Расчет смесительного узла отопления

Смесительный узел. Принцип работы. Назначение и расчеты.

Смесительный узел — это специальная цепь трубопроводов, которая образует смешивание двух разных потоков в один.

Для чего это нужно?

Для того, чтобы получить пониженную или другую температуру. Для того, чтобы получить дополнительный расход в контуре отопления.

Видеоурок по расчету смесительного узла

Гидравлический разделитель (гидрострелка) по своей природе образует смесительный узел, но он создает независимое пространство внутри себя, и в этом пространстве присутствуют два и более, независимых контуров.

Подробнее о гидравлическом разделителе:

Чем же отличается смесительный узел от гидрострелки?

В смесительном узле происходит принудительное разделение потоков, то есть имеется не прерывный поток воды и он делиться за счет только движения воды. В гидрострелке получается область, где вода находится в свободном положение, эту воду начинают разгонять силы создаваемые насосом: Поток от одной зоны к другой.

В смесительном узле движение воды сразу смешивается. То есть смешиваются два разных потока в один поток.

Рассмотрим абсолютную схему смесительного узла

Важно понять, что существуют два типа смешивания: Последовательный и параллельный.

Последовательный тип смешивания хорош тем, что весь расход насоса идет потребителю.

Параллельный тип смешивания хорош тем, что можно сделать для регулировки один двухходовой клапан для регулирования. Но у параллельного типа смешивания есть один большой недостаток, это непостоянный расход потребителя. Так же расход насоса разбавляется с расходом источника.

Существует такая странная схема, которую можно сравнить с комбинированным типом смешивания. Такой тип смешивания содержит в себе сразу и параллельный и последовательный тип смешивания.

Комбинированный тип смешивания можно переключать из параллельного типа смешивания в последовательный тип смешивания. Также можно проводить различные балансировочные действия, для получения сразу двух типов смешивания. Такая схема подойдет там, где нужно сделать определенные расходы между контуром источника и контуром потребителя.

Последовательный тип смешивания

Обладает большей производительностью расхода в отличие от параллельного типа смешивания.

Виды схем смешивания для последовательного типа смешивания разделяются только различностью элементов и способом расположения элементов, например:

Насос может быть и на подающей линии потребителя и на обратной линии потребителя.

Таким образом, получаются две комбинации схем смесительного узла:

Для регулировки температуры, необходимо менять расходы между контурами источника и перемычки.

Для этого существуют трехходовые клапаны. Трехходовой клапан может быть установлен и на подающую линию и на обратную линию:

Важно понять, что трехходовой клапан регулирует проходы контуров источника тепла и перемычки. Контур потребителя тепла у трехходового клапан всегда открыт.

Вообще и насос, и трехходовой клапан должны по возможности работать на пониженной температуре теплоносителя для того, чтобы они прослужили долго. Трехходовой клапан однозначно нужно поставить на обратную линию потребителя. Насос для теплых полов ставят на подающую линию это связано с тем, чтобы теплоноситель толкал насос в теплые полы. В случаях, если в теплых полах образуется воздух, то насос может перестать качать теплоноситель через теплый пол. Насос может оказаться завоздушенным. При радиаторном отоплении насос можно смело ставить на обратку.

За место трехходового клапана можно использовать обычные краны, клапаны или балансировочные клапаны.

Параллельный тип смешивания

Позволяет получить свойство, при котором расход насоса делиться на контур источника тепла и потребителя тепла. Если потребитель меньше потребляет расход, то расход потребляется больше через источник тепла и наоборот.

В параллельном типе смешивания необходимо регулировать только контур источника тепла. Такой тип смешивания подходит в том случае, если расход источника тепла намного меньше чем расход потребителя.

Смесительный узел для теплого пола

Лучшим вариантом может служить только смесительный узел с последовательным типом смешивания, так как имеет большую производительность по расходу.

Подробнее о трехходовых клапанах и схемах с их применением Вы найдете Здесь:

На рынке существуют готовые смесительные узлы типа:

Смесительный узел dualmix является абсолютно параллельным типом смешивания.

Смесительный узел combimix является последовательным типом смешивания. Имеются дополнительные настройки. Настройка балансировочного клапана уменьшает или увеличивает проток по тепловому контуру (контур котла). Перепускной клапан служит для того, чтобы при закрытых контурах давать расход насосу.

