Первично вторичные кольца системы отопления

Первично вторичные кольца системы отопления

Сравнительно недавно наметился новый подход к монтажу сложных систем отопления с большим количеством потребителей тепла. Сразу за котлом в пределах этажа создается короткое первичное замкнутое кольцо (рис. 43), куда насосом подается теплоноситель. Циркуляционный насос котла перекачивает теплоноситель только по первичному кольцу. В нем делают отводы для питания ветвей с потребителями тепла: поэтажные ветки с радиаторами, «теплые полы» и т. п. — это вторичные кольца. Каждое вторичное кольцо снабжено своим насосом. Отбор воды и ее возврат должен быть расположен рядом, не далее 300 мм друг от друга.

рис. 43. Пример схемы отопления с первично-вторичными кольцами

Вторичные кольца могут быть выполнены как самостоятельные системы отопления по любой из ранее приведенных на сайте схем и по любому способу соединения труб: тройниковому или коллекторному. Иными словами, возле котла делается циркуляционное кольцо, которое как бы работает само на себя, а к нему присоединяются другие совершенно самостоятельные кольца, в которых первичное кольцо выступает в роли генератора тепла (котла). Причем вместо расширительных бачков для вторичных колец выступает первичное кольцо.

Рассмотрим принцип действия этой системы. Из правил дорожного движения многим, наверняка, знакома кольцевая транспортная развязка. Все автомобили, заезжая на эту развязку, движутся по кольцу в одном направлении. Перестраиваясь в правый ряд, автомобили могут свернуть на любую из дорог, примыкающих к кольцу, но если они продолжают движение по кольцу, то они должны уступить дорогу автомобилям, въезжающим на кольцо. Все просто и логично (рис. 44).

рис. 44. Автомобильная транспортная развязка «круговое движение»

В первичном кольце отопительной системы установлен циркуляционный насос, гоняющий воду по кругу (рис. 45, а). Теплоносителю попросту некуда деться, подгоняемый насосом, он совершает бесконечное круговое движение, не производя никакой полезной работы, совсем как «чертово колесо» в парке детских аттракционов. Кабинки бесконечно поднимаются вверх, но сколько бы их ни поднялось, ровно такое же количество кабинок опускается вниз — теплоноситель только циркулирует по первичному кольцу, без подъема высоты воды.

рис. 45. Принципиальная схема устройства первично–вторичных колец

Присоединим к первичному кольцу еще одно кольцо (рис. 45, б). Очевидно, что вода тут же заполнит его и остановится. Вторичное кольцо имеет большую протяженность, чем участок трубопровода (между точками А и Б) первичного кольца между отводами на кольцо вторичное. Следовательно, гидравлическое сопротивление вторичного кольца значительно превышает гидравлическое сопротивление на участке А–Б. Теплоноситель всегда течет в ту сторону, где наименьшее гидравлическое сопротивление, то есть циркуляция в первичном кольце будет продолжаться, а во вторичном она прекратится. В общем, все автомобили, заехавшие на второе кольцо, не могут с него выехать. Наш теплоноситель никто правилам дорожного движения не обучал, поэтому он правил не знает и дорогу «помехе справа» не уступает. Все автомобили стремятся побыстрее проехать транспортную развязку по кольцу, а те, что столпились на боковой дороге, их нисколько не беспокоят.

В данной схеме отопления мы этого и добиваемся. Нам нужно, чтобы общее кольцо было всегда в рабочем состоянии, а вторичные в нерабочем. Мы будем задействовать их по необходимости. В самом деле, наверное глупо гонять всю сложную систему отопления, если в данный момент нам не нужна, например, система подогрева полов в бассейне. Еще раз повторимся, что система отопления с первично-вторичными кольцами главным образом направлена для сложных отопительных систем с большим количеством потребителей, использующих разные температурные режимы, но работающая от одного генератора тепла (котла). Для того чтобы вторичное кольцо находилось в нерабочем состоянии, нужно чтобы гидравлическое сопротивление в точках А и Б было примерно одинаковым. Для этого максимальная длина этого участка делается не больше четырех 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 Б было чрезвычайно мало. Зачем теплоносителю затекать во вторичное кольцо, преодолевать гидравлическое сопротивление и циркулировать? Он преспокойненько протечет участок А–Б, где гидравлическое сопротивление практически приближается к нулю.

