Двухтрубные системы отопления тупикового и попутного типа. В чём разница и что об этом говорят современные строительные нормы.

Ранее в одной из статей я уже рассказывал об однотрубных системах отопления.

Теперь настала очередь рассмотреть особенности проектирования и эксплуатации двухтрубных систем, которые крайне популярны у частных домовладельцев в ИЖС.

Так же двухтрубные вертикально-стояковые системы отопления пытаются применять и в многоквартирных домах.

Далее мы рассмотрим гидравлический расчёт систем для одного этажа частного дома с периметром в те же 50м для дом 10х15м по внутренним стенам (150м.кв на этаж).

А позже попытаемся применить те же подходы для максимальной высоты 50м в стояковой системе высотного дома.

Тупиковая система

Тупиковой схемой системы отопления называют такую схему, где трубы подачи и обратки выходят из одной начально точки, а сами трубы идут параллельно друг другу.

рис.1
рис.1

Рис.1. Принципиальная схема горизонтальной двухтрубной тупиковой системы отопления (сверху) и схема движения потоков теплоносителя в ней (снизу).

Попутная схема

Попутной схемой системы отопления называют такую схему, где начало труб подачи и обратки находится на разных концах системы, сами трубы идут параллельно друг другу , при этом теплоноситель в трубах течёт в одном попутном направлении.

рис.2
рис.2

 

Рис.2. Принципиальная схема горизонтальной двухтрубной попутной системы отопления (сверху) и схема движения потоков теплоносителя в ней (снизу).

Теоретический расчёт

Для простоты расчёта предположим, что распределительная  главная труба («стояк» или «лежак») имеет одинаковый диаметр по всей своей длине.

В одноэтажном  частном доме ИЖС более характерен «лежак», прокладываемый вдоль плинтуса внизу наружной  стены открыто (или замурованы в стяжке пола).

Далее «стояк» и «лежак» объединим под одним  словом «коллектор».

Тогда при равномерном распределении отопительных приборов по длине  коллектора с шагом 3 м получим систему из 16 радиаторов с 15 интервалами между ними.

16 радиаторов соответствуют как высоте стандартной 16-этажной секции многоэтажного дома высотой 50м, так и нарезке фасада длиной 50м по периметру на стандартные помещения шириной 3 м по фасаду в одноэтажном частном доме 10х15м.

Для гидравлического расчёта примем коллектор прямым с равными интервалами между радиаторами, а сами радиаторы примем с одинаковой тепловой мощностью.

Тогда получим предельно простую  расчётную схему, где расход по коллектору ступенчато меняется на одну и туже величину 1/16 от общего расхода, имея постоянный расход теплоносителя на  3-х метровых участках между радиаторами (см.рис.3.)

рис.3
рис.3

Рис.3. Ступенчатый график расхода теплоносителя по коллектору отопления между отводами к радиаторам.

Сопротивление трубы принимаем по номограмме для нулевого участка перед 1 радиатором, где расход максимален и попадает в зону определения номограммы (см.рис. 4.). Сопротивление остальных участков принимаем как квадратичную  функцию по расходу от расхода  нулевого участка.

рис.4
рис.4

Рис.4. Номограмма гидравлического сопротивления стальных трубопроводов с горячей водой.

Коллектор примем из стальной трубы Ду25 (один дюйм), что скорее всего будет правильным решением.

Запишем в таблицу параметры каждого участка с 1-го по 15-й.

По результату расчёту получим таблицу значений (см.рис.5.), по которым построим серию графиков.

рис.5
рис.5

Рис. 5. Таблица расчёта одного коллектора на 16 радиаторов с 15 расчётными участками по 3м длиной. Итоговое сопротивление прямого коллектора всего 174мм.вод.ст. Интересно, что 2 последних участка дали суммарную прибавку менее 1мм.вод.ст., что не изменило величины итогового сопротивления в 3-х последних строках.

Тупиковая схема для прямого и обратного трубопровода имеет одинаковые графики, так что они совпадают, а их сумма имеет в два раза большие значения (см.рис.6.)

Для попутной схемы подающие и обратные коллекторы имеют зеркальный вид, а их сумма выглядит как симметричный горб с максимумом по середине (см.рис.7)

рис.6
рис.6

Рис.6. Графики потерь на прямом (обратном) коллекторе и сумма потерь (верхний график) по каждому прибору от 1-го до 16-го

рис.7
рис.7

Рис.7. Графики гидравлических потерь на подающем (оранжевый) коллекторе и обратном (голубой) и сумма сопротивлений (серый) по каждому прибору от 1-го до 16-го. Судя по горбу сопротивления в середине на  сером графике, затекание в средние приборы меньше, чем в крайние приборы в  попутной схеме.

рис.8
рис.8

Рис.8. Графики суммарных гидравлических потерь  в тупиковой схеме (оранжевый)  и попутной схеме (серый) по каждому прибору от 1-го до 16-го. Видно, что для тупиковой схемы разница между максимальной  и минимальной величиной составляет (350-0)=350мм.вод ст., а для попутной разница (300-175)=125мм.вод.ст.

Чтобы было легче оценить итоговые различия суммарные кривые сопротивлений тупиковой и попутной схемы сведены на один график (см.рис.8).

Согласно совместному графику видно, что величины дисбаланса между отдельными радиаторами в попутной схеме значительно меньше, чем в тупиковой.

Конкретно для данной расчётной схемы отношение максимальных дисбалансов составляет 350/125=2,8.

При этом в попутной схеме ни у какого из радиаторов не было  нулевого сопротивления, а перепад между краями и серединой по сопротивлению имел отношение 300/175=1,71.

Такой перепад по давлению означал невязку по расходу в ещё меньшем отношении, а точнее в квадратично-корневой зависимости:

 1,71^0,5=1,31

Так в попутной схеме без наладки максимальное отличие по расходу составляло всего 31% по максимуму, или +/- 15% от среднего значения.

Для столь простой и надёжной системы почти идеальный результат, к тому же даже эти 15% можно скомпенсировать увеличением мощности 6-ти секционного чугунного  радиатора на 1 секцию в середине системы.

Чтобы окончательно закрепить превосходство попутной схемы необходимо учесть сопротивление подводящих труб к радиатору и самого радиатора, которые равномерно поднимут вся кривую вверх не меняя её форму

Такой подъём даже на небольшую величину сильно понизит  погрешность распределения потока по радиаторам.

В заданных условиях сопротивление одного чугунного радиатора с подводками Ду15 (полдюяйма) составит  около 10Па, что изменит распределение с погрешности 15% до 14,5%

Чтобы понизить погрешность распределения по радиаторам до +-10% потребуется увеличить сопротивление отдельного радиатора до 100Па.

Этой величины можно добиться установкой  локального заужения в виде втулки в одну из подводящих к радиатору труб.

Диаметр такой втулки должен обеспечивать скоростной напор 100Па при  расходе 42 л/ч.

Так сопротивление в 100Па создаст ускорение потока до скорости всего 0,45м/с, что обеспечивает установленная перед радиатором втулка  с диаметра Ф6мм.

Общее сопротивление системы составит 300+100=400Па.

При этом гравитационная тяга котла на перепаде в 1м (приямок для котла на 1м ниже пола в доме) при перепаде температуры в  трубах дТ=20С составит всего120Па (12мм.вод столба).

То есть на сопротивление сети 400Па  нужно опускать котёл глубоко в подвал с перепадом высот около 3,5м.

Оптимизация гравитационной системы отопления сельского дома

Чтобы обойтись в доме без котельной в подвале необходимо увеличить диаметр коллекторов, что снизит потери по длине.

Так переход от диаметра Ду25 на диаметр Ду 40 (полтора дюйма) снизит стартовое удельное сопротивление коллектора  в 12 раз с 12Па/м.п до 1Па/м.п. (см.рис.). В итоге отношение сопротивлений сотавит 25/14 Па.

При этом сопротивление радиатора с подводкой останется неизменным на уровне 10Па (см.рис.9)

рис.9
рис.9

Рис.9. Графики суммарных гидравлических потерь  в попутной схеме по каждому прибору от 1-го до 16-го: голубой- сопротивление коллектора, оранжевый- сопротивление коллектора с добавкой 10Па от радиатора, серый- базовый уровен сопротивления радиаторов (10Па); Жёлтый- средняя линия отсчёта  невязки, которая составляет всего +-5 Па.

При таком резком падении сопротивления коллектора доля неизменного сопротивления подводок  резко вырастет, обеспечив нужную балансировку сети без дополнительных заужений в подводках.

35/24=1,46

При этом  1,46^0,5=1,21 или +-10,5%

  То есть сопротивления подводок к радиаторам будет  более чем  достаточно для почти идеальной  балансировки системы с погрешностью +-10% по расходу.

Общее сопротивление системы в итоге составит  менее 50Па, что обеспечивается перепадом между котлом и коллектором обратки около 0,5м.

Перепад 50 см можно легко обеспечить  небольшим приямком, или расположением топочной котла в сенях на уровне грунта.

Именно по таким схемам делали отопления в деревенских частных домах в СССР во второй половине 20 века, когда в село начали попадать трубы и чугунные радиаторы, а сами селяне стали жить чуть побогаче и потянулись к городскому комфорту в отоплении.

Особо стоит отметить, что гравитационные системы отопления отлично работали и в 2-х этажных домах, так как перепад высот между этажами обеспечивал высокий гравитационно-циркуляционный напор в системе.

Правда, такие системы отопления в  двухэтажные домах превращались скорее уже в однотрубные стояковые системы.

Так коллектор  подачи располагался на 2-м этаже под потолком, а коллектор обратки лежал на полу 1-го этажа. Коллекторы соединялись двумя радиаторами в последовательном вертикальном стояке, часто даже без байпасов на радиаторах. (см.рис.10)

рис.10
рис.10

Рис.10. Схема системы отопления с гравитационной тягой в двухэтажном доме.

Расчёт  тупиковой двухтрубки для ИЖС

Получается, что попутная схема изначально настроена лучше, чем тупиковая?

Это не совсем так, так как в тех же условиях сельского 1-2-х этажного дома система отопления с коллекторами большого диаметра может иметь вариации, обнуляющие «магический» эффект от попутной схемы.

Изначально по расчёту максимальное сопротивление коллектора Ду25 в тупиковой схеме составило 350Па против 300Па у попутки.

При переходе на  диаметр Ду 40 сопротивление упало в 12 раз, то есть до величины 30 и 25Па соответственно.

Имея балансирующее сопротивление  всего  в 10Па на радиаторе самоналадка тупиковой системы составит

40/10=4

При этом дисбланс по расходу составит :

 4^0,5=2 раза  или +-50% от среднего

Казалось бы катастрофическая разница в пользу попутной схемы!

Да, в такой постановке задачи попутка  выигрывает у тупиковой схемы, но есть нюансы.

В случае перехода с кольцевой схемы попутки на тупиковую схему ситуация радикально меняется при небольших изменениях в структуре системы.

Так в тупиковой схеме вместо длинного кольца можно сделать две полуветви, разрезав кольцо в дальнем участке и присоединив две встречных ветви к одному исходному узлу (см.рис.11)

рис.11
рис.11

Рис. 11. Пример разрезанного горизонтального кольца попутки в два полукольца по тупиковому варианту.

Если не менять диаметры коллекторов, то при этом в два раза падают расходы теплоносителя в ветвях и в два раза сокращается их длина, что в итоге приводит к падению общего сопротивления коллекторов в 8 раз (2 в кубе) с 350Па до 44 Па даже в варианте с коллектором Ду25.

Кубическая зависимость- это очень круто растущая функция!

