Зворотній клапан

Зворотній клапан

Зворотній клапан в системах опалення використовується для запобігання зворотнього руху рідини (теплоносія) при увязці обладнання. Зворотній клапан забезпечує правильну роботу системи опалення.

Схема

На схемі показано використання зворотнього клапану. В цьому випадку зворотній клапан запобігає циркуляції теплоносія через контур резервного насоса.

Пружинний

Є кульові, дискові, пружинні та мембранні зворотні клапани.

При виборі зворотного клапана треба дивитись при якому тиску він відкривається. Розрахунковий тиск перед клапаном має перевищувати тиск відкриття.

При виборі великих діаметрів зворотніх клапанів є вибір між міжфланцевим зворотнім клапаном та зворотнім клапаном у фланцевому виконанні.

Також потрібно зважати на температуру при якій може працювати обладнання.

Фланцеве виконання

Міжфланцевий зворотній клапан

Вибір залежить від вас та від поставлених цілей.

Андрій

Запірна Арматура та фільтр

Засувка, вентиль, кульовий кран

Клинова засувка розповсюдженна в газових мережах мережах, також вони володіють малим гідравлічним опором. Недостатком такої запірної арматури є великі габаритні розміри, довгий час відкривання та закривання та швидке виходження з ладу при інтенсивному використанні ( Ущільнення зношується).

Засувка типу "Батерфляй" виконується у між-фланцевому виконанні. Широко застосовується в теплопостачанню на діаметрах більших за Ду 50. В порівнянні з клиновими мають швидшу швидкість відкривання, закривання.

Вентиль нагадує чимось клинову засувку, також широко використовувався в системах опалення.

Кран кульовий самий популярний вид запірної арматури на малих діаметрах та широко використовується на теплових мережах малих та великих діаметрів.

При використанні запірної арматури більшої або рівної Ду125 потрібно передбачати редуктори (приводи ручні) для відкриття та закриття запірної арматури. А при Ду≥500 потрібно передбачити електропривод.

Фільтр сітковий

Фільтр використовується для захисту основного обладнання від пошкодження великими частинками грязі (шламу). При встановленні фільтра потрібно його розміщувати так щоб шлам осідав до низу фільтра та в майбутньому міг бути звітам вилучений. По обидві сторони фільтру бажано встановлювати манометри, для визначення степені забитості фільтра і подальшої його прочистки.

Андрій

Гідравлічна стрілка

Гідравлічна стрілка

З середини

Гідравлічна стрілка зазвичай використовується в котельних та паливних для розділення  контурів котлів та систем опалення.

Гідравлічну стрілку використовують 

• коли є декілька розподільчих колекторів; 

• коли виконується проект котельні але ще невідомо скільки та якої потужності будуть споживачі тепла; 

• коли неможливе в котельні автоматичне регулювання теплоносія за погодними умовами; 

• коли витрати теплоносія в контурі споживачів тепла та котельні є різними.

В житті

Отже якщо у вас неможливе регулювання або витрата теплоносія в системі опалення має бути меншою або більшою за витрату в котловому контурі, також якщо є різного типу котли.

При використанні гідравлічної стрілки обовязковим є встановлення на кожен контур насоса, щоб регулювати подачу теплоносія.

Чому гідравлічна стрілка в системі опалення здобула популярність?

• Гідравлічна стрілка розділяє потоки;
• Гідравлічна стрілка виконує роль шламовловлювача;
• Гідравлічна стрілка виконує роль розповітрювача.

При своїй нескладній конструкції виконує багато функцій. На ринку є безліч модифікацій гідравлічних стрілок.

Як підбирати?

В деяких каталогах можна підібрати по витраті теплоносія, проте при необхідності (для перевірки) можна розрахувати діаметр гідравлічної стрілки.

Основним чинником який впливає на розрахунок це швидкість теплоносія в межах 0,1-0,2м/с,

для вивільнкння повітря та осідання шламу в гідравлічній стрілці.

Розрахувати діаметр гідравлічної стрілки можна тут.

Андрій

Запобіжний клапан

Запобіжний клапан

Запобіжний клапан необхідний для захисту дорогого обладнання від надлишкового тиску.

