Подпитка системы отопления из водопровода схема: схема подачи или обратки воды с автоматическим клапаном, насосом, водяным редуктором

Схема

Содержание

схема, насос, клапан автоматической подпитки

Периодическая подпитка системы отопления, о которой пойдет речь в данной статье, — это одна из операций по ее обслуживанию. В нормально функционирующей системе необходимость в подпитке возникает нечасто, но совсем обойтись без нее никак не получится. Иначе работоспособность отопления может снизиться, вплоть до перегрева теплоносителя и полного отказа. Чтобы этого не произошло, надо принять меры, то есть, правильно организовать своевременное добавление воды в сеть трубопроводов.

Для чего нужна подпитка в системе отопления?

Объем воды в системе не есть величина постоянная, в силу разных обстоятельств со временем он уменьшается. Свято место пусто не бывает и пространство, освобождаемое водой, может заполниться воздухом, нарушающим нормальную циркуляцию теплоносителя. Результат известен: вода в подающем трубопроводе начинает перегреваться, что приводит к автоматической остановке котла.

Примечание. В закрытых системах уменьшение объема теплоносителя приводит к снижению давления до минимума, после чего наступают последствия, описанные выше.

Чтобы вовремя пополнять запас теплоносителя в сети трубопроводов, необходима система подпитки водяного отопления. Она послужит не только для периодической добавки воды, но и как средство заполнения тепловой сети вашего дома после опорожнения. У вас может возникнуть закономерный вопрос: а куда же девается вода из труб, особенно когда нет контакта с атмосферой? Представим ответ в виде перечня:

  • больше всего воды испаряется через расширительный бак, если система – открытая. Это основная причина, почему объем теплоносителя значительно снижается. В остальных случаях уменьшение не столь заметно.
  • периодическое срабатывание автоматических воздухосбрасывателей, как ни странно, тоже приводит к утечке теплоносителя. В наивысших точках, где они установлены, температура воды самая большая, а значит, испаряется она интенсивнее. Клапан воздухоотводчика, сбрасывая воздух, одновременно удаляет и водяной пар.
  • постоянная работа в температурном режиме, близком к максимальному, как это бывает с твердотопливными котлами, вызывает срабатывание предохранительного клапана. Нужна подпитка закрытой системы отопления, чтобы компенсировать количество теплоносителя, потихоньку уходящего через клапан.
  • причиной могут быть разного рода протечки.

 Примечание. Теплоноситель может потихоньку прокапывать через предохранительный клапан, а вы этого даже не заметите. Капли быстро испаряются, остается лишь небольшое еле заметное пятно. Чтобы контролировать процесс визуально, рекомендуется подключать к штуцеру трубку, направленную в бутылку или канализацию, но с разрывом струи.

Простые способы подпитки

Наиболее простой способ пополнять запас воды – делать это вручную. Чтобы его реализовать, нужно проложить участок трубопровода, соединяющий обратную магистраль системы отопления с централизованным водопроводом. На этом участке нужно установить отсекающий кран и фильтрующее устройство. Простая схема подпитки показана на рисунке:

Данная схема подойдет для любых несложных систем отопления частных домов небольшой площади. Питательный трубопровод присоединяется к обратке перед насосом, так как на этом участке самое низкое давление и температура теплоносителя. Но вместе с простотой этот способ обладает и массой недостатков:

  • количество воды в трубах придется постоянно отслеживать домовладельцу, заглядывая в расширительный бак открытой или следя за манометром закрытой системы отопления;
  • объем подпитки системы отопления надо тоже регулировать самостоятельно, пока вода не побежит через патрубок перелива расширительной емкости.

Совет. Чтобы теплоноситель случайно не ушел в трубу водопровода, когда в ней отсутствует давление, перед отсекающим подпиточным краном установите пружинный обратный клапан.

Правильным решением для открытых систем будет организация добавления воды не в обратную магистраль, а непосредственно в расширительный бак. Тогда не придется постоянно выбираться на чердак или под потолок, чтобы оценить уровень теплоносителя. Решение реализуется путем приваривания к баку 3 дополнительных трубопроводов, как это изображено на схеме:

Подразумевается, что один подающий патрубок к емкости уже приварен. Изображенный на схеме узел подпитки работает следующим образом: через подающий и обратный патрубки циркулирует теплоноситель, его уровень в баке проверяется путем открывания крана на контрольной трубе. Она опущена в котельную к ближайшему канализационному сливу. Если после открытия крана потекла вода, то уровень в емкости нормальный. При отрицательном результате контрольный кран закрывается и включается вентиль подпитки. Наполнение происходит до тех пор, пока теплоноситель не побежит через перелив. Хотя здесь также необходимо все делать самому, но зато холодная вода не поступает прямо в котел.

Важно. Зачастую котлы, особенно твердотопливные, имеют чугунный теплообменник, что от перепада температур может треснуть. Поэтому во время подпитки, особенно по первой схеме, открывайте кран не более чем на треть, чтобы холодная вода поступала медленно.

Организация автоматической подпитки

Тем, кому некогда возиться в котельной, подойдет автоматическая подпитка системы отопления. Это выльется в покупку дополнительной арматуры, а также в ее монтаж по месту. Суть способа та же, что и в первой простой схеме, но вместо обычного крана на питающий трубопровод устанавливается целый узел, показанный на рисунке:

Примечание. Узел предназначен для совместной работы с закрытой отопительной системой. В открытой он функционировать не сможет, поскольку избыточное давление там слишком мало.

Главный элемент представленной схемы – редукционный клапан подпитки системы отопления. Действует он так: пока давление в тепловой сети частного дома выше минимального, пружина находится в сжатом состоянии, подпираемая с одной стороны теплоносителем. Когда давление опускается ниже установленного предела, пружина, чья сила упругости становится больше, выпрямляется и открывает проход для потока из водопровода.

По заполнению давление в сети снова возрастает и преодолевает усилие пружины, закрывая заслонку. Помимо редукционного узла, регулятор подпитки содержит в себе сетчатый фильтр и обратный клапан. Перед ним устанавливается отсекатель потока, предотвращающий попадание грязного теплоносителя в магистраль холодной воды. Фильтрующий элемент оборудован 2 манометрами, чтобы по перепаду давления определять степень его загрязнения. Вся арматура устанавливается на байпасе и снабжается отсекающими кранами, что дает возможность ее обслуживать.

В ситуации с частыми отключениями воды либо при автономном водоснабжении давление на входе в автоматический узел должен обеспечивать насос для подпитки системы с мембранным гидроаккумулятором. Но покупать и ставить насос только для пополнения тепловой сети нецелесообразно. Его надо смонтировать и обвязать таким образом, чтобы в отсутствие централизованного водоснабжения насос нагнетал давление во всей домовой сети, перекачивая воду из запасной емкости либо бассейна.

Заключение

Автоматизация подпитки – оптимальный вариант, но подойдет не всякому из-за затрат на дополнительное оборудование и монтаж. Да и присматривать за ним все равно нужно. Многие домовладельцы считают такую автоматизацию непрактичной и решают вопрос более простыми путями, о коих было сказано выше.

клапаны, насосы, узлы и схемы

На чтение 9 мин Просмотров 109 Опубликовано Обновлено

Во время работы системы отопления неизбежно уменьшается объем теплоносителя. В открытых схемах этот процесс проходит быстрее, в закрытых – намного медленнее. При достижении критического уровня падения КПД значительно уменьшается, также могут возникнуть аварийные ситуации. Для минимизации подобных рисков нужна подпитка системы отопления: клапаны, насосы, узлы и схемы выбираются согласно определенному типу системы.

Основные правила обустройства подпитки отопления

Пример узла подпитки системы отопления

Чем же обусловлено уменьшение объема воды в трубах? Главным источником ее утечки является превышение температурного режима работы. В результате этого происходит критическое расширение жидкости, после чего ее избыток в виде пара уходит через воздухоотводчик (закрытая схема) или открытый расширительный бак (гравитационная).

Установленный автомат подпитки системы отопления компенсирует недостаток воды, добавив нужный объем в магистраль. Но это не единственный случай, когда потребуется оперативное добавление теплоносителя в систему:

  • Удаление воздушных пробок. В результате открытия крана Маевского или воздухоотводчика некоторая часть жидкости неизбежно выйдет из системы. В закрытой схеме при этом произойдет падение давления, на которое должна отреагировать автоматическая подпитка системы отопления;
  • Микро протечки. Неплотное прилегание стыков трубопровода и потеря герметизации даже на небольшом уровне приведет к постепенному уменьшению объема воды. Выявить подобные дефекты затруднительно, но нужно. Автоматический клапан подпитки системы отопления сработает только после снижения давления до минимального уровня;
  • Проведение ремонтных или профилактических работ;
  • Образование коррозии на стенках металлических труб, что приводит к их истончению и как следствие – увеличение внутреннего объема. На первый взгляд — это незначительный фактор. Но если не установлена подпитка закрытой системы отопления – постепенно снизится давление и начнут образовываться воздушные пробки.

Из чего должно состоять устройство подпитки системы отопления? Все зависит от типа отопительной схемы. Также на конструкцию добавления теплоносителя в систему влияют ее характеристики: давление, температурный режим работы, схема магистрали, количество контуров отепления и т. д.

Для центральной системы нельзя устанавливать узел подпитки с насосом. Это приведет к изменению параметров всего контура, что скажется на эффективности работы.

Подпитка открытой системы отопления

Расширительный бак для подпитки системы

Особенностями открытой или гравитационной системы отопления является отсутствие повышенного давления в трубах. Поэтому сигнализатором об уменьшении воды в системе может быть усовершенствованная конструкция расширительного бака. Он должен располагаться в самой верхней точке магистрали.

В данном случае подпитка системы отопления частного дома осуществляется только при уменьшении уровня жидкости в баке. Сигнализатором этого будет отсутствие напора воды в контрольной трубе. Обычно ее выход устанавливают в ванной или на кухне. Для предотвращения постоянного расхода монтируется запорная арматура – кран. Если при контрольном открытии поток отсутствует – нужно дополнить систему водой.

Для этого необходим следующий элемент подпитки системы отопления для частного дома – узел соединения магистрали с водопроводом.

Схема подпитки открытой системы отопления

Конструктивно узел должен состоять из следующих элементов:

  • Шаровой кран — предназначен для открытия (закрытия) подачи водопроводной воды в отопление;
  • Фильтр. Так как качество воды не всегда отвечает требованиям – необходимо провести ее отчистку от примесей и мусора. Впоследствии они станут основной причиной формирования известкового налета;
  • Обратный клапан – предотвращает движение воды из системы в водопровод. Такая ситуация может случиться при отсутствии воды в магистрали водоснабжения.

С помощью этой схемы можно осуществлять подпитку закрытой системы отопления. Однако предварительно необходимо установить воздухоотводчик для удаления избытков воздуха. Для правильного добавления воды необходимо, чтобы уровень нагрева теплоносителя был минимальный. В особенности это касается систем с естественной циркуляцией. Велика вероятность обратного движения холодной жидкости к работающему котлу. Это может привести к поломке теплообменника из-за резкого перепада температуры.

Простейшее устройство для подпитки отопительной системы может состоять из обычного накопительного бака. Однако в этом случае уровень жидкости в нем придется отслеживать визуально.

Подпитка закрытой системы отопления

Конструкция редукционного клапана для подпитки отопления

Для закрытой системы с повышенным давлением вышерассмотренная схема не подойдет. В этом случае необходим монтаж автоматической подпитки системы отопления. Принцип ее работы заключается в добавлении теплоносителя при уменьшении показателя давления ниже минимального уровня. Самую простую схему можно сделать самостоятельно. Она включает в себя шаровой кран, манометр и редуктор подпитки системы отопления. Последний является основным элементом в этой системе. О принципе его работы нужно рассказать подробнее.

Он состоит из следующих компонентов:

  • Регулировочный блок с пружиной на штоке и мембраной. Располагаются в верхней части конструкции;
  • Стопорная площадка для ограничения потока жидкости из трубы подпитки;
  • Обратный клапан, предотвращающий поток теплоносителя в систему водоснабжения.

С помощью регулировочного блока устанавливается значение минимального давления в системе отопления. При этом теплоноситель воздействует на мембрану, не давая штоку опуститься вниз. Как только давление снизится ниже критического уровня – шток опустится под действием пружины. Таким образом откроется заслонка и вода из трубы водоснабжения будет поступать в отопления. После нормализации давления шток вернется в исходное состояние и приток жидкости прекратится.

Монтаж редуктора подпитки системы отопления осуществляется на обратную трубу перед входом в котел, для дальнейшего нагрева воды в теплообменнике. Это объясняется минимальным значением внутреннего давления на этом участке системы. Если в системе предусмотрен циркуляционный насос – монтаж узла автоматической подпитки системы отопления выполняется перед ним. В противном случае во время работы насоса возможны скачки напора теплоносителя, что приведет к ложному срабатыванию редукционного клапана.

Для регулирования расхода воды на подпитку системы отопления нужно использовать клапан со стопорной площадкой. При этом объем прохождения воды может составлять от 5 до 12 л/мин в зависимости от установленного значения.

Возможные проблемы при подпитке закрытой системы

На первый взгляд подобный узел автоматической подпитки системы отопления является идеальным для закрытой системы с принудительной циркуляцией воды. Однако при практическом применении блока можно столкнуться со следующими проблемами.

Пониженное давление в водопроводе

Согласно нормативам уровень напора в водопроводной сети не должен превышать 4 атм. Это же значение для отопления обычно не более 3 атм. Т.е. теоретически при открытии седла клапана поток с большим напором из водопровода будет поступать в отопительную магистраль. Однако на практике это не всегда происходит. В особенности это касается систем автономного водоснабжения. Если давление в водопроводной трубе будет ниже, чем в отопительной – теплоноситель будет не поступать, а убывать из системы.

Для решения этой проблемы необходима установка обратного клапана, а также потребуется насос для подпитки системы отопления. Последний создаст нужный уровень давления в подпитывающей магистрали. Для его включения потребуется вместе с клапаном подпитки системы отопления установить еще несколько дополнительных элементов:

  • Манометры с реле включения, соединенные с насосом;
  • Датчик открытия редукционного клапана;
  • Накопительный бак.

Этот узел автоматической подпитки системы отопления будет работать следующим образом. Если срабатывает датчик открытия клапана и значение давления на манометре ниже критического – автоматически включается циркуляционный насос для подпитки системы отопления. В случае отсутствия воды в водопроводе она будет поступать из накопительного бака.

Залипание мембраны

Эта проблема свойственна при длительной эксплуатации без включения автомата подпитки системы отопления. Независимо от материала изготовления на внутренних стенках редуктора появится незначительный известковый налет. Он будет препятствовать открыванию клапана, что приведет к аварийной ситуации.

Во избежание этого следует перед запуском системы, и потом как минимум один раз в месяц, открывать шток вручную. Это даст возможность удостовериться в работоспособности системы, а также поможет предотвратить критическое понижение уровня горячей воды в трубах и радиаторах.

Лучше всего использовать нержавеющие компоненты для организации подпитки системы отопления. Клапаны, насосы, узлы, установленные по схеме, прослужат тогда намного дольше. Латунные изделия несколько уступают по своим эксплуатационным характеристикам стальным из нержавейки.

Советы по установке и комплектации

Нормальная работа автомата для подпитки системы отопления во многом зависит от установленных элементов и его месторасположения на схеме. Необходимо еще раз повторить, что монтаж узла следует выполнять только на обратную трубу отопления. В противном случае возможны ложные срабатывания системы, что является некорректным.

Байпас

Варианты установки подпитки отопления

В автоматической подпитке любой системы отопления возможны поломки отдельных компонентов. Возникает вероятность уменьшения теплоносителя или невозможности его дополнения в трубопровод другим способом. Поэтому узел следует устанавливать на байпас.

При такой схеме подпитки во время ее поломки или необходимости проведения профилактических работ можно в ручном режиме дополнить систему отопления. Однако делать это нужно очень осторожно, так как велика вероятность превышения критического объема воды в трубах и радиаторах, что приведет к резкому возрастанию давления.

Порядок действий:

  1. Перекрываем запорные краны на магистрали клапана подпитки отопительной системы.
  2. Открываем запорную арматуру на байпасе, обеспечивая приток воды.
  3. Отслеживаем значение на манометре, который расположен не на магистрали подпитки закрытой системы, а после нее непосредственно перед насосом или котлом.
  4. Как только значение давления достигнет нужного уровня (от 1,5 до 3 атм.) – перекрываем краны на байпасе.

Перед выполнением этих действий нужно приостановить нагрев воды, чтобы ее температура опустилась до минимального уровня. В противном случае возрастает вероятность выхода из строя котла отопления.

Фильтрация

Фильтрационная система очистки воды

Так как в вышерассмотренных схемах предусматривается добавление водопроводной воды – нужно предусмотреть монтаж фильтрующей системы. По умолчанию практически все редукторы для подпитки системы отопления комплектуются сетчатыми элементами. Однако они рассчитаны только для задержания сторонних примесей большой фракции. Лучше всего установить полноценную систему предварительной очистки теплоносителя.

В этом случае можно приобрести бытовой комплект для очистки питьевой воды, так как он выполняет требуемые функции. При этом работа узла автоматической подпитки для системы отопления будет намного эффективнее:

  • Уменьшится вероятность появления известкового налета на трубах и радиаторах;
  • Снизится процентное содержание воздуха в жидкости, что благоприятно скажется на отсутствии коррозийных процессов;
  • Возрастет периодичность обязательной промывки системы отопления.

Следуя эти правилам можно не только оптимизировать расход воды на подпитку системы отопления, но повысить КПД. Если же в отоплении используется антифриз – в контур подпитки системы частного дома необходимо добавить накопительную емкость с ним. С помощью дополнительного насоса будет осуществляться подача теплоносителя в систему. Важно постоянно отслеживать уровень антифриза и периодически дополнять его объем.

В видеоматериале можно ознакомиться с интересной схемой подпитки отопления при наличии бойлера косвенного нагрева:

Подпитка системы отопления схема

Как сделать автоматическую подпитку отопления

Подпитка системы отопления необходима для того чтобы сохранить её работоспособность при снижении количества теплоносителя. Уменьшение его объёма до критической отметки может привести к перегреву и в конечном итоге сделать систему неработоспособной. Своевременная запитка автоматическим или ручным способом сможет защитить от подобных рисков. Самое распространенное последствие снижения количества теплоносителя – завоздушивание системы. Избыток воздуха внутри трубопровода или его частей препятствует циркуляции. Нагреваемая жидкость движется неравномерно, что в итоге дает снижение КПД.

Путей, по которым жидкость покидает систему, несколько. Все их должна учитывать схема водопровода. Отдельно стоит выделить расширительный бак, воздухосбрасыватели, места разрыва (утечки) и даже предохранительный клапан. Утечка может происходить незаметно, т.к. теплая жидкость быстро испаряется. Поэтому, если при монтаже системы отопления делать все правильно, стоит сразу предусмотреть элементы, которые будут автоматически или в ручном режиме исправлять возникшие ошибки в работе. Для этого заранее нужно произвести расчет нагрузки и прочих показателей.

Узлы автоматической подпитки

Большую по объёму систему отопления делают закрытого типа и устанавливают на нее автоматический узел. Он подключается к системе центрального водоснабжения и, при падении давления ниже установленной критической точки, открывает вентиль с электроприводом либо открывает клапан подпитки на проточном отверстии.

Для автоматических систем применяется электроэнергия, соответственно для них устанавливаются более жёсткие требования относительно надежности конструкции и её безопасности. В некоторых случаях должен предусматриваться генератор автономного питания.

Автоматический узел может состоять из отдельных элементов, и чтобы правильно их разместить, требуется схема. Но гораздо чаще они имеют общий корпус, что облегчает замену и монтаж узла. Настройка уровня рабочего давления обычно производится при помощи одного винта, регулируемого вручную. Подпитка включается автоматически при падении давления ниже установленного, что означает малое количество воды в контуре. При выравнивании показателя узел отключается.

Добавить к нему нужно ещё 2 части. Это накопитель, используемый в качестве резервного источника в случае её временного отсутствия в системе центрального водоснабжения, а также электронасос. Его установка позволяет нагнетать давление в системе.

Автоматическая подпитка – это не всегда удачное решение, т.к. при появлении проблем, автоматика их может до определённого времени нивелировать и скрывать, что повлечёт в результате серьёзные поломки.

Автоматические узлы подпитки некомфортны в обслуживании, поэтому их дополнительно снабжают обвязкой ручной подачи, которая используется в случае отключения электропитания или ремонта узла. Установку модуля производят на участке системы с наименьшим показателем давления. Им обычно является труба с возвратным потоком.

Расчет необходимых показателей

При подборе насоса для автоматической подпитки закрытой системы нужно брать в расчет расход подпиточной воды. Во внимание принимается именно часовой расход. Расчет его производят в зависимости от параметров трубопровода. По стандарту он составляет 0,75% общего объёма, а для трубопроводов длиной более 5 км – 0,5%.

Однако к этим параметрам могут применяться поправочные коэффициенты в зависимости от сопутствующих обстоятельств. К примеру, когда производится установка насоса на систему открытого типа. Если фактических данных нет, то расчет основывают на табличных значениях, измеряемых в м³ на 1 МВт. Сделать расчет несложно даже самостоятельно.

Особенности монтажа

Подпитка системы отопления может производиться несколькими способами в зависимости от её конструкционных особенностей. В любом случае формируется узел подпитки, через который теплоноситель пополняется в системе. Он также может использоваться для полного заполнения системы после слива воды. На системах открытого типа, где теплоноситель заполняется вручную, его основу составляет кран и фильтрующее устройство, а для закрытой системы применяется редукционный клапан с тем же фильтрующим устройством, но его конструкция несколько иная и включает манометры, позволяющие отслеживать уровень давления в трубопроводе. Необходимо заранее произвести расчет нагрузки, чтобы правильно подобрать элементы системы.

На системах небольшого объёма открытого типа применяется ручная подача воды. На входе устанавливается штуцер или фитинг в зависимости от типа труб, кран и обратный клапан, а на выходе (канализационном спуске) используется еще один кран и штуцер. На максимально упрощённом варианте теплоноситель можно долить непосредственно из бутылки в расширительный бачок. Но делать это нужно своевременно и постоянно следить за уровнем. Контроль над уровнем воды в системе осуществляется через контрольную трубу, выходящую из расширительной емкости, в которую производится подача воды. При появлении избытка воды она спускается через контрольную трубку, что свидетельствует о необходимости перекрыть кран подачи.

domotopim.ru

Подпитка системы отопления схемы подключения и принцип работы

Прибор для экономии электроэнергии Electricity Saving Box Почитать отзывы можно здесь

Теплоносителем в большей части современных отопительных систем выступает вода или же особые синтетические жидкости. Между обеими вариантами особых различий нет. Каждый из них предполагает разогрев магистрали без распада на составляющие компоненты и для каждого требуется подпитка системы отопления (из-за неминуемых потерь).

Технические параметры рабочих жидкостей

Рабочей жидкостью выступает не обыкновенная вода, взятая из водопровода или ближайшего водоема. Напротив, эта вода должна пройти специальную обработку, в нее должны добавляться полезные вещества, а примеси, негативно воздействующие на трубопровод и другие элементы системы, удаляться. В большинстве случаев подобная жидкость заливается в централизованные сети отопления. Должным образом обработать воду не так сложно, да и стоит это недорого, а сам процесс подпитки может выполняться в котельных помещениях.

Обратите внимание! Основным минусом воды в роли теплоносителя считается то, что она замерзает по достижении отметки в 0С, при этом отопительные приборы и трубопровод после этого зачастую разрушаются.

Что же касается синтетических составов, то температура промерзания у них заметно ниже, да и их химический состав уже оптимален для магистралей отопления. Но по причине высокой стоимости такие жидкости применяются преимущественно в индивидуальных системах отопления замкнутого типа.

Для чего нужна такая подпитка?

Вы, возможно, уже сталкивались с термином «клапан подпитки». Что он собой представляет и для чего требуется? Попытаемся это выяснить. Начнем с того, что во всех закрытых системах отопления (вне зависимости от используемого типа циркуляции рабочей жидкости) теплоноситель движется от котла, проходит через все отопительные приборы и, в конечном счете, возвращается обратно. И чтобы циркуляция постоянно происходила достаточно эффективно, необходима постоянная поддержка рабочего давления, которое, в свою очередь, связано непосредственно с объемами горячей жидкости.

Даже если при обустройстве системы выполнялись все требования и нормативы, а также при абсолютной ее герметичности, объем теплоносителя все равно со временем будет уменьшаться и этого, увы, не избежать. Причина тому предельно проста: утечки в сети будут в любом случае. Жидкость может вытекать через соединения отдельных элементов системы, через сальниковые уплотнители прибора циркуляции, также незначительное количество жидкости утеривается при каждом открытии крана Маевского. Безусловно, в условиях замкнутой системы данные потери несущественны, но рано или поздно все это суммируется и может стать причиной неожиданных проблем. Ситуация лишь усугубляется, если случается какая-либо системная авария.

