрывается декоративной панелью.
Что касается мощности, то они указаны в паспорте для каждой отдельной модели.
Чугунный радиатор.
Это дешевый отопительный прибор, но жутко тяжелый.

На слабую стену его не повесишь, нужно такие радиаторы вешать на усиленные кранштейны.
По мощности они до 120 Вт/секция
Коррозии тоже подвергаются и выдерживают большое давление до 40 атмосфер. За счет того, что толщина стенки у них большая, служат такие чугунные радиаторы очень долго. Чтобы разрушить такой радиатор коррозией, уйдет не один десяток лет.
Не помню, чтобы какой-нибудь старенький чугунный радиатор, начал протекать из-за коррозии.
Стальные панельные радиаторы.

Стальные панельные радиаторы в квартиру на центральное отопления лучше не ставить, во-первых толщина стенки у них доходит до 2,5мм. Бывают и толщина стенки 1,25 мм. И потом коррозия их быстро съест. Давление они выдерживают меньше чем биметаллические секционные.
Рабочее давление до 10 Bar.
Каждая отдельная панель имеет свою тепловую мощность, указанную в паспорте.
Такие радиаторы стоят дешево и подходят обычно для частного дома как самый дешевый вариант. По сравнению с теплоотдачей и занимаемым местом они обходят секционные радиаторы. То есть такой радиатор будет меньше занимать места и при этом больше выделять тепло.
Чем плоха сталь для системы отопления?
В системе отопления, где присутствует сталь или железо, очень сильно вся система отопления захламляется шламом и последствиями от коррозии стали. Крошки ржавой стали начинают скапливаться в сетчатых фильтрах и ухудшают циркуляцию системы отопления. Поэтому, если у Вас имеются стальные трубы или стальные радиаторы, то фильтры следует использовать с хорошим запасом. Или придется каждый месяц чистить фильтры. Если фильтры не чистить, то система отопления встает и не циркулирует тепло по трубам.
Чем плох алюминий для системы отопления?
Алюминий выделяет водород. С алюминиевыми радиаторами очень часто приходится стравливать воздух из системы отопления. Кстати алюминиевые радиаторы служат гораздо дольше, чем стальные. Но у секционных радиаторов первым делом подтекают места соединения из-за не качественных прокладок или соединений. Или если вы используете незамерзающую жидкость, что тоже увеличивает подтеки в местах соединения. Кстати медные трубы, где циркулирует теплоноситель по алюминиевым радиаторам живут не долго. Поэтому ходит слух, что медь и алюминий несовместимы. Так же слышал, что медь и сталь несовместимы. А у современных газовых котлов внутри медные трубки. Но это не страшно, разница может быть не большой и может сократить срок медных труб в полтора-два раза. По моим прогнозам лет 10 труба может прослужить спокойно. Хотя это может быть просто страшилкой. Так как, работая на фирме, сколько мы коттеджей настроили с медными трубами и алюминиевыми радиаторами. И до сих пор продолжаем в таком же духе. По мне дык - больше разрушаемость идет из-за незамерзающей жидкости и воде смещенной в сторону кислотной среды. И еще алюминиевые радиаторы боятся гидроударов и электрохимическую коррозию.
Разница между сталью и алюминием не большая, воздух может быть образовывается на 30% больше с алюминием. А разрушительная коррозия может отличаться на 10-30%. И то все зависит от теплоносителя. Плохой теплоноситель может испортить вашу систему отопления быстрее, чем какое либо сочетание металлов. На воде ваша система отопления прослужит гораздо дольше, чем на незамерзающей жидкости - факт. Но может быть и наоборот, если вода будет сильно смещена в сторону кислотности. Советую узнать о дополнительных присадках в систему отопления. Лучше об этом знают ученые в лаборатории ЖКХ, так как в центральном отопление циркулирует специальная обработанная вода. Консультанты в магазинах могут об этом не знать.
Слышал, что цынк не совместим с незамерзающей жидкостью. Поэтому в оцинкованные трубы лучше не заливать незамерзающую жидкость.
Что касается секционных радиаторов.
Очень часто люди и монтажники сталкиваются с таким вопросом:
Сколько секций можно установить на один радиатор?
Некоторые специалисты в упор утверждают, что нужно не более 10 секций на один радиатор. Основная причина, почему не превышают количество секций - это расход теплоносителя!
Объясняю!
Если расход будет не достаточным для мощного радиатора, то из него будет выходить более остывший теплоноситель! Соответственно перепад будет большим. В итоге, сколько бы Вы не вешали секций, если маленький расход - то выгода становиться не эффективной. Так как основная передача тепла идет от теплоносителя, а количества секций увеличивает получение этого тепла от теплоносителя. С большим количеством секций увеличивается температурный напор радиатора. То есть на подаче высокая температура, а на обратке низкая.
Отвечаю, что можно ставить радиатор с 20 секциями! Необходимо только иметь достаточный расход теплоносителя! Если хотите понять гидравлику и теплотехнику системы отопления, то рекомендую познакомиться с моим курсом:
Гидравлический расчет 2.0
Имейте в виду про термостатический клапан, он уменьшает расход через радиатор.

Tags:

радиаторы отопления

Kategory:

tizer2:

Радиаторы. Свойства и виды отопительных приборов. Радиатор - это устройство предназначено для того, чтобы выделить тепловую энергию. В системе отопления радиатор нужен для того, чтобы выделить тепло в помещение для его обогрева. А в автомобилях для того, чтобы выделить излишнюю температуру двигателя, то есть охладить двигатель. В этой статье, я Вам помогу подобрать радиатор, Вы узнаете, как прави

Устройство водонагревателя косвенного нагрева воды

pMaster — Tue, 09 Dec 2014 11:04:32 +0000

Водонагреватели косвенного нагрева воды
- Это нагреватели воды косвенным способом. Еще его называют бойлером косвенного нагрева. То есть по сути это теплообменный аппарат - Теплообменник . В теплообменнике происходит процесс передачи температуры из одной среды в другую.
К примеру:

Для чего он нужен? Он нужен для того, чтобы получить горячее водоснабжения от отопительного контура. Как видно на рисунке имеется труба закрученная в спираль по которой циркулируется нагретая вода от отопительного оборудования(котла). Остальная область - это просто емкость бака куда заходит холодная вода и вода эта нагревается от отопительного контура(Спиральной трубы). Сам бак является содержанием и хранением горячей воды. Как правило сам бак с наружи теплоизолирован, что исключает большие теплопотери тепла.
В каких случаях такой теплообменник необходим?
Этот агрегат очень полезен в частном доме где отопление и водоснабжение не являются централизованными. Он нужен для того чтобы получать горячее водоснабжение через отопление. Когда у вас котел не имеет встроенного бойлера. Также данный агрегат способен создавать рециркуляцию горячего водоснабжения. В некоторых модификациях таких теплообменниках имеются полезные функции. Например термодатчики. Даже есть со встроенными тэнами, для нагрева воды от электричества.
Схема подключения такого косвенного водонагревателя.

Tags:

водонагреватель

Kategory:

tizer2:

Водонагреватели косвенного нагрева воды - Это нагреватели воды косвенным способом. Еще его называют бойлером косвенного нагрева. То есть по сути это теплообменный аппарат - Теплообменник . В теплообменнике происходит процесс передачи температуры из одной среды в другую. К примеру: Для чего он нужен? Он нужен для того, чтобы получить горячее водоснабжения от отопительного контура. Как видно на рис

О загрязнение теплообменников

pMaster — Tue, 09 Dec 2014 11:04:28 +0000

О влиянии загрязнений и конструктивных особенностей пластинчатых теплообменников на коэффициент теплопередачи (или о чем умалчивают производители)

Влияние загрязнения. Каждому теплоэнергетику с институтской скамьи известно, что накипь на поверхности нагрева теплообменника увеличивает термическое сопротивление теплопередающей стенки и, следовательно, снижает коэффициент теплопередачи аппарата. Так как коэффициент теплопроводности накипи имеет весьма низкое значение, то даже незначительный слой отложений создает большое термическое сопротивление (слой котельной накипи толщиной 1 мм по термическому сопротивлению примерно эквивалентен 40 мм стальной стенки [2]).
Однако один и тот же по толщине и химическому составу слой накипи оказывает существенно разное влияние на тепловую эффективность теплообменных аппаратов, различных по конструкции и режимам работы.
Тепловая эффективность загрязненного теплообменника по отношению к такому же теплообменнику с чистой поверхностью характеризуется отношением коэффициентов теплопередачи (к/к0), которое согласно [2] определяется по формуле:

На рис. 1 представлены графики зависимости относительной тепловой эффективности загрязненного теплообменного аппарата от толщины слоя накипи при различных значениях коэффициента теплопередачи чистого теплообменника (коэффициент теплопроводности накипи принят 1,2 Вт/(м2* °С)).
Необходимо заметить, что реальная картина загрязнения для пластинчатого теплообменника (ПТО) существенно отличается от теоретической. На практике обнаруживается неравномерное загрязнение пластин и отдельных каналов по ширине, длине и высоте подогревателя,
что связано, очевидно, с неравномерностью полей температур и скоростей теплоносителя. Значительную сложность представляет также корректное определение коэффициента теплопроводности накипи, который согласно [2] в зависимости плотности и химического состава отложений изменяется в широких пределах 0,13-3,14 Вт/(м2*°С).
Тем не менее, из показанных на рис. 1 зависимостей можно извлечь важное следствие, а именно: теплообменник с высоким расчетным (конструктивным) значением коэффициента теплопередачи (k0) значительно более чувствителен к загрязнению, чем теплообменник с низким расчетным коэффициентом теплопередачи (т.е. его коэффициент теплопередачи при одном и том же загрязнении уменьшается на большую долю).
Действительно, традиционно применявшиеся в отечественной теплоэнергетике кожухотрубные водоподогреватели (с гладкими трубками), как известно, выбирались с невысоким коэффициентом теплопередачи в расчетном режиме - на уровне 800-1200 Вт/(м2*°С). При толщине слоя накипи δнакип=0,3 мм такой теплообменник имеет относительную тепловую эффективность (k/k0) = 0,8, что вполне приемлемо.
Иначе обстоит дело с пластинчатыми аппаратами, которые, как правило, из соображений экономии выбираются с высоким расчетным коэффициентом теплопередачи - 5000-7000 Вт/(м2*°С). При той же толщине слоя накипи δнакип=0,3 мм этот теплообменник уже будет иметь отношение (k/k0)=0,4, т.е. коэффициент теплопередачи, заявленный изготовителем, снизится в 2,5 раза!
Учитывая повсеместно низкое качество водопроводной воды в городах России (по сравнению с Европой) и безалаберное отношению к водоподготовке (особенно в коммунальном секторе), становится понятно, к каким негативным последствиям может привести непрофессиональный подход к проектированию и применению «экономически выгодных» теплообменных аппаратов.
Влияние конструкции. Необходимо отметить, что за период своей профессиональной деятельности автору статьи ни на одном из обследованных ПТО не удалось зафиксировать расчетного (проектного) коэффициента теплопередачи (о методике испытаний теплообменников см. ниже в разделе 4). Даже для новых ПТО, работающих на достаточно мягкой и чистой воде, относительный коэффициент теплопередачи (k/k0) не превышал 0,9. При этом была отмечена интересная особенность ПТО - при значительной разнице давлений между полостями греющего и нагреваемого теплоносителей (2-3 кгс/см2) относительный коэффициент теплопередачи существенно ухудшался и составлял всего лишь 0,7-0,8. Как оказалось, данный эффект объясняется «распуханием» полости с большим давлением, и, соответственно, сжатием полости с меньшим давлением вследствие прогиба пластин. В «распухшей» полости, по-видимому, возникает зазор между ребрами рифления соседних пластин, который приводит к нарушению равномерности распределения теплоносителя по ширине пластин. На одном теплообменнике марки «APV» даже проводился опыт по определению относительного изменения внутреннего объема сжатой полости - оно составило около 10%.