Диаметр труб первичного кольца определяется, исходя из общего расхода теплоносителя по всем вторичным контурам (табл. 1). Обычно он равен диаметру патрубков отопительного котла, который в свою очередь подбирается по площади отапливаемых помещений. Циркуляционный насос первичного кольца подбирается, исходя из гидравлического сопротивления этого кольца. Поскольку в первичном кольце нет большого количества тройников и углов поворотов, то, как правило, требуется довольно слабый насос, устанавливаемый без фундамента непосредственно в трубопровод.

Для включения вторичного кольца в процесс отопления дома возможны три варианта (рис. 46). Установить на участке А–Б трубу меньшего сечения — байпас. Если опять перейти к примеру с транспортным кольцом, то установка на участке А–Б трубы меньшего проходного сечения образует на этом участке пробку и часть автомобилей попытаются ее объехать по вторичному кольцу. Установить в точке Б трехходовой кран, своеобразный шлагбаум, который будет частично или полностью перенаправлять тепловой поток во вторичное кольцо. Оба способа требуют достаточно точного теплотехнического расчета, а вариант с трехходовым краном еще и ручного или автоматического управления краном.

Читайте также:  Панно из ниток и гвоздей своими руками

рис. 46. Варианты включения циркуляции во вторичном кольце отопления

Поэтому проще всего установить на вторичном кольце свой циркуляционный насос, включение которого приводит теплоноситель в движение, а выключение останавливает циркуляцию и отключает вторичное кольцо от системы отопления. Следует заметить, что современные циркуляционные насосы изготавливаются с управляемыми скоростными режимами, они бывают двух- и трехскоростными. Задавая насосу скорость работы, мы можем управлять скоростью циркуляции, а следовательно, и температурным режимом. Остановкой насоса мы можем выключить все вторичное циркуляционное кольцо, а первичное кольцо будет работать в прежнем режиме. И еще раз повторимся, схема отопления во вторичном кольце может быть выполнена по любой из схем насосной циркуляции, приведенных на предыдущих страницах сайта, с единственной разницей, что место котла здесь занимает первичное кольцо, а место расширителя — общий участок колец А–Б.

Циркуляционный насос для вторичного кольца подбирается, исходя из гидравлического сопротивления этого кольца, то есть первичное кольцо как бы не берется во внимание и насос подбирается для вторичного кольца, как для самостоятельной отопительной системы. Вот такая хитрая схема: много вторичных колец присоединяется к кольцу первичному и все они рассматриваются как самостоятельные тепловые системы со своими потребителями и насосами и при этом отключение и включение вторичных колец никак не сказывается на других вторичных кольцах.

Но что будет происходить в первичном кольце если, на вторичных кольцах будут установлены циркуляционные насосы большей или меньшей мощности, чем насос на первичном кольце? Попробуем разобрать эту ситуацию на примерах (рис. 47).

рис. 47. Примеры установки в первичное и вторичное кольца отопления циркуляционных насосов различной мощности