Вывод очевиден: объем нагретого теплоносителя нужно периодически восполнять. С этой целью и были созданы упомянутые выше клапаны подпитки.

В каких местах устанавливать ?

Клапан подпитки, равно как остальные технологические составляющие системы, должен устанавливаться лишь в строго отведенном для него месте. Рассмотрим основные требования, которые выдвигаются к установке данного устройства.

Нормы и рекомендации СНиП при монтаже отопительных систем

Ранее мы рассказывали о том каким нормам и рекомендациям СНиП следует придерживатся при монтаже отопительных систем, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией все подробности смотрите тут

Прибор для экономии электроэнергии Electricity Saving Box Почитать отзывы можно здесь

  • Все подпитывающие клапаны в обязательном порядке комплектуются манометрами!
  • Подпитка системы отопления, точнее, сам клапан, нужно оборудовать в том месте сети, где напор рабочей жидкости минимален. Если же говорить о системах закрытого типа, то в них таким местом является именно вход рядом с насосным оборудованием.
  • Во избежание попадания воды из сети в линию подпитки рекомендуется еще и дополнительно установить запорный кран.
  • Если устанавливается клапан с контролем механического типа, то обязателен монтаж и арматурной задвижки либо крана. Монтировать их нужно между линией, подающей холодную воду, и самим отопительным контуром.
  • В случае если насос циркуляции добьется давления, превышающего давление, созданное клапаном подпитки, необходимо также в обязательном порядке установить повышающий насос.

Для более детального ознакомления с процессом советуем посмотреть тематический видеоматериал.

Видео – Подпитка отопительной системы

Разновидности подпитки: механика и автоматика

Существует два способа управления подпитывающим устройством:

Способ управления №1 целесообразен там, где используются маленькие отопительные системы. В подобного рода магистралях все перепады давления рабочей жидкости регулируются посредством специальных мембранных баков. При этом намного проще возобновить потери теплоносителя путем ручного открытия крана на трубопроводе, подающем холодную воду. Этот способ предельно прост, но сопряжен с определенными неудобствами: для выполнения таких, казалось бы, простых манипуляций требуется опыт, кроме того, нужны соответствующие технические навыки и познания.

Обратите внимание! Если имеет место использование механического клапана, вам придется самому заниматься контролем внутрисистемного давления в сети замкнутого типа. А если объем рабочей жидкости чересчур увеличится, то это чревато аварийными ситуациями.

А вот подпитка системы отопления посредством автоматики используется в больших магистралях со значительными ответвлениями. Иногда они комплектуются отопительными котлами, которые также становятся элементами их систем. Монтаж подобных клапанов не вызывает никаких трудностей, поскольку с ним вполне можно справиться своими руками. Хотя есть одно «но»: после установки автоматического клапана вся отопительная сеть станет энергозависимой. И на это обязательно следует обращать внимание при выборе того или иного типа подпитывающего узла.

Более детально ознакомиться с техническими параметрами клапанов, а также их среднерыночной стоимостью, можно из приведенной ниже таблицы.

Таблица. Сравнительная характеристика популярных подпитывающих клапанов

Принцип действия автоматического подпитывающего клапана

Принцип действия, равно как и процесс установки, у такого устройства предельно прост. Заранее необходимо настроить все рабочие параметры. Запрограммируйте предварительно будущие потери воды – как правило, дополнительно следует указать еще и минимальные показатели давления в сети. И если объем рабочей жидкости снизится, к примеру, на 10 процентов, то это активирует клапан, который, в свою очередь, запустит насос.

При помощи этого насоса холодная вода из подающего трубопровода перекачивается в отопительную магистраль в требуемых объемах. И как только потери жидкости будут восполнены, клапан сработает повторно и прекратит автоматическую подачу теплоносителя.

С установкой описываемого прибора вполне можно справиться в одиночку. Вначале на трубопроводе, подающем холодную воду, нужно установить манометр либо же любой другой электронный датчик контактного типа (при помощи такого датчика пользователь сможет регулировать напор одновременно в двух направленностях). Одну из групп необходимо настроить на минимальное давление в сети.

Именно в этом месте следует вмонтировать контактор или же промежуточное реле. И как только объем горячего теплоносителя в замкнутой магистрали снизится, этот контактор инициирует включение механизма, который запустит вытягивающее насосное оборудование. Есть и вторая группа – она необходимо для того, чтобы деактивировать все эти процессы тогда, когда потери жидкости будут восполнены. Исполнительным элементом в данном случае может выступать электрический клапан – своего рода вентиль, оборудованный электромотором.

Важное замечание! Если применяется подпитка системы отопления посредством автоматики, то она (автоматика) будет самостоятельно как контролировать рабочее давление, так и заниматься расчетами компенсационного объема жидкости.

Подпитка по байпасной схеме – когда она может потребоваться?

Так уж повелось, что практически все отопительные системы замкнутого типа способны нормально функционировать исключительно при высоком давлении рабочей жидкости. Хотя это – не единственный важный фактор, поскольку имеет место и температура теплоносителя.

Так, если температура повышается, то это приводит к температурному расширению отдельных технических узлов сети. А с целью компенсации этого расширения устанавливается специальный гидроаккумулятор (известный также как экспамзомат), который способен вбирать в себя излишки гидравлической энергии или, наоборот, отдавать ее в случае дефицита. Гидроаккумулятор подключается таким же образом, как сантехнический байпас.

Подпитка систем открытого тип: схемы, инструкции

Отличительной особенностью открытой отопительной магистрали является то, что в ней отсутствует высокое давление. В связи с этим своего рода датчиком уменьшения объема жидкости может послужить расширительный бак, пусть и несколько модернизированный. Этот бак следует установить в наивысшей точке системы.

Обратите внимание! Подпитка в таком случае будет осуществляться исключительно при уменьшении объема теплоносителя в баке. Чтобы выяснить, действительно ли уровень упал, нужно открыть контрольную трубу: при дефиците теплоносителя там будет отсутствовать напор.

Зачастую выход данной трубы обустраивается на кухне или же в ванной комнате. И если при ревизии напора не будет, значит, в систему необходимо долить рабочую жидкость. Для этого служит другой элемент подпитывающей системы – узел, который соединяет отопительную сеть с водопроводом. С конструктивной точки зрения данный узел будет включать в себя такие элементы.

  • Шаровый кран, закрывающий/открывающий поток воды в сеть.
  • Обратный клапан – он нужен в целях предотвращения обратной подачи жидкости из сети в водопровод. Подобное может произойти, к примеру, при отсутствии воды в централизованном трубопроводе водоснабжения.
  • Фильтр. Как известно, качество водопроводной воды не всегда соответствует требованиям, поэтому ее нужно дополнительно очищать от разного рода мусора. Если этого не сделать, то на внутренних поверхностях металлических элементов образуется слой накипи.

Именно по такой схеме выполняется подпитка системы отопления открытого типа. Но стоит помнить, что нужно заранее установить воздухоотводчик, с помощью которого будут удаляться излишки воздуха. Добавим также, что для грамотного восполнения объема воды нужен ее минимальный температурный показатель.

Обратите внимание! Более простая схема подпитки может состоять из обыкновенного накопительного бака, хотя уровень воды в таком случае необходимо мониторить визуально.

Подпитка сети закрытого типа: схемы, инструкции

Если магистраль закрытая, то давление в ней, как было отмечено выше, повышено, следовательно, предыдущая схема в таком случае не подойдет. Здесь нужно устанавливать исключительно автоматический подпитывающий клапан. Принцип работы такого клапана описан выше, мы же рассмотрим простую схему ее установки, которую можно выполнить собственноручно. Она состоит из нескольких элементов (в такой последовательности): кран -> манометр -> подпитывающий редуктор.

К слову, именно редуктор является главным элементом данной системы. Состоит он из нескольких элементов, приведенных ниже.

Устройство и особенности закрытой системы отопления

Ранее мы рассказывали о том как устроенна закрытая система отопления, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией все подробности смотрите тут

  • Стопорная площадка, ограничивающая подачу жидкости из подпитывающей трубы.
  • Блок регулировки, включающий в себя мембрану и специальный шток с пружиной. Сам блок находится сверху прибора.
  • Обратный клапан – его функцию мы уже рассмотрели.

Видео – Редуктор подпитки

Вначале задается минимальный напор в сети при помощи блока регулировки. В этой время рабочая жидкость будет контактировать с мембраной, предотвращая опускание штока. И после того, как давление упадет ниже заданной отметки, пружина надавит на шток и тот все же опустится. В результате будет открыта заслонка, а вода из трубопровода начнет поступать в отопительную сеть. И когда давление нормализуется, шток обретет исходное положение, прекратив подачу теплоносителя.

Редуктор следует установить на трубу «обратки» непосредственно у входа в котел, так как именно здесь давление минимально. Если же система оснащена циркуляционным насосом, то подпитывающий узел следует разметить уже перед ним, иначе при работе его (насоса) напор может «скакать», что, в свою очередь, приведен к ложной активации редуктора.

Обратите внимание! Объем прохождения колеблется от 6 до 12 литров в минуту, более конкретная цифра зависит от заданного значения.

В качестве заключения

Подпитка системы отопления помогает избегать коммунальных аварийных ситуаций. Более того, с ее помощью поддерживается требуемое давление рабочей жидкости в системе. Что же касается конкретно подпитывающих клапанов, то устройства автоматического типа позволяют контролировать данные процессы дистанционно.

museum.vn.ua

Типовые схемы

Главная > Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) >  Типовые схемы

ИТП для системы отопления

ИТП выполнен по независимой схеме, с использованием одного пластинчатого теплообменника, рассчитанного на 100% нагрузки.

Для компенсации потерь давления используется сдвоенный насос.

Подпитка системы отопления  осуществляется из обратного трубопровода тепловой сети.

Данный блок ИТП может оснащаться узлом учета тепловой энергии, блоком системы ГВС и другими необходимыми узлами и блоками.

ИТП для системы ГВС

ИТП выполнен по независимой, параллельной, одноступенчатой схеме с использованием двух пластинчатых теплообменников, каждый из которых рассчитан на 50% нагрузки.

Для компенсации потерь давления используется группа насосов.

Подпитка системы ГВС осуществляется из системы холодного водоснабжения.

Данный блок ИТП может оснащаться узлом учета тепловой энергии, блоком системы отопления и другими необходимыми узлами и блоками.

ИТП для системы отопления и системы ГВС

ИТП выполнен по независимой схеме. Для системы отопления используется один пластинчатый теплообменник, рассчитанный на 100% нагрузки.

Система ГВС выполнена по независимой, двухступенчатой схеме с использованием двух пластинчатых теплообменников.

Для компенсации потерь давления используются группы насосов.

Подпитка системы отопления  осуществляется из обратного трубопровода тепловой сети при помощи подпиточных насосов.

Подпитка системы ГВС осуществляется из системы холодного водоснабжения.

ИТП оборудован узлом учета тепловой энергии.

ИТП для систем отопления, вентиляции и ГВС

ИТП выполнен по независимой схеме. Для системы отопления и вентиляции используется один пластинчатый теплообменник, рассчитанный на 100% нагрузки.

Система ГВС выполнена по независимой, одноступенчатой, параллельной схеме с использованием двух пластинчатых теплообменников, рассчитанных на 50% нагрузки каждый.

Для компенсации потерь давления используются группы насосов.

Подпитка системы отопления  осуществляется из обратного трубопровода тепловой сети.

Подпитка системы ГВС осуществляется из системы холодного водоснабжения.

ИТП оборудован узлом учета тепловой энергии.

Принципиальные схемы ИТП (Индивидуальных тепловых пунктов)

для систем (систем отопления / вентиляции и водоснабжения), с вариантами подключений по зависимой и независимой схеме, с использованием различных типов теплообменников (водоподогревателей).

     
1.

Принципиальная схема ИТП для одной системы отопления при независимом подключении к тепловой сети.

2. Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом подключении к тепловой сети.  
3. Принципиальная схема ИТП бля одной системы отопления при зависимом подключении к тепловой сети.  
4. Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом подключении к тепловой сети.  
5. Принципиальная схема ИТП для ситемы ГВС с одноступенчатым подключением водоподогревателя.  
6. Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водонагревателем.  
7. Принципиальная схема ИТП для систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водоподогревателем.  
8. Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водоподогревателем.  
9.  Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водоподогревателем.  
10А.  Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе раздельных одноходовых теплообменников.  
10Б. Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе двухходового моноблочного теплообменника.  
11А. Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе раздельных одноходовых теплообменников.  
11Б. Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе двухходового моноблочного теплообменника.  
12А. Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе одноходовых теплообменников.  
12Б. Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе двухходового моноблочного теплообменника.  
13А. Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе одноходовых теплообменников.  
13Б. Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе моноблочного теплообменника.  
14. Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором.  
15. Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором.  
16. Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором.  
17. Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором.  
     

tovk.ru

Как сделать подпитку системы отопления

Периодическая подпитка системы отопления, о которой пойдет речь в данной статье, — это одна из операций по ее обслуживанию. В нормально функционирующей системе необходимость в подпитке возникает нечасто, но совсем обойтись без нее никак не получится. Иначе работоспособность отопления может снизиться, вплоть до перегрева теплоносителя и полного отказа. Чтобы этого не произошло, надо принять меры, то есть, правильно организовать своевременное добавление воды в сеть трубопроводов.

Для чего нужна подпитка в системе отопления?

Объем воды в системе не есть величина постоянная, в силу разных обстоятельств со временем он уменьшается. Свято место пусто не бывает и пространство, освобождаемое водой, может заполниться воздухом, нарушающим нормальную циркуляцию теплоносителя. Результат известен: вода в подающем трубопроводе начинает перегреваться, что приводит к автоматической остановке котла.

Примечание. В закрытых системах уменьшение объема теплоносителя приводит к снижению давления до минимума, после чего наступают последствия, описанные выше.

Чтобы вовремя пополнять запас теплоносителя в сети трубопроводов, необходима система подпитки водяного отопления. Она послужит не только для периодической добавки воды, но и как средство заполнения тепловой сети вашего дома после опорожнения. У вас может возникнуть закономерный вопрос: а куда же девается вода из труб, особенно когда нет контакта с атмосферой? Представим ответ в виде перечня:

  • больше всего воды испаряется через расширительный бак, если система – открытая. Это основная причина, почему объем теплоносителя значительно снижается. В остальных случаях уменьшение не столь заметно.
  • периодическое срабатывание автоматических воздухосбрасывателей, как ни странно, тоже приводит к утечке теплоносителя. В наивысших точках, где они установлены, температура воды самая большая, а значит, испаряется она интенсивнее. Клапан воздухоотводчика, сбрасывая воздух, одновременно удаляет и водяной пар.
  • постоянная работа в температурном режиме, близком к максимальному, как это бывает с твердотопливными котлами, вызывает срабатывание предохранительного клапана. Нужна подпитка закрытой системы отопления, чтобы компенсировать количество теплоносителя, потихоньку уходящего через клапан.
  • причиной могут быть разного рода протечки.

 Примечание. Теплоноситель может потихоньку прокапывать через предохранительный клапан, а вы этого даже не заметите. Капли быстро испаряются, остается лишь небольшое еле заметное пятно. Чтобы контролировать процесс визуально, рекомендуется подключать к штуцеру трубку, направленную в бутылку или канализацию, но с разрывом струи.

Простые способы подпитки

Наиболее простой способ пополнять запас воды – делать это вручную. Чтобы его реализовать, нужно проложить участок трубопровода, соединяющий обратную магистраль системы отопления с централизованным водопроводом. На этом участке нужно установить отсекающий кран и фильтрующее устройство. Простая схема подпитки показана на рисунке:

Данная схема подойдет для любых несложных систем отопления частных домов небольшой площади. Питательный трубопровод присоединяется к обратке перед насосом, так как на этом участке самое низкое давление и температура теплоносителя. Но вместе с простотой этот способ обладает и массой недостатков:

  • количество воды в трубах придется постоянно отслеживать домовладельцу, заглядывая в расширительный бак открытой или следя за манометром закрытой системы отопления;
  • объем подпитки системы отопления надо тоже регулировать самостоятельно, пока вода не побежит через патрубок перелива расширительной емкости.

Совет. Чтобы теплоноситель случайно не ушел в трубу водопровода, когда в ней отсутствует давление, перед отсекающим подпиточным краном установите пружинный обратный клапан.

Правильным решением для открытых систем будет организация добавления воды не в обратную магистраль, а непосредственно в расширительный бак. Тогда не придется постоянно выбираться на чердак или под потолок, чтобы оценить уровень теплоносителя. Решение реализуется путем приваривания к баку 3 дополнительных трубопроводов, как это изображено на схеме:

Подразумевается, что один подающий патрубок к емкости уже приварен. Изображенный на схеме узел подпитки работает следующим образом: через подающий и обратный патрубки циркулирует теплоноситель, его уровень в баке проверяется путем открывания крана на контрольной трубе. Она опущена в котельную к ближайшему канализационному сливу. Если после открытия крана потекла вода, то уровень в емкости нормальный. При отрицательном результате контрольный кран закрывается и включается вентиль подпитки. Наполнение происходит до тех пор, пока теплоноситель не побежит через перелив. Хотя здесь также необходимо все делать самому, но зато холодная вода не поступает прямо в котел.

Важно. Зачастую котлы, особенно твердотопливные, имеют чугунный теплообменник, что от перепада температур может треснуть. Поэтому во время подпитки, особенно по первой схеме, открывайте кран не более чем на треть, чтобы холодная вода поступала медленно.

Организация автоматической подпитки

Тем, кому некогда возиться в котельной, подойдет автоматическая подпитка системы отопления. Это выльется в покупку дополнительной арматуры, а также в ее монтаж по месту. Суть способа та же, что и в первой простой схеме, но вместо обычного крана на питающий трубопровод устанавливается целый узел, показанный на рисунке:

Примечание. Узел предназначен для совместной работы с закрытой отопительной системой. В открытой он функционировать не сможет, поскольку избыточное давление там слишком мало.

Главный элемент представленной схемы – редукционный клапан подпитки системы отопления. Действует он так: пока давление в тепловой сети частного дома выше минимального, пружина находится в сжатом состоянии, подпираемая с одной стороны теплоносителем. Когда давление опускается ниже установленного предела, пружина, чья сила упругости становится больше, выпрямляется и открывает проход для потока из водопровода.

По заполнению давление в сети снова возрастает и преодолевает усилие пружины, закрывая заслонку. Помимо редукционного узла, регулятор подпитки содержит в себе сетчатый фильтр и обратный клапан. Перед ним устанавливается отсекатель потока, предотвращающий попадание грязного теплоносителя в магистраль холодной воды. Фильтрующий элемент оборудован 2 манометрами, чтобы по перепаду давления определять степень его загрязнения. Вся арматура устанавливается на байпасе и снабжается отсекающими кранами, что дает возможность ее обслуживать.

В ситуации с частыми отключениями воды либо при автономном водоснабжении давление на входе в автоматический узел должен обеспечивать насос для подпитки системы с мембранным гидроаккумулятором. Но покупать и ставить насос только для пополнения тепловой сети нецелесообразно. Его надо смонтировать и обвязать таким образом, чтобы в отсутствие централизованного водоснабжения насос нагнетал давление во всей домовой сети, перекачивая воду из запасной емкости либо бассейна.

Заключение

Автоматизация подпитки – оптимальный вариант, но подойдет не всякому из-за затрат на дополнительное оборудование и монтаж. Да и присматривать за ним все равно нужно. Многие домовладельцы считают такую автоматизацию непрактичной и решают вопрос более простыми путями, о коих было сказано выше.

openstroi.ru

Как сделать подпитку системы отопления. Ручная и автоматическая

Подпитка – добавление теплоносителя (воды) в систему отопления. Это одна из стандартных операций по техническому обслуживанию. В открытых системах отопления с гравитационной циркуляцией воды происходит наиболее интенсивное испарение через расширительный бак. Для систем такого типа подпитку необходимо осуществлять перед каждым отопительным сезоном, а иногда и во время него. Закрытый тип не так подвержен утрате теплоносителя, но также нуждается в периодической подпитке, не реже одного раза в 3-4 года. Существует много причин снижения уровня теплоносителя в закрытых системах отопления:

  • В процессе эксплуатации, особенно при первых и тестовых запусках перед осенне-зимним сезоном, довольно часто срабатывают автоматические воздухоотводчики. Эти устройства располагаются в самых высоких участках трубопроводов. Поэтому температура теплоносителя возле них самая высокая. В процессе сбрасывания воздуха выходит большое количество водяного пара;
  • Удаление воздушных пробок с радиаторов отопления сопровождается вытеканием довольно значительного количества воды;
  • При эксплуатации системы отопления в максимальных режимах, что характерно для твердотопливных котлов, периодически срабатывает предохранительный клапан. В этом случае подпитку необходимо организовать оперативно, так-так недостача теплоносителя может привести к перегреву теплообменника и повреждению футеровочного слоя топки твердотопливного котла;
  • Нарушение герметичности трубопроводов, стояков, радиаторов и т. п. В каждом конкретном случае протечка может быть незначительной и незаметной. Но если монтаж выполнен небрежно и имеется много мест микроутечки, уровень теплоносителя снижается довольно быстро.

К чему может привести критически низкий уровень теплоносителя?

  • Снижение эффективности системы отопления и появление многочисленных воздушных пробок;
  • Перегрев теплоносителя, ведущий к отключению котла;
  • Более интенсивное протекание процесса коррозии внутри трубопроводов и радиаторов, в местах контакта с воздухом;
  • Существенно возрастает риск выхода из строя котла или контролирующей температуру аппаратуры.

Ручная подпитка

Наиболее простой способ организации ручной подпитки теплоносителя реализуется в открытых системах отопления следующим образом:

  • На обратке системы отопления перед циркуляционным насосом врезается патрубок. Именно на этом участке самая низкая температура теплоносителя и показатели давления в системе;
  • На патрубок устанавливается обратный клапан для предотвращения слива теплоносителя в водопровод и шаровой кран в качестве отсекающей запорной арматуры;
  • Перед краном в трубу врезается фильтр грубой очистки — грязевик;
  • Сама труба подключается к системе централизованного водоснабжения.

Такой способ подпитки имеет целый ряд недостатков:

  • Владельцу дома придется самостоятельно отслеживать уровень теплоносителя в системе. Для этого визуально оценивается уровень воды в расширительном баке;
  • Количество поданной в трубопроводы воды также необходимо контролировать вручную;
  • Как правило, наполнение происходит до момента, пока вода начнет выливаться через патрубок перелива расширительного бака.

В том случае, если в доме нет централизованной системы водоснабжения, можно воспользоваться насосным оборудованием для ручной подпитки системы отопления. Для этого рекомендуется применять погружной насос «Малыш» со встроенным обратным клапаном. Насос через гибкий шланг со штуцером или соединением американка подключается к крану слива теплоносителя в канализацию. После подключения запорная арматура открывается, предоставляя доступ в систему. Утечка через насосное оборудование невозможна при условии, что давление в системе не превышает 2 бара.   Именно такое давление выдерживает обратный клапан погружного насоса «Малыш». При необходимости к сливному крану подключается отдельный обратный клапан с более высокими рабочими параметрами, чтобы гарантировать отсутствие утечек теплоносителя.

ВАЖНО! Подпитку теплоносителя системы отопления открытого типа с твердотопливным котлом следует выполнять при неактивном отопительном оборудовании. Попадание слишком холодной воды в раскаленный теплообменник может привести к его повреждению.

Масштабные системы отопления открытого типа нуждаются вы подпитке теплоносителем гораздо больше, поэтому наиболее целесообразно вывести подающий шланг с краном непосредственно в расширительный бак. Таким образом, будет реализован контроль уровня теплоносителя при наполнении системы.

Автоматическая подпитка

Для системы отопления с закрытым контуром наиболее целесообразно выполнить обустройство автоматического узла подпитки. Несмотря на его высокую стоимость, применение такого оборудования экономически оправдано. Твердотопливные котлы, которые используются в закрытых системах отопления, имеют высокую производительность. Снижение уровня теплоносителя может привести к критическому перегреву теплообменника, топки и самого котла. При этом интенсивное движение теплоносителя по контуру может привести к быстрому уменьшению его количества. А отсутствие устройства безопасности непосредственно на котле не даст возможность оперативно отслеживать количество воды в трубопроводах и радиаторах.

Для устройства узла автоматической подпитки используются различные виды устройств и запорной арматуры. Наиболее целесообразно приобрести специализированное устройство — редуктор подпитки. Он совмещает в одном корпусе все необходимые функциональные элементы:

  • Обратный клапан;
  • Фильтр;
  • Манометр с задвижкой;
  • Устройство контроля давления.

На крышке редуктора расположен винт, контролирующий рабочее давление устройства. Его рекомендуется установить на два бара – оптимальное давление в автономной закрытой системе отопления.