Возможность некоторого прогиба пластин с образованием зазора следует также из того общеизвестного факта, что производители ПТО в технической документации всегда указывают некоторый диапазон размера затяжки пакета пластин, например 345-350 мм, т.е. новый ПТО обтягивается до 350 мм, с течением времени (из-за старения прокладок) требуемый размер затяжки уменьшается до минимума - 345 мм. Во всяком случае, вышеуказанные особенности ПТО требуют дополнительного исследования.
Актуальность проблемы борьбы с загрязнениями
Многие специалисты отмечают потерю тепловой эффективности ПТО в процессе эксплуатации вследствие загрязнения поверхности нагрева. Например, коллеги из г. Санкт-Петербурга в статье [6] приводят следующую статистику потери тепловой эффективности теплообменника Альфа-Лаваль, установленного на ЦТП:

Нам в своей деятельности пришлось многократно сталкиваться с сильнейшим загрязнением ПТО, при котором теплообменник терял до 50-70% тепловой эффективности за 3-6 недель!
На нашем предприятии эксплуатируется достаточно большой парк - более 50 единиц - водо-водяных ПТО различных фирм производителей («Альфа-Лаваль Поток», «РИДАН», «Машим-пекс», «Funke») единичной тепловой мощностью 0,3-8,0 МВт. Водоподогреватели установлены в отопительных котельных, расположенных в двух городах Нижегородской области: г. Дзержинск и г. Сергач.
В 2001 -2002 гг. в указанных городах с привлечением инвестиций ОАО «ГАЗПРОМ» была проведена масштабная реконструкция систем теплоснабжения, в результате которой взамен старых отопительных котельных с чугунно-секционными котлами («Энергия , «Тула» и др.) были построены и реконструированы: в г. Дзержинск - 18 котельных общей установленной мощностью 158,5 МВт, в г. Сергач - 8 котельных общей установленной мощностью 32,5 МВт. В г. Дзержинске, кроме того, произведена замена 100% тепловых сетей от реконструированных котельных суммарной протяженностью 36 км. Все котельные в настоящее время работают в автоматическом режиме (без постоянного присутствия обслуживающего персонала). Котельные выполнены по единой двухконтурной технологической схеме (см. рис. 2). Пластинчатые теплообменники отопления (2 шт. по 50% производительности каждый) выполняют функцию разделения контуров. Расчетный температурный график: 95/70 ОС - по сетевому контуру, 110/80 ОС - по котловому контуру.

Внутренний (котловой) контур заполнен химически очищенной водой с жесткостью не более 200 мкг-экв/кг. При отсутствии утечек во внутреннем контуре и исправной работе системы компенсации температурных расширений, выполненной на базе мембранных расширительных баков (МРБ), подпитка контура практически не требуется, что обеспечивает отсутствие накипеобразования и коррозии на поверхностях нагрева котлов и теплообменников (со стороны котлового контура).
Внешний (сетевой) контур подпитывается водой, в которую непрерывно дозируется реагент-ингибитор накипиобразования и коррозии (марки «Аква-М» или ОЭДФ-Zn). Дозирование осуществляется установкой СДР-5 (изготовитель - ОАО «Аква-Хим», г. Тверь).
Непосредственно в процессе пуска в эксплуатацию и в последующих отопительных сезонах 2001-2003 гг. наше предприятие столкнулось с серьезными трудностями, выразившимися в невозможности передачи требуемого количества тепла через ПТО и, следовательно, в невозможности поддержания проектного температурного графика в тепловых сетях ряда котельных при низких температурах наружного воздуха - приблизительно при -15 ОС и ниже. Как показало проведенное обследование, причина заключалась в интенсивном загрязнении поверхности нагрева теплообменников по сетевой стороне продуктами коррозии железа (г. Дзержинск) и накипью (г. Сергач). В качестве иллюстрации на рис. 3 представлена фотография образца отложений, извлеченного из теплообменника в г. Сергач, на рис. 4 - фотография пластины, извлеченной из теплообменника в г. Дзержинске.
Загрязнение теплообменников также оказывало негативное влияние на гидравлический режим тепловых сетей. При расчетном гидравлическом сопротивлении теплообменников 0,4 кгс/см2, фактическое его значение достигало 2,0-2,5 кгс/см2, после чего теплообменники поочередно подвергались разборке и механической чистке. Механическая очистка пластинчатого теплообменника оказалась сложной и длительной по времени операцией (очистка 1 теплообменника бригадой из 3-х человек занимала 6-8 ч.), что в условиях отопительного сезона приводило к ограничению подачи тепла потребителям.
Ситуация усугублялась также тем обстоятельством, что из-за большого расхода подпитки (до 10 раз больше норматива) длительное время не удавалось наладить надежное функционирование систем реагентной водоподготовки. Качество сетевой воды в первый год эксплуатации не отвечало никаким нормам и на ряде котельных было таким, что теплообменники загрязнялись в течение 2-3 недель.
Нескончаемый поток жалоб от потребителей поставил под сомнение саму идею реконструкции котельных, в ходе которой производилась замена устаревшего оборудования - чугунно-секционных котлов на современные автоматизированные жаротрубные котлоагрегаты, пластинчатые теплообменники и пр.
Опыт борьбы с загрязнениями пластинчатых теплообменников
В сложившихся условиях с февраля 2002 г. на предприятии была развернута планомерная работа по анализу причин нарушений в работе теплообменников и разработке мероприятий по стабилизации теплового и гидравлического режимов отпуска тепловой энергии.
На первом этапе был организован непрерывный мониторинг химического состава исходной и сетевой воды по основным показателям (прозрачность по шрифту, содержание железа, рН, жесткость, концентрация реагента и др.), налажен контроль состояния загрязненности теплообменников по простейшему показателю - перепаду давления.

Анализ полученной информации по результатам работы в отопительных сезонах 2001-02 гг. и 2002-03 гг. позволил сделать выводы об истинных причинах, приводящих к быстрому загрязнению пластинчатых теплообменников.
В г. Сергач исходная, а, следовательно, и сетевая вода, имеет высокую жесткость (15-20 мг-экв/кг). Этим определяется ее высокая склонность к накипеобразованию и сравнительно низкая коррозионная агрессивность (индекс стабильности положительный). При этом исходная вода прозрачна, не содержит большого количества механических примесей и железа. Вследствие низкой интенсивности процессов коррозии трубопроводы теплосетей и внутренних систем отопления не загрязнены большим количеством железо-окисных отложений, скопившихся за предыдущий период эксплуатации.
Поэтому, отложения на поверхностях нагрева твердые, от светло-серого до коричневого цвета, состоят на 80% из карбоната кальция с вкраплениями твердых частиц продуктов коррозии железа. Толщина слоя отложений достигала 0,6-0,8 мм. Скорость образования отложений достаточно высока - за 1,5-2 месяца достигался критический перепад давления по сетевой стороне - 2,5 кгс/см2.
Ситуация в г. Дзержинске кардинальным образом отличалась. Исходная водопроводная вода в г. Дзержинске - относительно мягкая (общая жесткость 4,0-5,0 мг-экв/кг), периодически наблюдается значительное превышение санитарных норм по содержанию железа (до 2-3 мг/кг). При рН = 6,5-7,5 и нагревании до рабочей температуры в теплосети такая вода сохраняет отрицательный индекс стабильности, т.е. является коррозионно-агрессивной (при невысокой склонности к накипеобразованию).
За предшествующий период эксплуатации (более 30 лет) в системах теплопотребления абонентов и теплосетях скопилось огромное количество продуктов коррозии железа и других
механических примесей. К этому необходимо добавить то обстоятельство, что жилищно-эксплуатационные организации традиционно (по крайней мере, предшествующие 5-10 лет) практически не готовили жилой фонд к зиме, т.е. такие важные операции, как опрессовка и промывка внутренних систем отопления (ВСО) практически не проводились.
После ввода в эксплуатацию реконструированных котельных, наладки гидравлического режима теплосетей, поток загрязнений из ВСО хлынул в сеть, что привело к быстрому загрязнению пластинчатых теплообменников.
Типичная динамика изменения прозрачности сетевой воды в системах теплоснабжения г. Дзержинска представлена на рис. 5.
Отложения на поверхностях нагрева ПТО в г. Дзержинске имеют ярко выраженный железо-окисный характер: рыжего цвета; слой, прилегающий к поверхности пластин - твердый, прочно сцеплен с металлом пластины; наружный слой -рыхлый, при высыхании образует тонкодисперсную пыль. Средний состав отложений: оксиды железа - 80-90%; карбонат кальция - 5-10%; оксид кремния и др. - 5-10%.
Эквивалентная толщина слоя отложений -0,3-0,7 мм.
На основании анализа всей имеющейся информации были разработаны мероприятия по стабилизации работы систем теплоснабжения и теплообменного оборудования котельных г. Дзержинска и г. Сергач с учетом местной специфики. Мероприятия сведены в табл. 1.
Реализация мероприятий, перечисленных в табл. 1, планомерно проводилась в период с 2002 по 2004 гг. и в настоящее время в основном закончена. Так, в отопительном сезоне 2002-2003 гг. были полностью завершены наладочные работы на тепловых сетях всех 18 котельных г. Дзержинска. Начиная с 2002 г. в летний период стали проводиться гидравлические испытания теплотрасс на прочность и плотность, что позволило существенно сократить объем подпиточной воды. К окончанию отопительного сезона 2003-2004 гг. удалось снизить расход подпиточной воды по котельным г. Дзержинска в 2,5 раза, по котельным г. Сергач в 3 раза.

В рамках данной статьи мы остановимся на некоторых аспектах этой деятельности, а также дадим рекомендации, представляющие на наш взгляд наибольший интерес для специалистов.
Опыт проведения химических промывок ПТО
В 2002-2003 гг. на предприятии отлаживались процедуры проведения химических промывок ПТО. Были сконструированы и изготовлены 2 установки для химической промывки оборудования (рис. 6). Весь парк теплообменников оснащен патрубками Ду 40 с запорной арматурой для присоединения промывочной установки. Разработаны и внедрены технологии промывки с использованием различных моющих составов.
Сложность подбора реагентов заключалась в том, что необходимо было подобрать реагент комбинированного действия, одинаково эффективно отмывающий карбонатную накипь и оксиды железа. Промывочный раствор также должен содержать ингибиторы, предохраняющие металлические поверхности нагрева теплообменников (нержавеющая сталь AISI 316) и подводящие патрубки от коррозионного износа при промывках. На основании полученного опыта мы можем рекомендовать к применению следующие химреагенты комбинированного действия (см. табл. 2).
К недостаткам метода безразборной химической промывки ПТО следует отнести:
1. Сравнительно высокую стоимость, выражающуюся в затратах на реагенты и оплату труда квалифицированного персонала. По нашим оценкам, себестоимость химической промывки одного ПТО тепловой мощностью 4-6 МВт составляет 6-10 тыс. руб.
2. Большие затраты времени и трудозатраты. Химическая промывка одного ПТО со всеми сопутствующими процедурами (транспортировка установки, подключение/отключение, нейтрализация отработанного раствора, отмывка и т.д.) занимает по времени 1 рабочую смену (8 часов) при численности бригады 2-3 человека, т.е. 3x8 = 24 челхч.
3. Сложности, возникающие при утилизации отработанного промывочного раствора.
4. Имеется вероятность повреждения пластин, патрубков теплообменников при нарушении технологии промывки.
К безусловным достоинствам метода следует отнести:
1. Высокое качество отмывки (при плотных отложениях механическая очистка эффекта не дает!).
2. Продление ресурса эксплуатации уплотнительных прокладок, которые составляют до 50% от стоимости ПТО в сборе. (По опыту известно, что ресурс прокладок зависит от рабочей температуры и составляет 6-8 разборок при сроке эксплуатации около 5 лет).
3. Возможность проведения работ в стесненных условиях (например, в котельных блочно-модульной конструкции механическая очистка ПТО практически невозможна, требуется демонтаж и вывоз пластин в приспособленное помещение).
Обобщая накопленный опыт химических промывок ПТО можно также дать следующие рекомендации по их проведению:

1. ПТО должны иметь исправную запорную арматуру по всем потокам, максимально приближенную к портам теплообменника. По сетевой стороне между ПТО и запорной арматурой целесообразно иметь фланцевое соединение под установку заглушки на период промывки.
2. ПТО должны быть оснащены дренажами, воздушниками и КИП (манометры, термометры) на всех патрубках.
3. Вварные штуцера теплообменников, предназначенные для подключения промывочной установки, должны иметь толщину стенки не менее 6 мм, т.к. они подвергаются наибольшему износу в процессе химических промывок (были случаи отрыва штуцеров).
4. Вся арматура, трубопроводы, шланги, бак, насос и другие изделия, входящие в состав промывочной установки, должны изготавливаться из химически стойких материалов (нержавеющая сталь, пластмасса и др.).
5. Промывочный раствор не должен содержать хлор и сульфатсодержащие компоненты и иметь в своем составе ингибитор коррозии нержавеющей стали.
6. При проведении химпромывок ПТО не допускать превышения указанной в инструкции (технологической карте) температуры и концентрации промывочного раствора. После завершения химпромывки немедленно производить нейтрализацию (пассивацию) и отмывку теплообменника.
7. Работы по химической промывке ПТО должны выполняться только подготовленным персоналом по наряду-допуску.

Опыт внедрения установок очистки сетевой воды от механических примесей
Установка осветлительного фильтра ФОВ-1,0-06. В 2003 г. на котельной No 20 г. Дзержинск была смонтирована установка механического фильтрования сетевой воды на базе фильтра ФОВ-1,0-06 (фильтрующий агент – кварцевый песок). Схема установки фильтра представлена на рис. 7.
Обрабатываемая сетевая вода поступает из обратного трубопровода сетевой воды расходом ~5% от расчетного расхода в теплосети. Указанная установка работает в автоматическом режиме с управлением от блока автоматики. Обслуживающий персонал периодически контролирует работу установки, измеряя прозрачность сетевой воды до и после фильтра. В процессе пуско-наладочных испытаний в результате работы фильтра прозрачность сетевой воды за 5 суток выросла с 10 до 35 см по шрифту. Основные недостатки: достаточно высокие габаритные размеры, значительный расход исходной воды на взрыхляющую промывку фильтра.
Установка инерционно-гравитационного грязевика ГИГ-300. Грязевик инерционно-гравитационный (ГИГ-300) установлен в 2004 г. на котельной No 26 г. Дзержинска. Грязевик смонтирован на обратном трубопроводе теплосети и рассчитан на пропуск 100% расхода сетевой воды. Минимальный размер улавливаемых загрязнений, согласно паспорту, составляет около 30 мкм. Механические примеси оседают и накапливаются в нижней части грязевика. Удаление примесей производится периодически обслуживающим персоналом. При проведении пусконаладочных испытаний зафиксирован рост прозрачности сетевой воды с 3,5 до 38 см в течение 10 суток. По нашим оценкам указанный грязевик за один проход улавливает около 10% всех загрязнений, содержащихся в очищаемой воде (с размером частиц свыше 30 мкм). К основным недостаткам можно отнести высокую стоимость и значительные массогабаритные характеристики грязевика.
Неплохие результаты также получены в результате применения самопромывного фильтра тонкой очистки F76S на котельной No 38 г. Дзержинска. Фильтр установлен на байпасе сетевых насосов и рассчитан на пропуск 3+5% сетевой воды.
Применение акустических противонакипных устройств (АПУ)
В 2003-04 гг. на одной из котельных г. Сергач в течение 3-х месяцев проводился эксперимент по проверке эффективности действия АПУ марки «Акустик-Т» по предотвращению накипеобразования на поверхности нагрева разборного ПТО фирмы Функе. Акустические излучатели были установлены на обоих патрубках ПТО по сетевой стороне вблизи от портов.

В ходе испытаний еженедельно фиксировались температуры входа и выхода потоков и перепад давления на ПТО, оснащенном АПУ, и контрольном ПТО (не оснащенном АПУ). Оба ПТО работали в параллель при одних и тех же параметрах рабочих сред.
К сожалению, испытания показали полную неэффективность АПУ на данном объекте. Вскрытие обоих ПТО, произведенное после окончания испытаний, не выявило каких-либо отличий между теплообменниками. В обоих ПТО были обнаружены отложения карбонатной накипи толщиной около 0,6 мм (см. рис. 3).
В этой связи следует рекомендовать эксплуатационникам, прежде чем приобретать АПУ для ПТО (в первую очередь это касается разборных ПТО с резиновыми уплотнительными прокладками), предварительно брать их (без оплаты) на период опытной эксплуатации.
Методы диагностики состояния загрязненности и качества химических промывок теплообменных аппаратов
Наиболее распространенным методом определения загрязненности теплообменников является периодический контроль перепада давления на входе и выходе аппарата в процессе эксплуатации (а также до и после химических промывок). Указанный метод отличается простотой и хорошо зарекомендовал себя на практике. Однако, этот метод не всегда применим. В частности, на основании него невозможно сделать вывод о способности конкретного теплообменника выполнить свою функцию (нагреть определенное количество воды до нужной температуры), если он в момент измерения перепада давления работает в нерасчетном режиме и, в особенности, если этот теплообменник изначально подобран с запасом или недостатком поверхности нагрева.
Поясним вышесказанное на примере. Рассмотрим ПТО, работающий на отопление. Температурный график теплосети 95/70 °С. Пусть расчетные (принятые при подборе ПТО) и фактические (измеренные) параметры при одинаковом (расчетном) расходе сетевой воды составляют (см. табл. 3).
Как видим, в процессе эксплуатации перепад давления по сетевой воде возрос до 18 м вод. ст.
Вопрос: как определить, до какой температуры наружного воздуха указанный теплообменник сможет обеспечить подогрев сетевой воды до требуемой температуры по графику, и когда следует планировать промывку ПТО?
Очевидно, что простое измерение перепада давления ответа на этот вопрос дать не может.
Некоторые авторы наоборот предлагают излишне усложненные способы контроля загрязнения ПТО. Так, в статье [5] для контроля качества химической промывки ПТО предлагается использовать специальный стенд (совмещенный с промывочной установкой), работающий по принципу определения времени схождения температур воды в двух циркуляционных контурах, разделенных испытываемым ПТО. Стенд насыщен большим количеством дополнительного оборудования (насосы, электроподогреватель, расходомеры и пр.), требует подключения к обоим контурам ПТО (хотя промывке подвергается только один) и, по этим причинам, практически не применим для широкого использования на объектах малой теплоэнергетики. (Указанный стенд может быть рекомендован только для отработки различных технологий промывок с применением новых моющих растворов.)
Автором настоящей статьи разработан эффективный метод диагностики состояния загрязненности теплообменных аппаратов, позволяющий легко определять относительный коэффициент теплопередачи k/k0 загрязненного теплообменника по отношению к этому же теплообменнику с абсолютно чистой поверхностью. Для анализа используются только результаты измерения 4-х температур (на входе и выходе теплообменника по обоим потокам).
Сущность метода заключается в следующем. Признанные авторитеты отечественной теплоэнергетики Е.Я.Соколов, Н.М. Зингер в своих работах (см. например [1], стр. 125) теоретически и практически обосновали существование замечательного параметра водо-водяного подогревателя «Ф», значение которого для данного подогревателя величина практически постоянная.
Параметр подогревателя Ф в общем случае определяется по формуле:

Параметр подогревателя остается практически постоянным в широком диапазоне изменения Ггр и Гнагр<бр /> Так, значение параметра секционных водо-водяных подогревателей прямо пропорционально их длине: Ф=Фу×l
где: Фу - удельный параметр, отнесенный к единице длины подогревателя, l- длина подогревателя, м.
Удельный параметр Фу зависит в основном от отношений площадей сечений трубок и межтрубного пространства и практически не зависит от удельной площади поверхности нагрева, приходящейся на единицу длины подогревателя, т.е. от номера или диаметра корпуса подогревателя. Для всех типоразмеров секционных водо-водяных подогревателей по ОСТ 34-588-68 и ГОСТ 27 590-88 можно практически принимать одно и то же значение удельного параметра Фу=0,1м-1 при чистой поверхности нагрева, т.е. при отсутствии на ней накипи и загрязнений.
Параметр Ф пластинчатого водо-водяного подогревателя зависит от типоразмера (конструкции и профиля пластин) и не зависит от количества пластин в ПТО.
Параметр подогревателя в расчетном (основном) режиме равен:

При абсолютно чистой поверхности нагрева водоподогревателя:
Ф=Ф0 (4)
При загрязнении поверхности нагрева водоподогревателя фактическое значение параметра Ф уменьшается:
00 (5)
Очевидно также, что если сравнивать загрязненный и чистый теплообменники при одних и тех же расходах рабочих сред, получим:

Выполним преобразование формулы (2), подставив в нее известные соотношения:

Нетрудно видеть, что все параметры, входящие в формулу (7), вычисляются на основании значений 4-х температур, которые легко измерить на работающем аппарате.
Для вычисления расчетного (Ф0) и фактического (Ф) параметра теплообменника в формулу (7) следует подставить соответствующие значения температур рабочих сред на входе и выходе теплообменника.
Затем, по формуле (6) легко определить: (k/k0)=(Ф/Ф0).
Например, в вышеприведенном примере:

Аналогично, фактический параметр теплообменника составит: Ф=0,76.
Получим: (k/k0)=(Ф/Ф0)=0,34.
При известном отношении (k/k0) по графику рис. 1 можно определить эквивалентную толщину накипи на поверхности нагрева теплообменника.
При известном фактическом значении параметра Ф загрязненного теплообменника, на основании формулы (7) и уравнений теплового баланса, описывающих характеристики оборудования и схемные решения конкретной котельной, можно получить систему нелинейных алгебраических уравнений для определения важного параметра - граничной температуры наружного воздуха, ниже которой котельная не сможет обеспечивать поддержание расчетного температурного графика в теплосети (это касается только подогревателей отопления).
Для тепловой схемы, показанной на рис. 2, система уравнений легко решается численным методом на ПЭВМ. В качестве варьируемых параметров используются:
(Гсет/ГсетЬ0) - отношение фактического расхода сетевой воды к расчетному;
Твых, к – температура воды на выходе из котлов (равна температуре греющего теплоносителя на входе в подогреватель).
На графиках рис. 8 (а, б) представлены полученные решения системы уравнений для котельной No 20 г. Дзержинска.
Для вышеприведенного численного примера при (Ф/Ф0)=0,34, Твых=105 °С, (Гсет/ГсетЬ0) = 1 по графику рис. 8 получим граничную температуру гр. = -17,0 °С.