Визуально это можно  оценить по следующей объёмно-графической интерпретации цифрового расчёта (см.рис.12)

рис.12
рис.12

Рис.12.  Ступенчатый график расхода и объёмные пирамиды функции сопротивления одного коллектора. Объём одной ступени равен сопротивлению этого участка коллектора. Суммарный объём пирамиды равен сопротивлению коллектора на полной длине. Большая пирамида- полная длина в кольце, малая пирамида- половинная длина в разрезанном пополам кольце для тупиковой схемы. Объём пирамиды равен площади основания на 1/3 высоты. Так как объём пропорционален кубу линейного размера, то пирамидка с половинной высотой окажется в 2^3=8 раз меньше по объёму.

В случае же проведения  такого же фокуса с разрезанием кольца при коллекторе Ду40, то сопротивление падает в 8 раз с 25 Па в полном кольце, и до 3Па в полукольце.

В итоге с учётом балансировочного сопротивления 10Па на каждом  радиаторе получаем гидравлическую невязку по напору:

(10+3)/10=1,3

При этом по расходу невязка составит:

  1,3^0,5=1,14 или +- 7 %, что даже лучше, чем +-10,5% у попутной схемы с полным кольцом.

рис.13
рис.13

Рис. 13. Пример проекта, где в одном доме одновременно  использованы как тупиковая схема (на первом этаже) , так и попутная схема (на втором этаже). Целесообразность применения попутной схемы на 2-м этаже не очевидна: при тех же диаметрах и длинах труб на 2-м этаже гидравлически  выгоднее было бы сделать две тупиковых ветки по 2 радиатора. Также  немотивированно изменяют диаметры на коллекторах тупиковых веток, резко повышая их суммарное сопротивление.

Итого

Невзирая на «магию» самобалансировки попутной схемы (петли Тихельмана) получается, что тупиковые схемы имеют даже лучшие гидравлические характеристики и лучше сбалансированы, если при равных диаметрах коллекторов есть возможность разделить горизонтальные петли попутки на два  полукольца с тупиковой схемой движения теплоносителя.

Для случаев с вертикальными стояками  разрезать кольца не получится (их нет), но в качестве дополнительных затрат надо учитывать диаметр и металлоёмкость  общего стояка, который необходим для подъёма теплоносителя на чердак дома к общему коллектору. Так при увеличении диаметров коллекторов в тупиковой схеме ( за счёт экономии материала от вертикальной трубы до крыши) так же может привести к выигрышу тупиковой схемы.

Так же в вертикальных двухтрубных стояках при балансировке обязательно надо учитывать гравитационную тягу 120Па/м по вертикали, что в стояке высотой 50м создаст запирающую тягу 120*50=6000Па (600 мм.вод ст.) на нижнем радиаторе. Именно это явление «зависания» нижних радиаторов  в стояке двухтрубного отопления было основанием для запрета  вертикальных двухтрубок в СНиП во времена СССР.

Что случилось с «попуткой» в текущей реальности

Горизонтальная попутка была крайне популярна  во времена СССР, когда в двухтрубных системах не использовали  радиаторные термостатические клапаны повышенного сопротивления типа RTD-N (Данфосс).

При этом для отопления  многоэтажных домов в СНиП того времени  существовал прямой запрет на использование двухтрубных схем отопления в домах с количеством этажей 3-х  и более.

В условиях СССР горизонтальная  попутная схема  достаточно широко использовалась в одноэтажных домах с горизонтальными двухтрубными системами, причём чаще всего с естественной гравитационной  тягой, то есть без насоса для циркуляции теплоносителя.

Для  таких схем горизонтальных попутных  двухтрубок даже было отдельное название: «Петля Тихельмана».

Система названа в честь Альберта Тихельмана (Albert Tichelmann, 1861—1926), который был специалистом в области водяного отопления и предложил свою систему подключения отопительных приборов в 1901 году.

То есть «петля Тихельмана» была передовым техническим решением, но только более 100 лет назад.

Схема имела  название «петля», так как начало и конец системы  был в одном месте у отопительного котла в доме, а трубы-коллекторы шли по кругу по периметру внешних стен дома (см.рис.14.)

рис.14
рис.14

Рис. 14. Попутная двухтрубная горизонтальная  система радиаторного отопления типа «петля Тихельмана». Такая система могла работать и без циркуляционного насоса, если котёл опустить ниже колекторных труб отопления в подвал или в специально выкопанный приямок.

Использование естественной гравитационной тяги для обеспечения циркуляции в системе отопления не допускало применения регулирующих вентилей в системе, так как располагаемый напор на малом перепаде от котла в одноэтажных домах давал крайне малое побуждающее давление в системе, так что любое  дополнительное сопротивление просто останавливало  циркуляцию по системе.

 Гравитационная тяга рассчитывается исходя из значения 120Па на 1м перепада по высоте от котла до обратного колектора, что равно разнице плотности воды 12кг/м3 на перепаде температур 90/70С. (см.рис.15)

977-965=12 кг/м3

рис.15
рис.15

Рис.15. Таблица плотности воды в зависимости от температуры.

Именно малый гравитационный напор от котла сделал «петлю Тихельмана»  с открыто проложенными толстыми горизонтальными коллекторами практически безальтернативным решением в частном секторе, где применялось индивидуальное  отоплением от котлов на твёрдом топливе (дрова, уголь) или от простейших газовых котлов (АГВ) без дополнительных циркуляционных насосов.

Ситуация изменилась в 1990-х годах после развала СССР, когда из-за границы хлынул поток передовых отопительных систем с «загнивающего запада».

Так  для частного застройщика стали доступны все чудеса инженерной мысли из Европы: циркуляционные насос с мокрым ротором типа  UPS 25-60 (Грундфос), термостатические  клапаны типа RTD-N (Данфосс), пластиковые и металлопластиковые трубы для скрытой прокладки в стяжке пола.

Все эти инженерные чудеса позволили избавится от громоздких труб-коллекторов по периметру дома, запрятав тонкие трубки с теплоносителем в штробы в стенах или в стяжку пола.

Применение тонких труб резко повысило гидравлическое сопротивление системы, так что для наладки по расходу теплоносителя через отдельные приборы пришлось создавать весьма значительные сопротивления на отдельных радиаторах, которые обеспечивали  за счёт специально устанавливаемых клапанов повышенного сопротивления типа RTD-N (Данфосс).

Критерии расчёта двухтрубных систем отопления

В новой реальности слабенькая  гравитационная тяга от котла (50-100 Па для одноэтажного дома без подвала) перестала ограничивать инженеров в ИЖС, предоставив в их распоряжение немыслимые ранее напоры в 20-50 кПа (2-5 м.вод.столба) от маленьких циркуляционных насосиков с мокрым ротором и электрической мощностью 25-70 Вт при расходах до 3м3/ч. (см.рис.16-а-б)

 

рис.16-а
рис.16-а
рис.16-б
рис.16-б

Рис. 16. Страницы из каталога циркуляционных насосов с мокрым ротором (Грундфосс) с характеристиками наиболее популярных в ИЖС моделей: А- UPS 25-40 ; Б- UPS 25-60.

Располагаемый напор резко возрос, а потому начали повышаться сопротивления коллекторов в системах отопления при уменьшении их диаметров.

Для выравнивания расходов по радиаторам потребовалось резко повысить сопротивления на их подводках, для чего стали применять специальные регулирующие клапаны повышенного сопротивления, такие как RTD-N Ду 15 (Данфосс).

С помощью клапанов типа RTD-N Ду 15 стало возможно обеспечить очень высокие сопротивления на радиаторе на разных расхода теплоносителя (см.рис.17-18)

рис.17
рис.17

Рис.17. Внешний вид клапанов типа RTD-N  и RTD-G  Ду 15 (Данфосс). Клапаны типа RTD-G (справа) предназначены для использования в одноторубных системах, так как имеют очень большую пропускную способность (Кvs=2,7) который для Ду15 на расходе 42л/ч (1 кВт при 90/70С) обеспечивает сопротивление всего дР=(0,042/2,7)^2=0,00024 бар. = 24Па.

рис.18
рис.18

Рис.18. Внешний вид клапанов типа RTD- Ду 15 (Данфосс) и термостатическая головка к нему. На корпусе клапана видны элементы для наладки: зубчатое вращающеся кольцо ограничителя хода клапана и шкала с цифрами на внешнем лимбе.

рис.19
рис.19

Рис.19. Диаграмма сопротивлений клапана типа RTD-N Ду 15 (Данфосс) в зависимости от выбраной настройки в диапазоне 1-7-N. Пунктирные линии показывают  границы бесшумной работы клапанов с показателями шума ниже  25 и 30dB(A)  соответсвенно.

Новым ограничением для проектировщика в насосных системах стал шум на регулирующих клапанах  радиаторов, границы которого на графиках стали  специально обозначать. (см.рис.19)

Так как  метод наладки расхода остался неизменным (дополнительное равное сопротивление радиаторов), то под возросшие сопротивления радиаторов пропорционально выросли допускаемые сопротивления коллекторов сети систем отопления.

По рекомендации производителя сопротивление радиаторного клапана должно было составлять 80% сопротивления всей системы (приоритет 80%).

Если же напор  от маленького насоса в ИЖС составлял около 3 м.вд.ст., то на сопротивление коллектора оставалось всего 0,6м вод.ст. (6кПа), при  этом рисков появления шума на клапанах радиаторов не возникало практически никогда.

Рекомендованный приоритет радиатора 80% обеспечивал точность наладки с гидравлической невязкой по напору:

100/80=1,25

При этом по расходу невязка составит почти ту же величину, что и для попутной  «петли Тихельмана» с коллектором Ду40мм:

  1,25^0,5=1,12 или +- 6 %.

В настоящее время эта рекомендация из каталога  производителя клапанов (Данфосс) попала в современный СП60-2020 «СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», но уже в более жёсткой форме, а именно:

Невязка потерь давления не должна превышать 5% при попутной и  15% при тупиковой разводках трубопроводов. (см рис.20).

рис.20
рис.20

Рис. 20.  Фрагмент текста СП60-2020. Под шапкой документа на верху страницы остался виден всего один абзац пункта 6.2.10., но который говорит исключительно важную информацию про различные условия проектирования и  наладки систем отопления попутной (невязка 5%) и тупиковой схемы (невязка 15%).

То есть СП60-2020  в п.6.2.10. решительно пресекает разговоры про «чудесносность» попутной схемы отопления, вводя для неё в 3 раза более жёсткую норму по гидравлической невязке в системе. Именно такую разницу невязки в 2,8 раза между попуткой и тупиковой схемой мы насчитали в начале этой статьи.

То есть согласно СП60-2020 в попутке нужно  обеспечить 95% приоритета на приборе, а в тупиковой всего 85% приоритета на приборе.

Таким образом, авторы СП60-2020 за счёт дифференцирования нормы по гидравлической невязке в тупиковой и попутной схемах нормативно прекратили попытки заузить диаметры коллекторных частей  для попутных систем. Так теперь  проектировщики вынуждены внимательно считать гидравлику системы отопления без ссылок на «магию самобалансировки» петли Тихельмана.

Негативные свойства двухтрубных систем отопления с клапанами повышенного сопротивления типа RTD-N Ду 15

Ранее был рассчитан диаметр  локального заужения Ф6мм, который обеспечивал  сопротивление радиатора на уровне 100Па.

Теперь возникает вопрос:

Какой диаметр заужения нужен для получения  дР=30кПа (3м.вод.ст.) на этом же радиаторе?

Ответ достаточно прост:

Давление скоростного напора 30кПа обеспечивается на скорости

V=7,7м/с

 Что при расходе 42л/ч даёт диаметр D=1,4мм.

Встаёт всего один вопрос:

Как такое тоненькое отверстие Ф1,4мм не забивается грязью и ржавчиной из системы отопления?