Запобіжний клапан спрацьовує тоді коли тиск піднімається вище ніж на запобіжному виставлена. Тим самим запобігає перевищенні тиску в середині котла або баку. Зазвичай їх влаштовують на джерелах тепла.

Є безліч нюансів із застосування цих пристроїв, при використанні в котлах потужністю більше ніж 300 кВт, потрібно влаштовувати мінімум 2 запобіжні клапани. На простих бойлерах хватає і одного запобіжнього клапана. Також при використанні запобіжних клапанів потрібно враховувати відвід гарячої води (теплоносія) що викидується із системи, для цього передбачають трубопровід який має в два рази більше січення від розрахункового січення скидного клапану. Запобіжний клапан потрібно розміщувати зразу коло виходу із пристрою який цей клапан захищає від надлишкового тиску, не дозволяється між обладнанням і запобіжним клапаном ставити запірну арматуру.

Як працює?

Працює запобіжний клапан за рахунок пружини що регулюється і не дає відкритися клапану доки тиск на вході в клапані не перевищить тиск з яким пружина давить. За рахунок регулювання цієї пружини можна налаштувати тиск при якому буде спрацьовувати клапан.

Розрахувати

Розрахувати запобіжній клапан можна на сайті онлайн розрахунку.

Андрій

Балансувальний клапан

Балансувальний клапан

В наш час балансувальний клапан є невід'ємною частиною системи опалення, і великим полегшенням при розрахунку гідравліки системи опалення.

В старих системах опалення балансувальних клапанів ви не знайдете, їх роботу виконували так звані шайби в яких просвердлю'вались маленькі отвори.

Балансувальний клапан використовують як додатковий місцевий опір на відгалуженні системи опалення.

Де розміщувати балансувальні клапани

Фірма ГЕРЦ рекомендує таке використання балансувальних клапанів в системі опалення. Проте регулятор перепаду тиску ставити на відгалуження системи опалення є недоцільним (думка автора). На таких відгалуженнях можна обійтись простими ручними балансувальниками.

Балансувальний клапан

В чому плюси?

Якщо подивитись на балансувальний вентиль ми бачимо що він схожий на простий кран (пробковий). Суть балансувального клапана дуже проста- це зменшення січення через яке може пройти теплоносій, і цим самим збільшується опір в місці заменшеного січення. Також балансувальний клапан може виконувати і функції простої запірної арматури тому коло балансувальника не потрібно ставити запірну арматуру.

Балансувальний клапан

І порівняно із шайбою він має ряд переваг адже його завжди можна налаштувати так як потрібно (при пусконаладці системи опалення). Також при певних прорахунках в проектній роботі, на обєкті можна його підкрутити і тим самим збалансувати систему опалення. Завдяки цьому на обєкті всі батареї (радіатори) будуть віддавати тепло таке як передбачено в проекті. При відключенні одного із стояків від загальної системи опалення відбувається зміна гідравлічного режиму і тут вже вступають в роботу балансувальні клапани які можна перенастроїти, нажаль із шайбами такого не зробиш.

Чому не використати арматуру запірну для регулювання?

 За рахунок того що балансувальний клапан має нахилений запірний пристрій його межа балансування збільшується і він може більш точно створити втрати тиску в точці встановлення, також нормативні державні документи забороняють використовувати запірні пристрої в якості регулюючих (балансувальних). Проте в більшості приватних будинків, що прагнуть зекономити, використовують запірну арматуру для балансування.

Регулятор перепаду тиску

Регулятор перепаду тиску допомагає автоматично регулювати перепад тиску на балансувальному клапані. Це звичайно покращує роботу системи опалення проте і здорожує її.

Висновок

Балансувальні вентилі зайняли свою нішу на ринку арматури для систем опалення і міцно закріпились. Їх використання є виправданим з точки зору зручності. Розрахунок балансувального клапана можна провести онлайн.

 Андрій

Триходовий клапан

Триходовий 

Триходовий із електро-приводом

При проектуванні любої системи теплопостачання або опалення потрібно незабувати про регулювання теплоносія за двома варіантами:

1.Температура;

2.Витрата теплоносія.

Ці способи регулювання використовуються для економії енергії та комфортного перебування людей в регульованому приміщенні.

Температурне регулювання виконується за рахунок підмішування зворотки до подаючої лінії і тим самим зменшуючи температуру подачі.

