Часть №1. Что такое балансировка коллектора. Настройка коллектора теплого пола без расходомеров
К нам обращается много людей с разными проблемами водяных теплых полов, но в основе которых, очень часто, лежит одна и таже причина.
Одни делают теплый пол своими руками, но не могут добиться, чтобы полы работали равномерно во всех помещениях сразу.
Другим, вроде, делали теплые полы специалисты, но теплый пол работает «со срывами»: то прохладно, то жарко.
Третьи вынуждены постоянно крутить настроечные клапаны, чтобы достичь комфортной температуры в том или ином помещении.
Четвертые сменили подрядчика, а новый не может настроить теплый пол и пеняет предыдущего, что тот сделал всё неправильно. В этом ряду стоят люди, попавшие в еще более «тяжелую» ситуацию: у них не осталось никаких данных о смонтированных контурах теплого пола, монтажных или исполнительных схем, либо им достался теплый пол «по наследству» от продавца, и что-как там сделано никто уже не помнит.
Все эти проблемы, по сути, объединяет одно: контуры теплого пола не сбалансированы между собой в соответствии с их длинами и отопительными нагрузками, которые они должны обеспечить.
Или иными словами: НЕ НАСТРОЕН КОЛЛЕКТОР ТЕПЛОГО ПОЛА = НЕ СБАЛАНСИРОВАНЫ КОНТУРЫ И НАГРУЗКИ НА КОЛЕЛКТОРЕ ТЕПЛОГО ПОЛА
К сожалению, не удается уложиться с материалом в одну статью. Поэтому мы написали две статьи, которые связаны друг с другом.
Статья-1. Что такое балансировка коллектора теплого пола? В чем её суть? Как настроить коллектор теплого пола с настроечными клапанами?
Статья-2. Как настроить коллектор теплого пола с расходомерами? Как подобрать отопительную нагрузку на теплый пол? Пример расчета и балансировки контуров теплого пола.
Пусть это будет не просто
Но, придерживайтесь правила:
настроенный коллектор теплого пола даже приблизительно значительно лучше, чем ненастроенный вообще.
Что значит балансировка коллектора теплого пола?
Балансировка коллектора теплого пола – это регулировка (настройка) потоков теплоносителя в каждом контуре теплого пола с целью обеспечить циркуляцию необходимого количества теплоносителя и выровнять падение давления между контурами.
Не самое, по нашему мнению, удачное сравнение, но многим людям становится более понятно, о чём идет речь. Всем знаком процесс «балансировка колес». Она делается в динамике (т.е. на вращающемся колесе) для того, чтобы убрать дисбаланс, приводящий к вибрации и биению рулевого колеса на скорости движения, предотвратить ударные нагрузки и износ подшипников, опор и тяг, обеспечить безопасность и устойчивость автомобиля. Что-то похожее делается и на коллекторе теплого пола, но только не каждый сезон, а один раз на несколько последующих лет эксплуатации. И представьте, что на автомобиле не 4 колеса, а 8-12 (количество контуров), все «колеса» разные (разные длины и отопительные нагрузки контуров), а процесс постоянно изменяющийся: то температура на улице упала/повысилась, то часть контуров открылись/закрылись.
Если коллектор (контуры) НЕ СБАЛАНСИРОВАН:
Коллектор теплого пола состоит из двух гребенок (балок): на одной стоят термостатические клапаны (для установки приводов автоматики управления), на второй настроечные клапаны. Настроечные (балансировочные) клапаны могут быть без индикации (закрытая регулировка) или с индикацией расхода (обычно называются «расходомеры»).
На «профессиональных» коллекторах стоят настроечные клапаны под шестигранный ключ, такие коллекторы образуют «закрытую систему», т.е. не имеют внешних индикаторов потока, по показаниям которых можно принять то или иное решение. Это имеет свой существенный недостаток: трудно настроить такой коллектор без предварительных расчетов инженера-проектировщика, а при отсутствии исходных данных (точных длин контуров, диаметров труб и отопительной нагрузки) эта задача, по нашему мнению, вообще не выполнима на должном уровне качества и надежности. Если провести аналогию, то это выглядит как техническое обслуживание вашего дорогого автомобиля: вроде ничего сложного, но без должного фирменного оборудования и программного обеспечения невозможно точно настроить работу двигателя, только на станции официального дилера.