Ответ очевиден:

Мизерный зазор в термостатическом клапане повышенного сопротивления в двухтрубной системе отопления  регулярно засоряется, что приводит к остановке протока и остыванию радиатора.

В тяжёлых случаях засорения не помогает даже открытие клапана на больший расход, а в результате приходится демонтировать радиатор и механически прочищать забитые проходы клапана.

Эта проблема  возникает даже в дорогих коттеджах, где казалось бы никакой грязи в закрытых системах отопления быть не должно.

В тоже время в огромном количестве многоквартирных домов однотрубные вертикальные системы отопления таких проблем с засорением не имеют по много десятилетий подряд, но только если там нет термостатических клапанов и заужений на подводках к радиаторам.

Так в моём 9-ти этажном панельном доме вертикальная однотрубка с конвектором-гармошкой уже 45 лет подряд работает без ремонта.

Есть ли перспективы у попутки в настоящее время?

В высотном домостроении  вертикально стояковые двухтрубные системы практически нельзя применять.

Для реализации двухтрубного теплоснабжения квартир сейчас используют горизонтальные разводки от поэтажных коллекторных шкафов с автоматическими клапанами постоянного расхода на отводах от подъездных стояков теплоснабжения к распределительным поквартирным коллекорам.

Такое решение избавляет от многих проблем с транзитными стояками через неподконтрольную площадь частной квартиры, но создаёт ворох других  проблем, о чём была написано в предыдущей статье по данной теме (см. по ссылке).

А что с малоэтажным строительством и в ИЖС?

Ранее в статье мы выяснили, что сопротивление двухтрубных систем растут пропорционально кубу длины при постоянной удельной мощности отопления по длине коллектора.

Получается, что чем длинней ветвь  двухтрубной системы (любой конфигурации), тем толще нужно делать сечение коллектора.

В какой-то момент оказывается, что трубы коллекторов на столько толстые, что теплоотдача от них перекрывает мощность радиаторов.

 В этот момент двухтрубная система отопления превращается в  регистровую систему отопления, где отдельные радиаторы становятся вообще не нужны.

Ну, а регистровую систему отопления выгоднее всего проектировать со сквозным потоком  теплоносителя в бифилярной схеме прокладки греющих труб.(см.рис.21.)

рис.21
рис.21

Рис. 21. Картинка из учебника со схемами бифилярных горизонтальных систем отопления.

рис.22
рис.22

Рис.22. В этом высотном здании смонтированы бифилярные горизонтальные системы отоплением с металлическими конвекторами из алюминиевых секций (по типу 1) . Ранее это было здание советского НИИ  в Москве на проспекте Мира, дом 95. В этом здании я  сам как-то  работал (просидел зиму 2020/21 года) и претензий к работе отопления у меня не было.

Легко посчитать, что мощность 1 кВт на длине 3 погонных метра  фасад для системы отопления- это  теплопотери в частном доме со сплошным фасадным остеклением или со стенами из бруса 150мм, то есть дом с очень низкой энергоэффективностью.

Для  одноэтажного дома 15х10м из газобетона Д400-400мм с нормальным остеклением по одному окну 2х1,5м каждые 3 м фасада (33% остекления) будет иметь номинальные  теплопотери  в подмосковье на уровне всего:

N=(100/3+50/0,7+150/4+150/4)*50= 8988 Вт= 9 кВт.

То есть реальный современный  дом будет иметь  теплопотери всего в 56% от нашего исходного предположения, где было 16 радиаторов по 1 кВт, что в сумме давало 16кВт.

 Для регистра из 2-х параллельных  труб 1кВт теплоотдачи на графике 90/70-20С обеспечивается при площади теплоотдачи регистра:

S=1000/(8,9*(80-20)*2*3)= 0,312м.кв./м.п

Это соответствует трубе с внешним диаметром Ф100мм.

Для мощности 570 Вт на каждые 3м фасада в современном  утеплённом дома достаточно будет регистров тоже из двух труб, но с диаметром всего Ф57мм.

То есть прокладка вдоль внешних стен под подоконниками двух труб (туда и обратно)   диаметром Ф100мм или Ф 57мм обеспечивают возможность  равномерного  отопления дома вообще без радиаторов.

Гидравлический расчёт бифилярного регистра

Для дома с периметром 50м потребуется всего 100м.п.  стальной трубы Ф100мм.

Труба Ф102х3 мм (Ду90мм) при расходе 7,2м3/ч имеет сопротивление всего 11Па/м,

Что при расходе в 0,7м3/ч (16кВт при  графике 90/70-20С) даст удельное сопротивление 0,11Па/м и общее сопротивление системы 100*0,11=11Па.

То есть сопротивление трубной системы отопления столь мало даже в рамках  минимальной гравитационной тяги 50Па, что можно  рассмотреть возможность замены двух Ф100 на  четыре параллельные трубы   Ф51х3мм (Ду40).

Для утеплённого дома с  теплопотерями 9кВт и регистром из трубы Ф 57мм (ду50) при расходе в 0,4м3/ч (9 кВт при  графике 90/70-20С) даст удельное сопротивление 0,6Па/м и общее сопротивление системы 100*0,6=60Па. Что тоже укладывается в гравитационный напор котла с перепадом 50см.

Оптимизация регистра Ф100мм на 2 регистра Ф50мм

Два регистра диаметр Ф100мм- это очень громоздкие труба в интерьере дома.

Также она сильно тяжелее из-за большого объёма воды в ней. При экономии массы бывает необходимо прокладывать несколько ходов более тонкой трубы вместо одного хода толстой. Но при сохранении прежней площади теплоотдающей поверхности трубы.

В частном секторе ИЖС болше имеет значение эстетика регистров и занимаемоемое ими пространство.

Так эстетически выгоднее иметь под окнами 4 ряда труб диаметром Ф51мм (Ду40) с шагом 100мм под подоконником высотой 700мм (высота письменного стола), чем два толстых регистра диаметром Ф102мм.

У трубы Ду 40 при расходе 720л/ч удельное сопротивление 9Па/м.п., что на длине 4х50=200м даст сопротивлении 9*200=1800Па (180мм.вод.ст).

Давление 1800Па сильно выше, чем располагаемое давление 360Па  гравитационной тяги даже с перепадом в 3 м до котельной в подвале.

То есть при уменьшении диаметров в  2 раза сопротивление возрастает столь многократно, что также необходимо  менять и длину трубы.

Изменение длины в 2 раза снизит сопротивление системы в 8 раз до 1800/8=225 Па.

Сопротивление регистра 225Па- это тоже избыточно много для гравитационной тяги, так что придётся применять трубы Ф57мм (Ду50) вместо Ф51мм (Ду40).

Расчёт трубы 100м для Ду50мм мы уже привели выше.

Итого по регистровым системам отопления

В частном доме для удешевления системы отопления и повышения её надёжности можно применять  регистры из гладких труб постоянного диаметра вместо достаточно сложной системы отопления с отдельными радиаторами и трубами разных диаметров. Так в одноэтажном доме 10х15=150м.кв. достаточно сварить  систему  регистров из трубы Ф100мм (или две  системы из трубы Ф57мм) длиной по 100 м каждая.

При этом будет получена идеальная балансировка системы по теплоотдаче из-за равенства суммарной отдачи двух  соседних пар труб по температуре.

Похожие решения с длинными  регистрами из гладких труб (но уже с насосной прокачкой) также отлично подходят для протяжённых одноэтажных зданий (склады, теплицы, коровники, армейские казармы) или для больших помещений со сплошным поясным остеклением (старые советские административные здания).

Стоит отметить, что у регистровых систем выше  прочность (вандалостойкость) и их легче мыть, что особенно важно в армии и в сельском хозяйстве.

К тому же ещё такие регистровые системы будут  дешевле, стабильнее в работе и надёжнее (чем радиаторные), из-за отсутствия дорогих радиаторов и балансировочной арматуры к ним.

Сравнение стоимость радиаторной и регистровых систем отопления частного дома 150м.кв.

Самый дешёвый плоский панельный радиатор на 1кВт (Тип 22-500х500мм) с двумя шаровыми кранами (по 400 руб.) и одним балансировочным термостатическим клапаном (1500руб.) будет стоить не менее 6,5 тыс.руб. (см.рис.23-25)

рис.23
рис.23

Рис. 23. Актуальные розничные цены на панельный стальной радиатор  мощностью 1 кВт.

рис.24
рис.24

Рис.24.  Актуальные розничные цены на термостатический клапан повышенного сопротивления типа RTD-N Ду15.

В тоже время 6 погонных метров трубы Ф100мм будут стоить в 2 раза меньше, то есть всего 3150руб из рачёта цены  525руб/м.п. Та же ситуация с ценой на трубы Ф48-57мм (см.рис.25-26).

То есть трубы обойдутся в 2 раза дешевле радиаторов, и это без учёта того, что к самим радиаторам ещё потребуется дополнительно купить трубы на коллекторы Ду40 на половину от стоимости регистров.

Правда, стальную трубу надо будет ещё покрасить, что тоже стоит денег.

Но ведь и коллекторы для радиаторов  тоже придётся красить, хоть и в  2 раза меньшем количестве.

рис.25
рис.25

Рис.25. Актуальные розничные цены на стальные  трубы для регистров отопления Ф102мм.

рис.26
рис.26

Рис.26. Актуальные розничные цены на стальные  трубы для регистров отопления или коллекторов радиаторной двухтрубки.

Судьба вертикальной двухтрубки в современных утеплённых высотных домах

Проведённые выше расчёты по регистровой схеме отопления применимы и к высотным домам с отоплением стояками по 50 м вверх.

При текущих нормативных сопротивлениях и вменяемыми окнами размером 1,5х1,5м (панельный дом П-44) теплопотери в отдельной комнате шириной 3м и высотой этажа 3м в современного дома окажутся на уровне:

N=(7/3+2,25/0,7)*50=  278 Вт

В результате для отопления двумя двухтрубными стояками будет достаточно всего двух параллельных вертикальных труб диаметром Ф31х2,8мм (Ду 25), стоящих по углам комнаты. Никаких радиаторов уже не потребуется вовсе.

Надо ещё учесть, что для компенсации тепловых удлинений на каждом стояке на каждом этаже нужно делать компенсирующий П-образный загиб типа "полотенцесушитель" в ванной.

При длине такого "полотенцесушителя" всего 0,7м появится дополнительно 0,7*2=1.4 м теплоотдающей трубы.

В результате вместо трубы Ф31х2,8мм (Ду25) можно будет применить трубу в 1,5 раза меньшего внешнего диаметра, а именно Ф 21х2,8мм (Ду15).

В итоге вертикальная система двухтрубного отопления превратилась в бифилярный регистр из тонкой трубы Ду 15мм, которая по виду становится неотличима от однотрубной системы без оребрённого конвектора, но с двумя стояками в одной комнате. (см.рис.27)

Рис.27. Схема вертикальной двухтрубки без радиаторов в многоэтажном доме до 50м высотой, выродившейся до бифилярной однотрубки с двумя стояками противоположного тока в одной комнате. Компенсаторы удлинений П-образного вида выполняют ту же функцию, что и "полотенцесушитель" в ванной или смещение байпаса от стояка к радиатору в однотрубке.

Таким незамысловатым образом я в своих проектах отапливаю общественные зоны там, где разместить отопительный прибор не представляется возможным (например лестницы).

При насосной прокачке такой высотной "бифилярной" системы из парных стояков общее сопротивление системы не будет иметь значения для её наладки, так как нет отдельных радиаторов.

При номинальном расходе около 200л/ч и сопротивление труды Ду 15 около 100мм.вод.ст/м.п (значение по СП для вертикальных однотрубок) сопротивлении такой системы будет около 150кПа (1,5 бар).

