Настройка смесительного узла COMBIMIX для водяного теплого пола

Для того чтобы правильно настроить узел необходимо знать его основные функции. Узел предназначен для поддержания заданной температуры и расхода во вторичном циркуляционном контуре, гидравлическую увязку первичного и вторичного контуров. Поэтому узел, прежде всего, настраивается на требуемое соотношение теплоносителя первичного и вторичного контуров (для получения требуемой температуры теплоносителя), балансируется с остальными приборами отопления.

Узел имеет всего три органа регулирования:

1. Балансировочный клапан вторичного контура (2)

При помощи этого клапана задаётся соотношение расходов теплоносителей первичного и вторичного контуров, то есть задаётся температура теплоносителя в подающем трубопроводе вторичного контура. Поворот клапана осуществляется шестигранным ключом, для предотвращения случайного поворота во время эксплуатации клапан фиксируется зажимным винтом. На клапане имеется шкала со значениями пропускной способности клапана от 0 до 5 м 3 час.

Балансировочно-запорный клапан предназначен для увязки узла COMBIMIX с остальными приборами отопления (балансировки).

Клапан закрыт шестигранным колпачком, поворот клапана осуществляется шестигранным ключом. Положение клапана также можно фиксировать зажимным винтом.

3. Перепускной клапан

Предназначен для предохранения насоса от режима, при котором отсутствует проток жидкости через насос. Клапан срабатывает на определённый перепад давления, который задаётся поворотом ручки.

Сбоку клапана есть удобная шкала с диапазоном значений от 0,2-0,6 бар.

Алгоритм настройки узла регулирования:

1. Снять термоголовку (1) или сервопривод

Для того чтобы привод регулирующего клапана не влиял на узел во время настройки её следует снять.

2. Выставить перепускной клапан в максимальное положение (0,6 бар)

Если перепускной клапан сработает во время настройки узла, то настройка будет некорректной. Поэтому его следует выставить в положение, при котором он не сработает

3. Рассчитать положение балансировочного клапана вторичного контура (2).

Требуемую пропускную способность балансировочного клапана можно рассчитать, самостоятельно используя несложную формулу

t₁ – Температура теплоносителя на подающем трубопроводе первичного контура
t₂₁ – Температура теплоносителя на подающем трубопроводе вторичного контура
t₂₂ – Температура теплоносителя на обратном трубопроводе (У обоих контуров совпадает)
Kv_т – Коэффициент, для COMBIMIX принимается 0,9
Полученное значение Kv выставляем на клапане.

Пример расчёта
Исходные данные
Расчётная температура подающего теплоносителя — 95°С
Расчётные параметры контура тёплого пола 45°С-35°С

Полученное значение Kv выставляем на клапане.

4. Настроить насос.

Для этого требуется рассчитать расход воды во вторичном контуре; кг/час и потери давления в контурах после узла; м.в.ст по формулам.

Где Q – Сумма тепловой мощности всех приборов, подключённых после COMBIMIX.
с – теплоёмкость теплоносителя; если теплоноситель вода то
с=4,2 кДж /(кг•°C) Если используется иной теплоноситель, то теплоёмкость следует взять из технического паспорта этого теплоносителя.
t₂₁; t₂₂ – Температура теплоносителя на подающем и на обратном трубопроводе контура после узла COMBIMIX.
P_с – Потери давления в расчетном контуре теплого пола (включая коллекторы). Данную величину можно получить, выполнив гидравлический расчёт тёплого пола. Для этого можно использовать бесплатную программу Valtec.prg

На номограммах насосов представленных ниже, определяем скорость насоса. Для определения скорости насоса на характеристике отмечается точка, с соответствующим напором и расходом. Далее определяется ближайшая кривая, выше данной точке, она и будет соответствовать требуемой скорости.

Для COMBI 01/04 и COMBI 02/4 Для COMBI 01/06 и COMBI 02/6

Пример для тёплого пола с суммарной мощностью 10 кВт
И с потерями давления в самой нагруженной петле 40 кПа (4,07 м.вод.ст)
Расход воды во вторичном контуре:

Потери давления в контурах после узла CombiMIX с запасом 1 м.в ст.

