Расчет расхода воды через котел

Обновлено: 05.07.2024

Объем воды в системе отопления. Зависимость от мощности котла

Как подобрать мощность котла под количество воды (объем) в системе отопления, или наоборот? Существует ли зависимость мощности от литров?
Такие вопросы часто волнуют владельцев отопительных систем…
Действительно, какая должна быть мощность котла, для системы с внутренним объемом 100 литров, например?

Нет ли в этом вопросе какого либо подвоха, направленного лишь на то, что бы мы приобретали лишнее оборудование, которое нам ни к чему?

Рассмотрим, как связаны мощность котла и емкость системы отопления, а также более важный вопрос о подборе насоса для определенной мощности котла…

Откуда берется вопрос о зависимости мощности от объема

Как продать лишний радиатор? Установив его в систему, потребитель ничего особого не приобретет и ничего не потеряет, кроме денег. Но дополнительная ощутимая прибыль продавцу будет.

Возникает удобный для наращивания продаж, но не имеющий технического смысла, вопрос о подгонке объема системы отопления под мощность котла. Например, если имеется 20 кВт-ный котел, то нужно докупить еще парочку радиаторов, чтобы объем системы достиг 100 (200, 300) литров, иначе котел не сможет работать на полную мощность… Клиенту ничего не остается, как достать кошелек и начинать отсчитывать дополнительно зеленые (желтые, синие…).

Сколько воды нужно под мощность котла

Вопрос об объеме воды внутри системы отопления имеет большую популярность, так как подогревается строй-бригадами и продавцами. Увеличивать количество оборудования по любой причине – любимое занятие монтажников.

Котел отдаст всю свою мощность и на 100 литров воды и на 1000 литров. Разница будет лишь во времени нагревания и остывания. Маленькая система нагреется за 10 минут и будет остывать 10 минут, затем снова автоматика включит котел… Большая же будет греться 100 минут и затем остывать долго….

Системы класса low water – в чем преимущества

В последнее время существует тенденция по уменьшению внутреннего объема систем отопления, чтобы уменьшить их тепловую инерционность, для более быстрого нагрева и остывания.

Меньшее количеством воды более гибко и быстро реагируют на изменения температуры внутри здания. Малоемкостную систему котел быстрее разогреет, и она начнет быстрее отдавать тепло, когда это потребуется. После нагрева помещения, лишнего тепла в радиаторах окажется меньше, система быстрее остынет. В этом кроется небольшая экономия.

Какие радиаторы подобрать

Современные радиаторы и конвекторы имеют в разы меньший внутренний объем и теплоемкость, по сравнению со старыми чугунными. Уменьшение теплоемкости дает возможность немного экономить энергии, и делать отопление более гибким и комфортным. Оно оперативней реагирует на изменения температуры, и не накапливает лишней энергии.

Но это больше теоретические выкладки. На практике же ощутимой разницы пользователи не замечают, они могут приобретать любые радиаторы, какие понравятся, какие имеются в магазинах, с полной уверенностью, что система будет работать нормально.

Что важно для мощности котла

Через котел должен проходить определенный объем теплоносителя.
Именно количество воды в единицу времени, т.е. ее расход, важно подобрать под определенную мощность котла.

Не вдаваясь в расчеты, можно сказать, что через теплообменник 20 кВт должно проходить не менее 1000 литров воды в час. Насос должен это обеспечить.
Мощность радиаторов в доме должна быть чуть больше мощности котла, чтобы ее рассеивать, в противном случае система перегреется, закипит.

Подбор насоса под мощность котла

Важно подобрать насос под мощность котла правильно. Насос должен преодолевать гидравлическое сопротивление системы так, чтобы объем проходящей по котлу воды был бы не менее требуемого, т.е. для 10 кВт-ного котла должно быть не менее 500 литров в час (0,5 м куб./ч.)

Расчет скорости воды в трубе

Скорость движения воды в трубопроводе определяется по формуле:

где V - скорость движения воды, м/с,
G - расход воды, м 3 /сек,
π - число пи, математическая константа
d - внутренний диаметр трубопровода, м.

Предлагаем вам воспользоваться калькулятором скорости потока жидкости. Заполните два поля формы и получите результат. При вводе обращайте внимание на размерность расхода жидкости, по умолчанию используются м 3 /час , не забудьте её изменить, если вы применяете другую размерность.

Формулы и методика расчета расхода воды на котел отопления

Количество теплоносителя должно быть таким, чтобы мощности агрегата было достаточно для прогрева. Если объем превышен, это приведет к недостаточному прогреву, котел будет работать постоянно, что приведет к его преждевременному износу и большому расходу газа.

