Осевые и смещенные замыкающие участки в системах отопления

Замыкающие участки позволяют устанавливать устройства для регулирования количество теплоносителя поступающего в отопительный прибор (радиатор, конвектор и т.п.), и таким образом добиваться комфортной температуры в помещении. Что же представляет собой замыкающий участок?

Замыкающий участок в отоплении

Участок трубопровода, установленный параллельно отопительному прибору называют замыкающим.

По сути, отопительный прибор и замыкающий участок это два параллельных трубопровода. По законам физики расход между параллельными трубопроводами будет делиться таким образом, что потери давления в каждом из них будет одинаковым. Потери давления обуславливается гидравлическими сопротивлениями (шероховатостями стенок, поворотами, сужениями, расширениями), и расходом жидкости через эти сопротивления, чем выше расход, тем потери давления будут больше.

Получается, что теплоноситель, поступающий из стояка будет делиться: часть пойдет в замыкающий участок, а часть в отопительный прибор. Причем больший расход пойдет в тот трубопровод, сопротивление которого меньше. Установив специальный регулятор на входе или выходе отопительного прибора, можно регулировать его сопротивление, а значит и менять расход теплоносителя через отопительный прибор, что в свою очередь будет влиять на степень обогрева помещения.

Закрывая вентиль перед отопительным прибором вы увеличиваете сопротивление данной линии, это значит что через замыкающий участок будет проходить больше расхода, а в отопительный прибор поступать меньше. Температура в помещении понизится. Для того, чтобы повысить температуру в помещении, нужно будет отрыть вентиль, увеличив расход теплоносителя через отопительный прибор.

Замыкающие участки разделяют на два типа:

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Осевой замыкающий участок

Данный замыкающий участок устанавливается на одной оси с основным стояком. Зачастую замыкающий участок и стояк выполнены из одной трубы, от которой отведены патрубки для питания отопительного прибора. Схема осевого замыкающего участка показана на рисунке.

Для того, чтобы попасть в отопительный прибор теплоносителю придется преодолеть сопротивление подводящих патрубков и поворот в тройнике, и часть жидкости потечет в этом направлении. Другая же часть протечет в прямом направлении через замыкающий участок. Очевидно, что сопротивление осевого замыкающего участка будет меньше, чем сопротивление отопительного прибора со всеми подводящими трубопроводами, а это значит, что большая часть теплоносителя пройдет через замыкающий участок, а меньшая через отопительный прибор.

Данный факт позволяет сделать выводы об эффективности осевого замыкающего участка: он обуславливает достаточно низкое сопротивление в стояке и в системе в целом, но не обеспечивает хорошего затекания теплоносителя в прибор.

Смещенный замыкающий участок

Участок смещенный относительно оси стояка в сторону отопительного прибора называют смещенным. Такой замыкающий участок, может выполняться из трубы меньшего, чем в стояке, диаметра. Схема со смещенным замыкающим участком показана на следующем рисунке.

В данном случае теплоносителю придется преодолеть сопротивление части подводящих трубопроводов и поворотов на тройниках для того, чтобы протечь по замыкающему участку. Сопротивление смещенного участка будет выше, сопротивления осевого, а значит в отопительный прибор попадет большее количество теплоносителя.

Смещенный замыкающий участок, обеспечивает лучшее, чем осевой, затекание теплоносителя в отопительный прибор, при этом гидравлическое сопротивление системы увеличивается.

Какой замыкающий участок выбрать?

Мы выяснили, что при использовании осевого замыкающего участка, часть теплоносителя будет циркулировать в системе, не попадая в батарею, это минус, но гидравлическое сопротивление отопительной системы будет меньше, а значит насосу потребуется создавать меньшее давление — это плюс.

Смещенный замыкающий участок обеспечивает более эффективное использование теплоносителя, большая его часть попадает в отопительный прибор, что является важным достоинством. Однако, в системе со смещенным замыкающим участком насосу придется преодолеть большее сопротивление, чтобы прокачать систему.