В заключение следует отметить, что вышеописанная методика диагностики загрязненности ПТО в настоящее время внедрена в повседневную практику нашего предприятия.
В сотрудничестве с ООО «Реал-Информ» (г. Н.Новгород) разработан микропроцессорный прибор, сочетающий в себе шестиканальный измеритель-регистратор температуры (для контроля двух ПТО, установленных параллельно) и блок математической обработки информации. На дисплее прибора индицируются текущие значения всех измеренных температур и расчетные значения (Ф/Ф0) и тн.в.гр<бр /> Данный прибор не дорог, его стоимость в комплекте с датчиками температуры составляет около 15 тыс. руб.
Прибор может оказать неоценимую помощь персоналу теплоснабжающего предприятия, сталкивающемуся в своей деятельности с эксплуатацией пластинчатых (и других) водо-водя-ных теплообменников. На основании данных, полученных с его помощью, можно отслеживать динамику загрязнений ПТО, рационально планировать химические промывки (очистки) оборудования с учетом прогноза погодных условий.
Рекомендации по подбору ПТО при проектировании объектов теплоснабжения
В настоящее время все фирмы-поставщики ПТО при их продаже предлагают заказчикам услуги по подбору теплообменников, в зависимости от исходных данных и специфических требований заказчика.
При этом обе стороны заинтересованы в положительном эффекте в результате внедрения ПТО. Сами заказчики, как правило, не могут квалифицированно подобрать ПТО, поскольку методики их теплового и гидравлического расчета являются коммерческой тайной. В качестве исходных данных для выбора ПТО запрашиваются:

Нюанс заключается в том, что при одних и тех же заданных значениях теплового потока и температур теплоносителей могут быть подобраны ПТО разного типоразмера с существенно разным расчетным коэффициентом теплопередачи, количеством пластин и т.д. (Расчетный коэффициент теплопередачи k0, как правило, напрямую зависит от назначенных величин допустимого перепада давления). Очевидно, например, что теплообменник с k0=4500 Вт/(м2*°С) будет иметь в 1,7 раза меньшую поверхность, чем теплообменник с k0 = 7500 Вт/(м2*°С). При этом второй ПТО примерно в 1,5 раза дешевле.
Многие заказчики, не искушенные в проблемах подбора ПТО, и, к тому же, ограниченные в финансовых средствах подтверждают выбор ПТО с более высоким коэффициентом теплопередачи. При этом они обрекают себя на полный комплекс вышеописанных в предыдущих разделах проблем, связанных с потерей тепловой эффективности ПТО при загрязнении.
Как же быть в такой ситуации? Ответ на этот вопрос неоднозначен.
Во-первых, следует рекомендовать эксплуатационникам при выдаче технического задания на подбор ПТО в обязательном порядке учитывать перспективу их возможного загрязнения на основе имеющихся данных химико-аналитического контроля теплообменивающихся сред с учетом сезонных изменений.
Во-вторых, не следует устанавливать ПТО со слишком высоким значением k0. На наш взгляд оптимальный диапазон k0 для ПТО составляет 4500-6000 Вт/(м2*°С).
Здесь необходимо заметить, что проблема устранилась бы сама собой, если бы фирмы-изготовители ПТО в своих расчетных программах учитывали возможность подбора ПТО при наличии заданной степени загрязненности (толщины слоя накипи). Однако такая услуга не предоставляется. В чем причина? Не умеют считать или в водопроводных и тепловых сетях западных стран течет дистиллят?
Приходится искать обходные пути. Некоторые ошибочно полагают, что решить проблему можно путем введения запаса поверхности нагрева, т.е. рассчитать ПТО без учета загрязнения, а затем добавить некоторое количество пластин (например 20%) и дело, как говорится, «в шляпе». Однако это неправильный подход, поскольку при тех же расходах теплоносителей уменьшается скорость их течения по каналам, что ведет к снижению коэффициента теплопередачи примерно в той же пропорции. (Этот вывод следует так же из формулы (2), поскольку параметр «Ф» водоподогревателя при добавлении пластин остается постоянным). Тепловой поток же
Q=K×F×Δt
при этом практически не изменяется.
Правда, вышесказанное справедливо только для чистого ПТО. В случае с загрязненным ПТО возникает интересный эффект, выражающийся в том, что вследствие снижения абсолютного значения коэффициента теплопередачи теплообменника, обусловленного добавлением пластин, его относительная величина (k/k0) при том же слое отложений становится больше. В результате рост поверхности нагрева не компенсируется снижением коэффициента теплопередачи и тепловой поток (при прочих равных условиях) несколько увеличивается. Расчеты показывают, что для теплообменника с расчетным коэффициентом теплопередачи 5000 Вт/(м2.°С) и расчетным параметром Ф0=2,22, при толщине слоя накипи 0,2 мм увеличение количества пластин на 20% обеспечивает прирост теплового потока только на 4,08%.
Таким образом, прирост поверхности нагрева ПТО (путем добавления пластин) не обеспечивает эквивалентного прироста теплового потока.
Добавление пластин экономически оправдано только в двух случаях:
- при необходимости увеличения тепловой нагрузки ПТО, т.е. расходов теплоносителей по обоим потокам;
- при необходимости уменьшения гидравлического сопротивления ПТО при неизменных расходах теплоносителей и тепловой нагрузке.
Правильная методика подбора ПТО с учетом прогнозируемого загрязнения следует из вышеприведенной теоретической модели и заключается в следующем:
1. Исходя из требований технологического процесса определяются расчетные температуры теплоносителей (при загрязненном состоянии ПТО), например:

2. Определяется соответствующий этим температурам параметр теплообменника Ф = 2,22.
3. Назначается желаемый коэффициент теплопередачи ПТО, например 5000 Вт/(м2*°С). По графику рис.1 при заданной толщине слоя накипи (например 0,2 мм) определяется относительный коэффициент теплопередачи (k/k0=0,545).
4. Вычисляется параметр Ф0 при чистой поверхности нагрева: Ф0=Ф/(k/k0)=4,07.
5. При известных отношении расходов (Гнагр/Ггр=(110-80)/(95-70)=1,2) и входных температурах теплоносителей, выходные температуры найдутся из системы уравнений:

В итоге получим четыре расчетные температуры для выбора ПТО при проектировании.

Именно эти температуры должны быть включены в техническое задание, передаваемое фирме-изготовителю для подбора ПТО.
Вопрос: а что же все-таки делать в ситуации, когда установленные на объекте ПТО не обеспечивают подогрев воды до нужной температуры?
В первую очередь необходимо провести анализ, в ходе которого определить:

Для повышения теплопроизводительности ПТО можно рекомендовать следующие мероприятия:

Последнее мероприятие было нами апробировано на котельной No 87 г. Сергач. На указанной котельной по проекту были установлены два ПТО отопления марки FPS-43-163-1E фирмы «FUNKE» тепловой мощностью 8,0 МВт каждый. В процессе эксплуатации обнаружилось, что имеет место быстрое зарастание поверхностей нагрева ПТО накипными отложениями, вследствие чего котельная оказалась «заперта» - не удавалось нагреть сетевую воду выше 65-70 °С (при графике 95/70 °С).
Обследование показало - при расчетном коэффициенте теплопередачи ПТО 6600 Вт/(м2*°С), фактическое его значение составляло всего лишь 1736-2343 Вт/(м2*оС), что соответствует относительному параметру (Ф/Ф0)= 0,26-0,36. При разборке ПТО на поверхности нагрева были обнаружены накипные отложения толщиной 0,2-0,3 мм следующего состава: 78% солей кальция, 22% оксидов железа.
Для нормализации теплоснабжения от котельной в первую очередь нами были предприняты меры по увеличению расхода (примерно на 30%) и температуры котловой воды до максимальной - от 110 до 115 ОС, а также корректировке реагентного водно-химического режима. Хотя все эти мероприятия дали ограниченный эффект (удалось повысить температуру сетевой воды на 5-7 °С), в сочетании с регулярными химпромывками это позволило не допустить срыва теплоснабжения жилого района.
Радикально проблема была решена только в летний период 2003 г., когда в сотрудничестве с известной фирмой-производителем пластинчатых теплообменников «Ридан» нами была проведена реконструкция ПТО с переводом на двухходовую схему движения теплоносителей и увеличением количества пластин со 163 до 250 шт.
В результате реконструкции удалось полностью нормализовать теплоснабжение от котельной.
К отрицательным последствиям реконструкции ПТО следует отнести следующие:

Выводы
1. Поверхности нагрева ПТО подвержены загрязнению отложениями накипи, окислов железа и других механических примесей, содержащихся в сетевой воде. Интенсивность и характер загрязнения определяется качеством воды (жесткостью, концентрацией примесей) и ее температурой.
2. Загрязнение ПТО с высоким расчетным коэффициентом теплопередачи сопровождается значительным снижением тепловой эффективности аппарата.
3. Химическая промывка ПТО (в особенности загрязненных окислами железа) является сложной технологической операцией, требует профессионального подхода к выбору реагентов и технологий промывки.
4. С целью уменьшения загрязнения ПТО продуктами коррозии железа и другими механическими примесями, содержащимися в сетевой воде, следует применять осветлительные фильтры, инерционно-гравитационные грязевики типа ГИГ и др. устройства очистки.
5. Для предотвращения накипеобразования на поверхностях нагрева ПТО, подогревающих сетевую воду с высокой жесткостью, и снижения скорости коррозии тепловых сетей рекомендуется применять реагентный (комплексонный) водно-химический режим тепловых сетей.
6. Предложена эффективная методика диагностики загрязненности теплообменных аппаратов, разработано приборное и программное обеспечение для создания системы мониторинга степени загрязнения с оценкой остаточного ресурса работы до промывки (очистки).
7. При проектировании и выборе ПТО в обязательном порядке необходимо учитывать возможное загрязнение поверхности нагрева. Предложена методика подбора ПТО с учетом загрязнения.

Kategory:

tizer2:

О влиянии загрязнений и конструктивных особенностей пластинчатых теплообменников на коэффициент теплопередачи (или о чем умалчивают производители) загрязнение Влияние загрязнения. Каждому теплоэнергетику с институтской скамьи известно, что накипь на поверхности нагрева теплообменника увеличивает термическое сопротивление теплопередающей стенки и, следовательно, снижает коэффициент теплопередачи

Расчет пластинчатого теплообменника

pMaster — Tue, 09 Dec 2014 11:04:23 +0000

Расчет пластинчатого теплообменника
Сначала мы рассмотрим, какие бывают теплообменники, а потом рассмотрим формулы расчета теплообменников. И Таблицы различных теплообменников по мощностям.
Паяный теплообменник AlfaLaval - неразборный!

AlfaLaval - Разборный с резиновыми прокладками

Основное предназначение теплообменников такого типа - это мгновенная передача температуры от одного независимого контура - другому. Это дает возможность получить тепло от центрального отопления к своей независимой системе отопления. Также дает возможность получать горячее водоснабжение.
Существуют разборные и неразборные теплообменники! AlfaLaval - Российского производства!
Паяный теплообменник AlfaLaval - неразборный!

