Как работает расходомер для коллектора тёплого пола?

Сейчас все больше владельцы жилья предпочитают именно оборудовать водяной теплый пол. Он позволяет хорошо обогреть свое жилье, при этом денежные затраты будут минимальными. Даже внимательно изучив конструкцию такого отопления надо сделать выводы по поводу эффективности.

Непосредственно работа теплого пола различается с другими методами обогрева. В этой ситуации стоит максимально уделить внимание всем элементам, входящим в общий комплекс. Важное место занимает расходомер для теплого пола.

Для удовлетворительной работы, требуется внимательно изучить расход тепла в трубах. Важно рассмотреть работу коллектора, так как он с расходомером дает возможность правильно распределять воду в контурах.

Чтобы полностью иметь представление, как именно будет работать такая система с таким оборудованием, необходимо рассмотреть отдельно и коллектор и расходомер.

Суть коллектора

Главная особенность водяного теплого пола состоит в теплоносителе, вода постепенно двигаясь к отопительному контуру, отдает часть своей энергии.

Именно поэтому нагрев пола происходит с отдачей тепла воздуху, который перемешается внутри помещения, а он, как известно, направляется снизу вверх. За подачу теплой воды в контур и интенсивность отвечает ряд устройств:

1. основным считается клапан;
2. должен присутствовать насос;
3. коллектор.

Весь контроль распространения воды производится с помощью расходомера. Именно этот прибор выполняет основную роль в работе всей системы.

Все коллектора рассчитываются именно для горячей воды, а также они необходимы, чтобы собирать отработанный материал. В самом узле происходит процесс смешивания горячей воды, которая поступает от источника и обраткой.

Благодаря ротаметрам есть шанс обеспечить весь объем воды для поступления ее к полам. Проще говоря, оборудование самостоятельно проконтролирует тепло в водяном поле.

Обогрев пола не может обходиться без ротаметра. Конструкция включает корпус, выполненный из пластмассы, но есть модели из латуни. Внутри любого прибора размещается поплавок. Имеется колба со шкалой.

Поплавок может перемещаться вниз и вверх и при этом показывает на определенное деление шкалы. Судя по ней, можно будет судить об объеме теплоносителя, который циркулируется в трубопроводе.

Если говорить о теории, то система работает без прибора, но в таком случае регулировку приходиться проводить вручную, надеясь на свои ощущения.

Расходомер для коллектора теплого пола играет важную роль, если от него отказаться, то будут следующие проблемы:

1. дело в том, что при отсутствии расходомера некоторые контуры пола могут снабжаться теплоносителями, при этом особенности помещения не будут учитываться;
2. расход энергоносителя, который используется для работы приборов нагревания, например, используется либо газ, либо электричество, будет чрезмерно увеличенным.

Допустим, планируется одновременно отопить ванную и другую комнату, например, спальню. Котел, работающий на газу, будет греть воду для ванной и спальни абсолютно идентично, то есть будет присутствовать один температурный режим.

Важно правильно установить оборудование, для этого надо вкручивать сам прибор в гнездо коллектора. Фиксация происходит за счет гайки. При благоустройстве теплого пола, желательно постараться контролировать протяженность теплопровода всех контуров, не обращая никакого внимания на конфигурации. Это упростит регулировку системы и еще можно будет добиться нормальных параметров температуры.

Но надо учитывать, что ванная комната маленькая по квадратуре, чтобы ее обогреть надо меньше воды с котла, а вот для снабжения спальни воды требуется больше. Сравнять тепло каждой комнаты можно, но только в таком случае потребуется использовать расходомер.

Если будет использовать данное устройство, то в ванной и спальне установиться температура для комфортного пребывания там.

Внимательно оценив принцип действия этого устройства можно сделать такие выводы:

1. прибор может функционировать абсолютно автономно, при этом не потребуется использовать никаких дополнительных источников питания;
2. главный принцип работы расходомера дает возможность в достатке расходовать теплоноситель для контура и еще значительно снизить энергетические затраты всех нагревательных приборов;
3. конструкция всего прибора способна обеспечить контроль над количеством поступаемой воды в трубы;
4. коллектор, который устанавливается вместе с расходомером, значительно делает легче контроль над работой всей системы, в общем. Также монтаж системы не сложный и особого обслуживания не требует.

Как работает?

Во время установки коллектора и подсоединения к нему контуров нагревания для теплых полов, расходомер также монтируется в гребенку, куда и отправляется со временем отработанная вода.

В период, когда температура доходит до нужного значения, в противоположной части коллектора начинает работать клапан, который, то сужается и закрывает проход для воды, то наоборот расширяется. Чтобы обеспечить работу системы по указанной схеме, смесительный узел и насос оборудуют термостатами.

Уровень воды в колбе обязан совпадать с делениями шкалы, размещаться горизонтально, а сам прибор находиться в вертикальном положении.

Чтобы обеспечить работу всей системы должным образом, коллектор, специалисты монтируют при помощи отвеса и специального уровня, это необходимо, чтобы добиться полного соответствия горизонтальному положению всех комплектующих оборудования.

Если коллектор будет установлен с отклонениями, то работа оборудования для отопления будет производиться некорректно.

Установка шкафа с коллектором требует аккуратного отношения, иначе некоторые элементы системы могут повредиться, поэтому стоит все агрегаты, приборы, имеющиеся в системе, расположить правильно и всячески обеспечить защиту.

Монтаж и отрегулирование элементов должно проводиться соответственно с инструкцией по эксплуатации. Действовать надо следующим образом:

1. колбу, которая вращается против часовой стрелки надо тщательно настроить для работы;
2. далее происходит демонтаж предохранителя, установленного на заводе. Он представлен в виде кольца, поэтому с ним никаких сложностей не возникает;
3. нужный напор можно выставить обычным поворотом по часовой стрелке латунного кольца в самом корпусе до необходимой отметки. Как правило, эта отметка находится рядом с поплавком и демонстрирует проведенную юстировку;
4. чтобы предотвратить механические повреждения самого прибора, надо закрыть латунное кольцо, используя специальную накладку;
5. заключительным этапом считается проверка системы отопления.

Итоги

Важно проследить, чтобы при работе обогревательной системы водяного пола расход на коллекторе был виден. Это необходимо при техническом обслуживании. Каждый водяной контур должен иметь свой расходомер.

Как видим, в оборудовании каждый элемент выполняет свои функции, поэтому каждому необходимо уделить достаточное внимание, а чтобы вся система работала, как одно целое, стоит оборудовать ее расходомером и коллектором, которые будут равномерно распределять все тепло.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Расходомер теплоносителя в автономной системе отопления

В данной статье я буду рассматривать все процессы применительно к автономной системе отопления частного дома с автоматическим газовым котлом и приведу пример конструкции расходомера на базе бытового недорогого счетчика воды.

Расход теплоносителя (в моем случае воды) в системе отопления является одним из главных параметров, который влияет на поддержание заданного микроклимата в помещении при любых погодных условиях и наряду с другими параметрами определяет качество функционирования системы отопления в целом. Расход теплоносителя показывает какой его объем прошел через систему отопления за определенное время. Так как система отопления может быть разветвленной — например на первом и втором этажах дома может быть два независимых контура отопления — то расход теплоносителя мы будем рассматривать применительно к отопительному котлу. Необходимый номинальный расход теплоносителя рассчитывается на этапе проектирования системы отопления и в процессе ее эксплуатации должен оставаться неизменным. О методах расчета необходимого расхода теплоносителя я расскажу в отдельной статье, в которой будет приведен пример расчета простой системы отопления небольшого частного дома.

Возможно некоторым читателям более понятным будет термин скорость циркуляции теплоносителя или скорость потока теплоносителя в трубах, но скорость циркуляции в отличии от расхода зависит от сечения трубы и на разных участках системы отопления будет разной. Поэтому удобнее пользоваться таким понятием как расход.

Причины по которым расход теплоносителя может уменьшаться:

• отложение накипи внутри теплообменника котла или засорение труб системы отопления, в результате чего увеличивается сопротивление потоку теплоносителя, а значит уменьшается его скорость и, как следствие, объем, прошедший через котел за определенное время, то есть расход;
• засорение фильтров в системе отопления;
• уменьшение производительности циркуляционного насоса из-за всевозможных неисправностей.

Признаки уменьшения расхода теплоносителя в действующей системе отопления:

• котел начал часто включаться и выключаться;
• теплоотдача в системе отопления уменьшилась, батареи прогреваются не полностью даже при установке максимальной температуры отопления на котле, как следствие температура в помещении может быть занижена;

Но указанные признаки могут иметь и другие причины, поэтому было бы неплохо контролировать уровень расхода теплоносителя в своей системе отопления. В таком случае необходим расходомер.

Расходомер на базе бытового счетчика воды.

В моей системе отопления в качестве теплоносителя используется вода. Для контроля расхода теплоносителя я использовал обычный бытовой счетчик воды, который установил на входе теплоносителя в котел (на обратке). При этом счетчик выступал в качестве индикатора, по которому было видно есть ли циркуляция в системе и примерно оценить ее скорость по вращению счетного механизма счетчика. Чтобы узнать расход необходимо было отсчитать по секундомеру определенное время и зафиксировать показания счетчика в начале и конце отрезка этого времени. Конечно это не удобно. Тогда я и задался целью встроить в счетчик дисплей и микроконтроллер, который бы сам считал расход. Таким образом и родилось описываемое ниже устройство.

Счетчик воды со снятым счетным механизмом

Принцип работы счетчика воды очень прост. В нижней герметичной части счетчика расположена крыльчатка, которая вращается за счет потока воды, протекающей через счетчик. На крыльчатке установлены магниты. Счетный механизм крепится сверху на герметичную часть и тоже имеет на одной из шестеренок магнит. Таким образом с помощью магнитного сцепления осуществляется передача вращения крыльчатки на счетный механизм.

Если расположить датчик Холла в месте расположения вращающихся магнитов (в основании счетного механизма) мы получим электрические импульсы, которые уже можно подсчитать микроконтроллером и вывести на дисплей. Вот и вся идея. Дальше, как говорится, дело техники.

Датчик Холла, закрепленный в основании счетного механизма счетчика

В качестве дисплея был выбран светодиодный семисегментный двухразрядный индикатор. Расход теплоносителя было решено измерять в литрах в минуту. Объясню почему именно такая размерность. Я не буду вдаваться в теорию, но ориентировочно расход в литрах в минуту должен быть примерно равен мощности в кВт, отдаваемой котлом на нагрев воды. Например, если ваш котел отдает мощность 10 кВт, то расход теплоносителя должен составлять 10 литров в минуту, при этом разница температур на входе и выходе котла составит 15°С. Таким образом двух разрядов индикатора вполне хватит, что бы отображать расход воды от 1 л/мин и выше. Но, следует отметить, что если необходимо измерять расход теплоносителя больше 20 л/мин, то необходимо использовать счетчики с большим диаметром условного прохода, Ду-20 и выше. В моем опытном устройстве используется счетчик Ду-15.

В качестве устройства для вывода значений расхода теплоносителя на дисплей и подсчета импульсов с датчика Холла была выбрана плата Arduino nano V3. Данная плата содержит микроконтроллер со всей необходимой обвязкой и возможностью быстрого программирования, что очень удобно. Производительности данного микроконтроллера и платформы Arduino для реализации нужного нам алгоритма более чем достаточно.

Для установки всех электронных компонентов расходомера теплоносителя была разработана печатная плата с размерами, позволяющими закрепить ее в корпусе счетного механизма счетчика. Плата была разведена в программе Sprint Layout 5.0. Ниже на фото показана плата с установленными компонентами. Часть компонентов схемы установлено со стороны печатных проводников с обратной стороны платы. Сама плата закреплена на основании счетного механизма. Рядом для сравнения показан счетный механизм счетчика воды без корпуса.

На следующем фото показана обратная сторона платы и проводные соединения с датчиком Холла, который установлен на основании счетного механизма рядом с пластиковой шестеренкой. Как раз внизу данной шестеренки закреплен магнит, который и воздействует на датчик Холла.

Ну и дальше на фото сам расходомер теплоносителя в работе.

Ниже представлена принципиальная электрическая схема расходомера теплоносителя. Модуль А1 это плата Arduino nano.

Выше по тексту я упоминал датчик Холла. На схеме он обозначен как HS1. На самом деле это не «чистый» датчик Холла, а целая микросхема, которая имеет в своем составе датчик Холла, усилитель сигнала датчика, триггер Шмидта, выходной каскад с открытым коллектором и другие вспомогательные элементы. Благодаря всей этой схеме мы имеем на выходе микросхемы сигнал с двумя устойчивыми состояниями — 0 или 1. Микроконтроллер на плате Arduino nano запрограммирован таким образом, что считает переходы из низкого состояния сигнала в высокое (из нуля в единицу).

Для отображения чисел на двухразрядном семисегментном индикаторе используется режим динамической индикации. Для этого все сегменты двух индикаторов соединены параллельно, а выбор разряда осуществляется путем подачи на соответствующий вывод (D1 или D2) индикатора логической единицы (индикатор с общим анодом). Разряды засвечиваются поочередно с частотой, превышающей инерционность зрения человека. В результате мы видим цифры на обеих разрядах индикатора без мерцания.

Диод VD1 защищает устройство от переполюсовки питания. Я установил диод Шоттки для уменьшения потерь напряжения, но это не принципиально. Конденсаторы C1 и C2 улучшают устойчивость работы встроенного стабилизатора напряжения на плате Arduino nano и уменьшают наводки по питанию. Резисторы R1-R7 ограничивают статический ток сегментов индикатора на уровне примерно 5 мА. Так как у нас используется динамическая индикация, то средний ток сегмента будет меньше 5 мА. Данный индикатор очень яркий и хорошо светится даже при токах менее 5 мА.

Схема электрическая принципиальная расходомера теплоносителя автономной системы отопления

Для реализации нужного нам алгоритма работы расходомера был написан скетч в среде Arduino IDE.