Зависимость между расходом теплоносителя и теплоотдачей прибора не является линейным процессом. Небольшое изменение потока может привести к значительным изменениям теплоотдачи, и наоборот. Падение давления при прохождении потока через контрольный клапан по отношению к общему падению давления на отводах является важной составляющей надежного контроля. Для обеспечения постоянного контроля по крайней мере 50 % падения давления на ответвлениях должно происходить при полностью открытом контрольном клапане. Для определения падения давления на клапане (когда он полностью открыт) необходимо использовать значение Cv клапана. Подставив это значение в формулу 1, получим необходимое падение давления: где: Δp — падение давления (psi — фунт на квадратный дюйм); ρ — плотность жидкости (при средних температурах в системе), фунты/фт3; G — расход, галлон/мин; Cv — коэффициент расхода клапана, галлон/мин Значение Cv клапанов данного размера может отличаться в зависимости от диаметра седла клапана. Седла меньших размеров обуславливают меньшее значение Cv. Значение Cv клапанов обычно приведено в технической документации для клапанов. Размер клапана выбирается исходя из диаметра магистрали, однако эффективность клапана как теплорегулятора зависит от значения Cv. 2.Вода не должна циркулировать через неработающий котел Не имеет смысла нагретую воду одного котла проводить через другой нерастапливаемый котел, где часть тепла воды обязательно рассеется. В каскадной системе разводка магистралей должна быть выполнена и система должна контролироваться таким образом, чтобы вода циркулировала через работающие котлы (это не касается постоянной и периодической продувки). Предпочтительной является параллельное подключение подающей и обратной магистралей для каждого котла (особенно при использовании конденсационного котла), как показано на рис. 1.Это позволяет поддерживать одинаковую температуру воды на входе в каждый котел и, при необходимости, исключение перетока теплоносителя между контурами. 3. Не стоит полагаться на байпасный насос, как на средство надежной защиты котла от конденсации водяных паров в топочных газах Способность байпасного насоса поддерживать температуру входящей воды ниже температуры конденсации обычно ограничена при переходных рабочих условиях системы (значительная температурная разница). Например, если 58,6 кВт⋅ч подается в систему «теплый пол», расчетная нагрузка которой составляет 58,6 кВт⋅ч, то согласно законам термодинамики насос сможет поддерживать достаточную температуру подающейся в котел воды для предотвращения конденсации водяных паров в топочных газах (см. рис. 2). Если нагрузка остается постоянной, то процесс является стационарно. Однако проблема заключается в том, что резкое изменение тепловой нагрузки сопровождается быстрым изменением температуры теплоносителя. Холодная плита может поглотить тепловую энергию теплоносителя в три-четыре раза быстрее, чем теплая. В таких условиях, согласно законам той же термодинамики, будет происходить моментальное, значительное охлаждение теплоносителя, необходимое системе для обретения нового равновесия межу входящей и исходящей водой. При таких условиях перепускной насос котла будет лишь смешивать содержимое быстро остывающего котла. Во избежание этого необходимо использовать регулятор смешения, который чувствует температуру теплоносителя и моментально реагирует на снижение температуры котла путем ограничения уровня теплопередачи, соответствующей необходимой нагрузке. Большинство современных регуляторов смешения отвечают таким требованиям. 4. Без необходимости не завышайте размеры расширительных баков в системах лучистого отопления Большинство методов расчета размеров баков-расширителей предполагают одновременное достижение всего объема воды в системе максимальной рабочей температуры. Это в сущности невозможно, т.к. некоторое количество воды, проходя через распределительные трубы и отопительные приборы (теплоизлучатели), отдает свое тепло и охлаждается. Если вся вода в системе находится в диапазоне, скажем, 5 °С, то погрешность вследствие этого предположения является небольшой. Размер расширительного бака остается также неизменным. Однако в системах с существенной разницей температур стандартный метод проектирования обычно влечет за собой значительные и ненужные расходы. Хорошим тому примером является система внутрипольного отопления, отапливающая большую площадь («голая» плита). В такой системе большое количество воды находится в трубных контурах пола и ее температура редко превышает 43,3 °С. Небольшое процентное содержание воды от полного ее объема в системе находится в трубах и компонентах до смешивающего устройства со стороны бойлера. В зависимости от особенностей проектирования и способа регулировки системы температура этой воды может составлять до 82,2 °С. При правильном способе расчета емкости бака-расширителя следует учитывать общее расширение воды в высоко и низкотемпературных частях системы. По формуле 2 можно рассчитать необходимый объем мембранного расширительного бака путем деления системы на низкотемпературную и высокотемпературную зоны. При низкотемпературной системе напольного отопления, обогревающую большую площадь, необходимо уменьшать емкость расширительного бака: где Vmin — минимальный необходимый объем бака, галлоны; Vhigh — объем жидкости, содержащейся в высокотемпературной зоне системы, галлоны; Vlow — объем жидкости, содержащейся в низкотемпературной зоне системы. галлон; ρcool — плотность жидкости при начальной (холодной) температуре, фунт/фт3; ρhigh — плотность жидкости при максимальной рабочей температуре в высокотемпературной зоне, фунт/фт3; ρlow — плотность жидкости при максимальной рабочей температуре в низкотемпературной зоне системы, фунт/фт3; pair — создание избыточного давления со стороны воздуха расширительного резервуара (см. формулу 3), psig; pvalve — расчетное давление предохранительного клапана (клапан сброса давления) системы отопления, psig:где: pair — создание избыточного давления со стороны воздуха расширительного резервуара, psi; H — высота от места подключения расширительного резервуара до высшей точки системы отопления, фт; ρcool — плотность жидкости при начальной (холодной) температуре, фунт/фт3.СПРАВКА: 1 галлон = 3,78 л; 1 фут = 0,3048 м; 1 фунт = 0,453 кг; 1 дюйм = 0,0254 м; 1 psig = 6894,757 Па = 0,704 м. 5. Не объединяйте насосы с существенно отличающимися расходами теплоносителя в рамках одного общего коллектора Рассмотрим систему магистралей, показанную на рис. 3, а. Если общие магистрали, соединяющие коллекторы, обладают высоким гидравлическим сопротивлением потока, падение давления на этом трубном участке (вследствие работы большего циркуляционного насоса) может быть выше, чем перепад давления, создаваемого при включении малого циркуляционного насоса. Хотя последний насос может работать, он не будет создавать проток теплоносителя в малом контуре. Вместо этого избыточное давление в коллекторах закроет обратный клапан в контуре с меньшим насосом. Большой и меньший насос должны работать одновременно и доставлять и использовать теплоноситель из одного и того же источника, лучше применять параллельную разводку магистралей в первичном/вторичном контурах — рис. 3, б. 6. Циркуляционный насос не должен работать в крайних точках кривой производительности Пересечение кривой потери напора системы с кривой данного циркуляционного насоса определяет рабочий расход в трубном контуре и избыточное давление, создаваемое циркуляционным насосом. В идеале это пересечение должно находиться в средней трети кривой производительности насоса настолько близко к точке максимальной эффективности, насколько это возможно. В случае чрезвычайно низкой потери напора насос будет работать в нижней части его кривой. Это значит, что не только эффективность будет стремительно падать, сила тока будет возрастать, даже, возможно, до уровня перегрузки мотора. Работа насоса в верхней части его кривой также приведет к потере эффективности. Более того, высокий дифференциал давлений повысит осевую нагрузку на подшипники и может вызвать шум потока в системе, особенно когда несколько зональных клапанов закрыты. 7. Ручная регулировка смесительных клапанов не сможет обеспечить стабильный контроль температуры теплоносителя Если температура и расход обоих потоков воды, пропускаемых через клапан, не изменяются, клапан будет успешно смешивать их. Но, к сожалению, такие условия встречаются редко. Поскольку нагрузки распределительной системы постоянно меняются, котел периодически нагревается и остывает, то система работает в постоянно переходных условиях. Для эффективной работы в таких условиях смесительный клапан должен быть оснащен приводом и контроллером. 8. Не устанавливайте «микронагрузки» на системе В многозональной системе отопления часто используют малоинерционные котлы с теплопроизводительностью, скажем, 44 кВт, подключенные к распределительной системе, включающей большое количество зон. Многие из таких систем оснащены контроллером, запускающим котел тогда, когда одной из этих зон «необходимо» тепло. В результате уровень теплопроизводительности котла будет составлять 44 кВт при интенсивности теплорассеивания (величине нагрузки) 1,465 кВт. При этом около 1519 л воды будут поглощать избыток тепловой мощности котла. Нетрудно подсчитать время работы котла при таких условиях. Выходом из ситуации является:1. установка буферного резервуара между котлом с фиксированной теплопроизводительностью и зонированной распределительной системой;2. использование котла с модулированной горелкой, способного определять нагрузки и, соответственно, регулировать теплопроизводительность. 9. Не забудьте установить продувочные клапаны во всех вторичных контурах Близко расположенные Т-образные трубные сочленения на первичном/вторичном контуре используются для «снятия» перепада давления контуров. Это необходимо при нормальных рабочих условиях, т.к. не позволяет сильному продувочному потоку в первичном контуре создать равной силы продувочный поток во вторичных контурах. Без продувки каждого вторичного контура процесс устранения воздуха из системы может занимать несколько часов. Поэтому рекомендуется использовать шаровой клапан (поплавковый шаровой регулятор расхода) и ниппель для рукава на возврате каждого вторичного контура. При закрытом шаровом клапане, открытом ниппеле и клапане быстрого наполнения вода из первичного контура сможет быстро вытеснить скопившийся воздух из всех вторичных контуров. 10. Не забывайте, нагретый теплоноситель стремится вверх При проектировании системы часто забывают учитывать подъемную силу теплого потока. Часто опускают также тот факт, что нагретая вода «стремится» вверх. Это явление называют перемещением тепла или естественной циркуляцией. Такой непроизвольный поток нагретой воды в системе обычно приводит к проблемам, таким как теплые радиаторы в жаркую летнюю погоду, автоматическое срабатывание клапанов давления и температуры, установка дополнительными водонагревателями своих конвекционных контуров, которые выделяют тепло тогда, когда насос выключен. Чтобы предотвратить эту ситуацию, следует хорошо понимать «поведение» горячей воды в системе с выключенными насосами. Не забудьте оснастить систему обратными клапанами, «тепловыми ловушками» для хорошего контроля теплораспределения. Конечно, этот список можно продолжить, однако соблюдение вышеперечисленных условий поможет в значительной степени обезопасить и обеспечить максимальную эффективность.