Конструкция
В паяных теплообменниках из нержавеющей стали не нужны прокладки и прижимные плиты. Припой надежно соединяет пластины во всех точках контакта, что обеспечивает оптимальный КПД теплопередачи и высокое сопротивление давлению. Конструкция пластин рассчитана на длительный срок эксплуатации ППТ очень компактны, так как теплопередача происходит практически через весь материал, из которого они изготовлены. Они имеют небольшую массу и малый внутренний объем. Компания Альфа Лаваль предлагает широкий спектр аппаратов, которые всегда можно приспособить к конкретным требованиям заказчиков. Любые задачи, связанные с теплообменом, ППТ решают наиболее эффективным с экономической точки зрения способом.
Материал
Паяный пластинчатый теплообменник состоит из тонких гофрированных пластин из нержавеющей стали, соединенных между собой вакуумной пайкой с использованием меди или никеля в качестве припоя. Теплообменники, паянные медью, чаще всего применяются в системах теплоснабжения или кондиционирования воздуха, в то время как никельпаяные в основном предназначены для пищевой промышленности и для работы с агрессивными жидкостями.
Защита от смешения сред
В тех случаях, когда по правилам эксплуатации или по иным причинам требуется обеспечить повышенную безопасность, можно воспользоваться патентованными конструкциями паяных теплообменников с двойными стенками. В этих теплообменниках две среды отделены друг от друга двойной пластиной из нержавеющей стали. В случае внутренней протечки ее можно будет заметить на внешней стороне теплообменника, но смешения сред в любом случае не произойдет.
AlfaLaval - Разборный с резиновыми прокладками

Теплообменник: Жидкость - жидкость
1-пластины; 2-стяжные болты; 3,4-передняя и задняя массивная плита; 5-патрубки для присоединения контура теплоснабжения; 6-патрубки для присоединения трубопроводов системы отопления.
Назначение
Получить отдельный замкнутый (независимый) отопительный контур системы отопления, при этом получая только тепловую энергию. Расход и давление не передаются. Тепловая энергия передается за счет передачи температуры теплопередающими пластинами по разные стороны которого протекает теплоноситель (отдающий тепло и принимающий тепло). Это дает возможность изолировать свою систему отопления от центральной сети отопления. Могут быть и другие задачи.

1-подающий патрубок для отпуска тепла; 2-обратный патрубок для отпуска тепла; 3-обратный патрубок для приема тепла; 4-подающий патрубок для приема тепла; 5-канал для приема тепла; 6-канал для отпуска тепла. Стрелками указано направление движения теплоносителя.

Схема системы отопления

Каждый пластинчатый теплообменник обладает значениями, которые необходимы для расчета.
Эффективность (КПД) теплообменника находиться по формуле

На практике эти значения равны 80-85%
Какие должны быть расходы через теплообменник?
Рассмотрим схему

По разные стороны теплообменника имеются два независимых контура, это означает, что расходы этих контуров могут быть разными.
Чтобы найти расходы нужно знать, сколько тепловой энергии потребуется для отопления второго контура.
Например, это будет 10 кВт.
Теперь нужно посчитать необходимую площадь пластин для передачи тепловой энергии по этой формуле

Полный коэффициент теплопередачи

Чтобы решить задачу нужно познакомиться с некоторыми типами теплообменников, и на их основе производить анализ расчетов подобных тепловых обменников.
Совет!
Самостоятельно сделать расчет теплообменника у Вас не получиться по одной простой причине. Все данные, которые характеризуют теплообменник скрыты от посторонних лиц. Возникает трудность найти коэффициент теплопередачи от реального расхода! И если расход будет заведомо маленьким, то и КПД теплообменника будет не достаточным!
Увеличение мощности с уменьшением расхода приводит к увеличению самого теплообменника в 3-4 раза по количеству пластин.
У каждого производителя теплообменников есть специальная программа, которая подбирает теплообменник.
Чем выше коэффициент теплопередачи, тем быстрее этот коэффициент становиться меньше из-за отложение от накипи!

Рекомендации по подбору ПТО при проектировании объектов теплоснабжения

О чем умалчивают производители теплообменников? О загрязнение теплообменников

Графа Теплоноситель - контур 1 источника тепла.
Графа Нагреваемая среда - контур 2.

Tags:

Kategory:

tizer2:

Расчет пластинчатого теплообменника Сначала мы рассмотрим, какие бывают теплообменники, а потом рассмотрим формулы расчета теплообменников. И Таблицы различных теплообменников по мощностям. Паяный теплообменник AlfaLaval - неразборный! AlfaLaval - Разборный с резиновыми прокладками Основное предназначение теплообменников такого типа - это мгновенная передача температуры от одного независимого

Бойлер косвенного нагрева накопительный. Принцип работы.

pMaster — Tue, 09 Dec 2014 11:04:21 +0000

Бойлер косвенного нагрева накопительный. Принцип работы.

На данный момент для получения горячей воды через систему отопления используют бойлеры косвенного нагрева. Рассмотрим марку: DRAZICE.

В этой статье нам необходимо понять принцип работы косвенного нагрева в системе отопления и горячего водоснабжения. Благодаря тому, как работает бойлер косвенного нагрева, Вы поймете, как подбирать бойлеры косвенного нагрева других производителей и марок.

И так приступим...
Назначение бойлера косвенного нагрева. Нагреть воду по средствам системы отопления. То есть мы нагреваем холодную воду теплом, которое отбираем у системы отопления.
Какие существуют бойлеры косвенного нагрева?
Чтобы это понять, необходимо знать его основные параметры:

1. Объем воды, который в него помещается (Литр)

Это один основной параметр. Но бойлеры бывают с дополнительными возможностями и опциями. Также они подразделяются: Навесные, напольные вертикальные и горизонтальные.

Дополнительные возможности бойлера:
1. Третий вход на рециркуляцию 2. Возможность нагревать воду через электроэнергию(Встроенный электронагреватель) 3. Управление по температуре и реле для включения и отключения насосов.

Обо всем этом я расскажу...
Третий вход на рециркуляцию нужен для рециркуляции горячего водоснабжения.
Рециркуляция горячего водоснабжения - это специальная система, которая дает возможность при открывании горячего крана получить сразу горячую воду. То есть не нужно ждать, когда придет горячая вода из водонагревателя к крану. Система устроена по принципу постоянно текущей, горячей воды по замкнутому кругу. То есть насос создает течение горячей воды по замкнутому кругу. Данный процесс называется рециркуляцией.
Рециркуляцию обычно делают через полотенцесушитель, но бывают случаи, когда полотенцесушитель не предусмотрен и тогда делают тупую рециркуляцию.

Если за место полотенцесушителя подключить на прямую к трубе, то это будет называться тупой рециркуляцией.
Обратный клапан нужен для того, чтобы исключить обратное движение воды, если насос выключен.
Обратный клапан на входе в водонагреватель нужен для того, чтобы исключить движение горячей воды на холодный трубопровод. Может возникнуть ситуация, когда при нагреве воды давление в водонагревателе увеличиться и открывая только холодный кран первым делом большое давление вытолкнет горячую воду из водонагревателя в холодный трубопровод.
Автоматический воздухоотводчик нужен для того, чтобы исключить попадания воздуха в насос, особенно при первом запуске. При первом запуске обратный клапан препятствует движения воздуха из бака и прогоняет горячую воду через полотенцесушитель.
Предохранительный клапан нужен для того, чтобы защитить водонагреватель от большого давления вызванный расширением воды при нагреве. То есть предохранительный клапан защищает водонагреватель от высокого давления. Обычно это до 7 Bar. При достижение или превышение давления 7 bar предохранительный клапан начинает выпускать воду через себя.
Расширительный бак компенсирует давление в системе горячего водоснабжения. То есть при нагреве воды увеличивается давление в системе горячего водоснабжения. Расширительный бак начинает в себя забирать воду, тем самым уменьшая давление. Поэтому расширительный бак уменьшает превышение давления при нагреве воды. Расширительный бак не дает сильно увеличить давление воды при ее нагреве. Давление воздуха в расширительном баке не должно превышать давление предохранительного клапана, иначе действие расширительного бака бесполезны. А минимальное давление воздуха должно быть не ниже минимального давления в системе водоснабжения.
Расширительный бак по своей природе является гидроаккумулятором.
Правила присоединения к водоснабжению
Вход холодной воды в бак водонагревателя должен поступать в нижнюю точку пространства бака, потому что так предписывают теплотехнические законы. Существуют баки, у которых патрубок находятся вверху для входа холодной воды, но этот патрубок опускается до дна бака, тем самым поступление холодной воды поступает сразу в нижнюю точку бака.
Выход горячей воды в пространстве бака всегда берется из самой верхней точки бака водонагревателя, потому что температура воды в верхней точки бака всегда выше. Бывают водонагреватели, у которых патрубок находится внизу, этот патрубок продолжается до верхней точки бака.
Третья точка в бойлере косвенного нагрева нужна для рециркуляции горячего водоснабжения. Поступление воды третьей точки, должно поступать в середину бака по высоте пространство бака. Впрочем, бывают случаи, когда эта третья точка находится чуть выше от середины.
Отопительный контур бойлера
Отопительный контур бойлера является обычной трубой изогнутой в спираль. Теплоноситель, двигаясь по трубе, теряет свою температуру через стенки трубы в бак, где находиться вода для горячего водоснабжения.
Движение по спиральной трубе должно осуществляться сверху вниз. То есть верхний патрубок должен заходить более горячий теплоноситель, а выходить из нижнего более остывший теплоноситель. Если сделать обратное движение теплоносителя, то получиться уменьшение КПД. Это доказывается теплотехническими законами.
Если осуществить движение снизу вверх, то теплоноситель потеряет меньше температуры на нагревание воды, так как уже в середине будет более нагретая вода и теплоноситель выйдет более нагретый. При нормальной циркуляции сверху вниз, выходящий теплоноситель становиться более остывшим из-за того, что он проходит в конце своего пути более холодный участок воды.
Смотрим схему

Почти каждый современный бойлер косвенного нагрева должен снабжаться температурным реле, который замыкает и размыкает электрическую цепь. Причем в основном идет реле, которое переключает цепь с одного контакта на другой, это дает возможность подключать два циркуляционных насоса, которые будут работать попеременно. Например, когда вода нагреется в бойлере, то включается насос отопления, когда необходимо подогреть воду, то насос отопления отключиться и включиться насос на бойлере.
Данное переключающее температурное реле, находящееся в бойлере косвенного нагрева, дает возможность не использовать трехходовой клапан, который будет перенаправлять потоки теплоносителя.

Если в котле имеется насос, то схема подключения бойлера и радиаторного отопления подключается через трехходовой клапан, который регулируется только на перенаправление потоков. Специальный сервопривод поворачивает клапан трехходового клапана. Сигнал перенаправления потоков осуществляется с помощью температурного реле находящийся в бойлере.

Не пугайтесь сервоприводов, в магазинах рассматривайте паспорта на трехходовые клапаны и сервопривода к ним. Изучайте электрические схемы. Скажу, что контакт и размыкание дает реле в бойлере, а сервопривод работает от сигнала, который ему задает реле.
Ну и последняя схема, которая находиться в больших котельных, бойлер, которых может быть подключен таким образом.

Один основной недостаток, это подающий коллектор может быть не достаточно большой температуры, что вызовет недостаточное прогревание бойлера. Преимущество в том, что и отопление, и горячее водоснабжение параллельно работают вместе. При таком подключение следует учесть достаточную мощность котлов.
Рассмотрим внутренние элементы бойлера.

Контакт 1 переключается между контактом 2 и 4. Это дает возможность подключать насосы, чтобы они работали попеременно либо подключить питание одного насоса при включении его, если температура понизиться.
Главное понять принцип работы бойлера и его электрическая схема подключения.
При покупки бойлера следует обратить внимание на важные параметры:

1. Объем воды, который в него помещается (Литр)
2. Третий вход на рециркуляцию
3. Возможность нагревать воду через электроэнергию(Встроенный электронагреватель)
4. Управление по температуре и реле для включения и отключения насосов.

Не стесняйтесь спрашивать подробную работу бойлера у продавцов данных бойлеров и смотреть паспорта и различный функционал. Те, кто продает данное изделие, обязательно должен иметь журналы с различными бойлерами и их характеристиками.

