Гидравлическая балансировка системы отопления в частном доме. Зачем это нужно и как это происходит? Балансировка отопительной системы в частном доме

Старые системы обогрева со временем из-за своей длительной эксплуатации начинают функционировать с нарушениями (ухудшается распределение теплоносителя, циркуляция и прочие показатели), тем самым ухудшая комфортность проживания и работы в помещениях.

Как выйти из такой ситуации, неужели придется делать капитальную реконструкцию всего отопления? Именно этот вопрос мы с вами и будем рассматривать в этой статье и надеемся, что вы извлечете из нее максимум полезной информации.

Суть проблемы

Причиной всех проблем является плохое распределение по трубопроводам, происходит это из-за гидравлического дисбаланса. Расход горячей воды по трубопроводам зависит от местных сопротивлений самих участков. Этот показатель изменяется из-за засорений и коррозии труб, реконструкций или ремонтов, при добавлении потребителей и так далее.

Важно. В системах, у которых нарушена гидравлическая работа, первые потребители получают достаточное количество тепла, а последние остаются недогретыми.

В старых схемах балансировка систем отопления не продумана, потому что не было путей выхода из таких ситуаций. Дисбаланс решался различными способами, причем не всегда успешными:

  • Первый способ – увеличение мощности Такой метод приведет к тому, что последние потребители получают недостаточное количество тепла, а первые будут перегреты. Следовательно, у первых потребителей будут излишки тепла, которые они будут удалять через распахнутые окна и двери. Такой метод экономически не эффективен из-за больших потерь теплоты, а также из-за увеличенного потребления электрической энергии насосом;
  • Второй способ – увеличение температуры подаваемого теплоносителя. Такое решение проблемы приводит к такому же эффекту, как и в первом случае. Цена на топливо возрастет, так как его понадобится значительно больше.

Подробно о самом процессе

Главная задача, которую выполняет балансировка отопления – это обеспечение потребностей в теплоте всех потребителей при наихудших условиях (при минимально возможной температуре). При других условиях работа обогрев происходит, как и ожидается.

Важным моментом является факт проведения работ – после проведения балансировки должно использоваться минимальное количество электрической и тепловой энергии.

Для получения такого результата применяют:

  • балансировочный клапан для отопления с точным измерением;
  • различные варианты балансировки и измерительные приборы.

Результат проведения работ напрямую зависит от всех вышеперечисленных фактов.

Элементы для проведения работ

В этом разделе мы подробно рассмотрим оборудование, которое можно применять, его фото и видео, а также раскроем его функциональные возможности:

  • Клапан для балансировки Y-типа. Имеет возможность преднастройки, за счет этого происходит ограничение расхода, который отмечен на ручке со шкалой. Обладает двумя измерительными ниппелями для измерений перепада расхода, температуры и давления.

Называют этот клапан Y-типа из-за его конуса, который к потоку теплоносителя находится под оптимальным углом. Эта конструкция нужна, чтобы свести к минимуму влияние потока жидкости на измерения, что в итоге улучшит точность балансировки.

К тому же такие клапаны применяются как запорная арматура и для дренажирования воды. Чтобы качественно произвести балансировку нужно подобрать нужный размер клапана, правильно установить и рассчитать.

  • Специальные приборы, которые нужны для измерения перепада давления, расхода и перепада температуры на балансировочных клапанах. Это устройство изображено на рисунке ниже.

Нужно сказать, что это компьютерное устройство очень многофункционально, оно имеет: точные датчики, интегрированные функции измерения, устранение возникающих ошибок и балансировку, дополнительный гидравлический аккумулятор и прочие необходимые функции, помогающие точно и быстро настроить систему.

Инструкция по установке подразумевает о связи с персональным компьютером посредством специальной программы для передачи данных и обновлений программы, а также отправке результатов.

Важно. Применять лишь клапаны и измерительные приборы недостаточно, нужно обязательно знать, что с ними делать. Иначе процесс настройки своими руками не увенчается успехом, а обогрев будет работать неправильно, не будет комфортного климата в помещении и будет перерасход потребления тепловой и электрической энергии. Чтобы качественно сбалансировать систему необходимо знать правильную методику.

Метод для настройки

Для начала гидравлическая система разделяется на модули, благодаря клапанам «партнерам».

Затем нужно сбалансировать все модули, применяя ТА методы. Это нужно сделать от потребителей, магистралей, стояков, коллекторов, ответвлений и до тепловых пунктов. При применении методики все клапаны и модули в такой системе будут обладать проектными расходами и минимальными потерями давления на самих клапанах.

Когда вся система прошла балансировку и имеет минимальные потери давления, переключаем насос на расчетную скорость движения теплоносителя и проводим настройку общего расхода на главном модуле у насоса. В итоге нагнетательное оборудование будет потреблять минимальный объем электроэнергии, а тепловая энергия будет качественно расходоваться на обогрев помещений.

После проведения балансировочных работ, вы получаете данные о необходимых и достигнутых значениях в результате настройки балансировочных клапанов. Эти данные подтверждают качество балансировки системы и дают гарантию ее качественной работы.

Еще одна очень важная функция рассмотренных балансировочных клапанов – это возможность самостоятельной диагностики системы теплоснабжения. Когда все установлено и функционирует, проблематично определить качество функционирования отопления и его эффективность, но это в том случае, если нет возможности это измерить.

Применяя клапаны с измерительными ниппелями, удается определить неисправности при работе системы обогрева, а также узнать ее состояние и характеристики, а также принимать правильные решения при возникновении неисправностей. Диагностика помогает выявить разные ошибки, а также быстро их ликвидировать.

Заключение

Благодаря развитию теплотехники у владельцев старых домов появилась возможность качественно настроить систему отопления, помимо этого получать данные о её работе и о ходе возникших ошибок и нарушений.

Системы отопления практически всех конфигураций требуют балансировки, исключение составляет только разводка по петле Тихельмана. Мы рассмотрим три возможных способа провести балансировку, расскажем о преимуществах, недостатках и уместности каждого из методов, дадим практические рекомендации.

В чем суть балансировки

Гидравлические системы отопления по праву считаются наиболее сложными. Их эффективная работа возможна только при условии глубокого понимания физических процессов, скрытых от визуального наблюдения. Совместная работа всех устройств должна обеспечивать поглощение теплоносителем максимального количества тепла и его равномерным распределением по всем нагревательным приборам каждого контура.

Режим работы каждой гидросистемы основан на взаимосвязи двух обратно пропорциональных величин: гидравлического сопротивления и пропускной способности. Именно ими определяется расход теплоносителя в каждом узле и части системы, а стало быть и количество подводимой к радиаторам тепловой энергии. В общем случае расчёт расхода для каждого отдельно взятого радиатора отражает высокую степень неравномерности: чем больше удалён нагревательный прибор от теплового узла, тем выше влияние гидродинамического сопротивления труб и ответвлений, соответственно теплоноситель циркулирует с меньшей скоростью.

Задача балансировки системы отопления — гарантировать, что проток в каждой части системы будет иметь примерно одинаковую интенсивность даже при временных изменениях режимов работы. Тщательная балансировка позволяет добиться такого состояния, когда индивидуальная регулировка термостатирующих головок не оказывает существенного влияния на прочие элементы системы. При этом сама возможность балансировки должна предусматриваться ещё на этапе проектирования и монтажа, ведь для настройки системы необходима как специальная арматура, так и технические данные на оборудование котельной . В частности, обязательна установка на каждом радиаторе запорных клапанов, в простонародье называемых дросселями.

Особенности работы с разными видами разводки

Однотрубные системы отопления поддаются балансирующей регулировке наиболее просто. Всё благодаря тому, что суммарный проток через радиатор и связывающий байпас всегда одинаков и не зависит от пропускной способности установленной арматуры. Поэтому в системах типа «Ленинградка» работа ведётся не столько над балансировкой протока, сколько над уравнением количества тепла, выделяемого теплоносителем в радиаторах. Говоря проще, главная цель балансировки в таком случае — обеспечить, чтобы к наиболее удалённому радиатору вода поступала при достаточно высокой температуре.

В двухтрубных тупиковых системах действует несколько иной принцип. Каждый радиатор системы представляет собой своего рода шунт, гидравлическое сопротивление которого ниже, чем у всей остальной группы, расположенной далее по направлению протока. Из-за этого значительная часть теплоносителя протекает через шунт обратно к тепловому узлу, в то время как циркуляция далее по системе имеет гораздо меньшую интенсивность. В таких системах отопления приходится трудиться именно над выравниванием протока в каждом радиаторе путем изменения пропускной способности арматуры.

Двухтрубные попутные системы отопления балансировки не требуют вовсе, но при этом имеют сравнительно высокую материалоёмкость. В этом вся прелесть петли Тихельмана : путь, который проходит теплоноситель в цепи каждого радиатора, примерно одинаков, благодаря чему эквивалентность протока в каждой точке системы поддерживается автоматически. Похожим образом дело обстоит с лучевыми системами отопления и водяным тёплым полом: выравнивание протока выполняется на общем коллекторе по поплавковым расходомерам.

Расчётное моделирование

Наиболее конструктивный и правильный метод регулировки — с помощью построения расчётной модели гидравлической системы отопления. Это можно выполнить в таком программном обеспечении как Danfoss CO и Valtec.PRG, либо же в платных продуктах вроде AutoSnab 3D. Не следует бояться платного ПО: как вы увидите позже, его стоимость не идёт ни в какое сравнение с затратами на специальные устройства автоматической балансировки, при этом расчётный проект гидравлической системы предоставит полное представление о системе, режимах её работы и физических процессах, происходящих в каждой точке.

Балансировка с помощью программных расчётов производится посредством построения точной виртуальной копии системы отопления. В разных рабочих средах механизм моделирования протекает с некоторыми отличиями, тем не менее, все программы такого рода имеют дружественный и понятный пользователю интерфейс. Очень важно, чтобы построение выполнялось действительно точно: с указанием каждого фитинга, элемента арматуры, поворотов и ответвлений, присутствующих в реальной системе. Вот какие потребуются исходные данные:

  • паспортные данные котла: мощность, КПД, напорно-расходный график, рабочее давление.
  • сведения о циркуляционном насосе: скорость протока и напор;
  • тип теплоносителя;
  • материал и условный проход труб, температура окружающей их среды;
  • технические сведения обо всей запорной и регулирующей арматуре, коэффициенты местных сопротивлений (КМС) каждого элемента;
  • паспортные данные на запорные клапаны, зависимость их пропускной способности от падения давления и степени открытия.

После построения модели системы вся работа сводится к тому, чтобы обеспечить равенство расхода теплоносителя на каждом радиаторе. Для этого искусственно занижают пропускную способность запорных клапанов на тех радиаторах и цепях, где наблюдается существенное увеличение протока по сравнению с остальными. Когда виртуальная балансировка выполнена, для каждого радиатора выписывают Kvs — коэффициенты пропускной способности. Используя таблицу или график из паспорта клапана, определяют необходимое число оборотов регулировочного штока, после чего эти данные используют для балансировки реальной системы в натуре.

Эмпирический способ

Конечно, отрегулировать систему отопления при числе радиаторов до десяти можно и без предварительного расчёта. Однако этот метод достаточно трудоёмок и занимает очень много времени. Кроме прочего, при такой балансировке не удаётся предусмотреть изменение расхода при работе термостатирующих головок, что сильно снижает точность балансировки.

Алгоритм ручной балансировки несложен, для начала необходимо перекрыть абсолютно все радиаторы в системе. Это делается для того, чтобы максимально близко сравнять температуру теплоносителя на входе и выходе из теплового узла. Весь этот процесс занимает около часа, при этом необходимо установить циркуляционный насос на максимальную скорость и убедиться в отсутствии воздушных пробок в системе.

Следующий шаг — полное открытие запорного клапана на наиболее удалённом радиаторе (зачастую на последнем радиаторе этот клапан не устанавливается вовсе). Спустя 10-15 минут проводится измерение температуры нагрева крайнего радиатора, она при дальнейшей балансировке будет использоваться как эталонная.

Далее нужно приоткрыть запорный клапан на предпоследнем радиаторе. Степень открытия должна быть такой, чтобы нагрев произошёл до эталонной температуры и при этом на последнем радиаторе температура нагрева не снизилась. Грань очень тонкая, и работа сильно осложняется инерционностью радиаторов: после каждого изменения положения штока клапана на алюминиевом радиаторе необходимо выждать не менее 15 минут, на чугунном — порядка 30-40 минут. В этом и есть вся суть ручной балансировки: продвигаясь от наиболее удалённого радиатора к самому первому в цепочке необходимо снижать пропускную способность, обеспечивая поддержание одинаковой температуры на каждом нагревательном приборе. Регулировка должна проводиться очень тонко и аккуратно, ведь резкое увеличение протока в середине контура приведёт к падению температуры в отдалённой его части, соответственно нужно будет потратить еще 15-20 минут, чтобы вернуть систему к исходному состоянию.

Отладка в автоматическом режиме

Существует некая золотая середина между двумя описанными выше способами. Специальное оборудование для автоматической балансировки гидравлических систем отопления позволяет провести настройку с очень высокой точностью и в достаточно короткие сроки. На текущий момент основным техническим решением для таких целей считается «умный» насос Grundfos ALPHA 3, укомплектованный съёмным передатчиком, а также фирменное приложение для мобильных устройств. Средняя цена комплекта оборудования составляет порядка $300.

В чём суть затеи? Насос обладает встроенным расходомером и может обмениваться данными со смартфоном или планшетом, где производится обработка всей информации. Приложение работает как путеводитель: пошагово направляет пользователя и указывает, какие манипуляции нужно проводить над разными частями системы отопления. При этом в базе приложения сохраняются отдельные комнаты с указанным числом нагревательных приборов, имеется возможность выбирать разные типы радиаторов, указывать их мощность, необходимые нормы обогрева и прочие данные.

Процесс происходит предельно просто и полностью демонстрирует алгоритм работы программы. После сопряжения с передатчиком и подготовки к работе от системы отключаются все радиаторы, это необходимо для измерения нулевого расхода. После этого запорные клапаны на каждом радиаторе поочередно открываются полностью. При этом расходомер в насосе отмечает изменения в протоке и определяет максимальную пропускную способность каждого нагревательного прибора. После того как все радиаторы будут внесены в базу программы, производится их индивидуальная регулировка.

Настройка запорного клапана на радиаторах происходит в режиме реального времени. Приложение имеет звуковую индикацию для возможности работы в труднодоступных местах. Балансировка требует тонкой подстройки запорного штока до такого положения, при котором текущий расход в системе сравняется со значением, рекомендованным программой. По завершении работы с каждым радиатором приложение формирует отчёт, в который включены все нагревательные приборы системы и расход теплоносителя в них. После выполнения балансировки насос ALPHA 3 может быть снят и заменён на другой с аналогичными параметрами производительности.

Балансировка системы отопления проводится перед запуском модуля, после промывки труб или ремонта комплектующих. Также данную процедуру проводят, если расход теплоносителя превышает допустимую норму, то есть на обогрев помещения тратится гораздо больше ресурсов, чем запланировано. Часто это происходит потому, что в трубах и подвижных элементах скапливается шлам и ржавчина. В результате пропускная способность падает, что приводит к увеличению расхода носителя. Также причиной дисбаланса может стать подключение новых потребителей или неправильное обслуживание. В любом случае действовать необходимо быстро и спланировать всё заранее.

Как понять, что нужна балансировка

Любая система, а точнее её составляющие нуждаются в фиксированном количестве носителя . Например, радиаторы в спальне и кухне получают разный объём горячей воды. Связано это прежде всего с настройками и общими требованиями, предъявляемыми к системе. Когда гидравлический баланс нарушен , то котёл отдаёт почти все тепло в ближайшую батарею, остальные остаются холодными. Вот и получается, что в одной комнате жарко, а в другой прохладно.

Также следует учесть, что в таких условиях теплогенератор работает в усиленном режиме. Повышенные нагрузки негативно влияют на составные элементы. Это может привести к поломке, на устранение которой вы потратите не одну тысячу рублей. Избежать проблем можно с помощью гидравлических разделителей и балансировочных коллекторов . Именно об их покупке стоит задуматься всем владельцам загородных домов, коттеджей и других помещений с автономным многоконтурным отоплением.

Товары этой категории


Методы и последовательность балансировки отопления

Прежде всего необходимо провести диагностику, и только потом начинать что-то делать. Если решили выполнить балансировку системы отопления своими руками, то рекомендуем вам ознакомиться с двумя методами, доступными в домашних условиях.

Первый предполагает настройку по расходу теплоносителя . Вам понадобится электронный расходомер и регулирующая арматура соответствующего назначения. На обратной ветке устанавливается балансировочный клапан со встроенными штуцерами, нужны для включения электроники. С помощью расходомера определяем актуальный расход на каждом контуре, предварительно вмонтировав на подводке необходумую арматуру. Анализирующий прибор соединяется с клапаном и регулируется согласно схеме.

Некоторые домовладельцы считают, что вместо регулирующих устройств можно использовать шаровые краны , забывая от том, что они предназначены исключительно для перекрытия труб . У них всего два положения открытое и закрытое, никаких промежуточных нет. Для этих целей существуют вентили с различными рабочими диапазонами. Некоторые модели оснащены настроечной шкалой, по которой проводится ручная настройка.

Второй метод требует больше времени, при этом он не менее точен, хотя и трудозатратен . Довольно часто балансировка системно не проводилась. Монтировал всё знакомый мастер, и никаких документов и схем он вам не отдал. Здесь придётся ориентироваться на температуру каждого потребителя. Радиаторы снабжают регулировочным вентилем, ставится на выход.

Кроме того, нужен поверхностный термометр. Достаточно приложить такой к любому материалу, он моментально покажет количество градусов.

Весь процесс состоит из трёх этапов. Сначала открываются вентили на мощных батареях , слабые также участвуют, но только частично. Дело в том, что наиболее точный расчёт получается при последовательном включении.

Допустим, одна ветка содержит 5 батарей , тогда клапан раскручивается на 4 оборота, от меньшего к большому. Самый последний открываем полностью. Температура на выходах не должна отличаться. Наиболее точных результатов удаётся достичь при измерении температуры на самом вентиле. Повышенная, зазор уменьшаем, пониженная - открываем. Перерыв между замерами должен быть не менее 10 минут .

Выводы

Рассмотренные методы на дают полной гарантии балансировки, так как основаны на общих рекомендациях. Однако, как мы все знаем, каждая система индивидуальна, хоть и оборудована на основании общепринятых правил. Всё зависит от базовых настроек. Если с самого начала всё было сделано по уму, то и обслуживание не вызовет сложностей. Как показывает практика, быстрой балансировки не бывает, поэтому будьте терпеливы и последовательны. И не забывайте о специализированных конструкциях, призванных ускорить регулировку.

Полезные видео

Качественное обустройство отопительной системы не заканчивается монтажом всего необходимого отопительного оборудования – котел, насос, радиатор и т.д. Этого недостаточно для того, чтобы отопление работало эффективно и справлялось с возложенными на него функциями «на ура». Любая система нуждается в грамотной регулировке и настройке, и отопительная не является исключением.

Для этого проводится такая процедура, как балансировка. Цель ее – распределить теплоподачу по комнатам так, как необходимо хозяину. Сегодня балансировку можно осуществить, полагаясь только лишь на свои силы, или прибегнув к помощи профессионалов.

Нередко можно встретить одно весьма ошибочное мнение, но достаточно распространенное. Некоторые люди считают, что в балансировке нуждаются только крупные здания, в то время как в частных домах и маленьких строениях она не обязательна. Естественно, это заблуждение. Балансировка является необходимым процессом для всех строений, в которых установлена система отопления, тем более для домов, в которых проживают люди. Если пренебречь ею, то тепло будет направлено на некоторые участки в избыточных количествах, а на других, наоборот, будет ощущаться его недостаток. Основополагающая «миссия» балансировки как раз и заключается в том, чтобы не допустить подобных ситуаций. Вся система – радиаторы, котел и все остальные элементы будут работать как одно целое и равномерно обогревать строение.

В чем заключается балансировка системы отопления?

Балансировка подразумевает под собой распределение тепла по разным местам трубопровода, в зависимости от потребностей каждого помещения. Выполняется данная процедура, прежде всего, посредством регулировки запорно-регулирующей арматуры. Она является тем компонентом отопления, регулируя который можно повышать или понижать поступление теплоносителя на тот или иной участок системы.

При этом каждый владелец жилого объекта должен понимать, что монтаж автоматических систем регулировки температуры не «освобождает от ответственности» проводить балансировку радиаторов. Такие системы являются лишь дополнительным средством, благодаря которому можно поддерживать заданную температуру в комнатах, в то время как балансировка радиаторов и отопительного оборудования в целом – это первостепенная необходимость. То есть первым делом нужно уделить внимание балансировке, а потом уже, если у вас есть такое желание, приняться за установку автоматических систем. Тем более, что подавляющее большинство таких систем обладает централизованным характером – они отвечают не за регулировку интенсивности подачи теплоносителя, а за регулировку его температуры подогрева в котле отопления.

Балансировка выполняется с помощью таких компонентов:

  • регуляторы расхода;
  • перепускные клапаны;
  • балансировочные клапаны;
  • регуляторы давления.

Монтаж конкретных элементов базируется на устройстве отопительной системы. К примеру, в простых однотрубных контурах вполне будет достаточно монтажа ручных кранов для выполнения балансировки. Они предоставят хозяину возможность настраивать интенсивность подачи теплоносителя на любую комнату. Совсем иначе дела обстоят с двухтрубными системами, тем более, если они оборудованы автоматическими температурными регуляторами – в этом случае без установки балансировочных клапанов не обойтись.

Какими методами осуществляется балансировка?

Данная техническая процедуры может выполняться одним из нескольких методов. Наиболее простым, но при этом и наиболее трудоемким в настоящее время считается способ, при котором регулярно замеряются показания каждого балансировочного клапана при корректировке их положений. Главная цель состоит в том, чтобы подогнать положения клапанов так, чтобы достичь необходимого результата.

Вторым методом, более сложным, но и более надежным является разбивка системы на определенное количество отдельных модулей. Прибегая к нему, общую мощность системы берут за 100 процентов, а данные, полученные с отдельных модулей, «конвертируются» в соответствующий долевой показатель – например, 20 процентов, 50, и так далее.

Затем проводится регулировка каждого модуля в отдельности – это необходимо для того, чтобы довести интенсивность потока теплоносителя до желанного процентного показателя от общих 100 процентов отопительной системы. Предположим, модуль такой комнаты, как спальня берет на себя 20 процентов от общей 100-процентной мощности теплоносителя, но вам в ней недостаточно тепло и хотелось бы повысить этот показатель и довести его до 30 процентов – для этого вы просто слегка откручиваете клапан модуля.

Перед тем, как начать выполнять балансировку, следует открыть каждый запорный кран системы и сделать тестовый запуск, цель которого состоит в проверке правильности работы насоса, радиатора и других составляющих системы.

Подводя итоги, нужно отметить, что балансировка представляет собой очень важное мероприятие, которое должно производиться не только в больших зданиях, а в каждом строении, в котором установлена система отопления. Оно требует ответственного и серьезного подхода, и если вы не уверены, что сможете справиться с этой задачей, то лучше обратится к компании, специалисты которой имеют богатый опыт в этом вопросе.