Внутренний объем труб разного диаметра

Зависимость максимального расхода от мощности вычисляется, как мощность котла в килловаттах, помноженная на коэффициент 13,5 килловатов на литр. Для расчета расхода воды на котел применяется следующая формула: V теплоносителя = Vкотла + V радиаторов + V расширительного бака + Vтруб.

Объем котла зависит от мощности вашего агрегата, цифры приведены в инструкции. Объем расширительного бака также приводится в инструкции, в идеале он должен составлять примерно две мощности от значения мощности агрегата. Так например, если мощность 10 кВт, то расширительный бак занимает объем в 20 л.

Объем радиаторов зависит от материала, из которого они изготовлены, Так , например, одна секция алюмиевых батарей занимает объем 0,44л, из биметалла — 0,35 л, чугунных нового образца — 1 литр, старого образца — 1,4 литра. Посчитав количество секций, получите объе радиаторов.

Объем трубы длиной 1 м и диаметром 15мм равен 0,176л, диаметром 20 мм — 0,3 л, диаметром 25 мм — 0,485 л. Умножив на длину труб, получаем общий объм, занимаемый теплоносителем в трубах.

Сложив все полученные данные, можем рассчитать общий объем жидкости. Наиболее популярными моделями для бытовых нужд являютя Wolf, Vaillant, Bayxi, а к промышленным моделям можно отнести: ДКВР 10 13, КВГМ 10, ПТВМ 30М. Объем питательной воды для них расчитывается специалистами.

Вода – наиболее распространенный теплоноситель

В качестве теплоносителя в котлах используется вода и антифриз.

Вода используется гораздо чаще по следующим причинам:

вода — самый дешевый теплоноситель ;
обладает высокой теплоемкостью — способностью отдавать тепло.Нагретая до 90 градусов и остывшая до 70 градусов в радиаторах отопления вода отдает 20 ккал тепло в окружающий воздух на 1 кг собственного веса;
экологически чистая , безопасна для здоровья человека и окружающей среды в случае утечек;
легко дополняется объем в случае утечек — просто доливается в расширительный бак.
течь легко устраняется путем герметизации места течи.

При этом существуют недостатки, вызванные содержанием в воде солей и кислорода, которые способствуют образованию накипи на стенках внутренних деталей котла. Накипь уменьшает проток воды по теплоносителю и теплоотдачу.

Поэтому лучше всего использовать дистилированную либо дождевую воду. Перед заливкой следует тщательно промыть всю теплосистему, независимо от того, старая она или новая.

Выбор циркуляционного насоса

Циркуляционный насос служит для поддержания оптимального давления воды для отопления.

Насос отопления

Чтобы правильно его выбрать, необходимо учитывать следующие параметры:

производительность , рассчитывается при минимальном расходе;
рабочее давление насоса ;
величина обогреваемой площади , тип и температура теплоносителя, температура в помещении, размер труб;
габариты насоса , уровень шума.

Насосы делятся на 2 вида по типу ротора — «сухой» и «влажный». «Сухой» ротор не находится в контакте с теплоносителем, он защищен от него уплотнителем. Такие насосы имеют высокий КПД, до 86%, но достаточны шумные в работе, чаще используются на предприятиях или в больших котельных.

В насосах «влажного» типа ротор находится в непосредственном контакте с теплоносителем, он более бесшумен. Такое устройство оборудовано переключателями скорости. Долговечны в работе, но имеют невысокий КПД -до 66%. Широко применяются в домашних системах отопления.

Для выбора параметров циркуляционного насоса применяется формула: Q = N /(t 2- t 1),

где Q — производительность насоса;

N - мощность вашего котла;

t 2 — температура подающей жидкости;

t 2 — температура обратки.

Схема монтажа насоса отопления

Температура подающей жидкости обычно находится в диапазоне 90-95 градусов, обратки 50-75 градусов.

Одним из самых популярных насосов является насос фирмы GRUNDFOS. На примере модели GRUNDFOS UPS 25−4 опишем, что означает маркировка. Цифра 4 обозначает величину подъема теплоносителя на отопительный контур, 4 метра или давление в 0,4 атмосфер.

Цифры 25 — это диаметр подсоединяемых труб или переходников. При замене или установке насоса всегда ориентируйтесь на диаметр ваших труб. От диаметра труб зависит количество воды в отопительном контуре, следовательно при большем диаметре должен быть более мощный насос.

Если вы в качестве жидкости используете антифриз, а он более вязкий, вам потребуется насос большой мощности.