Автономная система автоматической подпитки является одной из наиболее сложных, в техническом исполнении и дорогостоящих. Ее использование экономически оправдано для обслуживания крупных систем отопления на несколько коттеджей с использованием твердотопливных котлов. Такая система, чаще всего, имеет коммерческое применение, и устанавливается на туристических объектах, лыжных курортах и базах отдыха, удалённых от централизованных инфраструктур. Она состоит из следующих элементов:

  • Ёмкость для воды объёмом 50-100 л;
  • Погружной насос;
  • Реле давления;
  • Высасывающий шланг;
  • Воздушный клапан;
  • Датчик уровня;
  • Штуцер с фильтром грубой очистки;
  • Датчик уровня жидкости.

В случае если в качестве теплоносителя используется не вода, а гликолесодержащие растворы система доукомплектовывается устройством перемешивания, чтобы предотвратить расслоение теплоносителя на различные фракции по плотности.

Принцип действия автоматической системы подпитки отопления для крупных тепловых узлов следующий:

  1. Теплоноситель подается в емкость через штуцер с фильтром. Это исключит возможность попадания загрязнения в трубопроводы отопления;
  2. Для заполнения системы отопления используется объемный насос с ограниченной производительностью. Это позволит равномерно заполнить трубопроводы и теплотехнические устройства теплоносителем при первом пуске;
  3. При достижении заданного давления реле отключает насос и прекращает подачу теплоносителя. При снижении рабочего давления реле осуществляет автоматическое включение насоса;
  4. Сигнал с датчика уровня жидкости, расположенного в ёмкости, подключается к световой сигнализации в разрыв цепи;
  5. Воздушный клапан устанавливается в крышку ёмкости для выравнивания давления при отборе теплоносителя;
  6. Все энергозависимые устройства контроля, подключается через блок бесперебойного питания, что обеспечит постоянный контроль давления теплоносителя в системе отопления.

Наиболее простая ситуация с газовыми котлами, которые используются в автономных системах отопления квартир. Практически все современные модели особенно двухконтурных газовых котлов уже имеют встроенный редуктор подпитки. Он соединяется с подающим патрубком ГВС. И при падении давления автоматически добавляет теплоноситель в трубопровод. Мастеру при установке не нужно выполнять специальных операций и дополнительных подключений. Все необходимые элементы управления и контроля уже входят в стандартную комплектацию.

Читайте так же:

Автор: Андрей Елфимов

Автор проекта eurosantehnik.ru
Автор youtube-канала: Технотерм

Подпитка системы отопления: расчёт и установка

Подпитка системы отопления необходима для того чтобы сохранить её работоспособность при снижении количества теплоносителя. Уменьшение его объёма до критической отметки может привести к перегреву и в конечном итоге сделать систему неработоспособной. Своевременная запитка автоматическим или ручным способом сможет защитить от подобных рисков. Самое распространенное последствие снижения количества теплоносителя – завоздушивание системы. Избыток воздуха внутри трубопровода или его частей препятствует циркуляции. Нагреваемая жидкость движется неравномерно, что в итоге дает снижение КПД.

Путей, по которым жидкость покидает систему, несколько. Все их должна учитывать схема водопровода. Отдельно стоит выделить расширительный бак, воздухосбрасыватели, места разрыва (утечки) и даже предохранительный клапан. Утечка может происходить незаметно, т.к. теплая жидкость быстро испаряется. Поэтому, если при монтаже системы отопления делать все правильно, стоит сразу предусмотреть элементы, которые будут автоматически или в ручном режиме исправлять возникшие ошибки в работе. Для этого заранее нужно произвести расчет нагрузки и прочих показателей.

Узлы автоматической подпитки

Большую по объёму систему отопления делают закрытого типа и устанавливают на нее автоматический узел. Он подключается к системе центрального водоснабжения и, при падении давления ниже установленной критической точки, открывает вентиль с электроприводом либо открывает клапан подпитки на проточном отверстии.

Для автоматических систем применяется электроэнергия, соответственно для них устанавливаются более жёсткие требования относительно надежности конструкции и её безопасности. В некоторых случаях должен предусматриваться генератор автономного питания.

Автоматический узел может состоять из отдельных элементов, и чтобы правильно их разместить, требуется схема. Но гораздо чаще они имеют общий корпус, что облегчает замену и монтаж узла. Настройка уровня рабочего давления обычно производится при помощи одного винта, регулируемого вручную. Подпитка включается автоматически при падении давления ниже установленного, что означает малое количество воды в контуре. При выравнивании показателя узел отключается.

Добавить к нему нужно ещё 2 части. Это накопитель, используемый в качестве резервного источника в случае её временного отсутствия в системе центрального водоснабжения, а также электронасос. Его установка позволяет нагнетать давление в системе.

Автоматическая подпитка – это не всегда удачное решение, т.к. при появлении проблем, автоматика их может до определённого времени нивелировать и скрывать, что повлечёт в результате серьёзные поломки.

Автоматические узлы подпитки некомфортны в обслуживании, поэтому их дополнительно снабжают обвязкой ручной подачи, которая используется в случае отключения электропитания или ремонта узла. Установку модуля производят на участке системы с наименьшим показателем давления. Им обычно является труба с возвратным потоком.

Расчет необходимых показателей

При подборе насоса для автоматической подпитки закрытой системы нужно брать в расчет расход подпиточной воды. Во внимание принимается именно часовой расход. Расчет его производят в зависимости от параметров трубопровода. По стандарту он составляет 0,75% общего объёма, а для трубопроводов длиной более 5 км – 0,5%.

Однако к этим параметрам могут применяться поправочные коэффициенты в зависимости от сопутствующих обстоятельств. К примеру, когда производится установка насоса на систему открытого типа. Если фактических данных нет, то расчет основывают на табличных значениях, измеряемых в м³ на 1 МВт. Сделать расчет несложно даже самостоятельно.

Особенности монтажа

Подпитка системы отопления может производиться несколькими способами в зависимости от её конструкционных особенностей. В любом случае формируется узел подпитки, через который теплоноситель пополняется в системе. Он также может использоваться для полного заполнения системы после слива воды. На системах открытого типа, где теплоноситель заполняется вручную, его основу составляет кран и фильтрующее устройство, а для закрытой системы применяется редукционный клапан с тем же фильтрующим устройством, но его конструкция несколько иная и включает манометры, позволяющие отслеживать уровень давления в трубопроводе. Необходимо заранее произвести расчет нагрузки, чтобы правильно подобрать элементы системы.

На системах небольшого объёма открытого типа применяется ручная подача воды. На входе устанавливается штуцер или фитинг в зависимости от типа труб, кран и обратный клапан, а на выходе (канализационном спуске) используется еще один кран и штуцер. На максимально упрощённом варианте теплоноситель можно долить непосредственно из бутылки в расширительный бачок. Но делать это нужно своевременно и постоянно следить за уровнем. Контроль над уровнем воды в системе осуществляется через контрольную трубу, выходящую из расширительной емкости, в которую производится подача воды. При появлении избытка воды она спускается через контрольную трубку, что свидетельствует о необходимости перекрыть кран подачи.

Подпитка системы отопления: насос, подпиточный клапан

Автономную систему обогрева частного дома следует регулярно обслуживать, чтобы поддерживать на должном уровне ее функциональные параметры. В том числе необходима подпитка системы отопления — своевременное добавление жидкости (воды или незамерзающего состава) в контур. Если объем жидкости, циркулирующей в трубопроводе, понизится до критических значений, произойдет перегрев теплоносителя, а вслед за этим — выход системы из строя. Чтобы исключить риск аварии, важно на этапе монтажа трубопровода предусмотреть установку элементов, позволяющих пополнять объем теплоносителя в контуре.

Подпитка отопительной системы

Почему возникает потребность в подпитке

После заполнения контура водяного отопления объем жидкости в ней понемногу начинает уменьшаться в силу разных причин. На свободное от теплоносителя место проникает воздух, что негативно сказывается на функционировании системы.

В закрытом контуре с принудительной циркуляцией постепенно падает давление, помимо этого насос, не рассчитанный на перекачку смеси воздуха с водой, быстрее изнашивается и может выйти из строя раньше времени. В итоге движение теплоносителя нарушается, он перегревается, что ведет к аварийной остановке котла. В контуре открытого типа также происходит перегрев теплоносителя, если его объем недостаточен для полноценного функционирования системы.

Чтобы дом не остался без тепла из-за аварийной ситуации, необходимо создать специальную систему подпитки водяного контура. При этом узел подпитки задействуется и для заполнения контура перед началом эксплуатации.

Закрытый контур отопления с принудительной циркуляцией

Важно разобраться, что становится причиной утечки воды из отопительной системы открытого и закрытого типа:

  • в контуре с расширительным баком открытого типа теплоноситель достаточно интенсивно испаряется из емкости и его следует регулярно подливать;
  • при срабатывании автоматических клапанов для стравливания воздуха из системы часть теплоносителя также попадает наружу в виде пара, так как клапаны для удаления воздуха из системы устанавливаются в наивысших точках контура, где, по законам физики, температура жидкости является максимальной;
  • функционирование твердотопливного котла сопровождается срабатыванием предохранительного клапана, если теплоноситель нагревается до критически высоких температур, при этом выбрасывается пар и часть жидкости из контура, кроме того, предохранительный клапан может постоянно подтравливать пар или протекать, при этом капли быстро испаряются, не оставляя следов;
  • для спуска воздуха из радиаторов используется кран Маевского — удаляя воздушную пробку нужно дождаться устойчивой струйки теплоносителя, из-за чего объем жидкости в контуре уменьшается;
  • протечки (порой незаметные) на стыках в местах установки элементов системы также являются одной их причин возникновения дефицита теплоносителя в трубопроводе.

Как обустроить подпитку отопительной системы

Ключевая функция узла подпитки — компенсация недостатка теплоносителя в контуре. Добавление жидкости в систему выполняется до тех пор, пока уровень рабочего давления не достигнет требуемых значений. Подпитывать контур водой удобнее всего через подключенную к узлу трубу подачи холодной воды. Если для отопления используется антифриз (незамерзающая жидкость), подсоединяют емкость.

Для восполнения объема теплоносителя используют один из двух режимов:

  • Ручной (подходит для автономных систем небольшого объема). От пользователя требуется регулярно проверять показания манометра, и при падении давления открывать вентили узла подпитки. Вода поступает в контур самотеком либо ее подают под давлением, используя насос для подпитки системы. Если отопительная установка гравитационная, вентиль узла подпитки перекрывают, дождавшись струйки воды из переливной трубы, подсоединенной к открытому расширительному баку.
  • Автоматический. При падении давления в контуре ниже рабочих значений открывается клапан узла подпитки (либо вентиль, снабженный электроприводом), и через проточное отверстие в систему поступает теплоноситель, нагнетаемый специальным насосом. После нормализации давления насос отключается, клапан закрывается. Устройство для подпитки может входить в состав отопительного котла. Преимущество автоматической подпитки системы отопления — отсутствие необходимости систематически проверять показания манометра и обслуживать систему. Недостаток — добавление энергозависимых элементов.

Подпитку открытой системы удобнее всего вести не через специальный узел на обратной трубе, а через расширительный бак, расположенный в верхней точке контура. Чтобы каждый раз не подниматься наверх для оценки уровня теплоносителя в емкости, к резервуару приваривают три трубопровода помимо подающего.

Схема открытого расширительного бачка

Частью контура отопления является подающая и обратная труба (указаны на схеме). Чтобы проверить уровень жидкости в резервуаре достаточно открыть кран на контрольной трубе, подсоединенной к канализационному сливу в котельной. Если вода течет — уровень достаточен. В обратной ситуации включают вентиль подпитки из водопровода и следят за переливной трубой — когда из нее пойдет вода, кран подачи можно перекрыть.

Обратите внимание! Если теплообменник котла выполнен из чугуна, рекомендуется устанавливать именно такую схему подпитки для открытой системы. Иначе чугун может растрескаться при попадании охлажденного теплоносителя из обратной трубы или узла подпитки котла. При подпитке через узел на обратке вентиль должен приоткрываться только на треть, чтобы холодная вода добавлялась понемногу.

В закрытой системе можно предусмотреть автоматизированный узел, но его обустройство требует использования дополнительной арматуры. Рассмотрим функции каждого из элементов узла, при помощи которого осуществляется автоматическая подпитка системы отопления.

Элементы узла подпитки в закрытой системе

Исполнительный механизм

Чтобы подпитывать контур обогрева дома в ручном режиме, достаточно установить одну механическую задвижку, которая перекрывает подачу воды из холодного трубопровода или антифриза из резервуара. Автоподпитка требует установки арматуры, которая управляется дистанционно — это может быть вентиль либо кран с электроприводом, но чаще всего используется редукционный клапан автоматической подпитки (он указан на схеме выше).

Редуктор подпитки представляет собой комбинированное устройство, состоящее из редуктора давления, обратного и запорного клапанов. Подпиточный клапан бывает механическим или оснащенным клеммами для подсоединения к электрическому насосу.

Подпиточный клапан в отопительной системе

Принцип работы следующий: регулятор настраивают — задают максимально и минимально допустимые уровни рабочего давления теплоносителя. Когда оно опускается до нижнего порога, мембрана клапана срабатывает, открывая проточное отверстие. При достижении верхнего уровня давления подпитка прекращается, так как мембрана давит на пружину, в результате чего проток перекрывается штоком.

Редукционный клапан подпитки системы отопления регулируется при помощи винта в верхней части. На клапане или кране подпитки предусмотрен манометр, который позволяет визуально контролировать давление в ходе настройки.

Обратный клапан

Важно, чтобы нагретый теплоноситель не проник в трубопровод, по которому осуществляется холодное водоснабжение. Это грозит попаданием в систему ХВС и размножением бактерий, в том числе болезнетворных. Кроме того, теплоноситель, циркулировавший по контуру автономной теплосети, накапливает продукты коррозии, вредные вещества, выделившиеся из различных материалов под нагревом. Их присутствие в питьевой воде вредит здоровью.

Обратный клапан с пластиковым сердечником

Помимо этого, установка обратного клапана в систему подпитки позволяет избежать лишней потери теплоносителя. При подпитке обратное движение жидкости из отопительного контура возникает из-за недостаточного давления в подающем трубопроводе. При этом в водопроводной системе давление по определению ниже, чем в отопительном контуре. Обратное движение теплоносителя может наблюдаться и в ходе эксплуатации отопительной системы, если закрывающий вентиль не обеспечивает герметичное перекрытие выходного отверстия.

Обратный клапан может быть встроенным в редуктор для подпитки системы отопления, либо его устанавливают позади исполнительного устройства. Для надежности сегодня ставят обратный клапан и перед исполнительным устройством, либо задействуют прерыватель потока.

Насос и накопительный резервуар

Подпиточный насос необходим для создания давления, за счет которого отопительный контур будет пополняться водой из водопровода, давление в котором ниже. Чтобы происходила автоматическая подпитка закрытой системы отопления, насос получает сигнал на включение, который ему отдает электромагнитный исполнительный механизм.

Насос и накопительная емкость

Внимание! Схема системы подпитки может предусматривать прямое использование вертикального насоса, установленного в скважине или колодце. Либо насосное оборудование закачивает воду в специальный резервуар, который подключен к подпитывающей системе — в этом случае потерянный объем теплоносителя будет пополняться независимо от уровня давления в холодном водопроводе. В гравитационной системе емкость для подпитки ставят выше расширительного бака, в автоматической используют мембранный гидроаккумулятор — он всегда будет находиться под давлением.

Фильтрация теплоносителя

Водопроводная вода нередко содержит механические включения, и эти примеси способны вывести из строя устройства, обеспечивающие функционирование отопительной системы. Поэтому на входе в узел устанавливают сетчатый фильтр-грязевик. Он задерживает механические загрязнения. До и после фильтра ставят отсечные краны, чтобы иметь возможность при необходимости без хлопот почистить или поменять фильтр. Помимо сетчатого фильтра может быть задействован умягчитель — он удалит из поступающего теплоносителя соли кальция и другие вещества, способные осесть в виде нерастворимого осадка в радиаторах отопления.

Фильтрационная система очистки воды

Подключение подпитки

Узел автоматической подпитки рекомендуется расположить на участке с минимальным давлением — то есть, на прямом участке обратной трубы, лучше в нижней точке. Важно, чтобы между подпитывающей системой и отопительным котлом было некоторое расстояние — это позволит избежать контакта холодного теплоносителя с раскаленным теплообменником котла.

Схема автоматизированного узла подпитки предусматривает его обвязку с использованием байпаса — обход с отсекающими кранами позволит ремонтировать или настраивать узел не отключая систему отопления.

Автоматическая система подпитки водяного отопления

Вывод по теме

Автоматизированная подпитка — практичный вариант для большого дома со сложной многоконтурной отопительной системой. Финансовые затраты на ее организацию составят небольшой процент от общих вложений в теплоснабжение. Небольшую закрытую автономную систему отопления проще и дешевле обслуживать самостоятельно. На гравитационную, кроме того, нет смысла монтировать оборудование, работа которого требует электроснабжения.

Большинство домовладельцев подключают к отопительному контуру водопроводную трубу через запорную арматуру, и вручную осуществляют подпитку, ориентируясь на показания манометра.

Видео по теме:

Система горячего водоснабжения — обзор

E Горячая вода по сравнению с паровыми системами централизованного теплоснабжения

На этом этапе важно обсудить преимущества централизованного теплоснабжения с горячей водой, используемого в Европе, по сравнению с существующими паровыми системами США. У системы централизованного теплоснабжения с горячей водой есть два основных преимущества: улучшенное управление системой (включая выравнивание нагрузки) и повышенная топливная эффективность (для комбинированного производства тепла и электроэнергии).

Регулирование количества тепла, которое достигает потребителя в системе горячего водоснабжения, достигается за счет регулирования расхода и температуры.Эти два параметра регулярно контролируются и регулируются на центральной теплоцентрали в ответ на потребность потребителя в тепле (в зависимости от температуры окружающей среды) и электрическую нагрузку. Система горячего водоснабжения обеспечивает большую гибкость при согласовании электрической нагрузки с генерирующей мощностью. Тепловая энергия может храниться в резервуарах для горячей воды в периоды высокого потребления электроэнергии и отводиться в периоды низкого потребления. Система с такими возможностями может выравнивать потребность системы в тепле, непрерывно отслеживая электрическую нагрузку (Muir, 1973,1975).

Чтобы проиллюстрировать экономию топлива, достижимую при использовании системы распределения горячей воды, а не паровой, были выполнены расчеты для систем, показанных на рис. 10 и 11. Система комбинированного производства тепла и электроэнергии с использованием горячего водоснабжения схематически представлена ​​на рис. 10. На рисунке 11 представлена ​​наша модель паровой системы производства тепла и электроэнергии. Расчетные данные для двух моделей приведены в таблице II. Каждая система поставляет 1 000 000 БТЕ полезной тепловой энергии и 110,02 кВт · ч электроэнергии.Столбец 1 в Таблице II показывает, что паровой системе требуется на 24% больше топлива для обеспечения тех же требований к мощности, что и для системы горячего водоснабжения.

Рис. 10. Схема водяной системы для сравнения водяных и паровых систем (см. Рис. 11).

Рис. 11. Схема паровой системы для сравнения водяных и паровых систем, (а) Паровая система с противодавлением, (б) Нагрев питательной воды для (а). (c) Условная единица для дополнения (a) и (b).

ТАБЛИЦА II. Сравнение водяных и паровых систем

Расположение 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
И.Водная система
a. Вещество a F S S W H H H E
b. Количество (фунты) 1080 1080 1080
c.Давление psi (абсолютное) 1500 17,2 17,2
г. Температура (° F) 1000 220 220
e. Энтальпия (БТЕ / фунт) 1490 1142 188
f.Теплосодержание (К БТЕ) 1654 1609 1234 203 1031 31 1000 1000 110,02
г. Электроэнергия (кВт · ч)
IIA. Паровая система
a.Вещество a F S S W S S W H E
b. Количество (фунты) 905 905 905 90 815 815
c. Давление [фунт / кв. Дюйм (абс.)] 1500 200 200 200
d.Температура (° F) 1000 549 220 549 549 100
e. Энтальпия (БТЕ / фунт) 1490 1295 188 1295 1295 68
f. Теплосодержание (КБТЕ) 1387 1349 1172 170 117 1055 55 1000 51.66
г. Электроэнергия (кВт · ч)
IIB. Нагрев подачи для IIA
a. Substancea a F W S S W W E
b.Количество (фунты) 905 161 161 161 905
c. Давление [фунт / кв. Дюйм (абсолютное)] 1500 17,2
d. Температура (° F) 50 1000 220 220 220
e.Энтальпия (БТЕ / фунт) 18 1490 1142 188 188
f. Теплосодержание (К БТЕ) 247 16 240 184 30 170
г. Электроэнергия (кВт · ч) 16.40
IIC. Условная единица для дополнения IIA и IIB
a. Вещество a F
f. Теплосодержание (К БТЕ) 420
г.Электроэнергия 41,96
Итого для IIA, IIB и IIC 2054 1000 110,02

Модель системы горячего водоснабжения, используемая здесь, представляет собой прямое применение комбинированного тепла и электроэнергии технологии к схеме турбины с противодавлением (см. графы 1–11, относящиеся к рис.10 под Водная система , Таблица II). Модель паровой системы, однако, усложняется необходимостью подогрева питательной воды (конденсат не возвращается в паровую электростанцию, производящую тепло и электроэнергию), а также необходимостью дополнительной выработки электроэнергии для соответствия производительности системы горячего водоснабжения. (Эта разница в выходной мощности компенсируется обычной электростанцией конденсационного типа.) Таким образом, рис. 11 состоит из следующего:

(a)

Простая паровая система с противодавлением, которая подает 1 000 000 БТЕ полезное тепло для распределительной системы при выработке электроэнергии (но значительно меньшей мощности, чем система горячего водоснабжения, поставляющая такое же количество тепла) (IIA в таблице II).

(b)

Паровая система с противодавлением, которая поставляет тепло для питательной воды котла, производя при этом небольшое количество электроэнергии. (На паровой теплоэлектроцентрали это производство пара и электроэнергии будет интегрировано с системой (а). Здесь они разделены, чтобы продемонстрировать потребности в топливе для нагрева питательной воды, которые связаны с паровой системой, которая не включая возврат конденсата) (IIB в таблице II).

(c)

Обычная конденсационная электростанция, которая поставляет электроэнергию, необходимую для согласования производительности паровой системы с более высокой электрической мощностью системы горячего водоснабжения (IIC в таблице II).

Данные, связанные с каждым компонентом этой модели паровой системы, отображаются в таблице II под соответствующими номерами столбцов (которые относятся к схемам на рис. 11). Обобщая схему нумерации Таблицы II, имеем:

1.

Подача топлива в котел.

2.

Ввод воды в подпитку питательной воды котла

3.

Пар с выхода котла.

4.

Отвод пара из турбины с противодавлением.

5.

Питательная вода котла.

6.

Подпитка питательной воды котла.

7.

Потери тепла в распределительной системе централизованного теплоснабжения.

8.

Тепловая нагрузка в систему отопления потребителя.

9.

Конденсат сброшен в канализацию.

10.

Тепло, используемое в тепловой системе потребителя.

11.

Выработанная электрическая энергия.

В расчетах таблицы II использовался КПД котла 85%. Коэффициент полезного действия турбины по отношению к электроэнергии был принят равным 80% от максимума, теоретически достижимого при расширении до указанного давления, с остальным теплом, возникающим в выхлопном паре. Для простоты расчета предполагался только одноступенчатый нагрев питательной воды, нагрев горячей воды в системе I предполагался одноступенчатым, а требования к вспомогательной энергии не учитывались.

Можно отметить, что в приведенном выше примере водяная и паровая системы приведены к равным выходам для сравнительных целей путем добавления выработки электроэнергии в традиционной системе (IIC). Это означает, что тепловая нагрузка ограничена по размеру, а электрическая нагрузка никогда не будет ограничена. Это всегда будет иметь место при подключении к сети достаточной мощности. Для изолированных систем (без подключения к сети) большее количество топлива, используемого паровой системой, составляет всего около 10%.

Основными причинами более высокого расхода топлива для паровой системы являются (1) необходимость вырабатывать больше электроэнергии в обычных установках, (2) более высокие потери при распределении (10% по сравнению с 3%) и (3) потеря тепла. заказчиком в конденсате.

Существуют и другие менее существенные преимущества системы горячего водоснабжения, в том числе следующие:

1.

Горячая вода при постоянном давлении экономично распределяется на расстояние до 60 км (37 миль) с потребляемой мощностью насоса. всего 0.От 5% до 3% тепловой мощности системы. Это обеспечивает большую гибкость в планировании подачи тепла от наиболее экономичных станций в периоды низкой нагрузки. Напротив, распределение пара возможно только на расстоянии одной или двух миль от паровой установки.

2.

Простота интегрированной системы горячего водоснабжения низкого давления обеспечивает высокую надежность системы.

3.

