Большая температура обратки. Как замедлить падение давления

Отопление придумано для того, что бы в зданиях было тепло, происходил равномерный прогрев помещения. При этом конструкция, обеспечивающая тепло должна быть удобной в эксплуатации и ремонте. Отопительная система – это набор деталей и оборудования, служащих для обогрева помещения. Она состоит:

1. Источник, создающий тепло.
2. Трубомагистрали (подачи и обратки).
3. Нагревательные элементы.

Тепло распространяется от исходной точки его создания к нагревательному блоку при помощи теплоносителя. Это может быть: вода, воздух, пар, антифриз и т.д. Самые применяемые жидкие теплоносителем, то есть водяные системы. Они практичны, так как для создания тепла применяется всевозможный тип топлива, так же способны решить проблему обогрева различных строений, ведь существует реально много схем обогрева, различных по свойствам и стоимости. Так же имеют высокую безопасность эксплуатации, продуктивность и оптимальное использование всего оборудования в целом. Но какой бы сложностью не обладали бы системы отопления, их объединяет один и тот же принцип действия.

Коротко об обратке и подачи в системе отопления

Система водяного отопления с помощью подачи от котла подает разогретый теплоноситель к батареям, которые расположены внутри здания. Это дает возможность распределять тепло по всему дому. Затем теплоноситель, то есть вода или антифриз, пройдя по всем имеющимся радиаторам, теряет свою температуру и подается обратно для нагрева.

Самая незамысловатая структура отопления представляет собой нагреватель, две магистрали, расширительный бак и набор радиаторов. Тот водовод, по которому нагретая вода от нагревателя движется к батареям, называется подачей. А водовод, который расположен внизу радиаторов, где вода, теряет свою изначальную температуру возвращается обратно, так и будет называться- обраткой. Так как, нагреваясь, вода расширяется, то система предусматривает специальный бачок. Он решает две задачи: запас воды, что бы насыщать систему; принимает лишнюю воду, которая получается при расширении. Вода, как носитель тепла направляется от котла к радиаторам и назад. Ее течение обеспечивает насос, или естественная циркуляция.

Подача и обратка присутствует в одно и двух трубчатой системе отопления. Но в первой не существует четкого распределения на подающую и обратную трубу, а всю трубную магистраль условно делят пополам. Колонну, которая выходит от котла, называют подачей, а колонну, выходящую с последнего радиатора – обраткой.


В однотрубчатой магистрали нагретая вода из котла последовательно течет из одной батареи в другую, теряя свою температуру. Поэтому в самом конце батареи будут самими холодными. Это главный и, наверное, единственный минус такой системы.

А вот плюсов однотрубный вариант наберет больше: необходимы меньшие затраты на приобретения материалов по сравнению с 2-х трубной; схема имеет более привлекательный вид. Трубу легче спрятать, а так же можно проложить трубы под дверными проемами. Двухтрубная более эффективна – параллельно в систему вмонтированы две арматуры (подача и обратка).

Такая система специалистами считается более оптимальной. Ведь ее работа зыблется на подаче горячей воды по одной трубе, а охлажденную воду отводят в обратном направлении по другой трубе. Радиаторы в таком случае подключаются параллельно, что обеспечивает равномерность их нагрева. Какая из них устанавливает подход должен быть индивидуальным, учитывая при этом множество различных параметров.

Необходимо соблюдать только несколько общих советов:

1. Вся магистраль должна быть целиком заполнена водой, воздуха это помеха, если трубы завоздушены, качество отопления плохое.
2. Необходимо поддерживалась достаточно большая скорость циркуляции жидкости.
3. Разница температур подачи и обратки должна составлять около 30 градусов.

В чем состоит разница между подачей и обраткой отопления

И так, подведем итоги, чем же отличаются между собой подача и обратка в отоплении:

• Подача – теплоноситель, который идет по водоводам из источника тепла. Этом может быть индивидуальный котел или центральное отопления дома.
• Обратка — это вода, которая пройдя путь по всех батареям отопления, уходит обратно к источнику тепла. Поэтому на входе системы — подача, на выходе- обратка.
• Отличается так же температурой. Подача горячее, чем обратка.
• Способом установки. Тот водовод, который крепится, к верхней части батареи – это подача; тот, что, подключается к нижней части — является обраткой.