Расчет необходимых потоков теплоносителя и настроечные таблицы для каждого контура осуществляется только специалистами при проектировании систем теплых полов. При этом проблематично применять расчеты, сделанные для одного типа (производителя) оборудования, если произошла замена оборудования на другого производителя или иных характеристик.
Коллекторы с установленными расходомерами (индикаторами потока) ранее считались «не для профессионалов» (конечно, «профессионалами от теплых полов», полная аналогия как относятся «официальные дилеры» к «гаражным автосервисам»). Однако, распределительный коллектор теплого пола с расходомерами прочно завоевал свое место на рынке, поскольку:
Расходомеры могут быть «вакуумного» или «подпорного» типа. Не важно на верхней или нижней гребенка они установлены, важно на подающем или обратном трубопроводе. «Вакуумные» расходомеры действуют за счет разряжения, создаваемого потоком теплоносителя, поэтому устанавливаются только на подающей гребенке. «Подпорные» показывают расход, когда на них давит, отжимая, поток возвратного теплоносителя. Визуально эти два типа расходомеров можно легко отличить по шкале на колбе: у вакуумных нулевое значение расхода находится сверху, а максимальное (4-5 литров/мин) снизу, потому что индикатор за счет разряжения втягивается («опускается») тем сильнее, чем сильнее поток, а у подпорного наоборот от нуля до 4-5 литров снизу-вверх (чем больше обратный поток, тем больше он «поднимает» индикатор расходомера).
При всех своих удобствах расходомеры обладают и очень серьезными недостатками:
– слишком маленькая пропускная способность Kv (flow factor - "фактор расхода"), всего 4-5 (в зависимости от модели) литров в минуту (в пересчете из куб.м/час), против настроечного клапана под шестигранник у которого Kv 20-24 л/минуту;
- очень тонкие внутренние прорези для пропуска теплоносителя могут легко забиться взвесями, образующимися со временем в теплоносителе, не только снижая пропускную способность, но приводя к полному выходу из строя клапана;
- колбы расходомеров быстро заиливаются и теряют не только эстетический вид, но и точность отображения потока.
Так в чем суть балансировки или настройки коллектора теплого пола?
Будет немного занудно, но надо разобраться с теорией, чтобы понимать почему мы совершаем те или иные действия.
Более детально описание физических процессов и параметров расчета системы водяных теплых полов смотрите в учебном пособии «Теплый пол» (издание Стройинформ, 2008, ISBN 978-5-94418-069-8) или в других наших технических статьях.
1. Мы понимаем, что все контуры теплого пола подключены к одному источнику-«трубе» (балке/гребенке коллектора теплого пола). Т.е. исходная температура теплоносителя будет одинаковой для всех контуров, подключенных к данному коллектору.
Но, помещения же разные по площади и теряют тепло по-разному?
2. Длины контуров разные: где-то короче, где-то длиннее, а где-то очень длинный контур по сравнению с другим очень коротким!
Очевидно, что теплоноситель «побежит» скорее туда, где контур короче, потому что сопротивление меньше, и там греться будет быстрее и лучше. А при некоторых соотношениях коротких и длинных контуров, тоже вполне очевидно, что может возникнуть ситуация, при которой по длинным контурам теплоноситель не течет, т.к. весь теплоноситель будет «убегать» по коротким контурам, пока мы их не «придушим» и не перенаправим часть теплоносителя в другие контуры.