То есть на фоне постоянного сопротивления 150 кПа добавочные переменные 1-3 кПа от гравитационной тяги значения иметь не будут. Хотя гравитационная тяга будет едва заметно помогать циркуляционному насосу, снимая с него часть нагрузки за счёт естественной тяги.

Достаточно высокое сопротивление 1,5 бар при расходе 200л/ч потребует дополнительной мощности насоса (при КПД насоса 50%):

Nнасос=150 000*0,2/3600/0,5=16,7 Вт

То есть постоянный дополнительный расход 17 Вт электричества на циркуляционный насос составит крайне незначительную долю от тепловой мощности регистров отопления, даже с учётом половинной нагрузки по теплу в течении отопительного сезона, а именно:

100%*17/(5000/2)=0,7 %

Таким образом нет никакого экономического смысла оптимизировать по гидравлическим потерям тонкий бифилярный регистр с сопротивлением 1,5 бар за счёт усложнения прокладки системы.

Комментарии (116)


  1. fndrey357
    28.10.2023 15:43
    +9

    Хорошая статья. Собрано неплохо.

    Из опыта монтажа, наладки и эксплуатации систем.

    С применением циркуляционных насосов магия настройки систем канула в лету. Работает и так и так. почитав таблицы Шевелева понятно, что полдома можно "посадить" на одну трубу Ду16. и повороты, перепады и прочие локальные сопротивления уже особо не влияют. Тупиковую систему чуть сложнее развоздушивать. Зато по ней чуть проще считать предустановку регулировочных клапанов.

    По поводу сравнения стоимости конвекторов и регистров - немного не так. Сварить нормально регистры - значительно дороже конвекторов той-же мощности. промыть и избавиться от ржавчины - нереально. Фильтры тонкой очистки забиваться будут полгода минимум. Регулировочные клапана будут забиваться. Сарай, без учета дизайна и на полную катушку - может быть. Плюс там расходы больше.

    В общем для частного дома - пластик труба, циркуляционный насос, панельные радиаторы с терморегуляторами и индивидуальный котел.


    1. iMonin Автор
      28.10.2023 15:43
      +2

      Вы правы...Но есть нюансы...)))

      Сварить качественно регистры сейчас действительно просто не кому, так что пластиковый монтаж на обжимных фитингах- это единственный шанс получить что-то работающее в разумные сроки за понятные деньги.

      Сварщиков с трудом хватает на центральные стояки большого диаметра в подъезде.

      Но статью я писал практически ради нарисованной пирамидки, которая визуализирует расчётные зависимости, которые из расчётов и таблиц хрен вытащишь....)))

      Остальное- это отголоски давних дискуссий с Изба.су про супернадёжный дом для постапокалипсиса с гравитационной циркуляцией по толстенным трубам страшного вида.

      и ещё...в системах отопления тонкие фильтры- это ЗЛО!

      Максимум- это грязевик-отстойник с нулевым сопротивлением.

      Ну, а в регистровых системах вся система один гигантский отстойник...)))


      1. Telefonist34
        28.10.2023 15:43

        вот вам смешно про "постапокалипсис", а мне вот в следующем году отопление в доме делать и у меня в приоритете гравитационная система, так как с электроснабжением конкретно в моем поселке беда - электричество отрубается минимум пару раз в неделю. Сижу, ломаю голову:

        • Гравитационную систему нужно делать из металла и нанимать спецов. Циркуляционный насос тоже ставится в систему, но в случае отключения электричества, все продолжает работать без вмешательства. Из минусов, кроме эстетики - довольно простой "туповатый" котел, раздающие трубы и расширительный бак - на холодном чердаке, котел нужно куда-то заглублять или выносить на улицу в пристройку. Полагаю, что все перечисленное повлечет чуть больший расход газа.

        • С принудительной циркуляцией. Из плюсов - можно сэкономить на работах - спаять ПП и повесить батареи не сильно сложно. А так же, при установке двухконтурного турбокотла - решается вопрос с ГВС. Для случаев потери питания - установить ИБП на котел и насос или установить циркуляционный насос на 12B с АКБ в параллель питания (в инете при беглом поиске не нашел в продаже) и опять же простой напольный котел.


        1. Antra
          28.10.2023 15:43

          А с остальным как?

          Котел без электричества обычно не включится. Мелочь, конечно, за сутки может 50-100Wh всего потребить. Но, говорят, бывают котлы весьма требовательные, не от каждого UPS запустятся.

          И горячую воду хотелось бы. Может выгоднее генератор иметь в холодном резерве?


        1. TestNickname
          28.10.2023 15:43

          Как колхозник, могу сказать следующие моменты:

          1) Человеком без опыта чугуниевая система сварилась и скрутилась за две пары выходных. В качестве остнастки были два куска уголка сороковки, лист фанеры и 4 струбцины. Котёл поставлен на полу в кухне и успешно работает.

          2)Разводка с подачей под потолком, спусками и обраткой по полу из трубы ф32 дает перепад между батареями в 2-3 градуса. Эстетика, конечно страдает, но спуски прячутся за занавесками, обратка - в высокий плинтус с галателью.

          3) напольный котёл с открытой камерой сгорания бывает разным. Есть и те, что имеют выход для внешнего термостата, что даёт возможность сделать его умным. Теплообменный контур для ГВС - тоже доступная опция.

          Hidden text

          Петля из трубы 50-ки по периметру дома успешно решает вопрос отопления в колхозных условиях.


        1. sshmakov
          28.10.2023 15:43
          +1

          Вкину свои мысли

          • Наличие принудительной циркуляции лучше ее отсутствия в любом случае.

          • Отсутствие электричества и, по этой причине, отопления даже в течение всего дня в хорошо прогретом и утепленном доме не создает значимых проблем. Даже температура не сильно падает.

          • В конце концов электрики наладят сеть и свет будет пропадать реже.


    1. Timofeuz
      28.10.2023 15:43
      +1

      для частного дома - пластик труба

      Просто пластик, я слышал, не рекомендуется, т.к. пропускает воздух и теплоноситель окисляет металл. Металлопластик или типа того.


      1. fndrey357
        28.10.2023 15:43

        Ну есть разные трубы - с кислородонепроницаемым слоем .


    1. TestNickname
      28.10.2023 15:43
      +1

      И UPS под циркуляционный насос и котёл не забудьте. Желательно побольше. Потому что любой перебой с электричеством в отопительный период приводит к веселью. Говорю как человек который имел отношение к работе с индивидуальными потребителями в электросетях.

      Hidden text

      Дополнительное веселье получают те, кто совмещает в одной системе твердотопливный котёл и циркуляционный насос.


    1. Anatol_1962
      28.10.2023 15:43
      +1

      "трубы обойдутся в 2 раза дешевле радиаторов " - и я сделал в деревне трубы. Электричество регулярно пропадает в сильный ветер - значит никаких насосов, электро/зависимых котлов. Никаких расширителей под давлением.

      Варить трубы в доме?! - пижонство. Соединил силиконовой армированной 15см длины на стяжках - и 12 лет в ус не дую. (нынче наконец снял-покрасил.Ура.) Хотя, конечно, может мои 1,5 этажа "позволили" гравитационку.


  1. johnfound
    28.10.2023 15:43

    А не лучше ли в регистровых системах использовать трубы прямоугольного сечения? У них поверхность теплоотдачи будет побольше при том же сечении/объеме. К тому же, включить их органично в интерьер будет намного легче.


    1. iMonin Автор
      28.10.2023 15:43

      В частном доме и такое возможно.

      Ограничений нет.


      1. johnfound
        28.10.2023 15:43

        Ясен пень, что всякое возможно. Мой вопрос был – не лучше ли это решение, чем с круглыми трубами? Например у прямоугольника 200х40 сечение как у Ф100, а поверхность аж на 50% больше.


        1. iMonin Автор
          28.10.2023 15:43

          Вы платите за сталь, что дешевле- то и берите.

          В одноэтажном доме вас не напрягает избыточное давление в системе, так что и прямоугольная труба пойдёт.

          В высотных домах ваш прямоугольник станет круглой трубой просто из-за внутреннего давления.

          Прямоугольник или круг по цене будут одинаковыми в пересчёте за цену единицы площади теплопередающей поверхности при одинаковой толщине стенки трубы.


        1. Grieman
          28.10.2023 15:43
          +1

          В круглых трубах поток жидкости (например, воды) является более равномерным и менее подверженным турбулентности, особенно при ламинарном режиме течения. Это снижает гидравлическое сопротивление и трение, что ведет к меньшим потерям давления в системе. Круглая форма лучше распределяет напряжения, возникающие из-за внутреннего давления воды. Это делает круглые трубы более устойчивыми к разрушению и длительной эксплуатации по сравнению с прямоугольными. Традиционные методы производства труб, такие как прокатка или внутреннее давление, легче применять для создания круглых труб. Производство прямоугольных труб сложнее и дороже. Соединение и уплотнение круглых труб проще и надежнее, чем прямоугольных. В круглых трубах обычно достигается более равномерный теплообмен по всей поверхности трубы, что делает их более эффективными для отопления. Круглые трубы легче уложить и оптимизировать в пространстве, особенно когда речь идет о сложных конфигурациях системы.


        1. kromwell_thct
          28.10.2023 15:43
          +1

          Если система закрытая с избыточным давлением, то уже на трёх атмосферах прямоугольная труба начнет неуемно стремиться к круглой


    1. fndrey357
      28.10.2023 15:43
      +1

      Квадратные трубы - не водогазопроводные. Они могут не быть герметичны и не держат давление.


      1. iMonin Автор
        28.10.2023 15:43
        +3

        Частным умельцам закон не писан, а пляски с бубном вокруг разных самопальных устройств им только в радость...)))

        Жизнь в деревне зимой- это сплошные приключения!


    1. Dredlock
      28.10.2023 15:43

      Греют не трубы, греют радиаторы. Трубы транспортируют теплоноситель. Как вы будете подключать прямоугольными трубами радиатор? Вваритесь напрямую с лицевой плоскости?


      1. iMonin Автор
        28.10.2023 15:43
        +1

        Вообще-то греют любые горячие поверхности вне зависимости от формы.

        Радиаторы бывают как из круглых труб , так и из прямоугольных и прочих форм (литые секционники из алюминия и чугуна)


        1. Grieman
          28.10.2023 15:43
          +2

          Подключить можно что угодно и какой угодно формы. Выбор формы труб - вопрос экономический: прямоугольные дороже производить, из-за других гидравлических режимов повышаются потери линейных и местных давлений в трубах, на арматуре, на поворотах и изгибах, что влечет выбор более мощных насосов и потом увеличенные затраты на электроэнергию. То что у них большая поверхность нагрева при одном и том же сечении - минус: теплоноситель должен остывать в отопительных приборах, а не при транспортировке.


      1. johnfound
        28.10.2023 15:43
        -1

        Я не про те системы где радиаторы. Вы статью прочитали?


    1. energo_2000
      28.10.2023 15:43
      -1

      удалено


      1. mayorovp
        28.10.2023 15:43

        Так не бывает. Если при равном периметре сечение больше - то при равном сечении периметр меньше, и наоборот. Круглая труба не может быть лучше сразу по двум противоположным критериям.


  1. Dredlock
    28.10.2023 15:43

    А зачем заглублять котёл?

    Не проще ли от него провести верьикальную трубу под потолок с расширительным баком на конце от которого пойдёт подающая труба?


    1. iMonin Автор
      28.10.2023 15:43
      +1

      Важен перепад между холодной обраткой и горячим котлом.

      Просто задрать горячую трубу под потолок- это типичная ошибка непонимающих суть гравитационной тяги. В итоге у них ничего и не работает.

      Или вы и радиаторы тоже под потолок повесить хотите?