  1. Допустим, мы подобрали как первичный, так и вторичный насосы производительностью 10 литров в минуту. Когда вторичный насос не работает, расход, развиваемый первичным насосом, то есть 10 литров в минуту, будет циркулировать между точками Б и А. Во вторичном кольце никакой циркуляции не будет. При включении вторичного насоса весь расход воды будет отбираться в точке Б из первичного кольца во вторичное. Расход воды через общий участок трубопровода А–Б будет нулевым. Помните? Вся вода, входящая в тройник, должна из него выйти. В данном случае у воды есть два пути выхода из тройника: продолжить путь по первичному кольцу или завернуть во вторичное. И каким путем она пойдет, полностью зависит от того включен вторичный насос или нет. При включенном вторичном насосе мощностью равном мощности первичного насоса на участке А–Б циркуляция останавливается, но она полностью возобновляется сразу же после точки А, то есть включение вторичного насоса никак не влияет на циркуляцию (в целом) в первичном кольце.
  2. Давайте теперь немного изменим условия. Допустим, производительность первичного насоса 10 литров в минуту, а вторичного насоса — 5 литров в минуту. Когда вторичный насос не работает, весь поток в 10 литров в минуту от первичного насоса будет проходить через общий участок трубопровода А–Б. Включение вторичного насоса будет отбирать 5 литров в минуту через тройник в точке Б. Остальные 5 литров пройдут через общий участок, а в точке А к ним вновь присоединятся те самые 5 литров в минуту, которые прошли по вторичному кольцу. Включением вторичного насоса мы разделили имеющийся поток на два направления, но после прохождения общего участка А–Б он вновь соединился и на циркуляцию теплоносителя в первичном кольце в целом это опять ни как ни повлияло.
  3. Опять изменим условия. Установим насос производительностью 10 литров в минуту на первичном кольце, а более мощный насос производительностью 15 литров в минуту на вторичном. Когда вторичный насос выключен, через участок А–Б будет, как и положено, проходить поток жидкости объемом 10 литров в минуту. Однако при включении вторичного насоса, он начинает требовать от первичного кольца 15 литров в минуту, но где же он возьмет недостающие 5 литров, если со стороны котла к точке Б первичный насос за одну минуту поставляет только 10 литров? А все очень просто, недостающие 5 литров вторичный насос вытянет с противоположной стороны тройника с участка А–Б. А другими словами, насос втянет воду, которую сам же и вытолкнул в точке А, то есть на тройнике в точке А теплоноситель раздваивается пополам: одна часть поступает через участок А–Б обратно во вторичное кольцо, а другая продолжает движение по первичному кольцу. Как видим на циркуляцию теплоносителя в первичном кольце в целом установка мощного насоса на вторичном кольце опять никак не повлияла.

Отсюда следует сделать вывод, что на первичном кольце можно устанавливать насосы мощностью, рассчитанной на преодоление гидравлического сопротивления только первичного кольца.

Но не все так просто. На вторичном кольце с мощным насосом произошло подмешивание охлажденной воды к воде горячей, а это сказывается на температурном режиме всего вторичного кольца. И там, где инженер-теплотехник только радостно потрет руки, так как у него появилась возможность изменением мощности циркуляционного насоса менять температуру теплоносителя, у простого человека руки опустятся. Не владея основами теплотехники, вы не сможете рассчитать систему отопления. Поэтому, такой в общем-то не слабый шанс качественной регулировки системы отопления, не специалисту придется упустить. При использовании системы отопления с первично-вторичными кольцами вам на первичное кольцо нужно устанавливать насосы, равные или превосходящие самый мощный насос на вторичном кольце.

Читайте также:  Китайские закуски к пиву

рис. 48 Регулирование вторичного кольца включением (выключением) циркуляционного насоса

Самый простой способ устройства регулирования температуры теплоносителя во вторичных кольцах, это установить на вторичные насосы двухпозиционные выключатели (вкл/выкл), подчиняющиеся комнатному регулятору (рис. 48). Например, если установить на регуляторе температуру 21°С, он будет отдавать команду на включение циркуляционного насоса при понижении или на выключение при повышении температуры воздуха. Другими словами, если в доме холодно, то датчик включает насос и он будет работать до тех пор, пока температура воздуха помещения не достигнет 21°С, затем последует команда на отключение насоса. Таким образом, последовательное включение и отключение вторичного насоса выровняет температуру до требуемого значения. Если на улице вдруг похолодает, то тут же возрастут теплопотери здания и насос, подчиняясь команде комнатного контроллера, обычно расположенного на наружной стене, тут же перейдет в рабочий режим. В общем, отопительная система работает, как обычный бытовой холодильник, стоящий на нашей кухне: сам по себе включается, сам выключается.