При регулюванні за рахунок витрати надлишок теплоносія з подаючої лінії частково іде в зворотку і до джерела тепла (котла).

Все це регулюється трьохходовим краном (переважно з приводом). 

1-схема регулювання за температурою теплоносія.
 2- схема регулювання зв витратою

На малюнку показано дві схеми встановлення триходового клапана в системах опалення або теплопостачання.

На 1-ій схемі зображено підмішування зі зворотки холоднішої води і таким чином подача буде мати меншу температуру яка піде до радіаторів або калорифера. В такій схемі обовязково треба зважати на розміщення триходового клапана відносно насоса. Триходовий має знаходитись на всмоктуючій стороні.

На 2-ій схемі зображенно протилежну картину. Регулювання відбувається зміною кількості теплоносія. Частина теплоносія повертається до джерела тепла. В цій схемі забезпечується постійна темпратура яку отримує споживач.

Тепер про сам трьохходовий клапан

Він має змішувати потоки і тому має мати великий опір. Переважно 1метр водяного стовба має втрачатись на трьохходовому клапані. Ці втрати тиску необхідно передбачити в підборі насоса.

Розрахувати трьохходовий можна на сайті онлайн розрахунку триходового клапану.

Андрій

Розширювальний бак

Розширювальний бак

При нагріванні води або іншого теплоносія, що використовується в системі опалення, відбувається його розширення і пропорційно розігріванню теплоносія відбувається розширення.

Для того щоб рідина мала місце куда розширюватись використовують розширювальний бак.

Розширювальні баки є відкритими та закритими (мембранними). 

Відкритий розширювальний бак зазвичай влаштовують в самій вищій точці системи (над котлом). Він в такому випадку виконує функцію розповітрювача системи опалення. Переважно використовується в гравітаційних системах опалення.

Закриті (мембранні) розширювальні баки використовуються в закритих системах опалення.

Ці баки мають в собі мембрану яка розділяє бак на дві частини в одній знаходиться вода системи опалення а в іншій газ за рахунок якого регулюється початковий тиск в системі.

Ці баки зараз вмонтовують в невеликі котли для компенсації розширення невеликих систем опалення, в таких випадках додатковий розширювальний бак не передбачається. Проте бувають випадки що вмонтованого баку може не вистачити для компенсації розширення теплоносія і вже в такому випадку необхідно ставити ще один бак.

Розміщення

В ДБН опалення і вентиляція в додатку Л є опис підбору і розміщення  розширювального баку.

ДОДАТОК Л(довідковий) НАСТАНОВА З РОЗРАХУНКУ МЕМБРАННИХ РОЗШИРЮВАЛЬНИХ БАКІВ (ЗАКРИТІ СИСТЕМИ)Л.1 Загальні вимоги При застосуванні закритого мембранного бака необхідно:а) розташувати бак у нейтральній точці системи. У цій точці гідростатичний або робочий тиск теплоносія є завжди постійним і незалежним від роботи циркуляційного насоса. Цю точку слід визначати так, щоб статичний тиск зі сторони всмоктування насоса був достатній для забезпечення роботоздатності системи, наприклад, недопущення кавітації, утримання мінімального температурного навантаження на мембрані розширювального бака. Заповнення системи слід здійснювати між точкою приєднання бака та входом циркуляційного насоса. Рекомендоване місце приєднання розширювального бака до системи позначене на рисунку Л.1;
б) врахувати максимальне розрахункове температурне перерегулювання (температурний проскок). Виникаючі збої з пристроями безпеки можуть призвести до зростання і перевищення максимальної робочої температури теплоносія в системі, що називають максимальним розрахунковим температурним перерегулюванням t_max. Цю максимальну температуру теплоносія в системі слід застосовувати при визначенні об’єму мембранного бака;в) врахувати початковий тиск теплоносія в системі. Початковий проектний тиск теплоносія в системі Р₀ слід приймати не меншим від суми гідростатичного тиску Р_ST та абсолютного тиску насичення пари води Р_D:
Р₀ ≥ Р_ST + Р_D.                                                                       (Л.1)
Мінімальне значення Р₀, зазвичай, приймають 70 кПа (0,7 бар). Практична межа абсолютного тиску насичення пари води Р_D, яку слід добавляти до гідростатичного тиску Р_ST, становить 30 кПа (0,3 бар);
г) врахувати розрахунковий робочий тиск системи. Розрахунковий робочий тиск системи не повинен бути вищим за тиск, на який настроєно запобіжний клапан, зменшений на надмірний тиск запирання (зазвичай 10 % від настройки запобіжного клапана);
д) врахувати різницю гідростатичного тиску між місцями розташування розширювального бака та запобіжного клапана;е) визначити повну водомісткість системи V_system. Де неможливе точне визначення, слід прикласти додаткові зусилля для визначення об’єму;
є) визначити мінімальну водомісткість розширювального бака V_exp,min. Для точного визначення водомісткості розширювального бака слід застосовувати методику, приведену в Л.1. За відсутності повних вихідних даних допускається застосовувати дані таблиці Л.1 для визначення об’єму розширювального бака. При цьому слід зважити на те, що дані таблиці Л.1 визначені для максимального температурного перерегулювання 110 ºС та без забезпечення резервної місткості бака, тобто V_WR = 0 дм³;
ж) при використанні хімічних інгібіторів у теплоносії, наприклад, для захисту системи від корозії, слід переконатись у повній сумісності з мембраною та іншими елементами системи.