      1. Dredlock
        28.10.2023 15:43

        Радиаторы нет. Я просто поинтересовался


      1. ALLIGATOR
        28.10.2023 15:43
        +1

        Пожалуйста, распишите суть всего этого - у нас раньше дома так и сделали (задрали горячую подачу под потолок) и я всё никак не могу понять как это помогает или не помогает циркуляции, объясните пожалуйста на пальцах когда задирают подачу что происходит и когда получается опускают обратку и котёл как можно ниже что происходит


        1. iMonin Автор
          28.10.2023 15:43
          +2

          Холодная вода имеет большую плотность и потому она тянет вниз.

          Тёплая вода в столбе такой же высоты имеет меньшую плотность, а потому холодная вода в кольце тянет вниз, а горячая поднимается наверх.

          Если в вертикальном в кольцевом контуре одну ветвь подогревать, а другую охлаждать, то возникает циркуляция воды по кругу без дополнительного насоса.

          Если же вы поставите нагреватель (котёл) выше охладителя ( радиатора и обратной трубы), то циркуляция остановится совсем, так как нагреватель перегреет верхнюю часть системы, а холодная вода и так уже окажется внизу.


      1. dmitrye1
        28.10.2023 15:43
        +1

        Все равно в заглублении котла не видно особой логики.
        Движение воды создается при нагреве в теплообменники котла вверх, при остывании в радиаторах вниз. Соединительные трубы мало меняю температуру(а значит и плотность) воды, соотвественно из расчета пока выкидываем. В итоге, все равно внизу котел или в верху, главно направление течения воды в точках изменения ее температуры. Если не пренебрегать изменением температуры в соединительных трубах, то можно попробовать уменьшить обмен тепла в местах, где это будет мешать необходимому направлению течения воды. То есть к примеру, длинную трубу вверх над котлом лучше утеплить, потому как в этом месте уже пойдет какое-то остывание воды и формирование обратного необходимому течения.


        1. mayorovp
          28.10.2023 15:43
          +1

          Соединительные трубы в первом приближении и правда температуру воды не меняют, но выкидывать их из расчёта всё равно нельзя. Даже идеальные трубы всё ещё содержат внутри жидкость, чья плотность зависит от температуры, и эта разность плотностей создаёт разницу давлений, а значит и тягу.

          Если радиатор находится ниже котла, то эта тяга (обозначим её F_2) складывается с той тягой, которую упомянули вы (обозначим её F_1). А если радиатор становится выше, то они вычитаются.

          Что ещё хуже, ваша F_1зависит от скорости циркуляции, и достигает максимума при бесконечной скорости циркуляции, а при нулевой циркуляции обращается в ноль (ведь если нет притока теплоносителя - радиатор остывает до температуры среды, а котёл упирается в максимум, и в этот состоянии они больше не могут ни нагревать, ни охлаждать воду). В то же время, F_2тоже зависит от скорости циркуляции, но уже в обратную сторону (чем быстрее циркулирует вода, тем меньше разница температур подающей трубы и обратной). В итоге получается, что когда радиатор ниже котла - у системы появляются разные странности вроде нескольких устойчивых состояний, самое вредное из которых - устойчивое состояние с нулевой циркуляцией; и вам для перевода системы из одного состояния в другое придётся либо "пинать" её насосом, либо сильно шаманить с режимами работы котла и радиаторов.

          Система же отопления, в которой радиатор выше котла, будет работать всегда, поскольку обе силы тянут в одном направлении.


          1. sshmakov
            28.10.2023 15:43
            +1

            Если радиатор находится ниже котла, то эта тяга (обозначим её F_2) складывается с той тягой, которую упомянули вы (обозначим её F_1). А если радиатор становится выше, то они вычитаются.

            Уверены в знаках в этом предложении?


            1. mayorovp
              28.10.2023 15:43
              +1

              Спасибо что заметили, конечно же наоборот. Думал одно, а написал другое :-(


        1. iMonin Автор
          28.10.2023 15:43

          Вы путаете причину со следствием.

          При нагреве вода расширяется и начинает всплывать, отчего начинается движение в замкнутом кольце труб из-за этой разности плотностей.

          Если вы нагреете воду в верхней точке системы, то ей всплывать будет уже некуда, то есть движения воды в кольце не возникнет.


  1. Captain_in_the_Green_Hat
    28.10.2023 15:43
    +8

    Очень сложно, много кудрявых формул и графиков. Годная вещь пугать заказчика и обосновывать стоимость работ.

    На практике не мудрят. Котел с некоторым запасом по мощности, циркуляционный насос на 32, труба центральная на 32, разводка на 25, контрольные краны перед батареями и можно паять одноэтажный дом любой конфигурации.

    Личный опыт - пайка отопления в дом на 100 квадратов, жена держит утюжок и знай себе шлепай разводку. Стальную трубу в частный дом не нужно, даже в трехэтажный.


  1. firehacker
    28.10.2023 15:43
    +4

    Когда вы говорите об элементе/участке гидравлической системы и измеряете её гидравлическое сопротивление в Паскалях, какой физический смысл стоит за этим?

    Как человеку, который съел собаку в электрике и электронике, и мимокрокодил в гидравлических расчетах и теплотехнике, мне это кажется чем-то похожим на измерение электрического сопротивления цепи в вольтах, а не омах.

    Известно, что перепад давления на каком-то элементе гидравлической системы (будь-то батарея или просто участок трубы определенной длины) зависит от расхода жидкости через неё по следующей закономерности:

    \Delta P=K Q^2

    Где Q — расход, и тогда коэффициент K можно считать сопротивлением участка.

    Если формулу вывернуть наизнанку, то получится:

    Q=\sqrt \frac {\Delta P} {K}

    Это напоминает закон-Ома-вское

    I=\frac U R

    Только всё-таки аналогия электричества течению воды аналогична не на 100%, поэтому разность потенциалов давлений пропорциональна не току расходу, а квадрату тока расхода. Поэотому и закон называется не законом Ома для воды, а законом Дарси-Вейсбаха.

    Но что такое сопротивление, измереное в паскалях? Это \Delta P, при которой расход Q принимает некое калибровочное значение?

    ЧЯПНТ?


    1. iMonin Автор
      28.10.2023 15:43

      дР- это сопротивление какого-то участка конкретной цепи при каком-то конкретном расходе.

      В статье рассчитывается коллекторная часть без общих подводящих участков, так как для балансировки по расходу через радиатор важна только часть между крайними радиаторами.

      Что до схожести с законом Ома только в квадратичной форме- это верно.

      Вот только квадратичная форма делает всё на столько нелинейным, что вся схожесть с законом Ома заканчивается.


      1. firehacker
        28.10.2023 15:43
        +1

        это сопротивление какого-то участка конкретной цепи при каком-то конкретном расходе.

        Каком? По-моему и вашей статье, и в куче других статей, и а куче постов на форумах проектировщиков оперируют «сопротивлением в паскалях», не уточняя при этом, о каком расходе речь.

        что вся схожесть с законом Ома заканчивается.

        Не с законом Ома, а с электричеством в целом. И нет, не заканчивается, а простирается намного дальше одной формулы.

        Первое правило Кирхгофа (о токах) аналогичным образом переносится на гидравлику:

        Подобно тому, как для параллельно соединенных цепей
        I_{общ}=I_1+I_2+...+I_nа U_{общ}=U_1=U_2=...=U_n для параллельно соединенных контуров в гидравлике Q_{общ}=Q_1+Q_2+...+Q_nи \Delta P_{общ}=\Delta P_1=\Delta P_2=...=\Delta P_n

        Второе правило Кирхгофа (о напряжениях) аналогичным образом переносится на гидравлику:

        Подобно тому, как для последовательно соединенных цепей ток во всех участках цепи одинаковый (I_{общ}=I_1=I_2=...=I_n), а напряжения складываются (U_{общ}=U_1+U_2+...+U_n) для последовательно соединенных контуров в гидравлике расход во всех последовательных элементах одинаковый (Q_{общ}=Q_1=Q_2=...=Q_n), а перепады давления складываются (\Delta P_{общ}=\Delta P_1+\Delta P_2+...+\Delta P_n).

        Отсюда вытекают и схожие правила сложения сопротивлений при последовательном и параллельном сопротивлении.

        При последовательном соединении электрических сопротивлений они просто складываются: R_{общ}=R_1+R_2

        Точно так же складываются коэффициенты K: K_{общ}=K_1+K_2

        При параллельном соединении электрических сопротивлений эквивалентное сопротивление получается: R_{общ}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}

        При параллельном соединении гидравлических трактов эквивалентный коэффициент K получается по похожей формуле K_{общ}=\frac{K_1K_2}{K_1+2\sqrt{K_1K_2}+K_2}

        Можно возразить: похожей, да ведь не такой же точно!

        Но это просто проблема выбора обозначений.

        Я записал связь между расходом и перепадом давления как

        \Delta P=KQ^2

        назвав коэффициент K характеристикой гидравлического сопротивления контура/элемерта, а мог бы записать как

            \Delta P=(kQ)^2

        то есть выразив k=\sqrt K

        Тогда правила получения эквивалентного k-малого в точности повторяют правила получения эквивалентного сопротивления как для последовательного соединения, так и для параллельного соединения:

        k_{общ}=k_1+k_2k_{общ}=\frac{k_1k_2}{k_1+k_2}

        просто потому что

        K_{общ}=k_{общ}^2=({\frac{k_1k_2}{k_1+k_2}})^2=\frac{(k_1k_2)^2}{(k_1+k_2)^2}=\frac{(k_1k_2)^2}{k_1^2+2k_1k_2+k_2^2}=\frac{(\sqrt K_1 \sqrt K_2)^2}{(\sqrt K_1)^2+2\sqrt K_1 \sqrt K_2+(\sqrt K_2)^2}

        Да и вообще, в этих формулах нет ничего волшебного, просто если определить проводимость как величину, обратную сопротивлению, то пои параллельном соединении складываются не сопротивления, а проводимости:

        \frac 1 {R_{общ}}=\frac 1 {R_1}+\frac 1 {R_2}+...+\frac 1 {R_n}

        Такой же принцип и с k-малым.

        Так что аналогия далеко идущая.


        1. iMonin Автор
          28.10.2023 15:43

          Вы как в анекдоте про удаление гланд автогеном да ещё и через ж@пу...)))

          Так всё усложнить и всё ради попытки доказать правдивость вашей аналогии водяных труб с электричеством.

          Вы только чуток не учли, что "проводимость материала" линейна, а гидравлические характеристики трубного ИЗДЕЛИЯ связываются ещё более заковыристыми и тоже квадратичными формулами.

          Так что ваше объяснение вроде бы и правдиво, но бесполезно...))


          1. firehacker
            28.10.2023 15:43
            +2

            Так всё усложнить и всё ради попытки доказать правдивость вашей аналогии водяных труб с электричеством.

            1. Помилуйте! Разве ж это сложно? Ни тебе интегралов, ни тригонометрии, ни комплексных чисел. Алгебра уровня 6-го класса.

            2. Именно так и нужно вести дискуссии достопочтенным технарям на техническом ресурсе. Во-первых, комментарий пишется с расчетом, что его будет читать не только «оппонент», но и третьи лица, которые могут из него что-то полезное почерпнуть.

            Тем не менее, вы не ответили на главный вопрос: какой расход подразумевается, когда говорят о сопротивлении контура в паскалях?

            Что касается линейности проводимости материала и бесполезности объяснения, то здесь требуется пояснение — что именно вы имеете в виду?


            1. iMonin Автор
              28.10.2023 15:43

              Ну, коль вы про алгебру за 6 класс и за правила "дискуссии достопочтенным технарям на техническом ресурсе", то я вам отвечу:

              Вы внимательно читали статью?