Выбрана скорость насоса – MAX по точке
(0,86 м3/час; 4,05 м.в.ст)

Если нет возможности рассчитать насос, то данный этап можно пропустить и сразу приступить к следующему. Насос при этом выставить в минимальное положение. Если в процессе балансировки выясниться, что давления насоса не хватает, то переключить насос на более высокую скорость.

5. Балансировка веток тёплого пола

Закрываем Балансировочно-запорный клапан первичного контура. Для этого откидываем крышку клапана и шестигранным ключом поворачиваем клапан против часовой стрелки до упора.

Ветки между собой балансируются балансировочными клапанами или регуляторами расхода (в комплект COMBIMIX не входят). Если после COMBIMIX только один контур, то ничего увязывать не нужно.

Ход балансировки следующий: Балансировочные клапаны/регуляторы расходов на всех ветках тёплого пола открываются на максимум, далее выбирается ветка, у которой отклонение фактического расхода от проектного максимально. Клапан на этой ветке закрывается до нужного расхода. Таким образом, надо отрегулировать все ветки тёплого пола. Если после балансировки всех веток расход сбился, то следует подкорректировать расход в ветках.

Для индикации расхода можно использовать расходомер VT.FLC15.0.0. Если нет возможности использовать индикатор расхода, то отбалансировать ветки можно приблизительно по прогреву полов либо по температуре обратного теплоносителя.

Если в процессе балансировки не удалось получить требуемый расход по веткам даже при открытых клапанах, то следует переключить насос на высшую скорость.

6. Увязка узла COMBIMIX с остальными приборами отопления.

Открываем балансировочно-запорный клапан первичного контура при помощи шестигранного ключа до обеспечения требуемого расхода теплоносителя через первичный контур. Увязка узла производится совместно с увязкой всей остальной системы.

Контролировать расход теплоносителя можно при помощи расходомеров или контролируя температуру теплоносителя в обратном трубопроводе тёплого пола.
Расход теплоносителя в первичном контуре можно рассчитать по формуле:

Q – Сумма тепловой мощности всех приборов, подключённых после COMBIMIX.
с – теплоёмкость теплоносителя; если теплоноситель вода то
с=4,2 кДж (кг•°С) Если используется иной теплоноситель, то теплоёмкость следует взять из технического паспорта этого теплоносителя.
t₁;t₂₁ – Температура теплоносителя на подающем и на обратном трубопроводе первичного контура (температуры теплоносителя в обратном трубопроводе первичного и вторичного трубопровода совпадают).

Пример: для тёплого пола с суммарной мощностью 10 кВт
Расчётная температура подающего теплоносителя — 95°С
Расчётные параметры контура тёплого пола 45°С-35°С

7. Настройка перепускного клапана

Значение давления клапана выставляется на 5-10% меньше, чем максимальное давление насоса при выбранной скорости. Максимальное давление насоса определяется по характеристике насоса.

Перепускной клапан должен открываться при приближении работы насоса к критической точке, когда отсутствует расход воды и насос работает только на нагнетание давления. Давление в данном режиме можно определить по характеристике.

Пример определения настроечного значения перепускного клапана.

В данном примере видно, что насос в случае отсутствия движения воды на первой скорости имеет давление 3,05 м.в.ст (0,3 бар);
на средней скорости – 4,5 м.в.ст (0,44 бар);
и на максимальной 5,5 м.в.ст (0,54 бар).
Так как насос выставлен на максимальную скорость, то выбираем уставку на перепускном клапане 0,54-5%=0,51 бар

8. Проверка правильной работы узла

Необходимо убедиться в правильной работе узла COMBIMIX. Проверка производится по равномерности прогрева всех веток тёплого пола и по правильному соотношению температур теплоносителя подающего и обратного трубопровода.
Эту проверку можно выполнить, даже если текущие параметры теплоносителей не соответствуют проектным. Узел настроен правильно, если выполняются следующее условие:

Где температуры с индексом «р» — расчётные значения, а температуры с индексом «ф» — фактические значения.

Если условие не выполняется, то следует открыть или закрыть балансировочно-запорный клапан на четверть оборота и вновь снять показания.

Если условие выполняется, то следует установить обратно термоголовку, одеть все защитные колпачки и затянуть зажимной винт балансировочного клапана. Узел готов к эксплуатации.

