Котельные модули быстрого монтажа

Существующие системы отопления условно можно разделить на две группы. Первая из них — гравитационная система (с естественной циркуляцией). Эта система отопления проста, она требует монтажа труб большого диаметра, которые несколько дороже и не очень вписываются в интерьер помещения. Она плохо поддается автоматическому регулированию: связи с большой инерционностью регулировать такую систему можно только вручную. Ощутимый недостаток этой системы отопления — больший расход топлива, чем у систем с насосной циркуляцией. В гравитационных системах отопления используются энергонезависимые котлы (cловацкие Protherm TLO, «Жуковские котлы»). Вместе с тем, подобные системы имеют целый ряд преимуществ, основной их плюс — это энергонезависимость. Для районов с нестабильной электрической сетью или вовсе с отсутствием электричества, единственный выход — использование самотечных отопительных систем отопления. Кроме того, данный тип отопления практически не требует сервисного обслуживания и долговечен. Правильно смонтированная система может проработать без ремонтов десятки лет. Впрочем, это и неудивительно: фактически, кроме котла там просто нечему ломаться.

Следующий тип — система с принудительной циркуляцией. При ее использовании потребитель получает настоящий тепловой комфорт. Система насыщена приборами, которые требуют бесперебойного электропитания. Есть возможность устанавливать нужную температуру в различных помещениях, и система эти установки будет автоматически поддерживать. Отопительные системы этого типа, собранные по классическим схемам, требуют балансировки отопительных контуров и большого количества всевозможных элементов систем отопления: расходомеров, клапанов, воздухоотводчиков и т.д. Система отопления с первично-вторичными кольцами является одним из вариантов системы отопления с принудительной циркуляцией. Данная модификация позволяет значительно сократить время монтажа, не требует балансировки отопительных контуров, имеет эстетичный внешний вид. Наиболее эффективна для отопительных систем с большим количеством потребителей, использующих разные температурные режимы, но работающие от одного генератора тепла. Как же конкретно организована эта система?

Сразу за котлом создается короткое первичное замкнутое кольцо, куда насосом подается теплоноситель (рис. 1). Циркуляционный насос котла перекачивает теплоноситель только по первичному кольцу. В кольце делаются отводы для питания ветвей (вторичных колец) с потребителями тепла: поэтажные ветви с радиаторами, «теплые полы» и т.д. Каждое вторичное кольцо снабжено своим циркуляционным насосом. Отбор теплоносителя из первичного кольца (точка «А») и ее возврат (точка «Б») должны быть расположены рядом, не далее 300 мм друг от друга. В этом случае гидравлическое сопротивление участка «А–Б» чрезвычайно мало, и теплоноситель не затекает во вторичное кольцо. В данной отопительной системе отопления мы добиваемся, чтобы первичное (общее) кольцо было всегда в рабочем состоянии, а вторичные — в нерабочем (они задействуются по мере необходимости).

По сути первичное кольцо — это однотрубная система, в которой каждый потребитель (вторичное кольцо) отдает в систему охлажденную воду, и чем дальше потребитель от начала кольца, тем более холодную воду он получает. Если не включены потребители во вторичных кольцах, то теплоноситель, нагретый котлом и понуждаемый циркуляционным насосом, «крутится» в первичном кольце — гидроколлекторе. Теплоноситель поступает в отопительный котел примерно той же температуры, что и выходящий из него, и это положительно сказывается на работе котла. Он работает в экономичном режиме или выключает горелку котла.

Техническая реализация первичного кольца

Для облегчения монтажа ряд фирм-изготовителей выпускают готовые узлы гидроколлекторов, из которых и организуется первичное кольцо. Гидроколлекторы лучше всего монтировать в вертикальном положении — в этом случае появляется возможность удалять из системы отопления шлам, оседающий в нижней части, а в верхней части устанавливаются воздухоотводчики.

