Насосно-смесительные узлы для водяного теплого пола

Требуемый расход теплоносителя в любой системе водяного отопления подсчитывается по следующей формуле:

где Q — тепловая мощность системы, Вт; с — удельная теплоёмкость теплоносителя, Дж/кг °С; ∆Т — разность температур между прямым и обратным теплоносителем, °С.

В системах радиаторного отопления перепад температур ∆Т обычно составляет порядка 20 °С, а в системах напольного отопления ∆Т = 5–10 °С.

Это значит, что для переноса одного и того же количества теплоты тёплые полы требуют расхода теплоносителя в 2–4 раза больше.

Максимальная температура теплоносителя в системах тёплого пола, как правило, не превышает 55 °С, рабочее значение этого параметра обычно лежит в пределах 35–45 °С.

В радиаторном же отоплении теплоноситель обычно подаётся с температурой 80–90 °С.

В связи с этими двумя факторами неизменным атрибутом системы напольного отопления является узел смешения.

Насосно-смесительный узел системы тёплого пола должен выполнять следующие основные функции:
• поддерживать во вторичном контуре температуру теплоносителя ниже температуры первичного контура;
• обеспечивать расчётный расход теплоносителя через вторичный контур;
• обеспечивать гидравлическую увязку между первичным и вторичным контурами.

К вспомогательным функциям насосно-смесительного узла можно отнести следующие:
• индикация температуры (на входе и выходе);
• отсекание циркуляционного насоса шаровыми кранами для его замены или обслуживания;
• защита насоса от работы на «закрытую задвижку» с помощью перепускного клапана;
• аварийное отключение насоса при превышении максимально допустимой температуры теплоносителя;
• отведение воздуха из теплоносителя;
• дренирование узла.

Принцип работы простейшего насосно-смесительного узла можно объяснить по тепломеханической схеме на рис. 1.

Рис. 1. Тепломеханическая схема простейшего насосно-смесительного узла

Нагретый теплоноситель поступает на вход насосно-смесительного узла от котла или стояка радиаторной системы отопления с температурой T₁. На входе в узел установлен настраиваемый термостатический клапан 2, на приводе которого выставляется требуемая температура теплоносителя, поступающего в тёплый пол Т₁₁. Термочувствительный элемент 3 привода клапана располагается после насоса 1. При повышении температуры Т₁₁ выше настроечного значения, клапан 2 закрывается, а при понижении – открывается, пропуская горячий теплоноситель на вход насоса. Пройдя по петлям тёплого пола, теплоноситель остывает до температуры Т₂₁. Часть остывшего теплоносителя возвращается к котлу, а часть – через балансировочный клапан 4 поступает на вход насоса, смешиваясь с горячим теплоносителем.

Таким образом, в первичном (котловом) контуре температура теплоносителя снижается с Т₁ до Т₂₁ (∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁). Температуру Т₂₁ задаёт пользователь. Перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = Т₁₁ – Т₂₁ также задаётся на стадии расчётов. Зная эти данные, и требуемую тепловую мощность тёплого пола, можно определить соотношение расходов в узле:

Исходные данные:
• температура на входе в насосно-смесительный узел Т₁ = 90 °С;
• температура после насоса Т₁₁ = 35 °С;
• перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = 5 °С;
• тепловая мощность тёплого пола Q = 12 кВт.

Решение:
1. Температура на выходе из петель тёплого пола: Т₂₁ = Т₁₁ – ∆Т_тп = 35 – 5 = 30 °С.
2. Перепад температур в первичном (котловом) контуре: ∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁ = 90 – 30 = 60 °С.
3. Расход во вторичном контуре G₁₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅5 = 0,573 кг/с.
4. Расход в первичном (котловом) контуре G₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅60 = 0,048 кг/с.
5. Расход через байпас G₃ = G₁₁ – G₁ = 0,573 – 0,048 = 0,535 кг/с.

Таким образом, расход в контуре тёплого пола в данном примере должен быть в 12 раз выше, чем в котловом контуре.

Как правило, циркуляционный насос при проектировании выбирается с некоторым запасом, поэтому он может перекачивать через байпас большее количество теплоносителя, чем требуется по проекту. К тому же, и температура теплоносителя в первичном контуре может по факту оказаться меньше расчётной. Именно для корректировки этих расхождений с расчётными данными служит балансировочный клапан 4, которым можно ограничить расход через байпас.

Насосно-смесительные узлы VT.COMBI и VT.COMBI.S

В насосно-смесительных узлах VT.COMBI и VT.COMBI.S (рис. 2, 3) приготовление теплоносителя с пониженной температурой происходит при помощи двухходового термостатического клапана, управляемого либо термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленном в линии подающего коллектора (модель VT.COMBI), либо аналоговым сервоприводом, который работает под управлением контроллера VT.К200.М (модель VT.COMBI.S). Контроллер с датчиками температуры теплоносителя и наружного воздуха не входит в комплект поставки насосно-смесительного узла и приобретается отдельно.

В линии подмеса узла установлен балансировочный клапан, который задаёт соотношение между количествами теплоносителя, поступающего из обратной линии вторичного контура и прямой линии первичного контура, а также уравнивает давление теплоносителя на выходе из контура тёплых полов с давлением после термостатического регулировочного клапана.

От настроечного значения Kvb этого клапана и установленного скоростного режима насоса зависит тепловая мощность смесительного узла.

Узел адаптирован для присоединения к нему коллекторных блоков с межосевым расстоянием 200 мм и горизонтальным смещением между осями коллекторов 32 мм. При этом коллекторные блоки могут присоединяться как на входе, так и на выходе насосно-смесительного узла. Это позволяет использовать этот узел в комбинированных системах отопления (рис. 4), где отопление тёплым полом совмещается с радиаторным отоплением.

Рис. 4. Узел VT.COMBI.S в комбинированной системе отопления

Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Насосно-смесительный узел VT.DUAL (рис. 5 и 6) состоит из двух модулей (насосного и термостатического), между которыми монтируется коллекторный блок контура тёплого пола. Для смешения используется трехходовой термостатический клапан, управляемый термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленным на обратный коллектор вторичного контура.

Рис. 5. Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Предохранительный термостат подающего коллектора останавливает насос в случае превышения настроечного значения температуры, прекращая циркуляцию в петлях тёплого пола.

Рис. 6. Узел VT.DUAL с коллекторным блоком (подключение справа)

Конструкция узла предусматривает перепускной контур с балансировочным клапаном, сохраняющим неизменным расход теплоносителя в первичном контуре при перекрытии петель тёплого пола.

Элементы узла устанавливаются не вертикально, а под углом 9°, что вызвано горизонтальным смещением осей коллекторного блока. Это позволяет подключать узел к подводящим трубопроводам как справа, так и слева.

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX (рис. 7) отличается от узла VT.COMBI меньшей монтажной длиной и отсутствием перепускного клапана. Узел рассчитан на установку циркуляционного насоса монтажной длиной 130 мм. Ручной воздухоотводчик узла расположен на регулировочной втулке балансировочного клапана вторичного контура.

Узел поставляется с термоголовкой VT.3011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 62 °С. Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Рис. 7. Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.TECHNOMIX

Так же как узел VT.VALMIX, узел VT.TECHNOMIX (рис. 8) рассчитан на установку циркуляционного насоса длиной 130 мм, но имеет несколько большую монтажную длину.

Кроме того, входные и выходные патрубки узла находятся в одной плоскости, поэтому узел монтируется к коллекторному блоку под углом 9°, и может устанавливаться как справа от обслуживаемого коллекторного блока, так и слева от него.

Узел поставляется с термоголовкой VT.5011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 60 °С.

Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Сравнение насосно-смесительных узлов VALTEC

Таблица 1. Сравнительная таблица насосно-смесительных узлов VALTEC

Зачем нужен насосно-смесительный узел для теплого пола и отопления дома

Как работает насосно-смесительный узел? Почему настоятельно рекомендуется ставить насосную группу для теплого пола и отопления дома? Какие преимущества имеет подобная система? Монтаж котельной с насосно-смесительным узлом – тонкости и технические нюансы.

Насосно-смесительный узел – прибор со взаимосвязанным между собой оборудованием, позволяющим осуществить смешивание потоков теплоносителя, предназначенного для различных контуров системы отопления.

Принцип работы насосно-смесительного узла простыми словами

Как правило, для отопления загородного дома выбирают: водяные теплые полы – для первого этажа, радиаторы – для второго. Температурные режимы этих двух видов источников тепла – разные. Теплый пол работает при температуре – до 45 градусов, радиаторы – до 70 Сº.

Так как котел нам может «выдать» только одну температуру, необходимо использовать насосные группы. Есть два варианта развития событий:

1. Использовать насосно-смесительный узел, который устанавливается на коллектор.
2. Использовать полноценные насосно-смесительные группы.

Первый вариант – заведомо проигрышный

• Отсутствие возможности регулирования температуры в автоматическом режиме.

Так как насосно-смесительный узел, который устанавливается на коллектор, управляется с помощью термоголовки – при желании изменить температуру, будет необходимо производить настройку в ручном режиме.

В котле стоит насос, который «толкает» теплоноситель. В насосных группах тоже стоит насос, который «движет» теплоноситель по трубам теплого пола. В момент того, как теплый пол «выходит» на нагрев и термоголовка полностью открыта — весь теплоноситель, который выходит с котла, «уходит» в теплый пол. Радиатор в это время остывает, дожидаясь своего череда.

Это будет происходить до того момента, пока теплый пол не прогреется и смесительный узел на теплый пол не закроется, чтобы в котле осталось избыточное давление, которое будет распределяться на радиаторы.

Рассуждаем дальше. Чтобы этого избежать, нужно ставить два насоса. Один – для радиаторов. Другой – для теплого пола. Но, даже в этом случае будет не совсем правильная ситуация, т.к. в котле установлен всего один насос, который и толкает теплоноситель. Чтобы уровнять эти потоки, необходимо ставить гидрострелку.

Но, к чему такая громоздкая, не выигрышная по цене конструкция? Тут то и объясняется появление «готовых» насосно-смесительных узлов. Вроде этого.

В данной насосно-смесительной группе Meibes уже есть:

• Насос для радиаторов – прямой контур;
• Насос для теплого пола – смесительный контур;
• Электронный смеситель;
• Насосная балка, которая по совместительству является гидрострелкой.

Преимущества насосно-смесительной группы

• Уравновешены все потоки – необходимое количество теплоносителя поступает в радиаторы и теплый пол. Котел работает в стандартном режиме.
• При установленной погодозависимой автоматике, температура подач теплоносителя в теплый пол – происходит в автоматическом режиме. Достаточно «запросить» желаемую температуру на датчике внутри помещения, как в автономном режиме действие будет выполнено. Причем, постоянно поддерживая заданные показатели.

Особенно актуально в межсезонье, когда в дневные часы на улице «плюсовая» температура, а ночью – «хороший минус».

• Отсутствуют перепады температур, даже при изменении погоды на улице.

Как происходит работа насосно-смесительного узла

1. Исходя из погодных условий на улице, автоматика для отопления просчитывает, какую температуру необходимо подать в радиаторы и теплый пол.

К примеру, в радиаторы необходимо подать 50 Сº, а в трубы теплого пола – 30 Сº.

1. В этом случае, котел «выходит» на максимальный температурный режим – 50 Сº. Затем, теплоноситель поступает в прямой контур и выходит на радиаторы.
2. Смесительный контур делает «подмес». Берется температура «обратки», смешивается с «подачей». Достигается температура, необходимая для прогрева теплого пола.

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: 14361 Обсудить Подписаться на RSS