Вопросы по системе с естественной циркуляцией

Вопрос: Помогите прояснить следующие базовые вопросы по естественной циркуляции, с которыми я столкнулся при необходимости модификации моей системы с ЕЦ.

1 - Почему для открытой системы с естественной циркуляцией, в которой по какой-либо причине не все гладко с циркуляцией теплоносителя (например, низкая скорость потока во всей системе, либо нарушение прогрева батарей в разных ее ветвях, либо что-то другое, связанное с циркуляционным давлением), часто советуют закрыть систему и добавить давление (например, 1атм). Вопрос – что дает увеличение давления теплоносителя в системе отопления с ЕЦ (а также с ПЦ)?

2 - Закрытие СО с ЕЦ дает ли что-нибудь в практическом смысле, кроме возможности установить расширительный бак на любой высоте в помещении, а не только в верхней точке системы, (и, конечно, возможности увеличить давление теплоносителя в системе)?

3 - Какова физика явления, что взвешенный воздух выходит из системы ЕЦ в расширительный бак (например, после ремонтных работ) легче, если котел нагреть до высокой температуры и погонять в таком режиме? Ведь, при этом увеличивается скорость потоков теплоносителя в системе, а потоки идут в направлении, противоположном выходу пузырьков, т.е. по идее должны наоборот усложнять подъем пузырьков воздуха и движение их по подающей трубе в РБ?

4 - Можно ли для системы с естественной циркуляцией считать, что в условиях хорошо утепленных горизонтальных подающих труб, уклон этих труб (а также по аналогии и уклон обратки) нужен лишь для комфортного слива воды из системы и наполнения, а также для самостоятельного движения/выхода воздуха из системы? И не более того? Т.е. сам по себе уклон горизонтальных участков утепленной подающей трубы (и вообще его наличие) никакого влияния на степень циркуляции теплоносителя в системе не оказывает?

5 - В ряде схем открытых систем отопления наблюдается ситуация, что как только в системе отопления появляется насос, то расширительный бак подключается включается в обратку около насоса, а если насоса нет – то ставится на стояк котла. Есть ли какая-то в этом причина?

6 - Какой смысл в последних двух схемах устраивать уклон подающей трубы в направлении «к котлу» и установки воздухосборника на дальнем стояке (не знаю, что из них является первопричиной)? А не классическим образом от котла? Какая причина может быть?

7 - Практический вопрос - можно ли в одной СО для разводки применять стальные и медные трубы (для случая воды, и для случая 20% антифриза) (при соблюдении условия перехода между ними через штатные фитинги)? Если нельзя – то почему?

Ответ: 1. В данном контексте, ничего.

2. Кроме того, что перечислили, ничего. Разве что некоторые мелочи (может и не мелочи, как смотреть):

- отсутствует испарение теплоносителя (в открытой решается соответствующе конструкцией РБ).

- повышение давления повышает температуру кипения теплоносителя (актуально для систем, работающих на предельных режимах)

3. Тут все просто. Количество воздуха, способного к растворению в воде - снижается при повышении температуры. А то, что в каких-то участках системы воздух движется в противоток, не является большой проблемой, т.к. деаэрация – процесс не мгновенный, а часто и очень длительный.

4. Не просто можно, а так и есть. Для выхода воздуха и не более того.

5. Разумеется, есть. При работе насоса на его входе присутствует разряжение, и принято считать, что расширительный бак перед насосом не дает давлению, на входе насоса, понизится ниже, чем это допустимо.

6. А кто сказал, что от котла, это классическая схема? Но нам казалось (не один ведь работал) вполне естественным, что воздух должен выходить вместе с током воды, т.е. двигаться в одном направлении. Там где говорится о гравитационках, обратите внимание на слово допускается (а то иногда споры возникают). Разница между допускается и рекомендуется, думаю понятна.