Основным условием гидравлической устойчивости схемы отопления с гидроколлекторами является обеспечение низких скоростей движения теплоносителя (0,2 < V ≤ 0,4 м/с), и в этом случае обеспечиваются малые перепады давления. При этом, например, проходное сечение коллектора для котла 30 кВт будет 16 см² (то есть это короб сечением 3 × 5,5 см). Если мощность котла будет меньше (15 кВт), то для данного сечения скорость движения теплоносителя составляет 0,26 м/с, что соответствует действующим нормам.

Для выравнивания давления в первичном кольце служит гидровыравниватель, который называют «гидравлический сепаратор», «стрелка» или «гидрострелка». В случае работы со «стрелкой» первичное кольцо будет состоять из контура отопительного котла и гидровыравнивателя, в котором циркулирует теплоноситель под воздействием насоса котла. Гидровыравниватель обеспечивает беспрепятственную циркуляцию через котел, а также торможение потока и уменьшение перепада давления между прямой и обратной магистралями коллектора. При запросе тепла от потребителей вода циркулирует через котел, гидровыравниватель, гидроколлектор и соответствующее кольцо потребителя.

Конструкция гидровыравнителя (рис. 2) весьма проста — это емкость прямоугольной или круглой формы, проходное сечение которого обеспечивает движение теплоносителя со скоростью 0,2 < V ≤ 0,4 м/с. Благодаря низкой скорости теплоносителя из него выпадает шлам и оседает на дне, где обычно встроен шаровой кран для его сброса. В центральной части камеры смешивания устанавливаются один-три перфорированных перегородки для сепарации теплоносителя с целью отделить от него воздух, который выходит через воздухоотводчик в верхней части корпуса «гидрострелки». Таким образом, гидровыравнитель является одновременно сепаратором воздуха, смесителем, тормозом и отстойником шлама.

Техническая реализация вторичных колец

Когда теплоноситель, циркулирующий по контуру вторичного кольца за счет собственного циркуляционного насоса, остывает, смеситель вторичного кольца открывается и следует команда на запрос тепла. Циркуляционный насос вторичного кольца через свой смеситель начинает забор горячей воды и сброс охлажденной во вторичное кольцо. «Обратка», смешиваясь с водой в первичном кольце (гидравлическом коллекторе) поступает в котел, который тут же через свою автоматику реагирует на понижение температуры теплоносителя и увеличивает пламя горелки (рис. 3). Фирмы-изготовители котельного оборудования поставляют уже готовые насосно-смесительные группы, состоящие из трехходовых смесителей, циркуляционных насосов, байпасов со встроенными перепускными клапанами, термометрами и т.д. Достаточно приобрести уже готовую конструкцию и присоединить ее к коллектору. Модули предполагают как ручную регулировку, так и автоматическую — с установкой датчиков, сервоприводов, и термостатических головок.

Экономическая целесообразность

Дочитав до этих строк, монтажник снисходительно улыбнется, вспомнив, что он сам неоднократно делал эти модули из комплектующих, и они выходили дешевле, чем покупные. Не будем отрицать. Да, это так. У него они дешевле. Но учитывает ли он время, затраченное на изготовление модуля и стоимость своего рабочего дня? Впрочем, не исключено, что и «расчет под ключ» также покажет чуть более высокую стоимость заводского модуля против стоимости предложенного монтажником самодельного варианта. Но был ли учтен эстетический вид котельной? Как она будет выглядеть — решать вам.

Чем же хороша предлагаемая схема отопления?

Экономичность — котел находится в «ждущем» режиме, что явно означает экономию топлива. Независимость — работа внешних контуров (вторичные кольца) происходит независимо друг от друга. Это означает, что балансировка всей отопительной системы не требуется (в отличие от «классической» насосной схемы). Возможность модификации — подсоединение новых контуров отопления происходит просто и без проблем. Если вы предполагаете в будущем модифицировать свою систему, нужно заранее заложить в проект коллектор с резервными вход/выходами. Быстрота — время монтажа котельной существенно снижается и это, кстати приводит к экономии денег. Эстетичность — котельная выглядит достойно.