Учет пара намного сложнее, чем учет горячей воды, что приводит к большему количеству неучтенного пара.

Это факторы, которые обусловили долговечность и постоянные темпы роста европейских систем горячего водоснабжения. Более высокая топливная эффективность систем горячего водоснабжения может обратить вспять неблагоприятную экономику для централизованного теплоснабжения в Соединенных Штатах, учитывая растущую стоимость топлива. Заинтересованный читатель найдет более подробное сравнение систем центрального отопления с паром и горячей водой в Muir (1975).

Подпиточная вода котла

Вода широко используется в различных процессах в системах отопления из-за ее хорошей теплопередающей способности.

В зависимости от источника воды и ее свойств может потребоваться очистка. В зависимости от типа и материала котла необходимо тщательно контролировать несколько параметров, чтобы предотвратить коррозию, загрязнение и образование накипи. При рециркуляции конденсированной воды и из-за потерь на испарение количество растворенных минералов в системе увеличивается.

Общие источники воды — это колодезная вода, поверхностные воды, повторно используемые сточные воды и морская вода.

Производители котлов обычно предоставляют ограничивающие и рекомендуемые параметры, такие как проводимость, общее количество растворенных твердых веществ, pH, потому что вода будет преобразовываться в пар для отопления.Поэтому в подпиточной воде котла всегда требуется водоподготовка.

Водоподготовка подпиточной воды будет зависеть от источника воды и требований производителя котла: удаление взвешенных твердых частиц, удаление растворенных твердых частиц, умягчение, регулировка pH, дозирование биоцидов для борьбы с бактериями, дозирование антикоррозионных агентов.

Lenntech разрабатывает инновационные решения, сочетающие в себе широкий спектр технологий для очистки подпиточной воды котла в зависимости от источника воды и требований котла: ультрафильтрация, активированный уголь, мультимедийная фильтрация, обратный осмос, обратный осмос замкнутого цикла, ионообменное смягчение, электродеионизация, обращение электродиализа, химическое кондиционирование.

Очистка подпиточной воды позволяет оптимизировать процессы котла, снизить скорость продувки и принять качественный поток. Также снизится потребление энергии. Преимущества очистки подпиточной воды включают:

  • более стабильное качество воды,
  • меньшее загрязнение и коррозию,
  • сокращение используемых химикатов,
  • оптимизацию процесса.

Lenntech предлагает устойчивые и комплексные решения для подпитки котлов с учетом широкого спектра технологий и стратегий.В условиях растущего во всем мире спроса на воду и дефицита воды наши решения подходят для снижения эксплуатационных расходов котлов и уменьшения водного следа.

Наши преимущества

  • Спроектированные и разработанные по индивидуальному заказу решения для уникальных систем продувки воды градирни и специального оборудования.
  • Решения «под ключ», включая проектирование, проектирование, производство, автоматизацию, установку, техническое обслуживание и обучение.
  • Современные технологии для эффективной очистки, повторного использования, повторного использования и удаления воды и сточных вод.
  • Лучшая онлайн-помощь, обслуживание и поддержка на месте.

Качество котловой воды настраивается в зависимости от давления в котле и типа водонагревателя.

Lenntech может предоставить вам все оборудование для очистки воды, в том числе химикаты. Химикаты будут кондиционировать воду и защищать котельное оборудование (нагреватель, насос,…).

Компания Lenntech может посоветовать вам способы обработки подпиточной воды, предоставив расчеты баланса массы в паровом котле, способствуя снижению потребления электроэнергии.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами: Форма обратной связи или позвоните нам по телефону +31 152 610 900

Открытая система | | Теплый пол своими руками

Введение

В открытой системе используется один источник тепла, водонагреватель для бытового потребления, для обеспечения теплого пола и горячего водоснабжения. Эти две системы в основном связаны друг с другом. Та же вода, которая попадает, например, в горячий душ или в посудомоечную машину, сначала прошла через пол. Это очень эффективная система, потому что всю работу выполняет один источник тепла.Если водонагреватель имеет соответствующий размер и соответствует вашим потребностям в отоплении и быту, необходимость в «отдельной» системе отопления отпадает.

КАЖДЫЙ нагревательный элемент, который рекомендует и предлагает компания Radiant Floor, «РАЗРАБОТАН И НАЗНАЧЕН ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ»! Эти устройства не являются вашими «типичными» водонагревателями, так что пусть вас не обманет компактный размер! Все наши нагревательные элементы производятся в соответствии с отраслевыми стандартами качества и надежности.

Эти высокоэффективные обогреватели созданы для лучистого отопления.Мы предлагаем устройства, которые будут нагревать как вашу лучистую (отопление помещения), так и горячую воду.

Независимо от того, какую систему лучистого отопления вы выберете, будь то открытая, закрытая или теплообменник, или требуемый тип топлива, пропан, природный газ, электрическая или масляная … Компания Radiant Floor позаботится о вас !!!

Многозонная открытая система с электроприводом по запросу и расширительным баком для городского водоснабжения
Открытая система Схема потока воды с водонагревателем резервуарного типа
Еще один пример многозонной открытой системы с муниципальным резервуаром

Почему холодная вода поступает в систему отопления из бытового источника?

Вы заметите, что холодная вода из вашей бытовой сети попадает в водонагреватель по трубопроводу пола.Мы прокладываем водопроводную систему таким образом, чтобы исключить попадание застоя воды в вашу бытовую систему. Пресная вода поступает в трубку каждый раз, когда вы используете горячую воду.

И хотя на первый взгляд кажется, что холодная вода будет охлаждать ваш пол, на самом деле этого не произойдет. Единственная холодная вода, которая может попасть в трубку, будет «подпиточной» водой вашего водонагревателя. Если в вашей бытовой системе не открыты клапаны горячей воды, излучающая система по существу «закрыта».Другими словами, холодная вода не может попасть в систему, если ей некуда течь…. Где-нибудь в доме открыт кран горячей воды. Без открытого клапана горячей воды только циркуляционный насос, питающий лучистую трубку, может нагнетать воду из водонагревателя в трубку и обратно, когда ваша зона требует тепла.

Итак, при использовании горячей воды холодная вода поступает в водонагреватель через пол. Это гарантирует, что пресная вода всегда течет через систему, даже летом. Имейте в виду, что горячая вода, вытесняемая холодной подпиточной водой, в конечном итоге попадает в водонагреватель, поэтому чистые потери энергии отсутствуют.А из-за большой тепловой массы пола небольшое количество холодной подпиточной воды, попадающей в трубопровод, не имеет возможности охладить пол… если, конечно, вы не должны были принять четырехчасовой душ. Это маловероятно. Также помните, что если термостат в зоне требует тепла в то же время, когда вы используете горячую воду, тогда циркуляционный насос все равно будет перекачивать горячую воду по контурам, и в конечном итоге теплая вода будет поступать в трубки вместо холодный.

Кстати, один из самых простых и наименее дорогих способов защиты компонентов в открытых системах, не говоря уже о домашней сантехнике, — это использование фильтра для всего дома.Обычные кожухи канистрового типа можно приобрести в любом хозяйственном магазине, а фильтр на 20 микрон эффективно удаляет ил и другие частицы из поступающей в дом воды.

И пока мы говорим о воде, важно помнить, что все водопроводные системы, будь то для горячего и холодного водоснабжения или водяного отопления, подвержены воздействию различных факторов окружающей среды. Минеральное содержание воды («жесткая» или «мягкая» вода), pH (кислая или щелочная) и добавки, такие как хлор, могут повлиять на медные, гальванизированные или пластиковые компоненты в системах водоснабжения для дома, в том числе на трубы PEX.

И хотя сшитый полиэтилен (PEX) является одним из самых прочных из всех этих компонентов, есть косвенные сообщения о том, что высокие концентрации хлора, в незначительной части случаев и характерные для муниципального водоснабжения, могли повредить трубы PEX. Это потенциально может повлиять на «открытые» излучающие системы, поставляемые муниципальными департаментами водоснабжения.

Итак, если у вас есть основания полагать, что ваш муниципальный департамент обрабатывает местную воду с более высокой, чем обычно, степенью хлора (4 промилле), вы можете рассмотреть возможность использования «закрытой» системы отопления или системы отопления с «теплообменником».Оба этих типа систем позволяют домовладельцу заряжать излучающую систему любой водой, которую он выберет (дистиллированной или родниковой водой, или водой из какого-либо другого источника с низким содержанием минералов или без хлора).

Но если излучающие циркуляторы работают, не украдет ли пол горячую воду из моего душа?

Нет. Это потому, что наши циркуляционные насосы очень маломощные, несамовсасывающие. Они могут перемешивать воду вокруг излучающей системы, но они не могут конкурировать с обычным давлением воды в домашних условиях.В результате использование горячей воды для бытового потребления всегда имеет приоритет.

Примеры и схемы открытых систем

Четырехзонная открытая система с использованием водонагревателя по запросу
Четырехзонная открытая система с высокоэффективным водонагревателем Polaris.
Открытый первичный контур установлен в многозонной излучающей системе

Открытая 2-зонная система с первичным контуром И циркуляционный контур для ГВС.

Даже в больших излучающих системах большого объема можно использовать водонагреватель подходящего размера по запросу. На приведенной ниже схеме подробно описана конфигурация нашей «первичной / вторичной» системы водопровода в открытой системе (т.е. отопление и горячее водоснабжение от одного блока).

Схема первичного контура

Электрическая мультизональная открытая система по запросу
Газ по запросу многозонная система
Многозонная открытая система с использованием масляного обогревателя

Примеры многозонных систем с первичным контуром.

Открытая система для одной зоны «Radiant Ready»

Open Radiant Ready для водонагревателя резервуарного типа

На рисунке выше показаны несколько примеров наших открытых систем с одной зоной «Radiant Ready». Эта предварительно собранная панельная система поставляется прямо из коробки, как вы ее видите здесь, включая насос, предварительно смонтированный контроллер, различные клапаны и датчики. Вся система проходит испытания на герметичность, и всего пять паяных соединений могут привязать ее к вашей системе.

Использование водонагревателя по запросу для открытой системы

За последние несколько лет водонагреватели по запросу превратились в необычные источники тепла. Они намного эффективнее (95%), чем водонагреватели резервуарного типа (75% или меньше для большинства моделей), они меньше, мощнее, вентилируются с трубкой из ПВХ и, что немаловажно, не страдают от «дежурного режима». потеря».

В отличие от водонагревателей резервуарного типа, блоки по запросу управляются компьютером и могут регулировать работу своих горелок в зависимости от температуры поступающей воды для максимального повышения эффективности.Они также оснащены встроенными цифровыми дисплеями, которые показывают количество галлонов в минуту, протекающих через устройство (полезно для диагностики), температуру воды на входе и выходе и даже мигают коды ошибок, когда что-то не так. Поднять или понизить температуру на выходе так же просто, как нажать кнопку.

Открытая система со схемой по требованию
Многозонная открытая система

На приведенной выше схеме подробно описаны все компоненты «открытой системы», за которой следует фотография, на которой показано, как система связана с зонным манифольдом.Горячая вода из блока по запросу поступает в смесительный клапан №1 (клапан слева), где она доводится до любой температуры, необходимой для пола. Горячая вода от нагревателя по запросу также поступает в смесительный клапан №2 (верхний клапан), поэтому горячая вода в домашнем хозяйстве может быть холоднее (или в некоторых случаях горячее), чем вода в полу. Такая конфигурация водопровода дает домовладельцу полный контроль над тепловой мощностью как для отопления помещений, так и для горячего водоснабжения.

На фото ниже показан другой вариант водонагревателя по требованию, но вместо газа в качестве топлива он использует электричество.Этот электрический агрегат специально разработан для излучающих полов, и в регионах страны (например, на северо-востоке Тихого океана), где тарифы на электроэнергию низкие (0,07 за кВт · ч или ниже), электрический обогреватель по запросу станет отличным источником тепла .

Компания Radiant Floor также производит предварительно собранные системы с одной зоной «Radiant Ready» в 38 конфигурациях. На фото ниже представлена ​​модель Radiant Ready, специально разработанная для водонагревателя по запросу.

Radiant Ready разработан для систем по требованию

«Radiant Ready» для обогревателя по запросу

«Открытая» система с одной зоной Radiant Ready с использованием нагревателя по требованию

Насос ALPHA, «умный» радиантный циркулятор

Стоимость насосов серии ALPHA резко упала, и теперь цена находится в пределах диапазона многих обычных радиационных циркуляционных насосов.Компания Radiant Floor по возможности будет внедрять циркуляционные насосы ALPHA в нашу излучающую систему, чтобы наши клиенты могли сэкономить 50-75% затрат на эксплуатацию своих насосов.

Для получения дополнительной информации об удивительной серии ALPHA перейдите по этой ссылке: Alpha pump

Заполнение открытой системы

ЗАПОЛНЕНИЕ И ПРОДУВКА ОТКРЫТОЙ СИСТЕМЫ:
При недавно установленной открытой системе лучистого отопления первый запуск является наиболее важным, а удаление воздуха из вашей системы является обязательным. Воздух в вашей системе — ХУДШЕЕ, что может случиться с любой (гидронной) системой лучистого отопления.Перейдите по этой ссылке https://www.radiantcompany.com/system/opensystem/#Filling_the_Open_System Для получения сведений о хранении и очистке открытой системы, а также сведений об очистке / удалении фильтра водонагревателя по запросу. Выключите или отключите электропитание водонагревателя, чтобы не тратить горячую воду во время этого процесса .

Помните, простое открытие арматуры горячего водоснабжения в любом месте дома приведет к вытеканию воды через зону. Однако открытие сливного клапана котла вправо / над смесительным клапаном / термометром является наиболее удобным и обеспечивает лучший поток.

Если ваша зона Radiant имеет несколько контуров трубок, каждый контур будет иметь шаровой клапан на стороне подачи коллектора контура, закройте все контуры зоны № 1, кроме первого, и направьте воду в этот первый контур. После продувки контура №1 закройте контур №1 и разомкните контур №2. Повторите этот процесс для каждого контура для всей зоны.

Примеры коллекторов контура: (настенный монтаж и версия в коробке):

Одно важное замечание: насос никогда не должен быть горячее, чем жидкость, циркулирующая в нем.Это показатель нагрузки на насос, превышение скорости вращения двигателя насоса из-за недостатка жидкости (воздуха) или из-за ограниченной циркуляции (или сдерживания) якоря электродвигателя. Это можно удалить, удалив любые частицы, которые могут застрять в крыльчатке внутри корпуса насоса и т. Д. Шумный насос обычно означает, что в системе присутствует воздух, и его необходимо удалить.

Для наших систем лучистого отопления требуется не так много технического обслуживания, как чистка фильтра в водонагревателе и поддержание давления в системе.Это может потребоваться несколько раз, особенно при запуске! Щелкните ссылку https://www.radiantcompany.com/system/opensystem/ и прокрутите вниз более половины страницы, чтобы просмотреть короткое видео о том, как это делается.

Размещение / снятие фильтра водонагревателя по запросу:

Когда горячая вода забирается из водонагревателя (по запросу или из резервуара), холодная вода поступает на ее замену. Но вместо того, чтобы идти непосредственно к водонагревателю, в открытой излучающей системе эта свежая подпиточная вода сначала проходит через излучающую трубку.Это исключает любую возможность застоя в системе, но при этом не оказывает вредного воздействия на систему отопления. Таким образом, в результате такой конфигурации водопровода только горячая сторона вашей домашней системы может удалять воздух из недавно установленной излучающей трубки.

Это делает заполнение открытой системы проще, чем заполнение закрытой системы, потому что нет необходимости в шлангах, вспомогательных насосах или ведрах с предварительно приготовленным антифризом.

Но вы все равно хотите следовать той же процедуре, что и для закрытой системы, то есть заполнять открытую систему по одной зоне за раз, по одному контуру за раз.

Любой посторонний воздух, остающийся в системе, со временем будет удален естественным путем за счет обычного ежедневного использования горячей воды в доме.

Также имейте в виду, что если вы используете новый водонагреватель резервуарного типа, он будет заполнен воздухом. Ожидайте, что процесс продувки продлится несколько минут, потому что вы заполняете как пустую трубку, так и очень большой резервуар.

Открытые системы являются частью домашней водопроводной системы. Они работают при том же давлении, что и домашняя подача, обычно от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм.

Запорные клапаны

Запорные клапаны

Мы называем различные клапаны на фотографии выше «запорными клапанами». Два клапана, которые выглядят как насадки для шлангов, являются стоками котла. Слив одного котла расположен на верхней (горячей «отводящей») трубе чуть ниже стандартного запорного клапана. Слив котла на нижней трубе (холод / обратка «вход») находится чуть выше второго запорного клапана.

Эти стопорные клапаны позволяют домовладельцу «промывать» водонагреватель Takagi по требованию чистым белым уксусом в рамках программы периодического технического обслуживания, особенно в регионах с очень жесткой водой.Уксус имеет слабую кислотность и разрушает минеральные отложения, которые могли образоваться в теплообменниках Takagi.

Процедура, которую следует выполнять один раз в год или, в случае очень жесткой воды, каждые 6 месяцев, выглядит следующим образом:

1. Закройте оба запорных клапана.
2. Присоедините короткий шланг стиральной машины к сливу каждого бойлера.
3. Налейте 2-3 галлона чистого белого уксуса в чистое ведро на 5 галлонов.
4.Подсоедините шланг от «горячей» (от Takagi) линии к погружному отстойнику или коммунальному насосу.
5. Протяните шланг от «холодной» (до Такаги) линии в 5-галлонное ведро.

Когда насос работает, он будет подавать уксус на ВЫХОДНОЙ порт водонагревателя и ВЫХОДИТ из порта ВХОДА, эффективно промывая теплообменники. Позвольте уксусу циркулировать таким образом в течение нескольких минут. В качестве альтернативы вы можете закачать уксус в обогреватель, закрыть оба запорных клапана и дать уксусу постоять в теплообменниках в течение часа или двух.

Наконец, замените уксус пресной водой и промойте нагреватель в течение 60 секунд.

Не забудьте открыть запорные краны в конце этой процедуры.

Циркуляционная петля

Циркуляционная петля

В домах с большой планировкой этажей источник тепла часто находится на значительном удалении от устройств горячего водоснабжения. Пятьдесят, восемьдесят, даже сто футов медной трубы 1/2 или 3/4 дюйма или трубки PEX могут отделить пользователя от водонагревателя. В крайних случаях несколько галлонов воды уходит в канализацию до того, как поступит горячая вода, не говоря уже о долгом ожидании.

Циркуляционный контур решает эту проблему за счет непрерывной циркуляции горячей воды между пользователем и источником тепла. Затем один или несколько устройств для горячего водоснабжения ответвляются от основного контура, и горячая вода становится, по сути, мгновенно доступной.

Краткое руководство для многозонной системы (с расширительным баком ~ индивидуальное размещение)
Многозонная система с циркуляционным контуром

Но конечно это чудо потребляет энергию.Для циркуляции требуется небольшой насос (около 80 Вт), а сам контур может излучать значительное количество тепловой энергии в окружающий воздух, если он не изолирован должным образом. В идеале таймер активирует контур (насос) только в периоды значительного потребления горячей воды, например, несколько часов утром и несколько часов ночью.

Уличные дровяные котлы с открытой системой

Многие клиенты, особенно в сельской местности, устанавливают уличные дровяные котлы и используют их в сочетании с лучистым напольным отоплением.Обычно эти котлы через теплообменник подключаются к накопительному / резервному резервуару, который может взять на себя задачу нагрева воды, когда утомленный зимой домовладелец улетает в Карибское море и становится недоступным, чтобы бросить дрова в котел.

Если у вас есть стандартный уличный дровяной котел, следующая схема может оказаться очень полезной.

«Открытая» конфигурация, используемая со стандартным дровяным котлом для установки вне помещений

Теплообменник необходим в этой системе, потому что вода в дровяном котле химически обработана антикоррозийным средством.В результате котловая вода ни в коем случае не должна контактировать с питьевой водой в накопительном / резервном баке. Также имейте в виду, что, если дровяной котел не является многотопливной системой (например, пропановая или масляная горелка срабатывает, когда дрова сгорают), резервный бак должен быть источником тепла, достаточно мощным, чтобы покрыть общую мощность дома. горячая вода и отопление.

На этой фотографии показана сторона теплообменника открытой системы с дровяным котлом

Изолированные трубопроводы подачи и возврата от дровяного котла (черная труба Ecoflex) входят в помещение через отверстие в плите.Циркуляционный насос из чугуна (внизу слева) отправляет горячую жидкость в верхний левый вход теплообменника. Встроенный термометр показывает точную температуру, поступающую в теплообменник. Из нижнего левого выхода теплообменника вода возвращается в котел.

Обратите внимание на «существующий комплект для заполнения системы», подключенный к возвратной линии. Эти клапаны облегчают наполнение или опорожнение котла при необходимости.

Второй циркуляционный насос из нержавеющей стали установлен на стороне бытового / отопительного оборудования теплообменника (вверху справа на фото).Датчик на накопительном баке , возврат , линия контролирует температуру в баке. Когда температура в баке опускается ниже 140 градусов, включается насос из нержавеющей стали, и тепло отбирается из теплообменника.

Другой вариант темы дровяного котла — это змеевик для горячей воды для бытового потребления внутри самого котла. Некоторые марки бойлеров предлагают эту функцию, и, если в котел постоянно подается дрова, отдельный резервуар для горячей воды бытового потребления не требуется.

Открытая система с солнечной привязкой

Рост цен на ископаемое топливо вдохновил многих домовладельцев инвестировать в технологии возобновляемой энергии, такие как солнечная. На схеме ниже показано, как солнечная тепловая батарея может взаимодействовать с открытой излучающей системой.

В этом баке используются два внутренних теплообменника для нагрева воды для «открытой» излучающей системы.

В резервуарах с двумя змеевиками в основном две закрытые системы окружены питьевой водой. В идеале нижний (солнечный) змеевик нагревает бак до приемлемой температуры, а горячая вода отбирается по мере необходимости для бытовых и отопительных целей.Пресная вода поступает в резервуар прямо пропорционально количеству забираемой горячей воды для бытового потребления . Очевидно, что когда горячая вода забирается из резервуара для лучистого отопления , она просто возвращается в резервуар для повторного нагрева.

Так как солнечная энергия, особенно весной, летом и осенью, может нагреть резервуар почти до кипения, смесительный клапан стабилизирует потенциально обжигающую воду до безопасного уровня.

С другой стороны, если период пасмурной погоды или отсутствия доступного солнца (также называемого зимой) не позволяет солнечной батарее нагреть резервуар до желаемой температуры, блок Takagi on-demand (резервный) нагревает верхний змеевик. с использованием стандартного ископаемого топлива.В любом случае, горячая вода всегда доступна для бытовых нужд или лучистого отопления.

Кроме того, поскольку эта конфигурация в основном представляет собой две закрытые (непитьевые и / или незамерзающие) системы, соединенные с чистой питьевой водой, компоненты, необходимые в любой закрытой системе, включены в этот пакет, например расширительный бак, воздухоотделитель, наполнитель / дренажные клапаны и др.

Добавление закрытой зоны защиты от замерзания или зоны таяния снега в коллектор открытой системы

Использование зонного коллектора для питания теплообменника

Говоря о закрытых системах, связанных с «открытыми» системами, некоторые излучающие системы требуют использования антифриза.Примеры: тающий снег с проезжей части, пешеходных дорожек и лестниц; обогрев удаленных зданий, таких как мастерские и теплицы, по подземным, изолированным линиям… ..или, в основном, для любых отопительных задач , требующих защиты от замерзания . Очевидно, что эти зоны не могут смешиваться с питьевой водой открытой системы.

Обычно ради эффективности (нагревание с помощью антифриза на 15% менее эффективно, чем с использованием чистой воды), вы не хотите, чтобы вся ваша система обогрева использовала антифриз только потому, что он может понадобиться одной или двум зонам.Решением является теплообменник, обогреваемый одной ногой зонного коллектора открытой системы ( см. Схему выше). Теплообменник передает тепло от питьевой воды антифризу, не смешивая две жидкости.

Система снеготаяния проезжей части и парковки

Обратите внимание на изолирующую пену XPS (экструдированный полистирол) под трубой и, что не менее важно, вертикальные куски пенопласта по краям будущей плиты.Во всех областях применения лучистого отопления, особенно в энергоемких областях, таких как таяние снега и льда, крайне важно удерживать тепло и направлять его на выполнение своей основной задачи. В этом случае таяние снега с бетонной подъездной дороги и не тратя драгоценное тепло на землю ниже и вдоль краев плиты стоит больших затрат на обильную изоляцию.

Несколько источников тепла, подключенных к открытой системе

Удивительно, насколько многоуровневыми могут быть некоторые системы отопления.В своем стремлении к максимальной эффективности, результативности и универсальности некоторые заказчики объединяют до трех различных источников тепла (в данном случае солнечной энергии, древесины и газа) в единую систему. На следующей схеме показано, как это можно сделать.

