Насос в гравитационной системе- нужен ли?

[vonSchultze]

Здравствуйте, уважаемые форумчане! Хотелось бы всё же вернуться к теме целесообразности установки насоса в гравитационной системе. У меня старый(1968 года шлакобетонный одноэтажный дом. С момента постройки стоит котёл твёрдотопливный КЧМ с газовой автоматикой АПОК1 и рассекающей плоскостью над горелками. Выходной стояк 60, расходится на 4 контура, один из которых- водо-водяной теплообменник системы ГВС. Остальные 3 контура - правая сторона, левая сторона дома и кухня-столовая. Перед котлом обратки вновь собираются в кучу, и 60-ка в котёл. В летний период краном отсекаю контуры отопления, и котёл работает только на теплообменник горячего водоснабжения. Запальник горит всегда, и этого хватает для тёплой, почти горячей воды для ванной и кухни. При необходимости включаю горелки котла- и через 10 минут в кранах кипяток. При работе в зимний период батареи (старые добрые чугениевые) в ближних комнатах чуть теплее, чем в дальних, но всё равно везде достаточно тепло. При этом низ радиаторов и обратка прохладные, комнатной температуры. Отапливаемая площадь- 75м кв. Зимой жрёт в месяц 500 кубов, в холодные месяцы, с морозами -20 жрёт 600 кубов. Летом хватает 120-150 кубов (с учётом газовой плиты). Проблема в том, что котёл давно без автоматики, регулирую крутёлкой. Газовщики с пожарниками сильно ругаются и грозят отключить газ. И поставил бы я новый газовый котёл, но с надёжным универсальным КЧМ на хочу расставаться. А вдвоём они не влазят в кухню. А то вот упадёт метеорит какой-нибудь на газопровод, и счастливым обладателям Виссманов останется только пукать в трубу, чтоб не замёрзнуть! Нет, в перспективе, через пару лет, я пристрою к дому котельное помещение, где будут и газовый котёл, и родной КЧМ в твёрдотопливном варианте, и бензоэлектростанция..... Но это позже! А пока, чтоб не злить газовщиков, я просто поставлю на КЧМ новую автоматику.
И вот вопрос! А надо ли ставить насос? У меня это возможно лишь в подачу, и вытекает второй вопрос: насос будет на байпасе, а на стояке-60-ке надо ставить клапан, явно шариковый. Не создаст ли он слишком большое гидравлическое сопротивление при работе системы без насоса(свет пропал)? Не стоит ли и клапан переместить в ещё один байпас, а в основной стояк поставить шаровый кран? Даст ли насос какой-то эффект, или бросить эту трахомудию, и не мешать системе работать, заменив лишь автоматику?

[worl_d]

Установив насос в систему Вы увеличите расход и скорость теплоносителя в системе, в принципе система должна лучше реагировать на изменения - быстрее нагреваться и остывать при регулировании, так же должна увеличится теплоотдача радиаторов. В некоторых источниках, говорится, что с установкой насоса, эффективность системы возрастает на 20%. Я бы Вам советовал на стояк ставить все таки кран или задвижку, с условным проходом не меньше диаметра стояка, тогда сопротивление будет меньше.
Но насос подобрать нужно правильно, особенно по расходу (мощность) , так же нужно учесть такой параметр как минимальное давление на приеме насоса (NPSH), если по факту оно будет меньше чем указано производителем, то толку от насоса будет мало. В открытых системах оно напрямую зависит от высоты установки расширительного бака и высоты установки насоса т.е от разницы высот.
www.efenergy.com.ua

[ttkotel]

Если устраивает как работает гравитационная система отопления - то насос не нужен, даже это будет плохо для оборудования!!

