Балансировка котельных установок

При подборе котлов необходимо не только исходить из требуемой мощности, но и учитывать температуру обратной воды, диапазон допустимых расходов теплоносителя, требования к изменению расхода во времени, гидравлическое сопротивление котлов, работающих параллельно, а также ряд других режимных параметров. Их влияние на возможные нарушения режима работы котлов иллюстрируют следующие примеры.

 

Производители котлов указывают минимально и максимально допустимый расход воды. Эти расходы различаются в зависимости от моделей котлов, но, в общем, для котлов с большим содержанием воды диапазон может быть 35-250% от номинального расхода, а для котлов с малым водосодержанием 100-200%. Недостаточный расход воды может привести к перегреву и выходу котла из строя, а перерасход - к его неэффективной работе и повышенной внутренней коррозии.

 

 

Необходимо учитывать этот параметр в соответствии с требованиями изготовителя, так как слишком низкая температура обратной воды может привести к конденсации паров сгоревшего топлива на внутренних частях котла и его быстрой коррозии, поскольку конденсат имеет повышенную кислотность и может содержать соединения серы.

Например, если минимальная температура обратной воды в котел 55 С, и в здании установлена система напольного отопления с температурой обратной воды 45 С, необходимо предусмотреть достаточный подмес воды в котел из линии подачи.

 

 

Этот фактор следует учитывать при подборе насосов, при замене котлов, поскольку современные котлы имеют повышенное гидравлическое сопротивление; если установить такой котел параллельно со старыми котлами, имеющими низкое сопротивление, основной расход теплоносителя будет через них, а новый котел не будет давать ожидаемой теплоотдачи.

 

 

Со временем происходит зарастание котла и трубопроводов продуктами коррозии, а также изменение характеристик насосов и арматуры. Это приводит к уменьшению расходов теплоносителя и соответственно к вышеописанным проблемам. Самый надежный и быстрый способ диагностики и последующей наладки - это измерение и корректировка расходов с применением балансировочных клапанов STAD, STAF и прибора CBI.

 

 

В системе могут работать несколько насосов с разными напорными характеристиками. Неточный выбор насосов, регулирующих клапанов, труб может привести к тому, что в некоторых частях системы будет происходить непредусмотренное подмешивание горячей или холодной воды, ведущее к неэффективной работе всей системы вследствие изменившейся температуры смешанной воды. 

В худшем случае может произойти опрокидывание циркуляция. Для гидравлического разделения контуров устанавливают байпасы. 

Имея балансировочные клапаны STAD (STAF) во вторичном контуре, у котла и на байпасе эту задачу решить очень просто.

 

 

1. В двухтрубной системе отопления с термостатическими клапанами расход теплоносителя - переменный. Чтобы обеспечить  разумное постоянство расхода теплоносителя через котел, можно установить перепускной предохранительный клапан Hydrolux и настроить его таким образом, чтобы он пропускал 65% проектного расхода при закрытом кране V. Таким образом, с одной стороны, будет обеспечен приемлемый и безопасный расход через котел, а с другой - устранена возможность появления шумов на термостатических клапанах, так как при увеличении давления выше настройки, например 20 кПа, клапан Hydrolux будет открываться. Регулировка расхода проводится балансировочным клапаном STAD. Это простое и дешевое решение, которое можно применять в случае небольших систем отопления коттеджей и квартир в малоэтажных домах.

 

2. Насос у котла обеспечивает минимальный расход независимо от степени открытия трехходового клапана. В момент запуска клапан V закрыт, а насос работает, пока температура обратной воды не превысит 55 С. Подобрать насос непросто, поскольку его напор должен быть минимально достаточным, чтобы преодолеть сопротивление котла при минимальном безопасном расходе, и в то же время достаточным, чтобы избежать обратного потока при полностью открытом клапане V. В системе с балансировочными клапанами эта проблема решается просто. Насос подбирается так, чтобы преодолеть сопротивление котла, нагрузки, труб, клапана V и другой арматуры.

 

3. Перемычка разделяет первичный и вторичный контуры. Первичный насос легко подбирается так, чтобы преодолеть сопротивление котла и труб. Расход в котле постоянный. Вторичному насосу не нужно преодолевать сопротивления котла. 
Коэффициент управления клапана V близок к 1. Расход воды через котел устанавливается балансировочным клапаном STAD-G, а расход во вторичном контуре - клапаном STAD-S. Расход через котел должен превышать расход во вторичном контуре, чтобы избежать обратного потока в байпасе.

В случае такой системы контроль за температурой во вторичном контуре осуществляется с помощью трехходового клапана V, либо как функция температуры воздуха в помещении, либо как функция температуры наружного воздуха.

 

4. В случае, если контроль за температурой воды, в зависимости от температуры внутри помещений или наружного воздуха, осуществляется в котле, можно использовать другую схему. Расход воды во вторичном контуре должен быть постоянным. Трехходовой клапан V1 поддерживает температуру воды, подаваемой в котел, выше минимальной. Важно отрегулировать расходы с помощью балансировочных клапанов STAD-G и STAD-S, иначе температура воды во вторичный контур ts может быть ниже необходимой за счет излишнего подмешивания.

 

6. Возможны различные схемы байпаса, наиболее оптимальные размеры подчиняются правилу 3Д. Такие размеры позволяют иметь малое сопротивление байпаса и избежать возникновения "паразитической" циркуляции. Кроме того, в верхней части можно установить устройство для выпуска воздуха, а в нижней - дренажный клапан для удаления грязи.

 

Конечно, рассмотренные примеры являются лишь малой частью возможных решений, но во всех случаях следует иметь ввиду главное:

для эффективной и надежной работы системы необходимо обеспечить требуемые расходы теплоносителя.
Балансировочные клапаны  STAD и STAF производства TA, входящего в состав IMI plc, позволяют отрегулировать расходы с высокой точностью (±5%), 

погасить избыточные напоры. На клапанах можно замерять расходы, перепад давления и температуру теплоносителя при  эксплуатации системы.