Развитие современной техники привело к тому, что работа практически любого инженерного оборудования, в том числе и бытового, немыслима без встроенных контроллеров и систем управления. Потребители уже привыкли к «интеллектуальным» насосам, автоматически регулирующим скорость вращения двигателя, подстраиваясь под потребности систем отопления. Сегодня на рынок приходит новое поколение оборудования, способное передавать информацию о системе теплоснабжения по беспроводным каналам связи. Первым подобную разработку представил концерн Grundfos. В странах Европы появился насос ALPHA3 с внешним модулем связи Alpha Reader, обеспечивающим быструю и лёгкую гидравлическую балансировку двухтрубных радиаторных систем отопления. На российском рынке новинка будет представлена в начале 2016 года.
Важный вопрос
Сейчас всё большее распространение получает «параллельное» подключение радиаторов к котлу, при котором к каждой батарее теплоноситель подводится и отводится по отдельной трубе. За счёт наличия «подачи» и «обратки» такие системы отопления называют двухтрубными. Их главное преимущество перед «последовательной» или однотрубной разводкой — возможность независимого регулирования радиаторов и гибкой настройки температурного режима в каждой комнате. Чтобы получить максимальный комфорт в доме, нужна балансировка системы, то есть гидравлическая отладка балансировочных клапанов на радиаторах, которая позволит распределить поток теплоносителя нужным образом. Отсутствие балансировки влечёт за собой шум в радиаторах и трубах, некомфортные температуры в отапливаемых помещениях, а также значительную переплату за топливо и электроэнергию.
В Европе уже появился насос Grundfos ALPHA3 с внешним модулем связи Alpha Reader, обеспечивающим быструю и лёгкую гидравлическую балансировку двухтрубных радиаторных систем отопления. На российском рынке новинка будет представлена в начале 2016 года.
Балансировка систем отопления представляет собой гидравлическую регулировку, то есть перераспределение потока жидкости через все замкнутые участки системы отопления таким образом, чтобы через каждый радиатор проходил нужный расчётный объём теплоносителя. Ключевая задача при балансировке — определить значения текущего и необходимого расхода через радиатор. И именно здесь монтажникам приходится сталкиваться с рядом сложностей, особенно если система отопления не проектировалась должным образом.
Во-первых, для корректного проведения процедуры требуется иметь соответствующий опыт. Во-вторых, необходимы специальные дорогостоящие инструменты и балансировочная арматура: расходомеры в каком-либо виде, специальные балансировочные клапаны, обеспечивающие возможность подключения расходомеров через штуцеры. Степень открытия балансировочных клапанов рассчитывают при помощи специальных программ. Однако такие вычисления достаточно сложны и не всегда точны, так как практическая реализация постоянно вносит свои коррективы.
Учитывая эти ограничения, довольно часто балансировку системы отопления приходится проводить вручную. Начиная с самой дальней от котельной комнаты специалисты подкручивают балансировочные вентили на каждом радиаторе и пробуют температуру приборов «на ощупь». Такое выравнивание температур на радиаторах занимает в среднем целый рабочий день, и проводят его, как правило, два человека. Но даже при самом скрупулёзном подходе высока вероятность ошибки, которая может привести к полной разбалансировке системы.
«Вопрос балансировки критически важен. Если пренебречь им, оборудование будет работать на износ, вырастет расход топлива, появится шум в трубах. Понимая это и учитывая все трудности, с которыми приходится сталкиваться монтажникам, специалисты нашей компании предложили рынку совершенно новую технологию. Насос ALPHA3 дистанционно передаёт данные о параметрах работы в мобильное приложение, которое самостоятельно рассчитывает необходимые значения параметров для настройки каждого радиатора. Это инновационный подход к обязательному процессу балансировки систем отопления, позволяющий организовать его быстро и профессионально», — рассказывает Екатерина Семёнова, инженер Департамента бытового оборудования компании «Грундфос» (Россия).
Модуль связи для циркуляционного насоса: как это работает
Принципиальное отличие нового насоса Grundfos серии ALPHA3 от предыдущих моделей — наличие внутреннего передатчика, который с помощью оптического интерфейса отправляет информацию на внешний модуль Alpha Reader, в свою очередь передающий информацию посредством сигнала Bluetooth Smart (рис. 1). Всё это и позволяет проводить балансировку систем отопления легко и просто.
Alpha Reader представляет собой считывающее устройство и поставляется в качестве принадлежности к ALPHA3.
Модуль крепится прямо на циркуляционном оборудовании, а после проведения балансировки снимается. Таким образом, одно устройство можно использовать для разных насосов — необязательно приобретать аксессуар каждый раз.
Сам процесс балансировки происходит очень просто (рис. 2): система управления насоса измеряет скорость вращения оборудования, подаваемый ток, давление и потребляемую мощность, затем вычисляет точный расход теплоносителя. Показатели передаются по оптическому каналу связи на модуль Alpha Reader, а от него по каналу Bluetooth поступают на смартфон с приложением Grundfos GO Balance. Приложение работает под управлением операционных систем Android и iOS и может быть бесплатно загружено с помощью Google Play и App Store.
Вся процедура балансировки при помощи нового насоса с модулем связи в доме площадью 200 м2 занимает около одного часа и проводится одним человеком в четыре последовательных этапа:
1. Подготовка системы и приложения к работе. При первичном подключении необходимо наладить связь между модулем Alpha Reader и планшетом или смартфоном. Для этого устройства должны находиться на расстоянии не более 1 м друг от друга (соблюдение такой дистанции нужно только при первоначальном подсоединении устройств).
Далее на мобильном устройстве запускается приложение Grundfos GO Balance, подключение по беспроводной сети Bluetooth осуществляется автоматически. После этого программа готова к обмену данными с системой. Перед проведением работ необходимо закрыть все термостатические головки на всех радиаторах, затем настроить насос на режим работы с постоянной скоростью.
2. Начало балансировки. В приложение Grundfos GO Balance необходимо загрузить параметры системы отопления: площадь помещений, количество радиаторов, желаемую температуру в каждой комнате и прочее. Приложение имеет понятный интерфейс, поэтому никаких сложностей на данной стадии не возникнет.
Начинаем процедуру внесения данных о радиаторе с самого удалённого от источника тепла (котла). В приложение нужно ввести его тепловую мощность. Если определить данный параметр не представляется возможным, достаточно обозначить размеры радиатора и количество его секций — приложение подберёт нужное значение мощности.
Далее необходимо открыть термоголовку, чтобы насос измерил текущий расход теплоносителя именно в этом радиаторе. Для этого предварительно и закрывали термостатические головки на всех радиаторах в первом шаге. Далее термоголовка закрывается, и процедура повторяется для следующего радиатора в помещении и для всех остальных батарей.
Чтобы насос измерил текущий расход теплоносителя на конкретном радиаторе, необходимо открыть его термоголовку. Для этого предварительно и закрывали термостатические головки на всех радиаторах в первом шаге. Далее термоголовка закрывается, и процедура повторяется для следующего радиатора в помещении и для всех остальных батарей.
3. Балансировка. После того как введены все данные, программа автоматически рассчитает необходимый для корректной работы каждого радиатора расход. На экране планшета или смартфона появятся два значения: текущее и расчётное. Опираясь на них, монтажник настраивает на каждом радиаторе значение расхода до требуемого балансировочным вентилем либо преднастройкой термостатического клапана, в зависимости от конфигурации системы.
4. Отчёт о процедуре. По окончании балансировки приложение Grundfos GO Balance позволяет получить и распечатать подробный отчёт о проведённых работах. Затем модуль Alpha Reader можно снять с насоса и использовать для наладки другой системы.
Кроме того, при помощи комплекта модуля связи и Grundfos ALPHA3 можно провести балансировку уже существующей системы с любым другим циркуляционным насосом монтажных размеров 180 и 130 мм. Для этого достаточно временно поменять установленные насосы на ALPHA3.
Стоит отметить, что если в системе установлены, например, насосы Grundfos серии ALPHA2, то балансировка будет ещё проще: нужно всего лишь временно поменять головные блоки насосов.
«Дальность действия сигнала Bluetooth Smart составляет 20 метров по прямой — как правило, этого вполне хватает даже для больших домов площадью около трёхсот квадратных метров. Но, конечно, на качество сигнала могут влиять материалы, из которых сделаны стены, потолки и полы, тип используемого мобильного устройства и погодные условия. Специалисты Grundfos учли это и предусмотрели возможность увеличения диапазона действия сети при помощи усилителя — второго модуля связи. Он устанавливается между основным устройством и местом слабого сигнала», — поясняет Екатерина Семёнова, инженер Департамента бытового оборудования компании «Грундфос» (Россия).
Преимущества использования насосов Grundfos ALPHA3 с модулями связи перед другими методами балансировки двухтрубных систем отопления очевидны:
- не требуется дорогостоящее профессиональное оборудование (расходомеры, штуцеры и прочее) — ALPHA3 стоит на порядок дешевле;
- отбалансированная с помощью модуля связи система более энергоэффективна и позволяет сэкономить от 7 до 20 % на стоимости топлива и электроэнергии.
Постскриптум: электронное регулирование
В дополнение к раскрытой теме беспроводной связи добавим, что существенное влияние на энергосбережение Grundfos ALPHA3 оказывает наличие электронного регулирования: насос оснащён блоком управления, в котором установлены измерительные датчики и процессор. Уже на заводе оборудование программируется так, чтобы оно могло анализировать текущие потребности системы и работать в оптимальном режиме. Данная технология получила название AUTOADApr или автоадаптация потока.
Существенное влияние на энергосбережение насоса Grundfos серии ALPHA3 оказывает наличие электронного регулирования: насос оснащён блоком управления, в котором установлены измерительные датчики и процессор. Уже на заводе оборудование программируется так, чтобы оно могло анализировать текущие потребности отопительной системы и работать в оптимальном режиме.
Помимо этого, всегда можно вручную выбрать и любой другой из доступных режимов управления:
- режим пропорционального давления, разработанный специально для компенсации потерь на трение в крупных системах отопления, — он имеет три варианта рабочих характеристик (на рис. 3 они показаны кривыми РР1, РР2 и РР3), выбор которых определяется потребностями конкретной системы;
- режим постоянного давления, который оптимален для систем с незначительной потерей напора в распределительных трубопроводах, — для него также свойственны три варианта рабочих характеристик (на рис. 3 они показаны кривыми СР1, СР2 и СР3);
- режим постоянной характеристики, когда насос работает как нерегулируемый (на рис. 3 она представлена кривыми I, II и III).
Электронная система управления циркуляционного насоса Grundfos серии ALPHA3 позволяет не только добиться максимальной энергоэффективности насоса, но и защищает оборудование от некорректной работы, в частности, от «сухого хода» в случае утечек в системе циркуляции. Защита работает по приведённому на рис. 4 алгоритму.