Таким образом, можно сделать вывод — если не выдвигается непреодолимых ограничений по давлению в системе, то более эффективным будет смещенный замыкающий участок. В системах где повышены требования к уровню давления стоит устанавливать осевой замыкающий участок.

Влияние характеристик узла обвязки на коэффициент затекания для однотрубной системы отопления

Influence of Pipework Characteristics on Radiator Share for Single-pipe Heating System

M. Timofeyev, Deputy Technical Director, Head of Test Laboratory at OOO Danfoss

Keywords: single-pipe heating system, radiator share, heating appliance, steel convector, bimetal sectional radiator, heat transfer media flowrate

An important characteristic of a single-pipe system is the radiator share that characterizes the share of heat transfer media passing through an appliance from its total flowrate through the riser pipe. Determination of the radiator share is the main task in calculating single-pipe heating systems. If we know the heat transfer media flowrate through an appliance and its temperature, we can determine heat emission of a heating appliance.

Важной характеристикой однотрубной системы является коэффициент затекания, характеризующий долю теплоносителя, проходящего через прибор, от общего его расхода в стояке.Определение коэффициента затекания – основная задача при расчете однотрубных систем отопления. Зная расход теплоносителя через прибор и его температуру, можно определить теплоотдачу отопительного прибора.

Влияние характеристик узла обвязки на коэффициент затекания для однотрубной системы отопления

М. Тимофеев, заместитель технического директора, начальник испытательной лаборатории ООО «Данфосс»

В настоящее время в многоэтажных зданиях широко применяются вертикальные однотрубные системы отопления.

Преимущества однотрубной системы известны:

— высокая гидравлическая устойчивость;

— простота монтажа, наладки и эксплуатации;

— невозможность несанкционированной разрегулировки пользователями;

— при смещенных замыкающих участках обеспечивается компенсация теплового удлинения этажестояков.

Важной характеристикой однотрубной системы является коэффициент затекания, характеризующий долю теплоносителя, проходящего через прибор, от общего его расхода в стояке. Определение коэффициента затекания – основная задача при расчете однотрубных систем отопления. Зная расход теплоносителя через прибор и его температуру, можно определить теплоотдачу отопительного прибора.

Значение коэффициента затекания зависит от характеристик следующих элементов: подводок к отопительному прибору, запорно-регулирующей арматуры, замыкающего участка, типа отопительного прибора.

Коэффициент затекания при конкретном варианте обвязки отопительного прибора можно определить расчетным путем с учетом значений коэффициентов местных сопротивлений, по таблицам и номограммам, по данным из литературы.

Но существует проблема, которую, к сожалению, невозможно учесть при расчетах, – это технология изготовления узла обвязки отопительного прибора. При изготовлении данного узла, особенно на объекте, очень часто допускаются ошибки, существенно влияющие на фактическое значение коэффициента затекания. Примеры таких ошибок представлены на рис. 1. Чаще всего это наличие наплывов сварочных материалов, заусенцев, несовпадение отверстий. Кроме того, нередко монтажник выбирает более удобный для него вариант соединения замыкающего участка с горизонтальными элементами обвязки. Например, отверстия в горизонтальных трубах прожигаются при помощи электрода. Следует также учесть, что часто происходит замена запроектированной запорно-регулирующей арматуры на арматуру с другими характеристиками.

Примеры ошибок при изготовлении замыкающих участков

С целью определения влияния различных факторов был проведен ряд экспериментов, в рамках которых исследовалась наиболее распространенная схема узла обвязки отопительного прибора, состоящая из смещенного замыкающего узла, терморегулятора и отопительного прибора (рис. 2). Подача теплоносителя сверху, в качестве отопительного прибора рассматривались биметаллический секционный радиатор и стальной конвектор типа КСК.

Узел обвязки отопительного прибора: 1 – замыкающий участок, 2 – терморегулятор, 3 – отопительный прибор

Испытательный стенд состоял из отопительного прибора, узла обвязки, расходомеров и балансировочного вентиля (рис. 3).