3. Чем больше теплоносителя мы прокачиваем через контур, тем больше тепла мы можем передать через этот контур. Потому что, мощность, которую мы можем передать, прямо пропорциональна количеству прокачиваемого теплоносителя и температуре, которую он потеряет. Т.е. чем больше тепла нам надо получить в помещении, тем больше надо прокачивать теплоносителя:
И чем больше мы пытаемся прокачать теплоносителя, тем больше мы теряем давления из-за сопротивления, которое, теперь понятно, зависит не только от длины контура:
4. Еще одна «очевидная» вещь. Если контуры будут одинаковой длины, но лежат они в помещениях разной площади и/или с разными тепловыми потерями (например, один уложен в санузле, а другой, такой же длины в гостиной с большим остеклением), то явно, нужно прокачивать больше через контур, которому нужно передать больше мощность. Чем холоднее помещение, тем больше удельную отопительную мощность на 1 кв.м теплого пола мы должны отдать в этом помещении, а суммарная мощность будет равна произведению удельной мощности на площадь отопительной панели (теплого пола), которую обеспечивает данный контур:
Т.е. чем больше нам нужно получить тепла с поверхности теплого пола, тем больше надо прокачивать теплоносителя через этот контур и/или больше поддерживать перепад температуры.
Т.е. не столько длина контура является главенствующим показателем, сколько отопительная мощность, которую мы хотим передать через данный контур, и площадь теплого пола, которую обслуживает данный контур.
Вывод: из всех контуров, подключенных к одному коллектору, в самой «трудной» ситуации будет самый энерго нагруженный контур (контур, который должен передать самое большое количество тепла), и совсем не обязательно, что это будет самый длинный контур.
5. При прокачке теплоносителя давление теряется не только в трубе, в зависимости от ее диаметра, длины, скорости и объема прокачиваемого теплоносителя, но и на клапанах, к которым подключен контур теплого пола.
Т.е. суммарное падение (перепад) на каждом контуре равно сумме падений давления за длину контура и на клапанах:
6. Если суммарное падение будет одинаковым на каждом контуре теплого пола, подключенном к одному коллектору, т.е. при открытии/закрытии нескольких контуров перепад давления не изменится. Да, расход/объем необходимого для прокачки теплоносителя меняется, но система гидравлически «не скачет» из-за перепада давлений.
Т.о. нужно перепад сделать так, чтобы не только пропорционально раздать, но и не менялось бы падение давления при открытии/закрытии контуров.
Это можно сделать только одним способом: на контурах, которых расход теплоносителя большой, следовательно, падение давление на длине трубы тоже большое, надо «облегчить» условия и максимально открыть клапаны, которые создают дополнительное падение давления, а на контурах, которые короткие и/или слабо нагружены, наоборот, нужно создать дополнительное сопротивление, прикрывая клапаны, чтобы теплоносителя больше пошло в другие контуры теплого пола
Главная задача настройки коллектора – обеспечение заданного расхода теплоносителя Gi в каждом из контуров, подключенных к одному коллектору, в соответствии с расчетной тепловой нагрузкой Qi на этот контур при заданном перепаде температур ΔТ
Суть балансировки коллектора теплого пола: расчет такого положения балансировочного клапана каждого контура, при котором будет обеспечен требуемый для всех контуров расход теплоносителя, исходя из отопительной нагрузки на каждый контур, а суммарное падение давления на каждом контуре будет равно падению давления на самом энерго нагруженном контуре.
Балансировка распределительного коллектора теплого пола осуществляется относительно контура с самым большим падением давления (самый нагруженный контур). Максимум, чем мы можем «помочь» этому контуру – это полностью открыть его балансировочный клапан. Тогда суммарное падение давление на этом контуре будет равно падению давления за расчетную длину/отопительную мощность контура плюс падение давления на полностью открытом клапане.
Остальные контуры «приравниваются» к этому максимальному суммарному падению давления, т.е. прикрываются настроечные клапаны, создавая дополнительное сопротивление так, чтобы сумма падений давлений была такая же как у максимально нагруженного контура.
Графически результат балансировки можно представить в следующем виде:
Сразу хотим сказать любителям делать коллекторы на шаровых кранах или использовать гребенки для водоснабжения. Настроить и сбалансировать такую систему невозможно.