              Если нет, то внимательно перечитайте, и тогда увидите, что я там указываю ДЛЯ КАКОГО ИМЕННО РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ПРИНИМАЕТСЯ СОПРОТИВЛЕНИЕ!!!!!


        1. Dredlock
          28.10.2023 15:43
          +1

          Dredlock2 часа назад

          Не так работает гидравлика. Сопротивление (гидравлическое) парралельных участков рассчитывают по другим формулам, ваша (сопротивление параллельных участков цепи) не применима.

          У вас ошибка. dP = K*(ro*w^2/2*g)

          Паскаль это давление (сила приложенная к площади) , то есть какое давление надо создать в начале участка, чтобы жидкость двигалась с заданным расходом и смогла преодолеть трение о стенки труб этого участка


          1. firehacker
            28.10.2023 15:43

            (WYSIWYG-редактор страшно глючит, коммент на перередактировании)


          1. firehacker
            28.10.2023 15:43
            +1

            Не так работает гидравлика

            Нет, как раз таки именно так и работает. Хотел под вашим первым комментом дать ссылку на мой более новый, но с учётом того, что вы дублируете свой ответ под более новым, странно, что вы его прочитали, но выводе не сделали.

            ваша (сопротивление параллельных участков цепи) не применима.

            По-моему я чётко в посте выше расписал.

            Для последовательных соединений эквивалентное K получается путём сложения, точно так же, как эквивалентное R. С этим вы вроде и не спорите.

            Для параллельных соединений эквивалентное K получается по формуле, похожей для определения эквивалетного R для параллельных резисторов, но немного другой. Я на этом прямо сделал акцент в комменте, и вы мне пишите, что у меня ошибка, хотя об этой ошибке вы написали раньше, чем я вообще впервые написал о параллельном соединении. В первом комменте вообще ведь не было про параллельные соединения, было только про закон Ома и закон Дарси-Вейсбаха.

            Но во втором комменте я прямо внимание обратил: формула получается другой не из-за принципиально другой физики процесса, а просто из-за выбора того, как обозначать сопротивление.

            Вот вы пишите:

            У вас ошибка. dP = K*(ro*w^2/2*g)

            Говорите, что у меня ошибка, но не уточняете, где именно (по вашему мнению). И приводите формулу, похожую на каноническую запись закона Вейсбаха.

            Но позвольте уточнить. У меня нет ошибки. Скорее у вас ошибка. Точнее, у вас три ошибки. Но предположим на время, что только одна: вы пишите K, хотя в канонической формулировке закона Вейсбаха используется\xi . Окей, можно хоть буквой «зю» обозначать, просто дело в том, что кто вам сказал что K в моей формуле имеет тот же физический смысл (и размерность), что и «кси»? Нет, совсем не тот же и совсем не ту же. В моей записи dP = KQ² в значение K уже включены все константы типа «ро» (плотности) и «жи»). Вынесены за скобки (как не меняющиеся между двумя разными стояками) и засунуту в коэффициент K. Хотите пример такого же трюка в другом разделе физики? Это абсолютная и относительная магнитная проницаемость. Просто в одной величине уже учтена магнитная постоянная (она же магнитная проницаемость вакуума), а в другую не входит. Это не делает какие-то формулы или закоными неверными просто потому, что в одном случае есть мю-нулевое, а в другом не видно.

            Теперь о других ваших ошибках

            Перепад давлений может быть измерен в разных единицах. Может быть в паскалях, а может быть в метрах водяного жидкостного столба. Паскаль это везде паскаль, а метр водяного или ртутного столба на Земле это не одно и то же, что такой же метр на Луне. Потому что g разное.

            Поэтому, раз есть два способа измерять давления и перепады давлений (один из которых привязан к гравитационным условиям небесного тела), есть и две записи формулы Вейсбаха:

            \Delta h=\xi·\frac{V^2}{2g}\Delta P=\xi·\frac{V^2}{2}·\rho

            Первая для метров жидкостного столба (и имеет размерность длины), вторая для паскалей (и имеет размерность давления, то есть ньютон-на-квадратный-метр).

            В первой есть «же», но нету «ро». Во второй есть «ро», но нету «жи».

            В вашей формуле есть и «ро» и «же» одновременно! И при этом «жи» стоит не в знаменателе, а в числителе, потому что вы забыли скобки вокруг 2*g.

            Вы хотя бы размерность проверьте своей формулы, а потом указывайте другим на ошибки.

            Давайте-ка проверим размерности?

            Формула Вейсбаха для \Delta h, измеряемой в метрах жидкостного столба:

            \Delta h = \xi·\frac{V^2}{2g} \Rightarrow [m]=[1]·\frac{[\frac m s][\frac m s]}{[\frac m {s^2}]}=\frac{[m][m][s^2]}{[m][s][s]} = [m]

            Формула Вейсбаха для \Delta P, измеряемой в паскалях:

            \Delta P=\xi \cdot \frac{V^2}2\cdot\rho \Rightarrow  \frac{[\frac{m\cdot kg } {s^2}]}{[m^2]}  =[1]\cdot\frac{[\frac m s][\frac ms]}{[1]}\cdot[\frac{kg}{m^3}]\Rightarrow\frac{[kg]}{[m]\cdot[s^2]}=\frac{[kg]}{[s^2]\cdot[m]}

            А теперь ваша чудо-формула:

            dP = K*(ro*w^2/2*g)

            Какая размерность будет у dP благодаря наличию и «ро» и «же» в числителе?

            Вот возьмите каноническую запись закона Вейсбаха:

            \Delta P =\xi ·\frac{V^2}{2}\cdot\rho

            В нём \xi это коэффициент сопротивления трений — безразмерная величина. Для трубы он определяется так:

            \xi=\lambda\frac L D

            Здесь L и D — длина и диаметр трубы, а лямбда — коэффициент Дарси, безразмерная величина, определяемая характеристиками и трубы, и среды.

            Если подставить последнюю формулу в предпоследнюю, то получится каноническая запись закона Дарси-Вейсбаха:

            \Delta P = \lambda \frac L D \cdot \frac {V^2}{2}\cdot\rho

            А сама лямбда определяется через Рейнольдса (причём по разному, в зависимости от характера течения — ламинарное/турбулентное). Например, для ламинарного, вот так:

            \lambda = \frac{64}{Re}

            Подставим это в формулу Дарси-Вейсбаха, и получим:

            \Delta P = \frac{64}{Re} \cdot \frac L D \cdot \frac {V^2}{2}\cdot\rho

            Чувствуете, как формула разбухает и становится громоздкой?

            Это мы двигались в одну сторону. А можно пойти в другую сторону. Берём компактную формулу

            \Delta P =\xi ·\frac{V^2}{2}\cdot\rho

            и делаем её ещё более компактной: все константы вроде «ро», «же» и двойки в знаменателе вместе с «кси» выносим «за скобки», засовывая это в один единственный коэффициент K. И получаем то самое:

            \Delta P = K\cdot Q^2

            И тогда для K правила высчитывания эквивалентного K для последовательного соединения такие же, как в электрических цепях.

            А вот для последовательного — не такое же, формула похожая, но немного другая.

            Но только из-за того, что мы именно таким способом выбрали место коэффициента K в формуле.

            А могли записать формулу и так \Delta P = (\sqrt K\cdot Q)^2или, выразив \sqrt K=k , так: \Delta P = (kQ)^2 или так \sqrt{\Delta P}=kQ .

            И если за характеристику контуа брать не К-большое, а К-малое, то формулы эквивалентного k-малое для последовательных и параллельных соединений повторяют формулы для электричества.


            1. mayorovp
              28.10.2023 15:43

              Небольшое замечание: для "k малого" уже формула последовательного соединения будет выглядеть по-другому.


              1. firehacker
                28.10.2023 15:43

                Справедливое замечание!


            1. Dredlock
              28.10.2023 15:43

              Вы вставили очень много красиво выполненных формул. Вижу, с электротехникой знакомы. Но вы пытаетесь применить знания по электротехнике, для того чтобы описать закономерности в других физических явлениях. Вы не первый, от кого я слышу про подобие течения электричества и жидкости. Да, и то и другое это в теории поток частиц, и они движутся в одну сторону. Только вот в процессе движения возникают разные нюансы.

              В бытность работы в отделе гл. энергетика я уже ломал копья в спорах с электриками относительно сопротивлений параллельных участков гидравлических сетей. Не хочу опять кому-то что-то доказывать (теряя свои нервы и время), всё написано в литературе, если интересно -- найдёте и прочитаете. Да вы и сами пишете, что формула похожая, но немного другая, то есть фактически признаете, что не такая-же. Ну а если не такая же, значит её нельзя применять на практике. если не такая же, значит и нет никакого подобия

              Вы спросили вначале почему меряют в Паскалях, я попытался вам кратко объяснить смысл.

              Ну а так всё пихать в один коэффициент К это конечно можно, но как прикажете с этим работать?

              P.S. g -- это вечером схватил первый попавшийся под руку справочник (он оказался староват) и там была формула с g. Я и сам насторожился, но был поздний вечер. Сегодня глянул в других сравочниках, да, можно и без g использовать эту формулу.


              1. firehacker
                28.10.2023 15:43

                Вы вставили очень много красиво выполненных формул.

                Почему нет, если хабра-редактор позволяет.

                Вы спросили вначале почему меряют в Паскалях, я попытался вам кратко объяснить смысл.

                Если речь про вот эти ваши слова:

                >Паскаль это давление (сила приложенная к площади) , то есть какое давление надо создать в начале участка, чтобы жидкость двигалась с заданным расходом и смогла преодолеть трение о стенки труб этого участка

                то из моего самого первого коммента должно быть очевидно, что зависимость между перепадом давлений и расходом и характер этой зависимости для меня очевидны.

                Просто я сто раз встречал разговоры о перепаде давления вообще без уточнения, о каком заданном расходе или расчётном расходе или референсном расходе идёт речь.

                Ну а если не такая же, значит её нельзя применять на практике. если не такая же, значит и нет никакого подобия

                С небольшими оговорками. Там выше справедливо заметили (и это первое замечание по делу), что для последовательных соединений должно суммироваться K большое, а для параллельных k-малое, и тогда электрические формулы подходят полностью.


    1. Dredlock
      28.10.2023 15:43

      Не так работает гидравлика. Сопротивление (гидравлическое) парралельных участков рассчитывают по другим формулам, ваша (сопротивление параллельных участков цепи) не применима.

      У вас ошибка. dP = K*(ro*w^2/2*g)

      Паскаль это давление (сила приложенная к площади) , то есть какое давление надо создать в начале участка, чтобы жидкость двигалась с заданным расходом и смогла преодолеть трение о стенки труб этого участка


      1. iMonin Автор
        28.10.2023 15:43
        -1

        1. Где вы видели параллельные участки в моей схеме расчёта?

        2. Да, вы правы, Паскаль- это мера для давления...Только в чём моя ошибка?


        1. Dredlock
          28.10.2023 15:43

          Извините, это не вам писал, а другому человеку, который сравнивал с электрикой. Не на ту нажал кнопку.


          1. firehacker
            28.10.2023 15:43
            +1

            Почему не ту кнопку? Всё вы правильно нажали. Это@iMoninнеобоснованно решил, что комментарий относится к нему, хотя ваш комментарий находится под моим комментарием, а не под его.


  1. sshmakov
    28.10.2023 15:43

    Автор, я полагаю, теоретик, то есть проектировщик? Я не критикую, просто мне кажется странным неоднократно упомянутое использование вентиля с термоголовкой от недешевой нынче фирмы Danfoss для балансировки, когда существуют балансировочные вентиля под шестигранник. Они и дешевле, раз в пять.


    1. iMonin Автор
      28.10.2023 15:43
      +3

      Вы правы...есть и такие дешёвые варианты, причём у Данфосса тоже.