Вода для бытовых нужд – расчет мощности контура ГВС

В газовых двухконтурных котлах вода для ГВС нагревается проточным способом. Время протока воды по теплообменнику незначительное, поэтому мощность агрегата должна быть такой , чтобы успеть ее нагреть.

Самой минимальной мощностью такого агрегата должна быть не менее 18 кВт. Для снижения ее используется накопительный бак, в котором нагретая вода некоторое время поддерживает свою температуру и позволяет сразу после открытия крана пользоваться горячей водой.

Пример контура ГВС

При использовании одноконтурного котла совместно с бойлером для получения горячей воды, емкость бойлера должна быть 80 литров для возможности комфортного пользования и снижения расхода топлива котлом.

Способы экономии тепла и горячей воды

Для экономии следует хорошо утеплить помещение, окна, двери, стены. Уменьшение количества окон также приведет к уменьшению потерь тепла. Своевременная чистка блоков вашего котла также поможет значительно снизить расход топлива.

Уменьшение температуры нагрева как воды для отопления, так и для ГВС на небольшую величину также поможет сэкономить ваши средства.

Отопление очень просто! Часть 2.

Идея, время которой пришло. (Преимущества применения первично/вторичных систем отопления)

В первой части "Отопление-это очень просто" мы постарались максимально просто изложить основные сведения и практические подходы, необходимые для построения несложных систем отопления. Однако, "за кадром" остались важные тонкие детали правильного обустройства котельной (или "топочной"), вопросы расчета и подбора циркуляционных насосов , согласованной работы котлов и разноплановых потребителей тепла (контуров отопления и теплых полов, бойлера горячей воды, подогрева бассейна и т.д.).
Мы надеемся, что все, здесь изложенное поможет Вам легко решить эти вопросы, даст ясное общее представление, не усложняя , а упрощая.
Поэтому, возможно, информация будет полезна архитекторам, частным застройщикам, строительным инженерам, монтажникам систем отопления, то есть всем тем, кто планирует или принимает участие в строительстве "умного" и экономного дома.
Концепция первично/вторичной насосной отопительной системы родилась в США сразу после второй Мировой войны. Она, а также идея применения гидронных котлов с теплообменником из ребристых медных труб были порождены необходимостью практического решения задач проектирования отопительных систем. На протяжении многих лет использования такие системы доказали свои неоспоримые преимущества.

В основе первично/вторичной концепции – идея транспортного кольца, по которому автомобили могут двигаться только в одном направлении, иногда сворачивая на боковую (вторичную) дорогу. Движение по вторичной дороге двухстороннее, т.е. автомобили и сворачивают на нее с кольца, и вновь заезжают на кольцо (первичное).
Точно так же организованы первично/вторичные гидравлические тепловые схемы. Под действием кольцевого насоса вода (теплоноситель) циркулирует по первичному кольцу постоянно, а при включении насосов вторичных контуров затекает в эти контуры из кольца, и затем вновь возвращается в первичное кольцо.
Так же, как дорожное кольцо осуществляет функцию транспортной развязки, первичное кольцо в первично/вторичной схеме играет роль гидравлической развязки системы отопления.

На вторичных кольцах располагаются потребители тепла (радиаторы, напольное отопление, горячее водоснабжение, подогрев бассейна и т.д.) и генераторы тепла (котлы, теплообменники, солнечные батареи и др.).
Кольцевая концепция делает систему более оперативной, менее инерционной, быстро откликающейся на запрос тепла, приходящий от любого потребителя (зоны). Поэтому применение малоинерционных гидронных котлов еще более улучшает скоростные характеристики системы в целом.
Применение этих двух концепций одновременно дает возможность специалистам предлагать своим заказчикам надежное и современное решение их задач.

Применение первично/вторичной системы позволит:

Достичь максимального соответствия произведенного тепла и теплопотерь здания для повышения комфорта в помещениях

Повысить эффективность работы системы отопления

Избежать прохождения воды через неработающие котлы (то есть повысить экономичность работы системы в целом)

Быстро и просто выполнять работы по ремонту элементов системы

Сегодня, как никогда, котлы и технологии первично/вторичной системы помогут достичь специалистам по отопительным системам высокой конкурентоспособности. Используя простые рекомендации Вы получите возможность контролировать уровень комфорта в помещениях, значительно повысив при этом эффективность работы отопительной системы.
Направленное движение теплоносителя в первичном кольце дает несколько сильных преимуществ в управлении теплом и, скорее всего, Вы будете использовать эту систему и с другими типами котлов.
Кроме того, Вы сможете собрать такую систему из стандартных, легко монтируемых компонентов. Вы найдете первично/вторичную систему гораздо более простой в монтаже и наладке, чем любые системы, с которыми Вы знакомы.