Во-первых, такие клапаны не обладают линейной характеристикой, и «ловить» наиболее «удобное» положение не имеет никакого смысла, потому что потоки – это динамический процесс: передави в одном месте и «картина» распределения потоков полностью меняется.
Во-вторых, на такие коллекторы не поставить индивидуальную автоматику. А только автоматическое управление позволяет достичь и равномерный комфорт и энергоэффективность в условиях переменной уличной температуры, особенно если есть большое колебание ночных и дневных температур.
Конечно, найдутся «специалисты», которые скажут, что делают так 10 лет и всё работает. Ответим: вам просто «везёт». Мы говорим не о везении, а о правильном расчете и системном построении водяных теплых полов.
Да, еще появились клапаны и/или «системы» с функцией «авто баланс». Это отдельная тема для разговора, и многое в этой технологии «от Лукавого».
Исходя из расчетов падений давлений контуров и клапанов, заполняется таблица балансировки, в которой отмечается: на сколько оборотов должен быть открыт балансировочный клапан на том или ином контуре. Нумерация контуров осуществляется по порядку слева направо или справа налево, если стоять лицом к смонтированному коллектору.
Так называемая «таблица балансировки» (указание положения настроечного клапана) рассчитывается проектировщиками с учетом нагрузки на отопительный прибор (контур теплого пола), характеристики термостатического и настроечного клапанов, типа используемой трубы и её диаметра, длины контура, температуры в помещении и на поверхности отопительной панели (теплого пола).
Таблица балансировки, как настроечная таблица и паспорт системы, прилагается к каждому коллектору теплого пола при профессиональном проектировании и выглядит следующим образом:
Для настройки коллектора сначала регулировочный клапан полностью закрывается шестигранным ключом, а затем открывается на расчетное количество оборотов, указанное в таблице балансировки.
Но, не имея под рукой таблиц характеристик клапанов и труб, сделать профессиональный расчет балансировки и настроить «закрытый» коллектор (с настроечными клапанами под шестигранник) крайне затруднительно.
Типичные ошибки (заблуждения) при самостоятельной балансировке коллектора:
Ошибка-1. Устанавливать одинаковый расход на всех контурах, тем самым полагая, что коллектор будет сбалансирован.
Ошибка-2. Балансировать контуры (настраивать расходы) относительно самого длинного контура.
Ни первое, ни второе утверждения НЕ ВЕРНЫ!
Если при монтаже не допущены «фатальные» ошибки (превышение длин контуров, несоблюдение соотношения короткий/длинный контур, превышение расчетной отопительной нагрузки и т.п. см. соответствующие статьи и учебное пособие «Теплый пол»), можно самостоятельно настроить коллектор теплого пола, используя некоторые упрощения в расчетах и индикаторы потока (расходомеры).
Настраивать контуры нужно относительно самого нагруженного, т.е. несущего самую большую отопительную нагрузку (и это часто бывает не самый длинный контур), а все остальные контуры должны иметь потоки (показания на расходомерах) не одинаковые, а пропорциональные не только их индивидуальной отопительной нагрузке, но и пропорционально меньше показанию самого нагруженного контура.
Об этом в следующей статье:
- Как настроить распределительный коллектор теплого пола с расходомерами?
- Пример расчета балансировки контуров теплого пола
- Выбор (подбор) отопительной нагрузки на теплый пол и контур теплого пола
Придерживайтесь правила:
настроенный коллектор теплого пола даже приблизительно значительно лучше, чем ненастроенный никак.
НАШ ОПЫТ В ВАШЕМ РАСПОРЯЖЕНИИ!
Одни делают теплый пол своими руками, но не могут добиться, чтобы полы работали равномерно во всех помещениях сразу.
Другим, вроде, делали теплые полы специалисты, но теплый пол работает «со срывами»: то прохладно, то жарко.
Третьи вынуждены постоянно крутить настроечные клапаны, чтобы достичь комфортной температуры в том или ином помещении.