Чтобы понять, как работает комбинированная система отопления, нужно разобраться с таким понятием как «первичные – вторичные кольца». Этому и посвящена статья.

Проблемы движения теплоносителя в системе отопления

Когда-то в многоквартирных домах системы отопления были двухтрубными, потом их стали делать однотрубными, но при этом возникала проблема: теплоноситель, как всё в мире, стремится пройти по более простому пути — по обводной трубе (на рисунке показано красными стрелками), а не через радиатор, создающий большее сопротивление:

Чтобы заставить теплоноситель идти через радиатор, придумали ставить сужающие тройники:

Основная труба при этом ставилась большего диаметра, чем обводная. То есть теплоноситель подходил к сужающему тройнику, натыкался на большое сопротивление и волей-неволей поворачивал на радиатор, и только меньшая часть теплоносителя шла по обводному участку.

По такому принципу делается однотрубная система – «ленинградка».

Такой обводной участок делают и по другой причине. Если радиатор выходит из строя, то пока его снимают и заменяют исправным, теплоноситель пойдёт к остальным радиаторам по обводному участку.

Но это как бы история, мы же возвращаемся «в наши дни».

Что является первичным кольцом в системе отопления?

На схеме показана обвязка котла:

Она-то и является первичным кольцом. Задача первичного кольца – тупо гонять теплоноситель по кругу, изображённому на схеме. Мощный насос здесь не нужен. Но важно сделать трубу такого же диаметра, какие выходы у котла, без сужений.

Что является вторичным кольцом в системе отопления?

И теперь всё, что мы можем добавить к приведённой выше схеме, будет являться вторичными кольцами. Например, тёплый пол с коллектором (на красный прямоугольник внимание пока не обращаем, о нём дальше):

тёплый пол здесь является вторичным кольцом. И таких колец можно подсоединить сколь угодно (сообразуясь с мощностью котла!).

Как заставить теплоноситель идти во вторичное кольцо?

Но не всё так просто, а нужно разобраться с узлом, обведённым красным прямоугольником (см. предыдущую схему) – местом присоединения вторичного кольца. Потому что труба первичного кольца скорей всего большего диаметра, чем труба во вторичном кольце, поэтому теплоноситель будет стремиться в участок с меньшим сопротивлением. Как поступить? Рассмотрим схему:

Теплоноситель от котла течёт по направлению красной стрелки «подача от котла». В точке Б ответвление от подачи к тёплому полу. Точка А – это место входа обратки тёплого пола в первичное кольцо.

Важно! Расстояние между точками А и Б должно быть 150…300 мм – не больше!

Как «загнать» теплоноситель по направлению красной стрелки «к вторичному»? Первый вариант – байпас: ставятся сужающие тройники в местах А и Б и между ними труба меньшего диаметра, чем подающая.

Трудность здесь в расчёте диаметров: нужно высчитать гидравлические сопротивления вторичного и первичного кольца, байпаса… если мы просчитаемся, то движения по вторичному кольцу может не быть.

Второй вариант решения проблемы – поставить в точке Б трёхходовой клапан:

Этот клапан будет либо полностью закрывать первичное кольцо, и теплоноситель пойдёт сразу во вторичное. Либо перекроет путь во вторичное кольцо. Либо будет работать как байпас, пуская часть теплоносителя по первичному и часть по вторичному кольцу. Вроде бы хорошо, но нужно обязательно контролировать температуру теплоносителя. На этот трёхходовой клапан часто ставится электропривод.