Tags:

Kategory:

tizer2:

Бойлер косвенного нагрева накопительный. Принцип работы. На данный момент для получения горячей воды через систему отопления используют бойлеры косвенного нагрева. Рассмотрим марку: DRAZICE. В этой статье нам необходимо понять принцип работы косвенного нагрева в системе отопления и горячего водоснабжения. Благодаря тому, как работает бойлер косвенного нагрева, Вы поймете, как подбирать бойлеры

Расчет смесительного узла CombiMix

pMaster — Tue, 09 Dec 2014 11:04:14 +0000

Расчет смесительного узла CombiMix. Инструкция и настройка.

Смесительный узел CombiMix предназначен для получения регулируемой температуры теплоносителя в теплом водяном поле.

Скачать программу CombiMix 1.0
Теперь можно найти:
Количество контуров, мощность теплого пола, обогреваемую площадь, расход контура, давление на коллекторе, сопротивление смесительного узла.
Процесс вычисления складывается из множества факторов:
Подающей температуры, настроечной температуры термоголовки, перепаду температур, длинны трубопровода, шага укладки трубы и насоса.
Смесительный узел combimix является последовательным типом смешивания. Имеются дополнительные настройки. Настройка балансировочного клапана уменьшает или увеличивает проток по тепловому контуру (контур котла). Перепускной клапан служит для того, чтобы при закрытых контурах давать расход насосу.

Tags:

Kategory:

tizer2:

Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.

pMaster — Tue, 09 Dec 2014 11:04:14 +0000

Чтобы понять, как работает гидрострелка, мы затронем гидравлику и теплотехнику. С помощью гидравлики мы поймем, как движется вода в гидрострелке. А с помощью теплотехники, мы поймем, как проходит и распределяется нагретая вода.
Я как гидравлик, предлагаю рассматривать любую систему отопления через много связующие трубки способные пропускать определенный расход воды внутри себя. Например, в этой трубе - идет такой-то расход в другой трубе - другой расход. Или в этом кольце (контуре) - идет один расход в другом кольце - производится другой расход.
Напутствие будущим специалистам
Для того, чтобы правильно считать систему отопления, необходимо систему отопления рассматривать как систему из труб образующие кольца в которой происходит, какой-либо расход. По расходу можно будет вычислять диаметр трубопровода, а также расход нам дает точный перевод, сколько требуется передать тепла по трубе теплоносителем. Также понадобиться понимать разницу напоров на подающем и обратном трубопроводе. Об этом как-нибудь в других статьях напишу, по качественному расчету схем систем отопления.
О формах гидрострелки:

В разрезе:

Как видите ничего сложного внутри. Существуют, конечно, всякие модификации еще и с фильтрами. Может в будущем какой-нибудь дядя Ваня и придумает более сложные структуру, а пока будем изучать такие гидрострелки. По принципу работы круглые гидрострелки от профильной гидрострелки практически не отличаются. Прямоугольная (профильная) гидрострелка, больше красивая, чем лучше работающая. С точки зрения гидравлики, лучше круглая гидрострелка. А профильная гидрострелка скорее уменьшает расположение в пространстве и увеличивает емкость гидрострелки. Но все это не влияет на параметры гидрострелок.
Гидрострелка - служит для гидравлического разделения потоков. То есть гидравлический разделитель является неким каналом между контурами и делает контура динамически независимыми при передачи движения теплоностителя. Но при этом хорошо передает тепло от одного контура другому. Поэтому официальное название гидрострелки: Гидравлический разделитель.

Назначение гидрострелки для систем отопления:

Первое назначение. Получить при малом расходе теплоносителя - большой расход во втором искусственно-созданном контуре. То есть, например, у Вас имеется котел с расходом 40 литров в минуту, а система отопления получилась в два-три раза больше по расходу - это к примеру, расход = 120 литров в минуту. Первым контуром будет являться контур котла, а вторым контуром будет - система развязки отопления. Экономически не целесообразно разгонять контур котла - до расхода больше чем это было предусмотрено производителем котла. Иначе увеличится гидравлическое сопротивление, которое либо не даст необходимый расход, либо увеличит нагрузку на движение жидкости, что приведет - к дополнительным расходом насоса на электроэнергию.
Второе назначение. Исключить гидродинамическое влияние, на включение и отключение определенных контуров систем отопления на общий гидродинамический баланс всей системы отопления. Например, если у Вас имеются теплые полы, радиаторное отопление и контур горячего водоснабжения (бойлер косвенного нагрева), то имеет смысл разделить эти потоки на отдельные контура. Чтобы они друг на друга не влияли. Схемы рассмотрим ниже.
Гидрострелка является связующим звеном двух отдельных контуров по передаче тепла и полностью исключает динамическое влияние двух контуров между собой.
Нет динамического или гидродинамического влияния в гидрострелке между контурами - это когда - движение (скорость и расход) теплоносителя в гидрострелке не передается от одного контура к другому. Имеется ввиду: Влияние толкательной силы движущегося теплоносителя не передается от контура к контуру.
Смотри изображение простого примера. Далее будут схемы сложнее.

Насос Н1 создает расход в первом контуре равный Q1. Наос Н2 создает расход во втором контуре равный Q2.
Принцип работы
Насос Н1 создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по первому контуру. Насос Н2 создает циркуляцию теплоносителя через гидрострелку по второму контуру. Тем самым происходит перемешивание теплоносителя в гидрострелке. Но если расход Q1=Q2, то происходит взаимное проникновение теплоносителя из контура в контур, тем самым как бы создавая один общий контур. В этом случае вертикальное движение в гидрострелке не происходит или это движение стремится к нулю. В случаях, когда Q1>Q2, движение теплоносителя в гидрострелке происходит сверху в низ. В случаях, когда Q1 При расчете гидрострелки, очень важно получить очень медленное вертикальное движение в гидрострелке. Экономический фактор указывает на скорость не более 0,1 метр в секунду, для первых двух причин (смотри ниже).
Почему нужная маленькая вертикальная скорость в гидрострелке?
Первая, основная причина маленькой скорости - это дать возможность осесть (упасть вниз) плавающему мусору (крошки песка, шлама) в системе отопления. То есть со временем некоторые крошки постепенно оседают в гидрострелке. Гидрострелка еще может служить как накопителем шлама в системе отопления.
Вторая причина - это возможность создать естественную конвекции теплоносителя в гидрострелке. То есть дать возможность холодному теплоносителю уходить вниз, а горячему устремляться вверх. Это нужно для того, чтобы использовать гидрострелку как возможность получения из температурного градиента гидрострелки, необходимый температурный напор. Например, для теплого пола можно получить второстепенный контур отопления с пониженной температурой теплоносителя. Также для бойлера косвенного нагрева можно получить более высокую температуру, которая способна будет перехватить максимальный температурный напор, чтобы быстрее нагреть воду для горячего потребления.
Третья причина - это уменьшить гидравлическое сопротивление в гидрострелке. Оно в принципе и так уменьшено, почти до нуля, но если опустить две первые причины, можно сделать гидрострелку как смесительный узел. То есть уменьшить диаметр гидрострелки и увеличить вертикальную скорость гидрострелки, сделать более - повышенную. Этот метод позволяет сэкономить на материалах и может быть использован в тех случаях, когда не нужен температурный градиент и получить всего один контур отопления. Данный метод существенно экономит средства на материалах. Ниже представлю схему.
Четвертая причина - это выделить из теплоносителя микроскопические пузырьки воздуха и выпустить их через автовоздушник.
В каких случаях становятся нужна гидрострелка?
Опишу приблизительно, для чайников. Обычно, гидрострелка стоит в доме, площадь которого превышает 200 квадратных метров. Там где имеется сложная система отопления. Имеется в виду, что распределение теплоносителя делится на множество контуров отопления. Данные контура, которых следует делать динамически независимыми от общей системы отопления. Система отопления с гидрострелкой становится идиально стабильной системой отопления, в которой тепло распространяется по дому в точных выверенных пропорциях. В-которых отклонение пропорций в передаче тепла - исключено!
Может ли гидрострелка стоять под углом 90 градусов к горизонту?
Если по-простому, то - может! Ведь правильно заданный вопрос половина ответа! Если Вы опускаете две первых причины (описанных выше), то смело можно вращать ее как хотите. Если необходимо накопить шлам(грязь) и выпускать воздух в автоматическом режиме, то необходимо ставить как положено. А также если необходимо разделить контура по температурным показателям.
Расчет гидрострелки
В интернете гуляет очень раскрученный расчет по расчету гидрострелок, но не объясняется принцип каждой переменной цифры. Откуда взялась эта формула? Нет доказательств данной формулы! Мне как математику происхождение формулы очень волнует...

В особенности самый простой метод это:
Метод трех диаметров и метод чередующихся патрубков

Я Вам расскажу, чем отличаются эти два вида гидрострелок, и который лучше. И стоит ли прибегать к какому-либо варианту или все равно. Об этом ниже.
И так разбираем по кусочкам эту формулу:

Цифра (1000) - это перевод количество метров в миллиметры. 1 метр = 1000 мм.
[ 3 • d ] - это экономический показатель найденный опытным путем. (Этот показатель для чайников, кому лень считать). Ниже предоставлю расчет по всем диаметрам.

Для того, чтобы вычислить диаметр гидрострелки, необходимо знать:

Для примера возьмем это изображение:

Расходом первого контура будет являться максимальный расход выдаваемый насосом Н1. Примем за 40 литров в минуту.

Расходом второго контура будет являться максимальный расход выдавемый насосом Н2. Примем за 120 литров в минуту.
Максимально-возможная вертикальная скорость теплоносителя в гидрострелке, будет являться скорость 0,1 м/с.
Для вычисления диаметра вспомним эти формулы:

Отсюда формула диаметра:

Чтобы соблюсти скорость в гидрострелке просто вставляем в формулу V = 0,1 м/с
Что касается расхода в гидрострелке, он равен:
Q = Q1-Q2 = 40-120 = -80 литр/мин.
Избавляемся от минуса! Он нам не нужен. И того Q=80л/мин.
Переводим: 80 л/мин = 0,001333 м3/сек.

Ну как Вам расчет? Мы нашли диаметр гидрострелки, ни прибегая к температурным и тепловым значениям, нам даже не нужно знать мощность котла и температурные перепады! Достаточно знать только расходы контуров.
А теперь попытаемся понять, как пришли к расчетам такой формулы:

Рассмотрим формулу нахождения мощности котла:

Данные расчеты по этой формуле производились здесь: Расчеты теплопотерь водяного контура.

Вставляя в формулу получаем:

ΔT и С по правилам математики сокращаются или взаимно уничтожаются, так как делятся друг на друга (ΔT/ ΔT, С/ С). Остается Q - расход.

Можно не указывать коэффициент 1000 - это перевод метра в миллиметры.
В итоге мы пришли к этой формуле [ V=W ]:

Также на некоторых сайтах гуляет такая формула:

[ 3 • d ] - это экономический показатель найденный опытным путем. (Этот показатель для чайников, кому лень считать). Ниже предоставлю расчет по всем диаметрам.
Цифра (3600) - это перевод скорости (м/с) количества секунд в часы. 1 час = 3600 секунд. Так как расход указан в (м3/час).
Теперь рассмотрим, как нашли цифру 18,8

Объем гидрострелки?
Влияет ли объем гидрострелки на качество работы системы отопления?
- Конечно, влияет и чем оно больше, тем лучше. Но для чего лучше?
- Для того, чтобы уровнять температурные скачки для системы отопления!
Эффективным объемом для уравнивания температурных скачков будет объем равный 100-300 литров. В особенности в той системе отопления, где имеется твердотопливный котел. Твердотопливный котел, к сожалению, может выдавать очень не приятные температурные скачки для системы отопления.