Пример:
Расчётная температура подающего теплоносителя — 95°С
Расчётные параметры контура тёплого пола 45°С-35°С
Фактичекские показания, снимаемые с термометров
Температура подающего теплоносителя — 95°С
Температура теплоносителя на подаче во вторичный контур 32°С
Температура теплоносителя на обратном трубопроводе вторичного контура 25°С

(отклонение 6,6% менее 10%, следовательно, система настроена корректно)

Насосно-смесительные узлы для водяного теплого пола

Требуемый расход теплоносителя в любой системе водяного отопления подсчитывается по следующей формуле:

где Q — тепловая мощность системы, Вт; с — удельная теплоёмкость теплоносителя, Дж/кг °С; ∆Т — разность температур между прямым и обратным теплоносителем, °С.

В системах радиаторного отопления перепад температур ∆Т обычно составляет порядка 20 °С, а в системах напольного отопления ∆Т = 5–10 °С.

Это значит, что для переноса одного и того же количества теплоты тёплые полы требуют расхода теплоносителя в 2–4 раза больше.

Максимальная температура теплоносителя в системах тёплого пола, как правило, не превышает 55 °С, рабочее значение этого параметра обычно лежит в пределах 35–45 °С.

В радиаторном же отоплении теплоноситель обычно подаётся с температурой 80–90 °С.

В связи с этими двумя факторами неизменным атрибутом системы напольного отопления является узел смешения.

Насосно-смесительный узел системы тёплого пола должен выполнять следующие основные функции:
• поддерживать во вторичном контуре температуру теплоносителя ниже температуры первичного контура;
• обеспечивать расчётный расход теплоносителя через вторичный контур;
• обеспечивать гидравлическую увязку между первичным и вторичным контурами.

К вспомогательным функциям насосно-смесительного узла можно отнести следующие:
• индикация температуры (на входе и выходе);
• отсекание циркуляционного насоса шаровыми кранами для его замены или обслуживания;
• защита насоса от работы на «закрытую задвижку» с помощью перепускного клапана;
• аварийное отключение насоса при превышении максимально допустимой температуры теплоносителя;
• отведение воздуха из теплоносителя;
• дренирование узла.

Принцип работы простейшего насосно-смесительного узла можно объяснить по тепломеханической схеме на рис. 1.

Рис. 1. Тепломеханическая схема простейшего насосно-смесительного узла

Нагретый теплоноситель поступает на вход насосно-смесительного узла от котла или стояка радиаторной системы отопления с температурой T₁. На входе в узел установлен настраиваемый термостатический клапан 2, на приводе которого выставляется требуемая температура теплоносителя, поступающего в тёплый пол Т₁₁. Термочувствительный элемент 3 привода клапана располагается после насоса 1. При повышении температуры Т₁₁ выше настроечного значения, клапан 2 закрывается, а при понижении – открывается, пропуская горячий теплоноситель на вход насоса. Пройдя по петлям тёплого пола, теплоноситель остывает до температуры Т₂₁. Часть остывшего теплоносителя возвращается к котлу, а часть – через балансировочный клапан 4 поступает на вход насоса, смешиваясь с горячим теплоносителем.

Таким образом, в первичном (котловом) контуре температура теплоносителя снижается с Т₁ до Т₂₁ (∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁). Температуру Т₂₁ задаёт пользователь. Перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = Т₁₁ – Т₂₁ также задаётся на стадии расчётов. Зная эти данные, и требуемую тепловую мощность тёплого пола, можно определить соотношение расходов в узле:

Исходные данные:
• температура на входе в насосно-смесительный узел Т₁ = 90 °С;
• температура после насоса Т₁₁ = 35 °С;
• перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = 5 °С;
• тепловая мощность тёплого пола Q = 12 кВт.

Решение:
1. Температура на выходе из петель тёплого пола: Т₂₁ = Т₁₁ – ∆Т_тп = 35 – 5 = 30 °С.
2. Перепад температур в первичном (котловом) контуре: ∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁ = 90 – 30 = 60 °С.
3. Расход во вторичном контуре G₁₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅5 = 0,573 кг/с.
4. Расход в первичном (котловом) контуре G₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅60 = 0,048 кг/с.
5. Расход через байпас G₃ = G₁₁ – G₁ = 0,573 – 0,048 = 0,535 кг/с.