Рисунок Л.1 − Рекомендоване місце розташування розширювального бака в системі опалення: 1 – теплогенератор; 2 – циркуляційний насос; 3 – опалювальний контур; 4 – запобіжний клапан; 5 − рекомендоване місце розташування розширювального бака

Розрахунок

В цьому додатку є і розрахунок баку. Проте в цьому розрахунку задають додатковий обєм на втрати в системі , що при наявності підживлення не є необхідним і тому є два варіанти розрахунку розширювального баку. Онлайн розрахунок розширювального баку.

Андрій

Гідравліка

Гідравліка системи опалення

Гідравлічний розрахунок системи опалення являє собою розрахунок втрат тиску в вітках системи опалення і подальше їхнє увязування. Правильний розрахунок забезпечить проектовану тепловіддачу радіаторів, безшумну роботу системи опалення.. Дозволить правильно підібрати насос системи опалення.

Втрати тиску

Втрати тиску є двох видів по довжині труби та місцеві (арматура, обладнання, повороти, зміна діаметру та трійники). Втрати тиску на арматурі та обладнанні вираховується за методом фірми виробника цього обладнання або арматури. Переважно для приладів складаються таблиці або графіки із зазначиними втратами тиску, а для арматури в каталозі фірми пропонується для (фільтрів сіткових, зворотних клапанів) графік втрати тиску на ньому в залежності від витрати теплоносія (води), для засувок,кранів та іншої запірної або регулюючої арматури розрахунок проводиться через значення Kvs.

Ув'язка стояків

Ув'язка стояків системи опалення гарантує правильну роботу системи. Коли втрата тиску в двох вітках різниться менше ніж на 15% це і є ув'язкою.

Приклад порівняння на схемі нижче.

Порівняння стояка 1 та 3 стояка системи опалення

Стояк 1-(ділянка 1, ділянка 2, ділянка 3) та Стояк 3-(ділянка 4, ділянка 9, ділянка 10, ділянка 11, ділянка 8). Увязка буде виконана коли виконується умова: (ΔРСтояк 3-ΔРСтояк 1)/ΔРСтояк 3*100<15%

Порівняння стояка 2 та 3 стояка системи опалення

Стояк 2-(ділянка 5, ділянка 6, ділянка 7) та Стояк 3-( ділянка 9, ділянка 10, ділянка 11). Увязка буде виконана коли виконується умова: (ΔРСтояк 3-ΔРСтояк 2)/ΔРСтояк 3*100<15%

Раніше щоб збалансувати систему опалення використовували шайбу з маленьким отвором щоб створити додатковий опір на ділянці, тепер для цих цілей використовуються балансувальні вентилі(крани балансувальні). Балансувальний вентиль дозволяє збалансувати систему більш якісно ніж шайбою і убезпечити себе від помилки проектанта. Балансувальний вентель підбирається за Kvs-клапана. Kvs можна розрахувати на сайті http://engineeringsa.at.ua/.

