Для того чтобы организовать работу одного или нескольких отопительных контуров в гидравлической системе, их необходимо присоединить к теплогенератору-котлу. Эту задачу можно решить разными способами, специалисты называют их схемами обвязки котельных. Рассмотрим наиболее распространенные из них, а также принципы организации соответствующего процесса управления со всеми их достоинствами и недостатками.
Отопительные контуры по способу достижения температуры в них подразделяются на прямой и смесительный. Температура воды в прямом контуре достигается только за счет горелки и зависит от продолжительности ее работы. В смесительном температура теплоносителя определяется как работой горелки, так и положением заслонки исполнительного устройства — смесителя с сервоприводом. Прибегнув к первому варианту, можно без проблем связать низкотемпературный котел с одним контуром радиаторного отопления и обеспечить автоматизированное управление им в зависимости от наружной температуры. Дело это совсем несложное и относительно недорогое. Если же требуется организовать, помимо отопления, и горячее водоснабжение, причем не прибегая к смесительным узлам, применяют два типа схем. Первая — с трехходовым краном, вторая схема — с двумя насосами.
Самой простой является схема с трехходовым переключающим краном, оснащенным сервоприводом. Вода от котла направляется к крану, который, в свою очередь, направляет ее либо в отопительный контур, либо в контур подогрева бойлера. Переключение может осуществляться как вручную, что обычно трудоемко, так и по команде панели управления котла. Контроль температуры воды в бойлере осуществляет автоматика с помощью установленного в нем датчика температуры. Как только вода остынет ниже необходимого уровня, подается команда на переключение трехходового крана.
Обращаем внимание, что при такой схеме обвязки и управления во время нагревания воды в бойлере отопление отключается (то есть нельзя организовать управление горячим водоснабжением со смешанным приоритетом).
Коллекторная схема, как следует из названия, предполагает использование для обвязки котельной коллекторов, представляющих собой трубы с выводами на необходимое количество контуров. Эта схема, будучи достаточно простой, получила широкое распространение благодаря появлению так называемых компонентов быстрого монтажа. В их состав входят насосно-смесительные группы, выпускаемые сейчас многими фирмами-производителями отопительного оборудования. Эти устройства позволяют достаточно быстро (обвязка котельной занимает считанные дни) собрать систему с несколькими нагревательными контурами.
Однако необходимо отметить, что подобные модули применяются главным образом для котельных небольшой мощности — до 85 кВт. Тем не менее они чрезвычайно удобны при монтаже и заметно снижают риск ошибки из-за пресловутого человеческого фактора, поскольку собраны и проверены на работоспособность и герметичность в заводских условиях.
Интересен вариант для обвязки котлов, который в среде монтажников получил название «принцип колец». Имеется в виду схема первичного и вторичных колец, принцип действия которой таков: котловая вода постоянно циркулирует по малому контуру (первичному кольцу), из которого с помощью циркуляционных насосов отбирают теплоноситель уже другие потребители тепла (различные контуры). Достоинством этой схемы является возможность подключения большого количества вторичных контуров при обеспечении номинальной скорости протока через котел и относительной простоте конструкции. Для облегчения процесса монтажа котельной по этой схеме предлагаются готовые комплекты.
Если в котельной более двух котлов или несколько различных контуров потребления, например — радиаторное отопление, контур «теплых полов», теплообменник бассейна и другие, настоятельно рекомендуем в обвязке котельной применить гидравлический разделитель. Даже опытные монтажные и проектные организации зачастую незаслуженно забывают о применении гидравлических разделителей. При этом при общении монтажников между собой тема применения гидравлических разделителей всегда вызывает большой интерес.
В данной статье хотелось бы в простой и доступной форме объяснить принцип действия гидравлического разделителя и остановиться на преимуществах в применении данного прибора. В литературе иногда можно встретить различные названия данного элемента системы отопления — и гидравлический разделитель, и гидравлическая стрелка, и даже гидравлический сепаратор. Давайте рассмотрим следующую типовую схему.
На данной схеме приведен пример двух совместно работающих котлов.
В системе имеются:
— нерегулируемая зона отопления без собственного насоса (зона 1);
— высокотемпературная зона отопления (зона 2) с собственным насосом, регулируемая при помощи зонального комнатного термостата (КТ2);
— низкотемпературная зона (зона 3 — «теплые полы»), регулируемая при помощи датчика температуры воды;
— бойлер для горячей воды, присоединенный как одна из зон системы отопления.
Температура воды в бойлере регулируется при помощи термостата бойлера путем включения загрузочного насоса бойлера. В традиционных гидравлических схемах, применяемых в отоплении, все контуры соединены с общим коллектором.
В рассматриваемом примере при изменении количества работающих зональных насосов (Н2, НЗ, Н4) вторичных контуров будет изменяться перепад давления (АР), создаваемый зональными насосами на коллекторе между подачей и возвратом. Работа каждого насоса в этом случае подвержена существенному влиянию со стороны других насосов системы.
И мы сталкиваемся со следующими проблемами:
— Насосы могут не обеспечить необходимую производительность. Это особенно относится к маломощным насосам, которые должны расходовать много энергии для преодоления влияния насосов большей мощности.
— Насосы могут выйти из строя (влияние дополнительных контуров может заставить насосы работать в не оптимальном или нештатном режиме).
— Система отопления работает большую часть времени в условиях, далеких от оптимальных, а не в тех, на которые она была рассчитана при проектировании.
— Использование устройств регулирования расхода в зональных системах приводит к разбалансированности. Радиаторы могут нагреваться даже при остановленных насосах (из-за паразитных течений, создаваемых другими работающими насосами).
— Сложности с подбором насосов. Правильный подбор насосов для такой системы является непростой задачей.
В частности, суммарное давление, создаваемое основными насосами котлов (КН1 и КН2) должно превосходить суммарное разряжение АР, создаваемое зональными насосами (Н2, НЗ, Н4..-.). Увеличенная скорость воды может увеличить шум в системе. Избежать всех вышеперечисленных проблем и обеспечить устойчивую работу системы поможет применение такого простого элемента, как гидравлический разделитель. Иногда его также называют гидравлической стрелкой. И ранее рассмотренная схема превращается в следующую.
Функцией гидравлического разделителя, как следует из его названия, является отделение первичного (котлового) контура от вторичного (отопительного). При использовании гидравлического разделителя давление АР между коллекторами подачи и возврата близко к нулю. Давление АР определяется гидравлическим сопротивлением разделителя! которое незначительно. Кроме того, по значение является постоянной величиной, не зависящей от количества одновременно работающих насосов во вторичном контуре.