Старая проблема решена. (История возникновения идеи первично/вторичной системы)

В то время, когда принудительная циркуляция еще не применялась в отоплении, специалисты по отопительным системам стояли перед проблемой:

Каким образом заставить поток воды двигаться в нужном направлении, если основной движущей силой являются свойства горячей воды?

В те годы применялись системы только с естественной циркуляцией. Горячая вода поднимается вверх, благодаря тому, что становится легче холодной. В случае, когда потоку "окажется легче" устремиться в ближайший стояк, практически невозможно заставить его двигаться через радиатор.
Для того, чтобы оставаться конкурентоспособными, подрядчики, проектировавшие и монтировавшие водяное отопление, предпочитали устраивать однотрубные системы, так же, как их конкуренты - подрядчики по паровым системам. Но что может заставить воду двигаться через радиатор, если схема его присоединения к стояку следующая:

Такие тройники производились несколькими компаниями. Дальше на рисунке показан тройник с запрессованным внутрь конусом. При сужении потока в конусе теряется часть напора воды в стояке. В результате радиатор оказывается под действием перепада давлений и через него возникает циркуляция воды. Установив один такой тройник, подрядчик получал определенный поток воды через радиатор, применив два - получал больший поток.

Понятно, что без таких специальных тройников, подрядчик испытывал все ту же проблему: Вода не идет через радиатор!
Вода всегда движется по пути наименьшего сопротивления. Поэтому долгое время большинство подрядчиков применяли эти специальные тройники. А затем, совершенно случайно, пришло открытие. В начале 50-х годов один подрядчик смонтировал отопительную систему с всасывающими тройниками в одном из офисов в Нью-Йорке. К сожалению, трубы, подводящие воду от стояков к радиаторам оказались слишком длинными, и, к его разочарованию, он обнаружил, что циркуляция воды через радиатор незначительна, даже при том, что он установил два всасывающих тройника - на подающей и обратной трубе. Причина была в том, что падение давления в подводке (из-за большой длины труб) было больше, чем гидравлическое сопротивление по стояку (даже при двух тройниках!).
Подрядчик, работая совместно с проектировщиком и изготовителем всасывающих тройников, решил провести эксперимент. Он установил на подводке к радиаторам маленькие циркуляционные насосы. Затем он запустил эти насосы одновременно с основным насосом системы. К его радости, радиаторы грелись очень хорошо!
От этого открытия оставался лишь один короткий шаг к тому, чтобы понять, что если "первичный" насос (основной насос системы) работает постоянно, то можно, периодически включая и выключая "вторичные" насосы, каждый радиатор сделать независимой зоной отопления.

Основной принцип

Независимость колец в системе

В основе первично/вторичной системы нет никаких инженерных сложностей. Вы сможете легко применить такую систему в Вашей следующей работе, ощутив при этом, как повышается Ваша конкурентоспособность, как подрядчика.
Начнем с рассмотрения этого простого трубопроводного (первичного) кольца.

Ничего сложного.
Это лишь однокольцевая система с циркуляционным насосом. Очевидно, если включить насос, вся вода, выходящая из котла, пойдет по этому кольцу. Вода будет циркулировать, потому что у нее нет выбора. Циркуляционный насос создает разницу давлений, и вода движется. Она движется и движется по кругу, как чертово колесо. И так же, как в чертовом колесе, не происходит никакого подъема. В закрытой системе, как эта, вес воды, поднимающейся вверх, уравновешивается весом воды, движущейся вниз. Здесь нет никакого подъема воды на высоту, только циркуляция. Циркуляционный насос работает только на преодоление сопротивления трубы и котла.
Представим, что мы присоединили второе (вторичное) кольцо к основному. При этом мы не будем устанавливать всасывающие тройники, о которых говорили выше, а установим обычные тройники и вентиль на участке трубы между тройниками.