Вікно розрахунку

Андрій

Розрахунок діаметра труби для опалення

Діаметр труби

Основні характеристики труб для систем опалення включають в себе внутрішній (умовний) і зовнішній діаметри,  які визначаються в міліметрах або в частках дюйма.

Приклад труба сталева діаметр зовнішній 76мм і товщина стінки 3. 5 мм - Ø76х3,5 (Ду65).

Розрахунок в системі опалення проводиться для визначення оптимального діаметру. Це основа гідравлічного розрахунку системи опалення.

Чому потрібно підбирати діаметр?

Щоб це зрозуміти потрібно вникнути у розрахунок гідравліки системи опалення. Щоб відбувалась гармонія між втратою тиску та швидкістю  в трубопроводі системи опалення.

Тому що при великій швидкості утворюється шум, при малій швидкості тепло до радіаторів поступає дуже повільно. Відповідно при збільшенні швидкості теплоносія збільшується втрата тиску в трубопроводі. 

Звідки взяти витрату теплоносія?

Можна самому рахувати а можна скористатись онлайн розрахунком engineeringsa.at.ua.

На цьому ресурсі можна підібрати і діаметр.

Де взяти втрати тиску та швидкість в трубопроводах системи опалення?

Перед визначенням втрат тиску та швидкості необхідно знати який буде трубопровід( сталевий, пластиковий, метало пластиковий).

Якщо  трубопровід пластиковий або метало пластиковий, потрібно використовувати таблиці або графіки фірми що випускає ці трубопроводи бо один і той самий діаметр пластикової труби може мати різні характеристики поверхні. Пластикові труби мають максимальну температуру при якій вони можуть служити і будуть мати заявлені характеристики. При використанні сталевих трубопроводів втрати тиску беруться із довідників(книг) таких авторів як Ніколаєв або Староверов. 

Андрій

Про "батареї" (радіатори)

Радіатор

Радіатор це те що віддає  тепло до приміщення і забезпечує комфортні умови для людини.

Форма

Все залежить від призначення приміщення. Якщо приміщення є з підвищеними санітарними нормами то там вставляться радіатори з гладкою поверхнею  (гігієнічні). Якщо технологічне (склади кислот або вибухових матеріалів) то відповідно до норм їх складування.
В простих адміністративних спорудах та житлових будівлях дозволяється ставити прості радіатори. Звичайно що при наявності дизайна інтерєру необхідно дотримуватись побажань дизайнера, але не зменшувати необхідну потужність радіатора.

Довжина і ширина

Висота радіатора береться в залежності від висоти до віконного пройому, переважно 400-500мм. І вже по потужності необхідній для компенсації тепловтрат підбирається по каталогу довжина радіатора. Потужність має бути більшою за  тепловтрати приміщення.

Підключення

На даний час я рахую обовязковим встановлення термо клапана що регулює подачу теплоносія в радіатор системи опалення залежно від внутрішньої температури приміщення. Це дозволяє раціонально використовувати енергоресурси (газ, дрова, вугілля, палети).

Андрій

Тепловтрати

Основа і початок системи опалення

Що таке тепловтрати?

Як їх визначити?

Навіщо їх рахувати?

Тепловтрати відбуваються через різницю зовнішнього та внутрішнього повітря приміщення.

Тепловтрати визначають для конкретного приміщення. Тепловтрати показують скільки Вт тепла втрачається через зовнішні захищення.

Зовнішні захищення:

• Стіни;
• Вікна;
• Двері;
• Горищне перекриття;
• Підвальне перекриття.

Тепловтрати залежать від опору теплопередачі конструкції захищення.

Розрахунок зовнішніх захищень і мінімально допустиме значення пору теплопередачі можна знайти в "ДБН В.2.6-31:2006" та у "Зміні №1  до ДБН В.2.6-31:2006" відповідно.При початку будівництва цей розрахунок допоможе мінімізувати втрати тепла, правильно підібравши матеріал зовнішніх захищень.