[stakharkov]

Думаю, что нужен насос, так как он действительно позволит вам при эксплуатации сэкономить какое-то количество газа (система будет прогреваться быстрее и равномернее), особенно , если поставить нормальную автоматику на газ (речь не про новый АПОК!). Насос лучше ставить на подачу и обязательно с шаровым обратным клапаном (например , как этот - http://sta.ua/zapornaya-truboprovodnaya-armatura-ukraina/klapany-baypasy-tserkulyacionnyh-nasosov.html) - без него есть риск прозевать отключение электричества со всеми вытекающими последствиями.... Из опыта эксплуатации 5-секционного КЧМ на газу есть пару моментов, позволяющих существенно повысить его КПД. Первое - я выбросил среднюю секцию и вставил самодельную секцию , представляющим собой выточенные муфты сверху и снизу (под соединительные ниппели),соединённые с дополнительным теплообменником из 60шт 3/4 цельнотянутых труб, сваренных в пакет,расположенный над горелками.Доработка серьёзная, но она того стоит - у меня параллельно стоит Юнкерс турбированый, так вот расход на полном газу у них практически одинаковый.На остальных - немец далеко впереди по экономии.И это второе направление доработки - организовать подачу наружного воздуха на сжигание (у меня руки до этого не дошли - КЧМ стоит как резервный) - тоже даёт приличную экономию,т.к. не выжигает уже нагретый воздух и отсутствует разрежение внутри помещения - уменьшается приток холодного воздуха через "ненужные" щели.

[Григорій]

Из опыта эксплуатации 5-секционного КЧМ на газу есть пару моментов, позволяющих существенно повысить его КПД. Первое - я выбросил ... - у меня параллельно стоит Юнкерс турбированый, так вот расход на полном газу у них практически одинаковый.На остальных - немец далеко впереди по экономии....

На номинальной мощности КПД всех котлов(кроме конденсационных)находится в пределах 90...92%.Такое КПД Вас порадует очень редко.Причина очень проста ,колебания наружной температуры очень существенны.В зависимости от климатического района.В Украине этот диапазон от -22*С(средняя самой холодной пятидневки) до +8*С начало отопительного сезона.Мощность необходимая в начале отопительного сезона ,меньше мощности для самого холодного периода в четыре раза.Если Вы научите работать котёл в диапазоне от 100% мощности до 25% мощности с КПД 90...92%,то Вы безусловно выиграете,но... .Но к сожалению это не так просто.В отопительный сезон котёл будет работать в районе половины(50%) мощности.Котёл подобран правильно ,система соответствует мощности котла-первый шаг к оптимальной работе.В России эти колебания более существенны.Начало сезона теже +8*С,а вот холодная пятидневка более холодна.Мощность необходимая в начале отопительного сезона ,меньше мощности для самого холодного периода в четыре,пять,шесть и даже более раз. Котёл работает в диапазоне мощностей :25...100%;20...100%;15...100%.Т.е.начало отопительного сезона 15% ,а в холодную пятидневку 100%.В отопительный сезон котёл будет работать в районе 50...60% мощности.Каждый конкретный случай,конкретное решение ,и конкретная ответственность за излагаемый материал.Тот-же Юнкерс -турбо не обеспечит оптимальной работы ,если не учитывать конкретных условий эксплуатации,хотя по уровню он выше отечественных (как украинских,так и российских).Я попытаюсь рассмотреть конкретный дом и привести необходимые конкретные решения.

[Григорій]