Скачать программу CombiMix 1.0

Что касается расчетов по диаметру труб в смесительных узлах, то Вы найдете описание в разделе:

Расчет смесительного узла отопления

Виды смесительных узлов для отопления

Смесительный узел – это узел, в котором происходит смешивание. В системах отопления это смешивание двух разных сред (жидкостей).

Назначение смесительного узла – получить необходимую настроечную температуру теплоносителя.

Смесительные узлы можно разделить на две категории:

1. Последовательный тип смешивания

2. Параллельный тип смешивания

Последовательный тип смешивания является самым энергоэффективным и более производительным типом смешивания и вот почему:

1. Более производительным он является, потому что весь расход насоса идет в контур, которому контролируется температура теплоносителя. То есть в зависимости от параллельного типа смешивания в последовательном типе смешивания весь расход идет тому контуру, для которого и предназначен смесительный узел.

2. Энергоэффективным он является, потому, что возвращаемый теплоноситель из смесительного узла обладает самой низкой температурой. Что согласно теплотехнике увеличивает мощность теплоотдачи. Смесительный узел с последовательным типом смешивания обязательно внедряется в низкотемпературные системы отопления

Параллельный тип смешивания, на мой взгляд, является некоторым уродом в системе отопления. Так как любому развивающемуся человеку сначала проще изобрести смесительный узел с параллельным типом смешивания.

Недостатки параллельного типа смешивания:

1. Расход насоса распределяется по разные стороны от смесительного узла. В некоторых смесительных узлах имеется внутренние потери расхода из-за особенностей движения теплоносителя.

2. Температура теплоносителя, от которой избавляется смесительный узел, равна настроечной температуре смесительного узла. Что однозначно является неразумным подходом к энергоэффективности. Такой узел подходит для высокотемпературных систем отопления. Где имеются контура с высокими температурами.

Смесительный узел с последовательным типом смешивания, который имеет центральное смешивание.

Смесительный узел с последовательным смешиванием, который имеет боковое смешивание.

Что такое центральное и боковое смешивание написано здесь: http://infosantehnik.ru/str/50.html

Смесительный узел с параллельным типом смешивания, у которого клапан имеет центральное или боковое смешивание.

Смесительный узел с параллельным типом смешивания, который имеет боковое смешивание.

Смесительный узел с двойным смешиванием

В такой схеме смесительного узла присутствую два узла смешивания и его смело можно назвать смесительный узел двойного смешивания.

Смешивание происходит в двух местах:

Расход насоса распределяется в трех контурах: (С1-С2),(С3-С4),(Линия 1)

Самый дешевый и не энергоэффективный смесительный узел марки:

Такой узел предназначен для теплых водяных полов. Подходит для высокотемпературных систем отопления. Например, если имеется радиаторное отопления (не ниже 60 градусов), и теплые водяные полы, которым температура теплоносителя рассчитана не выше 50 градусов. То есть на вход требуется всегда выше температура, чем настроечная.

Условие Т1>Т2. Невозможно чтобы Т1=Т2. Это условие относится ко всем смесительным узлам с параллельным типом смешивания. Повторюсь, для низких температур такой узел не подходит.

Смесительный узел с последовательным типом смешивания, имеющий трехходовой клапан с центральным смешиванием обладает самым энергоэффективными характеристиками.

Пример энергоэффективного узла смешивания

У такого смесительного узла может быть условие когда температура С1=С3

Смесительный узел DualMix от Valtec

Dualmix является параллельным типом смешивания, у которого по умолчанию в комплекте имеется трехходовой клапан с боковым смешиванием.

Смесительный узел CombiMix от Valtec

Смесительный узел CombiMix является последовательным типом смешивания, но это боковое смешивание. И к сожалению такой смесительный узел не подходит для низких температур. То есть температура на входе должна быть выше настроечной температуры узла.

Недостаток смесительного узла CombiMix в том, что этот смесительный узел с боковым смешиванием. А для низкотемпературных систем отопления подходят смесительные узлы, в которых имеется трехходовой клапан с центральным смешиванием.

Подробнее о клапанах и типах смешивания найдете здесь: http://infosantehnik.ru/str/50.html

Кстати готовые смесительные узлы FAR (TERMO-FAR) вполне удовлетворяют требованиям энергоэффективновсти.

В таком узле имеется термостатический смеситель с центральным смешиванием. То есть когда закрывается горячий проход, то в это же время открывается холодный проход. Каждый из двух проходов могут быть полностью закрыты по отдельности. Только такой трехходовой клапан может быть энергоэффективным. В любом случае узнавайте подробную работы трехходовых клапанов. Потому что могут подсунуть клапан с боковым смешиванием и тогда труба дело…

Можно приобретать готовые изделия они обычно имеют трехходвые клапана с центральным смешиванием, которые позволяют иметь одинаковую температуру настройки и входящей температуры.

Для получения смесительных узлов можно использовать различные клапана подробнее здесь:

Калькулятор расчета минимального напора насоса для смесительного узла

Если в доме оборудуется водяное отопление с использованием технологии подогрева поверхности полов, то кроме раскладки трубных контуров, никак не обойтись без монтажа насосно-смесительного узла. Этот важный элемент общей системы будет поддерживать требуемую температуру теплоносителя и обеспечивать его необходимую циркуляцию по всем контурам, подключённым к узлу.

Калькулятор расчета минимального напора насоса для смесительного узла

Исходя из такого предназначения становится понятно, что без циркуляционного насоса в смесительном узле обойтись практически невозможно. Тот насос, который стоит в котельной и обеспечивает перемещение теплоносителя по «большому кругу», просто не в силах справиться с дополнительной локальной нагрузкой, протяжённые контуры могут «запереться», и «теплый пол» станет неработоспособным. Значит, необходимо точно знать какими минимальными эксплуатационными параметрами должен обладать этот узел системы отопления. А поможет в этом вопросе – калькулятор расчета минимального напора насоса для смесительного узла.

Если по ходу расчётов у посетителя возникнут вопросы, ниже приведено несколько пояснений по работе программы.

Калькулятор расчета минимального напора насоса для смесительного узла

Краткие пояснения по принципу и проведению вычислений

Двумя основными параметрами циркуляционного насоса смесительного узла выступают его производительность и создаваемый напор.

Как определиться с производительностью насосно-смесительного узла?

Прокачиваемый через контуры «теплого пола» теплоноситель отдаёт часть накопленной энергии на нагрев поверхности до требуемой предустановленной температуры. Значит, видится прямая связь между необходимой под конкретное помещение мощности нагрева, теплоемкостью жидкости и прошедшего через трубы ее объема. Эти соотношения реализованы в калькуляторе расчета производительности насосно-смесительного узла , к которому ведет рекомендуемая ссылка.

Цены на насосы

Но даже высокая производительность будет бесполезна, если насос не сможет прокачать жидкость по уложенным контурам. Надеяться на насос, установленный в общей системе – совершенно бессмысленно, так как нередко для достижения необходимой температуры теплоносителя термостатический клапан полностью отсекает «большой» контур, заставляя жидкость циркулировать только по трубам «теплого пола».

Значит, расчет необходимо вести без оглядки на общую систему, рассматривая с некоторым допущением полную автономность подключённых к узлу трубных раскладок. Естественно, на коллекторе «теплого пола» давление будет одинаковым. Но вот протяженность контуров бывает, что значительно различается. Таким образом, при проведении вычислений необходимо принимать во внимание контур с самой большой длиной труб.

Создаваемый напор должен справиться с линейным гидравлическим сопротивлением труб – а оно очень сильно зависит от диаметра условного прохода. Кроме того, наличие многочисленных регулировочно-балансировочных устройств на самом смесительном узле и на коллекторе также приводит к значительным потерям напора. Все это учтено в программе расчета, заложенной в калькулятор.

Полученное значение будет показано в паскалях, а также в метрах (и дециметрах) водяного столба. Дело в том, что единства в указании этого параметра у отдельных производителей нет, и в паспортах можно встретить различные единицы измерения.

Насос с напором не менее, чем показали вычисления, вполне справиться с задачей обеспечения циркуляции по всем контурам, подключенным к коллектору.

Как устроена система водяного «теплого пола»?

Задачу создания подобной системы отопления вполне можно отнести к разряду повышенной сложности. Подробнее о нюансах организации водяного подогрева полов – в специальной публикации нашего портала.