Самі тепловтрати розраховуються за формулою
 Q_зах = Fзах ( t_в –  t_з) (1 + Σβ ) n / R_о, (Вт), 
де: 

• Fзах – площа огороджувальної конструкції, м²;
• t_в – розрахункова температура повітря в приміщенні, °С;
•  t_з – розрахункова температура зовнішнього повітря, °С;
• β – додаткові втрати теплоти в долях одиниці від основних тепловтрат, що враховуються для зовнішніх вертикальних і похилих огороджувальних конструкцій. Залежить від напрямку захищення відносно світу. (Для огородження, що орієнтоване на напрямок звідки дує вітер у січні з повторюваністю не менше 15% із "ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010": при швидкості вітру V <5 м/с —»β = =0,05, при швидкості вітру V >5 м/с —»β = 0,10);
• n – коефіцієнт, що враховує положення зовнішньої поверхні захищення по відношенню до зовнішнього повітря;
• R_о – опір теплопередачі, м²·^оС/Вт,

Тепловтрати рахують для визначення потужності радіаторів у приміщенні і заносять в таблицю:

Андрій

Чому система працює

Чому і яка краща?

Є два способи заставити воду циркулювати в системі:

• За допомогою насоса;
• Гравітаційна система за рахунок різниці температур.

З насосом

Система з насосом що заставляє воду циркулювати по системі, передаючи тепло від спаленого палива до радіаторів, є досить проста в розрахунку та зрозумілий принцип роботи. За ціною монтажу виграє система з насосом адже тут діаметри труб на порядок нижчі а отже і арматура буде дешевша.

Гравітаційна

Гравітаційна система є трохи складнішою, адже для руху теплоносія треба мінімізувати опір. Це роблять за рахунок збільшення діаметрів трубопроводу. Плюсом цієї системи є незалежність від електроенергії.

А тепер про норми в нашій державі.

Всі системи опалення мають мати погодозалежне регулювання, а воно досягається тільки в парі з циркуляційним насосом і трьохходовим краном, що автоматично відносить гравітаційну систему опалення в історію.

Комбінована

Проте при будівництві власних будинків за вами залишається вибір яка система буде працювати. При гравітаційній системі можна паралельно до основної подаючої вітки  підключити насосне обладнання із регулюючою арматурою і тим самим забезпечити себе погодозалежним регулюванням(що зекономить гроші) та циркуляцією теплоносія при відсутності електроенергії.

Андрій

Про повітря у системі опалення

Повітря в воді

Повітря у воді є. Звичайно що кількість його там не є велика проте достатня щоб відігравати важливу роль в системах опалення.

Якщо ви засумніваєтесь в тому шо повітря є у воді, то подумайте як риби дістають кисень.

І повітря у воді починає вивільнятись при підігріві води. При підігріві води виділяється велика кількість повітря. Це повітря починає заповнювати найвищі точки системи і з деяким часом утворює повітряні корки (пробки). Це природне явище вплинуло на систему опалення, в якій передбачають ухили трубопроводів і розміщення в найвищих точках розповітрювачів.
Ухил трубопроводу роблять таким чином щоб із горизонтальних ділянок повітря сходилось прямо до розповітрювача.
Звичайно що при прокладанні труб може виникнути ділянка де необхідно обійти перешкоду  чкрез верх і створити П подібну ділянку. Ця ділянка є місцем скупчення повітря і в ній необхідно обовязково ставити розповітрювач.
Так само і радіатори мають мати розповітрювачі особливо якщо система опалення є з нижньою розводкою.
А в загальному то легко уявити де буде скупчуватись повітря просто треба знати що вода його виштовхує до вищих точок.

Андрій

Трохи історії

Всі ми знаємо що таке система опалення.

Опалення є в кожному житловому будинку нашої країни. Проте ніхто не задумується над тим чому воно працює, чому вода циркулює, звідки береться то повітря шо від нього завоздушені радіатори і стояки систем опалення.
Опаленння розвивається не так швидко як елктронні гаджети проте розвиток опалення іде впевнено і націлений на максимально економічне використання ресурсів нашої планети як відновлювальних так і не відновлювальних.
Системи опалювання старались автоматизувати у всі часи різними технологіями проте розквіт автоматизаціїї припав на наш час. Тепер присутні на ринку компютиризовані контролери які в залежності від погодних умов і заданих показників температури в приміщені регулюють всю систему так і окремі її частини.
Звичайно що технологія що була в комуністичні часи в наш час уже не прийнятна. І той хто робить системи опалення завжди має слідкувати за новинками в цій сфері.

Андрій