Однозначно, насос в системе нужен.Главное условие-правильно сбалансированные все составляющие элементы системы отопления.Для начала необходимо определить потери тепла,т.е. необходимое к-во тепла для компенсации и поддерживания внутри помещения температуры +20*С(температура принимается в зависимости от служебного назначения помещения:спальня;зал;детская;... ).Очень удобно пользоваться объёмными тепло-потерями здания.Для небольших домов объемом до 600 м.куб. q= 0,8Вт/(м3*гр.С).Потери тепла из каждого кубического метра здания.При внутренней t в=+20*С ,наружной t p=-22*С ,разность температур(дельта)составит [ +20*C-( -22*C)]=42*С.Каждый кубический метр здания будет терять 0,8 * 42=33,6 Вт в час.
Qmax=q*V*[tв-(tp)],
где q Вт/(м3*гр.С) удельная тепловая характеристика жилья(для домов объемом до 600 м.куб. q=0,8 Вт/(м3*гр.С);
V=l*b*h-объём дома(l;b;h –внешние размеры дома,м),м3;
tв=+20*С-температура воздуха внутри помещения;
tp=-22*С -средняя температура самой холодной пятидневки(для центральной части Украины),дельта 42*С.
Qmax= q*V*[ +20*C-( -22*C)]=42°C*q*V.При размерах дома 9м *11м *3м:V=l*b*h=9 *11 *3=297 м.куб.;максимальная мощность Qmax= q*V*[ +20*C-( -22*C)]=0,8 * 297 * 42=10000 Вт=10 кВт/час.

А вот для одного из районов России,размеры дома 9м *11м *3м:V=l*b*h=9 *11 *3=297 м.куб.(средняя температура наиболее холодной пятидневки-27*С,дельта 46*С),максимальная мощность Q max= q*V*[ +20*C-( -26*C)]=0,8 * 297 * 46=10930 Вт=11 кВт/час. .

Для некоторых южных районов России и Украины,размеры дома 9м *11м *3м:V=l*b*h=9 *11 *3=297 м.куб.(средняя температура наиболее холодной пятидневки-15*С,дельта 35*С),максимальная мощность Q max= q*V*[ +20*C-( -15*C)]=0,8 * 297 * 35=8316 Вт=8 кВт/час. .

Если в начале отопительного сезона,размеры дома 9м *11м *3м:V=l*b*h=9 *11 *3=297 м.куб.,при температуре наружного воздуха +8*С мощность Q min= q*V*[ +20*C-( +8*C)]=0,8 * 297 * 12=2851 Вт=2,9 кВт/час. для всех районов,то в холодный период она существенно отличается соответственно :8 кВт;10 кВт;11 кВт.Поэтому дом одинаковых размеров,а мощность существенно отличается в зависимости от климатических условий.Причём перепад мощности в отопительный сезон:8/2,9=2,76 раз;. 10/2,9=3,4 раза; 11/2,9=3,8 раз.

Мы подобрали необходимый по мощности котёл,теперь подберём необходимое к-во отопительных приборов(радиаторов)для передачи тепла в помещение.Определимся с температурой теплоносителя.Рекомендуемая максимальная температура теплоносителя не должна превышать +80*С,поскольку при увеличении температуры происходит интенсивное разложение бытовой пыли на вредные составляющие. Все сводится к определению разности температур Δt. Т.е. при покупке радиаторов у продавца должна быть в наличии информация о характеристике отопительного прибора.Конкретные указания ,например при Δt =50°С семь чугунных секций М-140 передают мощность 1000Вт(1 кВт).Эта информация говорит ,что в гравитационной системе семь чугунных секций отдадут 1000 Вт при условии: температура теплоносителя на входе в радиатор +80*С; температура воздуха в помещении +20*С; температура наружного воздуха на улице -22*С.При этом в семи секциях остынет 43 кг (считай литров)воды на 20*С.В нижней части радиатора установится температура +60*С.Этот процесс будет протекать непрерывно в указанных границах.Средняя температура tс отопительного прибора.
tс= t min+t max/2=(+80*С)+(+60*С)/2=+70°С
При температуре внутри помещения +20*С (дельта радиатора ) Δt =(+70°С)-(+20*С)=50*С.

Следовательно для дома 9м *11м *3м:V=l*b*h=9 *11 *3=297 м.куб., при средней температуре самой холодной пятидневки-22*С, необходим котёл мощностью 10 кВт и система состоящая из 70 чугунных секций М-140.Система обеспечит температуру в помещении +20*С,естественную циркуляцию 430 кг(литров)в час,температуру на выходе из котла +80*с ,на входе в котёл+60*С.Котёл будет работать непрерывно(без отключений ...включений).Процесс будет протекать в указанных граница независимо от нашего опыта,поскольку обеспечивается естественный тепловой баланс.

При установке циркуляционного насоса (дельта радиатора ) Δt =(+70°С)-(+20*С)=50*С не изменится(tс= t min+t max/2=+70°С),а вот (+80*С)+(+60*С) будет зависеть от производительности наса.При производительности 860 литров /час (+75*С)+(+65*С).При производительности 1720 литров /час (+72,5*С)+(+67,5*С),но Δt =(+70°С)-(+20*С)=50*С не изменится,изменения произойдут при изменении наружной температуры(средней наружной температуры,отличной от -22*С).
Подчёркиваю никакой личный опыт этих цифр не изменит,но если у кого есть что сказать ,то это недопустимо скрывать.Как в аптеке так и тут ,сорок фунтов ровно пуд.Теперь уместно рассмотреть вариации мощности и реакцию на это системы отопления, что делать при избыточной мощности,как обеспечить работу котла с КПД 90...92%-постоянно.С уважением.

[Женя]

Если работа системы полностью устраивает, то я не вижу смысла в насосе. Расход вроде нормальный. Обещаная экономия в 20%, на нормальных системах обычно составляет 10%. Если годовой расход на границе 2500 и экономия в 10% поможет перейти в более дешевую каетгорию, то есть смысл, а иначе не думаю. Расходы по установке насоса себя не окупят. Получится - деньги на ветер, а себе - гордость за модернизированную систему.

[Григорій]

Собственно производить расчеты утомительно и хлопотно.Поэтому с Вашего позволения привожу готовую таблицу мощности потребления (кВт) в зависимости от наружного объема дома V (м3) и средней температуры наружного воздуха tн, при температуре внутри помещения tв = +20°С.Пример дома объёмом V =300(м3) ,обозначен стрелками.При средней температуре самой холодной пятидневки -25*С мощность котла -10,8 (11 кВт),а количество чугунных секций М-140 -семдесят семь штук.В этот период котёл будет работать в номинальном режиме и с великолепным КПД 90...92%.Но самая холодная пятидневка -очень небольшой промежуток времени,котёл будет работать в основном в среднем режиме,а в начале-конце отопительного сезона вообще на уровне трёх кВт.Вот тут-то и происходят потери.Не хочу углубляться в причины,о них тут неоднократно упоминалось.А вот один из вариантов рациональной работы системы рассмотрим.Между котлом и системой отопления устанавливается промежуточный элемент ,термо-гидро распределитель(стрелка).Стрелка устанавливается последовательно к котлу и насосу.Как указанно на рисунке.Вода из котла ,через стрелку насосом перекачивается в обратку котла.Принудительно передвигается по замкнутому кругу с минимальным сопротивлением.Может работать без системы отопления,автономно.Котёл выключается по установленной на терморегуляторе температуре,например +60*С.Включается при понижении температуры на 4*С(+56*С),так устроена автоматика.Производительность насоса должна обеспечить необходимое перемещение воды во избежание её перегрева в котле.1200...1500 литров в час,что вполне достижимое для циркуляционных насосов с учётом небольшого сопротивления.Цикл работы следующий.Вода нагревается до +60*С(хотя температуру отключения можно установить на свой вкус,но не ниже +45*С)котёл отключается,температура воды снижается на 4*С и котёл включается и т.д. .Диапазон модуляции можно установить в пределах 70...100% мощности,что абсолютно не повлияет на КПД.котла.А вот систему отопления можно регулировать через кран,на любителя.Хотя если вместо крана электро магнитный клапан в сочетании с комнатным термостатом-Европа.Главное достижение,котёл работает в режиме независимом от системы(с максимальным КПД),система работает по нашему усмотрению и без негативного влияния на котёл. С уважением.