      Вот только к вам вопрос про этот дешёвый вентиль под шестигранник:

      1. К нему есть номограмма сопротивления от настройки?

      1. Сам вентиль имеет градуированную шкалу, чтобы определить уровень закрытия клапана по внешним признакам?

        Ведь термостатические клапаны от Данфосс не просто так всюду ставят, а потому как он позволяет задать преднастройку ещё в проекте, чтобы потом не мучатся при наладке системы.


      1. sshmakov
        28.10.2023 15:43

        (1) Нет. Зачем?

        (2) Нет. Зачем?

        Термостатическая головка нужна не для балансировки, а для уставки комфортной температуры, чтобы жилец сам себе температуру регулировал. А балансировочные вентиля под шестигранник существуют, как ни странно, для балансировки, чтобы жилец не смог замкнуть весь поток от котла на свою батарею, скрутив термоголовку до упора.

        Впрочем, я не проектировщик, и системы за пределами ИЖС мне мало интересны.


        1. iMonin Автор
          28.10.2023 15:43

          Похоже, что вы не очень разбираетесь в термостатических клапанах повышенного сопротивления с преднастройкой...))

          Так вот ПРЕДНАСТРОЙКА никак не связана с термоголовкой, которую вовсе не обязательно ставит вообще.

          То что вы пытаетесь сделать с помощью крана под шестигранник выполняется преднастройкой на термостатическом клапане от Данфоса.


          1. sshmakov
            28.10.2023 15:43
            +1

            Несомненно, я не разбираюсь в столь высоких материях, как проектирование отопления с указанием в проекте параметров преднастройки термостатического клапана от Данфосс. Ибо проектных университетов не кончал, да и незачем это мне, это не моя профессиональная сфера. Дома отопление работает, данфоссы я поставил примерно лет 15 назад, вместе с балансирами. Удобно, когда надо снять радиатор, чтобы, например, поменять обои, без отключения всего отопления. На новые батареи в недавно добавленной жилой площади такая же схема - кран с регулировкой, где-то термостат, где-то обычный вентиль, плюс балансир. Все работает, естественно. Конечно же, не на гравитации, потому что циркуляционный насос дает прогреться всему радиатору, а гравитация прогревала только верхнюю половину. То есть отопление работало лишь вполсилы.


            1. iMonin Автор
              28.10.2023 15:43

              Так вот клапан под термоголовку уже является БАЛАНСИРОМ ( у него есть шкала с преднастройками).

              Тогда как ваш вентиль под шестигранник- это просто для отключения радиатора вместо шарового крана (без шкалы).

              Кто-то в магазине вас развёл на лишнее устройство в виде вентиля под шестигранник.

              Ведь вы и шаровые краны тоже поставили?


              1. sshmakov
                28.10.2023 15:43
                +1

                Нет, не поставил. Зачем? А вы? Помнится, в прошлой статье вы писали, что собирались их поставить, две штуки.

                Hidden text


                1. iMonin Автор
                  28.10.2023 15:43

                  Так что мы обсуждаем, если я не вижу реальной схемы отопления вашего дома?

                  Если вам нравиться постоянно вносить регулировки в своей системе отопления, то радиаторный вентиль под шестигранник- это разумный выбор по цене.


                  1. sshmakov
                    28.10.2023 15:43

                    Мы совершенно точно не обсуждаем реальную схему отопления моего дома.


              1. Antra
                28.10.2023 15:43

                Вы хотите сказать, что при пусконаладке просто устанавливаете термостатические клапаны повышенного сопротивления преднастроенными на определенные рассчетные значения, и на этом все?

                Реальную балансировку не производите?


                1. iMonin Автор
                  28.10.2023 15:43
                  +1

                  Да, именно так это и делается.

                  А как вы себе представляете "Реальную балансировку"???


                  1. Antra
                    28.10.2023 15:43

                    Ну если "самостоятельно", к примеру, с помощью Grundfos Alpha 3 (хотя бы временно его на соответствующую линию ставить)

                    https://www.youtube.com/watch?v=Y6gC1FgsX88

                    Причем, насколько я понимаю, Reader нужен только для дальнобойности. Ибо есть и другие варианты (смартфон с BT в пределах досягаемости лежит, одключенный к насосу, а с другого, на другом этаже, через WiFi доступ к его экрану).


                    1. iMonin Автор
                      28.10.2023 15:43

                      То есть для наладки системы в ы ломаете систему установкой дополнительного насоса?...А потом снова ломаете налаженную систему убирая насос?

                      Тогда что и по каким параметрам вы налаживаете в системе?


                      1. Antra
                        28.10.2023 15:43

                        Я все-таки говорю о новой системе, для которой лучше сразу взять Альфу 3, нежели UPS. Но это мое личное мнение.

                        Вопрос такой - по вашему замена Alpha3 обратно на UPS или иной требует ребалансировки? А если я на UPS переключаю режимы 1-2-3, тоже балансировка слетает и становися хуже, чем ваша "преднастроенная рассчетная"?

                        P.S. Почему "ломаю"? Насосы же взаимозаменяемые, пару гаек отвернуть и стакан теплоносителя потерять. А в некоторых случаях достаточно вообще только "голову" временно поменять (Альфа2 на Альфа3).


                      1. iMonin Автор
                        28.10.2023 15:43

                        Каким образом замена насоса может помочь в наладке периферийного распределения в системе?

                        Наладка- это изменение расхода до проектного значения по отдельным радиаторам, а не по одному общему насосу.


                      1. Antra
                        28.10.2023 15:43

                        В этой конкретной ветке мы говорим о балансировке системы. Альфа3 позволяет измерить общий поток, расходы через каждый радиатор, рассчитывает, сколько через каждый должно проходить, чтобы всем доставалось поровну, и помочь реально это все настроить (даже если у кого-то небольшой засор и циферки не соответствуют реальности).

                        А дальше уже термоголовками можно выставлять комфортную температуру для каждого радиатора (не в ущерб остальным).

                        Напомню, с чего началось (и на какой вопрос я отвечаю в этой ветке):

                        Я: Реальную балансировку не производите?

                        Вы: А как вы себе представляете "Реальную балансировку"???

                        Собственно, пока я не переубедился, что ваши расчетные преднастройки значительно точнее такого "живого" метода и вовсе не требуют дополнительной балансировки по месту.

                        Особенно всвязи с вашим высказываением о том, что замена насоса обратно всю эту балансировку "на живой системе" сводит на нет ("ломает"), формируя у меня ожидание, что и расчеты "поплывут".


        1. fndrey357
          28.10.2023 15:43
          -2

          Вы просто не сталкивались с реальными системами.

          И желательно чтобы котел имел постоянную циркуляцию. Напрямую водоводяной бойлер и приходит счастье. Гидрострелку на крайний случай. Крайнюю батарею - всегда на максимум открыта. То, что происходит реально с котлом и насосной группой, когда все клапана закрываются и проток останавливается не поддается прогнозу.

          И балансировка на каждую батарею - это для особо одаренных эстетов и впаривателей запорно-регулирующей араматуры. Проще крыло регулировать н несколько батарей, а они сами термоголовками между собой поток поделят.

          И регуляторы на теплые полы - вечная головная боль.

          И полипропиленовые трубу с огромным тепловым расширением, загибающиеся в дугу.

          И вместо данфоса сейчас есть приличные вещи, позиционирующиеся как производство РФ - как минимум валтек (не реклама).

          Для частного дома:

          1. Никаких теплых полов.

          2. Прошивной полипропилен на пресс-фитингах

          3. Отопление - конвектора. Никакого алюминия. Крайний случай - биметалл.

          4. Обязательно термоголовки на все батареи и запорная группа, чтобы не сливать при снятии радиатора.

          5. Циркуляционный насос

          6. Обязательно гарантированная циркуляция - гидрострелка или бойлер.

          7. Подпитка - только в подачу.


          1. himch
            28.10.2023 15:43
            +4

            Никаких теплых полов?

            Это что же, ходить по холодному полу на первом этаже и страдать?

            И ради чего такое счастье?????

            Может, еще никаких сортиров в доме, только скворечник на улице, только хардкор?????????????


            1. TestNickname
              28.10.2023 15:43
              -1

              Это что же, ходить по холодному полу на первом этаже и страдать?

              А каким образом у вас связаны отсутствие отопления "тёплым полом" и холодный пол на первом этаже?


          1. sshmakov
            28.10.2023 15:43

            Кто вы, если знаете, с чем я сталкивался или не сталкивался?


          1. nomorewar
            28.10.2023 15:43
            +1

            И вместо данфоса сейчас есть приличные вещи, позиционирующиеся как производство РФ - как минимум валтек (не реклама).

            Хз, есть несколько шаровых кранов от них - третий сорт не брак. Краны на 1/2 с длинной ручкой закрываются тяжелее, чем те же Бугатти из Леруа с короткой ручкой. Причем, ощутимо. Краны на 3/4 с короткой ручкой жена или ребенок закрыть уже не могут, не хватает сил. Все краны периодически открываю/закрываю чтобы не закисли.


          1. GidraVydra
            28.10.2023 15:43
            +1

            Ну офигеть. В частном доме теплые полы, по-вашему, нельзя. В многоквартирном доме теплые полы нельзя по мнению ст. 25 ЖК РФ. И че делать-то?


            1. fndrey357
              28.10.2023 15:43

              Вы можете ставить что угодно и как угодно.

              Когда вы начнёте проектировать теплый пол, вы столкнетесь с:

              1. Рабочая температура около 29 градусов. Вы выбрасывает в котел эту воду и имеете массу проблем с конденсатом, охлаждением топки, возможным растрескиванием топки и т.д. Чтобы котел работал в оптимальном и безопасном режиме надо.сооружать узел смешения.

              2. Трубы ниже уровня чистого пола и приходится мудрить со спускными устройствами. Шкафчики с воздухоудалителями и т.д.

              3. Петля должна иметь определенную длину, чтобы не было перепада температур. Это значит, что на большую комнату надо ставит коллектора.

                В общем на круг в монтаже теплый пол х2 от отопления. Поэтому для описанного дома ИЖС на 100-200 квадратов считаю нецелесообразной тратой денег. Да, баня, душ, промывочная желательно, но поверьте, геморроя больше.


              1. iMonin Автор
                28.10.2023 15:43

                Частный дом- это изначально ИЗЛИШЕСТВО и БАРСКАЯ ЗАБАВА!

                Так что рациональные критерии тут применять совершенно не разумно.

                А вот исполнять "хотелки" заказчиков всё равно приходится.

                Так что будут и тёплые полы, и коллекторные шкафы по всему дому, и кучи смесительных узлов под разные параметры температур для разных помещений.

                Другое дело, что потом все эти излишества работают на первоначальных настройках, а в самих домах-дворцах никто не живёт.

                Жить во дворце- это очень утомительное занятие: от спальни за чашкой утреннего чая задолбаешься ходить. Не говорю уже о лишних часах в день на дорогу по пробкам в Москву...


                1. johnfound
                  28.10.2023 15:43
                  +1

                  Частный дом- это изначально ИЗЛИШЕСТВО и БАРСКАЯ ЗАБАВА!

                  А раз БАРСКАЯ ЗАБАВА, то водяное отопление совершенно не нужно. Делаем все на электричестве, конечно предусматриваем резервную генерацию на дизелях.


                1. sshmakov
                  28.10.2023 15:43
                  +1

                  Частный дом- это изначально ИЗЛИШЕСТВО и БАРСКАЯ ЗАБАВА!

                  Это всё, что я хотел узнать.

                  Мораль: если заказываете проектирование инженерки в частный дом - убедитесь, что проектировщик сам живет в частном доме.