Обратите также внимание на то, как излучатель тепла «высокой» температуры (фанкойл или радиатор плинтуса) может взаимодействовать с излучателем «низкой» температуры (излучающий пол) посредством стратегического размещения смесительного клапана. А поскольку это открытая система, также предоставляется горячая вода.

Открытая система с тройными источниками тепла

Основные компоненты систем водяного отопления и их роль в системе

Многие из нас в своей повседневной работе уделяют внимание воздушным зонам систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Мы называем себя «болваны». Однако бывают случаи, когда вы смотрите на насос, трубопроводы и клапаны, чувствуя, что ваша уверенность падает. Некоторые из вас мастера в области гидроники, и вас часто называют «мокрицы». Пожалуйста, терпите тех из нас, кто этого не делает, пока вы читаете эту статью.Давайте посмотрим на основные компоненты систем водяного отопления HVAC и их роль в системе.

Названия компонентов гидравлической системы

Базовая система, изображенная на этой иллюстрации, сегодня встречается во всем мире. Это бытовой или легкий коммерческий водяной кондиционер, подключенный к водонагревателю. Контур кондиционера подключен к системе горячего водоснабжения. Циркуляционный насос перемещает воду по контуру воздуховода. Петля — это водяной контур, по которому вода выходит и попадает в систему или устройство.

Если вы новичок в гидронике, изучите иллюстрацию ниже, и вы получите гораздо больше из этой статьи. Если вы полный Wethead, повеселитесь, составив список других компонентов, которые вы бы добавили в эту систему, чтобы по-настоящему обмануть ее. Относитесь к нему так, как вы хотели бы видеть системы, установленные в полевых условиях.

Водонагревательное оборудование

В этой системе используется простой газовый водонагреватель. Его цель — нагревать и хранить воду, используемую во всем здании.Обычно водонагреватель нагревает только воду для бытовых нужд, но в этом случае к системе отопления подводится водяной контур для нагрева воздуха в здании.

Кроме того, существуют безбаковые водонагреватели, которые могут иметь вторичный контур для обогрева помещений. Котлы, используемые для нагрева воды для бытовых нужд, также могут иметь вторичный контур.

Менее традиционные системы водяного отопления включают; геотермальные и солнечные источники. Некоторые крупные города предоставляют услугу под названием «Централизованное отопление», когда местные коммунальные предприятия нагревают воду напрямую каждому потребителю.Нагретая вода подается по трубам во многие типы систем распределения тепла внутри здания, и заказчик оплачивает потребленную горячую воду.

Насосы гидравлической системы

Циркуляционный насос часто используется для перемещения воды от источника водяного отопления к оборудованию, которое распределяет тепло в желаемое место. Некоторое отопительное оборудование включает насос, поставляемый внутри.

В нашей системе используется обработчик воздуха. Насос внешний и перекачивает воду от источника тепла к змеевику горячей воды в воздухоподготовителе.Воздуходувка перемещает воздух через змеевик с горячей водой и передает тепло от горячей воды в воздушный поток. Система воздуховодов распределяет нагретый воздух по зданию.

В здании может быть один или сотни обработчиков воздуха. Конечно, чем больше система, тем больше насос, трубопровод и сложность органов управления и других компонентов системы. Если дом может использовать насос мощностью 1/3 л.с., в офисном здании можно использовать насос мощностью 100 л.с. или больше.

В здании может быть один или сотни обработчиков воздуха.Конечно, чем больше система, тем больше насос, трубопровод и сложность органов управления и других компонентов системы. Если дом может использовать насос мощностью 1/3 л.с., в офисном здании можно использовать насос мощностью 100 л.с. или больше.

Отопительное распределительное оборудование

В нашей простой системе в качестве распределительного оборудования используется воздухообрабатывающий агрегат. Существуют и другие типы отопительного оборудования, которые используются для распределения тепла от гидравлических систем в желаемое пространство в здании.

Некоторые из них включают:

  • Обогреватели плинтуса и шкафа из оцинкованной трубы
  • Радиаторы
  • Тепловентиляторы
  • Коллекторы и системы управления, подключенные к системе поверхностного отопления
  • Системы снеготаяния.

Это только несколько основных систем. Более совершенные системы включают промышленное технологическое оборудование, медицинские приложения, змеевики и устройства осушения, а также другие системы водяного отопления.

Основные системные принадлежности

Вентиляционные отверстия удаляют весь воздух, застрявший в системе. Воздух в системе может быть наиболее частой причиной плохой работы. Они устанавливаются рядом с верхней точкой системы, обычно на обратной стороне насоса.

Сетчатые фильтры или фильтры для жидкости устанавливаются в трубопровод и включают круглые экраны, улавливающие любой мусор в системе.Чтобы очистить сетчатые фильтры, воду отключают, сетку в сетчатом фильтре снимают, очищают и повторно устанавливают. При повторном заполнении системы весь воздух, попавший в систему, должен быть удален.

Запорные клапаны , установленные в стратегических точках системы, изолируют компоненты для обслуживания или замены. В базовой системе запорный клапан может использоваться для уменьшения или увеличения потока через систему.

Заправочный клапан и предохранитель обратного потока являются необходимыми принадлежностями, когда источник воды вводит подпиточную воду в гидравлическую систему.Предохранитель обратного потока предотвращает попадание возможных загрязнений в гидравлическую систему обратно в источник чистой воды. Многие заправочные клапаны включают редукционный клапан для снижения давления из источника воды в системе.

Расширительные баки обеспечивают пространство, в котором вода может безопасно расширяться и сжиматься, чтобы избежать повреждения системы или людей. Расширительные баки поддерживают постоянное давление, чтобы средства управления работали должным образом.

Регулирующие и регулирующие клапаны требуются и устанавливаются с каждой гидравлической системой, включая базовый термостат.В зависимости от сложности управления оборудование, насос, проточные клапаны, температура и функции зон могут быть отрегулированы и отрегулированы для эффективного регулирования хорошо спроектированной и установленной системы.

Я уверен, что это вводное описание гидронной системы заставило хороших специалистов Wethead больше узнать о балансировочных клапанах, тестовых портах, датчиках температуры и давления, средствах управления и многом другом.

Надеюсь, это краткое описание побудит Болванов окунуть пальцы ног в воду.Возможно, вы, мастера по гидронике, поймете необходимость и поделитесь своими ценными знаниями и опытом с Airheads.

Роб «Док» Фалке работает в отрасли в качестве президента National Comfort Institute, Inc., обучающей компании и членской организации, работающей в сфере отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Если вы подрядчик или технический специалист по ОВКВ, заинтересованный в бесплатной процедуре проверки балансировочного клапана, свяжитесь с Доком по адресу [email protected] или позвоните ему по телефону 800-633-7058. Посетите веб-сайт NCI по адресу nationalcomfortinstitute.com для получения бесплатной информации, статей и загрузок.

Попадание в горячую воду: Практическое руководство по системам водяного отопления

Одним из положительных результатов недавнего энергетического кризиса стало развитие и совершенствование технологий использования альтернативных форм энергии. Нигде эти усилия не были более очевидными, чем рост использования древесины в качестве источника топлива. Многие односемейные дома, построенные в последние годы, предусматривают хотя бы частичное отопление дровами.Некоторые коммерческие, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, которым требуется большое количество тепла, также либо перешли на древесину, либо рассмотрели ее.

Один из наиболее удобных, эффективных и рентабельных способов, с помощью которых жилые, сельскохозяйственные и небольшие коммерческие пользователи могут пользоваться преимуществами энергии на базе древесины, — это использование системы водяного отопления (часто называемой гидравлической). Системы горячего водоснабжения, работающие на древесном топливе, особенно подходят для малых и средних предприятий. Основным преимуществом этих систем является то, что они обеспечивают постоянный нагрев при относительно нечастой загрузке.Они также безопасны и могут сжигать недорогое древесное топливо во многих различных формах. Хотя этой технологии как минимум 200 лет, сегодня стоит подумать о ней.

Расширение биологической и сельскохозяйственной инженерии в Государственном университете Северной Каролины спроектировало и протестировало ряд гидравлических систем различных размеров за последние годы. Планы для этих систем доступны за небольшую плату. В настоящее время в Северной Каролине действует несколько тысяч жилых систем горячего водоснабжения на дровах.Кроме того, около 60 единиц используется для сушки табака и около 300 — для обогрева теплиц. Хотя многие из этих систем были построены на основе проверенных планов, некоторые из них — нет. Когда в системе возникают проблемы, это часто происходит из-за того, что некоторые важные конструктивные или эксплуатационные требования были упущены.

Для эффективной работы важно понимать и соблюдать определенные основные правила. Эта публикация предоставляет оператору системы водяного отопления важную базовую информацию об этом типе системы и ее работе.В первых двух разделах описывается система горячего водоснабжения и ее части, объясняются функции каждой части и даются некоторые простые расчеты конструкции для тех, кто хочет построить свою собственную систему. Третий раздел поможет читателю развить понимание древесного топлива, а четвертый описывает и объясняет экономику систем горячего водоснабжения.

В системе водяного отопления вода используется для хранения тепловой энергии и передачи ее от горящего топлива к месту, где будет использоваться тепло.Все системы горячего водоснабжения (гидроники) состоят из пяти основных частей:

  • Топка , камера, в которой сжигается топливо;
  • A резервуар для воды , в котором тепло поглощается и хранится;
  • A насос и трубопроводная система для транспортировки нагретой воды;
  • Теплообменник для отвода тепла там, где оно необходимо;
  • Система управления для управления скоростью использования тепла.

При проектировании водонагревателя на дровах важны три фактора:

  1. Сжигание . Система должна быть спроектирована так, чтобы топливо сгорало максимально полно.
  2. Теплообмен . Конструкция должна позволять как можно большему количеству выделяемого тепла попадать в воду.
  3. Сохранение тепла . Система должна позволять как можно меньше тепла уходить неиспользованным.

Самая важная часть любой системы горячего водоснабжения — топка или камера сгорания.Если он неправильного размера или плохо спроектирован, производительность всей системы пострадает. Самая частая проблема домашних систем горячего водоснабжения — это плохо спроектированная топка. К сожалению, это также одна из самых сложных проблем, которую можно решить без изменения конструкции и восстановления топки.

Как горит древесина

Чтобы оценить необходимость правильно спроектированной топки, необходимо понимать, как горит дрова. Горение (горение) — это процесс, при котором кислород химически соединяется с топливом, выделяя тепло.Тепло также необходимо для запуска процесса. Однако, однажды начавшись, реакция может быть самоподдерживающейся.

Большинство людей знают, что для сжигания необходимы топливо и кислород. Однако многие не осознают, что тепло также необходимо. Многие проблемы в системах водяного отопления связаны с недостаточным количеством тепла в камере сгорания.

Двумя основными компонентами древесины являются целлюлоза и лигнин. Эти два химических вещества состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.При повышении температуры древесины некоторые летучие вещества, содержащиеся в ней — вода, воск и масла — начинают выкипать. При температуре около 540 ° F тепловая энергия приведет к разрыву атомных связей в некоторых молекулах древесины. Когда тепловая энергия разрывает связи, которые удерживают вместе атомы, составляющие лигнин или целлюлозу, образуются новые соединения — соединения, которых изначально не было в древесине. Этот процесс известен как пиролиз. Эти новые соединения могут быть газами, такими как водород, окись углерода, двуокись углерода и метан, или они могут быть жидкостями и полутвердыми веществами, такими как смолы, пиролитовые кислоты и креозот.Эти жидкости в виде мелких капель и полутвердых частиц вместе с водяным паром образуют дым. Дым, который выходит из трубы (дымохода) несгоревшим, является потраченным топливом.

Поскольку температура продолжает расти, производство пиролитических соединений резко возрастает. При температурах от 700 до 1100 ° F (в зависимости от присутствующих пропорций) кислород соединяется с газами и смолами с выделением тепла. Когда это происходит, происходит самоподдерживающееся горение.

В какой-то момент во время горения куска дерева вся смола и газы улетучатся.Остается в основном древесный уголь. В обиходе мы говорим, что древесина сгорела дотла. Эти угли медленно горят снаружи и почти без огня. Количество угля или древесного угля, которое остается после того, как другие части древесины выкипят, зависит в первую очередь от породы древесины, а также от того, как быстро и при какой температуре она была сожжена. Как правило, чем быстрее и горячее сгорает кусок дерева, тем меньше древесного угля остается в виде углей.

Лучше всего быстро обжечь дрова, чтобы получить от них как можно больше тепла.Медленный дымный огонь может тратить до трети тепловой энергии топлива. Для эффективного горения огонь должен получать достаточно кислорода. Высокая дымовая труба, механический вытяжной вентилятор или и то, и другое обычно используются для обеспечения достаточной тяги (потока воздуха в топку).

Однако существуют пределы того, как быстро можно заставить дерево гореть. Если воздух нагнетается в камеру сгорания слишком быстро, он имеет тенденцию «задуть» огонь. Результат почти такой же, как недостаток воздуха.

Слишком большое количество воздуха в камере сгорания также может привести к вздутию воздуха.Дыхание на самом деле представляет собой серию взрывов, возникающих в результате сильного смешивания воздуха и древесных газов. Чаще всего это происходит, когда свежее топливо добавляется в слой очень горячих углей. Сильное тепло от углей может отогнать большие объемы горючих газов, которые периодически воспламеняются по мере поступления кислорода. Эти взрывы редко вызывают какие-либо повреждения системы, но возникающий в результате обратный огонь может вызвать ожоги и летящий пепел.

Многие соединения образуются при горении древесины. Только в дыме было идентифицировано более 160 различных видов.В наибольшем объеме выделяются окись углерода, метан, метанол и водород. Хотя эти соединения будут гореть при относительно низких температурах, большинство оставшихся выделенных соединений, таких как дым и смола, не сгорит полностью, пока температура не достигнет более 1000 ° F. Таким образом, для полного сгорания необходима горячая топка.

В большинстве хорошо спроектированных систем горячего водоснабжения топка окружена водой. По этой причине эти системы иногда называют водяными плитами.«В этом типе агрегата стенки топки поглощают большую часть выделяемого тепла. Вода сохраняет стенки топки относительно прохладными, что приводит к хорошей теплопередаче, но не способствует хорошему сгоранию. В большинстве случаев необходимо изолировать стены и пол топки из огнеупорного кирпича. Огнеупорный кирпич замедляет отвод тепла от огня и тем самым увеличивает эффективность сгорания.

Обычный красный строительный кирпич, особенно с отверстиями, подходит для облицовки топки не хуже, чем белый огнеупорный кирпич.Хотя красный кирпич не так эффективен, он стоит примерно в пятую часть дешевле белого огнеупорного кирпича.

Конструкция топки

На рис. 1 показано поперечное сечение типичного водонагревательного агрегата. Очень важно, чтобы камера сгорания с водяной рубашкой была достаточно большой. Он должен быть такого размера, чтобы он не только принимал заряд топлива, но и позволял полностью сгореть расширяющимся газам сгорания, прежде чем они потеряют слишком много тепла и перейдут в дымовые трубы.

Одна из наиболее распространенных проблем домашних систем горячего водоснабжения заключается в том, что камера сгорания слишком мала для нормального сгорания. В этом случае трудно разжечь огонь достаточно горячим; он имеет тенденцию курить, даже когда ему дают много воздуха. Если топка еще не слишком мала, добавление облицовки из огнеупорного кирпича может помочь, потому что это сделает огонь более горячим. Однако иногда единственным выходом является замена топки на более крупную.

Мощность системы горячего водоснабжения можно описать двумя способами: с точки зрения ее мощности горелки или сгорания и с точки зрения ее способности аккумулировать тепло.(Последнее будет обсуждаться в другом разделе.) Мощность горелки системы определяется как наибольшее количество тепла, которое горелка может выделить из топлива за заданный период времени. Мощность горелки можно рассматривать как практический предел устойчивой мощности системы. Если вы продолжите увеличивать скорость подачи топлива в камеру сгорания, в конечном итоге будет достигнута точка, в которой топливо будет потребляться с той же скоростью, с которой оно добавляется. В этот момент горелка работает с номинальной мощностью.Более быстрое добавление топлива может фактически помешать процессу горения.

С практической точки зрения мощность горелки системы определяется размером топки и тем, насколько хорошо воздух может подаваться и распределяться по топливу. В общем, вы можете рассчитывать получить около 40 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади решетки при условии, что глубина будет достаточной. Это означает, что вы можете ожидать около 800000 БТЕ в час от топки 5 футов в длину и 4 фута в ширину.

Между площадью колосниковой решетки и глубиной топки существует более чем случайная зависимость.Топка должна быть максимально глубокой. Большая глубина позволяет большему перемещению пламени и лучшему перемешиванию поднимающихся горячих газов для улучшения сгорания. В общем, глубина должна быть равна или больше наименьшего размера решетки. Например, если размер колосниковой решетки составляет 5 на 8 футов, глубина топки должна быть не менее 5 футов. В таблице 1 показано предполагаемое соотношение между объемом топки и емкостью системы. Размеры не указаны, потому что размер и форма резервуара для хранения воды и свободное пространство, необходимое для пожарных труб, ограничивают глубину топки.Важно помнить, что высокие тонкие топки лучше, чем короткие толстые.


Таблица 1. Зависимость производительности системы от объема камеры сгорания.
Производительность системы (БТЕ / ч) Объем камеры сгорания (кубические футы)
50 000 2
100 000 5
200 000 9
300 000 27
400 000 40
500 000 75
750 000 100
1 000 000 200
2 000 000 400
3 000 000 500

Выбор вытяжного вентилятора

Практические ограничения размеров топки и конструкции дымовой трубы обычно требуют создания тяги с помощью вентилятора.Были использованы следующие расстановки и их комбинации:

  • Вентилятор для подачи свежего воздуха под решетку;
  • Баллончик для нагнетания свежего воздуха в топку над решеткой;
  • Вытяжной вентилятор для подачи свежего воздуха в топку и через систему.

Использование вентиляторов для подачи воздуха в камеру сгорания имеет то преимущество, что вентиляторы остаются чистыми и охлаждаются воздухом, который они перемещают. Недостатком является то, что дым и искры могут выходить из любой трещины в топке, потому что давление внутри топки выше, чем снаружи.Если используется вытяжной вентилятор, любые утечки происходят внутрь. Недостатком является то, что тепло и копоть в дымовой трубе сильно воздействуют на систему вентиляторов, хотя существуют вентиляторы, специально разработанные для этой цели.

Скорострельность зависит от тяги. Вентилятор или вентиляторы с принудительной тягой должны подавать достаточно кислорода для максимальной ожидаемой скорости горения, но не должны обеспечивать больше этого количества. Слишком много воздуха охладит огонь и выбросит пепел в дымовые трубы. Например, чтобы определить размер стекового вентилятора, предположим, что максимальная скорость работы системы составляет 2 миллиона БТЕ в час.

2000000 БТЕ / час ÷ 6680 БТЕ / фунт древесины = 300 фунтов древесины / час

Для сжигания 1 фунта дров требуется около 6 фунтов воздуха. Следовательно, потребность в воздухе составляет:

.

6 фунтов воздуха / фунт древесины x 300 фунтов древесины / час = 1800 фунтов воздуха / час

Один фунт воздуха эквивалентен примерно 13,5 кубическим футам. Таким образом, необходимый объем воздуха составляет:

.

1800 фунтов воздуха / час x 13,5 кубических футов / фунт воздуха = 24 300 кубических футов воздуха / час или 405 кубических футов / мин (куб. Футов / мин)

Обычно для эффективного сгорания требуется около 50 процентов избыточного воздуха.Следовательно, требуемый объем:

405 куб. Футов в минуту x 1,5 = 608 куб. Футов в минуту

Поскольку мы определяем объем воздуха и газов, перемещаемых вытяжным вентилятором, мы должны учитывать добавление продуктов сгорания и влажности древесины к дымовым газам. Для древесины с влажностью 20 процентов, влажная основа (w.b.), отношение объема дымовой трубы к входящему воздуху составляет 1,16 моль дымовых газов на моль свежего воздуха.

Это соотношение рассчитано исходя из 100-процентного сгорания. Таким образом, объем выходящих продуктов сгорания составляет:

608 кубических футов в минуту входящего воздуха x 1.16 = 705 куб. Футов в минуту

Наконец, объем необходимо отрегулировать в соответствии с температурой. Закон Чарльза гласит, что объем газа линейно увеличивается с его температурой. Чтобы использовать закон Чарльза, температуры по Фаренгейту должны быть преобразованы в температуры по шкале Ренкина (R), что достигается добавлением 460 ° к температуре по Фаренгейту.

При температуре входящего воздуха 510 ° R (50 ° F) и температуре дымовой трубы 760 ° R (300 ° F) скорректированный объем дымового газа составляет:

760/510 x 705 кубических футов в минуту = 1050 кубических футов в минуту

Таким образом, 608 кубических футов в минуту входящего воздуха соответствует общему объему 1050 кубических футов в минуту, выходящему через дымовую трубу.Подойдет типичный вентилятор мощностью 1100 кубических футов в минуту при статическом давлении воды 1 дюйм. Допущение статического давления воды в 1 дюйм было бы более чем достаточно для компенсации газового трения в системе.

Вышеприведенные расчеты можно применить к системам различного размера. Размеры вентиляторов указаны в таблице 2 для различных систем.


Таблица 2. Размеры стеклопакетов для различных систем.
Производительность системы (БТЕ / ч) Размер вентилятора стека (куб. Фут / мин при 1 дюйм.давление воды)
50 000 40
100 000 75
200 000 140
300 000 180
400 000 240
500 000 300
750 000 425
1 000 000 550
2 000 000 1,100
3 000 000 1,650

Двери с водяным охлаждением

Одной из наиболее часто встречающихся проблем в системах водяного отопления является коробление дверок топки.Двери должны быть большими для удобной топки. Одна сторона подвержена сильному нагреву камеры сгорания, а другая часто окружена зимними температурами. Возникающие в результате сильные термические нагрузки могут деформировать двери. Хотя дверь, показанная на Рисунке 2, была сделана из стали 1 2 дюймов с существенным усилением, вскоре она так сильно покоробилась, что ее нельзя было закрыть.

Опыт показал, что полностью решить эту проблему невозможно, хотя ее можно существенно уменьшить, охладив двери водой.Водяное охлаждение не только предотвращает коробление, но и позволяет рекуперировать больше тепла.

Двери с водяным охлаждением обычно имеют внутреннюю и внешнюю металлические поверхности, разделенные 2- или 3-дюймовыми полостями, через которые может циркулировать вода. Часть мощности циркуляционного насоса воды отводится в полость двери. В полость обычно устанавливаются перегородки для обеспечения хорошей циркуляции и равномерного охлаждения.

Решетка Дизайн

Для максимального удобства и эффективности в нижней части топки необходимо предусмотреть решетку.Идеальная решетка позволяет золе просачиваться сквозь нее, но удерживает большую часть древесины и древесного угля и обеспечивает непрерывный поток воздуха через всю площадь решетки без периодического перемешивания или встряхивания. На каждые 1000 БТЕ номинальной мощности требуется не менее 5 квадратных дюймов площади решетки. Например, для системы мощностью 200000 БТЕ / час потребуется:

200 x 5 = 1000 квадратных дюймов

Одна тысяча квадратных дюймов равна примерно 7 квадратным футам. Следовательно, решетки шириной 2 фута и длиной 3 1 2 футов будет достаточно для системы с номинальной производительностью 200 000 БТЕ / час.

Создать удовлетворительную решетку сложно. Лучше всего подходят чугунные решетки, но их трудно найти, они дороги и имеют тенденцию со временем треснуть и выгореть. Пластина из мягкой стали толщиной от 1 2 от до 1 дюйма будет деформироваться при нагревании, если она не будет хорошо поддерживаться снизу. Однако решетчатые опоры затрудняют удаление золы. Использованные железнодорожные рельсы, перевернутые вверх дном, с умеренным успехом использовались для формирования решеток. Стандартные 80-фунтовые рельсы, расположенные на расстоянии 1 2 друг от друга на расстоянии 1 дюйма, будут охватывать 6 футов без поддержки.Рельсы изготовлены из марганцевой легированной стали, их трудно сваривать и резать. Однако они умеренно устойчивы к высокотемпературной эрозии и относительно недороги, если их покупать на свалке металлолома.

Накопление древесного угля во время непрерывного обжига может забить решетки и нарушить циркуляцию воздуха. Установка вентилятора высокого давления под решеткой гарантирует поддержание минимального потока воздуха и ускоряет сжигание древесного угля. Остальной воздух для горения может подаваться через вентиляционное отверстие или дополнительный вентилятор над решеткой.

Рисунок 1. Типовая система водяного отопления.

Рисунок 2.Двери должны иметь водяное охлаждение, чтобы они не коробились от сильного жара.