Четвертые сменили подрядчика, а новый не может настроить теплый пол и пеняет предыдущего, что тот сделал всё неправильно. В этом ряду стоят люди, попавшие в еще более «тяжелую» ситуацию: у них не осталось никаких данных о смонтированных контурах теплого пола, монтажных или исполнительных схем, либо им достался теплый пол «по наследству» от продавца, и что-как там сделано никто уже не помнит.
Все эти проблемы, по сути, объединяет одно: контуры теплого пола не сбалансированы между собой в соответствии с их длинами и отопительными нагрузками, которые они должны обеспечить.
Или иными словами: НЕ НАСТРОЕН КОЛЛЕКТОР ТЕПЛОГО ПОЛА = НЕ СБАЛАНСИРОВАНЫ КОНТУРЫ И НАГРУЗКИ НА КОЛЕЛКТОРЕ ТЕПЛОГО ПОЛА
К сожалению, не удается уложиться с материалом в одну статью. Поэтому мы написали две статьи, которые связаны друг с другом.
Статья-1. Что такое балансировка коллектора теплого пола? В чем её суть? Как настроить коллектор теплого пола с настроечными клапанами?
Статья-2. Как настроить коллектор теплого пола с расходомерами? Как подобрать отопительную нагрузку на теплый пол? Пример расчета и балансировки контуров теплого пола.
Пусть это будет не просто
Но, придерживайтесь правила:
настроенный коллектор теплого пола даже приблизительно значительно лучше, чем ненастроенный вообще.
Что значит балансировка коллектора теплого пола?
Балансировка коллектора теплого пола – это регулировка (настройка) потоков теплоносителя в каждом контуре теплого пола с целью обеспечить циркуляцию необходимого количества теплоносителя и выровнять падение давления между контурами.
Не самое, по нашему мнению, удачное сравнение, но многим людям становится более понятно, о чём идет речь. Всем знаком процесс «балансировка колес». Она делается в динамике (т.е. на вращающемся колесе) для того, чтобы убрать дисбаланс, приводящий к вибрации и биению рулевого колеса на скорости движения, предотвратить ударные нагрузки и износ подшипников, опор и тяг, обеспечить безопасность и устойчивость автомобиля. Что-то похожее делается и на коллекторе теплого пола, но только не каждый сезон, а один раз на несколько последующих лет эксплуатации. И представьте, что на автомобиле не 4 колеса, а 8-12 (количество контуров), все «колеса» разные (разные длины и отопительные нагрузки контуров), а процесс постоянно изменяющийся: то температура на улице упала/повысилась, то часть контуров открылись/закрылись.
Если коллектор (контуры) НЕ СБАЛАНСИРОВАН:
- Одни контуры (как правило короткие) получают избыток тела (перетоп), другие, обслуживающие помещения (зоны) с большими теплопотерями, отдают недостаточно тепла. Единого комфортного пространства достичь не удается.
- Даже при наличии автоматики, в помещениях с большими тепловыми потерями становится комфортно только после того, как нагреются небольшие помещения. А при отсутствии автоматики потребитель вынужден постоянно «крутить» клапаны контуров теплого пола, чем вносит еще большую разбалансировку системы.
- Система теплых полов (особенно циркуляционные насосы) работает не стабильно, периодически появляются шумы потоков, завихрений, свист или «звон» клапанов (такой эффект хорошо знаком и понятен автомобилистам)
Коллектор теплого пола состоит из двух гребенок (балок): на одной стоят термостатические клапаны (для установки приводов автоматики управления), на второй настроечные клапаны. Настроечные (балансировочные) клапаны могут быть без индикации (закрытая регулировка) или с индикацией расхода (обычно называются «расходомеры»).
На «профессиональных» коллекторах стоят настроечные клапаны под шестигранный ключ, такие коллекторы образуют «закрытую систему», т.е. не имеют внешних индикаторов потока, по показаниям которых можно принять то или иное решение. Это имеет свой существенный недостаток: трудно настроить такой коллектор без предварительных расчетов инженера-проектировщика, а при отсутствии исходных данных (точных длин контуров, диаметров труб и отопительной нагрузки) эта задача, по нашему мнению, вообще не выполнима на должном уровне качества и надежности. Если провести аналогию, то это выглядит как техническое обслуживание вашего дорогого автомобиля: вроде ничего сложного, но без должного фирменного оборудования и программного обеспечения невозможно точно настроить работу двигателя, только на станции официального дилера.
