Issuu on Google+

Применение гидравлических разделителей с котлами BAXI Даже опытные монтажные и проектные организации зачастую незаслуженно забывают о применении гидравлических разделителей. При этом во время проведения многочисленных семинаров, посвященных газовым котлам BAXI, тема применения гидравлических разделителей всегда вызывает интерес участников семинаров. В данной статье хотелось бы в очередной раз в простой и доступной форме объяснить принцип действия гидравлического разделителя и остановиться на преимуществах в применении данного прибора.

1. ЗАЧЕМ НУЖЕН ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ В традиционных отопительных установках все вторичные контуры, обслуживающие отопительные зоны или бойлеры ГВС, подключаются к общей коллекторной трубе, которая проходит от первичного контура котла. В этом случае насосы вторичных контуров установки будут существенно влиять на функционирование насоса первичного контура. Рассмотрим следующие примеры:

Неработающие насосы

Два работающих насоса

Один работающий насос

Все работающие насосы

Как видно на предыдущих рисунках, если изменяется количество одновременно работающих насосов, то разность давления между контуром подачи и возврата первичного контура тоже меняется. Суммарная производительность работающих насосов может значительно превышать производительность котлового насоса. Работа каждого насоса в этом случае подвержена существенному влиянию со стороны других насосов системы. В результате мы сталкиваемся со следующими проблемами:  

Насосы могут не обеспечить необходимую производительность (в установках с разными насосами, большими и малыми). 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 неоптимальном или нештатном режиме).

Применение гидравлических разделителей с котлами BAXI

1


   

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 разбалансированию. Радиаторы могут нагреваться даже при остановленных насосах (из-за паразитных течений, создаваемых другими работающими насосами). Эти явления вызываются естественной циркуляцией или циркуляцией в байпасах при выключенных клапанах. Сложности с подбором насосов. Правильный подбор насосов для такой системы является непростой задачей. В частности, суммарное давление, создаваемое котловым насосом должно превосходить суммарное разряжение ΔP, создаваемое зональными насосами. Увеличенная скорость протока 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.

Схема с установленным гидравлическим разделителем

2. РАБОТА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗДЕЛИТЕЛЯ Функцией гидравлического разделителя, как следует из его названия, является отделение первичного (котлового) контура от вторичного (отопительного). При использовании гидравлического разделителя давление ΔP между коллекторами подачи и возврата близко к нулю. Давление ΔP определяется гидравлическим сопротивлением разделителя, которое незначительно. Кроме того, это значение является постоянной величиной, не зависящей от количества одновременно работающих насосов во вторичном контуре. Обычно, ΔP считают показателем, определяющим взаимную связь между контурами. В любом случае, можно зафиксировать минимально допустимую величину ΔP, которая является минимальной величиной, при которой взаимная связь между контурами не вызывает явных отклонений функционирования, поскольку эти величины зависят от слишком большого количества переменных. Можно пользоваться следующим правилом: ΔP < 0,4 ÷ 0,5 м вод.ст. При размещении гидравлического разделителя между контуром котла и контуром, который включает коллекторы и вторичные элементы системы, ΔP между линиями возврата и подачи становится равным сопротивлению потоку гидравлического разделителя, которое несущественно. Кроме того, эта величина постоянна и не зависит от количества вторичных насосов, которые функционируют одновременно в конкретный момент времени. При установке гидравлического разделителя температура на подаче в отопительный контур будет отличатся от рассчитанной при его отсутствии. Это обусловлено процессами смешивания воды подачи и Применение гидравлических разделителей с котлами BAXI

2


возврата. Таким образом, если установка гидравлического разделителя осуществляется в уже существующую систему, возможно, будет необходимо изменить размеры радиаторов, учитывая разность температур при решении без гидравлического разделителя. Максимальная температура потока к радиаторам будет равна T3 (см. рисунок ниже). Гидравлический разделитель может работать в трех режимах. Выходная температура котлового контура равна входной температуре вторичного контура Тоже самое происходит в традиционной отопительной системе (в которой насосы первичного контура выбраны с входными параметрами, аналогичными соответствующим параметрам вторичного контура). В этом случае, как можно понять из приведенного ниже пояснения, использование разделителя не изменяет эти значения температуры, поэтому размеры радиаторов можно выбирать исходя из максимальной температуры потока теплоносителя, которую производит котел.

Котловой контур

Вторичный контур

В этом случае связь между температурами, как предполагалось выше, имеет вид: T1= T3 и T4=T2 Выходная температура котлового контура выше, чем входная температура вторичного контура Такая ситуация происходит тогда, когда для системы отопления достаточно работы всего одного котла из нескольких, работающих в каскаде.

Котловой контур

Вторичный контур

В этом втором случае связь между температурами воды при подключении гидравлического разделителя имеет следующий вид: T1 > T3 и T2 = T4

ΔTкотла=Q/Gкотла

ΔTсистемы=Q/Gсистемы

T2=T1-ΔTкотла

T3=T4+ΔTсистемы=T2+ΔTсистемы

где Q – потребляемая тепловая мощность котлов, а Gсистемы и Gкотла – полезная тепловая мощность контура отопления и котла, соответственно. В данном режиме предпочтение отдается поддержанию величины полезной мощности котлового контура, а не уменьшению затрат на систему и эксплуатационных затрат. Применение гидравлических разделителей с котлами BAXI

3


Входная температура котлового контура ниже, чем входная температура вторичного контура

Котловой контур

Вторичный контур

Такая ситуация происходит тогда, требуется тепло не для всех зон отопления (или не требуется вообще). В этом третьем режиме соотношения имеют следующий вид: T1 = T3 и T2 > T4

ΔTкотла=Q/Gкотла

ΔTсистмы=Q/Gсистемы

T2=T1-ΔTкотла

Символы имеют те же значения. Эта ситуация может быть удачной для эксплуатации в установках с радиаторными панелями, связанными с традиционными котлами, для повышения температуры возврата в котел выше величины, при которой начинается процесс конденсации в продуктах сгорания.

3. РАЗМЕРЫ И РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗДЕЛИТЕЛЯ При самостоятельном изготовлении гидравлического разделителя обычно применяют два метода для определения оптимальных размеров – метод трёх диаметров и метод чередующихся патрубков. Единственный размер, который необходимо определить при подборе разделителя – это диаметр разделителя (или диаметр подводящих патрубков). Гидравлический разделитель подбирается, исходя из максимально возможного протока воды в системе (куб. м/час) и обеспечения минимальной скорости воды в разделителе и в подводящих патрубках. Рекомендуемая максимальная скорость движения воды через поперечное сечение гидравлического разделителя составляет примерно 0,2 м/сек.

Метод трех диаметров

Применение гидравлических разделителей с котлами BAXI

Метод чередующихся патрубков

4


Расчет гидравлического разделителя. Опуская несложные математические выкладки, получаем следующие формулы Зависимость диаметра гидравлического разделителя от максимального протока воды в системе.

Используемые математические обозначения: D – диаметр гидравлического разделителя, мм; d – диаметр подводящих патрубков, мм; G – максимальный проток воды через разделитель, куб. м/час; w – максимальная скорость движения воды через поперечное сечение гидравлического разделителя, м/сек (ориентировочное значение составляет примерно 0,2 м/сек); с – теплоемкость теплоносителя, в данном примере – теплоемкость воды (константа); P – максимальная мощность устанавливаемого котельного оборудования, кВт; ΔT - задаваемая разность температур между подачей и возвратом системы отопления, °С (принимаем равной примерно 10°С). Пример. После подбора насосов получились следующие значения для максимальных режимов. В котельном контуре расход воды через каждый из котлов составил 3,2 куб. м /час. Итоговый расход воды в котельном контуре составляет 3,2+3,2=6,4 куб. м/час. В отопительном контуре имеем: - первая зона системы отопления – 1,9 куб. м/час; - вторая зона системы отопления – 1,8 куб. м/час; - низкотемпературная зона – 1,4 куб. м /час; - бойлер ГВС – 2,3 куб. м/час. Итоговый расход воды 1,9+1,8+1,4+2,3=7,6 куб. м/час.

через

отопительный

контур

в

пиковом

режиме

составляет

Пиковый расход воды в отопительном контуре выше расхода воды в котловом контуре, поэтому размеры гидравлического разделителя определяем по расходу в отопительном контуре.

Таким образом ориентировочный диаметр разделителя получился равным 116 мм. Зависимость диаметра гидравлического устанавливаемого котельного оборудования.

разделителя

от

максимальной

мощности

Если насосы еще не подобраны, то примерно оценить размеры гидравлического разделителя можно по максимальной мощности устанавливаемого котельного оборудования, задав разность температур между подачей и возвратом системы отопления равной примерно 10°С.

Применение гидравлических разделителей с котлами BAXI

5


Пример. Использоваться будут два котла с максимальной мощностью каждого – 49 кВт.

Ориентировочный диаметр разделителя получился равным 121 мм.

4. ПРИМЕНЕНИЕ ГОТОВЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАЗДЕЛИТЕЛЕЙ В последнее время все чаще применяют готовые гидравлические разделители, имеющиеся в продаже. В этом случае разделитель выбирается по каталогу в зависимости от требуемой мощности (в кВт) и максимального протока воды в системе (л/час). В таких разделителях используются современные конструкторские разработки. Они подвергаются антикоррозийной обработке, зачастую снабжены готовой изоляцией, автоматическим дегазатором и отделителем шлама. Отметим также, что изготавливаемые в заводских условиях гидравлические разделители могут иметь формы, отличные от рассмотренных выше. Кран Воздухоотводчик Стальной корпус Теплоизоляция Сетка для отделения шлама и воздуха Внешнее покрытие Антикоррозионное покрытие Сливной кран

Грязеотстойник

Гидравлические разделители компании BAXI имеют следующие характеристики: • • • • •

стальной корпус с эпоксидным покрытием максимальное рабочее давление: 10 бар оснащен автоматическим разгрузочным и воздухоотводящим клапаном оснащен ½”F зажимом держателя датчика входной/выходной температуры теплоизоляция из жесткого пенополиуретана

Для всех конденсационных котлов BAXI мощностью от 45 кВт и выше применение гидравлического разделителя является обязательным.

Применение гидравлических разделителей с котлами BAXI

6


Изображение

Описание

Код

Гидравлический разделитель HS 8.5 – 8,5 м3/ч 2” резьбовые соединения

LSD 790000310

Гидравлический разделитель HS 18 – 18 м3/ч Ø 65 фланцевые соединения

LSD 790000320

Гидравлический разделитель HS 28 – 28 м3/ч Ø 80 фланцевые соединения

LSD 790000330

Гидравлический разделитель HS 56 – 56 м3/ч Ø 100 фланцевые соединения

LSD 790000340

Применение гидравлических разделителей с котлами BAXI

7


5. ЕЩЕ РАЗ О НЕКОТОРЫХ ПРЕИМУЩЕСТВАХ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗДЕЛИТЕЛЯ 1) 2) 3) 4)

Существенно упрощается подбор насосов. Улучшается режим работы и долговечность котельного оборудования. Гидравлическая устойчивость системы, отсутствие разбалансировки. Если типовой настенный двухконтурный котел работает на большую систему отопления, то встроенного насоса может быть недостаточно. Идеальным вариантом является применение гидравлического разделителя и небольших насосов на каждую зону. 5) Готовые разделители, имеющиеся в продаже, можно использовать в качестве эффективных удалителей шлама и воздуха из системы.

Применение гидравлических разделителей с котлами BAXI

8


Hydraulic separator BAXI