Будет ли вода циркулировать по второму кольцу?
Это зависит от того, открыт ли вентиль полностью, закрыт ли он, или находится в промежуточном положении. Вентиль играет роль ворот (или семафора), которые направляют воду в ту или иную сторону. Вентиль создает разницу между сопротивлением вторичного кольца и сопротивлением участка трубы между тройниками. Увеличивая или уменьшая величину сопротивления при помощи вентиля, мы определяем величину потока воды по второму кольцу. Можно получить тот же эффект применением всасывающих тройников. Они, собственно и представляют собой такой же вентиль, имеющий только одно, фиксированное положение.
Эффекта всасывающего тройника можно достичь применением трубы меньшего диаметра на участке между тройниками, потому что при одном и том же расходе воды труба меньшего диаметра имеет большее гидравлическое сопротивление, чем труба большего диаметра.
Итак, все, о чем мы говорим, связано с падением давления. Но ни один из этих методов не позволяет нам простым способом начать, прекратить или изменить объем циркуляции воды через второе кольцо.
Давайте попробуем что-либо еще.
Уберем вентиль на участке трубы между тройниками, а во вторичном кольце смонтируем циркуляционный насос (вторичный насос).
Теперь у нас есть кое-что, с чем можно поработать! Первичный насос будет у нас работать постоянно. Когда вторичный насос отключен, циркуляции воды через вторичное кольцо не будет, т.к. сопротивление (падение давления) вдоль вторичного кольца больше, чем падение давления (сопротивление) на участке трубы между двумя тройниками.

Но когда мы включим вторичный насос, по второму кольцу пойдет столько воды, сколько нам нужно, обеспечивая циркуляцию, т.к. работа вторичного насоса изменяет соотношение падений давления во вторичном кольце.

В первично/вторичной системе вторичный насос всасывает воду из подающего трубопровода так, как если бы трубопровод был котлом. В этом смысле подающий трубопровод становится как бы продолжением котла, из которого можно отбирать тепло, когда и куда это необходимо

Теплопотери по подающему трубопроводу первичного кольца минимальны, потому что он не проходит через зоны теплообмена. Через эти зоны проходят только вторичные кольца. Как первичное, так и вторичные кольца работают совершенно независимо друг от друга.

Общий участок трубопровода

Что происходит на участке трубопровода между тройниками

Этот участок является общим для обоих колец и очень важным. Давайте рассмотрим его. Почему? Потому что мы хотим, чтобы первичный и вторичный насосы хорошо взаимодействовали друг с другом.

Это важно, потому что в традиционных (без применения первично/вторичных колец) коллекторных системах с двумя параллельно работающими насосами, когда один насос более мощный, чем другой, иногда возникают проблемы. Поток, создаваемый менее мощным насосом, иногда не может "войти" в участок общего трубопровода, по которому циркулирует поток, создаваемый более мощным насосом, из-за разницы давлений, которые развивают эти насосы. Вот пример этого:

Два насоса, развивающих один больший, другой - меньший напор, имеют общий участок трубопровода в направлении движения потока между точками А и В (через котел). Допустим, насос с большим напором работает, а с меньшим - отключен. Высоконапорный насос создает большое давление в точке А, но когда поток достигает точки В,давление становится меньше, потому что часть давления, создаваемого насосом, срабатывается за счет гидравлического сопротивления трубопровода (и котла). Поток "хочет" двигаться в обход, через трубопровод насоса меньшего напора, т.к. вода всегда течет в направлении наименьшего сопротивления, но в данном случае поток так двигаться не сможет из-за установленного обратного клапана.

Теперь включим низконапорный насос. Он также развивает определенное давление, но этого давления может оказаться недостаточно, чтобы открыть обратный клапан. Он не в силах этого сделать лишь потому, что разница давлений в точках А и В слишком велика. Результат – отсутствие циркуляции в цепи низконапорного насоса.

Теперь посмотрите, чем отличаются трубопроводы в первично/вторичной системе. Давление, развиваемое высоконапорным (первичным) насосом в точках А и В почти одинаково, т.к. тройники расположены очень близко друг от друга. Нам необходимо обеспечить, чтобы максимальная длина этого участка была не больше 4-х диаметров трубы (4d). Обычно, для труб диаметром от 1.5 до 3 дюймов это расстояние не превышает предел, соответственно, от 6 до 12 дюймов (150-300 мм). Это нужно для того, чтобы сопротивление участка между точками А и В было чрезвычайно мало.
Высоконапорный насос не будет создавать циркуляцию воды во вторичном кольце, потому что подающий трубопровод (общий участок между тройниками) является путем с наименьшим гидравлическим сопротивлением. Когда мы включим низконапорный насос, он будет отбирать воду из первичного кольца в точке А, обеспечивать ее циркуляцию по вторичному кольцу и возвращать в первичное кольцо в точке В. Это произойдет потому что давление в точках А и В практически одно и то же.
Другими словами, первичный насос не сможет "заглушить" вторичный. Оба насоса работают как две независимые системы
Наконец, мы обеспечили их правильное взаимодействие

Расход воды через общий участок

Интересно посмотреть, что происходит в общем участке трубопровода. В зависимости от соотношения мощностей первичного и вторичного насосов и, соответственно, величины расходов воды, создаваемых первичным и вторичным насосами, мы можем заставить поток двигаться вперед, назад, или не двигаться вообще.Вот как это выглядит на рисунках:

Допустим, мы подобрали как первичный, так и вторичный насосы производительностью 10литров/мин. Когда вторичный насос не работает, расход, развиваемый первичным насосом, т.е. 10литров/мин, будет циркулировать между точками А и В. Во вторичном кольце никакой циркуляции не будет.