Расчет необходимых потоков теплоносителя и настроечные таблицы для каждого контура осуществляется только специалистами при проектировании систем теплых полов. При этом проблематично применять расчеты, сделанные для одного типа (производителя) оборудования, если произошла замена оборудования на другого производителя или иных характеристик.
Коллекторы с установленными расходомерами (индикаторами потока) ранее считались «не для профессионалов» (конечно, «профессионалами от теплых полов», полная аналогия как относятся «официальные дилеры» к «гаражным автосервисам»). Однако, распределительный коллектор теплого пола с расходомерами прочно завоевал свое место на рынке, поскольку:
- Позволяют установить и настроить контуры теплого пола даже не профессионалу
- Система становится «открытой», т.е. даже при беглом взгляде можно удостовериться в работоспособности системы и/или «увидеть» проблемный контур
- В принципе, абсолютно реально исправить некоторые недочеты и/или пробелы (отсутствия) в данных и/или довести работу до логического конца, когда один начинал монтаж, а другой человек заканчивает или запускает систему теплый пол
- Значительно упрощает осмотр и обслуживание системы водяной теплый пол
Расходомеры могут быть «вакуумного» или «подпорного» типа. Не важно на верхней или нижней гребенка они установлены, важно на подающем или обратном трубопроводе. «Вакуумные» расходомеры действуют за счет разряжения, создаваемого потоком теплоносителя, поэтому устанавливаются только на подающей гребенке. «Подпорные» показывают расход, когда на них давит, отжимая, поток возвратного теплоносителя. Визуально эти два типа расходомеров можно легко отличить по шкале на колбе: у вакуумных нулевое значение расхода находится сверху, а максимальное (4-5 литров/мин) снизу, потому что индикатор за счет разряжения втягивается («опускается») тем сильнее, чем сильнее поток, а у подпорного наоборот от нуля до 4-5 литров снизу-вверх (чем больше обратный поток, тем больше он «поднимает» индикатор расходомера).
При всех своих удобствах расходомеры обладают и очень серьезными недостатками:
– слишком маленькая пропускная способность Kv (flow factor - "фактор расхода"), всего 4-5 (в зависимости от модели) литров в минуту (в пересчете из куб.м/час), против настроечного клапана под шестигранник у которого Kv 20-24 л/минуту;
- очень тонкие внутренние прорези для пропуска теплоносителя могут легко забиться взвесями, образующимися со временем в теплоносителе, не только снижая пропускную способность, но приводя к полному выходу из строя клапана;
- колбы расходомеров быстро заиливаются и теряют не только эстетический вид, но и точность отображения потока.
Так в чем суть балансировки или настройки коллектора теплого пола?
Будет немного занудно, но надо разобраться с теорией, чтобы понимать почему мы совершаем те или иные действия.
Более детально описание физических процессов и параметров расчета системы водяных теплых полов смотрите в учебном пособии «Теплый пол» (издание Стройинформ, 2008, ISBN 978-5-94418-069-8) или в других наших технических статьях.
1. Мы понимаем, что все контуры теплого пола подключены к одному источнику-«трубе» (балке/гребенке коллектора теплого пола). Т.е. исходная температура теплоносителя будет одинаковой для всех контуров, подключенных к данному коллектору.
Но, помещения же разные по площади и теряют тепло по-разному?
2. Длины контуров разные: где-то короче, где-то длиннее, а где-то очень длинный контур по сравнению с другим очень коротким!
Очевидно, что теплоноситель «побежит» скорее туда, где контур короче, потому что сопротивление меньше, и там греться будет быстрее и лучше. А при некоторых соотношениях коротких и длинных контуров, тоже вполне очевидно, что может возникнуть ситуация, при которой по длинным контурам теплоноситель не течет, т.к. весь теплоноситель будет «убегать» по коротким контурам, пока мы их не «придушим» и не перенаправим часть теплоносителя в другие контуры.
