Установка циркуляционного насоса

Смесительная установка водяного отопления

При проектировании теплоснабжения зданий часто необходима установка теплового узла со смесительной установкой для снижения температуры воды поступающей из тепловой сети. Смесительная установка используется для качественного регулирования системы отопления, дополнения центральное регулирование.

При местном регулировании, автоматическое изменение температуры воды по заданному температурному графику в обогреваемом здании поддерживается оптимальная температура. Исключается перегрев помещений в осенний и весенний периоды отопительного сезона. Как следствие уменьшается расход тепловой энергии.

Под давлением в наружном теплопроводе, созданным сетевым циркуляционным насосом на ТЭЦ, высокотемпературная вода подается в точку смешения. При известной тепловой мощности системы отопления Q_c количество высокотемпературной воды G₁ будет тем меньше, чем выше температура t₁.

где t₁ — температура воды в наружном подающем теплопроводе, °С.

Поток обратной охлажденной воды из системы отопления, делится на два: первый G₀ направляется к точке смешения, второй в g₀ в обратный теплопровод тепловой сети. Соотношение масс двух потоков воды: охлажденной G₀ и высокотемпературной g₁ называют коэффициентом смешения.

Через температуру воды можно выразить коэффициент смешения:

Например, при температуре воды t₁ = 150°С, t_г = 95°С и t₀ =70°С коэффициент смешения смесительной установки u = (150-95)/(95-70) = 2,2.

Это означает, что на каждую единицу объёма высокотемпературной воды должно подмешиваться 2,2 единицы охлажденной воды.

Смешение происходит в результате совместного действия циркуляционного сетевого насоса на тепловой станции и смесительной установки (насоса или водоструйного элеватора).

Куда устанавливать смесительный насос?

Смесительный насос можно включать в систему отопления тремя способами:

1. в перемычку между обратной и подающей магистралями (а)
2. в обратную (б)
3. подающую магистраль (в)

Схемы смесительной установки с насосом

1А. Насос на перемычке между магистралями

1Б. Насос на обратной магистрали

2В. Насос на подающей магистрали

Условные обозначение:

1 — насос; 2 — регулятор температуры; 3 — регулятор расхода воды в системе отопления;

Смесительный насос, остановленный в перемычку, подает воду в точку А, увеличиваяя ее давление до давления высокотемпературной воды. Таким образом, в точку смешения А поступают 2 потока воды в результате действия двух насосов: сетевого (на теплоисточнике) и местного (смесительного), включенных параллельно. Насос на перемычке работает в благоприятных температурных условиях (при температуре t₀ Опубликовано: 17 июня 2016 г. Автор: Rudic Рубрики: Статьи -> Отопление
Метки: Циркуляционный_насос Просмотров: 14402 Обсудить Подписаться на RSS

Смесительная установка

Смесительная установка (смесительный насос или водоструйный элеватор) применяется в местной системе отопления для понижения температуры воды в наружном подающем теплопроводе до температуры, допустимой в системе, t_г. Понижение температуры происходит при смешении высокотемпературной воды t₁ с обратной (охлажденной) водой t₀ местной системы отопления.

Смесительная установка используется не только для понижения температуры, но и для местного регулирования теплопередачи отопительных приборов, дополняющего центральное регулирование на тепловой станции.

Смесительный насос 1 можно устанавливать на перемычке Б-А между обратной и подающей магистралями и на обратной или подающей магистрали местной системы отопления.

Смесительный насос на перемычке действует в более благоприятных температурных условиях (при температуре t₀) и перемещает меньшее количество воды, чем насос на обратной или подающей магистрали:

Принципиальная схема смесительной установки с насосом

а — на перемычке; б — на подающей магистрали; 1 — смесительный насос, 2 — регулятор температуры, 3 — регулятор расхода воды в системе отопления.

Количество высокотемпературной воды G₁, кг/ч, при тепловой мощности системы отопления Q_с, Вт, определяется по формуле:

Высокотемпературная вода подается в точку смешения А под давлением в точке В наружного теплопровода, созданным центральным циркуляционным насосом на тепловой станции.

Поток охлажденной воды, возвращающейся из местной системы отопления, делится в точке Б на два: первый в количестве G₀ направляется ко всасывающему патрубку смесительного насоса, второй в количестве G₁ — в наружный обратный теплопровод.

Смесительный насос подает в точку смешения А воду, повышая ее давление до давления высокотемпературной воды. Таким образом, в точку А поступают два потока воды при равном давлении в результате действия двух различных насосов — центрального и местного, включенных параллельно.

Отношение двух потоков воды

носит название коэффициента смешения. Коэффициент смешения может быть выражен через температуру воды.

Для водо-водяной смесительной установки коэффициент смешения редко бывает больше трех. Например, при температуре воды t₁=150°, t_г=95° и t_о=70°С u=(150-95):(95-70)=2,2. Это означает, что на каждую единицу высокотемпературной воды при смешении должно приходиться 2,2 единицы охлажденной.

Давление, развиваемое смесительным насосом на перемычке, ограничено: оно не может быть больше разности давления в точках В и Г наружных теплопроводов (иначе не будет обеспечено смешение в точке А). Это условие, в свою очередь, ограничивает (в этом недостаток установки смесительного насоса на перемычке) величину циркуляционного давления для местной системы отопления.

Смесительный насос на обратной или подающей магистрали перемещает всю воду, циркулирующую в системе [G_н=G_с], при температуре t₀ или t_г. Несмотря на эти недостатки — увеличение расхода и температуры воды (в подающей магистрали), — включение смесительного насоса в главную магистраль местной системы позволяет увеличить циркуляционное давление в ней до необходимой величины независимо от разности давления в наружных теплопроводах. В этом существенное преимущество такой схемы смесительной установки.

Условия смешения двух количеств воды G₁ и G₀ аналогичны рассмотренным для насоса на перемычке. В точку А поступают два потока воды при равном давлении также в результате действия двух насосов — центрального и местного — с той лишь разницей, что насосы включаются последовательно.

На рисунке показаны также регуляторы температуры 2 и расхода воды 3 для местного качественно-количественного регулирования этих параметров в течение отопительного сезона. Смесительных насосов, как и циркуляционных, устанавливают два с параллельным включением в теплопровод действует всегда один из насосов при другом резервном и сменном.

Смешение воды может осуществляться и без местного насоса; в этом случае смесительная установка оборудуется водоструйным элеватором.

Принципиальная схема водоструйного элеватора

1 — сопло, 2 — камера всасывания; 3 — смесительный конус; 4 — горловина, 5 — диффузор.

Водоструйный элеватор получил распространение как дешевый, простой и нетребовательный в эксплуатации аппарат. Благодаря своей конструкции он подсасывает охлажденную воду для смешения с высокотемпературной водой и частично передает давление, создаваемое центральным насосом на тепловой станции, в местную систему отопления для усиления циркуляции воды.

Водоструйный элеватор состоит из конусообразного сопла 1, через которое со значительной скоростью вытекает высокотемпературная вода с температурой t1 в количестве G1, камеры всасывания 2, куда поступает охлажденная вода с температурой t0 в количестве G0; смесительного конуса 3 и горловины 4, где происходит смешение воды, и диффузора 5.

Вокруг струи воды, вытекающей из отверстия сопла, создается зона пониженного давления, благодаря чему охлажденная вода перемещается из обратной магистрали системы отопления в камеру всасывания. В горловине струя смешанной воды, двигаясь с меньшей, чем в отверстии сопла, но еще с высокой скоростью, обладает значительным запасом кинетической энергии. В диффузоре при постепенном увеличении площади его поперечного сечения кинетическая энергия преобразуется в потенциальную: по его длине гидродинамическое давление падает, а гидростатическое — нарастает. За счет разности гидростатического давления в конце диффузора и в камере всасывания элеватора создается давление для циркуляции воды в системе отопления.

Одним из недостатков водоструйного элеватора является его низкий коэффициент полезного действия (к. п. д.), который зависит от коэффициента смешения. Достигая наивысшего значения при малом коэффициенте смешения и особой форме камеры всасывания, к. п. д. стандартного элеватора практически при высокотемпературной воде не превышает 10%. Следовательно, в этом случае циркуляционное давление на вводе наружных теплопроводов в здание должно не менее чем в 10 раз превышать насосное циркуляционное давление Δpн для местной системы отопления. Это условие настолько ограничивает Δp_н, передаваемое через водоструйный элеватор в систему из наружной тепловой сети, что при использовании элеваторной смесительной установки и t_г≤95°С часто устанавливается верхний предел циркуляционного давления.

Δp_н=1,2*104 Па (1,2*10 3 кгс/м2).

Другим недостатком водоструйного элеватора является постоянство коэффициента смешения, исключающее местное качественное регулирование теплопередачи отопительных приборов. Понятно, что при постоянном соотношении в элеваторе между G₀ и G₁ температура t_г, с которой вода поступает в местную систему отопления, определяется уровнем температуры t₁, поддерживаемым на тепловой станции для системы теплоснабжения в целом, который может не соответствовать теплопотребности конкретного здания.

Водоструйные элеваторы различаются по диаметру горловины d_r. Для использования одного и того же корпуса элеватора при различных давлении и расходе воды сопло 1 делается сменным. Устанавливая сопло с различным диаметром отверстия, можно изменять общее количество воды G_с, поступающей из элеватора в систему отопления, при неизменном коэффициенте смешения.

Диаметр горловины, мм, водоструйного элеватора вычисляется по формуле:

где G_с — расход воды в системе отопления, т/ч;

Δp_н — насосное.давлейие, передаваемое через элеватор в систему отопления (при подставке в формулу выражается в м вод. ст.).

После выбора стандартного элеватора, имеющего диаметр горловины, ближайший к полученному по расчету, определяется диаметр сопла по следующей приближенной зависимости:

где u — коэффициент смешения.

При известном диаметре сопла находится разность давления в наружных теплопроводах на вводе в здание, выраженная в м вод. ст.:

где G₁ — расход высокотемпературной воды, т/ч;

d_с — диаметр сопла, см.

Из последней формулы видно, что вслед за изменением по какой-либо причине Δp₁ в наружной тепловой сети изменяется и G₁, а также G_с, связанный с G₁ через коэффициент смешения:

Как известно, изменение давления и расхода в процессе эксплуатации, не предусмотренное расчетом, вызывает тепловое разрегулирование системы отопления. Это нежелательное явление, возникающее в системе отопления, непосредственно соединенной с разветвленной сетью наружных теплопроводов, возможно и в системе с водоструйным элеватором.

Принципиальная схема местного теплового пункта системы отопления с водоструйным элеватором и ответвлениями к системам вентиляции и кондиционирования воздуха

1 — задвижка, 2 — термометр; 3 — манометр, 4 — регулятор расхода; 5 — обратный клапан; 6 — грязевик; 7 — тепломер: 8 — регулятор давления; 9 — водоструйный элеватор; 10 — ответвления.

Для устранения теплового разрегулирования системы отопления перед водоструйным элеватором 9, изображенным в схеме, устанавливают регулятор расхода 4. На этом же рисунке показаны основные контрольно-измерительные и другие приборы, характерные для местного теплового пункта здания, имеющего системы приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. Для теплоснабжения этих систем используется высокотемпературная вода, отводимая до водоструйного элеватора.

Учитывая отмеченные недостатки водоструйного элеватора, предпочтительно использование насосной смесительной установки. Некоторое увеличение капитальных и эксплуатационных затрат, обусловленное применением смесительного насоса в системе отопления здания, компенсируется повышением теплового комфорта помещений и экономией топлива, расходуемого на отопление.

Разновидности смесительных узлов для отопления и их монтаж: этапы работ

Теплый пол — комфортная система обогрева дома. Редко функционирует самостоятельно. Для получения оптимального микроклимата рекомендуется использовать в тандеме со стандартным отоплением. Потребуется установка узла, налаживающего эффективную работу контуров.

Принцип работы узла

Механизм работы узла смещения заключается в реализации:

• перемещения подогретого теплоносителя, достижения коллектора распределения;
• предохранительный клапан, датчик контроля температуры фиксируют текущее состояние жидкости;
• когда отметка температурной шкалы теплоносителя зашкаливает, открывается заслонка для подачи холодной воды, обеспечивающая смешивание;
• когда температура нормализуется, заслонка закрывается. Схема работы переходит в обычный режим.

Механизм работы узла

Назначение

Чтобы обеспечить надежное, эффективное сочетание центрального отопления и теплого пола предусматриваются элементы:

• котел обогрева;
• радиаторы;
• трубопровод централизованного отопления;
• теплоноситель;
• трубопровод для теплого пола.

Отопительные котлы работают при температуре 70-95 градусов по Цельсию. Для обычных батарей это нормально, для трубопровода пола — недопустимо. Максимальный нагрев теплоносителя должен составлять не более 31 градуса по Цельсию. Даже если стяжка возьмет на себя часть температуры, на трубопровод напольной системы придется 50-55 градусов по Цельсию.

Теплоноситель центрального обогрева не может использоваться для напольного покрытия. Чтобы наладить слаженную работу контуров потребуется смесительное устройство. Способствует снижению температуры воды до нужной отметки. Напольное покрытие подогревается в нормальном режиме.

Чтобы снизить температуру, теплоноситель берется из двух контуров: первого — из котла, батарей, второго — из обратки. Смесительный элемент настраивает температурный режим в трубопроводе пола. Работа остальных частей отопления не затрагивается.

Смесительный агрегат не потребуется, если обогрев происходит только системой теплый пол. Котел настраивается на низкую температуру, работает в нужном режиме. Остальные ситуации предполагают обустройство узла регулировки.

Устройство

Важный элемент смесительного соединения — клапан. Бывает двухходовой, трехходовой. В первом случае предполагается датчик жидкости, установленный в термостатической головке. Контролирует температурный режим теплового носителя. Если температура зашкаливает, клапан закрывается головкой.

Использование смесительного агрегата позволяет наладить нормальную, бесперебойную работу отопления напольного покрытия, обеспечить долговечность элементов. Двухходовой клапан качественно выполняет работу. Применять для отопления больших площадей не нужно. Лучше установить трехходовой клапан смесительного устройства.

Регулирует поступление горячей воды, контролирует работу балансировочного клапана. Холодная и горячая жидкость смешиваются в клапане.

Недостатки: вероятность резкого скачка подачи горячего теплоносителя. Могут возникнуть утечки в трубопроводе отопления пола. Система изнашивается быстрее.

Погодозависимые датчики регулируют температурный режим воды в зависимости от климатических условий на улице. Повышают эффективность устройства, продлевают срок службы обогрева полового покрытия.

Регулировка узла

Эффективная работа отопления для пола зависит от правильной регулировки смесительного соединения. Нужно снять термоголовку.

Клапан устанавливается на максимум — 0,6 бар для избежания ложного срабатывания во время регулировки.

Чтобы рассчитать пропускную способность необходимо снять температуру в:

• трубопроводе, ведущем к батареям;
• теплоносителе в основном контуре;
• трубопроводе обратного контура.

1. От температуры воды в батареях нужно отнять температуру обратки.
2. От температуры жидкости в обратном контуре отнять значение температуры воды для подачи.
3. Первую разность разделить на вторую.
4. От полученного результата отнять 1, умножить на коэффициент 0,9.

Благодаря регулировке смесительного соединения можно добиться бесперебойной, эффективной работы центрального, напольного обогрева в доме.

Распространенные узлы

Различаются конструкцией, техническими параметрами, функциями. Главная задача — реализация отопления полового покрытия. Методы обеспечения работы системы различны.

Valtec

Смесительное узловое соединение Valtec поддерживает заданный температурный режим для теплоносителя во вторичном контуре отопления. Возможно благодаря подмешиванию из обратки. Узел обогрева обеспечивает гидравлическую увязку высокотемпературной отопительной системы, низкотемпературного теплого пола.

В работе водяной системы отопления пола, узел — главный элемент. Для обычного радиатора поддержание температуры в 85 градусов по Цельсию нормально. Для пола — 35 градусов по Цельсию. Смесители обеспечивают стабильность, бесперебойность работы систем отопления с низкотемпературным режимом.

Узел Valtec

Для постоянной циркуляции воды предусматриваются насосы. Беспрерывно подают охлажденную жидкость из обратной линии в теплоноситель.

Особенность смесителей Valtec — смежные задачи для отопления пола, сада, теплиц.

Смесительное соединение последовательного типа смещения теплового носителя ТИМ имеет особенность. Полный расход системы отопления подается на потребителя. Подходит для использования в системе отопления частного дома. Нужно подобрать технические характеристики узла (модель), установить.

Узловое смесительное устройство ТИМ

Oventrop

Торговая марка Oventrop специализировалась на окнах, дверях. Со временем произошла переспециализация на узлы для организации теплого пола в домах, инструменты для монтажа.

• коробка для монтажа;
• вентиль;
• клапан выведения приточных вентиляционных воздушных масс;
• термостат, контролирующий температуру теплового носителя для обратной линии.

Для прокладки труб водяного контура принято использовать маты — подложки с бобышками. Толщина материала — 11-35 мм. Монтаж контура на фольгированный утеплительный шар выполняется шинами фиксации, якорными скобами.

Узел смешивания Oventrop

Особенность труб Oventrop — легкость установки системы отопления, смесительного устройства, присоединения к запорной арматуре.

Watts

Насосный узел Watts регулирует температуру в диапазоне 30-50 градусов по Цельсию. Возможно, благодаря вентилю TempGuard, модулю Watts IsoTherm.

Устройство подмеса Watts

Продукция торговой марки Watts лидирует в Америке, Канаде.

Насосные узлы подмешивания для теплого пола Wilo просты, надежны. Конструкция четко продумана. Возможно подключить коллектор для радиаторного отопления.

Смесительный агрегат Wilo

Материал выдерживает температуру в 90 градусов. Информация предоставляется для первичного контура системы отопления.

Что лучше: Oventrop или Valtec?

Торговая марка Valtec имеет патент от Италии, но запчасти, элементы системы обогрева для полов производит в Китае для снижения стоимости.

Устройства Valtec лучше применять для отопления частных, загородных домов большой площади. Производитель дает гарантию на трубы 7 лет. Запорная арматура ломается чаще.

Для многоквартирных домов с высоким давлением системы обогрева, лучше китайские трубы не укладывать. Существует вероятность порывов, утечек.

Oventrop — лучший производитель узлов смешивания. Продукция долговечна, надежна. Выдерживает перепады давления воды, обеспечивает регулярную работу системы «теплый пол».

Монтаж

Установка узла смещения:

• Узел устанавливается к контуру напольного обогрева.
• Монтаж может быть правосторонним, левосторонним.
• Крепления узла может быть в помещении, шкафу, котельной.

Если узел не вписывается в интерьер, можно скрыть.

• Устанавливается насос, датчик температуры.
• Смесительный клапан монтируется на первый основной контур, обратный — на обратную цепь.
• К холодной трубе подключается выход обратки.
• Нужно проверить правильность подключения узла. При высокой, низкой температуре теплоносителя, увеличивают, уменьшают пропускную возможность клапана. Терморегулятор устанавливают на нужную температуру.

Смесительная цепь обеспечивает налаженную работу нескольких контуров отопления. Делает жизнь человека комфортной, спокойной. Главное, правильно выбрать, установить модель.