Таким образом, расход в контуре тёплого пола в данном примере должен быть в 12 раз выше, чем в котловом контуре.

Как правило, циркуляционный насос при проектировании выбирается с некоторым запасом, поэтому он может перекачивать через байпас большее количество теплоносителя, чем требуется по проекту. К тому же, и температура теплоносителя в первичном контуре может по факту оказаться меньше расчётной. Именно для корректировки этих расхождений с расчётными данными служит балансировочный клапан 4, которым можно ограничить расход через байпас.

Насосно-смесительные узлы VT.COMBI и VT.COMBI.S

В насосно-смесительных узлах VT.COMBI и VT.COMBI.S (рис. 2, 3) приготовление теплоносителя с пониженной температурой происходит при помощи двухходового термостатического клапана, управляемого либо термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленном в линии подающего коллектора (модель VT.COMBI), либо аналоговым сервоприводом, который работает под управлением контроллера VT.К200.М (модель VT.COMBI.S). Контроллер с датчиками температуры теплоносителя и наружного воздуха не входит в комплект поставки насосно-смесительного узла и приобретается отдельно.

В линии подмеса узла установлен балансировочный клапан, который задаёт соотношение между количествами теплоносителя, поступающего из обратной линии вторичного контура и прямой линии первичного контура, а также уравнивает давление теплоносителя на выходе из контура тёплых полов с давлением после термостатического регулировочного клапана.

От настроечного значения Kvb этого клапана и установленного скоростного режима насоса зависит тепловая мощность смесительного узла.

Узел адаптирован для присоединения к нему коллекторных блоков с межосевым расстоянием 200 мм и горизонтальным смещением между осями коллекторов 32 мм. При этом коллекторные блоки могут присоединяться как на входе, так и на выходе насосно-смесительного узла. Это позволяет использовать этот узел в комбинированных системах отопления (рис. 4), где отопление тёплым полом совмещается с радиаторным отоплением.

Рис. 4. Узел VT.COMBI.S в комбинированной системе отопления

Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Насосно-смесительный узел VT.DUAL (рис. 5 и 6) состоит из двух модулей (насосного и термостатического), между которыми монтируется коллекторный блок контура тёплого пола. Для смешения используется трехходовой термостатический клапан, управляемый термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленным на обратный коллектор вторичного контура.

Рис. 5. Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Предохранительный термостат подающего коллектора останавливает насос в случае превышения настроечного значения температуры, прекращая циркуляцию в петлях тёплого пола.

Рис. 6. Узел VT.DUAL с коллекторным блоком (подключение справа)

Конструкция узла предусматривает перепускной контур с балансировочным клапаном, сохраняющим неизменным расход теплоносителя в первичном контуре при перекрытии петель тёплого пола.

Элементы узла устанавливаются не вертикально, а под углом 9°, что вызвано горизонтальным смещением осей коллекторного блока. Это позволяет подключать узел к подводящим трубопроводам как справа, так и слева.

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX (рис. 7) отличается от узла VT.COMBI меньшей монтажной длиной и отсутствием перепускного клапана. Узел рассчитан на установку циркуляционного насоса монтажной длиной 130 мм. Ручной воздухоотводчик узла расположен на регулировочной втулке балансировочного клапана вторичного контура.

Узел поставляется с термоголовкой VT.3011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 62 °С. Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Рис. 7. Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.TECHNOMIX

Так же как узел VT.VALMIX, узел VT.TECHNOMIX (рис. 8) рассчитан на установку циркуляционного насоса длиной 130 мм, но имеет несколько большую монтажную длину.

Кроме того, входные и выходные патрубки узла находятся в одной плоскости, поэтому узел монтируется к коллекторному блоку под углом 9°, и может устанавливаться как справа от обслуживаемого коллекторного блока, так и слева от него.

Узел поставляется с термоголовкой VT.5011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 60 °С.

Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Сравнение насосно-смесительных узлов VALTEC

Таблица 1. Сравнительная таблица насосно-смесительных узлов VALTEC