Если нет, то смотри изображение:
Емкостной гидравлический разделитель - это гидрострелка ввиде бочки.

Такая бочка служит неким накопителем тепла. И создает плавное изменение температуры во втором контуре. Защищает систему отопления от твердотопливного котла, который способен резко повышать температуру до критического уровня.

Подробнее о местах соединения.

Расстояния от дна бочки до трубопровода К2 = a = g - является запасом для скопления шлама. Должно быть равно примерно 10-20 см. (Чтобы хватило лет на 10, так как чистка там обычно не делается, место для шлама - много).
Размер d - необходим для скопления воздуха (5-10 см) в случаях не предвиденного скопления воздуха и неровности потолка бочки. Обязательно поставьте автоматический воздухоотводчик на верхнюю точку бочки.
(В динамике) Чем выше трубопровод К3 тем, быстрее поступает высокая температура, проходящая во второй контур (в динамике). Если опустить трубопровод К3, то высокая температура начнет попадать тогда, когда полностью нагреется теплоноситель заполняющий пространство по высоте d (Между потолком и трубопроводом К3). Поэтому чем ниже трубопровод К3, тем более инерционной получается система отопления в температурных скачках.
Расстояние от трубопровода К3 и К4 = f - будет являться температурным градиентом, поэтому можно смело подбирать необходимый потенциал (температуру в динамике) для определенных контуров отопления. Например, для теплых полов, можно сделать пониженную температуру. Или например, необходимо какие-то контура сделать менее приоритетными в потребление тепла.
Трубопровод К1 - является питающим теплом бочку. Чем выше трубопровод К1, тем быстрее и без сильного остывания достигает теплоноситель трубопровода К3. Чем ниже трубопровод К1, тем сильнее теплоноситель разбавляется с температурным градиентом тепла. И это означает, что сильно высокая температура, больше разбавляется с остывшим теплоносителем в бочке. Чем ниже трубопровод К1, тем более инерционной получается система отопления в температурных скачках. Для более инерционной системы лучше опустить трубопровод К1.
Имейте ввиду, что бочку лучше теплоизолировать. Так как неизолированная бочка начнет терять тепло и отапливать котельную, в которой она находиться.
Для максимального получения и выравнивания температурных скачков, необходимо оба трубопровода К1 и К3 опускать вниз до середины бочки по высоте.
Если вы желаете уменьшить влияние температурного напора на котел? То можно поменять трубопровод К1 и К2 между собой. То есть поменять направление теплоносителя в первом контуре. Это даст возможность не загонять в котел сильно холодный теплоноситель, который сможет разрушить нагревательный элемент или приводить к сильному конденсату и коррозии. В этом случае необходимо по высоте подобрать необходимый потенциал, который даст необходимый температурный напор. Также трубопроводы не должны быть расположены друг над другом. Так как горячий теплоноситель может, не разбавляясь поступать сразу в выходящий трубопровод. Имейте в виду, что мощность котла падает. То есть падает количество получаемого тепла в единицу времени. Это вызвано тем, что мы уменьшаем температурный напор, что приводит к получению тепла в меньших количествах. Но это не означает, что Ваш котел будет потреблять, то же самое количество топлива и давать меньше тепла. Просто автоматически увеличиться температура на выходе из котла. Но в котлах стоит регулятор температуры, и он попросту уменьшит поступление топлива. Что касается твердотопливных котлов, то там регулируется поступлением воздуха.
Температурный напор котла - это разница между выдаваемым котлом температуры и приходящим остывшим теплоносителем.
Теперь перейдем к обычным маленьким гидрострелкам (объемом до 20 литров)...
Какая должна быть высота гидрострелки?
Высота гидрострелки может быть абсолютно любой. Как Вам удобно расположить трубы.
Диаметр гидрострелки?
Диаметр гидрострелки должен быть не менее определенного значения, который находиться по формуле:

На самом деле все просто до безумия. Скорость выбираем экономически оправданную 0,1м/с, а расход делаем равным разнице между контуром котла и остальными расходами. Расходы можно посчитать по насосам, в которых по паспорту указаны максимальные расходы.
Выше был пример расчетов диаметра гидрострелок.

Косые или коленные переходы в гидрострелке
Часто мы видим вот такие гидрострелки:

Но бывают и с коленным переходом или сдвигом по высоте:

Рассмотрим схему со сдвигом по высоте.

Трубопровод Т1 относительно Т3 находится выше, для того, чтобы теплоноситель от котла смог, немного притормозить движение и лучше отделить микроскопические пузырьки воздуха. При прямом соединении по инерции может возникнуть прямое движение и процесс отделения пузырьков воздуха будет слабым.
Трубопровод Т2 относительно Т4 находится выше, для того, чтобы микроскопический шлам и мусор приходящий из трубопровода Т4 смогли отделиться и не попасть в трубопровод Т2.
Можно ли в гидрострелке сделать больше 4х соединений?
- Можно! Но стоит, кое-что узнать. Смотри изображение:

Используя гидрострелку в такой форме, мы хотим получить различный температурный напор на определенных контурах. Но не все так просто...
При такой схеме Вы не получите качественный температурный напор, так как существует ряд особенностей которые мешают этому:
1. Горячий теплоноситель в трубопроводе Т1 полностью поглощается трубопроводом Т2, если расход Q1=Q2.
2. При условии Q1=Q2. Теплоноститель попадающий в трубопровод Т3 становиться равный средней температуре обратных трубопроводов Т6, Т7, Т8. При этом разница температур между Т3 и Т4 не значительна.
3. При условии Q1=Q2+Q3•0,5. Наблюдаем более распределенный температурный напор между контурами. То есть:
Температура Т1=Т2, Т3=(Т1+Т5)/2, Т4=Т5.
4. При условии Q1=Q2+Q3+Q4. Наблюдаем что Т1=Т2=Т3=Т4.

Потому что отсутствуют факторы, формирующие качественное распределение температуры по высоте!
Факторы:
1. Отсутствует естественная конвекция в пространстве гидрострелки, потому что мало пространства и потоки проходят между собой так близко, что перемешиваются между собой, исключая температурное распределение.
2. Трубопровод Т1 находится в верхней точки и поэтому естественной конвекции не может быть. Так как заходящая высокая температура не может опускаться вниз и остается вверху заполняя все верхнее пространство высокой температурой. Естественным путем остывший холодный теплоноситель не перемешивается с верхним горячим теплоносителем.
Что касается теплопроводности и теплового излучения, то они очень малы и в таких малых объемах влияние их еще меньше.
Если попытаться опустить трубопровод Т1 до трубопровода Т4, то в этом случае температуры Т2,Т3,Т4 будут равны между собой.
Существует способ, как сделать качественный температурный градиент, для отбора заданной температуры!
Смотри изображение:

В этой схеме первый отопительный контур расходуется дозировано по высоте гидрострелки. Это дает возможность в динамике сделать регулировку температурного градиента. То есть мы можем точно выставить температурные потенциалы на контурах. На трубопроводах Т1, Т9, Т10 стоят балансировочные клапаны, которыми регулируется температурный градиент. Такие клапаны стоят дорого, и поэтому могу рекомендовать любой вентиль способный плавно регулировать проходное сечение. Потому что балансировочные клапана ну очень дорого стоят (Не оправдано!).
Трубопровод Т5 расположен выше трубопроводов Т6,Т7,Т8, для того, чтобы в трубопровод Т5 поступала средняя температура трубопроводов Т6,Т7,Т8. Так как они между собой перемешиваются.
Трубопроводы Т10 и Т5 должны друг от друга находиться на расстояние хотя бы 20 см (0,2 м.).
Расстояния между трубопроводами (Т2,Т3,Т4,Т6,Т7,Т8), должно быть не менее 10 см (0,1 м.).
Трубопровод Т9, должен находиться строго по середине между трубопроводами (Т3,Т4).
Старайтесь, сделать расстояния пропорциональными между собой (Т2,Т3,Т4) для нормального температурного градиента. Чтобы настройка потоков (Т9,Т10) в будущем не принесла хлопот.
Достоинства:
1. Огромное достоинство!!! Получить нужную температуру для определенных контуров. В особенности для бойлера нагрева воды, который требует повышенной температуры в отличие от отопления. И понизить температуру для теплого пола.
2. Схема не требует точного расстояния между трубопроводами (Т2,Т3,Т4).
3. Возможность регулировать температурный градиент.
4. Возможность сделать температуры трубопроводов Т2,Т3,Т4 одинаковыми или распределить по температуре.
5. Высота гидрострелки не ограничена, можете сделать хоть в два метра в высоту.
6. Такая схема работает без дополнительного распределительного коллектора.
7. Если все правильно рассчитать, то можно избавиться от дополнительных термостабилизирующих элементов по температуре.
8. Большинство встроенных бойлеров (Водонагреватель косвенного нагрева) имеют в себе реле автоматического включения по мере остывания воды. Цепью реле необходимо запитать насос, который будет - включать и отключать насос. И поэтому, в такой схеме можно не использовать трехходовой клапан для перенаправления горячего потока для того, чтобы быстро нагреть воду. Так как при таком градиенте температур можно получить особенность, когда практически весь поток контура котла может отбираться контуром бойлера для нагревания воды. А отопительные контуры могут питаться остывшим теплоносителем. В динамике - это так.
На практике сталкивался с некоторыми схемами, которые имея трехходовой клапан, и если что-то выходило из строя, например, реле, то это приводило к риску отключить отопление. Или кто-то закрыл вентиль питания бойлера, и это привело к тому, что бойлер не нагревается, а реле не включает насос отопления. Так как завязана логика с отключением и включением отопления.

Диаметры входящих в гидрострелку патрубков.
Выбор диаметра для входящего патрубка в гидрострелку определяется тоже по специальной формуле:

Только расход выбирается исходя из расхода теплоносителя для каждого трубопровода в отдельности.
Скорость выбирается исходя из экономического фактора и равен от 0,7-1,2 м/с
Например, чтобы вычислить диаметр патрубка отопительного контура, необходимо знать максимальный расход насоса находящийся в этом контуре. К примеру, он будет 40 литров в минуту (2,4м3/ч), скорость возьмем 1м/с.
Дано:

Ответ: Внутренний диаметр трубопровода Т1 и Т5 равен 29мм.
На самом деле насос с указанным максимальным расходом, это значение при котором насос выдает такой расход без гидравлического сопротивления. А если жидкость движется по трубе прямо или с поворотами - это уже гидравлическое сопротивление. Так что очень часто этот предел в 1 м/с всего лишь экономический фактор, которым пренебрегают и увеличивают скорость на 10-30%, чтобы попасть под нужный диаметр трубы.
На короткую трубу можно закрыть глаза, а когда эта труба исчисляется десятками метров, тут стоит задуматься! И рассчитать потерю напора по длине трубопровода, если это дойдет до сотни метров в длину, то вообще стоит удвоить диаметр для экономии. Иначе возможно придется подбирать более мощный насос, который будет потреблять энергию больше.
О том как рассчитать потери напора по длине можно узнать здесь: Гидравлический расчет на потерю напора по длине трубопровода
Различные метаморфозы с гидрострелками
Давайте исключим две особенно не важные причины для гидрострелок: - это удаление воздуха и отделение шлама. И оставим основную задачу для гидрострелки: - Это получение динамически независимого контура для увеличения расхода теплоносителя.
Тогда получим такое превращение гидрострелки: (Лучший вариант).