При включении вторичного насоса весь расход воды будет отбираться в точке А из первичного кольца во вторичное. Расход воды через общий участок трубопровода будет нулевым. Это происходит вследствие простого принципа: Вся вода, входящая в тройник, должна из него выйти. В данном случае у воды есть два пути выхода из тройника. И каким путем она пойдет, полностью зависит от вторичного насоса.
Давайте теперь немного изменим условия.

Вот пример небольшой системы. Допустим, производительность первичного насоса 20литров/мин, а вторичного насоса - 10литров/мин. Когда вторичный насос не работает, весь поток в 20литров/мин от первичного насоса будет проходить через общий участок трубопровода.
Теперь включим вторичный насос. Он будет отбирать 10литров/мин через тройник в точке А. Остальные 10литров/мин пройдут через общий участок, а в точке В к ним вновь присоединятся те самые 10литров/мин, которые прошли по вторичному кольцу.
Правило "Все, что входит в тройник, должно выйти из него" действует. Только теперь мы "расщепили" имеющийся поток на два направления. У нас имеется расход воды через общий участок трубопровода, но он составляет лишь половину потока, который был при выключенном вторичном насосе. (То, что происходит в этом случае очень похоже на то, что происходит в системе со всасывающими тройниками).

Но это еще не все, потому что в первичных/вторичных системах есть еще один путь, по которому вода может двигаться вдоль участка общего трубопровода. Допустим, мы поменяем местами насосы, которые мы только что применяли. Установим насос производительностью 10литров/мин на первичном, а насос производительностью 20литров/мин на вторичном кольце. Вот так:
Теперь смотрите внимательно. Когда вторичный насос не работает, поток воды в 10литров/мин будет проходить через общий участок трубопровода, потому что мы подобрали первичный насос такой производительности. При включении вторичного насоса, он станет отбирать через тройник в точке А 20литров/мин. Но как он сможет это сделать? Ведь в этот тройник поступает лишь 10литров/мин
Теперь опять время вспомнить тот простой принцип: "Все, что входит в тройник, должно выйти из него". Но здесь можно его перефразировать: "Все, что выходит из тройника, должно войти в него".
Если мы отбираем 20литров/мин через тройник, значит, те же 20литров/мин должны в него поступить с двух других сторон. Т.к. первичный насос обеспечивает лишь 10литров/мин, вторичный насос должен забрать недостающие 10литров/мин с противоположной стороны тройника. Другими словами, забрать их из своего собственного циркуляционного расхода. В этом случае, когда оба насоса работают, вода будет двигаться вдоль общего участка трубопровода в обратном направлении.
Только подумайте об имеющихся возможностях! Можно к подаваемой воде подмешивать обратную воду и создать двухтемпературную систему (без применения трехходовых кранов), если Вам это требуется. Первично/вторичная система предоставляет Вам массу возможностей, если, конечно, у Вас есть желание работать головой и руками.
Подумайте, например, чего можно достичь, применяя эту технику к котельным системам.

Основные составляющие отопительной системы

Гидронные котлы

Эви Льюис Миллер, калифорнийский инженер и изобретатель, выдвинул идею о создании высокоскоростных, малообъемных котлов с теплообменником из прямых медных ребристых труб в 1946 году. Он был уверен, что применение этой идеи устранит процессы образования накипи и электролитической коррозии, которые значительно снижают сроки эксплуатации котлов с чугунными секционными и стальными трубчатыми теплообменниками, когда они применяются в системах нагрева воды.
В те послевоенные годы индустрия оборудования для бассейнов в Южной Калифорнии находилась в зачаточном состоянии, и котлы Эви Миллера оказались прекрасно подходящими для использования в качестве нагревателей воды для бассейнов. Его котлы, в большинстве случаев, устанавливались под открытым небом, будучи подверженными всевозможным воздействиям. Они работали на сильно хлорированной воде с высоким содержанием кислорода. Они работали в условиях, которые были несоизмеримо хуже тех, в которых работает любой водогрейный отопительный котел. И они работали в течение многих лет.
Учитывая экстремальные условия их эксплуатации с хлорированной, насыщенной кислородом водой бассейнов, казалось естественным применить эти котлы в системах водяного отопления по мере того, как они постоянно совершенствовались на протяжении 50-х годов.