3. Чем больше теплоносителя мы прокачиваем через контур, тем больше тепла мы можем передать через этот контур. Потому что, мощность, которую мы можем передать, прямо пропорциональна количеству прокачиваемого теплоносителя и температуре, которую он потеряет. Т.е. чем больше тепла нам надо получить в помещении, тем больше надо прокачивать теплоносителя:
И чем больше мы пытаемся прокачать теплоносителя, тем больше мы теряем давления из-за сопротивления, которое, теперь понятно, зависит не только от длины контура:
4. Еще одна «очевидная» вещь. Если контуры будут одинаковой длины, но лежат они в помещениях разной площади и/или с разными тепловыми потерями (например, один уложен в санузле, а другой, такой же длины в гостиной с большим остеклением), то явно, нужно прокачивать больше через контур, которому нужно передать больше мощность. Чем холоднее помещение, тем больше удельную отопительную мощность на 1 кв.м теплого пола мы должны отдать в этом помещении, а суммарная мощность будет равна произведению удельной мощности на площадь отопительной панели (теплого пола), которую обеспечивает данный контур:
Т.е. чем больше нам нужно получить тепла с поверхности теплого пола, тем больше надо прокачивать теплоносителя через этот контур и/или больше поддерживать перепад температуры.
Т.е. не столько длина контура является главенствующим показателем, сколько отопительная мощность, которую мы хотим передать через данный контур, и площадь теплого пола, которую обслуживает данный контур.
Вывод: из всех контуров, подключенных к одному коллектору, в самой «трудной» ситуации будет самый энерго нагруженный контур (контур, который должен передать самое большое количество тепла), и совсем не обязательно, что это будет самый длинный контур.
5. При прокачке теплоносителя давление теряется не только в трубе, в зависимости от ее диаметра, длины, скорости и объема прокачиваемого теплоносителя, но и на клапанах, к которым подключен контур теплого пола.
Т.е. суммарное падение (перепад) на каждом контуре равно сумме падений давления за длину контура и на клапанах:
6. Если суммарное падение будет одинаковым на каждом контуре теплого пола, подключенном к одному коллектору, т.е. при открытии/закрытии нескольких контуров перепад давления не изменится. Да, расход/объем необходимого для прокачки теплоносителя меняется, но система гидравлически «не скачет» из-за перепада давлений.
Т.о. нужно перепад сделать так, чтобы не только пропорционально раздать, но и не менялось бы падение давления при открытии/закрытии контуров.
Это можно сделать только одним способом: на контурах, которых расход теплоносителя большой, следовательно, падение давление на длине трубы тоже большое, надо «облегчить» условия и максимально открыть клапаны, которые создают дополнительное падение давления, а на контурах, которые короткие и/или слабо нагружены, наоборот, нужно создать дополнительное сопротивление, прикрывая клапаны, чтобы теплоносителя больше пошло в другие контуры теплого пола
Главная задача настройки коллектора – обеспечение заданного расхода теплоносителя Gi в каждом из контуров, подключенных к одному коллектору, в соответствии с расчетной тепловой нагрузкой Qi на этот контур при заданном перепаде температур ΔТ
Суть балансировки коллектора теплого пола: расчет такого положения балансировочного клапана каждого контура, при котором будет обеспечен требуемый для всех контуров расход теплоносителя, исходя из отопительной нагрузки на каждый контур, а суммарное падение давления на каждом контуре будет равно падению давления на самом энерго нагруженном контуре.
Балансировка распределительного коллектора теплого пола осуществляется относительно контура с самым большим падением давления (самый нагруженный контур). Максимум, чем мы можем «помочь» этому контуру – это полностью открыть его балансировочный клапан. Тогда суммарное падение давление на этом контуре будет равно падению давления за расчетную длину/отопительную мощность контура плюс падение давления на полностью открытом клапане.
