Балансировка систем горячего водоснабжения
Температура горячей воды в системах горячего водоснабжения значительно снижается при малом или нулевом расходе. Это приводит к трем проблемам: долгому времени ожидания горячей воды, перерасходу воды, а также возможности развития смертельно опасных для человека бактерий Легионеллы, которые погибают лишь при температурах выше 55 C.
Для поддержания температуры воды на необходимом и безопасном уровне (выше 55 С), в трубопроводах создается постоянная циркуляция с помощью циркуляционного насоса и циркуляционных трубопроводов. Для хорошей работы системы необходимо подобрать насос, диаметры трубопроводов и установить балансировочные клапаны, ручные STAD или термостатические TA-Therm.
Расход, через линию циркуляции определяется по формуле
G=3,6*Q/cΔT, где
Q - теплопотери в трубах, Вт
с- теплоемкость воды, 4.19.
ΔT - падение температуры (например 5 С)
Как показывает опыт при разности температур между водой и воздухом 40 С, теплопотери примерно равны 10 Вт на 1 м трубы, независимо от диаметра трубы, при толщине изоляции 0,7*внешний диаметр трубы (коэффициент теплопроводности изоляции 0,036)
Более точная оценка может быть получена из формулы
Р=ΔT/40*(3+5de/(3.5+0.036I/λ)), где
Р- теплопотери Вт/м,
de - внешний диаметр, мм
I- толщина изоляции, мм
λ - коэффициент теплопроводности, Вт/мС
Q=P*L, где L- длина труб
С помощью балансировочных клапанов STAD и прибора CBI можно провести замеры фактических расходов и отрегулировать их в соответствии с проектом .
Для подбора насоса, кроме расхода G необходимо знать потери давления в трубах. Для оценки можно пренебречь потерей давления в подводящих трубопроводах, из расходов и длин найти потери давления в циркуляционных трубопроводах, добавить потери в теплообменнике и по 3 кПа на каждом балансировочном клапане.
Балансировочные клапаны STAD - это ручные вентили регулировки расхода. Цифровая ручка позволяет плавно и точно регулировать расход, специальные штуцера подключить прибор CBI для замера расхода и температуры воды. Клапан STAD изготовлен из специальной, пищевой латуни и может использоваться для закрытия и дренажа системы.
STAD имеет размеры Ду 10-50 и Kvs 1,47-33.
Еще проще установить на линиях циркуляции термостатические балансировочные клапаны TA-Therm.
Клапаны TA-Therm имеют встроенный термостатический элемент. При увеличении температуры баллончик термостата расширяется, перекрывая проходное сечение и соответственно уменьшая расход, а при уменьшении температуры в трубопроводе сжимается, соответственно увеличивая расход горячей воды. Температура воды поддерживается с точностью +/-1 С. Клапан может
оснащаться термометром. Настройка фиксируется. Можно также полностью перекрывать трубопровод.
TA-Therm выпускается Ду 15 с Кv=0,3 и Ду 20 с Kv=0,4.
Для расчета напора насоса можно использовать формулы:
Контур qe: ΔH=10+0,15(SE+de)+(0,01qe/0,3)2 +3 (кПа)
Контур qc: ΔH=10+0,15(SC+dc)+(0,01qc/0,3)2+3, (кПа)
где первый член 10 кПа - сопротивление теплообменника, второй член - сопротивление труб (принимая что потери давления на 1 м трубы 0,15 кПа), третий член - потери давления на клапане TA-Therm и последний член - 3 кПа это потери давления на балансировочном клапане STAD. 'qe и qc - расходы воды в линиях циркуляции.
Из наибольшего значения ΔH определяется необходимый напор насоса.
Балансировка систем горячего водоснабжения с применением балансировочных клапанов STAD и TA-Therm позволяет установить проектный расход, температуру в линиях циркуляции. В результате время ожидания горячей воды минимально, экономится значительное количество воды и энергии, нет риска развития бактерий Легионеллы.