Чтобы объяснить, что мы имеем ввиду, рассмотрим отопление как систему, состоящую из трех основных частей:

КОТЕЛ, который мы считаем "Генератором Тепла", потому что он вводит тепло в первичное кольцо по мере необходимости;
ПЕРВИЧНОЕ КОЛЬЦО, которое мы называем "Системой Транспорта Тепла", т.к. оно доставляет тепло от "Генератора Тепла" людям, находящимся в доме, и, наконец,
ОТОПИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ, или "Распределители Тепла", потому что они распределяют тепло туда и тогда, где и когда оно требуется.
Рассмотрим каждую из этих частей.

Котел - генератор тепла

Два маленьких лучше одного большого

Вы должны подбирать котел по мощности, рассчитывая на самые худшие условия. При сильном ветре и отрицательных температурах наружного воздуха котел должен производить достаточное количество тепла для того, чтобы Ваш заказчик чувствовал себя комфортно. Если Вы правильно подобрали котел, то он должен работать постоянно в самый холодный (расчетный) день года. Вот для чего нужен расчет теплопотерь.

А теперь подумайте вот о чем: в любой другой день года котел способен производить тепла гораздо больше, чем требуется. Есть ли смысл в том, что котел работает на свою полную мощность в дни, когда наружная температура 0 или +5°С? Конечно, нет.
Именно в такие, менее холодные дни, котлы, подключенные по принципу первично/вторичной системы, покажут свое преимущество, потому что будут производить именно столько тепла, сколько необходимо для компенсации теплопотерь здания в данный момент. Это дает Вам два преимущества, которые можно использовать в интересах Вашего заказчика: комфорт и экономия. Это дает вам лучшие аргументы по сравнению с Вашими конкурентами.
Например, общая потребность здания в тепле (отопление плюс горячее водоснабжение) -150кВт. Вы можете подобрать один котел такой производительности. Он будет обеспечивать здание теплом и горячей водой в любой день года, но для большинства дней в году его мощность будет слишком велика.
Однако, распределив требуемую производительность между двумя котлами, скажем, по 75кВт каждый, Вы одновременно решите несколько задач:

Во-первых, разделив нагрузку, Вы признали, что не каждый день года является самым холодным днем. По "средним" дням отопительного сезона будет работать только один котел, при этом производя достаточно тепла для обогрева. Из-за того, что производительность этого менее мощного котла ближе к фактическим теплопотерям здания в такие "средние" дни, рабочие циклы малого котла будут более продолжительными, чем у одного котла двойной мощности. При применении двух котлов меньшей мощности значительно повышается общая эксплуатационная эффективность за счет снижения потерь в горячем резерве (т.е. потерь, вызванных естественным охлаждением неработающего котла). Это также снижает расходы на топливо.
Естественно, по мере того, как погода становится холоднее, в работу включится второй котел, присоединенный последовательно, чтобы помочь первому поддерживать требуемую температуру в первичном кольце. Другими словами, эти два малых котла будут работать, как один большой, но только в самые холодные дни.

Во-вторых, установив два котла, Вы получаете замечательное преимущество, отсутствующее в случае с одним большим котлом. Вероятность того, что оба котла одновременно будут нуждаться в ремонте, очень мала.
Эта важная черта является причиной того, что такого типа системы применяются в больницах, школах, детских садах. Просто невозможно допустить, чтобы они оставались без тепла.

В-третьих, подключив котлы по принципу первично/вторичной системы, Вы исключите пропускание воды через неработающий котел. Это значит, что Вы снизите теплопотери через конструкцию и облицовку котла. Работающий котел будет производить тепло, требуемое системой, а отключенный котел будет как бы отсечен от системы задвижками, хотя никаких задвижек на самом деле нет.
Это преимущество в сочетании с малоемкостной конструкцией котла еще более увеличивает общую эффективность работы системы.

Но и это еще не все. Давайте поднимемся еще на один уровень, добавив к системе прибор управления ЕМ 2 . Этот простой и недорогой прибор заставляет вторичный циркуляционный насос котла работать еще в течение нескольких минут после того, как основные горелки котла отключились. Тем самым насос отводит избыточное тепло от медного теплообменника и переносит его в первичное кольцо. При этом ЕМ 2 полностью устраняет потери котла в горячем резерве.
Когда котлы работают в первично/вторичной системе, Вы можете распределить общую нагрузку на более чем два котла, если требуется.
Однако мы пришли к выводу, что максимальное число котлов, которое можно рекомендовать для эффективного применения в первичной/ вторичной системе - четыре. Причина проста: экономическая выгода от установки более четырех котлов так невелика, что не окупает дополнительных усилий по монтажу.