Вместо терморегулятора установлена сборка, состоящая из балансировочного вентиля и расходомера. Гидравлические характеристики этой сборки были предварительно определены для всех позиций настроек балансировочного вентиля на гидравлическом стенде. Таким образом имитировалась пропускная способность терморегулятора.

Схема испытательного стенда: 1 – замыкающий участок, 2 – сборка (балансировочный вентиль + расходомер), 3 – отопительный прибор, 4 – расходомер

Коэффициент затекания определялся как отношение показаний расходомера на входе в отопительный прибор к показаниям расходомера (поз. 4 на рис. 3). Расход воды на входе в стенд поддерживался постоянным для всех экспериментов: 0,1 кг/с.

В результате экспериментов получены зависимости коэффициентов затекания для различных вариантов обвязки отопительных приборов от пропускной способности терморегулятора (Кv).

Результаты испытаний узла обвязки стального конвектора типа КСК

В качестве замыкающего участка рассматривались следующие варианты (рис. 4):

• труба ВГП DN 15, как в России принято, приваренная внакладку к горизонтальным трубам подводок, в которых просверлены отверстия диаметром 13 мм;
• труба 18 × 1,8 мм, вваренная внутрь отверстий в горизонтальных трубах подводок;
• труба ВГП DN 15, приваренная внакладку к горизонтальным трубам подводок, в которых вырублены овальные отверстия 17,2 × 12,7 мм.

Горизонтальные трубы выполнены из ВГП-труб DN 20. Монтаж узла обвязки проведен в заводских условиях.

Варианты изготовления замыкающих участков конвекторов КСК

Графические зависимости коэффициента затекания от пропускной способности терморегулятора представлены на рис. 5.

Графические зависимости для конвектора типа КСК: график 1 – труба ВГП DN 15, приваренная внакладку к горизонталь- ным трубам, в которых просверлены отверстия диаметром 13 мм; график 2 – труба 18 × 1,8 мм, вваренная внутрь отверстий в горизонтальных трубах; график 3 – труба ВГП DN 15, приваренная внакладку к горизонтальным трубам, в которых вырублены овальные отверстия 17,2 × 12,7 мм

Результаты испытаний узла обвязки биметаллического секционного радиатора с межосевым расстоянием 500 мм

В качестве замыкающего участка рассматривались следующие варианты (рис. 6):

• труба ВГП DN 20, приваренная внакладку к горизонтальным трубам подводок, в которых просверлены отверстия диаметрами 13 и 15 мм;
• труба ВГП DN 15, вваренная в отверстия в горизонтальных трубах подводок с минимальным перекрытием прохода в них.

Варианты изготовления замыкающих участков биметаллического радиатора

Горизонтальные трубы выполнены из ВГП-труб DN 20. Монтаж узла обвязки проведен в заводских условиях.

Графические зависимости коэффициента затекания от пропускной способности терморегулятора представлены на рис. 7.

Графические зависимости для биметаллического радиатора: график 1 – труба ВГП DN 20, приваренная внакладку к горизонтальным трубам, в которых просверлены отверстия диаметром 13 мм; график 2 – труба ВГП DN 20, приваренная внакладку к горизонтальным трубам, в которых просверлены отверстия диаметром 15 мм; график 3 – труба ВГП DN 15, вваренная в отверстия в горизонтальных трубах

Выводы

Коэффициент затекания зависит от геометрии узла обвязки отопительного прибора, технологии его изготовления и характеристик запорно-регулирующей арматуры.

Технология изготовления узлов обвязки должна обеспечивать возможность получения одинаковых коэффициентов затекания для всех отопительных приборов системы отопления. В связи с этим рекомендуется изготавливать данные узлы в заводских условиях с соблюдением контроля всех операций.

С целью получения реальных значений коэффициентов затекания узлов обвязки отопительных приборов, используемых в расчетах систем отопления, рекомендуется проведение испытаний данных узлов обвязки.