При таком способе отопительный контур в гидрострелке становиться скоростным. А контур котла по расходу может быть не занчительным. То есть: Q1

Вообще если у Вас система работает на больших температурах свыше 70 градусов цельсия или есть риск придти к таким температурам, то следует циркуляционные насосы ставить на обратный трубопровод. Если у Вас низкотемпературное отопление 40-50 °C, то лучше на подачу поставить, так как горячий теплоноситель обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, и насос будет потреблять меньше энергии.

Вы заметили петлю?

Это не позволительная роскошь! При движении теплоносителя происходит два лишних поворота. От петли можно избавиться таким образом:

Как видите гидрострелку можно вращать в пространстве как угодно... Все зависит от направления трубопроводов. Длина гидрострелки и места соединения на гидрострелке - могут быть любыми на Ваш выбор по расположению труб, главное соблюсти направление теплоносителя, как показано на рисунках стрелками. Но лучше расстояние между патрубками подающего и обратного трубопровода, сделать не менее 20 см (0,2м). Это нужно для того, чтобы исключить попадания подающего теплоносителя в обратный трубопровод. Необходимо сделать расстояние длиннее. Необходимо создать условие для качественного перемешивания теплоносителя. Расстояние между патрубками должно быть не менее диаметра патрубка помноженное на 4. То есть:

L>d•4, где L-расстояние между патрубками (общего контура по расходу, например, подача Q1 и обратка Q1), d-диаметр патрубка.

А теперь посмотрите фото из реального примера подобных стрелок:

Диаметр гидрострелок доходит до безумия...
Вообще если у Вас система работает на больших температурах свыше 70 градусов цельсия или есть риск придти к таким температурам, то следует циркуляционные насосы ставить на обратный трубопровод. Если у Вас низкотемпературное отопление 40-50 °C, то лучше на подачу поставить, так как горячий теплоноситель обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, и насос будет потреблять меньше энергии.
Вы заметили петлю?

Это не позволительная роскошь! При движении теплоносителя происходит два лишних поворота. От петли можно избавиться таким образом:

Как видите гидрострелку можно вращать в пространстве как угодно... Все зависит от направления трубопроводов. Длина гидрострелки и места соединения на гидрострелке - могут быть любыми на Ваш выбор по расположению труб, главное соблюсти направление теплоносителя, как показано на рисунках стрелками. Но лучше расстояние между патрубками подающего и обратного трубопровода, сделать не менее 20 см (0,2м). Это нужно для того, чтобы исключить попадания подающего теплоносителя в обратный трубопровод. Необходимо сделать расстояние длиннее. Необходимо создать условие для качественного перемешивания теплоносителя. Расстояние между патрубками должно быть не менее диаметра патрубка помноженное на 4. То есть:
L>d•4, где L-расстояние между патрубками (общего контура по расходу, например, подача Q1 и обратка Q1), d-диаметр патрубка.
А теперь посмотрите фото из реального примера подобных стрелок:

Скорость теплоносителя в таких гидрострелках может достигать 0,5-1м/с.
А достоинство: Это упрощенный вид, легче монтаж и дешево обходится.
Не стандартное решение по изготовлению гидрострелок
В большинстве случаев гидрострелки изготавливают из стали или железных труб большого диаметра. А если у Вас есть желание не устанавливать в систему отопления железные элементы, которые ржавеют и ржавчину разносят по системе отопления? Да и трубы большого диаметра проблематично найти из пластика или нержавейки.
Тогда на помощь придет схема в виде решеток из труб маленького диаметра:

Данную конструкцию можно собрать из труб оригинального диаметра патрубков, соединив любыми тройниками. Например, из металлопластиковой трубы диаметром 32 мм. Также можно использовать полипропилен, только для низких температур отопления не выше 70 градусов. Можно использовать медную трубу.
Дешевле и проще будет за место этой конструкции поставить радиатор (отопительный прибор). Но в этом случае придется нести теплопотери. Или теплоизолировать радиатор.
Смотри изображение:

Очень часто с гидрострелкой используют такой коллектор:

Для такой схемы температура, поступающая в контура(Q1,Q2,Q3,Q4) на подачу у всех одинакова.
Диаметр коллектора берется большим, чтобы исключить гидравлическое сопротивление на повороте для каждого контура. Если не увеличивать диаметр коллектора, то гидравлическое сопротивление на поворотах может достигать таких величин, что может вызвать не равномерное потребление теплоносителя между контурами.
Расчет диаметров тоже вычисляется банально по такой формуле:

Q=Q1+Q2+Q3+Q4

Хотите сделать температурный градиент в коллекторе?
Это возможно! Смотри изображение:

В этой схеме между подающим и обратным коллекторами - установлены балансировочные клапана, которые дают возможность снизить температурный напор - на последних (правых) контурах. Проходимость балансировочных клапанов должна быть по возможности максимальной и равняться трубопроводу (d). На трубопровод (d), тоже необходимо поставить балансировочный клапан, для более сильного распределения градиента. Или уменьшить его диаметр, согласно расчетам по гидравлическому сопротивлению.

Стоит ли покупать готовую гидрострелку?
Вообще говоря гидрострелки это дорогое удовольствие.
Выше были описаны многочисленные варианты, как сделать гидрострелку самому или применить не стандартный метод решения. Если вы не желаете экономить средства и сделать красиво, то можете покупать. Если есть проблемы, то можно воспользоваться вышеописанными методами.
Почему температура теплоносителя после стрелки (гидравлического разделителя) меньше чем на входе?
Это связано с разными расходами между контурами. Поступающая температура в гидрострелку быстро разбавляется с остывшем теплоносителем, потому что расход остывшего теплоносителя больше чем расход нагретого.
Основные преимущества применения гидравлических стрелок

Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле и последующий приход сильно остывшего теплоносителя.
Гидрострелка помогает поддерживать постоянный расход котла, что уменьшает разницу температуры между подающим и обратным трубопроводом.
Для значительного уменьшения температурного напора необходимо в гидрострелке поменять направление движения теплоностителя, что уменьшит температурный напор!
Также ставят трехходовые клапаны с терморегулирующим элементом, который в автоматическом режиме, не дает холодному теплоносителю попасть в обратный трубопровод котла.

Скорее есть возможность купить несколько слабеньких насосов и увеличить функциональность системы. Распределяя их на отдельные контура.

Скорее всего, имелось ввиду, что расход через котел всегда стабильный и исключаются резкие скачки температурного напора.
Если сравнивать с обычной системой, где все завязано одним контуром, то при отключение некоторых веток, возникает маленький расход в котле, что увеличивает резкое повышение температуры в котле, а следом и приход сильно остывшего теплоносителя в котел.

Имеется ввиду, когда контуров или веток (распределение потоков) в системе отопления становиться много, то возникает нехватка расходов теплоносителя. То есть мы не можем в котле увеличить расход больше чем установлено ее проходным диаметром. Да и одним слабеньким насосом не увеличишь расход до требуемого значения. И на помощь приходит гидрострелка, которая дает возможность получить дополнительный расход теплоносителя.

Tags:

Kategory:

tizer2:

Смесительный узел. Принцип работы. Назначение и расчеты.

pMaster — Tue, 09 Dec 2014 11:04:10 +0000

Смесительный узел. Принцип работы. Назначение и расчеты.

Смесительный узел - это специальная цепь трубопроводов, которая образует смешивание двух разных потоков в один.

Для чего это нужно?

Гидравлический разделитель (гидрострелка) по своей природе образует смесительный узел, но он создает независимое пространство внутри себя, и в этом пространстве присутствуют два и более, независимых контуров.
Подробнее о гидравлическом разделителе:
Гидрострелка. Принцип работы, назначение и расчеты.

Чем же отличается смесительный узел от гидрострелки?

В смесительном узле происходит принудительное разделение потоков, то есть имеется не прерывный поток воды и он делиться за счет только движения воды. В гидрострелке получается область, где вода находится в свободном положение, эту воду начинают разгонять силы создаваемые насосом: Поток от одной зоны к другой.
В смесительном узле движение воды сразу смешивается. То есть смешиваются два разных потока в один поток.
Рассмотрим абсолютную схему смесительного узла

Важно понять, что существуют два типа смешивания: Последовательный и параллельный.
Последовательный тип смешивания хорош тем, что весь расход насоса идет потребителю.
Параллельный тип смешивания хорош тем, что можно сделать для регулировки один двухходовой клапан для регулирования. Но у параллельного типа смешивания есть один большой недостаток, это непостоянный расход потребителя. Так же расход насоса разбавляется с расходом источника.
Существует такая странная схема, которую можно сравнить с комбинированным типом смешивания. Такой тип смешивания содержит в себе сразу и параллельный и последовательный тип смешивания.

Комбинированный тип смешивания можно переключать из параллельного типа смешивания в последовательный тип смешивания. Также можно проводить различные балансировочные действия, для получения сразу двух типов смешивания. Такая схема подойдет там, где нужно сделать определенные расходы между контуром источника и контуром потребителя.
Последовательный тип смешивания
Обладает большей производительностью расхода в отличие от параллельного типа смешивания.
Виды схем смешивания для последовательного типа смешивания разделяются только различностью элементов и способом расположения элементов, например:

Таким образом, получаются две комбинации схем смесительного узла:

Для регулировки температуры, необходимо менять расходы между контурами источника и перемычки.
Для этого существуют трехходовые клапаны. Трехходовой клапан может быть установлен и на подающую линию и на обратную линию:

Важно понять, что трехходовой клапан регулирует проходы контуров источника тепла и перемычки. Контур потребителя тепла у трехходового клапан всегда открыт.
Вообще и насос, и трехходовой клапан должны по возможности работать на пониженной температуре теплоносителя для того, чтобы они прослужили долго. Трехходовой клапан однозначно нужно поставить на обратную линию потребителя. Насос для теплых полов ставят на подающую линию это связано с тем, чтобы теплоноситель толкал насос в теплые полы. В случаях, если в теплых полах образуется воздух, то насос может перестать качать теплоноситель через теплый пол. Насос может оказаться завоздушенным. При радиаторном отоплении насос можно смело ставить на обратку.
За место трехходового клапана можно использовать обычные краны, клапаны или балансировочные клапаны.

Параллельный тип смешивания
Позволяет получить свойство, при котором расход насоса делиться на контур источника тепла и потребителя тепла. Если потребитель меньше потребляет расход, то расход потребляется больше через источник тепла и наоборот.

В параллельном типе смешивания необходимо регулировать только контур источника тепла. Такой тип смешивания подходит в том случае, если расход источника тепла намного меньше чем расход потребителя.

Смесительный узел для теплого пола

Лучшим вариантом может служить только смесительный узел с последовательным типом смешивания, так как имеет большую производительность по расходу.
Примеры схем:

Подробнее о трехходовых клапанах и схемах с их применением Вы найдете Здесь:
Трехходовой клапан. Принцип работы. Назначение.
На рынке существуют готовые смесительные узлы типа:
Смесительный узел dualmix является абсолютно параллельным типом смешивания.

Смесительный узел combimix является последовательным типом смешивания. Имеются дополнительные настройки. Настройка балансировочного клапана уменьшает или увеличивает проток по тепловому контуру (контур котла). Перепускной клапан служит для того, чтобы при закрытых контурах давать расход насосу.

Скачать программу CombiMix 1.0

Что касается расчетов по диаметру труб в смесительных узлах, то Вы найдете описание в разделе:
Конструктор водяного отопления

Tags:

Kategory:

tizer2:

Смесительный узел. Принцип работы. Назначение и расчеты. Смесительный узел - это специальная цепь трубопроводов, которая образует смешивание двух разных потоков в один. Для чего это нужно? Гидравлический разделитель (гидрострелка) по своей природе образует смесительный узел, но он создает независимое пространство внутри себя, и в этом пространстве присутствуют два и более, независимых контуров.