7. С одной стороны, существует, так называемое, правило направления потока. Т.е. направление потока воды должно быть от стали к меди. Считается, что в противном случае, ионы меди, попадая на поверхность стальной трубы, вызывают ее коррозию. А так как система отопления замкнута, то выдержать это правило невозможно. Но с другой стороны, получается, что медь использовать в СО невозможно в принципе! Ведь в системе всегда присутствует котел, а в большинстве случаев, он стальной или чугунный. А я ни разу не встречал в рекомендациях изготовителей котлов запрета на использования в системе со стальным котлом медных труб. Поэтому медная труба + латунный фитинг + сталь = обычная практика.

Вопрос: Увеличение давления в системе при каких условиях (постановке задачи) начинает играть свою роль? И какие плюсы, кроме повышения температуры кипения теплоносителя?

Ответ: Весь смысл - предотвращение образования в СО воздуха/пара от закипания/кавитации. В центральных системах теплоснабжения повышенная температура т/носителя, свыше 100* обеспечивает большую теплоемкость 1м.куб. воды, что экономически выгодно для перекачивания ее на дальние расстояния. Для этого создается соответствующее давление на котлах. Это же давление в теплосетях способствует обеспечению больших преодолеваемых расстояний, по сопротивлениям сети. Либо меньших диаметров сети. В домашних СО весь смысл указан выше. Банальное повышение давления в ней может и не достичь цели, еще раз, если не соблюдены расчетные параметры котла, разводки и насоса. В системе с ЕЦ создание избыточного давления еще более бессмысленно, даже с насосом. Писал выше. И тут имеется в виду нормально сделанная система.

Единственной мерой предохранения от кавитации при работе насоса, являются рекомендации: при Т* 70* Высота столба воды над насосом -0,5м. При Т* 90- до 3м. А при 100* - 11м. водяного столба. Добиться этого можно, подняв бачок на требуемую высоту. Учитывая, что нормальная СО с ЕЦ легко достигает 90* без насоса, и в этом температурном режиме не нуждается в дополнительной циркуляции, отпадают оба вопроса - и насоса и закрытости системы. При 95-98* система начинает закипать. Воздух/пар из котла прямым ходом поднимается в бачок. Учитывая, что нормальная СО с ЕЦ практически никогда не нуждается в таком режиме, это еще довод к бесполезности закрытой системы. К тому же, ТТ котел может закипеть и предохранительный клапан может не обеспечить отвод давления. Мощность может быть очень большой.

Вопрос: Пусть мне надо сбалансировать между собой теплоотдачу нескольких батарей в системе ЕЦ, расположенных в ветвях с разной протяженностью. Есть ли разница, задам ли я поток через каждую батарею соответствующим диаметром трубы, подводящей к ней, или же поставлю для всех батарей одинаковые подводящие трубы и зажму кранами? Будут ли два варианта тождественны при разной температуре носителя?
Гидравлическое сопротивление вариантов будет одно и то же?

Ответ: Гидравлические сопротивления, диаметры труб и протяженность - все это второстепенные вопросы. Главный вопрос в ЕЦ - создание максимального циркуляционного давления в конкретных условиях конкретного дома. Которое может обеспечить, порой с избытком, и тепло и небольшие диаметры и большую протяженность труб. Грубо говоря, было бы что делить и регулировать. Поэтому и ответить на ваш вопрос можно, только увидев ситуацию с давлением. Впрочем, решение проблем с давлением - это насос. Диаметры, во всяком случае, лишними не бывают. А уменьшить всегда можно кранами.

Вопрос: Можно ли считать, что в одном и в другом случае температура выходной воды радиатора останется примерно той же, из-за того, что при большей входной температуре воды теплоотдача радиатора будет больше, а при меньшей температуре – меньше?

Ответ: Первым вопросом перед регулировкой здесь должны быть вопросы устройства ТА или автоматизированной подачи топлива. По поводу живучести ТТ котлов. Небольшая практика замены старых ТТ котлов на газовые, не помнит случаев выхода из строя их от конденсата, да и не слыхали тогда об этом. И о необходимой разности в 30* по температуре для чугунных котлов. КЧМ - самый лучший вариант.