Самая заметная часть системы горячего водоснабжения — это резервуар для воды. Стандартные резервуары, подходящие для систем водяного отопления, доступны в различных размерах, объемах и толщинах стенок.Подземные резервуары имеют более толстые стенки, чем надземные, что делает их намного лучше для сварки. Если у вас есть выбор, лучше использовать короткий резервуар большого диаметра, чем длинный и тонкий, потому что более короткий резервуар имеет меньшую площадь поверхности, что снижает потери тепла и стоимость изоляции. В таблице 3 приведены размеры и вместимость широкого диапазона стандартных резервуаров для хранения нефти.


Таблица 3. Типоразмеры металлических резервуаров для хранения.
Емкость (галлонов) Диаметр Длина
500 48 в 64 в
560 42 в 92 в
1 000 49 1 2 дюйм 10 футов
2 000 64 в 12 футов
4 000 64 в 24 футов
6 000 8 футов 16 футов 1 дюйм
8000 8 футов 21 фут 4 дюйма
10 000 8 футов
10 1 2 футов
26 футов 1 дюйм
15 футов 8 дюймов
12 000 8 футов
10 1 2 футов
31 футов 11 дюймов
18 футов 7 дюймов
15 000 8 футов
10 1 2 футов
39 футов 11 дюймов
23 фута 4 дюйма
20 000 10 1 2 футов 31 фут
25 000 10 1 2 футов 38 футов 9 дюймов
30 000 10 1 2 футов 46 футов 6 дюймов

Хотя лучше всего использовать новый резервуар, многие успешные системы были созданы с использованными резервуарами.Резервуары для хранения отработанного масла часто можно получить просто по запросу. Если вы решили попробовать использованный резервуар, внимательно осмотрите его на предмет дырок или тонких пятен. Также узнайте, какая жидкость хранилась в резервуаре. Осторожно: Никогда не сваривайте и не резайте резервуар, который, как вы подозреваете, содержит легковоспламеняющиеся материалы, если он не будет тщательно очищен и проветрен. Один из методов удаления остатков масла или бензина из большого бака — смешать примерно 2 фунта моющего средства на тысячу галлонов емкости с достаточным количеством воды, чтобы растворить его, и вылить этот раствор в бак.Затем полностью наполните резервуар водой и дайте ему постоять несколько дней, прежде чем слить его и приступить к работе.

Теплоемкость

Как упоминалось в предыдущем разделе, одним из показателей емкости системы является ее способность аккумулировать тепло. Вода — одно из наименее дорогих и наиболее легко перемещаемых и контролируемых веществ. Это также один из лучших известных носителей тепла. Вода может хранить в четыре или пять раз больше тепла, чем камень, в десять раз больше, чем большинство металлов, и примерно в четыре раза больше, чем воздух на единицу веса.Его единственный недостаток в том, что он не может сохранять тепло при температуре выше 212 ° F, если он не находится под давлением. Это ограничивает его пригодность для высокотемпературных применений. Однако для систем отопления помещений в теплицах и других сельскохозяйственных, коммерческих или жилых помещениях это ограничение обычно не является проблемой.

По определению, одна британская тепловая единица (БТЕ) ​​- это количество тепла, необходимое для повышения температуры фунта воды на 1 ° F. Галлон воды весит примерно 8.3 фунта, поэтому тепловая энергия, необходимая для повышения температуры галлона на 100 ° F, составляет:

8,3 фунта x 100 ° F = 830 БТЕ

Для сравнения, для повышения температуры 8,3 фунта гравия на 100 ° F потребуется всего около 166 БТЕ.

Как указывалось ранее, воду нельзя нагревать до температуры выше 212 ° F при атмосферном давлении. Эта температура определяет верхний предел количества тепла, которое может хранить безнапорная вода. Нижний предел устанавливается желаемой температурой нагрузки.Например, если в теплице должна поддерживаться температура 65 ° F, то эта температура является нижним пределом. Разница между верхним и нижним пределом,

212 ° F — 65 ° F = 147 ° F

показывает, сколько тепла может удержать данный объем воды.

На самом деле, снижать температуру хранения до нижнего предела непрактично. Скорость передачи тепла нагрузке (например, от радиаторов к воздуху внутри теплицы) значительно снижается, поскольку температура нагретой поступающей воды приближается к температуре воздуха нагрузки.По этой причине желательно поддерживать нижнюю температуру хранения воды, по крайней мере, на 35 ° F выше желаемой температуры загрузки. Следовательно, в предыдущем примере нижний предел температуры будет 100 ° F, а разница температур будет не 147 ° F, а

.

212 ° F — (65 ° F + 35 ° F) = 112 ° F

Следовательно, диапазон температур хранения воды ограничен 112 ° F. Используя эту информацию в качестве руководства, теперь мы можем определить, какой объем памяти необходим.

Если заданная тепловая нагрузка определена как 200000 БТЕ в час и желательно иметь 6 часов нагрева после тушения пожара, количество воды должно быть достаточным для хранения:

200000 БТЕ / час x 6 часов = 1200000 БТЕ

Для подъема одного фунта воды на 1 ° F требуется 1 БТЕ.В каждом фунте воды может храниться только 112 БТЕ. Следовательно, необходимое количество воды составляет:

.

1,200,000 БТЕ ÷ 112 БТЕ / фунт = 10714 фунтов

Так как вода весит 8,3 фунта на галлон, 10 714 фунтов воды равны 1291 галлону.

На практике максимальная температура воды редко превышает 200 ° F; следовательно, требуется емкость, немного превышающая 1291 галлон.

Эти расчеты предполагают, что тепло не теряется из резервуара или из труб, по которым вода подается к загрузке и от нее.Эти потери могут быть значительными в зависимости от того, насколько хорошо изолирована труба, расстояния от резервуара до груза и температуры наружного воздуха.

Очень хорошая идея — установить термометр на выпускной линии резервуара. Это даст точную индикацию температуры воды внутри резервуара. Падение температуры воды более чем на 20 ° F в час является хорошим признаком того, что резервуар для воды слишком мал, поскольку цель системы горячего водоснабжения — обеспечить постоянный источник тепла без необходимости постоянно разжигать огонь.

Также рекомендуется установить термометр в трубопроводах с обеих сторон нагрузки — например, на впускном и выпускном трубопроводах радиатора или ряда радиаторов. Это позволяет определить не только, сколько энергии теряется между баком и грузом, но и насколько эффективно радиаторы извлекают тепло из воды.

Для оптимальной конструкции системы емкость накопителя должна основываться на максимальной номинальной мощности горелки, требуемой тепловой нагрузке и максимальном промежутке времени между загрузками топлива.Следующее обсуждение показывает, как взаимодействуют эти три фактора.

Предположим, как в приведенном выше примере, что требуемая средняя тепловая нагрузка составляет 200 000 БТЕ в час. Это означает, что в течение обычного часа работы требуется 200 000 БТЕ тепла. Вероятно, что посреди очень холодной ночи количество необходимого тепла превысит это количество. Но для того, чтобы иметь достаточно тепла, мощность горелки должна как минимум равняться средней нагрузке плюс потери. С практической точки зрения желательно, чтобы горелка была рассчитана на 1,5–2-кратную среднюю тепловую нагрузку.Горелка большего размера может производить тепло для хранения, а также для немедленного использования в периоды средней нагрузки.

Помимо энергии, хранящейся в горячей воде (накопительный бак), в системе также можно хранить тепловую энергию в виде несгоревшей древесины. Это называется хранилищем топки. В ожидании очень холодной ночи оператор теплицы может топить систему в течение дня, чтобы постепенно поднять температуру воды примерно до 212 ° F. Несмотря на то, что вода уже удерживает количество тепла, близкое к максимальному, оператор может снова заполнить топку непосредственно перед тем, как уйти на ночь.Это дополнительное топливо добавляет энергии системе. Горящее топливо может просто заменить уходящее тепло и, таким образом, поддерживать высокую температуру воды. Однако, если дополнительное топливо слишком быстро добавляет слишком много тепла, вода в баке закипит, и энергия будет потрачена впустую в виде пара.

Маловероятно, что система горячего водоснабжения во время реальной эксплуатации будет подвергаться очень большим колебаниям нагрузки. Другими словами, не требуется производить максимальную производительность один час и никакой в ​​последующие.Скорее, постепенное увеличение и уменьшение обычно происходит в течение дня по мере изменения наружной температуры и многих других факторов. С другой стороны, тепло, подаваемое в систему от огня, обычно бывает довольно спорадическим, в зависимости от того, сколько и как часто добавляется топливо. Ценность системы горячего водоснабжения частично основана на ее способности быстро накапливать тепловую энергию, но медленно выделять ее с контролируемой скоростью.

Если горелка вырабатывает больше тепла, чем используется системой, дополнительное тепло будет сохраняться при условии, что емкость хранения не была превышена.При превышении емкости вода закипает. Когда это происходит, избыточное тепло уходит из системы в виде пара. Энергия, необходимая для кипячения воды, просто тратится зря. Частое кипение в системе горячего водоснабжения указывает на то, что горелка слишком велика, или она слишком часто зажигается, или что емкость аккумулирующей тепло системы слишком мала.

Если емкость аккумулирования тепла недостаточна, одно решение — добавить еще один резервуар. Тандемный резервуар обычно располагается как можно ближе к основному резервуару и соединяется впускной и выпускной трубой и насосом (Рисунок 3).Таким образом, емкость хранилища может быть легко увеличена без нарушения работы остальной системы. Между двумя баками всегда необходимо непрерывно перекачивать воду, чтобы тепло распределялось равномерно. Это можно сделать, добавив дополнительный насос или используя часть потока от существующего насоса, если он имеет избыточную производительность.

Система горячего водоснабжения не является паровой; то есть в системе никогда не бывает другого давления, кроме давления, создаваемого насосами. Из бака для горячей воды необходимо удалить воздух, чтобы предотвратить повышение давления, когда вода нагревается и расширяется или превращается в пар.Невентилируемый резервуар для хранения чрезвычайно опасен . В верхней части бака требуется как минимум два вентиляционных отверстия. Более того, люк, который обычно вырезается в верхней части резервуара во время строительства, можно оставить открытым, но прикрыть листом листового металла.

Изоляция

Необходимо изолировать бак и все трубы, чтобы предотвратить утечку тепла. Для наружных резервуаров подходит полиуретановая изоляция, напыляемая напылением, особенно если она окрашена и защищена от прямого воздействия огня и солнечных лучей.Покрытие толщиной 1 дюйм, обеспечивающее степень изоляции R-7, стоит около 1 доллара за квадратный фут. Например, для резервуара емкостью 2000 галлонов диаметром 64 дюйма и длиной 12 футов изоляция будет стоить приблизительно 250 долларов. В таблице 4 приведены расчетные значения теплоизоляции резервуаров различной толщины из полиуретана.


Таблица 4. Эффективность изоляции трех толщин на большом резервуаре для горячей воды.
Толщина изоляции (дюймы) Значение «R» Потери тепла (БТЕ / ч) 1 Ежемесячная стоимость потерянной энергии 2 Стоимость изоляции 3
0.0 0,5 200 000 384,00 $ $ 0
0,5 4,0 25 000 48,00 500
1,0 7,5 13 300 900 48

25,54 1 000
2,0 14,5 6 900 13.25 2 000
Примечание. Данные в этой таблице основаны на емкости резервуара 15 000 галлонов и площади поверхности 1 000 квадратных футов.
1 Предполагается, что разница температур воды и окружающей среды составляет 100 ° F.
2 При условии, что древесина стоит 40 долларов за шнур.
3 Предполагается, что прикладная стоимость составляет 1 доллар США за квадратный фут на дюйм толщины.

Эта таблица показывает, что затраты на нанесение минимального количества изоляции можно легко оправдать за счет экономии затрат на электроэнергию.Однако дополнительные затраты на изоляцию толщиной более 1 2 дюймов трудно оправдать.

Один из вариантов — разместить систему под односкатной крышей, где ее можно изолировать относительно недорогими войлоками из стекловолокна. Стекловолокно, которое может иметь основу из алюминиевой фольги, можно удерживать на месте с помощью проволочной сетки с крупными ячейками. Стоимость навеса, изоляции, пленки, провода и рабочей силы может быть больше, чем стоимость напыляемой полиуретановой изоляции, но этот тип изоляции, вероятно, прослужит намного дольше и даст лучшее значение R.

Защита от ржавчины

Рекомендуется использовать какие-либо меры по предотвращению ржавчины для защиты внутренней части резервуара и труб от коррозии. Доступен ряд коммерческих химикатов, предназначенных в основном для использования в высокотемпературных котлах. Некоторые из них были бы довольно дорогими в количестве, необходимом для защиты системы горячего водоснабжения среднего размера.

Один метод, который был признан подходящим для систем горячего водоснабжения, — это добавление некоторых относительно недорогих химикатов для повышения pH воды.Среди них карбонат калия, карбонат натрия (стиральная сода) и гексаметафосфат натрия (Calgon). Эти химические вещества предотвращают коррозию, покрывая металлические стенки систем. Из упомянутых выше химикатов лучше всего работает Калгон. Его можно купить в большинстве продуктовых магазинов. Используйте 5 фунтов на каждые 1000 галлонов воды. В нормальных условиях ни один из этих химикатов не разлагается и, следовательно, остается активным в системе в течение длительного времени.

Пожарные трубы

Хотя некоторое количество тепла проходит к воде через стенки топки, основной путь тепла от огня к воде проходит через дымовые трубы.Большинство систем спроектировано таким образом, что горячие газы, выделяемые при пожаре, проходят через серию пожарных труб, которые проходят от одного конца резервуара для хранения к другому. Во многих системах газы проходят через резервуар более одного раза.

Очень важно, чтобы количество и размер пожарных трубок были достаточными, чтобы большая часть тепла передавалась от горячих газов воде до выхода газов. Как показывает практика, на каждые 2000 БТЕ номинальной мощности требуется около 1 квадратного фута площади теплообмена.Например, если система рассчитана на производство 200 000 БТЕ в час, потребуется около 100 квадратных футов площади теплообмена. Эта область может включать охлаждаемую водой поверхность топки, а также сами дымовые трубы. Обе эти области часто называют поверхностью очага.

Наружный диаметр трубок используется для расчета площади. В таблице 5 перечислены несколько часто используемых размеров стандартных труб с указанием их фактического внешнего диаметра и количества ходовых футов, необходимых для получения 1 квадратного фута площади поверхности.


Таблица 5. Линейные футы на квадратный фут площади поверхности для обычных стальных труб.
Номинальный размер трубы (дюймы) Внешний диаметр (дюймы) Линейных футов на квадратный фут внешней площади
1/2 0,840 4,55
3/4 1.050 3.64
1 1,315 2,90
1 1/4 1,660 2.30
1 1/2 1.900 2,01
2 2,375 1,61
2 1/2 2,875 1,33
3 3.500 1,09
3 1/2 4.000 0,95
4 4.500 0,85
4 1/2 5.000 0,76
5 5,563 0,67
6 6,625 0,58

Правильный размер используемой трубы зависит от ряда факторов.В примере системы с производительностью 200 000 БТЕ в час требуется 100 квадратных футов площади теплообмена. Из Таблицы 1 рекомендуемый объем топки составляет 9 кубических футов. Подходящая топка с таким объемом должна быть 1 1 2 футов в длину, 2 фута в ширину и 3 фута в высоту. Площадь топки составляет 27 квадратных футов (включая дверь с водяным охлаждением). Таким образом, топка обеспечит 27 квадратных футов необходимых 100 квадратных футов. Остальные 73 квадратных фута должны обеспечивать пожарные трубы.

Чтобы найти длину трубы заданного диаметра, необходимую для обеспечения желаемой площади поверхности, умножьте числа в третьем столбце таблицы 5. Например, если вы выбрали 1 1 2 -дюймовая труба, умножьте 73 погонных футов на 2,01:

73 фута x 2,01 фут / кв. Фут = 146,72 фута

Около 147 погонных футов 1 1 2 трубы диаметром дюймов требуется для получения площади теплообмена 73 квадратных футов. С другой стороны, если вы используете 3-дюймовую трубу, вам понадобится всего около 80 футов:

73 фута x 1.09 фут / кв фут = 79,73 фут

Какой размер лучше? Если рассматривать строго с точки зрения стоимости, нет большой разницы между 147 футами трубы 1 1 2 дюймов и 80 футами трубы 3 дюйма. Однако большую трубу сваривать намного проще. Кроме того, время от времени необходимо будет очищать внутреннюю часть трубы от золы, сажи и других отложений. Очистить меньшую длину и большую трубу проще. Однако большее количество труб меньшего размера будет несколько более эффективным в передаче тепла.Опыт показал, что в целом лучше всего подходят трубы диаметром от 2 до 3 дюймов.

Отложения золы в дымовых трубах значительно снизят скорость теплопередачи. Хорошо иметь способ определить, насколько хорошо они работают. Один из лучших и наименее дорогих методов — разместить высокотемпературный термометр в точке, где газы покидают пожарные трубы и запускают дымовую трубу. Чем ближе температура воды, тем эффективнее отвод тепла от пожарных труб. Температура газа от 300 до 350 ° F указывает на эффективную теплопередачу.Температура газа более 450 ° F указывает на то, что площадь теплообмена слишком мала или на дымовые трубы нанесено покрытие.

Стратификация

Любопытное состояние иногда возникает в средних и больших системах. Несмотря на то, что топка постоянно топится, и видно, как вода кипит из верхней части резервуара, температура воды, забираемой из резервуара для распределения, составляет всего 170–180 ° F. Такая ситуация возникает в системах, где вход и выход находятся около дна резервуара и нет вспомогательного циркуляционного насоса, поддерживающего движение воды.Это состояние называется стратификацией и возникает, когда вода при разных температурах разделяется на отдельные слои, причем самая теплая вода остается наверху. Стратификация может происходить в любой системе, но обычно более выражена в крупных.

Плотность воды при 100 ° F примерно на 3,5 процента больше, чем при 200 ° F. Как и воздух, горячая вода поднимается, а холодная опускается. Чтобы предотвратить расслоение, воду необходимо поддерживать в движении. Один из способов — подсоединить возвратные трубы в верхней части бака над топкой (самая горячая часть системы) и забрать воду из нижней части бака с другого конца.Проблема с этим подходом заключается в том, что распределительные насосы могут не работать все время, и при выключении насосов может происходить расслоение.

Лучшее решение — установить постоянно работающий вспомогательный циркуляционный насос для перемещения воды из самой холодной в самую горячую часть резервуара. Постоянное перемешивание воды предотвратит расслоение. Циркуляционный насос не обязательно должен быть большим, так как необходимо преодолеть очень небольшой напор. Он должен быть способен перекачивать от 0,2 до 0,5 производительности системы в час.Например, система на 2000 галлонов должна иметь насос, способный перекачивать от 400 до 1000 галлонов в час. Обычно достаточно электрического насоса 1 6 от до 1 2 лошадиных сил.

Рисунок 3. Дополнительный резервуар увеличит емкость хранилища.

Трубопровод

Вода не только сохраняет тепло, но и передает тепло туда, где оно используется.Распределительный насос должен иметь подходящий размер для работы. Если насос слишком мал, он не будет перекачивать достаточно тепла к нагрузке. Если он слишком большой, это приведет к потере энергии. Подбор насоса — довольно сложный вопрос, поскольку он зависит от ряда взаимосвязанных факторов. К ним относятся размер груза, расстояние между баком и грузом, количество различных теплообменников в системе и размер используемой трубы. В таблице 6 приведены размеры труб для различных тепловых нагрузок. Эти скорости потока и размеры труб рассчитаны с учетом нормального падения температуры на 25 ° F при прохождении воды через теплообменник.


Таблица 6. Минимальные размеры труб для нагрузок на расстоянии 100 и 300 футов от резервуара.
Нагрузка (БТЕ / ч) Расход (галлон / мин) Диаметр стальной трубы (дюймы) 1
100 футов 300 футов
100 000 8 1 1/4 1 1/2
200 000 16 1 1/2 2
300 000 24 2 2 1/2
400 000 32 2 1/2 2 1/2
500 000 40 2 1/2 3
750 000 60 3 3
1 000 000 80 3 4
1 500 000 120 4 4
2 000 000 160 4 4
1 Для трубы из ХПВХ подходит следующий меньший размер

За исключением жилых помещений, большинство систем горячего водоснабжения поставляют тепло более чем в одно место.Например, несколько отдельных теплиц или помещений для выдержки могут потреблять тепло от одной и той же системы. Горячая вода подается к каждой нагрузке по большим магистральным распределительным и обратным линиям. Каждая нагрузка имеет свой собственный насос и подключена к основным линиям параллельно, что делает ее управляемой независимо (Рисунок 4). Каждое параллельное соединение должно иметь обратный клапан для предотвращения обратного потока, когда тепло не требуется.

Насосы

обычно оцениваются по количеству галлонов в минуту, которые они могут подавать при определенном напоре или общем сопротивлении.Это полное сопротивление является суммой сопротивлений каждой отдельной части системы, через которую вода проходит в своем контуре к насосу и от него. Сопротивление обычно выражается в количестве футов «головы», хотя с таким же успехом оно может быть выражено в фунтах на квадратный дюйм. Напор — это гипотетическая высота воды, против которой должен работать насос; чем больше голова, тем больше сопротивление.

По мере увеличения сопротивления расход уменьшается. Например, определенный насос может быть рассчитан на 50 галлонов в минуту на высоте 10 футов, но только 15 галлонов в минуту на высоте 30 футов.Один фут напора эквивалентен 0,43 фунта на квадратный дюйм (psi). При выборе насоса важно выбрать насос, рассчитанный на работу с горячей водой при температурах до максимально ожидаемых.

Во многих системах используются стандартные стальные трубы и резьбовые соединения. Они относительно недороги и подходят для горячего водоснабжения. В некоторых новых системах используются пластиковые трубы. Полиэтилен (черный пластик) и трубы из ПВХ не выдержат длительного использования горячей воды при умеренном давлении. Однако два типа пластиковых труб — ХПВХ и полибутилен — предназначены для горячего водоснабжения.ХПВХ — это жесткая пластиковая труба, похожая на ПВХ. Если используется труба из ХПВХ, все фитинги, такие как соединители, переходники и колена, также должны быть изготовлены из ХПВХ. Полибутиленовая труба также требует специальных соединителей, но она гибкая и с ней значительно легче работать. Однако он еще не доступен в размерах более 1 дюйма.

Изоляция труб

Для повышения эффективности важно, чтобы распределительные трубы как к нагрузке, так и от нее были изолированы. Количество тепла, которое может быть потеряно из-за длины трубы, является значительным и зависит от ряда факторов.К ним относятся температура воды, проходящей через трубу, температуру и движение воздуха, окружающего трубу, тип материала трубы, а также состояние поверхности и толщину стенки трубы. Неизолированная распределительная труба горячей воды может терять от нескольких сотен до нескольких тысяч БТЕ в час, в зависимости от условий и длины.

Если трубы будут прокладываться над землей, будет достаточно покрытия из стекловолокна, защищенного от дождя несколькими слоями устойчивой к солнечному свету пластиковой пленки.Любая изоляция, особенно стекловолокно, пропитанная водой, теряет почти все свои изоляционные свойства. Изоляция труб из пенопласта в виде разъемных трубок также хорошо работает, если она защищена от солнечных лучей.

Когда труба проложена под землей, изолировать ее намного сложнее. просто закапывать трубу в землю без изоляции — очень плохая практика, потому что влажная холодная почва является очень хорошим проводником тепла. Большинство утеплителей из пенопласта, например, из пенопласта, изготовлено из пенопласта с закрытыми порами, что означает, что он не пропитается водой и, следовательно, сохранит свои изоляционные свойства под землей.Если вам необходимо проложить трубу под землей, убедитесь, что земля остается как можно более сухой.

Напыляемая полиуретановая изоляция, обычно используемая на резервуарах, также может использоваться для изоляции подземных труб, поскольку она относится к типу с закрытыми ячейками. Чтобы использовать этот метод, вырывается траншея шириной от 4 до 6 дюймов и глубиной от 12 до 14 дюймов. Трубы поддерживаются на расстоянии 2 или 3 дюймов от дна, а в траншею распыляется от 4 до 5 дюймов изоляции, которая полностью окружает и покрывает трубы. После схватывания изоляции траншея засыпается грунтом.

Независимо от того, какой метод используется для изоляции трубы, важно не забыть изолировать обратную трубу, а также трубу, идущую к нагрузке. Несмотря на то, что большая часть тепла была удалена из возвратной воды, любая энергия, потерянная в трубе, должна быть восполнена. Для повышения температуры 1 фунта воды с 80 до 85 ° F требуется такое же количество тепла, как и для повышения температуры с 200 до 205 ° F.

Рисунок 4.Типовая схема мультизагрузочной системы.

Важной частью любой системы горячего водоснабжения является теплообменник или радиатор. Если его размер неверен или поток воздуха через него недостаточен, производительность системы может сильно пострадать.К счастью, теплообменники бывают разных размеров. Доступен широкий ассортимент коммерческих радиаторов, разработанных специально для систем горячего водоснабжения. Большинство из них могут работать при давлении воды от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм и имеют резьбовые фитинги для подключения к распределительной системе.

