Балансировка системы отопления в частном доме: Как распределить тепло

Симптомы неполадок

Давайте рассмотрим те явления, которые являются явными признаками отсутствия балансировки:

• разница температур в помещениях. Как уже говорилось выше, при некачественной балансировке или полном ее отсутствии в одних комнатах будет гораздо холоднее, чем в других. Самые близкие к котлу помещения будут мучить вас удушливой жарой, а в самых дальних вы будете мерзнуть;
• одна из батарей отопления постоянно журчит. Такой шум свидетельствует о неполадках в токе теплоносителя;
• теплый пол, залитый бетонной стяжкой, неравномерно прогревает поверхность.

Следует учесть, что далеко не каждая проблема в работе отопительной системы связана с ее балансировкой. Наоборот, бывают случаи, когда проводить эту операцию абсолютно бессмысленно:

• завоздушенность системы;
• протечка;
• образование засора;
• нарушение работоспособности расширительного бака.

Что касается других причин, то все очевидно. Протечку нужно заделать (или заменить поврежденный элемент на новый), засор устранить, расширительный бак починить (как правило, проблема заключается в разрыве мембраны). Только после этого, если проблемы с распределением теплоносителя все же сохраняются, можно провести балансировку.

Если вы живете во многоквартирном доме, то вопрос, как отбалансировать систему, не стоит. Напротив, своими руками вам туда лезть вообще нельзя, поскольку любые неверные действия негативно скажутся не только на вашей квартире, но и на соседских. Если вы заметили проблемы с отоплением в таком жилище, то обратитесь в управляющую компанию — решение подобных ситуаций находится исключительно в их компетенции.

Что касается частного дома с автономной системой отопления, некоторые хозяева считают, что можно просто регулировать поток теплоносителя в радиаторах с помощью обычных запорных шаровых кранов. На самом деле, это не так.

То есть, если вы откроете такой кран всего наполовину, то объем поступающей жидкости, конечно, снизится, тем самым изменится и температура в помещении. Но вот с запорным оборудованием вскоре возникнут проблемы. Шаровой кран не предназначен для таких манипуляций, его жизненные принципы просты: ему необходимо быть либо полностью открытым, либо полностью закрытым. Любые полумеры ухудшают его работоспособность, а затем и вовсе выводят из строя.

Поэтому балансировку нужно проводить, как говорится, с умом. А о том, как это сделать, расскажем сейчас подробно.

Методы балансировки

наиболее распространены следующие способы балансировки систем отопления:

• по расходу теплоносителя,
• по балансу температур.

По расходу теплоносителя

Это более точный и эффективный способ. Для него потребуется проект трубопроводной системы и оценочный расчет расхода жидкости в каждом ее сегменте. Приблизительный оценочный расчет можно выполнить самостоятельно, для более точного потребуются услуги инженера- теплотехника. На каждом сегменте должна быть смонтирован балансировочный клапан.

Работают с устройством в следующей последовательности:

• клапанами- партнерами вся система отопления разбивается на отдельные участки,
• проводятся замеры через балансировочные клапаны в каждом модуле, определяется фактический расход теплоносителя на участке,
• полученные данные сравниваются с расчетными значениями расхода для данного сегмента,
• проводится регулировка клапанов и повторная серия измерений.

Если доступен ПК с установленной программой, то задача предварительного расчета упрощается:

• данные измерений передаются на ПК, где строится тепловая и гидравлическая модель системы,
• программа выполняет балансировку, выдавая рекомендации по установке каждого клапана,

Далее мощность котла устанавливается равной расчетному значению.

Для балансировки системы отопления мощность котла устанавливается равной расчетному значению

На современном рынке предлагаются также балансировочные модули со встроенным измерителем расхода, позволяющие выполнять грубую настройку расхода жидкости без применения дорогостоящего измерительного устройства. Для неотопительных систем в небольших зданиях такой точности вполне достаточно.

После выполнения балансировки каждый теплообменник (или сегмент сети) будет получать и отдавать в помещение строго определенное количество тепловой энергии, не зависящее от расстояния между радиатором и котлом, этажа и других факторов. Преимуществами гидравлическая балансировки системы отопления являются:

• высокая точность настройки параметров системы,
• возможность сэкономить до 10% энергоресурсов по сравнению с несбалансированной системой,
• устранение шумов потока в ближних к котлу батареях и трубах.

К недостаткам можно отнести:

• высокая стоимость балансировочных клапанов и универсального измерительного устройства,
• необходимость проектной гидравлической схемы с расчетами значений потока в каждом сегменте.

Для сложных отопительных систем, а тем при балансировке системы отопления многоэтажного дома, это единственный способ повысить эффективность системы отопления.

По температуре

Нередко владелец дома, особенно недавно его приобретший, сталкивается с ситуацией, когда дом прогревается неравномерно, топливо расходуется неэффективно, а никакой документации на систему нет. Отсутствуют и тепловые расчеты.

Наиболее простым выходом в таком случае будет регулировка каждого радиатора по температуре поверхности. На каждый теплообменник придется установить регулировочный вентиль с термостатом. Потребуется также пирометр или электронный контактный термометр для измерения температуры батареи.

Работы по балансировке двухтрубной системы отопления проводятся в следующей последовательности:

• на наиболее удаленном от бойлера теплообменнике вентиль открывают полностью,
• проходя по линии трубы от дальнего радиатора к ближнему, вентиль каждого заворачивают на пропорциональное их числу количество оборотов.
• измеряют температуру на выходе каждого теплообменника,
• двигаясь от дальнего к ближнему, прикручивают или откручивают вентиль таким образом, чтобы его температура стала равна предыдущему,
• между регулировкой и измерением нужно делать паузу в 5-10 минут для стабилизации потока теплоносителя.

Достоинствами температурной балансировки являются

• доступность регулировочной арматуры,
• простота регулировки,
• не нужна гидравлическая схема и точные расчеты.

К недостаткам следует отнести:

• низкая точность регулировки,
• меньшая энергоэффективность
• зависимость температурного режима каждого радиатора от параметров всех остальных,

Такой метод применим для балансировки системы отопления своими руками в небольших постройках.

Что еще может дать такое преображение?

Бивалентные гибридные системы отопления на базе тепловых насосов

Гибридная система отопления (бивалентная) состоит из основного источника тепла, пикового догревателя и буферного накопителя. Данная система позволяет максимально эффективно использовать тепловой насос при минимальных капиталовложениях. 

Функционирование бивалентной системы

Как известно, отопительное оборудование подбирается согласно теплопотерь помещения при минимальной температуре наружного воздуха (для Киева -22 °С). Это значит что подобранный котел должен обогреть Ваше помещение в диапазоне температур: от -22 до +8 °С. Если же проанализировать Климатологию, то окажется что количество дней в отопительном сезоне когда температура опускается ниже -15 °С составляет меньше 5%. Поэтому, нецелесообразно проводить подбор теплового насоса на максимально низкую температуру наружного воздуха, намного выгоднее приобрести тепловой насос меньшей производительности и недорогой дублирующий источник тепла (пиковый догреватель — дешевле всего электрокотел) который будет включаться в работу исключительно при температуре ниже точки бивалентности (как правило -15 °С). Плюсом данной системы является также резервирование системы отопления.

Основные Плюсы:

• Резервирование системы отопления
• Возможность приобретения теплового насоса меньшей теплопроизводительности

Основные Минусы:

Нет

5. Какой мощности нужен тепловой насос?

Если у Вас новый дом из газоблока утепленный 100-120-150 мм минваты или пенопласта (стены и фундамент на глубину промерзания), хорошие двохкамерные энергосберегающие стеклопакеты, утепленная крыша (150-200мм), утепленный пол по грунту (минимум 100 мм.), тогда теплопотери Вашего дома составляют 50 Вт/м2 (при -22 °С):

• Дом 100 м2 — 5 кВт
• Дом 150 м2 -7,5 кВт
• Дом 200 м2 — 10 кВт
• Дом 250 м2 — 12,5 кВт
• Дом 300 м2 — 15 кВт
• Дом 350 м2 — 17,5 кВт
• Дом 400 м2 — 20 кВт
• Дом 450 м2 — 22,5 кВт
• Дом 500 м2 — 25 кВт
• Здание 1000 м2 — 50 кВт

В принципе такие телопотери свободно может покрыть тепловой насос воздух-вода серии Zubadan:

• Дом 100 м2 — 5 кВт — PUHZ-SW50VHA
• Дом 150 м2 -7,5 кВт — PUHZ-SHW80VHA
• Дом 200 м2 — 10 кВт — PUHZ-SHW112VHA/PUHZ-SHW112YHA
• Дом 250 м2 — 12,5 кВт — PUHZ-SHW140YHA
• Дом 300 м2 — 15 кВт — PUHZ-SHW140YHA + резерв 3 кВт
• Дом 350 м2 — 17,5 кВт — PUHZ-SHW230YKA
• Дом 400 м2 — 20 кВт — PUHZ-SHW230YKA
• Дом 450 м2 — 22,5 кВт — PUHZ-SHW230YKA + резерв 3 кВт
• Дом 500 м2 — 25 кВт — PUHZ-SHW230YKA + резерв 5 кВт
• Здание 1000 м2 — 50 кВт — Каскад из 2-х тепловых насосов PUHZ-SHW230YKA + резерв 4 кВт

При выборе мощности теплового насоса следует также учесть мощность необходимую для подогрева вентиляции, бассейна, горячей воды и т.п. Поэтому перед приобретением — посоветуйтесь с экспертом и выполните расчет теплопотерь.

Виды отопительных систем и принцип регулировки радиаторов

Ручка с клапаном

Чтобы правильно провести регулировку температуры радиаторов, нужно знать общее устройство системы отопления и разводку труб теплоносителя.

В случае индивидуального отопления, регулировка проходит легче, когда:

1. Система запитана от мощного котла.
2. Каждая батарея обустроена трехходовым краном.
3. Смонтирована принудительная прокачка теплоносителя.

На этапе монтажных работ индивидуального отопления необходимо учесть минимальное количество изгибов в системе. Это нужно для того, чтобы уменьшить потери тепла и не снизить давление теплоносителя, подаваемого на радиаторы.

Для равномерного прогрева и рационального использования тепла, на каждой батарее монтируется вентиль. С ним можно уменьшить подачу воды или отключить ее от общей системы отопления в неиспользуемом помещении.

• В системе центрального отопления многоэтажных домов, обустроенных подачей теплоносителя по трубопроводу сверху вниз вертикально, отрегулировать радиаторы невозможно. При таком раскладе верхние этажи открывают окна из-за жары, а в помещениях нижних этажей холодно, так как там батареи еле теплые.
• Более совершенная однотрубная сеть. Здесь теплоноситель подается на каждую батарею с последующим возвращением его на центральный стояк. Поэтому заметной разницы температур в квартирах верхних и нижних этажей этих домов нет. При этом подающая труба каждого радиатора обустраивается регулирующим клапаном.
• Двухтрубная система, где монтируются два стояка, обеспечивает подачу теплоносителя на радиатор отопления и обратно. Для увеличения или уменьшения потока теплоносителя каждая батарея обустраивается отдельным клапаном с терморегулятором ручного или автоматического управления.

Подготовительный этап

Как правило, в теплое время теплоснабжающей конструкцией не пользуются. Поэтому перед тем, как запустить в частном доме отопление, необходимо убедиться в целостности и надежности ее элементов и выполнить ряд подготовительных работ. До того, как пользоваться закрытой системой обогрева, нужно определить величину отклонения ее фактических показателей от расчетных параметров.

В первую очередь осуществляют визуальный осмотр коммуникаций и отопительного оборудования. Для владельца недвижимости не должен стоять на первом месте вопрос относительно того, как запустить в работу радиатор. Прежде всего, ему нужно убедиться в отсутствии механических повреждений на корпусе прибора и проверить надежность его присоединения к трубопроводу.

Также до того, как запустить систему отопления, осуществляют ряд профилактических мероприятий:

1. Проверка состояния системы дымоотведения. Чтобы запустить котел, в дымоходе должна быть достаточная сила тяги для поддержания горения. По этой причине внутренние полости прочищают от сажи и осматривают целостность трубы. В кирпичной конструкции при необходимости заменяют поврежденные элементы. На оцинкованных трубах удаляют ржавчину, если она имеется.
2. Визуальный осмотр труб. Без этого запускать систему обогрева опасно. Нужно выяснить, насколько герметичны трубы, нет ли трещин или заметных дефектов.
3. Контроль состояния батарей. Управляющая компания прежде, как запустить отопление в многоквартирном доме, должна предупреждать об этом жильцов, а те проверять целостность радиаторов. Нельзя отключать отдельные приборы от теплосети. При заполнении трубопроводов убеждаются в отсутствии протечек теплоносителя.

Это перечень правил, без соблюдения которых первый пуск системы не следует делать. Чтобы старт отопительного сезона прошел корректно, необходимо провести ряд мероприятий. Проверочный запуск системы теплоснабжения в многоквартирном здании производят за 1– 2 месяца перед началом отопления. В это время владельцам недвижимости лучше находиться дома, чтобы убедиться в том, что нет протечек.

Стабилизация давления в системе отопления

Расширение воды в результате нагрева является естественным процессом. В этом показателе давление может превысить критическое значение, что неприемлемо с точки зрения эксплуатации отопления. С целью стабилизации и уменьшения давления на внутренние поверхности труб и радиаторы нужно установить несколько элементов отопления. Отрегулировать систему отопления в частном доме с их помощью будет намного проще и эффективнее.

Регулировка расширительного бака

Расширительный мембранный бак

Представляет собой стальную емкость, разделенную на две камеры. Одна из них заполняется водой из системы, а во вторую нагнетается воздух. Значение давления в воздушной равно нормальному в отопительных трубах. В случае превышения этого параметра эластичная мембрана увеличивает объем водяной камеры, тем самым компенсируя тепловое расширение воды.

До того как отрегулировать перепад давления в системе отопления нужно проверить состояние и настройку расширительного бака. Отрегулировать давление в системе отопления можно, приобретя модель бака с возможностью его изменять в воздушной камере. В качестве дополнительной меры устанавливают манометр для визуального контроля этого значения.

Однако при значительном скачке давления этой меры будет недостаточно. Так можно отрегулировать перепад давления в системе отопления в том случае, если оно не превышает критическое значение. Поэтому рекомендуется установка дополнительных устройств.

Как отрегулировать группу безопасности

Группа безопасности отопления

Эта группа приборов, включает в себя следующие элементы:

• Манометр. Предназначен для визуального контроля работы системы отопления;
• Воздухоотводчик. В случае превышения температуры воды 100 град избыток пара воздействует на седло клапана устройства, выпуская наружу воздух из труб;
• Предохранительный клапан. Работает так же как и водухоотводчик, но нужен для слива избыточного теплоносителя из труб.

Как отрегулировать радиатор отопления с помощью этого блока? Увы, но он предназначен для предотвращения аварийных ситуаций во всей системе. Для батарей необходимо устанавливать другое устройство.

Кран Маевского

Конструктивно он схож с предохранительным клапаном. Особенностью являются небольшие размеры и возможность монтировать на патрубок радиатора с небольшим диаметром.

Для того чтобы правильно отрегулировать батареи отопления, нужно знать в каких случаях применяется кран Маевского:

• Устранение воздушных пробок в радиаторах. Открыв клапан, выпускается воздух до тех пор, пока не потечет теплоноситель;
• Настройка параметров критического значения давления. При возникновении аварийного расширения воды клапан открывается и происходит стабилизация давления в радиаторе.

Конструкция крана Маевского

Последняя функция является дополнительной и чаще всего не применяется. С этой задачей лучше всего справляется группа безопасности. Правильная регулировка отопления в доме должна включать в себя все вышеперечисленные элементы.

При самостоятельном регулировании двухтрубной системы отопления при работающем котле нужно постоянно отслеживать показания термометров и манометров.

Кантри

Инструменты для балансировки

К ним относятся балансировочный клапан и специальный прибор для измерений.

Балансировочный клапан — разновидность запорной арматуры для регулировки гидравлического сопротивления в системах отопления. Прибор решает поставленную задачу путем изменения диаметра сечения трубы.

Современные модели Y-типа отличаются возможностью преднастройки, что ограничивает расход, отмеченный на ручке со шкалой. Конструкцией предусмотрено наличие двух ниппелей для измерения давления, температуры, перепада расхода теплоносителя. Название обусловлено формой корпуса, где конусы размещены под оптимальным углом друг к другу. Так минимизируется влияние потока теплоносителя на измерения, повышается точность настройки.

Когда необходимо устанавливать:

• Максимальная нагрузка на систему не обеспечивает комфортную температуру.
• При постоянной нагрузке в помещении наблюдаются значительные температурные перепады.
• Нельзя достигнуть нормальной мощности обогрева.

Преимущества от установки данного устройства следующие:

• Уменьшение расхода топлива и затрат на отопление.
• Увеличение эффективности использования системы отопления и повышения комфорта за счет возможности регулировать температуру воздуха в каждом отдельном помещении.
• Упрощает запуск.

Современный балансировочный кран

Установка балансировочного клапана предполагает использование специальных фитингов и адаптеров

Важно обратить внимание на наличие выштампованной на корпусе прибора стрелки и ее направление. Некоторые устройства монтируются строго в определенном направлении циркуляции воды. Нарушив данную рекомендацию производителя, вы спровоцируете поломку клапана и сбой в системе

По завершению установки следует выполнить замеры для определения уровня регулировки

Нарушив данную рекомендацию производителя, вы спровоцируете поломку клапана и сбой в системе. По завершению установки следует выполнить замеры для определения уровня регулировки.

Измерить перепады давления и температуры, а также расход теплоносителя на балансировочном клапане можно при помощи специального прибора.

Многофункциональное компьютерное устройство укомплектовано точными датчиками, а кроме функции измерения, способно устранять обнаруженные ошибки и проводить балансировку. Данное устройство значительно упрощает и ускоряет процесс точной настройки системы отопления.

Производителями современных устройств предусмотрена возможность их подключения к компьютеру. Установка специальной программы позволяет передавать данные на ПК для дальнейшей работы с ними.

Важно не просто купить современное оборудование, но и знать, каким им пользоваться. В противном случае процесс настройки будет неэффективным, что приведет к неправильной работе обогрева, отсутствию комфортного микроклимата, перерасходу тепловой и электрической энергии

Методика:

• При помощи клапанов-партнеров гидравлическая система делится на модули.
• Далее проводится балансировка всех частей, начиная от стояков и коллекторов, заканчивая тепловыми пунктами. Так удается достичь проектных расходов всех модулей и клапанов при минимальных потерях давления на самих устройствах.
• После балансировки насос переключается на ту мощность, которая обеспечивает расчетную скорость циркуляции воды в системе. Это позволит настроить расход на главном модуле, расположенном у насоса.

Результат настройки клапанов балансировки — полученные данные о том, какие значения необходимы и достигнуты. Данная информация позволяет проверить качество выполненных работ и является его гарантией.

Регулятор с датчиком регулирования температуры для балансровки отопления

В результате правильно выполненной балансировки нагнетательное оборудование начинает потреблять минимум электричества, а расход тепловой энергии осуществляется рационально.

Еще одной проблемой, с которой приходится сталкиваться при отсутствии специальных устройств, является невозможность определить качество работы теплоснабжения, когда она эксплуатируется. Балансировочные клапаны Y-типа с измерительными ниппелями обладают функцией самодиагностики системы, которая заключается в следующем:

• Определение неисправности при том, что система обогрева продолжает работать.
• Проверка технического состояния и рабочих параметров оборудования.
• Принятие решений при выявлении неисправностей.

Таким образом, выполняется поиск ошибок и их быстрая ликвидация.

2 Противопоказания к проведению процедуры

Кроме факторов, указывающих на необходимость балансировки отопления, существуют и противопоказания к выполнению такого действия. Итак, регулировку подачи теплоносителя не нужно проводить при:

1. 1. Отсутствии существенных ошибок и сбоев в работе радиаторной сети и теплого напольного покрытия. Инженеры не рекомендуют лишний раз откручивать вентили, так как из-за отсутствия опыта можно только усугубить ситуацию.
2. 2. Определении проблем следующего характера: если в батареях появился воздух, а в вентилях замечен засор, протечка или разрыв. Перед тем как начать балансировку, необходимо восстановить поврежденные узлы. Возможно дефект можно будет устранить без регулировки.

Также специалисты советуют избегать «прижимания» протока обычным шаровым краном. Чтобы система прослужила долго и качественно, шток должен быть полностью открытым или закрытым. Промежуточная позиция негативно скажется на сроке службы арматуры.

Как происходит балансировка системы отопления многоквартирного дома?

Производим аудит системы отопления с последующим восстановлением параметров теплоснабжения.

Одной из основных проблем при балансировке является отсутствие точных расходов по стоякам, известны только данные общего расхода на весь многоквартирный дом. Т.к. дома  были построены давно, не исключается факт замены жильцами радиаторов отопления и внесение существенных изменений в схему теплоснабжения МКД, что влияет на расход.

Результатом балансировки должна быть температура одного значения в контрольных точках. Контрольными точками следует выбирать обратный трубопровод каждого стояка. По температуре обратного стояка можно понять, какая температура батареи у последнего потребителя.

Выставить необходимый расход по каждому стояку отопления, так чтоб температура обратного теплоносителя лежала в диапазоне +/-2 С. 

Температура на радиаторах разная в следствии

• Медленной циркуляции теплоносителя по стояку.
• Большого теплосъёма с теплообменных приборов.

Причины, влияющие на замедление циркуляции в стояке системы отопления:

• Изменение диаметра трубы на стояке к меньшему значению (заужение диаметра трубопровода). Установка полипропиленовых (ПП) и  металлопластиковых труб вместо металлической трубы.
• Применение трубопроводной арматуры с большим гидравлическим сопротивлением. Фитинги металлопластиковых труб имеют большой коэффициент гидравлического сопротивления из-за малого внутреннего диаметра.
• Демонтированный байпас у батарей. После демонтажа байпаса, расчётный суммарный диаметр уменьшается (вода протекает не через две трубы, а через одну), соответственно увеличивается гидравлическое сопротивление участка трубопровода.    

Причины увеличенного теплосъёма теплообменными приборами:

• Подключение нестандартного теплообменного оборудования. Использование теплоносителя для обогрева теплового пола.
• Увеличение количества теплообменного оборудования. Монтаж дополнительных радиаторов и увеличение количества секций батареи. Установка отопительных приборов в помещениях, которые не рассчитанный проектом, для обогрева от общедомовой системы теплоснабжения – балконы и лоджии.