Остальные контуры «приравниваются» к этому максимальному суммарному падению давления, т.е. прикрываются настроечные клапаны, создавая дополнительное сопротивление так, чтобы сумма падений давлений была такая же как у максимально нагруженного контура.
Графически результат балансировки можно представить в следующем виде:
Сразу хотим сказать любителям делать коллекторы на шаровых кранах или использовать гребенки для водоснабжения. Настроить и сбалансировать такую систему невозможно.
Во-первых, такие клапаны не обладают линейной характеристикой, и «ловить» наиболее «удобное» положение не имеет никакого смысла, потому что потоки – это динамический процесс: передави в одном месте и «картина» распределения потоков полностью меняется.
Во-вторых, на такие коллекторы не поставить индивидуальную автоматику. А только автоматическое управление позволяет достичь и равномерный комфорт и энергоэффективность в условиях переменной уличной температуры, особенно если есть большое колебание ночных и дневных температур.
Конечно, найдутся «специалисты», которые скажут, что делают так 10 лет и всё работает. Ответим: вам просто «везёт». Мы говорим не о везении, а о правильном расчете и системном построении водяных теплых полов.
Да, еще появились клапаны и/или «системы» с функцией «авто баланс». Это отдельная тема для разговора, и многое в этой технологии «от Лукавого».
Исходя из расчетов падений давлений контуров и клапанов, заполняется таблица балансировки, в которой отмечается: на сколько оборотов должен быть открыт балансировочный клапан на том или ином контуре. Нумерация контуров осуществляется по порядку слева направо или справа налево, если стоять лицом к смонтированному коллектору.
Так называемая «таблица балансировки» (указание положения настроечного клапана) рассчитывается проектировщиками с учетом нагрузки на отопительный прибор (контур теплого пола), характеристики термостатического и настроечного клапанов, типа используемой трубы и её диаметра, длины контура, температуры в помещении и на поверхности отопительной панели (теплого пола).
Таблица балансировки, как настроечная таблица и паспорт системы, прилагается к каждому коллектору теплого пола при профессиональном проектировании и выглядит следующим образом:
Для настройки коллектора сначала регулировочный клапан полностью закрывается шестигранным ключом, а затем открывается на расчетное количество оборотов, указанное в таблице балансировки.
Но, не имея под рукой таблиц характеристик клапанов и труб, сделать профессиональный расчет балансировки и настроить «закрытый» коллектор (с настроечными клапанами под шестигранник) крайне затруднительно.
Типичные ошибки (заблуждения) при самостоятельной балансировке коллектора:
Ошибка-1. Устанавливать одинаковый расход на всех контурах, тем самым полагая, что коллектор будет сбалансирован.
Ошибка-2. Балансировать контуры (настраивать расходы) относительно самого длинного контура.
Ни первое, ни второе утверждения НЕ ВЕРНЫ!
Если при монтаже не допущены «фатальные» ошибки (превышение длин контуров, несоблюдение соотношения короткий/длинный контур, превышение расчетной отопительной нагрузки и т.п. см. соответствующие статьи и учебное пособие «Теплый пол»), можно самостоятельно настроить коллектор теплого пола, используя некоторые упрощения в расчетах и индикаторы потока (расходомеры).
Настраивать контуры нужно относительно самого нагруженного, т.е. несущего самую большую отопительную нагрузку (и это часто бывает не самый длинный контур), а все остальные контуры должны иметь потоки (показания на расходомерах) не одинаковые, а пропорциональные не только их индивидуальной отопительной нагрузке, но и пропорционально меньше показанию самого нагруженного контура.
Об этом в следующей статье:
- Как настроить распределительный коллектор теплого пола с расходомерами?
- Пример расчета балансировки контуров теплого пола
- Выбор (подбор) отопительной нагрузки на теплый пол и контур теплого пола
Придерживайтесь правила:
настроенный коллектор теплого пола даже приблизительно значительно лучше, чем ненастроенный никак.
НАШ ОПЫТ В ВАШЕМ РАСПОРЯЖЕНИИ!