По поводу необходимости и цены вопроса регулировки СО с ЕЦ есть несколько соображений:

- Нормальный кирпичный (каменный) дом имеет значительную тепловую инерцию, и даже суточные колебания наружной температуры не сказываются на ощущениях тепло-холодно. Необходимость регулировки по теплу возникает в случае резких и длительных скачков температуры, например, каждую неделю. Т.е. 4-6 раз в месяц. В этом случае автоматика, имеющая возможность регулировать Т* в течение часа, практически не
реализует свои возможности. Проще, и без ущерба, вручную прикрыть газовый краник на котле, либо перенастроить терморегулятор котла.

Однако, самим фактом своей установки регулировочная автоматика, создавая высокие сопротивления, снижает общую эффективность системы. Коэфф. гидравлических сопротивлений до 6-8. Система с ЕЦ имеет не такое высокое давление, чтобы без ущерба для эффективности преодолевать эти сопротивления. Например, сужение шайбой реального прохода д36 до д26 вызывает снижение расхода от 20% и больше, в зависимости от существующего давления. Установка шарового крана для регулировки - является вариантом гибкого шайбирования по необходимости. Делая запас по диаметрам специально для возможности последующей регулировки, компенсируем гидросопротивления арматуры.

- Даже если снижение эффективности произойдет на 5%, это значит, что за 20 лет вы перерасходуете топлива на один отопительный сезон. Арматура даст значительно большее снижение, чем 5%. Отсюда следует, что устанавливая рег. арматуру с целью повысить эффективность системы и снизить расходы, вы добиваетесь обратного эффекта. Стоимость всех регулировочных прибамбасов с их установкой, а также перерасходованного топлива, думаю, превысит затраты по замене "пострадавшего от конденсата" котла, пусть и прослужившего, по этой причине на несколько лет меньше.

Очевидный вывод - регулировка гидравлики в СО с ЕЦ возможна, когда система имеет значительный первичный запас по гидравлическим сопротивлениям. И достаточный по циркуляционному давлению. Регулировочная арматура должна быть с минимальным сопротивлением. Стоимость регулировочного оборудования не должна превышать получаемый экономический эффект. Собственное сопротивление арматуры в открытом положении не должно вести к снижению эффективности СО (КПД) иначе ее установка теряет смысл. Возможность желаемой и экономически оправданной регулировки автоматикой появляется с установкой в систему насоса. Т.к. затраты на его установку и эксплуатацию малы по сравнению с выполняемой им работой - преодоление "лишних" сопротивлений регулировочной арматуры.

Вопрос: при такой схеме использовать термостатируемые вентили у меня Овентропы AZ на 1 1\4 полагались. Мне термостатирование нужно, чтобы обеспечить условия: на входе котла Т больше 60 и переменная нагрузка, т.е. снизить влияние зависимости расхода от климата и др. А циркуляция при этом в системе должна быть, возможно, как балласт будет выступать ТА. Выдержать бы это, хотя бы при ПЦ. Ещё вопрос про сечения добавляемых перемычек-обраток. Как выбрать сечения и может, что то умное туда воткнуть, как же всё это сбалансировать - число элементов при этом ведь уже выросло? Как понимаю, на физическом уровне происходит разгон Тн на 1 этаже за счет Тн второго этажа.

Ответ: Один термостат - на общей обратке. Для обеспечения Т* обратки на котле необходим еще один, добавочный контур подмеса, к сожалению, ворующий эффективность у СО. Вынужден еще раз сослаться на закон cохранения - если где-то прибудет, то где-то убудет. Контур можно организовать, пробросив еще одну обратку с верхнего этажа. Конструктивно - с нижней трубы контура 2-го этажа, рядом со стояком подачи... По
сравнению с существующей системой этот подмес будет дешевле, т.к. предлагаемая схема мощнее, и разница между Т* обратки-подачи будет меньше, а следовательно, объём требуемого подмеса также уменьшится.

Сечение - д50, без расчетов. Число элементов, на самом деле, уменьшилось - у вас остается одна система на два этажа, а не 2, на каждом этаже отдельная. Т.к центр охлаждения теперь общий. Доп. регулировка остается отключением верхней трубы на 2-м этаже, как уже писал. Туда (вместо регулирующих кранов) можно и воткнуть что-то умное. Если бы у вас была горизонтальная однотрубная система, роль контура подмеса могла бы выполнять труба разводки, с полуотключенными приборами.

Вопрос: получается один контур общий на оба уровня и нет регулировки по отдельным веткам. Причем, нижний вентиль на обратке повторяет ту же роль, что два верхних, а балансирования по этажам не будет. Что то ещё нужно сделать, то ли верх обеспечить своей обраткой, то ли низ подачей и в них чего то регулировать?

Ответ: Один контур, как описывал ранее, обеспечит общую эффективность всей системы, в силу уже того, что циркуляционное давление повышается в 2 раза. Система разбивается на 2 не горизонтальных крыла (как было) а на 2 вертикальных. Причем, 2-й этаж регулируется по крыльям (краны на верхних трубах). Первый этаж при этом не страдает. + Общая регулировка (уменьшение расхода) с целью отобрать больше тепла на ТА. Невозможность желаемой вами регулировки каждого крыла на каждом этаже обусловлена конструкцией вашей СО. Т.е. всего 2 трубы в крыле. И вся регулировка сводится к регулировке прохода одной трубы. И этого вполне достаточно.

Закрывать еще и вторую трубу в крыле - значит прекратить отапливать это крыло. Достичь этой цели можно поставив еще 2 крана на крыло на первом этаже. И отсекать одну половину дома по вертикали полностью. Или заставить работать по одной трубе на каждом этаже. Или 2 трубы на 2-м и одну на первом (Одна на втором и 2 на первом вам предложил на схеме). Ставьте краны и добивайтесь. Плюс регулировка общего расхода двух этажей Овентропом на общей обратке. Можете оставить первоначальную схему. Она поэтажно и поветочно регулируется и отключается.

Вопрос: Меня вот интересует такой вопрос: если на котле имеется выход на 6/4 (фактически на 40), то главный подающий стояк можно сделать толще (для меньшего сопротивления и увеличения протока воды через него) скажем на 50 или в этом смысла нет? И по поводу уклонов на подающей (горизонтальной) трубе от главного стояка: можно без них обойтись? Спрашиваю потому как надо трубы под полом мансарды расположить, а там свободного пространства 10-15см всего, т.е. если небольшие уклоны то еще хватит и если их делать, то надо по всем стоякам одинаковые, или к наиболее удаленным больший уклон делают?

Ответ: Диаметр подающего стояка определяет высота подъёма т/н, длинны подающих магистралей с расходом теплоносителя через них и приборы.

- Уклон на подаче скорее больше оправдан для более эфективного удаления кислорода воздуха собравшегося в пузырьки и решительно направляющегося к верхней точке СО к расширительному баку (автомат. воздухоотводчику).

- Он так же нужен если высота СО не более (не выше) 1го этажа, и имеет длинные участки (свыше 12м-15м).

- Уклон на подаче 1 см на 5м длинны трубы, 2см -10м и т.д.

Вопрос: Сначала по поводу котла. Видел в магазине Протерм на 35кВт, на нем так и написано что энергонезависимый, судя по мощности на подходящую площадь, даже с запасом. Но выход на 40 (внутренний диаметр конечно, как у стали, а не ПП), не понятно что производитель котла не грамотный? Ведь указано что котел для систем с ЕЦ.

Еще Дельта есть как вариант более дешевый, аналог предыдущего, выход - такой же у него. Это старые отечественные котлы имели выход на 50 при схожей мощности, возможно и сейчас с нашими так же, но я больше смотрю в сторону Протерм. Вот и обдумываю вариант с переходником на трубу 50, если этот котел возьму. Говорите что труба на 3/4 (внутренний диаметр, как у металла) должна обслуживать 1 прибор, обычно это до какой мощности (секции)? И если система однотрубная, то внизу на 1 этаже тоже на этой трубе будет радиатор, такое же допустимо?

Ответ: Писал о сложившемся минимуме диаметра, который можно даже назвать стандартом, даже отверстия в пробках были только 3/4". 1/2" в чугунных появились, когда возникла потребность для домашних 2-трубок с насосом. В большом отоплении с диаметром входа в прибор 1/2", независимо от объектов и проектов виделся один раз.

Как писал уже, в размороженной СО пром.здания. В этом преимущество вертикальной однотрубки перед вертикальной же 2-трубной СО - все приборы стояка имеют в распоряжении одинаковое циркуляционное давление. Тогда как 2-трубка разделяется по циркуляционному давлению поэтажно - выше давление циркуляции у верхних приборов, низкое - у нижних приборов. В принудительном режиме все это устраняется регулировкой. В ЕЦ придется регулировать (прикрывать) верхний этаж, чтобы заставить получше работать нижний.

Вопрос: Теперь трубы. Чем больше информации я узнаю о пластиковых трубах (всех без исключения) тем больше хочется сделать СО из стальных. Вот МП воде и хорош, выдерживает температуру до 95гр, долговечен, но дороги фитинги и погонный метр при большом диаметре, ПП армированный - тоже не плох, но опять же проблема с большим диаметром, его цена выше чем, на сталь. Причем когда я увидел на срезе такую трубу 63 диаметра (там же по наружному идет), то моему удивлению не было предела: какие же все такие толстые стенки у такой трубы! Еще при любом диаметре горизонтальный участки с уклоном будут прогибаться, надо на что-то трубы класть.

Поговорил с другими монтажниками - сказали что как раз 63-ю и надо на дом, 40-50-ая не подойдут. Тогда не понимаю смысла в пластиковых трубах: если они даже дороже металлических, зачем их выдумали? Коррозия? Но она не так уж быстро разрушит сталь. Вот и получается, что лучший вариант это делать СО из стальных труб на обычной сварке. Единственно, что думаю надо вариантом комбинированной системы: большие все диаметры делать из стали, а вертикальные трубы к батареям - из ПП. Что скажете, чем этот вариант плох? Вроде как по внешнему виду ПП трубы лучше стальных, да и при особом желании их то можно скрыто проложить.

Ответ: Любые гладкие поверхности труб гораздо лучше , соответственно и гидравлическое сопротивление будет меньше, а для ЕЦ это не маловажно. Экономия в затратах на материал при тех же качественных показателях, что и с металлическими трубами. А вот теплоотдача пластиковых гораздо хуже, чем металла. Увеличить нагрузку - увеличите разность температур теплоносителя. Да и для ЕЦ всё-таки чем выше разность температур тем лучше циркуляция. Просто и очевидно пластик на 95 град. работать не будет (долго и надёжно ), поэтому здесь и предпочтение металлу. Принципы появления естественной циркуляции, разумеется никто не отменял.

Вопрос: Вырисовывается потихоньку общая картина. Но думаю в такой системе надо ли перед каждым радиатором ставить шаровый кран?

Ответ: Обязательно нужен шаровый кран:

- Для выравнивания температуры по радиаторам.

- Для установки нужной вам температуры в каждом помещении.

- Для экономии. В период напряженки с газом (дровами) можно прикрыть почти полностью радиаторы, оставив с полноценным отоплением кухню (естественно) и 1-2 жилой комнаты.

Вопрос: На всех мощностях один и тот же выход стоит на 40. Но ведь чем мощней котел, тем быстрей по идее (при прочих равных) должна вода по стояку подниматься, чтоб обеспечить всех потребителей тепла в томе. Значит и отверстие должно быть больше соответственно, чего в Протерме не наблюдается. Так что этот вопрос пока что остается открытым. Где выяснить, достоверно пока не знаю?

Ответ: Быстрее - может не получиться (ЕЦ все-же). Главное - количество тепла (обьем х dТ*). Из этого - диаметр тоже имеет значение.