Поделиться статьей в социальных сетях:

FAQ — часто задаваемые вопросы №2: КОНВЕКТОР

Продолжая тему часто задаваемых вопросов о продукции наших предприятий, рекомендуем Вам рассмотреть самые популярные вопросы о стальном конвекторе , который уже давно завоевал доверие застройщиков за счет своих высоких эксплуатационных характеристик.

Что такое конвектор и как он устроен?

В соответствии с ГОСТ 31311-2005 «Приборы отопительные. Общие технические условия» конвектор это отопительный прибор, отдающий теплоту преимущественно за счет свободной конвекции.

Конвектор производства АО «Завод Универсал» состоит из нагревательного элемента и безопасного кожуха, образующего необогреваемый канал для естественной конвекции.

Конструкция нагревательного элемента выполнена на базе стальных электросварных труб с плотно насаженными на них методом дорнования стальными пластинами, образующими множество воздушных каналов. Воздух проходит сквозь пластины, нагревается и поднимается вверх через решетку кожуха, отдавая тепло в помещение.

Помимо внешнего вида, чем отличаются стальные конвекторы?

Ответ: на нашем предприятии производятся конвекторы двух типов: настенные и напольные, которые имеют отличия в зависимости от способа установки прибора, при этом функциональность у них одинакова.

Настенные конвекторы крепятся к стене с помощью стального кронштейна; в каталоге сайта представлены в следующем ассортименте:

— «Универсал» малой глубины (ширина кожуха 100 мм) имеет один нагревательный элемент, предназначен для систем отопления жилых, общественных и производственных зданий;

— «Универсал» средней глубины (ширина кожуха 160 мм) имеет два нагревательных элемента, соединенных между собой калачом, предназначен для систем отопления жилых, общественных и производственных зданий;

— «Комфорт» (ширина кожуха 160 мм) имеет один нагревательный элемент, применяется в общественных, промышленных и жилых зданиях с нормальным влагосодержанием воздуха.

Напольные конвекторы , представлены отопительным прибором «Кузнецк – Ритм» , предназначенным для систем водяного отопления зданий различного назначения с низким расположением окон и устанавливаются непосредственно на две опоры.

По желанию потребителя все типы конвекторов могут выпускаться в двух модификациях – концевой и проходной, с гладкими концами труб под сварку или с наружной резьбой 3/4″, а также возможно изготовление конвектора с нижним подключением с воздуховыпускным клапаном для двухтрубной и однотрубной системы отопления .

Конвекторы в исполнении «Универсал Авто» отличаются от конвектора «Универсал» наличием клапана терморегулятора производства ООО «Данфосс» для поддержания в помещении заданной температуры. Регулирование тепловой мощности производится автоматически. Конвекторы «Универсал Авто» выпускаются в следующих модификациях: концевой и проходной, с замыкающим участком или без него, с резьбой ¾» или без резьбы для однотрубных и двухтрубных систем отопления.

Как подобрать конвектор?

Ответ: для того, чтобы сделать правильный выбор конвектора, рекомендуем воспользоваться удобной функцией «Подбор конвектора», представленной на нашем сайте внизу каталога « КОНВЕКТОРЫ ».

При осуществлении подбора конвектора, для стандартной комнаты с одним окном и высотой потолков до 3 м, задайте необходимые параметры:

1. Выберите интересующую вас модель конвектора:

— «Универсал» малой глубины

— «Универсал» средней глубины

2. Установите необходимое количество конвекторов.

3. Установите площадь помещения.

4. Нажмите кнопку «РАССЧИТАТЬ».

После чего появится результат подбора по заданным Вами параметрам, а именно будут представлены ссылки на возможные варианты конвектора с указанием монтажного номера и теплового потока. Пройдя по предложенным ссылкам, Вы сможете посмотреть фотографию конвектора, описание его технических характеристик и выбрать один из предложенных вариантов.