Может ли замерзнуть вода в скважине?Нет, вода не замерзнет, т.к. и в песчаной, и в артезианской скважине вода находится ниже точки промерзания грунта. Можно ли в песчаную скважину системы водоснабжения установить трубу диаметром больше 133 мм (у меня насос под большую трубу)?Не имеет смысла при обустройстве песчаной скважины устанавливать трубу большего диаметра, т.к. производительность песчаной скважины небольшая. Для таких скважин специально предназначен насос «Малыш». Может ли проржаветь стальная труба в скважине водоснабжения?Достаточно медленно. Так как при обустройстве скважины загородного водоснабжения производится её гермитизация, в скважину нет доступа кислорода и процесс окисления идет очень медленно. Какие бывают диаметры труб для индивидуальной скважины? Какова производительность скважины при различных диаметрах труб?Диаметры труб для обустройства скважины на воду:114 - 133 (мм) - производительность скважины 1 - 3 куб.м./час;127 - 159 (мм) - производительность скважины 1 - 5 куб.м./час;168 (мм) - производительность скважины 3 - 10 куб.м./час;ПОМНИТЕ! Необходимо, что бы н...

Экономичный расход энергоресурсов в отопительной системе, может быть достигнут, если выполнять некоторые требования. Одним из вариантов, является наличие температурной диаграммы, где отражается отношение температуры, исходящей от источника отопления к внешней среде. Значение величин дают возможность оптимально распределять тепло и горячую воду потребителю.

Высотные дома подключены в основном к центральному отоплению. Источники, которые передают тепловую энергию, являются котельные или ТЭЦ. В качестве теплоносителя используется вода. Её нагревают до заданной температуры.

Пройдя полный цикл по системе, теплоноситель, уже охлаждённый, возвращается к источнику и наступает повторный нагрев. Соединяются источники с потребителем тепловыми сетями. Так как окружающая среда меняет температурный режим, следует регулировать тепловую энергию, чтобы потребитель получал необходимый объём.

Регулирование тепла от центральной системы можно производить двумя вариантами:

1. Количественный. В этом виде изменяется расход воды, но температуру она имеет постоянную.
2. Качественный. Меняется температура жидкости, а расход её не изменяется.

В наших системах применяется второй вариант регулирования, то есть качественный. Здесь есть прямая зависимость двух температур: теплоносителя и окружающей среды. И расчёт ведётся таким образом, чтобы обеспечить тепло в помещении 18 градусов и выше.

Отсюда, можно сказать, что температурный график источника представляет собой ломанную кривую. Изменение её направлений зависит от разниц температур (теплоносителя и наружного воздуха).

График зависимости может быть различный.

Конкретная диаграмма имеет зависимость от:

1. Технико-экономических показателей.
2. Оборудования ТЭЦ или котельной.
3. Климата.

Высокие показатели теплоносителя обеспечивают потребителя большой тепловой энергией.

Ниже показан пример схемы, где Т1 – температура теплоносителя, Тнв – наружного воздуха:

Применяется также, диаграмма возвращённого теплоносителя. Котельная или ТЭЦ по такой схеме может оценить КПД источника. Он считается высоким, когда возвращённая жидкость поступает охлаждённая.

Стабильность схемы зависит от проектных значений расхода жидкости высотными домами. Если увеличивается расход через отопительный контур, вода будет возвращаться не охлаждённой, так как возрастёт скорость поступления. И наоборот, при минимальном расходе, обратная вода будет достаточно охлаждена.

Заинтересованность поставщика, конечно, в поступлении обратной воды в охлаждённом состоянии. Но для уменьшения расхода существуют определённые пределы, так как уменьшение ведёт к потерям количества тепла. У потребителя начнётся опускаться внутренний градус в квартире, который приведёт к нарушению строительных норм и дискомфорту обывателей.

От чего зависит?

Температурная кривая зависит от двух величин: наружного воздуха и теплоносителя. Морозная погода ведёт за собой увеличение градуса теплоносителя. При проектировании центрального источника учитывается размер оборудования, здания и сечение труб.

Величина температуры, выходящей из котельной, составляет 90 градусов, для того, чтобы при минусе 23°C, в квартирах было тепло и имело величину в 22°C. Тогда обратная вода возвращается на 70 градусов. Такие нормы соответствуют нормальному и комфортному проживанию в доме.

Анализ и наладка режимов работы производится при помощи температурной схемы. Например, возвращение жидкости с завышенной температурой, будет говорить о высоких расходах теплоносителя. Дефицитом расхода будут считаться заниженные данные.

Раньше, на 10 ти этажные постройки, вводилась схема с расчётными данными 95-70°C. Здания выше имели свою диаграмму 105-70°C. Современные новостройки могут иметь другую схему, на усмотрение проектировщика. Чаще, встречаются диаграммы 90-70°C, а могут быть и 80-60°C.

График температуры 95-70:

Температурный график 95-70

Как рассчитывается?

Выбирается метод регулирования, затем делается расчёт. Во внимание берётся расчётно-зимний и обратный порядок поступления воды, величина наружного воздуха, порядок в точке излома диаграммы. Существуют две диаграммы, когда в одной из них рассматривается только отопление, во второй отопление с потреблением горячей воды.

Для примера расчёта, воспользуемся методической разработкой «Роскоммунэнерго».

Исходными данными на теплогенерирующую станцию будут:

1. Тнв – величина наружного воздуха.
2. Твн – воздух в помещении.
3. Т1 – теплоноситель от источника.
4. Т2 – обратное поступление воды.
5. Т3 – вход в здание.

Мы рассмотрим несколько вариантов подачи тепла с величиной 150, 130 и 115 градусов.

При этом, на выходе они будут иметь 70°C.

Полученные результаты сносятся в единую таблицу, для последующего построения кривой:

Итак, мы получили три различные схемы, которые можно взять за основу. Диаграмму правильней будет рассчитывать индивидуально на каждую систему. Здесь мы рассмотрели рекомендованные значения, без учёта климатических особенностей региона и характеристик здания.

Чтобы уменьшить расход электроэнергии, достаточно выбрать низкотемпературный порядок в 70 градусов и будет обеспечиваться равномерное распределение тепла по отопительному контуру. Котёл следует брать с запасом мощности, чтобы нагрузка системы не влияла на качественную работу агрегата.

Регулировка

Регулятор отопления

Автоматический контроль обеспечивается регулятором отопления.

В него входят следующие детали:

1. Вычислительная и согласующая панель.
2. Исполнительное устройство на отрезке подачи воды.
3. Исполнительное устройство , выполняющее функцию подмеса жидкости из возвращённой жидкости (обратки).
4. Повышающий насос и датчик на линии подачи воды.
5. Три датчика (на обратке, на улице, внутри здания). В помещении их может быть несколько.

Регулятором прикрывается подача жидкости, тем самым, увеличивается значение между обраткой и подачей до величины, предусмотренной датчиками.

Для увеличения подачи присутствует повышающий насос, и соответствующая команда от регулятора. Входящий поток регулируется «холодным перепуском». То есть происходит понижение температуры. На подачу отправляется некоторая часть жидкости, поциркулировавшая по контуру.

Датчиками снимается информация и передаётся на управляющие блоки, в результате чего, происходит перераспределение потоков, которые обеспечивают жёсткую температурную схему системы отопления.

Иногда, применяют вычислительное устройство, где совмещены регуляторы ГВС и отопления.

Регулятор на горячую воду имеет более простую схему управления. Датчик на горячем водоснабжении производит регулировку прохождения воды со стабильной величиной 50°C.

Плюсы регулятора:

1. Жёстко выдерживается температурная схема.
2. Исключение перегрева жидкости.
3. Экономичность топлива и энергии.
4. Потребитель, независимо от расстояния, равноценно получает тепло.

Таблица с температурным графиком

Режим работы котлов зависит от погоды окружающей среды.

Если брать различные объекты, например, заводское помещение, многоэтажный и частный дом, все будут иметь индивидуальную тепловую диаграмму.

В таблице мы покажем температурную схему зависимости жилых домов от наружного воздуха:

Температура наружного воздуха	Температура сетевой воды в подающем трубопроводе	Температура сетевой воды в обратном трубопроводе
+10	70	55
+9	70	54
+8	70	53
+7	70	52
+6	70	51
+5	70	50
+4	70	49
+3	70	48
+2	70	47
+1	70	46
0	70	45
-1	72	46
-2	74	47
-3	76	48
-4	79	49
-5	81	50
-6	84	51
-7	86	52
-8	89	53
-9	91	54
-10	93	55
-11	96	56
-12	98	57
-13	100	58
-14	103	59
-15	105	60
-16	107	61
-17	110	62
-18	112	63
-19	114	64
-20	116	65
-21	119	66
-22	121	66
-23	123	67
-24	126	68
-25	128	69
-26	130	70

СНиП

Существуют определённы нормы, которые должны быть соблюдены в создании проектов на тепловые сети и транспортировку горячей воды потребителю, где подача водяного пара должна осуществляться в 400°C, при давлении 6,3 Бар. Подачу тепла от источника рекомендуется выпускать потребителю с величинами 90/70 °C или 115/70 °C.

Нормативные требования следует выполнять на соблюдение утверждённой документации с обязательным согласованием с Минстроем страны.

Для начала рассмотрим простую схему:

На схеме мы видим котел, две трубы, расширительный бак и группу радиаторов отопления. Красная труба, по которой горячая вода идет от котла к радиаторам называется- ПРЯМОЙ. А нижняя (синяя) труба по которой более холодная вода возвращяется обратно, так и называется- ОБРАТНОЙ. Зная, что при нагреве все тела расширяются (вода в том числе) в нашу систему вмонтирован расширительный бак. Он выполняет сразу две функции: является запасом воды для подпитки системы и в него уходят излишки воды при расширении от нагрева. Вода в данной системе является теплоносителем и поэтому должна циркулировать от котла к радиаторам и обратно. Заставить ее циркулировать может либо насос, либо, при некоторых условиях, сила земной гравитации. Если с насосом все понятно, то с гравитацией у многих могут возникнуть сложности и вопросы. Им мы посвятили отдельную тему. Для более глубокого понимания процесса обратимся к цифрам. К примеру теплопотери дома составляют 10 квт. Режим работы системы отопления стабильный, то есть система ни разогревается, ни остывает. В доме температура не повышается и не понижается.Это значит, что 10 квт вырабатывает котел и 10 квт рассеивают радиаторы. Из школьного курса физики мы знаем, что на нагрев 1 кг воды на 1 градус нам потребуется 4,19 кдж тепла Если мы будем каждую секунду нагревать 1 кг воды на 1 градус, то нам понадобится мощность

Q=4,19*1(кг)*1(град)/1(сек)=4,19 квт.

Если наш котел имеет мощность 10 квт то он может нагреть в секунду 10/4,2=2,4 килограмма воды на 1 градус или 1 килограмм воды на 2,4 градуса, либо 100 грамм воды (не водки) на 24 градуса. Формула для мощности котла выглядит так:

Qкот=4,19*G*(Tвых-Твх) (квт),

где
G- расход воды через котел кг/сек
Твых- температура воды на выходе из котла (можно Т прямой)
Твх- температура воды на входе в котел (можно Т обратной)
Радиаторы тепло рассеивают и количество теплоты которое они отдают зависит от коэффициента теплоотдачи, площади поверхности радиатора и разности температур между стенкой радиатора и воздухом в комнате. Формула выглядит так:

Qрад=k*F*(Трад-Твозд),

где
k-коэффициент теплоотдачи. Величина для бытовых радиаторов практически постоянная и равная k=10ватт/(кв метр*град).
F- суммарная площадь радиаторов (в кв. метрах)
Трад-средняя температура стенки радиатора
Твозд- температура воздуха в комнате.
При стабильном режиме работы нашей системы всегда будет выполняться равенство

Qкот=Qрад

Рассмотрим подробнее работу радиаторов с применением рассчетов и цифр.
Допустим суммарная площадь их оребрения равна 20 кв метров,(что приблизительно соответствует 100 ребрам). Наши 10 квт=10000вт эти радиаторы отдадут при разнице температур в

dT=10000/(10*20)=50 градусов

Если температура в комнате равна 20 градусам, то средняя температура поверхности радиатора будет

20+50=70 градусов.

В случае когда наши радиаторы имеют большую площадь, например 25 квадратных метров (где-то 125 ребер) то

dT=10000/(10*25)=40 градусов.

И средняя температура поверхности составит

20+40=60 градусов.

Отсюда вывод: Если хотите сделать низкотемпературную систему отопления не скупитесь на радиаторы. Средняя температура есть среднеарифмитическое между температурами на входе в радиаторы и выходе.

Тср=(Тпрям+Тобр)/2;

Разница же температур между прямой и обраткой тоже немаловажная величина и характеризует циркуляцию воды через радиаторы.

dT=Тпрям-Тобр;

Помним, что

Q=4,19*G*(Тпр-Тобр)=4,19*G*dT

При неизменной мощности увеличение расхода воды через прибор приведет к снижению dT и наоборот при снижении расхода dT увеличится. Если задаться, что dT в нашей системе составляет 10 градусов, то в первом случае когда Тср=70 градусов после несложных вычислений получим Тпр=75 град и Тобр=65 град. Расход воды через котел равен

G=Q/(4,19*dT)=10/(4,19*10)=0,24 кг/сек.

Если мы уменьшим расход воды ровно в два раза, а мощность котла оставим прежней, то разница температур dT возрастет в два раза. В предыдущем примере мы задавались dT в 10 градусов, таперь при уменьшении расхода она станет dT=20 градусов. При неизменной Тср=70, мы получим Тпр-80 град и Тобр=60 град. Как видим уменьшение расхода воды влечет за собой повышение температуры прямой и снижение температуры обратки. В случаях, когда расход снижается до какой-то критической величины мы можем наблюдать закипание воды в системе. (температура кипения=100 градусов) Так же закипание воды может происходить при переизбытке мощности котла. Явление это крайне нежелательное и очень опасное, поэтому хорошо спроектированная и продуманная система, грамотный подбор оборудования и качественный монтаж это явление исключает.
Как видим из примера температурный режим системы отопления зависит от мощности, которую нужно передать помещению, площади радиаторов и расхода теплоносителя. Объем же теплоносителя залитый в систему при стабильном режиме ее работы не играет никакой роли. Единственное на что влияет объем так это на динамику системы, то есть на время разогрева и остывания. Чем он больше, тем и время разогрева дольше и тем дольше время остывания, что несомненно в некоторых случаях является плюсом. Осталось рассмотреть работу системы в этиъх режимах.
Вернемся к нашему примеру с 10 квтным котлом и радиаторами в 100 ребер с 20 квадратами площади. Насос задает расход в G=0,24 кг/сек. Емкость системы зададим в 240 литров.
К примеру в дом после долгого отсутствия приехали хозяева и начали топить. Дом за время их отсутствия остыл до 5 градусов, как и вода в системе отопления. Включив насос, мы создадим циркуляцию воды в системе, но пока котел не разожжен температура прямой и обратки будет равна одинакова и равна 5 градусов. После розжига котла и выхода его на мощность в 10 квт картина будет следующая: Температура воды на входе в котел будет 5 градусов, на выходе из котла 15 градусов, температура на входе в радиаторы 15 градусов, а на выходе из них чуть меньше 15.(При таких температурах радиаторы практически ничего не излучают) Все это будет продолжаться 1000 секунд, пока насос не прокачает всю воду через систему и к котлу не придет обратка с температурой в почти 15 градусов. После этого котел уже будет выдавать 25 градусов, а радиаторы возвращать в котел воду с температурой чуть менее 25 (примерно 23-24 градуса). И так опять 1000 секунд.
В конце концов система прогреется до 75 градусов на выходе, а радиаторы будут возвращать 65 градусов и система перейдет в стабильный режим. Если бы в системе было 120 литров, а не 240, то система прогрелась бы в 2 раза быстрее. В случае, когда котел потушили, а система горячая, начнется процесс остывания. То есть система будет отдавать дому накопленное тепло. Ясно, что чем больше объем теплоносителя тем дольше будет происходить этот процесс. При эксплуатации твердотопливных котлов это позволяет растянуть время между дозагрузками. Чаще всего эту роль на себя берет , которому мы посвятили отдельную тему. Как и различным видам систем отопления.