Но представьте себе возможности четырех котлов, объединенных в первично/вторичную систему, каждый из которых может переключаться из режима максимальной мощности (100%) в режим пониженной мощности (50%) и обратно. Вы можете иметь четыре котла, чутко реагирующих на потребности системы в тепле и распределяющих между собой нагрузки этой системы. Горелки одного или двух котлов могут работать в режиме максимальной мощности, в то время, как горелки третьего котла работают в режиме половинной мощности, а четвертый котел в это время отключился и находится в резерве.

Применяя такую стратегию, Вы имеете возможность "тонкой настройки" системы под потребности в тепле и горячей воде на каждый день в году.
Вы получаете сразу два преимущества: комфорт и экономию.

Обвязка котлов проста в монтаже. Вы можете смонтировать как маленькую бытовую систему, так и большую многокотловую первично/вторичную систему. Это так просто!

Вы имеете возможность установить два (или больше!) котла , благодаря их малым габаритам и весу, на той же площади, которую займет один котел с чугунным секционным или стальным трубчатым теплообменником. Вы обнаружите, что Ваши материальные затраты будут сравнимы с затратами на систему с одним котлом.

Требования к расходу воды через котел

Расход воды через котел является важной величиной в любой системе, но мы придаем ей особенно важное значение, т.к. котел в первично/вторичной системе является "Генератором Тепла". От него требуется подача определенного количества тепла в первичный трубопровод в определенное время.
Так как котел включен во вторичное кольцо, гидравлически независимое от всей остальной системы, мы подбираем диаметры трубопроводов его обвязки и размер насоса, исходя только из параметров котла. (Подобным образом мы рассчитываем расходы в системе и нагревательных приборах). Следуя этой стратегии Вы, как правило, подберете небольшой, доступный циркуляционный насос для котла. Вы также, возможно, обнаружите, что труб для вторичного кольца (обвязки) котлов пошло меньше, чем потребовалось бы при установке одного большого котла.
Мы рекомендуем, чтобы повышение температуры воды при ее проходе через котел было не больше 14°С. А поскольку повышение температуры воды и ее расход через котел известной мощности жестко связаны, то возникает таблица рекомендованных расходов через котлы всего диапазона мощностей.
Связь расхода воды через котел с повышением ее температуры в котле определяется тем, что вода должна унести с собой из котла все выделенное в котле тепло.

Таблица расходов воды по вторичному кольцу котла (при перепаде температуры 14°С), диаметров труб и предлагаемых типоразмеров насосов

Требования к расходу воды через котёл

Расход воды через котёл является важной величиной в любой системе, но мы придаём ей особенно важное значение, т.к. котёл в первично/вторичной системе является "Генератором Тепла". От него требуется подача определённого количества тепла в первичный трубопровод в определённое время.

Так как котёл включён во вторичное кольцо, гидравлически независимое от всей остальной системы, мы подбираем диаметры трубопроводов его обвязки и размер насоса, исходя только из параметров котла. (Подобным образом мы рассчитываем расходы в системе и нагревательных приборах). Следуя этой стратегии Вы, как правило, подберёте небольшой, доступный циркуляционный насос для котла. Вы также, возможно, обнаружите, что труб для вторичного кольца (обвязки) котлов пошло меньше, чем потребовалось бы при установке одного большого котла.

Мы рекомендуем, чтобы повышение температуры воды при её проходе через котёл было не больше 14°С. А поскольку повышение температуры воды и её расход через котёл известной мощности жёстко связаны, то возникает таблица рекомендованных расходов через котлы всего диапазона мощностей.

Связь расхода воды через котёл с повышением её температуры в котле определяется тем, что вода должна унести с собой из котла всё выделенное в котле тепло.

Значения оптимальных расходов теплоносителя через котлы практически совпадают с рекомендациями и других известных фирм, например "De_Dietrich", проповедующих распространение энергоэффективных низкотемпературных отопительных систем. В рекомендациях "De_Dietrich" приводится формула расчёта оптимального протока (расхода) Q_n (в литрах в минуту) при известной мощности котла P_n (в киловаттах): Q_n=0.96 P_n

Таблица расходов воды по вторичному кольцу котла (при перепаде температуры 14°С), диаметров труб и предлагаемых типоразмеров насосов.

Требования к расходу воды через котёл

Читайте также: