Балансировка системы отопления в частном доме: выравнивание температуры в помещении

Для того чтобы отопление дома работало равномерно, без образования застоев на определенных участках, перекосов по температуре, нужно правильно спроектировать гидравлическое сопротивление всех участков системы.

Теоретически рассчитать потери и перепады давления вполне возможно. Но всех нюансов, влияющих на пропускную способность труб и радиаторов, как правило, предусмотреть не удается. Поэтому на практике дополнительно выполняется балансировка системы отопления.

Что такое балансировка системы теплоснабжения?

Несмотря на название, балансировочная процедура — всего лишь перераспределение и выравнивание расхода теплоносителя через все греющие приборы: радиаторы, регистры или батареи. После того как система отопления была собрана и введена в эксплуатацию, выполняют монтаж измерительных приборов, проводят тесты и контрольные измерения расхода. По ним определяют, какое количество тепла передается в воздух в каждом конкретном помещении.

Можно рассчитать распределение тепла в теории, но только лишь с грубым приближением к реальным цифрам. Результаты расчетов обязательно принимают во внимание при проектировании системы отопления. Окончательная настройка расхода теплоносителя по трубам системы отопления выполняется с помощью балансировки.

Все комнаты в доме отличаются по площади и по рекомендуемой температуре воздуха. На первый взгляд, улучшить или ослабить теплоснабжение комнаты не составит особого труда. Необходимо лишь перекрыть кран на входе в радиатор отопления, и количество тепла, выдаваемого секциями, сразу уменьшится.

На самом деле не все так просто. Как только перекрывается кран перед радиатором, одновременно увеличивается гидравлическое сопротивление этого участка системы отопления конкретной комнаты. За счет этого возникает противодавление, часть напора воды перераспределится и автоматически будет перенаправлена на остальные участки, где гидравлическое сопротивление ниже, а сечение труб больше.

Поэтому при балансировке мало перекрыть экран на конкретном радиаторе. Необходимо сделать регулировки на всех остальных батареях и регистрах таким образом, чтобы сохранить прежний расход теплоносителя и минимизировать взаимное влияние. То есть сбалансировать систему по расходу теплоносителя. При этом важно не регулировать работу теплоснабжения до такой степени, что циркуляционный насос вообще остановится.

Сложнее выполнение балансировки на системах отопления с классической безнасосной циркуляцией воды (гравитационная схема). Если при использовании насоса давление на выходе из котла и входе в трубы системы отопления практически не меняется, то в схеме с гравитационной системой давление и скорость движения воды по трубам в значительной степени зависит от того, насколько горячий котел. Поэтому в контурах с естественной циркуляцией обычно используют термостатические клапаны.

Несколько проще решается проблема с балансировкой в коллекторных системах отопления. В этом случае взаимное влияние батарей и радиаторов минимальное. Общий коллектор в окнах компенсирует противодавление, выравнивает напор воды на входе во всех ветках системы отопления. Задача состоит в том, чтобы правильно подобрать сечение трубы на входе перед регулируемым участком.

Это пригодится! Какое отопление лучше выбрать для частного дома.

Зачем нужна балансировка и какие проблемы решает?

Балансировка — это тонкая настройка отопления в каждой отдельно взятой комнате. В системах с естественной циркуляцией скорость движения воды в трубах относительно невелика, 10-50 см/мин. После балансировки радиаторов эффективность не улучшится, зато удастся избавиться от появления застойных зон и блокирования более горячих потоков воды тяжелыми холодными пробками.

В современных циркуляционных системах отопления движение воды обеспечивается насосом, и, соответственно, скорость теплоносителя составляет 0,1 м/с до 3 м/с.

Вода движется намного быстрее чем при естественной циркуляции, поэтому могут возникнуть дополнительные проблемы:

1. Появляются застойные участки труб или греющих секций. Часть горячей воды запирают более высоким давлением на радиаторе, соответственно, расход теплоносителя через этот участок резко снижается, а теплоотдача падает.
2. Из-за высокой скорости горячей воды в трубе остывающий поток теплоносителя начинает шуметь или даже гудеть. Особенно на местах врезки кранов, крутых поворотах или точках стыковки с трубами большего диаметра.
3. Увеличиваются гидравлические потери.

Принято считать, что после грамотно проведенной балансировки удается уменьшить гидравлические потери до 10%. Лишнее гидравлическое сопротивление — это повышенная нагрузка на насос, уменьшение его ресурса и ухудшение условий работы котла. Поэтому проводить балансировку нужно в любом случае.

Какие инструменты и приборы понадобятся?

Конкретный набор приспособлений, вспомогательных измерительных устройств и инструментов зависит от схемы разводки труб системы отопления и задач будущей балансировки. В однотрубных регулируют расход воды через радиаторы, в двухтрубных — дополнительно согласовывают расход по веткам.

Например, балансировку многоквартирного дома в несколько этажей выполняют раздельно по стоякам, при этом обязательно используется насос со встроенным расходомером, дистанционный термометр или тепловизор, специальный расходомер с калориметром, манометр, комплект шайб и несколько перепускных байпас-клапанов.

Балансировку системы отопления в многоквартирных домах выполняют комплексно целой бригадой специалистов. Сначала балансируют расход по стоякам. Прогоняют через систему отопления каждого отдельного стояка поток воды при определенной температуре, давлении и расходе. После балансировки стояков переходят к измерению температуры и расхода через батареи на этажах и в отдельных комнатах.

В такой же последовательности выполняется балансировка системы отопления частного дома, высотой в два-три этажа. После сведения расхода по стоякам переходят к проверке расхода через каждую самостоятельную ветку с радиаторами отопления. На этом этапе расход балансируют по температуре греющих секций.

Насос с расходомером и калориметром

Используется для проверки и настройки конкретной ветки системы отопления с врезанными радиаторами. Насос подает на вход трубы с радиаторами определенное количество воды. Одновременно измеряется температура и давление на выходе.

Таким образом, можно получить две важные для балансировки характеристики:

• падение гидравлического давления на конкретном участке системы отопления;
• теплоотдача (расход тепла) батарей и радиаторов, включенных в систему обогрева на данном участке.

Так можно узнать, сколько тепла отдается в проверяемое помещение, сколько тепла остается в теплоносителе и нужно ли дополнительно выполнять балансировку данной ветки с параллельно включенными ответвлениями с радиаторами.

Термометр электронный контактный или бесконтактный визир

Применяются для определения теплоотдачи на радиаторах, регистрах или батареях. Можно измерить температуру поверхности радиатора или сканировать ее с помощью дистанционного визира.

Используется для балансировки системы с помощью ручных кранов и регулировки расхода термостатическими клапанами.

Манометр

Используется в достаточно сложных системах отопления, когда, помимо тепловой балансировки, требуется выполнить гидравлическую балансировку по давлению. Например, если система отопления на выходе расходится на несколько веток, то нужно выполнить балансировку так, чтобы на каждой трубе-обратке было одинаковое давление воды. Иначе может произойти запирание одной из веток с минимальным давлением, и часть отопления дома не будет работать.

Термостатические клапана

Применяются для полуавтоматической балансировки системы отопления. Устанавливаются перед радиаторами и требуют всего лишь калибровки по расходу воды. Чаще всего балансирование системы отопления в больших по площади домах выполняется с помощью клапанов-термостатов. Обычно это лучевые схемы разводки труб.

Также термостаты-клапаны обязательно должны устанавливаться для балансировки системы отопления типа теплый пол.

Способы гидравлической балансировки

Обычно после сборки систему отопления запускают в тестовом режиме на относительно теплой воде. Это нужно для того, чтобы определить, где и на каких участках водяной поток испытывает наибольшее гидравлическое сопротивление. Например, неправильно установленный кран либо соединение двух труб муфтой нестандартной формы.

Если установлены дополнительные повороты или переходы, то все это сильно снижает полезную мощность двигателя. В результате тупиковые радиаторы, расположенные на большом удалении от насоса, могут не получить всего необходимого напора горячей воды.

Гидравлическая балансировка при помощи насоса

Первоначально нужно определить, какая температура радиатора должна быть в помещении, чтобы регистры или секции отдавали необходимое количество тепла в воздух. Температуру определяют расчетным путем либо с помощью теплотехнических таблиц.

Следующий этап практический, необходимо подключить ветку к тестовому насосу, настроить на определенный расход горячей воды и запустить. В процессе измерения определяется требуемый расход теплоносителя, параллельно контролируя температуру радиатора.

Как только необходимый уровень нагрева секций будет достигнут, фиксируется оптимальный расход воды. Далее нужно подобрать размер отверстия шайбы или выставить регулировочный кран так, чтобы обеспечить измеренный расход, но не больше.

Так как реальная работа системы отопления будет обеспечиваться стационарным насосом, а не тестовым, то нужно будет определить внутренний диаметр шайбы, которая будет установлена перед входом в радиатор отопления.

Для этого тестовый насосный аппарат настраивают на давление, создаваемое основным циркуляционным насосом. Далее методом подбора находят оптимальный вариант шайбы, которая будет установлена в муфту перед входом в радиатор.

Балансировочные клапана

Это автоматическое устройство, которое выравнивает давление внутри контура отопления. Если каким-то причинам насос развивает слишком большое давление или, наоборот, слишком низкое, то скорость потока через радиатор будет отличаться от расчетного.

Балансировочный клапан при высоком давлении открывается и перепускает часть горячей воды по дополнительной магистрали, обходя радиатор отопления. Такая система очень удобна в работе, так как значительно упрощает гидравлическую балансировку системы отопления. Но у нее есть один недостаток. Балансировочный клапан — механизм, очень чувствительный к грязи и накипи, поэтому его нужно будет периодически обслуживать и менять.

Регулировка при помощи термостатических клапанов

Термостатические клапаны работают примерно так же, как термостат в автомобиле. Устройство не реагирует на давление теплоносителя в контуре отопления, но по достижению определенной температуры открывает клапан и перенаправляет часть горячей воды, обходя греющие секций батареи.

В отличие от предыдущего инструмента, термостатические клапаны можно регулировать своими руками. Система хорошо работает на чистой дистиллированной воде или если вместо водяного теплоносителя используется антифриз или тосол.

Термостаты устанавливают в небольших системах отопления частных домов с отапливаемой площадью до 50 кв. м, часто термостаты не срабатывают должным образом при относительно низкой температуре воды, 50-60 градусов. Поэтому параллельно термостатическому клапану часто устанавливают обычные шаровые краны.

В таком решении есть определенный риск, что задвижка закиснет и через пару сезонов шаровой кран нужно будет менять.

Балансировка системы отопления сделает ее работу более устойчивой, с меньшими потерями и с повышенным ресурсом работы электродвигателя. Если нет возможности согласовать все участки контура, то нужно установить хотя бы термостатические клапана.

Это полезно! Что делать, если батарея отопления стала холодной.

Расскажите о своем опыте гидравлической балансировки, на что нужно обратить внимание. Также сохраняйте статью в закладки и делитесь ею в социальных сетях.