Очень подходящей альтернативой коммерческому радиатору является новый или подержанный автомобильный радиатор. Они доступны во многих различных размерах и могут быть куплены на большинстве складов и в пунктах снабжения запчастями.У многих дилеров есть новые радиаторы для старых автомобилей, которые они могут продать по сниженным ценам. Однако автомобильные радиаторы обычно не подходят для воды с давлением выше 15-20 фунтов на квадратный дюйм. Это ограничение не должно быть проблемой, если насос и распределительные трубы имеют правильный размер. Однако автомобильные радиаторы потребуют некоторых модификаций, включая закрытие заливных и переливных отверстий и изменение перехода от резинового шлангового фитинга к распределительной трубе.

Характеристики теплопередачи любого радиатора зависят от ряда факторов.Наиболее важными являются скорость потока и температура водяных и воздушных потоков. Как правило, чем больше разница температур между водой и воздухом, тем быстрее передается тепло. Кроме того, чем больше воды и воздуха проходит через радиатор, тем больше передается тепла. Также важны такие факторы, как конструкция радиатора, количество и расположение ребер, а также материал, из которого изготовлен радиатор. Например, в типичных условиях эксплуатации многие коммерческие теплообменники, разработанные специально для горячего водоснабжения, производят около 20 000 БТЕ в час на каждый квадратный фут площади поверхности.

Поскольку большинство радиаторов имеют схожие характеристики теплопередачи, решающим фактором при определении мощности является их физический размер. Испытания показали, что автомобильные радиаторы могут передавать от 16 000 до 20 000 БТЕ в час на квадратный фут поверхности лица (от 140 ° F воды до 70 ° F воздуха). Например, радиатор шириной 1 1 2 футов и высотой 2 фута имеет площадь 3 квадратных фута. Таким образом, он может передавать от 48 000 до 60 000 БТЕ в час.

Управление системой горячего водоснабжения довольно простое.Обычно они состоят из термостата, подключенного к реле, которое управляет отдельным насосом для каждой нагрузки. Электродвигатель вентилятора, который продувает воздух через радиатор, также может быть подключен к тому же реле, поскольку он не должен работать, когда насос выключен. Такое расположение позволяет управлять каждой нагрузкой независимо. В некоторых системах насосу разрешается работать непрерывно, а вентилятор управляется термостатом.

Для большинства крупных систем требуется вытяжной вентилятор, как описано ранее, для обеспечения надлежащего сгорания.Вытяжной вентилятор обычно работает всякий раз, когда в топке возникает пожар. Когда нет огня, он не должен работать и может быть отключен вручную. Однако этот механизм не работает, когда систему топят, а затем оставляют без присмотра на длительное время, например, на ночь. Когда поле израсходовано, вентилятор продолжит работу, втягивая холодный воздух через пожарные трубы и, таким образом, охлаждая воду. Важно помнить, что пожарные трубы являются теплообменниками и что тепло будет течь от горячей воды к охлаждающим трубам, а также наоборот.Одним из решений является установка термостата в дымовой трубе, чтобы останавливать вентилятор, когда температура падает примерно до 200 ° F, то есть когда в воду больше не поступает тепло. Может потребоваться ручное управление, чтобы разжечь огонь, когда система остыла.

Древесина — отличное топливо. По сравнению с большинством других видов топлива оно недорогое, его довольно легко хранить, его можно использовать в различных формах и размерах, и оно широко распространено в Северной Каролине.По оценкам, в этом штате в качестве топлива доступно более 14 миллионов тонн древесины в год.

Хотя это хорошее топливо, у дерева есть недостатки. Он содержит меньше энергии на фунт, чем большинство других видов топлива. Количество полезной энергии в образце древесины может широко варьироваться в зависимости от содержания влаги и породы.

Растущее дерево обычно наполовину состоит из воды. Когда дерево спиливается, древесина начинает терять влагу в окружающий воздух. Древесина, которая была свежесрезана и содержит высокий процент влаги, часто называется древесиной зеленая .После того, как древесина высохла в течение определенного периода времени (обычно несколько месяцев или более, ее называют выдержанной или сухой древесиной. По мере того, как древесина теряет влагу, ее влажность постепенно приближается к содержанию влаги от 12 до 15 процентов. равновесное содержание влаги (EMC). Фактическое процентное содержание определяется долгосрочным усреднением температуры и относительной влажности воздуха, окружающего древесину. Хотя было бы желательно, но нецелесообразно удалять всю воду из дрова.

Влажность топливной древесины обычно выражается в процентах от общей сырой массы. Например, если определенный кусок дерева весит 7 фунтов 6 унций (118 унций), но после сушки кости весит всего 5 фунтов 4 унции (84 унции), исходное содержание влаги в древесине выражается следующим образом:

118-84 = 34 унции воды

34 ÷ 118 = 0,288 или 28,8 процента

Это означает, что вода составляла 28,8% от веса влажной древесины.Содержание влаги, выраженное в процентах от сырого веса, часто обозначается сокращенно m.c.w.b. (влажность, влажная основа).

Эффективное теплосодержание древесного топлива снижается за счет содержащейся в нем влаги двумя способами. Во-первых, чем больше воды в данном куске дерева, тем меньше в нем древесины. Во-вторых, часть топлива, содержащегося в древесине, используется для испарения воды при сжигании древесины. Приблизительно 1000 БТЕ тепловой энергии требуется для испарения каждого фунта воды в древесине.Кусок дерева содержит одинаковое количество энергии, независимо от того, является ли он зеленым или сухим. Однако зеленая древесина плохо горит, потому что часть энергии уходит на испарение лишней воды. В таблице 7 приведена чистая энергетическая ценность (теплотворная способность) древесины при различной влажности.


Таблица 7. Энергетическая ценность древесины при различной влажности.
Влагосодержание во влажном состоянии (в процентах) Теплотворная способность (БТЕ на фунт) Масса (фунтов на шнур)
0 8,600 2 960
5 8,120 3,116
10 7,640 3 289
15 (правильно выдержанные) 7,160 3 482
20 6 680 3,700
25 6 200 3 947
30 5,720 4 229
40 4,760 4 933
50 (зеленый) 3 800 5 920

Обратите внимание, что правильно выдержанная древесина имеет на 88 процентов более высокую теплотворную способность (по весу), чем зеленая древесина.Также обратите внимание, что зеленая древесина весит почти вдвое больше, чем выдержанная древесина. Кусок зеленого дерева весом в 1 фунт весит всего 0,59 фунта после выдержки. Кусок дерева, сгоревший в «зеленом» состоянии, дает примерно половину тепла, чем при правильной выдержке. Вот почему очень важно правильно выдерживать дрова. Для древесины, оставленной в виде цельного бревна, диаметром 12 дюймов или меньше, может потребоваться целый год, чтобы приправить ее должным образом. В идеале древесину, которая будет использоваться зимой, следует заготавливать предыдущим летом и дать ей высохнуть.Таким образом, древесина сушится за счет летнего тепла, а не за счет части энергии, содержащейся в самой древесине. Конечно, древесина, которой разрешили сезон, высохнет намного быстрее, если ее расколоть и хранить под навесом.

Плотность

Опыт показал, что дуб лучше для обогрева древесины, чем сосна, потому что дуб намного плотнее. Кубический фут сушеного на воздухе дуба весит около 42 фунтов, тогда как кубический фут сушеного на воздухе сосны лоблоли весит около 32 фунтов. Таким образом, дуб примерно на 32 процента плотнее сосны, а дубовый шнур обычно содержит на треть больше энергии, чем сосновый шнур.Это важное соображение, поскольку дрова обычно покупаются и продаются за шнур, который является мерой объема, а не веса. Важно помнить, что почти все породы древесины содержат примерно одинаковое количество энергии. Вы получаете больше фунтов древесины — и, следовательно, больше тепловой энергии — в веревке из более плотной древесины.

Другие виды топлива

Очень широко распространено мнение, что некоторые мягкие породы древесины, такие как сосна, производят больше смолы или креозота, чем лиственные породы.Многочисленные тесты показали, что это не так. Фактически, недавние испытания не показали заметной разницы в выходе смолы между сосной и дубом. При правильном обжиге древесины не должно образовываться смолы.

Помимо более традиционных форм древесного топлива, таких как щепа и дрова, колотые или круглые, могут быть доступны древесные отходы. Это могут быть древесные отходы мебельных заводов или обрезки пиломатериалов со стройплощадок или сносов. Все эти породы дерева подходят для использования. Однако следует помнить одну очень важную вещь: ни в коем случае нельзя сжигать обработанную древесину.Древесина, обработанная креозотом из каменноугольной смолы, например железнодорожные шпалы или опоры, сильно горит и выделяет густой черный токсичный дым. Древесина, обработанная такими соединениями, как хромированный арсенат меди (CCA), обычно имеет зеленовато-желтый или коричневый цвет и при горении выделяет очень токсичный дым. Обработка или вдыхание золы пиломатериалов, обработанных CCA, может вызвать острое отравление. Даже относительно небольшое количество обработанной древесины, смешанной с необработанной древесиной, может вызвать серьезные проблемы. Будьте осторожны и знайте, какой вид топлива вы используете.

Сравнение стоимости топлива

Сравнение древесины и мазута № 2 показывает, что энергосодержание различных видов топлива, обычно называемое удельной энергией, может широко варьироваться. Например, мазут номер 2 содержит около 19 000 БТЕ на фунт, тогда как сухая древесина содержит около 8 600 БТЕ на фунт. В пересчете на фунт за фунт мазут имеет более чем в два раза больше энергии, чем древесина. Однако сравнение удельной энергии древесины и мазута говорит только об этом.

При цене 1 доллар за галлон фунт мазута стоит около 13 центов. При цене 40 долларов за шнур фунт древесины белого дуба стоит менее одного цента. Таблица 7 показывает, что фунт правильно выдержанной древесины содержит около 7 160 БТЕ.

Следующие расчеты сравнивают эти виды топлива на основе стоимости на миллион БТЕ:

Мазут: 0,13 долл. США / фунт ÷ 9000 БТЕ / фунт x 1000000 = 6,84 долл. США за миллион БТЕ

Древесина: 0,008 долл. США / фунт ÷ 7 160 БТЕ / фунт x 1000000 = 1,12 долл. США за миллион

БТЕ

Эти расчеты показывают, что стоимость мазута более чем в шесть раз превышает стоимость древесины, необходимой для производства того же количества тепла.Таким образом, древесина имеет большое преимущество в стоимости по сравнению с большинством других видов топлива.

Возражения против использования древесины в качестве источника энергии обычно связаны с удобством. В очень холодную погоду большинство систем горячего водоснабжения, работающих на древесном топливе, необходимо топить хотя бы один раз за ночь. Конечно, есть недостатки в том, чтобы вставать в 2 часа ночи, чтобы запустить систему. С другой стороны, использование дерева определенно дает преимущество в стоимости.

При рассмотрении системы горячего водоснабжения, работающей на древесном топливе, не следует упускать из виду два других важных сравнения.Один из них — системные затраты, а другой — эффективность. Стоимость установки системы правильного размера зависит от индивидуальных потребностей. Например, большинство нефтегазовых систем рассчитаны на индивидуальные теплицы и устанавливаются в них, тогда как одна большая система горячего водоснабжения может вместить множество теплиц или несколько помещений для сушки табака вместе с другими зданиями и жилым помещением.

Второй аспект, который следует учитывать, — это эффективность системы. Эффективность, которая обычно выражается в процентах, является мерой того, насколько хорошо система преобразует и доставляет химическую энергию, хранящуюся в топливе, в полезную тепловую энергию.Процентное соотношение описывает долю потребляемой энергии, которая фактически преобразуется и используется в качестве полезного тепла. Важно понимать, что общая эффективность также зависит от того, насколько хорошо система отводит тепло. Другими словами, недостаточно, чтобы система эффективно сжигала топливо, но тепло также должно доставляться с минимальными потерями к месту, где оно должно использоваться. В следующем примере показано, как рассчитывается общая эффективность:

Система водяного отопления на древесном топливе, как известно, сжигает 200 фунтов высушенной на воздухе древесины в час, за это время 2300 галлонов нагретой воды проходит через теплообменники теплицы с понижением температуры на 45 ° F.Температура воды в накопительном баке остается постоянной.

Энергетическая ценность высушенной на воздухе древесины составляет 7 160 БТЕ на фунт. Таким образом, энергия, выделяемая при сжигании 200 фунтов в час, составляет:

7160 БТЕ / фунт x 200 фунтов / час = 1432000 БТЕ / час

По определению 1 БТЕ — это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на 1 ° F. Один галлон воды весит 8,3 фунта; следовательно, тепловая энергия, отдаваемая системой, составляет:

2300 галлонов / час x 8.3 фунта / галлон x 45 ° = 859 050 БТЕ / ч

Эффективность системы — это отношение выходной энергии к подводимой:

Общий КПД, E = выход энергии системы ÷ вход энергии в систему

E = 859 050 / 1,432 000

E = 0,60 или 60%

Эти расчеты предполагают, что температура воды в резервуаре для хранения остается постоянной и что падение температуры на 45 ° F включает потери в трубопроводах, по которым вода идет в теплицу и из нее.

Без некоторых довольно сложных тестов очень сложно определить точную эффективность нагревательного устройства. Однако таблица 8 показывает, что типичная эффективность обычных систем отопления сильно различается.

При исследовании общей стоимости отопления с использованием различных видов топлива очень важно сравнивать эффективность системы, особенно если разница в стоимости на миллион БТЕ между двумя альтернативными видами топлива очень мала. Эффективность системы в меньшей степени влияет на то, какой выбор лучше, поскольку разница в стоимости между видами топлива увеличивается.В настоящее время существует значительная разница в стоимости между древесным топливом и другими широко используемыми видами топлива, чтобы сделать древесные системы рентабельными даже при довольно низкой эффективности. Очевидно, что при правильном проектировании для обеспечения максимальной эффективности использование деревянных систем будет дешевле.


Таблица 8. КПД различных типов систем отопления.
Тип системы КПД (в процентах)
Электронагреватель сопротивления 98
Обогреватель сжиженного или природного газа 75
Масляная печь 65
Система горячего водоснабжения на древесном топливе 60

Значения в Таблице 9 основаны на эффективности, показанной в Таблице 8, и на предположениях, что корд из выдержанной древесины весит 3492 фунта и содержит 7,160 БТЕ на фунт, что мазут содержит 138000 БТЕ на галлон и что Сжиженный нефтяной газ содержит 86 000 БТЕ на галлон.Стоимость владения и эксплуатации различных систем не включена.


Таблица 9. Сравнение безубыточной стоимости древесного топлива по сравнению с мазутом и сжиженным газом с учетом относительной эффективности системы.
Расходы на топливо
Дерево (на шнур) Мазут (на галлон) Сжиженный газ (на галлон)
$ 10 0 руб.06 0,043 долл. США
20 0,12 0,086
30 0,18 0,129
40 0,24 0,172
50 0,30 0,215
60 0,36 0,258
70 0.42 0,301
80 0,48 0,344
100 0.60 0,430
140 0,84 0.602
180 1,08 0,774
200 1,20 0,860
250 1.50 1,075
300 1,80 1,290
400 2,40 1,720
500 3,00 2,150

Надеемся, что эта публикация помогла вам лучше понять, как работает правильно спроектированная система горячего водоснабжения, и определить, можете ли вы получить выгоду от ее установки.Если вы решите создать свою собственную систему, как это сделали многие, применение рекомендаций и процедур, приведенных в этой публикации, должно помочь вам построить высокоэффективную систему. Если вместо этого вы решите приобрести одно из имеющихся в продаже устройств, эта информация должна помочь вам выбрать лучшую систему для вашего приложения и эффективно управлять ею.

Для получения дополнительной информации о применении энергии на базе древесины см. Дополнительную публикацию AG-363, Руководство по энергии на базе древесины для сельского хозяйства и малых коммерческих предприятий .Кроме того, вам могут быть полезны следующие публикации:

Информационное руководство по энергии древесины. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1982 г.

Энергия древесины для малой энергетики в Северной Каролине. Роли, Северная Каролина: Отдел энергетики, Министерство торговли Северной Каролины, 1978 год.

Руководство для лиц, принимающих решения по древесному топливу для малых промышленных потребителей энергии. Голден, Колорадо: Исследовательский институт солнечной энергии, 1980.

Древесина как энергия, Обзор вопросов сельского хозяйства № 5.Вашингтон, округ Колумбия: Национальная сельскохозяйственная библиотека, Министерство сельского хозяйства США, 1984.

Водонагреватель на дровах — 1 000 000 БТЕ в час.

Водонагреватель на дровах — 2 000 000 БТЕ в час.

Майк Бойет

Philip Morris Professor
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

р.В. Уоткинс

Профессор
Биологическая и сельскохозяйственная инженерия

Дополнительную информацию можно найти на следующих веб-сайтах NC State Extension:

Дата публикации: янв.1, 1995
AG-398

N.C. Cooperative Extension запрещает дискриминацию и домогательства независимо от возраста, цвета кожи, инвалидности, семейного и семейного положения, гендерной идентичности, национального происхождения, политических убеждений, расы, религии, пола (включая беременность), сексуальной ориентации и статуса ветерана.

Системы распределения тепла | Министерство энергетики

Паровое отопление — одна из старейших технологий отопления, но процесс кипячения и конденсации воды по своей сути менее эффективен, чем более современные системы, к тому же он обычно страдает значительным временем задержки между включением котла и поступлением тепла в радиаторы.В результате паровые системы затрудняют реализацию стратегий управления, таких как система понижения температуры в ночное время.

В первых системах центрального отопления для зданий использовалось распределение пара, потому что пар перемещается по трубопроводу без использования насосов. Неизолированные паровые трубы часто отводят нежелательное тепло в незавершенные участки, что делает изоляцию труб из стекловолокна, которая может выдерживать высокие температуры, очень рентабельной.

Регулярное обслуживание паровых радиаторов зависит от того, является ли радиатор однотрубной системой (труба, по которой подается пар, также возвращает конденсат) или двухтрубной системой (отдельная труба возвращает конденсат).В однотрубных системах на каждом радиаторе используются автоматические вентиляционные отверстия, которые стравливают воздух, когда пар заполняет систему, а затем автоматически закрываются, когда пар достигает вентиляционного отверстия. Забитый воздухозаборник не даст паровому радиатору нагреться. Открытое вентиляционное отверстие позволяет пару постоянно выходить в жилое пространство, повышая относительную влажность и расходуя топливо. Вентиляционные отверстия иногда можно очистить, прокипятив их в растворе воды и уксуса, но обычно их необходимо заменить.

Паровые радиаторы также могут деформировать пол, на котором они сидят, а их тепловое расширение и сжатие со временем может оставлять в полу колеи.Оба эти эффекта могут вызвать наклон радиатора, что препятствует правильному сливу воды из радиатора, когда он остывает. Это вызовет стук при нагревании радиатора. Под радиаторами следует вставлять прокладки так, чтобы они слегка наклонялись к трубе в однотрубной системе или к конденсатоотводчику в двухтрубной системе.

В двухтрубных системах старые конденсатоотводчики часто застревают в открытом или закрытом положении, нарушая баланс в системе. Если у вас возникли проблемы с некоторыми радиаторами, которые вырабатывают слишком много тепла, а другие — слишком мало, это может быть причиной.Лучше всего просто заменить все конденсатоотводчики в системе.

Паровые радиаторы, расположенные на внешних стенах, могут вызывать потерю тепла, излучая тепло через стену наружу. Чтобы предотвратить такие потери тепла, вы можете установить за радиаторами теплоотражатели. Вы можете сделать свой собственный отражатель из покрытого фольгой картона, доступного во многих строительных магазинах, или установив фольгу на пенопласт или другую аналогичную изолирующую поверхность. Фольга должна быть обращена в сторону от стены, а отражатель должен быть такого же размера или немного больше, чем радиатор.Периодически очищайте отражатели, чтобы обеспечить максимальное отражение тепла.

Системы водяного отопления: переход от гравитационных систем к системам с принудительной циркуляцией

Системы горячего водоснабжения долгое время были предпочтительным способом передачи тепла от центральной точки (бойлера) в удаленные помещения или комнаты, где требуется тепло. Первыми системами водяного отопления были гравитационные системы. Когда вода нагревается, она увеличивается в объеме; следовательно, он становится светлее и поднимается.Одновременно падает более холодная и тяжелая вода. Это принцип работы гравитационных циркуляционных систем. У гравитационных систем есть множество характеристик, которые можно порекомендовать. Они производят равномерное тепло, бесшумны, используют воду низкой температуры, надежны, очень эффективны и практически не требуют обслуживания. Во многих зданиях до сих пор используются гравитационные системы водяного отопления, некоторым из которых более 100 лет! Недостатки гравитационных систем: они требуют трубопроводов очень большого диаметра для подачи и возврата.Низкотемпературная вода обеспечивала скорость тепловыделения всего около 150 БТЕ на квадратный фут излучения в час. Следовательно, радиаторы должны были быть большими.

По мере роста затрат на рабочую силу и материалов установка гравитационных систем стала очень дорогой. Люди больше не будут терпеть большие громоздкие радиаторы, необходимые для гравитационных систем. Размещение 6, 8 или даже 10-дюймовых труб для магистральных сетей стало непомерно дорогим. Медленное время отклика гравитационной системы на изменение спроса также наносило ущерб.

Изобретение в 1929 году циркуляционных подкачивающих насосов преодолело все возражения гравитационных систем, сохранив при этом все преимущества отопления горячей водой. Подкачивающий насос настолько ускорил движение воды, что можно было использовать меньшее излучение, подаваемое по трубопроводу гораздо меньшего размера. Системы с принудительной циркуляцией позволяют использовать более высокие температуры воды, что приводит к более высоким уровням выбросов. Радиатор площадью 60 квадратных футов со средней температурой воды 170 ° F будет выделять тепло со скоростью 150 БТЕ на квадратный фут в час или 9000 БТЕ в час.Радиатор площадью 45 квадратных футов с температурой воды 197 ° F будет выделять 200 БТЕ на квадратный фут в час, производя те же 9000 БТЕ в час.

При использовании автоматических устройств зажигания и более точного управления использовались более высокие температуры воды без ущерба для передовых методов проектирования.

Энергия расходуется на перемещение воды по трубам, радиаторам, бойлерам и т.д. .Подкачивающий насос создавал напор, намного больший, чем в гравитационных системах, для достижения необходимых скоростей.

DP — это величина потери давления между любыми двумя точками в системе. Трение между внутренними стенками труб, радиаторов, бойлера и движущейся водой вызывает падение давления. В горизонтальной трубе, наполненной водой, в которой нет потока, давление во всех точках одинаковое. Начинается мгновенный поток, возникает трение, которое увеличивается прямо пропорционально скорости потока.Изменение DP можно рассчитать при увеличении или уменьшении скорости потока (галлонов в минуту). Разделите конечный GPM на начальный GPM и возведите результат в квадрат. Умножьте этот результат на начальный DP. Ответ — новый DP.

Пример:

Система с объемным расходом 3 галлона в минуту и ​​DP 5 фунтов. необходимо увеличить до 6 галлонов в минуту. Каким будет новый ДП? (Это необходимо знать, чтобы правильно выбрать подкачивающий насос.)

20 фунтов.это новый DP. (Скорость в футах в секунду также может использоваться в этой формуле.)

Напор используется для обозначения производительности подкачивающего насоса. Это способ описания DP. Максимальный «напор» насоса действительно является максимальным D P, против которого насос может вызвать поток воды. Напор часто выражается в «футах водяного столба». Только трение в системе ограничивает производительность насоса. Это значение называется «напор».

Должно быть достаточно мощности, чтобы преодолеть DP системы и обеспечить расчетный галлон в минуту.Это означает, что DP каждой составной части системы должен быть известен при проектировании GPM.

Подкачивающий насос обеспечивает мощность. Производители насосов публикуют значения DP и GPM или диаграммы для своих насосов. Данные могут быть выражены в фунтах на квадратный дюйм, футах водяного столба или милах. Эти цифры легко поменять местами.

1 фунт / кв. = 2,31 фута воды

1 фут воды = 0,43 фунта / кв. дюйм

1 фут воды = 12000 мил дюймов

Статическое давление не следует путать с давлением напора.Они представляют собой совершенно разные давления и не имеют никакого отношения друг к другу. Статическое давление создается за счет веса воды в системе. Не влияет на производительность насоса. Чтобы проиллюстрировать статическое давление, представьте замкнутую систему горячего водоснабжения как вертикальный водяной контур. См. Рисунок 1. Если манометр 3 находится на высоте 40 футов над котлом и контур полностью заполнен водой, но не находится под давлением, манометр 3 покажет 0 фунтов на кв. Дюйм. Манометры 1 и 5 расположены на высоте 10 футов над котлом, манометры 2 и 4 — на 20 футов выше котла.При выключенном насосе давление в вертикальной трубе «A» идентично давлению в вертикальной трубе «B».