Вопрос: Посчитал количество вертикальных стояков в доме - получилось 12шт., на каждом по 2 прибора (1 и 2 этаж соответственно для однотрубки), вот тут то может и не хватить 40го диаметра чтоб на все эти стояки успеть подать горячую воду. Значит надо или скорость поднять (что не желательно, сопротивление же растет при этом), или диаметр увеличить. Иначе возможно, что батареи будут слабей нагреваться, особенно на 1
этаже.

Ответ: Скорость может и должно поднять хорошее циркуляционное давление. Диаметр увеличить, чтобы пропустить этот ..внезапно возникший хороший расход из-за хорошей скорости. Рассуждения правильные. Но... Еще повторюсь. Ваша главная задача - создать максимальный для вашего дома циркуляционный напор. Путем создания соответствующей схемы разводки. Все остальные вопросы вторичны. Насколько помнится, без схемы, ваши опасения напрасны. 5-6м - Высота системы.

Вопрос: Какую мощность примерно рекомендуется снимать с 1 стояка в Вт? У меня кое-где доходит до 2кВт максимальной расчетной.

Ответ: Наоборот, стояки рекомендуют делать такие, чтобы обеспечить нужное число Вт. в комнате 2кВт - это 2х10 чугунных секций. Для ваших условий - не предел. Стояк 1", врезки в прибор д20. Прибор от стояка не дальше 0,7м. Дальше - кое какие хитрости по увеличению затекания в прибор. На каждом радиаторе - кран.

Вопрос: Так что это наоборот насос может завоздушивание в радиаторах вызвать? Я думал он наоборот способствует выгону пробок.

Ответ: В гидравлически свободных диаметрах ЕЦ, с учетом некоторых других обстоятельств - не вызовет. Пробки насос может выгнать из СО без уклонов и с провисаниями труб, что для стальных труб нехарактерно. Если просто врезать бачек или воздушник в верхней точке у розлива, насос гонит воду гораздо быстрее, чем ЕЦ, и часть воздуха пролетает мимо, далее напор уходит по стоякам, и часть воздуха также попадет в стояки, особенно это заметно в самом последнем (конечном).

Для того, чтоб воздух ушел через воздушник, требуется остановить насос, дать время воздуху выйти, вот для этого нужны либо уклоны, либо контр. уклоны по вашей мансарде понятно, делайте по периметру, это ничуть не хуже, удобнее поделить на два крыла, для ЕЦ это будет удобнее. В перекрытие не стоит загонять, но надо позаботиться, чтоб не было сквозняков, там, где будет розлив, иначе при очень коротких остановках возможно промерзание не смотря на теплоизоляцию.

Вопрос: Обычно такие СО с малым количеством воды это системы с насосом, там то вода быстро и бегает по системе со всеми вытекающими (для меня тут плюс один - равномерность температуры на 1 и 2 эт. в однотрубке). Кстати немного не в тему, но все же чтоб новую не создавать спрошу снова о трубах: стальные они же обычно со швом вдоль трубы, соответственно больший риск протечек. Но существуют ли бесшовные трубы большого диаметра (до 50)?

Ответ: Количество воды, бегающее в системе, обычно получается в результате расчета диаметров и количества труб и радиаторов. Не вина системы, что получается, где меньше, где больше. В однотрубке тоже не просто... Основное кольцо должно переносить нужное количество тепла на дом. Правило уменьшения объёма работает и здесь. Являясь, как говорил, гидрострелкой-коллектором по сути, она должна соблюдать и правила гидрострелки. Одно из них - скорость около 0,4м/сек. Соответственно, диаметр трубы при гидр. расчете/подборе также имеет значение.

Собственно, равномерность температуры по радиатором - обычно результат регулировки. Никакая из систем не даст такое автоматом. Обсуждаются, скорее, потенциально-теоретические возможности каждой из систем по этому показателю. Плюс исполнение. От которого равномерность зависит больше, чем от теоретических возможностей. Немало вопросов с холодными последними батареями в 2-трубках, славящихся равномерностью распределения. Больший риск, взяв нормальную, хоть и шовную трубу ВГП (ГОСТ3262-75) вас не ждет.

__________________________________________________________________________