Третий вариант – поставить циркуляционный насос:

Циркуляционный насос (1) гоняет теплоноситель по первичному кольцу от котла к… котлу, а насос (2) гоняет теплоноситель по вторичному кольцу, т. е. по тёплому полу.

Подбор циркуляционных насосов для комбинированной системы отопления с первичными-вторичными кольцами

Вопрос: как в третьем варианте подобрать мощности насосов? Рассмотрим снова три варианта – с разными насосами.

Первый. Производительность насоса (1) 10л/мин. и насос (2) такой же производительности (си. предыдущую схему). Что получится? По первичному кольцу идут 10 л. При включенном насосе (2) все эти десять литров заходят во вторичное кольцо, проходят по нему и возвращаются в первичное кольцо уже через обратку.

Читайте также:  Противоаллергические шампуни для кошек

На первичном кольце стоит насос, дающий 10 л/мин., а на вторичном – 5 л/мин. Как теперь будет работать система? Десять литров подходят по первичному кольцу к точке разветвления. Насос (2) забирает свои пять литров, направляет во вторичное кольцо. Остальные пять литров пошли дальше по первичному кольцу. В точке А добавляются 5 л из обратки вторичного кольца и в котел идут все 10 л.

Вариант три. Насос на первичном кольце меньшей мощности, чем на вторичном:

Теперь насос (1) даёт 10 л, насос (2) забрал 15 л, — откуда взялось лишних пять литров? Всё просто: из обратки вторичного кольца через обводной участок. А в котёл пошли всё те же 10 л.

То есть даже в третьем варианте вторичная система работает.

Вывод: какие насосы ни поставь, система будет работать. При этом не нужно на обводном участке ни заужения, ни трехходового клапана, ни каких-либо сложных расчётов (как, впрочем, и простых). Единственное условие – насос (2) должен быть достаточной мощности, чтобы протолкнуть теплоноситель по вторичной системе, но рассчитать мощность всего одного насоса и для одного «кольца» довольно просто.

В следующей таблице сведены вместе основные мощности выпускаемых ныне котлов, расход воды, диаметры труб и марки насосов Grundfos и DAB:

Первичные-вторичные кольца с гидрострелкой и коллектором

В итоге комбинированная система может выглядеть примерно так:

Первичное кольцо здесь: котел с гидрострелкой, соединённые трубопроводами. То есть гидрострелка как обводной участок.

Так выглядят скомпонованные гидрострелка с коллектором:

Но вся эта конструкция (коллектор плюс гидрострелка) – в зависимости от мощности – может быть весьма громоздкой:

Чтобы от громоздкости избавиться, производители начали думать, как всё это объединить в одно целое: гидрострелку и коллектор. В результате родилась такая конструкция:

Схемы такой конструкции выглядят так:

Внутри корпуса есть перегородки, отделяющие подачи, обратки и гидрострелку друг от друга.

На схеме системы отопления всё вместе это будет выглядеть так:

Первичное кольцо: котел — гидрострелка-коллектор — котел. Вторичных колец на приведённой схеме четыре: 1) водяной тёплый пол; 2) радиаторы; 3) бойлер косвенного нагрева; 4) воздушная система отопления. (Кстати, котлов на схеме подключено два; т. е. первичных колец тоже два. Если вы плануете два котла на одну систему, то лучше покупать одинаковые котлы: в техническом обслуживании будет проще.)

#схема_2_galfdesign
Схема в последние годы набирает популярность в кругах монтажников отопления. В ней так же как и в #схема_1_galfdesign нет дорогостоящих гидравлических разделителей с заводскими насосными группами. Но схема лишена главного недостатка #схема_1_galfdesign жесткой ограниченности по количеству контуров потребления тепла. В такой схеме можно применять решения с подогревом бассейна; контуром на теплотрассу, например, бани; подогрев приточной вентиляционной установки и т.д.

Описание:
Схема подходит для домов до 350 кв.м. Прямой контур радиаторного отопления до 350 кв.м. Два смесительных контура теплого пола до 150 кв.м. каждый.Рециркуляция горячего водоснабжения.

Плюсы ➕
+ экономия на материалах; + гидравлическая развязка контуров, можно реализовывать почти любые решения.

Минус ➖
— требует номинальных знаний монтажника в гидравлике и теплотехнике для расчета системы.
•••
Газовый одноконтурный котел 1️⃣ работает через встроенный трехходовой клапан в режиме приоритета нагрева ГВС на бойлер косвенного нагрева 2️⃣. Предохранительный клапан системы отопления на 3 Бар, автоматический воздухоотводчик и расширительный бак встроены в котел 1️⃣, дополнительный расширительный бак системы отопления 4️⃣, устанавливается при расчетной емкости системы > 100л. На обратке контура отопления находится универсальный грязевой фильтр 1️⃣2️⃣ допускающий вертикальную установку при потоке теплоносителя снизу вверх. Прямой контур радиаторного отопления (B, C) работает от отдельного циркуляционного насоса 6️⃣. Смесительные контур водяного теплого пола (D, E и F, G) на трехходовых ротационных клапанах 7️⃣. Сервоприводы трехходовых клапанов 7️⃣ управляются внешней автоматикой. Рециркуляция горячего водоснабжения 8️⃣. Расширительный бак системы гвс 3️⃣ необходим для компенсации расширения воды при нагреве бойлера ГВС, дополнительную защиту осуществляет предохранительный клапан на 6 Бар 1️⃣0️⃣
•••
*Схема носит рекомендательный характер. Авторы не несут ответственность за работоспособность на каждом объекте. Необходим расчет гидравлических характеристик.
•••••
Совместный проект @galf.pro от
@spbplumbing г. Санкт-Петербург и @engineering_case г. Москва

Обозначения:
1️⃣ Газовый настенный одноконтурный котел со встроенным трехходовым клапаном
2️⃣ Бойлер косвенного нагрева без отдельного входа для рециркуляции горячего водоснабжения
3️⃣ Расширительный бак системы горячего водоснабжения
4️⃣ Дополнительный расширительный бак системы отопления
5️⃣ Дымоход
6️⃣ Циркуляционный насос системы отопления
7️⃣ Трехходовой клапан с сервоприводом
8️⃣ Насос рециркуляции ГВС
9️⃣ Фильтр тонкой очистки
? Предохранительный клапан системы ГВС на 6 Бар
1️⃣1️⃣ Клапан автоматической подпитки системы отопления
1️⃣2️⃣ Грязевой фильтр универсальной установки
1️⃣3️⃣ Обратный клапан
1️⃣4️⃣ Клапан подключения мебранного бака

Контура
A Рециркуляция горячего водоснабжения
B Радиаторное отопление подача
C Радиаторное отопление обратка
D Смесительный контур 1 подача
E Смесительный контур 1 обратка
F Смесительный контур 2 подача
G Смесительный контур 2 обратка
H Линия холодного водоснабжения
I Линия горячего водоснабжения
J Ввод холодного водоснабжения

Ссылка на основную публикацию
Палатка на второй этаж детской кровати
Бесплатная доставка при заказе от 3 500 руб. Описание - Палатка детская Dream Tents на кровать Отзывы (0) Ваш ребенок...
Откидные ножки для стола своими руками
Мы любим путешествовать на пассате) За 3 года владения им у него за плечами несколько отпусков с немалым пробегом (скандинавия,...
Отключение подсветки клавиатуры на ноутбуке
Подсветка клавиатуры используется практически всеми производителями девайсов. Такая функция имеется у отдельного оборудования, а также у встроенной клавиатуры. Например, ASUS...
Панда коврик вязание крючком
Вещи, связанные своими руками всегда излучают положительную энергию, а если вы добавите эти вещи в интерьер своего дома, то сразу...
Adblock detector