Рисунок 1.

Если все датчики имеют шкалу в фунтах на кв. Дюйм, манометры 1 и 5 будут показывать 12,9 фунтов на квадратный дюйм (30 футов воды выше них и фут воды равен 0,43 фунта), датчики 2 и 4 — 8,6 фунтов на кв. Дюйм. Манометр на котле будет показывать 17,2 фунта на квадратный дюйм.

Хорошей практикой является создание давления в замкнутой системе, особенно если расчетная температура воды близка или выше точки кипения воды при атмосферном давлении.Дополнительные 4 фунта на квадратный дюйм — это рекомендуемое минимальное дополнительное давление, добавляемое к статическому давлению, необходимому для подачи воды в верхнюю точку системы. На нашей иллюстрации манометр 3 будет показывать 4 фунта на кв. Дюйм. а все остальные приборы покажут на 4 фунта больше. Дополнительное статическое давление одинаково увеличивается по всей системе.

Стоит повторить еще раз. Не путайте статическое давление с давлением головы. Эти два термина часто используются неправильно. Одно не имеет ничего общего с другим!

Что произойдет с нашей системой, показанной на Рисунке 1, если после заполнения до надлежащего статического давления мы включим насос? Может, ничего; может быть много шума!

Перед выбором насоса нам необходимо знать расчетный расход и расчетное давление напора.Насос должен иметь дело только с потерями на трение, DP, развиваемыми при необходимой скорости потока, галлонов в минуту.

Предположим, наша система была разработана для циркуляции 10 галлонов в минуту при давлении напора 6 футов. Проконсультируясь с таблицами производителя насосов, можно выбрать правильный насос. См. Рисунки 2 и 3. Это «кривые» для некоторых насосов B&G. Введите диаграммы либо на стороне «общий напор в футах», либо на стороне «пропускной способности в галлонах в минуту». Отметьте пересечение линий GPM и головы. Выберите насос, ближайший к этому перекрестку, но над ним.На нашей иллюстрации насосом может быть SLC-30 (Рисунок 2) или серия 100 (Рисунок 3).

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Если бы потребовался насос для подачи 80 галлонов в минуту при напоре 25 футов, правильным выбором был бы PD38 (Рисунок 3).

Примечание: Не увеличивайте размер насоса слишком сильно. Если размер насоса недостаточен, это приведет к плохой циркуляции или ее отсутствию, а завышение размера приведет к шуму скорости и избыточной кавитации.Кавитация скоро приведет к выходу насоса из строя. Небольшое увеличение скорости потока предпочтительнее уменьшения скорости потока ниже проектных спецификаций.

Системы горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией подразделяются на одно- или двухтрубные. Эти классификации далее подразделяются на системы с прямым и обратным возвратом. Рисунки 4, 5, 6 и 7 иллюстрируют эти классы систем.

Рисунки 4, 5, 6 и 7

На рис. 4 показана система «двухтрубная прямая обратка».Обратите внимание, что горячая вода, подаваемая в первый радиатор, также первой возвращается в котел. Это происходит по контуру, так что последний радиатор последним возвращает более холодную воду в котел. Ближайшие к котлу радиаторы имеют тенденцию к короткому замыканию воды, поэтому более удаленные агрегаты не могут обеспечить надлежащую циркуляцию. Эта система должна быть установлена ​​с использованием балансировочных клапанов и тщательно сбалансирована. На рис. 5 показана система «двухтрубного обратного возврата».Эта система рекомендуется при проектировании двухтрубных систем. Ее установка дороже, поскольку требуется больше трубопроводов, чем двухтрубная система прямого возврата, но она работает намного лучше. В этой системе первый радиатор, на который подается горячая вода, имеет самый длинный возврат, а последний радиатор, который должен быть подан, имеет самый короткий возврат. Эта система имеет тенденцию уравновешивать себя до тех пор, пока капли подачи и возврата имеют одинаковый размер и длину.

Рисунок 6, система «последовательного контура» — самая дешевая в установке.Он просто состоит из прокладки трубы в каждый радиатор и выхода из него, что делает радиаторы частью контура трубопровода. Длина и размер последовательной петли очень важны. Из-за падения давления и температуры в последовательном контуре его длина ограничена.

Петли серии

должны быть тщательно спроектированы. Когда вода проходит через каждую часть излучения, она охлаждается. По мере прохождения воды по контуру в каждый последующий радиатор подается более холодная вода, и, следовательно, скорость его выброса снижается.Если разработчик системы принимает во внимание все факторы, последовательные циклы могут быть эффективными.

На рис. 7 представлена ​​система, использующая отводные тройники, часто называемые однопоточной или «монопоточной» системой. Горячая вода отводится в радиаторы с помощью специально разработанных тройников Вентури, а более холодная вода возвращается в ту же трубу, которая служит как подающей, так и обратной магистралью. Эта система сочетает в себе эффективность двухтрубных систем с низкой стоимостью установки последовательной петлевой системы.Тройники Monoflo могут быть как входными, так и обратными. См. Рис. 8. Подающий тройник ограничивает поток воды, в результате чего некоторое количество воды поднимается по стояку. Возвратный монофлок заставляет основную подаваемую воду увеличивать скорость по мере прохождения потока через сопло. Это увеличение скорости приводит к тому, что область пониженного давления вокруг сопла и возвратных стояков «засасывает» воду обратно в магистраль (эффект Бернулли).

Рисунок 8.

Для радиаторов над основным с нормальным сопротивлением необходимо использовать только один тройник для каждого радиатора, обычно используемый на обратной стороне.

Для радиаторов с высоким сопротивлением или если радиаторы находятся ниже магистрального, необходимы как подающий, так и обратный монофлоки.

Рисунок 9.

На рисунке 9 показана система излучающего панельного отопления. В этой системе змеевики труб закапываются в потолок, пол или стены, превращая потолок, пол или стену в радиатор, излучающий лучистое тепло в комнату. Особое внимание следует уделить конструкции системы излучающих панелей. Из-за небольшого размера трубки перепад давления велик, а длина контура имеет решающее значение.Используются коллекторы с балансировочными кранами. Системы излучающих панелей — самые дорогие в установке системы из всех систем горячего водоснабжения, но они являются самыми тихими, чистыми и удобными из всех систем.

Для правильной работы системы водяного отопления с принудительной циркуляцией необходимы определенные приспособления и аксессуары.

Начиная с подачи холодной воды, для снижения давления воды на входе в систему до рабочего давления устанавливается «подающий клапан», который фактически является клапаном понижения давления.Он используется для первоначального заполнения системы и будет добавлять воду, когда давление в системе упадет ниже настройки клапана. Стандартная заводская настройка обычно составляет 12 фунтов. Этот параметр является правильным для статической высоты примерно до 18 футов, что подходит для большинства двухэтажных зданий. Для более высоких статических напоров клапан можно отрегулировать до 25 фунтов. Доступны клапаны, которые можно отрегулировать до 60 фунтов. Все редукционные клапаны B&G имеют встроенный сетчатый фильтр и обратный клапан. Многие из них могут быть оснащены функцией быстрого заполнения, позволяющей быстро заполнить систему на начальном этапе или после того, как система была слита для ремонта.(В то время как большинство редукционных клапанов подачи котлов подают слишком медленно, чтобы их можно было использовать на сантехнической арматуре, редукционные клапаны высокого давления моделей 6 и 7 B&G можно использовать для защиты сантехнической арматуры от чрезмерного давления в трубопроводе.)

Компрессионный или расширительный бак предназначен для компенсации колебаний объема воды в замкнутой системе.

Вода расширяется при нагревании прямо пропорционально изменению ее температуры до точки насыщения или кипения. Компрессионный бак действует на систему как пружина, постоянно поддерживая в ней давление.Если резервуар слишком мал или становится заболоченным, предохранительный клапан открывается, когда котел нагревается и сливает воду. Когда цикл нагрева закончится, вода остынет, давление в системе упадет, подающий клапан откроется и будет подавать воду до тех пор, пока давление в системе не вернется к «нормальному». При следующем запросе тепла вода снова расширится, в результате чего откроется предохранительный клапан. Цикл будет повторяться снова и снова, пока не будет заменен слишком маленький резервуар, не будет добавлен другой расширительный резервуар или пока затопленный резервуар не будет опорожнен и должным образом заполнен правильным количеством воздуха и воды.

Объем и температура воды в системе определяют размер бака. Если резервуар слишком большой, повышения давления в системе может быть недостаточно, поскольку система нагревается и приближается к кипению, особенно в верхней точке системы, где существует низкий статический напор. Правильный выбор размера компрессионного бака очень важен для безотказной работы системы, будь то предварительно заправленный бак с баллоном, разделяющим воду и воздух, или стандартный расширительный бак.

Подобрать размер расширительного бачка — утомительная задача.Предполагая, что компрессионный бак будет должным образом оборудован фитингом компрессионного бака, чтобы в баке не происходило повышение температуры системы, для определения размера компрессионного бака можно использовать следующую формулу:

VT = Размер бака сжатия в галлонах

VS = Объем системы в галлонах

EW = Устройство расширения воды

EW-EP = Устройство расширения системы

PA = Атмосферное давление в фунтах на квадратный дюйм, абсолютное

PF = Начальное давление в баллоне в фунтах на квадратный дюйм, абсолютное

PO = Конечное давление в баллоне, абсолютное давление в фунтах на квадратный дюйм

.02VS = Воздух, выходящий из новой системной воды при нагреве, 2% от объема воды.

Легко! Просто введите все числа и решите формулу. Правильный размер бака!

Есть способ попроще. Это не так точно, но будет достаточно.

Во-первых, необходимо знать объем воды в системе. Это можно оценить с помощью таблицы A. Введите таблицу A в столбец MBH, ближайший к номинальной мощности котла. Затем прочитайте и сложите галлоны воды для каждого состояния системы.Например: Система состоит из обычного бойлера мощностью 150 000 БТЕ, плинтуса из медных оребренных труб и двухтрубной системы трубопроводов.

Бойлер = 36 галлонов

Плинтус из цветных металлов = 5,5 галлона

Двухтрубная система = 34 галлона

Всего = 75,5 галлонов воды в системе

Таблица A.

Затем определите «среднюю расчетную температуру воды».Это просто среднее значение расчетных температур подачи и возврата. Если наивысшая расчетная температура составляет 190 ° F и для расчета использовалось падение температуры на 20 ° F, очень распространенное значение DT, 180 ° F, является средней расчетной температурой воды. 190 + 170 ÷ 2 = 180. Введите Таблицу B в столбец «Объем воды в галлонах» и перейдите к ближайшему объему, найденному для системы. В нашем примере это 80. Перейдите к числу, указанному в столбце средней расчетной температуры. В нашем примере это 8. 8 — это размер в галлонах расширительного бачка для нашей примерной системы.Обратите внимание, что наш выбор был основан на давлении наполнения 12 фунтов и заданном предохранительном клапане 30 фунтов, или на 18 фунтах допустимого повышения давления в системе. Для других условий необходимо применить поправочные коэффициенты к резервуару, выбранному из таблицы B.

Таблица B.

Если бы наше давление наполнения составляло 18 фунтов. с 30-фунтовым предохранительным клапаном нам потребуется использовать Таблицу C для корректировки размера резервуара. Войдите в Таблицу C в разделе «Начальное давление …». колонке и спуститесь до ближайшего значения для заправочного клапана.Перейдите к коэффициенту, находящемуся под столбцом, представляющим настройку предохранительного клапана, 30 фунтов минус настройка клапана заполнения, 18 фунтов, или 30-18 = 12. Коэффициент равен 1,94. Умножьте размер резервуара, указанный в таблице B, на 1,94, чтобы получить скорректированный размер резервуара 8 x 1,94 = 15,52. Используйте ближайший к вам резервуар, имеющийся в продаже. В данном случае это бак B&G на 15 галлонов.

Многие системы заполнены смесью антифриза и воды. Расширение смеси гликоля и воды больше, чем расширение одной воды.В таблице D показан поправочный коэффициент для смеси гликоль / вода. Если наша примерная система была заполнена 50% смесью гликоля и воды, множитель поправочного коэффициента мог бы быть 1,6 или 1,5, так как наша максимальная расчетная температура составляла 190 ° F. Если умножить размер резервуара 15,52 галлона на 1,5 или 1,6, получится размер резервуара 23,28 или 24,83 галлона, то есть резервуар на 24 галлона является коммерчески доступным размером.

Таблица D.

Все эти цифры основаны на использовании стандарта A.S.M.E. бак сжатия, то есть бак без баллона. Сегодня доступно множество расширительных баков с предварительной заправкой и баллоном, разделяющим воздух и воду. Основная формула для определения размеров этих резервуаров такая же, но необходимо сделать поправку на «приемочный объем». Другие факторы влияют на установку и размер этих типов резервуаров, но, поскольку компания Climatic Control на данный момент не продает их, в этой статье не будут подробно описаны размеры резервуаров. Желающие могут запросить бюллетень B&G TEH-981 у Hydro-Flo для обсуждения резервуаров под давлением.

Расширительный бак должен быть единственным воздушным пространством в системе. Воздух абсорбируется водой, поэтому необходимы некоторые средства предотвращения гравитационной циркуляции более холодной воды, содержащей воздух в резервуаре, в систему, не ограничивая прохождение свободного воздуха из системы в резервуар. B&G ATF представляет собой такое устройство для резервуаров диаметром до 24 дюймов, а ATFL — для резервуаров большего размера. При холодной заливке компрессионный бак должен быть на 2/3 заполнен водой и на 1/3 — воздухом. Для этого можно обрезать вентиляционные трубки ATF и ATFL даже на баках, оборудованных смотровым окном.

Идеальное место для отделения воздуха от воды в системе — точка максимальной температуры и самой низкой скорости. Эти параметры в котле соблюдаются.

Арматура верхнего выпуска ABF

B&G, установленная в верхней части котла, отлично справляется с удалением пузырьков воздуха из верхней части котла и их передачей в расширительный бак. В этом случае вода без пузырьков может циркулировать по системе. Компания B&G раньше делала ABFSO, бойлер с боковым выходом Airtrol, но больше не производит их.Бойлер с боковым выходом Airtrols не работал так же хорошо, как верхний выход, и спрос на них упал до такой степени, что дальнейшее производство фитингов Airtrol с боковым выходом стало невозможным.

Воздухозаборники, такие как B&G IAS, входят в линейные воздухоотделители. Они работают по принципу, что воздух легче воды движется по верхней части горизонтальной трубы. Когда воздух входит в воздухозаборник, пузырьки воздуха собираются перегородками в воздухозаборнике и поднимаются в верхнюю камеру.Там воздух может быть выпущен, если используется расширительный бак баллонного типа, или подключен к стандартному расширительному бачку для сбора воздуха.

Удаление воздуха из системы, за исключением расширительного бачка, имеет первостепенное значение. Необходимо удалить воздух из системы, иначе может произойти шумная работа и даже полная блокировка циркуляции. Вентиляционные отверстия должны использоваться на всех высоких точках системы. Это единственный способ полностью выпустить весь воздух при первоначальном заполнении системы. Так называемые «продувочные и сливные» клапаны не работают достаточно хорошо, чтобы удалить весь воздух, и ничего не делают с накопившимся воздухом после того, как система работает.

Существует два основных типа вентиляционных отверстий: автоматические и ручные. Автоматические вентиляционные отверстия бывают двух типов. Тип поплавка и тип фибрового диска. Поплавковые вентиляционные отверстия имеют поплавок, прикрепленный к клапану, и все они заключены в оболочку. Когда корпус заполнен водой, поплавок удерживает клапан закрытым. Когда в оболочке накапливается достаточно воздуха, поплавок опускается, открывая клапан, и воздух выходит, пока вода снова не заполняет оболочку, закрывая клапан. По мере накопления воздуха цикл повторяется.

Поплавковые вентиляционные отверстия работают хорошо и служат долго.К сожалению, даже самое маленькое вентиляционное отверстие может оказаться слишком большим, чтобы поместиться внутри крышек плинтуса с оребрением.

Автоматические вентиляционные отверстия с фибровым диском физически очень малы, того же размера, что и ручные вентиляционные отверстия для «незакрепленных ключей» или «монет». В них используются специальные диски, которые разбухают при попадании на них воды. По мере того, как воздух накапливается и заменяет воду вокруг дисков, диски высыхают, сжимаются и открывают небольшое вентиляционное отверстие. Воздух выпускается, вода снова достигает дисков, и цикл повторяется — какое-то время. Автоматические вентиляционные отверстия с фибровыми дисками склонны к быстрому отказу, например, заеданию или постоянному стеканию воды.

Лучшие вентиляционные отверстия — это ручные вентиляционные отверстия, называемые отверстиями под ключ или монетными отверстиями. Отверстия для монет можно открывать или закрывать с помощью десятицентовика или небольшой отвертки. Вентиляционные отверстия с незакрепленным ключом требуют небольшого ключа, чтобы открыть или закрыть их. Любой из них — это всего лишь небольшой игольчатый клапан с металлическим седлом. Помимо того, что они практически неразрушимы, они дешевы! Единственный их недостаток — их нужно открывать и закрывать вручную. Если скапливается воздух, кто-то должен его выпустить. Если система оборудована ручными вентиляционными отверстиями, рекомендуется не реже одного раза в год открывать каждое вентиляционное отверстие, чтобы позволить любому скопившемуся воздуху выйти.

Большинство проблем с воздухом можно устранить путем тщательного проектирования, хорошего обслуживания и правильного первоначального запуска системы. Наиболее часто упускаемая из виду часть системы принудительного горячего водоснабжения — это правильный запуск.

После того, как система установлена, промыта и заполнена до надлежащего статического напора, котел следует запустить и медленно нагреть до температуры воды не менее 225 ° F и выдержать в таком состоянии примерно полчаса. Это высвободит увлеченный воздух из воды и направит его в расширительный бак.Чем горячее вода, тем больше воздуха она выделяет. Циркуляционный насос (ы) должен быть выключен во время этого начального нагрева. Теперь дайте котлу остыть до нормальной рабочей температуры, запустите все циркуляторы и откройте все клапаны зон, если они используются. Снова увеличьте температуру воды как минимум до 225 ° F и прокачивайте всю воду в течение 15–30 минут. Это вытеснит большую часть воздуха из пресной воды, и пока в системе нет утечек, проблемы с воздухом будут предотвращены. Каждый раз, когда система опорожняется, например, при ремонте, и снова заполняется, процедура запуска должна повторяться.

Рисунок 10.

На рис. 10 представлена ​​типовая котельная установка со стандартным расширительным баком. Подача холодной воды всегда должна поступать в систему в баке сжатия, чтобы любой увлеченный воздух немедленно попадал в бак.

Рисунок 11.

На рис. 11 показана система с расширительным баком под давлением или баллоном. Обратите внимание на то, что встроенный воздушный сепаратор используется с поплавковым вентиляционным отверстием. Flo-регулирующие клапаны или flochecks — это клапаны специальной конструкции, похожие на поршневые клапаны, которые останавливают гравитационную циркуляцию в системе принудительного горячего водоснабжения, чтобы предотвратить перегрев, когда циркуляционный насос (ы) выключен.Клапаны управления потоком B&G SA оснащены ручным открывателем для обеспечения гравитационной циркуляции в аварийной ситуации, если насос выйдет из строя. Даже несмотря на то, что трубы системы горячей воды с принудительной циркуляцией имеют небольшие размеры, гравитационная циркуляция может быть весьма эффективной для сохранения тепла, если это необходимо.

Каждый водогрейный котел должен иметь предохранительный клапан, который будет поддерживать давление на уровне рабочего давления котла или ниже.

A.S.M.E. Кодекс (Американского общества инженеров-механиков) гласит: «Каждый водогрейный водогрейный котел должен иметь по крайней мере один официально установленный предохранительный клапан для сброса давления на уровне или ниже максимально допустимого рабочего давления котла.Предохранительные клапаны должны быть подключены к верхней части котла с вертикальным шпинделем, если это возможно. Между предохранительным клапаном и котлом или на выпускной трубе между таким клапаном и атмосферой не должно быть никаких запорных устройств любого описания ».

Предохранительный клапан должен удовлетворительно работать в двух условиях. Он должен сбрасывать давление за счет выпуска воды из-за теплового расширения и сброса давления за счет выпуска пара. Слив воды обычно является признаком заболоченного расширительного бака или неисправного заправочного клапана.Диагностировать несложно. Если статическое давление холодного наполнения быстро увеличивается до уставки давления предохранительного клапана при розжиге котла, резервуар забивается водой. Слейте воду и заново наполните расширительный бачок до необходимого уровня воды и воздуха. Слишком маленький расширительный бачок для системы может показывать аналогичные симптомы. Если вы подозреваете, что резервуар слишком мал, пересчитайте размер резервуара и либо добавьте еще один резервуар, либо замените существующий резервуар на резервуар подходящего размера. Отверстие в расширительном бачке быстро приведет к его заболачиванию.Опять же, он наполнится водой и протечет. Расширительные баки в системах горячего водоснабжения не потеют, поэтому любая капля воды из расширительного бака свидетельствует о негерметичности бака. Неисправный или негерметичный заправочный клапан приведет к чрезмерному увеличению статического давления заправки в холодной системе.

Выпуск пара через предохранительный клапан является аварийным состоянием и предъявляет критические требования к клапану. Каждый раз, когда температура воды в бойлере составляет около 212 ° F или выше, и предохранительный клапан срабатывает, внезапное падение давления заставляет воду вспыхивать и превращаться в пар.Емкость предохранительного клапана должна справиться с этим. Существует огромная разница между выпуском воды и выпуском пара. Фунт воды занимает 27,7 кубических дюйма пространства. Фунт пара при атмосферном давлении занимает 26,8 кубических футов! В 1600 раз больше места, чем воды! Таким образом, A.S.M.E. предохранительный клапан испытан и рассчитан на работу с паром, хотя это клапан для водогрейного котла.

Предохранительные клапаны подходящего размера должны выдерживать полную мощность котла. Предохранительные клапаны водогрейного котла рассчитываются в БТЕ в час при определенном номинальном давлении.Пока этот рейтинг соответствует или превышает номинальную мощность горелки, предохранительный клапан будет достаточно большим для котла. Чтобы облегчить выбор клапана, производители предохранительных клапанов печатают диаграммы, показывающие их пропускную способность при различных настройках давления. См. Рисунок 12.

Рисунок 12.

Двойные блоки, блоки, в которых сочетаются наполняющий клапан и предохранительный клапан, не соответствуют нормам.

Большинство производителей котлов теперь рекомендуют устанавливать на водогрейные котлы отсечки по низкому уровню воды.Это требуется по многим местным нормам. Несмотря на то, что котел может быть защищен от взрыва, потому что он имеет A.S.M.E. предохранительный клапан, сухой огонь все еще может его испортить. Большинство повреждений водогрейного котла связано с низким уровнем воды.

Существует ошибочное представление о том, что редукционный клапан заполнения будет поддерживать систему заполненной при любых обстоятельствах. Это неправда. Чтобы проиллюстрировать проблему, типичная система будет иметь редукционный клапан заполнения, установленный на величину от 12 до 18 фунтов, и предохранительный клапан, установленный на открытие при давлении 30 фунтов.и близко к 26 фунтам. Если предохранительный клапан открывается для слива воды из-за избыточного давления, очевидно, что наполняющий клапан не восполнит потерю воды. Если подпиточная вода не восполняет потери через предохранительный клапан, это может привести к низкому уровню воды.

Есть много других причин, по которым система может потерять воду, что приведет к ее низкому уровню воды. Утечки в котле, трубопроводах или через уплотнения насоса. Небрежность, например, слить воду из бойлера для ремонта и забыть долить воду в систему, является еще одной распространенной причиной низкого уровня воды.Отключение при низком уровне воды спасет котел, поскольку не позволит горелке включиться до тех пор, пока не будет исправлен недостаток воды.

При определенных обстоятельствах отключения по низкому уровню воды может быть недостаточно для защиты. Топливный клапан может открыться; контакты могут замкнуться при сварке из-за перегрузки или короткого замыкания, что сделает отключение по низкому уровню воды неэффективным. Лучшая рекомендация, чтобы охватить все установки, чтобы обеспечить максимальную безопасность, — это использовать комбинированный податчик воды и ограничитель воды. Подающая часть обычно способна подавать воду в котел с такой скоростью, с какой она может быть выпущена через предохранительный клапан.Хотя комбинация отключения питателя увеличивает стоимость установки, по сравнению со стоимостью замены котла, это «дешевая» страховка. Помните, что коды минимальные требования , «как минимум», которые должны быть выполнены. Превышение требований кодекса — это всегда хорошая практика, особенно в том, что касается безопасности.

Хотя Climatic Control Company обычно не занимается проектированием систем принудительного нагрева воды, знание того, что требуется, может помочь вам помочь клиенту найти проблему с проблемной системой, над которой он работает, и продать соответствующие устройства для устранения проблемы.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *