Как настроить насосно-смесительный узел

 

В предыдущей статье я рассказывал о том, как настроить теплый пол. Хорошо, если ваш загородный дом отапливается только теплыми полами. На практике это бывает крайне редко, так как в большинстве случаев отопление вторых этажей осуществляется с помощью радиаторов, которые требуют более высокую температуру теплоносителя. Для того, чтобы согласовать температуры теплоносителя для теплых полов и радиаторов, в систему отопления устанавливают насосно-смесительный узел, который тоже необходимо настроить. Вот о том, как настроить насосно-смесительный узел, мы и поговорим в этой статье.

Насосно-смесительный узел предназначен для поддержания необходимой температуры теплоносителя во вторичном контуре системы отопления. Происходит это за счет подмешивания теплоносителя из обратной линии. С его помощью можно гидравлически согласовать высокотемпературную радиаторную систему отопления с низкотемпературной системой теплого пола. Этот узел  содержит весь необходимый набор сервисных элементов, таких как: воздухоотводчик и сливной клапан, которые значительно упрощают обслуживание системы отопления в целом. А установленные термометры дают возможность следить за работой узла без использования дополнительных приборов и инструментов.

Про работу и регулировку насосно-смесительного узла я расскажу на примере изделия VALTEC COMBI.

 

Как работает насосно-смесительный узел

 

Прежде чем приступать к регулировке этого прибора, давайте разберемся, как он работает. Наглядно, работа насосно-смесительного узла показана на рисунках «Насосно-смесительный узел» и «Тепломеханическая схема насосно-смесительного узла».

 

 

Горячий теплоноситель от отопительного котла, через патрубок «А» насосно-смесительного узла идет по двум маршрутам. Одна часть проходит к подающему коллектору системы напольного отопления через патрубок «С», а другая идет на смешение через байпас и клапан байпаса 3. В нем она смешивается с новой порцией горячего теплоносителя в такой пропорции, чтобы на входе в коллектор получилась заданная температура.

 

Часть теплоносителя, из патрубка «В» и настроечный клапан первичного контура 5 через патрубок «D», попадает обратно в котел.  Необходимая температура теплоносителя для теплого пола задается термостатическим клапаном 1 или контроллером. Данная температура контролируется в точке 4, термостатическим клапаном 1, который увеличивает или уменьшает количество теплоносителя, подаваемого из котла, в общий поток.

 

Как настроить насосно-смесительный узел

 

Как правило, для настройки насосно-смесительного узла бывает достаточным задать скорость потока с помощью циркуляционного насоса и температуру теплоносителя, который нужно подать в теплый пол. Ведь мощность отопительной системы, расход теплоносителя и разница температур между подающим и обратным трубопроводом, взаимосвязаны между собой. К тому же разница температур и температура настройки насосно-смесительного узла, оказывает влияние на среднюю температуру пола и его теплоотдачу.

В общем, говоря, мощность системы напольного отопления во многом зависит от разницы между температурой воздуха в помещении и средней температурой на ее поверхности. Увеличивая среднюю температуру, мы увеличиваем мощность отопительной системы.

Давайте на примере посмотрим, от чего зависит средняя температура на поверхности пола. В комнате уложена «Змейкой» петля напольного отопления, в которую подается теплоноситель с температурой 40˚С, а на выходе мы имеем температуру 30˚С (рис. «Пример распределения температур при ΔT=10˚С»). При этом температуры в точках «А» будут 30˚С, а в точке «Б» 25˚С, что соответствует мощности 80 Вт/м².

 

 

Однако такое распределение температуры на поверхности пола может оказывать дискомфорт, так как в точке «А», будет ощущаться перегрев, а в точке «Б» пол будет холодным. Этот дисбаланс можно устранить, увеличив расход теплоносителя. Например, мы увеличили расход теплоносителя в два раза. Такое увеличение приведет к увеличению температуры в обратном трубопроводе. При таком увеличении расхода разница температур между подающим и обратным трубопроводами снизится так же в два раза и составит 40˚С на подаче и 35˚С на обратке. В точках «А» и «Б» температуры будет приблизительно 30˚С и 27,5˚С, а средняя температура пола увеличится, примерно, до 29,5 ˚С (рис. «Пример распределения температур при ΔT=5˚С»).

Для того, чтобы понизить среднюю температуру на поверхности пола до начального значения, достаточно снизить температуру теплоносителя, подаваемого в систему теплого пола. Если установить термостатический клапан на 38˚С, то температура в обратном трубопроводе стабилизируется примерно на уровне 32˚С, что установит температуру в точках «А» и «Б» на уровне 29˚С и 26,5˚С. При такой разнице средняя температура пола будет составлять около 27,5˚С, то есть такая же, как и в первом случае, однако разница температур между точками «А» и «Б» будет не столь значительна. Для того, чтобы было легче сбалансировать температуру на поверхности пола часто используют схему «Улитка».

Многим могу показаться непонятными примеры, которые я привел выше, поэтому давайте немного резюмируем информацию, приведенную выше. Итак:

• Чем больше расход теплоносителя через контуры теплого пола, тем меньше разница температур в разных точках на поверхности пола;
• Расход циркуляционного насоса регулируется в зависимости от разницы температур на подающем и обратном коллекторе;
• Для петель, уложенных «змейкой», разница температур должна составлять 3–5˚С. Для петель, уложенных «улиткой», разница температур должна составлять до 3–10˚С.

 

Как отрегулировать настройки? Включите котел и, примерно, через полчаса замерьте разницу температур между подающим и обратным коллектором. Если разница температур окажется большой, то скорость вращения ротора циркуляционного насоса необходимо увеличить. В том, что разница температур может оказаться небольшой, нет ни чего страшного, так как в этом случае нагрев пола будет более равномерным по всей поверхности.

Стоит помнить, что температура теплоносителя, подаваемого в систему напольного отопления, непосредственно влияет на среднюю температуру на поверхности пола. Однако надо устанавливать ее с таким расчетом, чтобы температура поверхности пола не превысила 29˚С, в противном случае пол будет доставлять дискомфорт.

 

Балансировочный клапан байпаса

 

Многие насосно-смесительные узлы комплектуются дополнительными устройствами, которые делают их более универсальными. Таким устройством является балансировочный клапан байпаса. Для того чтобы лучше понять, на что влияет настройка балансировочного клапана байпаса, рекомендую рассмотреть две ситуации.

Первая ситуация. В насосно-смесительный узел подается теплоноситель с температурой 90˚С. Термостатический клапан отрегулирован на температуру теплоносителя на входе в систему напольного отопления 30˚С, а в обратный коллектор теплоноситель возвращается с температурой 25˚С. Для обеспечения этих параметров термостатический клапан должен быть установлен в определенное положение. Такого рода задача решается простой пропорцией, когда соотношение расходов теплоносителя из котла и обратки должно быть 1:12, т.е., на каждый литр теплоносителя из котла должно приходиться 12 литров теплоносителя из «обратки». Поэтому, если через балансировочный клапан байпаса проходит 12 л/мин, то термостатический клапан необходимо закрыть до тех пор, пока расход теплоносителя через него составит 1 л/мин. При этом на выходе получится необходимые нам 30˚С с расходом 13 л/мин., из которых 12 л/мин. холодного теплоносителя и 1 л/мин. горячего.

Что произойдет, если начать открывать клапан байпаса? Естественно, что расход теплоносителя через него увеличится. Увеличив расход через клапан, например, до 48 л/мин, изменится и пропускная способность термостатического клапана. В данном случае она составит 4 л/мин. Итогом этих манипуляций станут те же 30˚С, однако с расходом 52 л/мин. (48 л/мин. холодного теплоносителя и 4 л/мин. горячего).

Из примера видно, что при изменении положения клапана байпаса узел будет поддерживать необходимую пропорцию при смешении горячего и холодного теплоносителя. Однако увеличенный расход обеспечит более равномерный прогрев поверхности пола.

Здесь возникает справедливый вопрос, надо ли вообще закрывать клапан байпаса? Ведь закрывая его мы уменьшаем расход теплоносителя, а следовательно и мощность системы. Для того, чтобы ответить на этот вопрос давайте представим себе другую возможную ситуацию.

Вторая ситуация. Отопительный котел настроен на 60˚С, но для системы напольного отопления нам необходимо только 45˚С. Температура теплоносителя, возвращаемой из обратки составляет 35˚С.

Не трудно посчитать, что пропорция смешения горячего и холодного теплоносителя составит 1:1,5,  т.е. на каждый литр теплоносителя из котла должно приходиться 1,5 литра теплоносителя из «обратки». Если мы максимально откроем балансировочный клапан байпаса, то получим те же 48 л/мин. холодного теплоносителя. При таком расходе термостатический клапан должен будет открываться до тех пор, пока расход не будет равен 32 л/мин. Однако термостатический клапан не может открываться бесконечно, и в какой-то момент он откроется до максимального положения. На практике это может быть 20 л/мин. При таком расходе узел при полностью открытом термостатическом клапане сможет обеспечить на выходе только 40˚С. Для того, чтобы смесительный узел смог обеспечить нам необходимые 45˚С на входе в теплый пол, придется прикрыть клапан байпаса до получения необходимой пропорции теплоносителя.

 

Рекомендации по настройке балансировочного клапана

 

Из приведенных выше примеров мы видим, что если разница между температурой поступающего из отопительного котла теплоносителя, и температурой настройки узла велика, балансировочный клапан надо открыть. Если температура теплоносителя из котла находится в районе требуемой температуры после смесительного узла, то балансировочный клапан необходимо закрыть.

Соглашусь со многими из вас, что постоянное вмешательство в систему отопления не очень удобно. Что тогда делать, если температура теплоносителя, поступающая из отопительного котла и температура, которую необходимо поддерживать на входе в теплый пол, не постоянны в течение года? Ответ достаточно прост, необходимо сделать так, чтобы смесительный узел был способен обеспечить необходимую температуру при любой ситуации, которая может возникнуть во время эксплуатации системы отопления, обеспечивая при этом оптимальный расход теплоносителя. При настройке узла надо установить максимальный диапазон температур, которые смесительный узел сможет поддерживать, так как если задать слишком низкий диапазон, то насосно-смесительный узел не сможет обеспечить требуемую температуру в те моменты, когда из отопительного котла будет идти теплоноситель с низкой температурой. И наоборот, если задать слишком высокий диапазон, то узел будет работать не на полную мощность.

Добиться оптимальных настроек можно с помощью расчетных формул. Однако можно поступить и по-другому. Необходимо выставить на отопительном котле температуру, которую он будет поддерживать в течение всего года. Например, на моем котле круглогодично настроена температура 60˚С.  После этого с термостического клапана снимается термоголовка или сервопривод. Запустите систему и дайте ей проработать несколько часов, пока температура на входе в теплый пол не стабилизируется. Именно такой и будет максимальная температура, которую узел сможет поддерживать. Если температура окажется выше той, которую планируется подать в теплый пол, то клапан байпаса придется немного приоткрыть, после чего подождать полчаса, после чего снова проверить температуру на входе в теплый пол. Если температура опять будет велика, то придется еще немного приоткрыть балансировочный клапан. Допустимым отклонением от заданных параметров является 2–5ºС. После завершения настройки на термостатический клапан необходимо вернуть термоэлемент или сервопривод. После чего насосно-смесительный узел будет самостоятельно поддерживать требуемую температуру.

Многие специалисты могут возразить: «Зачем вообще все эти сложности, если можно использовать трёхходовой клапан, который не подразумевает настройку клапана байпаса?». И это будет справедливо. Ведь насосно-смесительные узлы с трёхходовым клапаном спроектированы таким образом, что при увеличении потока теплоносителя из отопительного котла одновременно уменьшается поток теплоносителя через байпас, что позволяет обойтись без балансировочного клапана байпаса. Однако такое решение подойдет не для всех случаев, которые могут возникнуть при эксплуатации отопительной системы. Тем более, что насосно-смесительные узлы с трёхходовым клапаном так же имеют недостатки, к тому же их тоже надо настраивать.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЕ ПОЧИТАТЬ: