Схема закрытой системы отопления — принцип работы, ключевые узлы

Широко ныне распространенная открытая система обогрева обладает целым рядом серьёзных недостатков. Один из них – это непосредственный контакт с атмосферой. В результате по трубам течет теплоноситель, в котором имеется воздух. Воздушные пузырьки постепенно могут вызвать коррозию металлических элементов системы отопления, а также стать причиной и «шумности» теплоносителя. Всего этого можно избежать всего на всего сделав закрытую систему отопления частного дома.

Как работает водяное отопление закрытого типа

Основная особенность подобных систем (и чего не имеет открытая схема) – полная изоляция от влияния окружающей среды. В закрытую отопительную систему, сделать которую можно и своими руками, входят следующие элементы:

• котел;
• автоматический воздушный клапан;
• термостатический клапан;
• радиаторы отопления;
• расширительный бак;
• балансировочный клапан;
• вентиль шаровой;
• насос и фильтр;
• манометр;
• предохранительный клапан.

Как работает водяное отопление закрытого типа? Если температура теплоносителя повышается, то в расширительный бак выдавливаются излишки жидкости. Когда температура падает, жидкость возвращается в систему, т.е. поддерживается постоянное давление в довольно узком диапазоне.

Для эффективной циркуляции теплоносителя используется насос (открытая система может иметь естественную циркуляцию). Правда здесь тоже есть свой минус – при отсутствии подачи электроэнергии закрытая система нормально функционировать не сможет (0тсутствие электричества для загородного частного дома – весьма актуальная проблема). Зато достоинства использования «помпы» с лихвой возмещают недостатки – и для квартиры и для частного дома возможен монтаж дополнительных обогревательных систем. В частности можно сделать теплый пол.

Схема устройства закрытой системы отопления

Циркуляционный насос устанавливается на обратной трубе («обратке») перед нагревательным котлом отопления. Тут же монтируется расширительный бак. Такое расположение этих важных элементов позволяет некритично относиться к диаметру используемых при монтаже труб и соблюдению уклона, который обязательно должно иметь открытое водяное отопление.

Правильно смонтированный циркуляционный насос

В результате на монтаж такой системы отопления меньше тратиться времени, материалов (к примеру, утеплять трубопровод уже не потребуется, так как расширительный бак устанавливается рядом с котлом). Однако «злоупотреблять» подобными преимуществами не стоит. Особенно это касается уклона (лучше его всё же сделать) – при его соблюдении система в случае отключения электричества худо-бедно, но работать всё же будет, т.е. размораживание ей не грозит.

На видео ниже вы можете посмотреть подробный пример организации отопления закрытого типа с использованием твердотопливного и электрического котлов.

Закрытая система отопления изолирована от проникновения воздуха. Однако, её эксплуатация не обеспечивают 100% герметичности: воздух может заполнить трубы, например, при доливании в систему теплоносителя. В этом случае он будет скапливаться в верхних точках. Избавиться от него можно посредством крана Маевского или поплавковых отводчиков, работающих на «автомате». Уже растворенный в воде воздух удаляется с помощью специальных сепараторов, устанавливаемых прямо в трубопроводе.

Хорошие результаты в плане экономии тепла даёт использование термостата. Он включает главный потребитель электроэнергии (насос) только при понижении в помещении температуры ниже заданного предела.

Как выбрать котел для закрытого отопления

Схема закрытого теплоснабжения частного дома предусматривает использование любого типа топлива. Это может быть газ (наиболее эффективный и выгодный вариант), электричество, дизельное или твердое топливо.

Обратить внимание необходимо на мощность котла. Ориентировочное значение для утепленного помещения, имеющего потолки высотой до 3-х метров, – 1 кВт на 10 «квадратов» площади частного дома.

Цифра, озвученная выше – очень и очень приблизительная. Всё зависит от множества факторов: материала, их которого выстроено здание, качества утеплителя, наличия (отсутствия) отапливаемого чердака или мансарды. На эффективность работы отопления влияет количество окон и то, как качественно был выполнен их монтаж. Поэтому требуется грамотный тепловой расчет, сделать который может квалифицированный инженер.

Котел отопления может быть одноконтурным, двухконтурным или с бойлером. Как показывает практика, в основном загородные дома имеют небольшую площадь и, следовательно, малую потребность в горячей воде. С этой точки зрения лучшим выбором будет двухконтурный котел (его монтаж несложен), способный за полчаса нагреть до +30С примерно 10 л воды. Котел с накопительным бойлером более комфортен – он постоянно «имеет» уже готовые несколько десятков литров горячей воды – постоянное заполнение не требуется.

Расширительный бак для отопления закрытого типа

Чаще всего в системе отопления частного дома роль теплоносителя играет вода. При повышении температуры её объём возрастает, давление увеличивается. Если используется схема закрытого теплоснабжения, то давление может преодолеть некое критическое значение и тогда произойдёт разрушение элементов отопительной системы.

Чтобы избежать подобного развития событий, монтаж системы отопления частного дома подразумевает использование расширительного бака.

Особенности конструкции бака закрытого типа

Любой бак подобного типа имеет две основных части: корпус, изготовленный из металла и эластичная мембрана, находящаяся внутри.

Схема его работы довольно проста – в верхнюю половину бака закачивается воздух (в дорогих модификациях – инертный газ), нижняя часть заполняется водой из трубопровода.

Как работает мембранный расширитель

При нагревании теплоносителя давление повышается, мембрана при этом «прогибается», уплотняя воздух или инертный газ. Для предотвращения опасных ситуаций имеются предохранительные клапаны. Когда трубопровод с водой остывает, давление воздуха на мембрану становится сильнее давления теплоносителя, и он заполняет систему отопления. Монтаж расширительно бака производится рядом с нагревательным котлом. Мембраны бывают 2-х типов.

• Фиксированные – намертво закрепляются по периметру расширителя. Такие устройства можно встретить в баках системы отопления частного дома или небольшого предприятия.
  

  Эти мембраны прослужат долго, если соблюдать рекомендации по эксплуатации. В случае же разрыва поменять такую мембрану нельзя – придётся менять весь бак;

• Сменные – их изготавливают в виде резиновых груш, шаров, которые необходимо заполнить водой. Монтаж такой мембраны производится на фланце бака. Если случится разрыв, то заменить испорченную мембрану на новую можно своими руками, без привлечения специалистов.

При планировании схемы отопления, важно рассчитать в первую очередь мощность нагревательного котла, учесть количество радиаторов и протяженность трубопровода.

Тщательное планирование и расчет водяной системы обогрева, и проведенный в соответствии с полученными данными монтаж, поможет вам добиться производительного, экономичного и эффективного отопления.

Отопительная система закрытого типа в частном доме

Проектирование частного дома подразумевает расчет схемы отопительной системы, которая бывает открытой и закрытой (предполагающей установку расширительного бака). Второй вариант считается наиболее предпочтительным у владельцев коттеджей, так как дает возможность существенно экономить на потреблении ресурсов. Основное преимущество подобной системы заключается в том, что теплоноситель не контактирует с воздухом, значит, не подвергает оборудование коррозии.

Оглавление:

1. Описание и виды систем
2. Схема работы
3. Преимущества и недостатки
4. Инструкция по настройке

Особенности и разновидности

Главным элементом системы отопления закрытого типа является котел, к которому подведены трубопровод. Также устанавливается бачок и циркуляционный насос. Обычно такой способ обогрева подразумевает, что носитель движется по трубам принудительно. Это энергозависимый метод, так как устройства работают от электричества. При отключении света необходимо позаботиться о продолжении деятельности в штатном режиме. Для этого устанавливают специальный переходник – байпас, который блокирует насос и преобразует в закрытую систему отопления с естественной циркуляцией.

Если речь идет об однотрубном варианте обогрева, важно обеспечить равномерное распределение носителя по радиаторам в частном доме. От котла по всем помещениям пускают трубу, к которой монтируют батареи. Без работы насоса горячими будут только элементы, находящиеся в непосредственной близости от нагревателя. В остальных комнатах сохранится холодный воздух. Эту проблему решает закрытая система отопления с принудительной циркуляцией. Благодаря схеме, создается давление, при котором носитель получает определенную скорость, достаточную для обеспечения всех радиаторов.

В двухтрубном варианте подход также является рациональным, особенно для обслуживания больших площадей. Такой вид отопления подразумевает подключение двух параллельных магистралей. По одной горячая жидкость расходится по батареям под давлением в случае, если действует принудительно. По другой трубе охлажденный носитель возвращается в котел, минуя расширительный бак.

Существует горизонтальная и вертикальная разводка магистрали. Первый тип подразумевает объединение всех батарей в единую линию, подключенную к общему стояку. Чаще всего такой способ применяется в многоквартирных зданиях. Второй вариант считается более эффективным, обычно монтируется в частном доме. Подводящие трубы расположены сверху, что обеспечивает хорошую теплоотдачу при закрытых системах.

От объема носителя зависит величина бачка. Параметр должен составлять 10% от всего оборудования для отопления. Котлы с автоматикой позволяют контролировать процессы, регулировать давление и температуру. Датчик от перегрева активирует предохранительный клапан в момент закипания жидкости, оберегая технику от поломок. Таким же образом работает аппаратура от промерзания.

Принцип работы

Чтобы понять, что такое закрытая система отопления, необходимо разобраться в тонкостях ее функционирования. Жидкий теплоноситель нагревается до заданной температуры и начинает продвижение по радиаторам и трубам, передавая энергию в помещение и обогревая. Микроклимат в частном доме зависит от объема и состояния жидкости. Чем она горячее и больше ее количество, тем комфортнее находиться в комнатах.

При открывании клапана лишний объем воды сбрасывается в расширительный бак системы отопления, который оснащен двумя камерами, разделенными перегородкой. Первый отсек служит для хранения резерва жидкости, во втором содержится азот под давлением. Такая схема способствует поддержанию напора на одном уровне. Принудительно носитель возвращается назад при помощи насоса, в охлажденном виде. Для слива воды в самой нижней точке устанавливают патрубок с вентилем.

Как бы надежно не изолировали систему отопления с принудительной циркуляцией, в нее может попасть воздух при заполнении и последующем наборе воды. В это время происходит разгерметизация стыков. Чтобы удалить пузырьки, применяют стандартные отводчики и краны Маевского. При монтаже сепараторов в трубопровод гарантирована деаэрация и стабильность функционирования всех элементов.

Плюсы и минусы

У закрытой системы отопления есть свои положительные и отрицательные стороны:

1. Установка осуществляется намного быстрее, чем обустройство открытого типа.

2. Мембранные и безнапорные баки не позволяют жидкости улетучиваться.

3. Даже с трубами малого диаметра эффективность сохраняется.

4. Невозможность попадания кислорода предполагает защиту от коррозии.

5. В качестве носителя в системе отопления используется вода или антифриз.

6. Расширительный бак можно устанавливать рядом с котлом.

7. Высокий уровень теплоотдачи обеспечивает стабильный обогрев.

В качестве недостатков отмечены следующие факторы:

• Использование насоса подразумевает зависимость от электричества.
• Для закрытого типа требуется бак большого объема.
• Без автоматики достаточно трудно регулировать температуру и давление.
• Если планируется использовать принудительно, требуется установка насоса.

Основные нюансы настройки и запуска

Схема подключения системы отопления заключается в установке котла в вентилируемом помещении. На выходе монтируют узел безопасности с манометром, воздухоотводчиком и клапаном сброса давления. Далее подсоединяют циркуляционный насос с производительностью примерно 40 л в минуту для дома площадью 200 м². Подиум для оборудования облицовывают негорючим материалом, содержащим асбест. Рядом монтируют расширительный бак. В соответствии со схемой разводки делают сквозные отверстия для труб и устанавливают запорную аппаратуру.

На следующем этапе требуется заполнить систему. Перед процедурой нужно проследить, чтобы качество теплоносителя соответствовало требованиям. Воду лучше подвергнуть предварительной очистке, антифриз подготавливают заранее. Важно не забыть промыть трубопровод, устранить накипь и грязь из радиаторов.

Чтобы закачать носитель для обогрева частного дома, необходимо проверить состояние вентилей для слива и кранов Маевского, они должны быть закрыты до упора. Вода подается под небольшим давлением, чтобы равномерно удалить воздух. В процессе убирают кислород из радиаторов. Как только закончится поступление носителя, нужно приступать к повышению давления, следя за показателями манометра. При отметке в 2 атмосферы воздух стравливают посредством кранов Маевского, затем снова начинают нагнетание. Закачать жидкость нужно до того момента, пока она не польется из перелива.

Заполнить оборудование с котлом и насосом при отсутствии централизованной подачи нужно таким образом: нагнетательный шланг присоединить к сливному патрубку, чтобы получилась прямая магистраль от скважины к вентилю. Все краны открывают для выхода воздуха, что позволяет закачать необходимое количество жидкости.

Если насос не предусмотрен, шланг поднимают на высоту 20 метров, через него придется заполнить контур отопления. Такой способ помогает создать водяное давление в 1,5 атмосферы. Резьбовое соединение, на котором крепится расширительный бак, убирают, чтобы подготовить воронку для трубопровода. После полной закачки его возвращают на место. В процессе необходимо следить за манометром.

В завершение работы включают оборудование, чтобы понять, правильно ли произведено заполнение и подобрано давление. Если была допущена ошибка, радиаторы останутся холодными, вода потечет из бака, в батареях будут слышны характерные звуки: бульканье, постукивание.

Система отопления в частном доме закрытого типа предполагает естественную или принудительную циркуляцию, вертикальную разводку магистрали. Чтобы достичь оптимального температурного режима в помещениях, важно грамотно провести настройку и запуск техники, подготовку носителя, его правильную закачку. Благодаря хорошо выполненной работе, радиаторы прогреются моментально, и система будет функционировать без перебоев.

Дата: 9 июня 2016

Закрытая автономная система отопления — схема и принцип работы

Что называют закрытой отопительной системой?

Автономная система отопления, в которой теплоноситель приводится в движение циркуляционным насосом, называется закрытой или системой отопления закрытого типа. Ее характерной особенностью является абсолютная герметичность и отсутствие контакта теплоносителя с окружающей средой.

Расширительный бак в ней также закрытый, мембранного типа, исключающий контакт теплоносителя с атмосферным воздухом. Бак получил свое название благодаря наличию мембраны, разделяющей его на две части, одна из которых предназначена для теплоносителя, а вторая наполнена азотом, давление которого выравнивает давление отопительной системы.

Основные принципы работы

Отопительная система закрытого типа состоит из следующих элементов:

• Котла отопления
• Расширительного бака мембранного типа
• Циркуляционного насоса
• Группы безопасности
• Манометра
• Сбросного клапана
• Отопительных приборов
• Труб

При запуске системы отопления в расширительном баке устанавливается давление, равное статическому давлению всей отопительной системы. При нагревании теплоноситель увеличивается в объеме и создает избыточное давление в системе, открывающее клапан в расширительном баке и выталкивающее в него часть жидкости, что приводит к выравниванию уровня давления в системе в целом и в расширительном баке в частности. Обратно жидкость уходит благодаря циркуляционному насосу.

Следует отметить, что в отопительной системе закрытого типа нет возможности для сброса «лишней» жидкости в атмосферу, как это происходит в открытых самотечных системах. В случае перегрева или чрезмерного увеличения объема теплоносителя давление в системе может превысить критическое значение (обычно 2-2,5 атм), что может стать причиной разгерметизации системы и выхода ее из строя.

Для исключения аварийных ситуаций закрытые системы отопления в обязательном порядке комплектуются группами безопасности и манометрами, а объем расширительных баков подбирается из расчета не менее 60% общего объема отопительной системы, что не совсем удобно при обогреве объектов большой площади

Преимущества закрытой отопительной системы

Закрытые системы отопления по сравнению с открытыми системами имеют ряд неоспоримых преимуществ:

• Скорость движения теплоносителя намного выше, чем в открытой отопительной системе, благодаря чему выше теплоотдача отопительных приборов и ниже разница температур теплоносителя в обратном и подающем трубопроводе (теплоноситель просто не успевает остыть). В закрытых системах она составляет 18-22 градуса, что более приемлемо для котла. В результате теплотехническое оборудование, эксплуатируемое в более щадящем режиме, работает дольше.
• Скорость движения теплоносителя обусловлена лишь техническими характеристиками циркуляционного насоса и уровнем гидравлического сопротивления системы, что позволяет использовать при монтаже трубы меньшего диаметра и устанавливать отопительные приборы меньшего внутреннего объема. Это значит, что закрытая система имеет меньшую инерцию и позволяет регулировать уровень температуры в помещении
• Могут работать на любом теплоносителе: воде или антифризе, что особенно важно для дач и загородных домов, где высок риск перебоев в работе котла или отопительные системы работают периодически.  При этом следует помнить, что антифриз обладает большей текучестью и способен «уйти» из системы там, где вода течи не образует. Его выбор возможен только в том случае, если обеспечена качественная герметизация системы.
• Закрытые отопительные системы монтируются без углов наклона и работают даже при наличии небольших «погрешностей» в системе, что делает доступной их самостоятельную установку.
• Закрытые системы исключают контакт теплоносителя с воздухом, благодаря чему внутри системы нет кислорода, а, значит, нет и коррозии. Правда, полностью исключить кислород из теплоносителя не удается и процессы окисления оборудования и труб изнутри все же идут, но они незначительны и несопоставимы с процессами коррозии в открытых отопительных системах.
• В закрытых отопительных системах нет воздушных пробок
• В них нет необходимости выносить расширительный бак за пределы отапливаемого помещения и устанавливать его на чердаке.  Бак может быть смонтирован практически в любом месте, но обычно его устанавливают на обратке вместе с циркуляционным насосом.  Ранее выбор места для монтажа был продиктован ограничением уровня температуры жидкости, перекачиваемой насосом. Нагретая вода для этого была слишком горячей. Современные циркуляционные насосы не столь чувствительны к температуре теплоносителя и могут устанавливаться непосредственно на подающем трубопроводе. Это значит, что монтаж расширительного бака и циркуляционного насоса на обратка всего лишь дань традиции, а не необходимость.
• Отопительные системы закрытого типа подходят для объектов любой площади и этажности

Недостатки закрытой системы отопления

• Система зависит от электрической энергии и в случае его аварийного отключения также выходит из строя. В этом случае необходимо предусматривать наличие резервного источника электроэнергии
• Система должна иметь правильно смонтированную группу безопасности
• Расширительный бак должен иметь достаточный объем для вмещения не менее 30% теплоносителя, а лучше 60% теплоносителя.

Читают также: Наиболее популярные схемы отопления дома

Особенности монтажа

Монтаж закрытой системы отопления выполняется так, чтобы имелась возможность отключения любого ее элемента без остановки работы оставшейся части системы и слива воды из нее. Для этого используются отсекающие краны, лучше шаровые. Они устанавливаются на  входе и выходе в приборы отопления. При этом предусматривается запасная (байпасная) линия.  С помощью кранов можно регулировать уровень температуры в помещении и отсекать радиаторы в случае их течи или при необходимости замены.
Запорная арматура также устанавливается до и после циркуляционного насоса и расширительного бака.
 

• группа безопасности
• отопительный котел
• запорная арматура
• приборы отопления
• циркуляционный насос
• расширительный бак
• обратка
• подача

Еще одной особенностью монтажа закрытой системы отопления является установка группы безопасности, монтировать которую необходимо на выходе из котла. Основной задачей группы безопасности является сброс давления в случае его чрезмерного повышения.

Группа безопасности состоит из следующих элементов:

• манометра, предназначенного для контроля над уровнем давления в системе
• предохранительного клапана, сбрасывающего давление при достижении его максимального значения
• воздухоотводчика, предназначенного для сбрасывания воздуха при завоздушивании системы отопления

Между котлом и группой безопасности запорная арматура никогда не устанавливается!
 

особенности схемы и нюансы монтажного процесса

Закрытая двухтрубная система

Автономная отопительная система делится на две разновидности. Она может быть открытой и закрытой. Их отличительная черта — это циркуляция теплоносителя внутри контура, которая может быть естественной и принудительной. В первом случае горячая вода по трубопроводу движется исключительно под действием законов физики. Единственный момент, который необходимо учитывать, сооружая данную систему — это небольшой уклон контуров в сторону движения воды. Система отопления с принудительной циркуляцией всегда закрытого типа, и в нее врезан циркуляционный насос. Это более сложная конструкция, но она и гораздо эффективнее.

Особенности принудительной циркуляции

Нас интересует именно второй вариант организации отопления, то есть с принудительной циркуляцией теплоносителя. Начнем с того, что он является энергозависимым, потому что насос будет работать только от сети переменного тока. В случае отключения электроэнергии прибор остановится, так что придется позаботиться о продолжении работы отопления в штатном режиме.

Как это можно сделать?

1. Приобрести бензогенератор и держать его для таких случаев.
2. Установить байпас, который будет отсекать циркуляционный насос и переводить систему на естественное движение горячей воды. Но поскольку мы говорим о закрытой схеме, эта перемычка может в некоторых разводках не помочь. Так что первый вариант решения проблемы лучше.

Что же такое открытая и закрытая система отопления? Название уже говорит о том, что в первом случае теплоноситель соприкасается с воздухом, а во втором нет. Место соприкосновения — расширительный бак. Он может быть с открытым верхом или полностью герметичным. Вторая конструкция — это емкость, куда установлена мембрана, поддерживающая давление с помощью закачанного внутрь газа.

Открытая конструкция позволяет горячей воде испаряться, а значит, ее объем будет постепенно уменьшаться. Это минус, но не очень большой. Просто владельцу дома периодически придется пополнять холодной водой контур системы отопления. Сделать это своими руками довольно просто, особенно, если подпитка будет производиться из водопроводной сети.

Для чего необходим циркуляционный насос?

Все дело в равномерном распределении теплоносителя по радиаторам. Особенно это актуально, когда дело касается такой системы, как однотрубная. Приведем в качестве примера схему «ленинградка». Это своеобразное кольцо, в центре которого установлен отопительный котел. Здесь нет стояков и сложной разводки труб — все достаточно просто.

От котла по комнатам проходит труба, в которую в каждой комнате врезаются радиаторы. Труба идет практически по уровню пола. Однотрубная схема позволяет сэкономить на материалах и упрощает монтажный процесс. Но у нее есть один существенный недостаток — система ленинградка не обеспечивает равномерного распределения горячей воды по батареям. Те, которые установлены ближе к котлу, получают тепловой энергии больше за счет высокой температуры теплоносителя. Часть тепла остается здесь, а остальная часть вместе с теплоносителем перемещается к следующим приборам, но уже с меньшей температурой.

Наглядная схема

Такое распределение не позволяет равномерно прогреть помещения дома. И чем дальше от котла расположена комната, тем холоднее в ней будет зимой. Эту проблему решает установленный циркуляционный насос. Он создает небольшое давление, при котором теплоноситель начинает внутри контура двигаться с определенной скоростью. Ее вполне хватает, чтобы равномерно распределить горячую воду по всем радиаторам отопления.

Внимание! Место установки циркуляционного насоса — на обратном контуре около котла. Почему это так важно? Все дело в том, что в этом контуре теплоноситель имеет самую низкую температуру. В конструкции циркуляционного насоса есть резиновые прокладки и манжеты, которые под действием горячей воды быстро выходят из строя. Поэтому и выбирается место, где температура теплоносителя минимальна. Кстати, расширительный бак устанавливается здесь же.

Двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя — не редкость. И хотя в ней чаще всего используется естественная циркуляция, с учетом размеров дома необходимо сделать некоторые дополнения, к которым относится циркуляционный насос. Без него равномерно распределить горячую воду по комнатам будет очень сложно, а в некоторых случаях просто невозможно. Особенно это касается многоэтажных домов, потому что естественная циркуляция не сможет поднять необходимое количество горячей воды до требуемого уровня, например, на второй этаж.

Особенности монтажного процесса

Принципиальная схема

• В отопительной системе закрытого типа можно использовать трубы с минимальным диаметром. Это большой плюс в плане экономии материалов, расходуемых на отопительную систему. Этим же объясняется удобство монтажа, особенно, если сборка производится своими руками.

В отоплении с естественной циркуляцией необходим большой объем воды, чтобы он под действием температуры мог продвигаться в трубной развязке. То есть, уменьшая сопротивление труб, мы увеличиваем скорость протока жидкости. А так как в системе с принудительной циркуляцией закрытого типа не нужно создавать скорость потока, потому что этим занимается насос, то нет и необходимости устанавливать трубы большого диаметра.

• Объем теплоносителя также влияет на объем расширительного бака, который должен составлять 10% от емкости всей отопительной системы. В отоплении закрытого типа может быть установлен расширительный бачок меньшего объема. А это снижение затрат на покупку более дорогого прибора.
• В отоплении закрытого типа — не столь важно, будет оно однотрубным или двухтрубным — рекомендуется устанавливать котлы с современной автоматикой. Именно она сможет четко контролировать и регулировать все проходящие процессы.

Кстати, многие производители устанавливают датчики, которые следят за скоростью теплоносителя и его температурой. Особенно следует отметить датчик антизакипания, который закрывает подачу топлива в камеру сгорания, когда горячая вода в контуре доходит до точки кипения.

Монтаж насоса

Есть датчики антизамерзания, которые поддерживают внутри контура температуру не ниже +5С. Устанавливаются датчики, которые периодически включают циркуляционный насос во время длительного отключения отопительной системы. Это необходимо для того, чтобы находящийся в воде статор насоса не заклинило в процессе его запуска.

Добавим, что с помощью автоматики можно полностью контролировать подачу топлива в зависимости от температуры внутри комнат или на улице. Это позволяет программировать температурный режим в целом на определенный период времени, к примеру, на пару дней или на неделю.

Как правильно выбрать циркуляционный насос

Два основных показателя, по которым обычно выбирается циркуляционный насос — это его цена и удобство эксплуатации и обслуживания. Но есть несколько технических характеристик, которые определяются размерами обогреваемого дома.

Вот некоторые из них:

• Площадь частного загородного дома — 250 м². Для него необходим насос мощностью не менее 3,5 м³/ч и напором 0,4 атм. Хотя с напором надо быть осторожнее. Иногда у мощного насоса небольшой напор, которого не хватает, чтобы поднять теплоноситель на нужный этаж. Поэтому наши советы носят исключительно рекомендательный характер.
• Площадь 250–350 м². Мощность насоса должна быть не меньше 4,5 м³/ч, а напор — 0,6 атм.
• Площадь 350–800 м². Мощность — 11 м³/ч и напор 0,8 атм.

Устройство насоса

Кстати, рекомендованные нами показатели могут быть использованы для однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией. Особенно такой насос хорошо будет работать в схеме «ленинградка».

Конечно, чтобы точно подобрать насосное оборудование, необходимо учесть много различных показателей. К примеру, длину отопительных контуров, количество радиаторов, мощность котла, диаметр устанавливаемых труб и материал, из которого они изготовлены, наличие запорной арматуры, ее вид и количество. Даже вид используемого топлива влияет на выбор. Так что самостоятельно этот подбор не осуществить, и пусть этим занимаются специалисты.

Обратите внимание! Нормальной работе циркуляционного насоса будут мешать воздушные пробки, которые образуются в радиаторах, стояках и горизонтальных контурах. Для их устранения устанавливаются краны Маевского на радиаторах, автоматические воздухоотводчики и другие приспособления. Их наличие в современных отопительных сетях — это гарантия качественной работы системы в целом.

Заключение по теме

Насколько оправдана система с принудительной циркуляцией теплоносителя? Специалисты в один голос уверяют, что работает она очень эффективно. Но энергозависимость схемы уменьшает ее привлекательность. Во-первых, это дополнительные счета за оплату электроэнергии. Во-вторых, это проблемы, связанные с отключением электричества по непонятным причинам.

Отметим, что циркуляционный насос — это маломощный прибор, потребляющий не очень много электроэнергии. И все же потребляет. Как справиться со второй проблемой, мы уже говорили выше, так что не будем повторяться. Пусть эти два минуса существуют, поскольку без них никуда. Но они полностью перекрываются плюсами эффективной работы всего отопления. Поэтому закройте глаза на неприятности, и пусть они вас сильно не тревожат.

особенности схемы, необходимый диаметр труб

Гидравлическая система отопления представлена нагревательными приборами и отопительными устройствами, которых в определенном порядке соединяет между собой трубопровод. Как только теплоноситель нагревается, трубопровод начинает расширяться, т. е. изменяться в объеме. Закрытая система отопления с принудительной циркуляцией компенсирует этот процесс за счет расширительного бака.

Что представляет собой закрытая система отопления

Отопительная система бывает открытого и закрытого вида, и зависит это от того, взаимодействует ли расширительный бак с наружным воздухом. Теплоноситель осуществляет свое движение при помощи насоса. Благодаря включению насоса в гидравлическую схему помещение обогревается гораздо эффективнее, а принудительная циркуляция обеспечивает включение в такую схему дополнительные отопительные устройства.

Наличие в схеме насоса делает отопление зависимым от электроснабжения, однако, в результате этого теплоноситель начинает циркулировать гораздо эффективнее. При реализации такой схемы установку насоса осуществляют на обратной магистральной трубе перед котлом. Там же устанавливают и расширительный бак для отопления закрытого вида.

Закрытая система отопления не дает испаряться теплоносителю. В результате чего не нужно все время держать под контролем в системе его уровень. Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет осуществлять прогрев за гораздо меньшее время и изменять уровень нагрева в отдельно взятом помещении. При включении в цепь комнатного термостата появляется возможность довольно эффективно обогревать помещение, если температура опустится ниже установленной нормы.

Элементы схемы отопления закрытого типа

Схема отопления закрытого типа с принудительной циркуляцией включает в себя следующие элементы:

• котел любого типа;
• циркуляционный насос;
• трубы, необходимые для сооружения подводок, стояков и перемычек;
• пробковые и шаровые краны;
• воздухоотводчики;
• приспособления для крепежа;
• расширительный герметичный бак мембранного типа;
• радиаторы отопления;
• переходники, необходимые для соединения труб;
• обратные клапаны;
• фильтры, которые требуются для поддержания работы котла отопления и насосов.

Принцип работы

Такие теплоносители, как антифриза или вода, нагреваются в отопительном котле. Как только температура начинает повышаться, происходит увеличение объема. Излишек теплоносителя поступает в расширительный котел. Этот агрегат напоминает капсулу, которая состоит из двух отделений.

Первое отделение представляет собой гидравлическую камеру, в которую поступает жидкий теплоноситель в процессе нагревания. Второе отделение – это газовая камера, заполненная азотом, находящимся под давлением.

Перед запуском отопления в баке начинает устанавливаться давление, которое равняется гидростатическому давлению в контуре. Во время нагревания теплоносителя он поступает в расширительный бак через клапан.

Это способствует выравниванию давления внутри системы, потому что объем газовой камеры начинает уменьшаться, а давление газа – увеличиваться. Возврат в систему теплоносителя из расширительного бака осуществляется тем же циркуляционным насосом.

Особенности схемы закрытой системы отопления

Схема отопления закрытого вида имеет некоторые особенности. Циркуляционный насос и расширительный бачок могут находиться в одном помещении вместе с котлом нагревания. Такая особенность имеет определенные преимущества – общая длина трубопроводов уменьшается, а также отпадает необходимость устанавливать трубы большого диаметра и соблюдать при монтаже углы наклона.

Кроме того, такое оборудование лучше всего устанавливать на обратной магистральной трубе. Насос может дольше эксплуатироваться, если по нему проходит теплоноситель с низкой температурой.

Схема отопления открытого вида содержит определенные ограничения по размерам, поэтому ее можно использовать для небольших помещений. У закрытой системы отопления таких ограничений нет.

Плюсы и минусы отопления закрытого вида с принудительной циркуляцией

Отопление закрытого вида имеет свои достоинства и недостатки, но все же плюсов у него гораздо больше, чем минусов.

К достоинствам закрытой системы относятся:

• Большая теплоотдача.
• Возможность применения труб меньшего диаметра, что делает монтаж более экономным. Трубы одинаковой длины, но с меньшим диаметром стоят гораздо ниже, чем трубы большего диаметра.
• Благодаря герметичности уменьшается вероятность возникновения коррозии.
• Отсутствие испарения теплоносителя.
• Продолжительность работы котла выше из-за уменьшения разницы температуры на выходе и входе.
• Возможность использовать антифриз в качестве теплоносителя.
• Монтаж такой системы упрощается, поэтому нет необходимости высчитывать длину, высоту, уклон и диаметр труб для отопления с принудительной циркуляцией.
• Схема закрытой системы отопления экономит тепло, в результате расход топлива уменьшается.

Недостатки такой системы следующие:

• Энергозависимость, т. е. для циркуляционного насоса необходимо электроснабжение. Для решения этой проблемы необходимо обеспечить отопительную систему бесперебойным и независимым источником электричества.
• Циркуляционный насос сам по себе стоит не очень дорого, однако, монтаж системы получается достаточно дорогим.
• Для работы насоса требуются постоянные затраты на электричество.

Монтаж закрытой отопительной системы

Монтаж следует начинать с выбора котла, который должен соответствовать двум критериям – вид и мощность. Очень популярными в последнее время стали твердотопливные котлы. Несмотря на свою громоздкость, в эксплуатации они обходятся гораздо дешевле. На мощность котла влияют многие факторы.

Чтобы увеличить срок эксплуатации циркуляционного насоса, его следует врезать в обратку. Все дело в том, что по трубопроводу обратного хода движется уже охлажденная вода. В конструкции насоса предусмотрены резиновые уплотнители и манжеты. Охлажденная вода, которая поступает в обратку, не оказывает какого-либо существенного влияния на детали из резины, в результате чего они долго сохраняют свои первоначальные качества.

Для монтажа системы лучше всего подойдут трубы, имеющие минимальный диаметр. Это позволяет сократить себестоимость работ по установке системы отопления с принудительной циркуляцией, потому что объем теплоносителя, который заполняет систему, начинает уменьшаться. Это влияет на выбор расширительного бака и мощность котла отопления. После того как оборудование установили и провели трубы, необходимо закрытую систему отопления заполнить водой.

Заключение

Если сравнивать закрытые системы с естественной и принудительной циркуляцией, можно прийти к выводу, что какой-либо существенной разницы между ними нет. Единственное отличие закрытой системы с принудительной циркуляцией – недорогой монтаж и продолжительный срок службы оборудования.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Открытая и закрытая системы от опления

Зачастаую наши клиенты интересуются, какую систему отопления им необходимо устанавливать, открытую или закрытую

Сегодня хотелось бы объяснить разницу между ними, и немного разъяснить, какую систему отопления в каких случаях лучше использовать

Давайте начнём с открытой системы отопления

Открытая система отопления — это система отопления не под давлением. То есть, у Вас есть расширительный бак открытого типа. При использовании закрытой системы отопления у Вас используется вакуумный расширительный бак, именуемый экспанзомат, аварийная сборка и обязательно циркуляционный насос.

Давайте рассмотрим особенности открытой системы отопления

Открытая система, в основном, применяется на одноэтажных домах небольшой квадратуры, так как рсширительнвй бак лучше устанавливать сверху на подаче котла.

Открытую систему отопления можно, но нежелательно, использовать без применения циркуляционного насоса. То есть, можно сделать систему отопления, которая будет работать под уклоном (самотёк)

Рассмотрим плюсы и минусы открытой системы отопления

Плюсы:

1. Дешевизна. Вам не надо тратиться на вакуумный расширительный бак, аварийную сборку и может быть циркуляионный насос. Также, Вы можете особо не переживать за качество применяемых при монтаже материалов.

2. Безопасность. Единственное, что может произойти с Вашей системой отопления — это закипание. Но даже в случае закипания, ничего страшщного не прозойдёт. Если у Вас правильно сделана система отопления, в с лучае закипания, котёл просто покипит и остынет. У Вас не произойдёт прорыва в истеме отопления, взрыва котла и прочих неприятных моментов. По нашему опыту, закипание котла приводит максимум к замене термометра и регулятора тяги.

3. Любой котё может быть использован при открытой системе отопления, так как не создаётся большого давления, не столь важно качество и марка используемой при изготовлении стали.

Минусы открытой системы отопления:

1. Неприятный внешний вид. Зачастую расширительный бак открытого типа представялет собой сваренную из металла бочку, что выглядит не очень эстетично.

2. В том случае, если система делается под уклоном, трубы, радиаторы и прочие компоненты системы отопления будут на виду, что выглядит не очень по-современному.

3. Давайте представим, что котёл и расширительный бак расположен вблизи кухни или жилой комнаты. В момент закипания проливается большое количество горячей воды, которая наносит невозвратимый урон сделанному ранее ремонту, а также может нанести вред находящимся вблизи людям.

Закрытая система отопления.

Закрытая система отопления — система, использующаяся под давлением с применением расширительного бака закрытого типа.

Плюсы закрытой системы отопления

1. Коечно же, эстетический вид. Расиширтельный бак может быть установлен в любой точке системы отопления, где это будет уместно по Вашему проекту.

2. Закрытая система отопления может быть использована для любой квадратуры и этажности Вашего дома.

3. Не требуется Вашего постоянного вмшеательства для поддержания расботоспобоности системы отопления.

Минусы закрытой системы:

1. Дороговизна. Во-первых, Вам придётся потратиться на расширительный бак закрытого типа, аварийную сборку, циркуляционный насос и инвертор; во-вторых, необходимо использовать только высококачественные материалы, способные выдерживать большое давление.

2. Очень рекомендуется использовать только заводские котлы, прошедшие все необходимые испытания. Важно также обращать ванимание на максимальное давление.

3. При монтаже закрытой системы отопления лучше привлекать квалифицированные кадры, так как неверный монтаж может сулить Вам крупные проблемы.

4. Безопасность. В том случае, если у Вас не установлен инвертор, либо другой источник бесперебойного питания, Вы не защищены от закипания и, как следствие, прорыва в системе отопления. Нередки случаи взрывов самодельных котлов при использовании закрытой системы отопления.

Подведём итог

Если у Вас небольшой одноэтажный дом до 150-200 квадратных метров, проще всего Вам будет использовать открытую систему отолпения, так как это проще, дешевле и безопаснее.

Если же у Вас дом большой квадртуры и Вы привыкли к эстетическому внешнему виду и комфорту, лучше установить закрытую систему отопления, но соблюсти при этом некоторые правила: установить все требуемые компоненты, использовать высококачественный материал и доверять работу квалифицированным специалистам.

Закрытая система отопления, подпитка, заполнение, схема

Хоть открытая схема отопления – это распространенное явление, которое очень популярно среди пользователей автономных систем, но все-таки она обладает несколькими недостатками, основным из которых выступает то, что теплоноситель контактирует с атмосферой, принося в систему коррозию. Закрытая и открытая система отопления – это два вида схем отопления. Но широко применима закрытая система отопления, особенно в последние годы.

Закрытая система отопления

Преимущества закрытой системы отопления

Из-за того, что открытые системы характеризуются множеством недостатков, популярность закрытой системы отопления только возрастает. В такой системе, как закрытая система отопления без насоса, контакт с воздухом изолируется, поэтому возможность попадания кислорода сводится к минимуму. Для компенсирования расширения теплоносителя следует применять специальные расширительные баки.

Закрытая система отопления без циркуляционного насоса

Когда носитель тепла расширяется при нагреве, он увеличивается в объеме, так, излишек идет именно в бак, а когда остывает – все происходит наоборот. Расширительный бак разделен внутри резиновой мембраной, которая достаточно эластична. Одна из двух частей при разделении служит в качестве воздушной камеры, которая заполнена газом (как правило, азотом), а вторая – водяной камеры, именно сюда идет носитель тепла.

Рекомендуем к прочтению:

При нагревании воды происходит заполнение системы отопления закрытого типа, затем вода вытесняется из системы, под давлением идет под мембрану и сжимает азот в соседней камере.

Объем расширительного бака обязательно должен быть тщательно подобран так, чтоб он смог обеспечить давление при максимуме нагрева носителя тепла. Если же давление в закрытой системе отопления под влиянием разных факторов будет превышать максимум, то на баке нужно поставить предохранительный клапан.

Схема движения теплоносителя в закрытой системе отопления

Недостатки закрытой системы отопления

Хоть система отопления закрытого типа – это очень популярная схема, но и она обладает несколькими недостатками. Заметим, что основной недостаток касается больших систем, ведь именно их нужно оснащать объемными расширительными баками. А все дело в том, что среднее заполнение мембранного бака жидкостью – всего-то 30-60%, при этом меньший показатель относится как раз таки к большим бакам.

Закрытая система отопления должна иметь большой расширительный бак

Когда схема отопления закрытого типа больших размеров используется, ее объем измеряется в тысячах литров, что вызывает необходимость в огромных расширительных баках. Обычно их размещают на специальных установках, которые поддерживают давление в диапазонах, строго допустимых. Такие установки достаточно просты – это безнапорный бак и узел регулирования давления, который работает при помощи насосов.

Рекомендуем к прочтению:

Принцип функционирования закрытой системы отопления

Закрытые системы отопления частного дома работают так: при повышении температуры открывается клапан, и лишний объем теплоносителя идет в бак. При снижении температуры специальными насосами (или насосом) теплоноситель подается обратно в систему. Так, установка способна регулировать давление в заданных небольших пределах.

Безнапорный бак может быть наполнен и на 100% теплоносителем, поэтому можно сделать установку поддержания более компактной, чем если бы это был обычный мембранный бак. Установка поддержания способна не только эффективно регулировать давление в системе, но и производить такое действие, как автоматическая подпитка закрытой системы отопления, и даже – деаэрация носителя тепла.

Но как бы надежно система отопления закрытого типа не была изолирована от атмосферы, все равно в нее может попасть воздух – это случается в то время, как заполнить закрытую систему отопления первый раз, а также при последующих пополнениях, разгерметизации стыков.

Чтобы удалить воздух из верхних точек системы применяются автоматические поплавковые отводчики воздуха, стандартные краны Маевского. Чтобы отвести растворенный в теплоносителе воздух, лучше применять сепараторы, которые ставят в трубопроводе. Благодаря им делается успешная деаэрация носителя тепла, обеспечивается стабильность в работе такой системы, как отопление закрытого типа.

Разница между системами лучистого отопления открытого и закрытого контура

Несколько десятилетий назад PEX заменил полибутилен (ПБ) в установках лучистого отопления открытого и закрытого типа, и ландшафт геотермальных систем отопления изменился навсегда. Этому развитию способствовали многие причины, но изменение было неизбежным.
Трубка PEX является гибкой, простой в установке и обладает всеми характеристиками, необходимыми для создания успешной системы лучистого отопления с открытым или закрытым контуром.То, что они менее жесткие, чем металлические трубы, дает им огромное преимущество. Он намного лучше, чем его конкуренты, справляется с колебаниями температуры в системах лучистого отопления. Он невосприимчив к коррозии и не требует дополнительных химикатов, поскольку установщики PEX могут запускать PEX в очень длительных условиях. Вместо методов цементации с использованием растворителя или термоплавления, стыки формируются с помощью различных методов механического сжатия. Он устойчив к замерзанию и разрушению, что является еще одним огромным преимуществом при работе с трубопроводами из полиэтиленгликоля, которые могут быть закопаны глубоко под землей или помещены в бетонные массы, называемые гипсобетоном или гипсокартоном.

Системы геотермального отопления могут быть вырыты из траншей, вырыты в глубоких руслах или пробурены. Например, в системах с открытым контуром для перекачки воды из водоносного горизонта обычно используется колодец, который проходит через теплообменник насоса, а затем сбрасывает воду в другой колодец или близлежащую реку. Теоретически он намного более эффективен, чем системы с замкнутым контуром, потому что он отводит тепло от постоянного потока воды из глубины земли. Однако в настоящее время во многих частях страны системы с открытым контуром запрещены из-за проблем с качеством воды.

Трубки

PEX одобрены для систем водяного отопления (открытого или закрытого типа) во всех моделях сантехнических и механических норм в США. В системе с замкнутым контуром в качестве теплообменника используется непрерывный контур из труб PEX. Трубка подсоединяется к тепловому насосу, и с подходящим раствором антифриза он циркулирует повсюду. В отличие от разомкнутой системы, которая потребляет воду из колодца, замкнутая система пересчитывает свой теплопередающий раствор в трубе; работа в закрытой системе управления.Приблизительно для эффективного теплообмена необходимо от двух до трех галлонов в минуту на тонну мощности.

В закрытой системе вероятность появления вредных бактерий намного меньше. На веб-сайтах федеральных Центров по контролю за заболеваниями (www.cdc.gov) говорится, что ежегодно от 8000 до 18000 человек заболевают болезнью легионеров, причем болезнь приводит к летальному исходу в 5–30 процентах случаев.

Компоненты системы в замкнутом контуре дешевле, чем в разомкнутой системе, поскольку для этого требуются фитинги из бронзы или нержавеющей стали вместо чугуна.Системы с замкнутым контуром стали наиболее распространенными видами геотермального отопления. При правильной установке замкнутая система экономична и надежна.

Связанные документы:
Проектирование эффективной системы лучистого теплого пола
Описание системы лучистого отопления: нагреватели и циркуляторы
Описание системы лучистого отопления: инжекционное смешивание
Описание лучистого отопления: методы теплопередачи
Наружные деревянные печи с изоляцией из PEX
Использование геотермальной энергии тепловой насос для системы лучистого отопления пола
Зональные клапаны в системе лучистого отопления

Как усовершенствовать ваши замкнутые системы

Авторы: Джей Фармери и Том О’Доннелл

В этом мире есть несколько идеальных вещей — детская улыбка, закаты на пляже и кувшин, который уходит в отставку 27 последовательных бэттеров, — но, к сожалению, для тех, кто управляет коммерческими или промышленными объектами, водяным отоплением, технологическими контурами или замкнутыми циклами. петлевые системы рециркуляции охлаждающей воды к их числу не относятся.

Автомобильные радиаторы могут быть наиболее близкими к идеальному замкнутому контуру, но даже они могут иметь утечки гликоля, различную металлургию, попадание воздуха из расширительного бачка, скачки температуры (от горячего к холодному, от холодного к горячему) и мусор в системе. Все эти условия могут привести к серьезным проблемам в системе и потребовать корректирующих действий. Вот почему производители автомобилей рекомендуют заменять гликоль после 60 000 миль и каждые 30 000 миль после этого.

Однако это невозможно сделать в замкнутом контуре предприятия, что является одной из причин, по которой коммерческие и промышленные системы замкнутого цикла необходимо подвергать химической обработке для предотвращения образования накипи, коррозии и биологического роста.Часть этой обработки включает возможность добавления в оборудование ингибиторов коррозии, при этом встроенная фильтрация также является очень важной частью этого оборудования.

В этом техническом документе будут определены как традиционные проблемы, так и проблемы следующего поколения, которые влияют на возможности замкнутых систем, используемых операторами промышленных и коммерческих объектов (обычно емкостью от 100 до 10 000 галлонов). Также будет показано, как внедрение фильтрующих питателей может позволить этим системам работать с максимальной эффективностью, рентабельностью и надежностью.

Вызовы

Рисунок №1 — Фотография усиленных трубок от системы теплового насоса (вверху) и пластинчато-рамного теплообменника в поперечном сечении.

Замкнутые контуры становятся все более важной частью работы предприятия, поскольку они могут улучшить теплопередачу и сохранить воду. Обеспечение эффективной работы замкнутой системы рециркуляции жидкости требует выявления и решения проблем, как старых, так и новых. Первым вызовам столько же лет, сколько и самой разработке замкнутой системы:

• Обеспечить сохранение теплообменных свойств системы
• Убедитесь, что жидкость, используемая для облегчения теплопередачи, хорошо взаимодействует с металлом системы, чтобы предотвратить коррозию.
• Следить за тем, чтобы загрязнения в жидкости не попадали на теплопередающие поверхности, что предотвратит их попадание.
• обеспечивает надлежащую теплопередачу
• Убедитесь, что частицы, которые могут повредить внутренние детали системы или засорить / закупорить систему, не попадают в систему.
• Держите биологический рост под контролем для предотвращения загрязнения и коррозии

Еще одна проблема — это современное энергоэффективное оборудование, такое как пластинчатые теплообменники и другие теплообменники с очень маленькими отверстиями для потока или усиленными трубами.Эти конструктивные изменения позволяют ускорить теплообмен, а также изменить динамику потока в системах. Раньше мы имели дело в основном с кожухотрубными теплообменниками, но с недавними изменениями в теплообменниках инженеры стараются обмениваться теплом очень быстро, поэтому занимаемая площадь меньше.

Однако для того, чтобы засорить эти меньшие отверстия для потока, не нужно много времени. Главный трубопровод системы не может быть забит, но поверхности теплообменника могут забиться любым типом грязи и мусора.Любые частицы, которые собираются на теплообменнике, также будут притягивать другие частицы к поверхностям теплообменника, что, в свою очередь, снижает эффективность и может увеличить коррозию из-за механизмов коррозии под отложениями, что приведет к увеличению количества твердых частиц в системе.

Рисунок №2 — Фотография усиленной трубы алюминиевой котельной системы.

Металлургия меняется одновременно, что также влияет на общую динамику системы. Алюминий — одна из тех новых отраслей металлургии, которые способствуют быстрому теплообмену.

Что такое замкнутый рециркуляционный контур и каковы его проблемы?

Во-первых, все системы с обратной связью в основном спроектированы как следующая диаграмма:

Схема представляет собой базовый замкнутый цикл, но в современном мире динамика этих систем усложняется.

Во-вторых, настоящий замкнутый контур определяется как тот, который теряет менее 1% жидкости, удерживаемой им в течение месяца. (Пример: для системы на 500 галлонов это пять галлонов. Для системы на 10 000 галлонов это 100 галлонов.) Все остальное считается открытым рециркуляционным контуром. Однако во многих системах на современных предприятиях потеря жидкости может достигать 5% в месяц или больше. Таким образом, очень важно знать, сколько воды вырабатывает ваша система в месяц; Очень важно иметь водомер для измерения потерь воды в вашей системе.

Что такого важного в потере воды в замкнутой системе? Новая подающая (подпиточная) вода приносит не только растворенные минералы, которые обычно находятся в воде, но также кислород и иногда даже взвешенные твердые частицы и бактерии.Подпиточная вода может быть городской питьевой водой; однако муниципальная питьевая вода может содержать до 500 КОЕ / мл гетеротрофных бактерий, но не может содержать колиформ. Взвешенные твердые частицы также могут находиться в воде и вызывать проблемы с цветом и мутностью. Эти твердые вещества могут включать сульфат алюминия, силикат алюминия, оксиды железа и другие соединения, которые широко распространены в системах питьевого водоснабжения.

Откуда происходит потеря воды? Это может быть результатом протечки уплотнений насоса или утечки капель где-то еще в водопроводной или распределительной системе, или небольшого фитинга или клапана, которые также могут протекать, или даже клапана сброса капель.Также могут быть преднамеренные утечки или продувка технологического процесса, которые используются для ограничения других проблем в системе. В расширительных баках с открытым верхом или вентилируемых эти потери также могут быть связаны с некоторым испарением. Все это требует восполнения потерянной жидкости новой водой или жидкостью. Как уже говорилось, новая вода приносит с собой новый кислород, что означает усиление коррозии в системе. Кто-то может подумать, что у вас замкнутая система, и как только вы залите в нее воду, появится небольшая коррозия, а затем она остановится.Но это не так, потому что в процессе коррозии в системе образуются твердые частицы и отложения. Эти отложения могут усилить коррозию за счет других механизмов.

Расширительный бак также может быть источником проникновения воздуха / кислорода. В большинстве систем сегодня используются баллоны-баллоны, которые уменьшают попадание воздуха, но эти баллоны действительно пропускают небольшое количество воздуха в замкнутый контур во время процесса расширения и сжатия, подобно тому, как шина со временем теряет воздух. Также используются баки с воздушной подушкой (например, в транспортных средствах) и замкнутые контуры с открытыми отстойниками, которые открыты для атмосферы.Таким образом, расширительный бак может быть источником дополнительного проникновения воздуха, позволяя воздуху проникать в систему и приводя к коррозии.

Сегодня также довольно распространены различные металлургии. В прошлом в большинстве систем использовались только медь, латунь и железо, но современные системы могут включать в себя множество различных металлургий, включая железо, медь, латунь, алюминий, нержавеющую сталь, никель, гальванизированную сталь и другие виды металлургии из гальванических деталей или специальных покрытий. Большинство этих новых металлургических предприятий связаны с изменяющимися требованиями к теплопередаче и используются во имя энергоэффективности.Инженеры разрабатывают новые энергоэффективные теплообменники в течение многих лет, но инженеры-конструкторы, которые думают, что вода — это просто вода, не понимают свойств воды и того, как незначительные изменения могут повлиять на скорость коррозии.

Эти изменения в металлургии означают разные скорости коррозии и разные условия воды / жидкости, которые необходимо поддерживать, чтобы ограничить коррозию в определенных металлургических отраслях. Иногда эти пределы содержания воды или текучей среды являются гораздо более строгими для конкретной металлургии, а некоторые могут даже противоречить другим металлургическим предприятиям в системе.Таким образом, выход системы за пределы одной металлургии может очень легко привести к коррозии в другой металлургии. (Пример: коррозия медных трубопроводов может привести к сильной коррозии алюминиевого теплообменника.)

Еще одна проблема, связанная с замкнутыми контурами, является нормальной частью этапа строительства любого проекта: предварительная очистка новой системы. Защита от коррозии и загрязнения начинается с предварительной очистки системы. Грязь и мусор, прокатная окалина, масла для резки труб, флюс для труб и другие загрязнители попадают в систему во время строительства системы.Агенты мгновенной коррозии, которые используются для защиты трубопроводов и систем после изготовления, также являются частью новой системы даже до того, как впервые будет введена вода.

Коррозия также может возникать в процессе гидроиспытаний, когда системы заполняются водой для проверки полной водонепроницаемости соединений и стыков труб. При обнаружении утечки система сливается и иногда не сразу снова заполняется водой. Таким образом, в течение этих периодов слива может возникнуть мгновенная ржавчина или коррозия.Не все спецификации требуют применения ингибиторов гидроиспытаний и / или предварительной очистки систем перед эксплуатацией, а иногда из-за нехватки времени некоторые механические подрядчики оставляют этот процесс до конца и часто просто промывают систему водой, пока вода не станет чистой. На следующем фото показан фильтр, который был установлен в системе, промываемой только водой.

Следовательно, оставление этих материалов в системе может нанести ущерб ее надежности.

Решения

Начнем с недавно построенной или отремонтированной системы.Все новые или отремонтированные замкнутые контуры необходимо сначала подвергнуть гидроиспытаниям с использованием ингибитора парофазной коррозии, чтобы системы были защищены во время фазы слива и наполнения гидроиспытаний. (Примечание: владелец оборудования или системы и инженеры должны убедиться, что они включены в новые строительные спецификации.) Основываясь на опыте работы в полевых условиях, гидроиспытания обычно не проводятся один раз, как вы могли бы ожидать, но их можно провести. много раз; чем больше раз сливается и наполняется система, тем больше проблем может возникнуть в будущем.Коррозия возникнет в металлургии, потому что процесс заполнения / слива / повторного заполнения аналогичен постоянному погружению гвоздя в банку с водой, а затем его извлечению. Это может быть даже более серьезным, потому что, если вся вода не будет удалена из трубопровода или системы, это станет похоже на джунгли Амазонки в закрытом трубопроводе.

Во-вторых, новые и отремонтированные системы необходимо тщательно очистить. Во всех новых системах для предварительной очистки могут использоваться обычные поверхностно-активные вещества и диспергаторы, но в отремонтированную систему вам может потребоваться добавить более агрессивные очистители для удаления старых отложений и загрязнений.Это может быть особенно верно, если в новой системе используется бывшее в употреблении оборудование. Во всех частях этого процесса должна быть включена фильтрация, как показано на фотографии выше. Во время процесса очистки необходимо проводить тестирование воды на различных этапах (перед очисткой, во время очистки, во время промывки и после этапов пост-пассивации).

Тестирование должно рассчитывать множество различных факторов, включая жесткость воды, щелочность, хлориды, кремнезем, масла и смазки, TOC, сульфаты, pH, проводимость, а также уровни железа, меди и алюминия.Анализ гранулометрического состава должен также выполняться для воды для окончательной промывки или системной воды, поскольку большинство поставщиков нового энергоэффективного оборудования имеют ограничения на взвешенные твердые частицы и размер частиц. Компания, производящая очистку и тестирование, должна выпустить отчет, в котором обсуждаются используемый протокол, результаты тестирования и любые странности, которые могут повлиять на систему позже. Отчет должен также включать любые рекомендации по будущей эксплуатации системы.Этот отчет обеспечивает подтверждение и подтверждение того, что спецификации были соблюдены.

Для защиты системы во время нормальной работы следует добавлять ингибиторы коррозии, чтобы замедлить скорость коррозии. (Примечание: коррозию невозможно полностью остановить, ее скорость можно только замедлить.) Ингибиторы коррозии должны соответствовать потребностям каждой металлургической отрасли, задействованной в системе. Большинство поставщиков систем водоподготовки комбинируют различные ингибиторы коррозии для защиты различных металлургических предприятий в своих составах, но они должны убедиться, что их составы действительно соответствуют требованиям конкретной задействованной системы, а также различных теплообменников и металлургических материалов, включенных в систему.Устройство для очистки воды должно быть снабжено всей документацией по оборудованию, чтобы убедиться, что для очистки используется надлежащий материал для системы.

Фильтры-питатели серии Neptune ™ FTF и принадлежности.

Большинство смешанных составов также включают полимерные диспергаторы, чтобы попытаться удержать взвешенные твердые частицы в суспензии. Именно здесь фильтрация становится очень важной, помогая удалить любые твердые частицы, оставшиеся или образовавшиеся в системе во время работы. Традиционные методы удаления загрязнений включают сетчатые фильтры и сепараторы грязи / воздуха.Однако такие сита довольно большие и имеют размер примерно 60 ячеек, что эквивалентно 250 микронам. С новым энергоэффективным оборудованием необходима фильтрация до 5 микрон или ниже.

Таким образом, очень важным становится определение и использование оборудования, сочетающего фильтрацию, способную улавливать любые вредные загрязнения и твердые частицы, а также способность добавлять химические вещества, защищающие от коррозии. Фактически, в замкнутых системах обязательно указывать фильтрацию.Если система загрязнена, вы снизите эффективность теплообменного оборудования, что приведет к увеличению затрат на электроэнергию и природный газ.

В качестве решения многие операторы начали встраивать отдельные картриджные фильтры и байпасные питатели в свои системы рециркуляции с замкнутым контуром, в то время как другие объединили системы с помощью прикрепляемого мешка.

В картриджных фильтрах жидкость проходит через систему снаружи внутрь и фильтрует систему, но вы не можете полностью вымыть грязь и мусор, которые картриджный фильтр падает снаружи фильтра, поэтому твердые частицы будут опуститесь на дно кормушки.Таким образом, когда вы перезапускаете фильтрацию, вы перемещаете материалы обратно на фильтр, если он установлен правильно, а если нет, то материал возвращается в систему.

Следующим поколением этих комбинированных агрегатов стал фильтр-питатель, защищающий от вредных частиц и мусора. Это конструкция с фильтрующим мешком, который используется для улавливания любых загрязняющих веществ, которые можно полностью удалить из системы и утилизировать. Карманный фильтр с размером ячеек 5 микрон был разработан для улавливания примесей, размер которых меньше толщины человеческого волоса.Еще одним преимуществом фильтровального мешка в питателе фильтра является то, что, когда он наполняется, его можно вынуть из питателя фильтра и выбросить, а это означает, что все захваченные твердые частицы попадают в мусор, а не собираются. вновь введен в замкнутую систему.

В частности, Neptune ™ Chemical Pump Co., Северный Уэльс, штат Пенсильвания, США, которая является товарным знаком PSG®, дуврской компании, Окбрук-Террас, Иллинойс, США, разработала питатель с фильтром серии FTF для использования в закрытых помещениях. петлевые жидкостно-рециркуляционные системы.

Фильтры-питатели серии FTF доступны в пяти моделях с емкостью от 2,5 до 7,5 галлонов (от 9,5 до 28,4 литров). Они были разработаны, чтобы быть удобным способом подачи твердых или жидких химикатов в замкнутые системы рециркуляции горячей или холодной воды, при этом обладая способностью отфильтровывать любые загрязнения, которые могут загрязнять систему, даже такие незначительные, как 1 микрон в размер. Они оснащены перфорированной корзиной из нержавеющей стали, которая удерживает и полностью поддерживает фильтровальный мешок внутри.Одна модель, FTF-5150HP, предлагает увеличенные впускные и выпускные соединения 1,5 дюйма (38 мм), которые позволяют использовать ее для очистки системы с помощью насосов большого объема, когда требуется высокая скорость потока для быстрой очистки или промывки перед запуском.

Существенные преимущества фильтрующих питателей Neptune FTF:

• Возможность фильтрации одновременно с закачкой химикатов
• Устранение необходимости в отдельном байпасном питателе и патронном фильтре
• Наличие фильтровальных мешков с номиналом 1, 5, 20 и 50 микрон
• Возможность быстрой и простой замены фильтровальных рукавов
• Удлиненная горловина с верхним входным отверстием для простой установки фильтровального мешка и корзины
• Быстро открывающаяся затвор высокого давления, обеспечивающая лучшее уплотнение с меньшим усилием и отсутствием необходимости в специальных инструментах, а также обладающая способностью препятствовать открыванию под давлением.

Заключение

Хотя системы рециркуляции с замкнутым контуром никогда не будут «идеальными», в эпоху новых систем с высокой энергоэффективностью крайне важно, чтобы их работа была как можно ближе к этой нирване производительности.Высокопроизводительные фильтрующие устройства, способные как улавливать, так и контролировать загрязняющие вещества, а также вводить химические вещества, которые помогают предотвратить коррозию, могут сыграть значительную роль в оптимизации производительности замкнутой системы.

Об авторах:

Джей Фармери (Jay Farmerie) — исполнительный консультант Cyrus Rice Water Consultants, Inc., который уже более 35 лет предоставляет клиентам консультационные и инженерные услуги по водным ресурсам. Услуги по управлению водными ресурсами и консультационные услуги Cyrus Rice используются представителями тяжелой и легкой обрабатывающей промышленности, архитектурными и проектно-конструкторскими фирмами, государственными учреждениями, электростанциями, работающими на ископаемом топливе, и атомными электростанциями, а также коммунальными предприятиями, включая муниципальное водоснабжение и сточные воды. очистные сооружения.С ним можно связаться по телефону (412) 269-2468 или [email protected]. Для получения дополнительной информации о консультантах Cyrus Rice Water Consultants посетите сайт www.cyrusrice.com.

Том О’Доннелл — директор по развитию бизнеса Neptune ™ и PSG®. С ним можно связаться по телефону (215) 699-8700 или [email protected]. Компания Neptune Chemical Pump Co., расположенная в Северном Уэльсе, штат Пенсильвания, США, является ведущим производителем дозирующих и перистальтических (шланговых) насосов для химикатов, систем подачи химикатов, принадлежностей для впрыскивания химикатов, систем изготовления полимеров и переносных миксеров.Нептун — операционная компания в составе Дуврской компании PSG, Окбрук-Террас, штат Иллинойс, США. PSG состоит из нескольких ведущих производителей насосов, включая Abaque®, Almatec®, Blackmer®, Ebsray®, EnviroGear®, Finder, Griswold ™, Mouvex®, Neptune ™, Quattroflow ™, RedScrew ™ и Wilden®. Дополнительную информацию о Neptune можно найти на сайте www.neptune1.com, а о PSG — на сайте www.psgdover.com.

Геотермальные системы с открытым контуром и замкнутые геотермальные системы

Во всех геотермальных системах используются контуры заземления, чтобы фиксировать постоянную температуру земли для обеспечения обогрева и охлаждения.Существует несколько различных подходов к проектированию контура заземления, но все они делятся на две основные категории: замкнутый контур и разомкнутый контур.

Хотя каждый контур заземления выполняет одну и ту же функцию, у каждой конструкции есть свои плюсы и минусы. В этом посте мы рассмотрим ваши варианты, чтобы вы могли найти подходящее решение для геотермального отопления и охлаждения для своего дома.

Что такое геотермальная система с замкнутым контуром?

В геотермальной системе с замкнутым контуром теплоноситель непрерывно циркулирует по заглубленным или погруженным в воду пластиковым трубам.Петля заполняется только один раз и требует умеренного количества раствора. Одно и то же решение используется снова и снова в замкнутом контуре ! Эти подземные трубы подключаются к внутреннему тепловому насосу для обеспечения отопления и охлаждения.

Для получения дополнительной информации о различных способах проектирования систем с замкнутым контуром ознакомьтесь с нашим подробным руководством по геотермальным системам заземления.

Что такое геотермальная система с открытым контуром?

Геотермальная система с открытым контуром направляет чистую грунтовую воду непосредственно из ближайшего водоносного горизонта в внутренний геотермальный тепловой насос.После того, как вода покидает дом, она выбрасывается обратно через сливной колодец, расположенный на подходящем расстоянии от первого. Воду также можно направлять в местный пруд или в утвержденную дренажную канаву, в зависимости от местных норм.

Поскольку в системах с разомкнутым контуром вода используется «за один проход», их часто называют системами «насос-сброс».

Что лучше: геотермальные системы с замкнутым или разомкнутым контуром?

Стоимость:

Поскольку системы с разомкнутым контуром не требуют рытья траншей, бурения или закапывания сотен футов пластиковых труб, системы с разомкнутым контуром являются самым простым и часто дешевым типом геотермальных источников для установки.

Эти затраты неизбежны при установке любой геотермальной системы с замкнутым контуром.

Осуществимость:

Геотермальные системы с открытым контуром подходят только в том случае, если на объекте имеется достаточное количество чистой пресной воды. Этот источник воды также должен соответствовать требованиям геотермальной системы в галлонах на расход, даже при сезонных изменениях.

Геотермальные системы с замкнутым контуром практичны как для небольших, так и для просторных домов и не полагаются на какой-либо близлежащий источник воды для обогрева и охлаждения.

Прочность:

Производительность системы с разомкнутым контуром может со временем ухудшиться, если присутствуют проблемы с качеством воды, такие как ил, отложения или высокое содержание минералов, или если подача воды снижается по какой-либо причине.

Замкнутые геотермальные контуры заземления могут прослужить 50+ лет — даже до 100 лет при минимальном техническом обслуживании или его отсутствии. После установки заглубленный контур заземления будет постоянным приспособлением на участке до тех пор, пока есть здание, которое нужно обогревать и охлаждать.

Заботы об окружающей среде:

Системы с открытым контуром могут поднимать ил и отложения, которые могут повлиять на водоносные горизонты бытовой воды для домовладельцев, которые зависят от колодезной воды. Кроме того, из-за опасений загрязнения или нарушения окружающей среды некоторые муниципалитеты вообще не разрешают использовать системы с открытым контуром.

В геотермальных системах с замкнутым контуром циркулирует смесь воды и небольшого количества антифриза. Смесь одуванчика состоит всего из 22% пропиленгликоля, нетоксичного пищевого антифриза.После установки системы с замкнутым контуром обмениваются теплом с землей, ничего не вкладывая в землю и не извлекая из нее.

Система отопления с открытым и закрытым контуром

В установках отопления и охлаждения для передачи энергии используется вода, потому что это наиболее затратная эффективная среда
и наиболее доступный и стабильный ресурс. Вода расширяется при нагревании и сжимается (уменьшается объем) при охлаждении. Для размещения расширения и сжатия требуется хранилище.Как правило, существует два типа систем для компенсации теплового расширения: герметичные системы (закрытые) и системы с открытой вентиляцией.

• В открытой вентилируемой системе (разомкнутый контур) открытый резервуар в самой высокой точке установки используется для хранения расширенной жидкости (рисунок 1.1).
• В закрытой системе (находящейся под давлением / герметичной) расширительный бак используется для хранения расширенной жидкости (рисунок 1.2).

Обычно в старых системах отопления, скорее всего, будет установлен котел с открытым воздухом с питающим и расширительным баками.Следует ли сохранить это при ремонте помещения для растений или выбрать закрытую систему?

Мы рассмотрим ключевые различия между открытыми вентилируемыми системами и закрытыми системами, чтобы помочь вам решить, что лучше всего подходит для вашего проекта модернизации системы отопления.

Что такое открытая вентилируемая система?
Открытая для атмосферы система отопления с питающим и расширительным баками.

Как работает открытая система отопления?
Для компенсации потерь воды из-за испарения или утечки в системе уровень воды в баке поддерживается и пополняется автоматически с помощью поплавкового клапана в баке, подключенном к сети.Расширенная вода также размещается в открытом расширительном баке. Давление или напор в системе достигается за счет высоты расположения резервуара над помещением с оборудованием.

Питающие и расширительные баки обычно устанавливаются в пустотах крыши, и высота бака над котлами должна удовлетворять минимальному рабочему давлению для установленного котла и иметь достаточную высоту над самой высокой точкой циркуляционной системы.

Эта система использует существующие линии холодной воды для возврата холодной нециркулируемой воды обратно в систему подачи холодной воды в доме перед источником тепла.Циркуляционный насос с разомкнутым контуром, который обычно используется при модернизации и незначительном ремонте, будет забирать воду непосредственно из горячих или холодных линий, на которых он установлен. Насосы с открытым контуром можно установить, добавив тройник или переходник перед запорным клапаном арматуры, а также в линию вдоль подающей или обратной трубы. В системе с открытым контуром насосы обычно располагаются в шкафу, под полкой или столешницей, очень близко к приспособлению. Насос управляется термостатом или таймером, обеспечивая циркуляцию воды всякий раз, когда это необходимо, чтобы поддерживать желаемую температуру поступающей в арматуру воды.

Каковы недостатки открытой вентиляции для современных котлов?
Открытая вентилируемая система обычно используется в старых системах отопления и не может достигать высоких давлений. Это может позволить загрязняющим веществам попадать в воду системы. Питательные и расширительные баки потребуют периодической очистки и позволят кислороду проникнуть в систему, что может способствовать коррозии. Трубопровод от резервуара до производственного помещения иногда может быть трудным и потребует изоляции для защиты от замерзания.

Что такое закрытая система?
Система отопления, закрытая от атмосферы, без подпиточного и расширительного баков.

Как работает закрытая система?
В закрытых системах будет использоваться блок повышения давления, чтобы обеспечить автоматическое восполнение потерь воды и обеспечить соблюдение минимальных требований к напору. Также потребуется установить специальный расширительный бак, чтобы справиться с эффектами расширения и сжатия теплоносителя, которые будут происходить при изменении температуры теплоносителя во всем диапазоне рабочих температур замкнутой системы отопления.Оба устройства должны иметь точный размер для системы, в которой они используются.

Системы циркуляции воды с замкнутым контуром

имеют специальную обратную линию для возврата воды к исходному источнику отопления или охлаждения. Установка выделенной обратной линии предотвращает возможность смешивания теплых или холодных точек в водопроводе, как в системе с открытым контуром. Часто устанавливаемый в новом строительстве или при обширной реконструкции, это также позволяет установить циркуляционный насос рядом с водонагревателем или другим источником нагрева / охлаждения.

Каковы преимущества закрытой системы?
Закрытые системы занимают меньше места, помогают поддерживать чистоту системы, улучшают качество воды и уменьшают проникновение кислорода.

Преимуществом закрытых систем

является то, что все оборудование — блоки наддува и расширительные баки — расположено в котельной, что упрощает доступ для обслуживания и ремонта.

Блоки повышения давления

предлагают дополнительное преимущество контроля давления в системе, так что устройства могут быть заблокированы для предотвращения работы в случае слишком высоких или слишком низких условий рабочего давления.

Некоторые устройства повышения давления контролируют объемы воды, поступающей в систему, что может помочь выявить утечки, а также помочь решить, когда может потребоваться повторная дозировка ингибиторов коррозии.

Больше для солнечной системы водяного отопления
Солнечная система нагрева воды с открытым контуром

В разомкнутой (прямой) системе вода, нагретая в коллекторах, возвращается в цилиндр, а затем в краны и бытовые приборы. В контур необходимо включить такую ​​систему, как насос с регулируемой температурой, чтобы горячая вода могла циркулировать через панель в холодные ночи для предотвращения замерзания.

Солнечная система водяного отопления замкнутого цикла

В системе с замкнутым контуром (непрямым) теплоноситель, такой как гликоль, циркулирует через панели коллектора, поглощая тепло. Он передает это тепло к теплообменнику в накопителе с горячей водой, где оно передается воде.

Системы с замкнутым контуром немного менее эффективны, чем системы с открытым контуром, так как через теплообменник происходит некоторая потеря тепла. Их преимущество в том, что они могут использовать морозостойкую жидкость, поэтому они больше подходят для участков, подверженных морозам.

Для систем с открытым и закрытым контуром уменьшите теплопотери между солнечными панелями и накопительным баллоном:

• сохраняя расстояние между ними как можно короче
• изоляция всех труб
• прокладка труб через теплые участки дома.

Для оптимизации производительности можно использовать насос, регулируемый температурой воды, для циркуляции воды / теплоносителя. Это может:

• обеспечивают гибкость в расположении панели и цилиндра
• увеличивают часть системы защиты от замерзания, активируя обратный поток через систему разомкнутого контура, когда существует риск замерзания.

Тепловой насос | Буллит Центр

Подземный тепловой насос и внутрипольная излучающая система чрезвычайно эффективно отапливают здание.

• Тепловой насос преобразует 53 ° воды из подземных труб в 95 ° для отопления здания.
• В тепловом насосе используется компрессор для отвода тепла и повышения температуры в системе лучистого тепла.

Пять тепловых насосов помогают поддерживать комфортную температуру в Центре Буллит в течение всего года.Четыре предназначены для обогрева здания, а один — для горячей воды в кранах и системы рекуперации тепла. Тепловой насос — очень эффективная система, потому что он просто передает тепло, а не генерирует его за счет сжигания топлива. В самом общем смысле система теплового насоса состоит из трех замкнутых контуров: контура теплоснабжения с источником тепла, самого теплового насоса и теплообменников излучающего тепла.

Под выставочным пространством Буллит Центр имеет 26 корневых колодцев, которые погружаются на 400 футов ниже поверхности земли.В этих цилиндрах находится трубка с замкнутым контуром, заполненная смесью воды и гликоля. Смесь прокачивается по трубам, поглощая тепло от земли, которая на этой глубине имеет температуру окружающей среды 53 ° F. Затем нагретая смесь возвращается в тепловой насос.

Оказавшись на тепловом насосе, вода и гликоль с температурой 53 ° промывают набор змеевиков, заполненных жидкостью, которая испаряется при очень низкой температуре. Затем пар через компрессор проталкивается в противоположный набор змеевиков, превращая водяной пар в очень горячую жидкость.Затем это тепло передается смеси воды и гликоля, которая проходит через излучающие трубы в полах здания.

Излучающие трубы проходят через здание при температуре 90 ° F, отводя тепло через бетон, эффективно нагревая здание зимой. Летом эти насосы могут работать в обратном направлении, если необходимо, так что радиационные трубы могут перекачивать охлаждающие жидкости через «вены» Bullitt Center. Этот процесс является замкнутым и циклическим, и единственным источником энергии для работы насосов и компрессоров является большое количество солнечных панелей на крыше.

Характеристика следующего здания: неотразимая лестница

Система водяного отопления — Процедура проектирования

При проектировании системы водяного отопления можно использовать следующую процедуру:

1. Рассчитайте теплопотери в помещениях
2. Рассчитайте мощность котла
3. Выберите нагревательные элементы
4. Выберите тип, размер и режим работы циркуляционного насоса
5. Составьте схему труб и рассчитайте размеры труб
6. Рассчитайте расширительный бак
7. Рассчитайте предохранительные клапаны

1.Расчет потерь тепла

Рассчитайте потери тепла при передаче через стены, окна, двери, потолки, полы и т. Д. Кроме того, необходимо рассчитать потери тепла, вызванные вентиляцией и проникновением наружного воздуха.

2. Мощность котла

Мощность котла может быть выражена как

B = H (1 + x) (1)

, где

B = мощность котла (кВт)

H = общие тепловые потери (кВт)

x = запас на нагрев — обычно используются значения в диапазоне 0.От 1 до 0,2

Подходящий котел необходимо выбрать из производственной документации.

3. Выбор комнатных обогревателей

Номинальные характеристики радиаторов и комнатных обогревателей можно рассчитать как

R = H (1 + x) (2)

, где

R = рейтинг обогреватели в помещении (Вт)

H = потери тепла из помещения (Вт)

x = запас на обогрев помещения — общие значения в диапазоне 0.От 1 до 0,2

Нагреватели с правильными характеристиками должны быть выбраны из производственной документации.

4. Калибровка насосов

Производительность циркуляционных насосов может быть рассчитана как

Q = H / (h ₁ — h ₂ ) ρ (3)

где

Q = объем воды (м ³ / с)

H = общие тепловые потери (кВт)

h ₁ = энтальпия потока воды (кДж / кг) (4 .204 кДж / кг. ^o C при 5 ^o C, 4,219 кДж / кг. ^o C при 100 ^o C )

h ₂ = энтальпия возвратной воды (кДж / кг)

ρ = плотность воды на насосе (кг ( 3) можно приблизить к

Q = H / 4.185 (t ₁ -t ₂ ) (3b)

где

t ₁ = температура потока ( ^o C)

62 t = температура обратки ( ^o C)

Для циркуляционных систем низкого давления — LPHW напор от 10 до 60 кН / м ² и сопротивление трению основной трубы от 80 до 250 Н / м ² на метр трубы распространены.

Для насосных циркуляционных систем высокого давления — HPHW напор от 60 до 250 кН / м ² и сопротивление трению основной трубы от 100 до 300 Н / м ² на метр трубы.

Циркуляционная сила в гравитационной системе может быть рассчитана как

p = hg (ρ ₁ — ρ ₂ ) (4)

где

p = давление циркуляции в наличии (Н / м ² )

h = высота между центром котла и центром радиатора (м)

g = ускорение свободного падения = 9.81 (м / с ² )

ρ ₁ = плотность воды при температуре подачи (кг / м ³ )

ρ ₂ = плотность воды при температуре возврата (кг / м ³ )

5. Определение размеров труб

Полная потеря давления в системе трубопроводов горячей воды может быть выражена как

p _t = p ₁ + p ₂ (5)

где

p _t = общая потеря давления в системе (Н / м ² )

p _{1 67 = основная потеря давления из-за трения (Н / м ² )}

p ₂ = незначительная потеря давления из-за фитингов (Н / м ² )

м В качестве альтернативы основная потеря давления из-за трения может быть выражена как

p ₁ = il (6)

, где

i = сопротивление трения основной трубы на длину трубы (Н / м ² на метр трубы)

л = длина трубы (м)

Значения сопротивления трению для фактических труб и объемных расходов можно получить из специальных таблиц, составленных для труб или трубок.

Незначительные потери давления из-за фитингов, таких как изгибы, колена, клапаны и т. выражается как «напор»

h _потери = ξ v ² /2 g (7b)

где

ξ = коэффициент незначительных потерь

= потеря давления (Па (Н / м ² ), psi (фунт / фут ² ))

ρ = плотность (кг / м ³ , снаряды / фут ³ )

v = скорость потока (м / с, фут / с)

h _потеря = потеря напора (м, фут)

g = ускорение свободного падения ( 9.81 м / с ² , 32,17 фут / с ² )

6. Расширительный бак

Когда жидкость нагревается, она расширяется. Расширение воды, нагретой от 7 ^o ° C до 100 ^° ° C , составляет приблизительно 4% . Чтобы избежать расширения, создающего давление в системе, превышающее расчетное давление, обычно расширяющуюся жидкость направляют в резервуар — открытый или закрытый.

Открытый расширительный бак

Открытый расширительный бак применим только для систем горячего водоснабжения низкого давления — LPHW -.Давление ограничено самым высоким расположением бака.

Объем открытого расширительного бачка должен быть вдвое больше предполагаемого объема расширения в системе. Приведенная ниже формула может использоваться для системы горячего водоснабжения с нагревом от 7 ^o C до 100 ^o C (4%):

V _t = 2 0,04 V _w (8 )

где

V _т = объем расширительного бака (м ³ )

V _w = объем воды в системе (м воды в системе) ³ )

Закрытый расширительный бак

В закрытом расширительном баке давление в системе частично поддерживается сжатым воздухом.Объем расширительного бачка можно выразить как:

V _t = V _e p _w / (p _w — p _i ) (8b)

где

V _т = объем расширительного бака (м ³ )

V _e = объем, на который увеличивается содержание воды (м ³ ) 9174

p _w = абсолютное давление резервуара при рабочей температуре — рабочая система (кН / м ² )

p _i = абсолютное давление холодного резервуара при наполнении — нерабочая система ( кН / м ² )

Расширяющийся объем может быть выражен как:

V _e = V _w (ρ _i — ρ _w ) / ρ _w (8c)

где

V _w = объем воды в системе (м ³ ) = плотность холодной воды при температуре наполнения (кг / м ³ )

ρ _w = плотность воды при рабочей температуре (кг / м ³ )

Рабочее давление системы — p _w — должно быть таким, чтобы рабочее давление в наивысшей точке системы соответствовало температуре кипения на 10 ^o C выше рабочей температуры.

p _w = рабочее давление в наивысшей точке

+ разница статического давления между наивысшей точкой и резервуаром

+/- давление насоса (+/- в зависимости от положения насоса)

7. Выбор предохранительных клапанов

Предохранительные клапаны для систем с принудительной циркуляцией (насос)

Настройки предохранительного клапана = давление на выходной стороне насоса + 70 кН / м ²

Предохранительные клапаны для систем самотечной циркуляции

Настройки предохранительного клапана = давление в системе + 15 кН / м ²

Чтобы предотвратить утечку из-за ударов в системе, обычно настройка составляет не менее 240 кН / м ² .

Типы солнечных систем горячего водоснабжения в Орландо

В системах с замкнутым и открытым контуром могут использоваться плоские пластинчатые коллекторы или вакуумные трубчатые коллекторы для нагрева воды через солнечную батарею для горячей воды в Орландо.

Солнечная водонагревательная система с дренажом

В дренажных системах используется дистиллированная вода в качестве теплоносителя (HTF) в контуре коллектора. Насос прокачивает воду по коллекторам.Вода самотеком стекает в накопительный бак и теплообменник; нет клапанов, которые могут выйти из строя, и система полностью не находится под давлением. Когда насосы выключены, коллекторы пусты, что обеспечивает защиту от замерзания, а также позволяет системе отключаться, если вода в накопительном баке становится слишком горячей.

Поскольку в качестве теплоносителя используется вода, ее никогда не нужно менять, как системы антифриза под давлением. Большинство правил водоснабжения не требуют использования теплообменников с двойными стенками для систем слива с дистиллированной водой.

Преимущества этой системы

• В системе нет обратных клапанов, вентиляционных отверстий, манометров и расширительных баков.

• Невозможно перевернуть термосифон ночью.

• Дренажные системы могут перегревать системы антифриза до 8%.

• Необходимо использовать трубы большего размера (медная труба 3/4 ″) и изоляция.

• Компоненты дренажной системы стоят примерно на 15-20% больше, чем активная открытая система прямого контура солнечная вода для нагрева воды в жилых домах.
  

Активная солнечная водонагревательная система с открытым контуром

Это самая простая и, как правило, наименее дорогая в установке активная система. Нет теплообменника, что позволяет эффективно передавать тепло непосредственно воде. Система работает при стандартном линейном давлении.

Дифференциальный контроллер сравнивает температуру датчика, расположенного на солнечном коллекторе, с температурой датчика, расположенного на дне резервуара для горячей воды (там, где у вас более холодная вода).Когда солнечный коллектор теплее воды на дне резервуара на 4 или 5 градусов, дифференциальное управление активирует небольшой циркуляционный насос, который забирает холодную воду из нижней части резервуара для хранения горячей воды и направляет ее через солнечную батарею. коллекционер. Вода, нагретая солнечными батареями, возвращается в верхнюю часть бака.

Другая версия этой системы использует небольшую фотоэлектрическую панель (солнечное электричество) для управления циркуляционным насосом постоянного тока (DC).

Системы прямого разомкнутого цикла подходят для мягкого и умеренного климата, где замерзание минимально.

Как работает защита от замерзания:

Дифференциальный контроллер использует циркуляционный насос для циркуляции теплой воды из накопительного бака через коллекторы и трубопроводы в редкие вечера, когда температура приближается к нулю.

Существует дополнительный резервный клапан замораживания, расположенный на коллекторе, который активируется путем подачи воды из коллектора на крышу, когда температура приближается к нулю.

Преимущества этой системы

— Прямая система обеспечивает наивысшие эксплуатационные характеристики, поскольку отсутствуют потери тепла в ночное время из-за горячей воды, хранящейся на крыше, как в пассивной системе, и не происходит потери эффективности из-за теплообмена. процесс как в замкнутой системе.

-Питьевая вода из резервуара для горячей воды циркулирует непосредственно через коллектор.

В результате вода нагревается от 140 до 160 градусов, в результате, открывая кран, вы смешиваете (добавляете) больше холодной воды с меньшим количеством горячей воды, поддерживая больше свободной воды, нагретой солнечными батареями, ожидающей использования. Также есть клапан от ожогов, который предотвращает поражение или травму, просто включив горячую воду.

Пассивные солнечные водонагревательные системы

Пассивные системы можно разделить на два типа: термосифонные и накопители со встроенными коллекторами (ICS).

Пассивные солнечные водонагревательные системы популярны благодаря присущей им простоте и надежности, отсутствию насосов, контроллеров или проводки.

Накопительный бак расположен на крыше, и холодная вода из города или колодца течет прямо в коллектор на крыше, где она нагревается, а затем течет в обычный водонагреватель объемом 40 или 60 галлонов, расположенный на уровне земли. , и у вас есть запас горячей воды в резервуаре на ночь. Если у вас есть большие утренние заправки горячей воды (например, душ или ванна), большая часть собранной тепловой энергии, возвращающейся в ваш резервуар, теряется за ночь, что позволяет сэкономить 50-60% ваших долгосрочных затрат на электроэнергию для горячей воды по сравнению с примерно Экономия 85% с помощью активной солнечной водонагревательной системы с открытым контуром.

В случае термосифонной системы изолированный резервуар на крыше, расположенный над коллектором, снизит потери накопленного тепла в ночное время, но это не эстетично. Эти виды более популярны на островах.

Активная солнечная система водяного отопления с замкнутым контуром

Насосы обеспечивают циркуляцию нетоксичного теплоносителя (HTF) через коллекторы и теплообменник.Они популярны в климате, склонном к постоянным отрицательным температурам.

Эти системы перекачивают теплоносители (обычно гликоль, одобренный FDA) через коллекторы. Теплообменники передают тепло от жидкости к бытовой воде, хранящейся в резервуарах. Гликолевые системы с замкнутым контуром обеспечивают хорошую защиту от замерзания. Однако гликоль необходимо проверять каждый год и менять каждые 3-10 лет, в зависимости от качества гликоля и температуры системы. Как правило, они более сложны, чем система с открытым прямым контуром, потому что требуется либо резервуар с теплообменным змеевиком, либо внешний теплообменник.Поскольку требуется теплообменник, коллекторный контур будет работать при несколько более высоких температурах, чем система с открытым контуром. Петля коллектора должна находиться под давлением (8-12 фунтов на квадратный дюйм).

Антифриз может нуждаться в дозаправке от 3 до 5 лет.

Солнечные коллекторы с вакуумными трубками

Они имеют параллельные ряды прозрачных стеклянных трубок. Каждая трубка содержит стеклянную внешнюю трубку и металлическую трубку-поглотитель, прикрепленную к ребру.Покрытие ребра поглощает солнечную энергию, но препятствует потерям лучистого тепла. Эти коллекторы чаще используются в коммерческих приложениях.

Лучше ли использовать вакуумные трубы для солнечного нагрева воды?

Мы не рекомендуем монтируемые на крыше системы солнечных коллекторов с вакуумными трубами для ветровых зон, таких как Флорида. Хотя эти системы могут быть более эффективными, чем плоские солнечные коллекторы, только в пасмурную погоду система вакуумных трубчатых коллекторов напоминает группу люминесцентных лампочек на вашей крыше.

Естественно, цилиндр с откачанной трубкой будет иметь минимальное сопротивление ветру, что хорошо. Но при ударе летящим предметом он будет иметь очень низкую ударопрочность. Современные плоские коллекторы имеют накладки из закаленного стекла, которые могут выдерживать прямые удары таких ветряных предметов, как кусок древесины.

Вакуумные трубчатые коллекторы более популярны в Европе, где они могут быть более эффективными в частых пасмурных погодных условиях с более низкими средними температурами воздуха, чем во Флориде.

Система водяного отопления без резервуара

Экономит ли безрезервуарный водонагреватель больше денег, чем солнечный водонагреватель?

Экономия 20% на безрезервуоре по сравнению с экономией до 85% на солнечном нагреве воды — это реальность, стоящая за вашей экономией на счетах за электроэнергию, однако фактор удобства мгновенного горячего водоснабжения является преобладающим преимуществом безрезервуарной системы водяного отопления. Вот почему: вода, которую вы используете, все равно должна быть нагрета: количество энергии, необходимое для нагрева галлона воды до определенной температуры, не меняется только потому, что он нагревается с большей скоростью.

Безбаковый водонагреватель исключает затраты энергии только на поддержание температуры воды, которая уже была нагрета и находится в накопительном баке, ожидая использования. Потери в режиме ожидания (примерно 5 минут в час)

Таким образом, безбаковый водонагреватель экономит от 15 до 20% затрат на нагрев воды по сравнению с солнечной энергией при 85% экономии по сравнению с обычным электрическим или газовым водонагревателем с резервуаром. .

Бесконтактные водонагреватели имеют недостатки.По данным Министерства энергетики США, «Иногда… даже самая большая газовая модель не может обеспечить достаточно горячей воды для одновременного многократного использования… Одновременное принятие душа и включение посудомоечной машины может растянуть (без бака) водонагреватель до его предел ».

No related posts.