Обращаем внимание, что представленный расчет не является универсальным. При подборе конвектора с учетом индивидуальных особенностей вашей комнаты (количества окон, наличия балкона, угловое расположение комнаты в доме и проч.) проконсультируйтесь с менеджерами ООО «Торговый Дом «Универсал» по телефону +7 (3843) 34-30-29 для оптовых закупок или с продавцами-консультантами торгового зала розничного Торгового центра в г. Новокузнецке по телефону +7 (3843) 34-46-96.

Можно ли устанавливать конвекторы АО «Завод Универсал» в квартиру с центральным отоплением?

Ответ: Стальные конвекторы отопительные производства АО «Завод Универсал» выпускаются в соответствии с ГОСТ 31311-2005 «Приборы отопительные. Общие технические условия», ТУ 4935-081-00284581-02 и предназначены для жилых, общественных и производственных зданий с температурой теплоносителя до 150°С и рабочим избыточным давлением до 1,0 МПа (10 кгс/см2). Приборы применяются как в системе центрального отопления, так и в системах местных теплогенерирующих предприятий и не имеют ограничений к схеме подсоединения к системе теплоснабжения.

Чем обеспечивается безопасность конвектора?

Ответ: Наличие кожуха позволяет использовать конвекторы при высокотемпературном теплоносителе (до 150°С). Наружная температура кожуха всегда значительно ниже температуры теплоносителя. Конструкция конвектора устроена таким образом, при котором кожух непосредственно не контактирует с теплоносителем, что обеспечивает безопасность и исключает возможность получения ожога и прочих травм при эксплуатации прибора, это особенно важно, если в Вашем доме есть маленькие дети.

Возможно ли самостоятельно регулировать поток тепла отдаваемого конвектором?

Ответ: Конвектор «Универсал» имеет клапан (воздушную заслонку), встроенный в кожух прибора для ручного регулирования теплоотдачи по воздуху. Переводя клапан в горизонтальное положение, он будет препятствовать поступлению воздуха в прибор и уменьшит поток тепла в помещение, обеспечивая комфортную температуру. Конвектор «Универсал Авто» оснащен терморегулятором « Danfoss », позволяющим поддерживать в помещении заданную температуру в автоматическом режиме.

Как правильно осуществлять уход за конвектором?

Ответ: В процессе эксплуатации необходимо производить очистку конвектора от пыли перед началом отопительного сезона и через каждые 3-4 месяца. Нагревательный элемент очищается щеткой или пылесосом, для этого необходимо снять кожух.

Лицевые поверхности кожуха и прочие детали следует протирать мягкой тканью с использованием слабого мыльного раствора при каждой влажной уборке в помещении.

Какой гарантийный и эксплуатационный сроки установлены производителем на конвекторы?

Ответ: Гарантийный срок при соблюдении потребителем требований по хранению, транспортированию, монтажу и эксплуатации, предусмотренных ГОСТ и ТУ — 3 года со дня ввода конвектора в эксплуатацию или продажу (при реализации через торговую сеть), но не более 5 лет со дня изготовления.

Средний срок службы конвекторов не менее 25 лет при условии соблюдения требований паспорта и технических условий.

Что позволяет конвектору иметь столь высокий срок службы?

Ответ: Стальная электросварная труба нагревательного элемента конвектора, используемая в качестве канала для прохода теплоносителя, имеет толщину стенки 2,2 – 2,5 мм, что обеспечивает равнопрочность конвектора и теплопроводов систем отопления в течение всего срока эксплуатации. Конструкция нагревателя предполагает свободный проход теплоносителя по горизонтальной трубе, практически без снижения скорости в местах овальности. Благодаря чему достаточно толстая труба не является чувствительной к качеству водоподготовки, менее подвержена зашлаковыванию (уменьшению диаметра канала) и коррозии, что обеспечивает высокий срок безаварийной службы прибора.

Читайте статьи рубрики «FAQ — ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ» в разделе сайта « НАШ БЛОГ » и узнавайте больше информации о продукции для Вашего дома!