                1. himch
                  28.10.2023 15:43
                  +1

                  У нас половина страны живет в частных домах.

                  И почему бы всем этим людям не жить комфортно: чтобы зимой не ходить в теплых носках, чтобы животные получали удовольствие, чтобы дети играли на полу, чтобы в конце концов обувь просыхала за пару часов.


                  1. iMonin Автор
                    28.10.2023 15:43

                    не половина, а 25 %

                    У нас в стране 75% городского населения.

                    Ну, а у оставшихся 20% селян банально нет денег на реконструкцию своих старых частных сельских домов.

                    И только 5% живёт в относительном тепловом комфорте в относительно новых частных домиках постройки последних 10-15 лет.


                1. fndrey357
                  28.10.2023 15:43
                  +1

                  А вот исполнять "хотелки" заказчиков всё равно приходится.

                  Хотелки заказчиков иногда такие, что разгребать устанешь.

                  Не, ну ты типа приедь - тут на полчаса - запусти. В прошлом году все работало, за лето завоздушилось.

                  А там анифриз разъел половину фитингов, давление не держит. Воздушников нет. И начинается заполнение системы через компрессор. пробками на радиаторах удаление воздуха, пролив теплых полов через не пойми что.

                  Или подпитку холодной воды в обратку - холодную воду на горячую топку - чугун лопается.

                  Или обратка из теплых полов в котел и низкая температура отходящих газов -конденсат из трубы ручьем и заливает запальник.

                  Или теплый пол температурой в 35 градусов-отток крови к ногам и головные боли у гипертоников.

                  Поэтому для себя, любимого должна быть простая устойчивая экономичная система типа "включил и забыл"


              1. Antra
                28.10.2023 15:43

                надо.сооружать узел смешения

                А как иначе? Вы по-любому не будете от котла подавать в пол 60-80, все равно должны остудить до условных 40 градусов, чтобы на выходе получить означенные 29.


              1. himch
                28.10.2023 15:43

                Уфф, таки можно делать себе теплый пол, спасибо!

                Перечисленые вами пункты - обычные правила для проектирования системы теплопольного отопления. Вы же когда систему радиаторного отопления проектируете - соблюдаете правила и делаете расчеты? Ну и тут тоже нужно.

                По стоимости я считал - у меня получалось одинаково - что закидать в плиту трубы для теплого пола, что радиаторы поставить. Подмес - два тройника и балансировочный кран. 10 лет работает, не требуя никакого внимания.

                Теплообменник газового котла не растрескался и не собирается это делать ????????????


          1. TestNickname
            28.10.2023 15:43

            Отопление - конвектора.

            Конвектора - зло. Они очень сильно перегревают верхнюю зону, давая то самое прекрасное ощущение аутентичной русской избы, когда в валенках ноги мёрзнут, а голова раскалывается от жары


    1. GidraVydra
      28.10.2023 15:43
      +2

      Для расчета гидродинамики модельной системы, конечно же, очень важно какой фирмы термоголовка.


  1. Sergey_Kh
    28.10.2023 15:43

    Я не специалист, конечно, просто интересно: а не проще развести к каждому радиатору пару тонких труб от коллектора? И балансировать удобнее расходомерами прямо на коллекторе.


    1. iMonin Автор
      28.10.2023 15:43

      Да, и так тоже делают.

      Это так называема "Веерная схема с коллекторными шкафами".

      Зарабатывать на этом деньги при торговле комплектующими и на монтаже получается просто шикарно...)))

      Вот только в долговременной эксплуатации система абсолютно непригодна к ремонту....(((

      Если случайно пробьют одну трубку гвоздиком, то будете вскрывать бетон по всей площади дома (или квартиры)?


      1. himch
        28.10.2023 15:43
        +2

        Полагаю, в случае пробития трубы до одного из радиаторов, нужно будет отключить один радиатор и найти место пробития.

        Мне почему-то кажется, что это не так больно, как отключать вообще всю систему отопления на этаже в случае пробития трубы, проложенной по описываемым вами схемам. Особенно зимой.


        1. iMonin Автор
          28.10.2023 15:43

          В моём случае все горизонтальные толстые стальные трубы по периметру дома идут ОТКРЫТО, так что их случайно не пробьёшь...Да специально сверлить замучаешься...)))

          А вот пластиковые трубы Ф16мм замуровывают обычно в бетон полов, что делает их неремонтопригодными при случайном повреждении или пробитие.


          1. himch
            28.10.2023 15:43
            +2

            Я не знаю людей, которые при строительстве коттеджа изъявляли бы желание прокладывать трубы открыто).

            Но если у человека такой вот вкус, что ему это нравится), ничего не мешает проложить трубы открыто по веерной схеме.


            1. iMonin Автор
              28.10.2023 15:43

              Как вы себе представляете веерную схему с открытой прокладкой?

              Как вы трубами пороги дверей будете пересекать?..Или как в старых домах вокруг дверей вместе с электропроводкой трубы потянете?


              1. Antra
                28.10.2023 15:43

                В старых домах вообще без отопления? Тут уж хоть что угодно, не до веерной, действительно.

                А вот если трубы спрятаны за гипсокартоном, то какая разница, сколько их там (две или восемь). Вопрос только цены.

                И таки да - если на этаже 3 комнаты по два радиатора в каждой, я бы в новом доме сделал микс: 3 батареи в разных комнатах "последовательно" (для экономии), но 2 батареи в каждой комнате - независимые контуры (веер), чтобы только половину отключать в случае чего.


              1. himch
                28.10.2023 15:43
                +1

                Очевидно, точно так же как по вашей схеме, только трубы тоньше и их больше


                1. iMonin Автор
                  28.10.2023 15:43

                  Если вы попытаетесь нарисовать предлагаемую вами схему прокладки веера тонких пластиковых труб по стенам, то вы сами поймёте неисполнимость такого варианта.


                  1. himch
                    28.10.2023 15:43
                    +1

                    Стальными толстыми трубами пороги можно пересекать, а пластиковыми неисполнимо.

                    Я вас понял ????????????


                    1. iMonin Автор
                      28.10.2023 15:43

                      Стальные трубы колекторов вообще не пересекают пороги, так как идут по периметру стен под окнами.


                      1. himch
                        28.10.2023 15:43

                        Так что же мешает пустить по тому же маршруту тонкие трубы?


                      1. iMonin Автор
                        28.10.2023 15:43
                        +1

                        А в чём смысл тащить по стене пучёк пластиковых труб вместо двух толстых стальных труб?


                      1. Antra
                        28.10.2023 15:43
                        +2

                        а) Пучок тонких пластиковых труб - тонкая плоская конструкция, которую легко закрыть. В отличи еот лостой металлической трубы. Вдвое толще ведь, правда?

                        б) Резервирование. Если нужно перекрыть одну толстую металлическую трубу, отключаются вообще все батареи.. Зимой это грустно.


                      1. iMonin Автор
                        28.10.2023 15:43

                        Да, теоретически вы правы.

                        Но есть нюансы...))

                        1. Пучёк тонких труб- это плоская конструкция, которая не поместиться под подоконником, так как в ней будет аж 32 трубы да ещё в теплоизоляции. Радиаторы прямо на шлейф труб вешать будете?

                        2. Резервировать толстую стальную трубу не требуется, так как она служит дольше, чем стоит плохоньки сельский дом. Повредить её случайно почти невозможно, да и намеренно её портить устанешь без кувалды или болгарки. А вот пластиковые трубы повреждаются от случайного задевания твёрдым предметом.


                      1. himch
                        28.10.2023 15:43
                        +2

                        Почему именно 32 трубы, а не 6 или 14?

                        Почему вы решили, что речь идет о «плохоньком сельском доме»?

                        Вы пишите на Хабре, здешняя аудитория скорее построит себе современный коттедж с нуля, чем будет покупать плохонький сельский дом.


                      1. iMonin Автор
                        28.10.2023 15:43
                        -4

                        1. Обсуждается система из 16 радиаторов, следовательно 32 трубы в веерном подключении.

                        2. Сельские дома всегда плохонькие, так как строить хорошо в ИЖС пока мало кому удаётся (особенно каркасники), или это бывает слишком дорого.

                        3. "Современный коттедж с нуля" - это как правило забористый коктейль из глупости, амбиций и технической безграмотности, при чём у всех участников процесса: как заказчиков, так и строителей.


                      1. himch
                        28.10.2023 15:43
                        +2

                        16 радиаторов в два направления - это по 16 труб в одном направлении.

                        Не вижу проблем строить хорошо, построенный хорошо дом не сильно дороже построенного плохо. Видимо, вы распространяете ваш личный опыт коммуникации с неграмотными архитекторами и строителями на всю индустрию.

                        Ваш пример с 16 радиаторами на первом этаже вообще умозрительный. Из моего личного опыта и опыта моих знакомых, которые строили в последнее время, типичная система отопления выглядит так: теплопольное отопление на первом этаже (радиаторов на первом этаже нет).

                        Второй этаж (если он есть, примерно половина домов большие, но одноэтажные) отопление радиаторное, подводка труб к радиаторам снизу по черновому потолку первого этажа.

                        У двух товарищей выполнен технический подпол под перекрытием 1 этажа, где выполнена разводка воды, канализации, систем отопления, электрики в кабельных лотках, специально чтобы все было в доступе на случай ремонта/реконструкции/обслуживания. У остальных утепленная плита по грунту.


                      1. iMonin Автор
                        28.10.2023 15:43

                        Вы описали как минимум ТРИ разных системы отопления!

                        Я описал ЧЕТВЁРТЫЙ вариант.

                        У каждого варианта свои проблемы.

                        У каждого свои преимущества.

                        У каждого свои особые условия применения.

                        Ну, а в статье описан всего лишь теоретический анализ коллекторной двухтрубки с тупиковой и попутной циркуляцией.


        1. fndrey357
          28.10.2023 15:43

          Такие порывы ищутся тепловизором на раз. Чертовски выгодная работа


    1. GidraVydra
      28.10.2023 15:43

      Так так и делают в МКД уже лет 20-25. И почему-то ни у кого не возникает необходимости долбить бетон и вынимать трубы из-под стяжки.


  1. Dr_Faksov
    28.10.2023 15:43

    Как говорится, лучше один раз увидеть... Наберите в Ютюбе " Будни Сантехника " и попадёте на канал, в котором "простой" сантехник рассказывает как надо и не надо. И самое главное - объясняет, когда надо с расчетами, почему так а не иначе.


    1. iMonin Автор
      28.10.2023 15:43

      Да, я его смотрел.

      Вполне разумный товарищ.

      После его эпичной битвы с "тепло-вода" по поводу правильной схемы подключение радиаторов в системах с нижним розливом я как раз и написал предыдущую статью на ту же тему, но со своими добавлениями к вопросу.


      1. ALLIGATOR
        28.10.2023 15:43

        А сам "тепло-вода" канал и его предпочтения в разводке вы как оцениваете? Правильно говорит всё?


        1. iMonin Автор
          28.10.2023 15:43

          На мой взгляд "тепло-вода" технически не особо компетентен....Он нахватался знаний по отоплению где-то как-то по верхам и с пафосом втирает всякую ахинею в Ютубе, повышая собственную значимость для ещё более некомпетентных заказчиков его работы.


          1. ALLIGATOR
            28.10.2023 15:43

            Спасибо за ответ!


  1. RTFM13
    28.10.2023 15:43
    +3

    Не понятно зачем на 6 радиаторов ставить насос с производительностью в 4 куба и напором 6 метров, а потом героически дросселировать этот поток игольчатым ушком?

    У грюндфоса есть насосы втрое меньше. На первой скорости они дают напор 0,5-1 метр. Это в общем то уже решает проблему. Для больших домов есть низконапорный насос большей производительности, хотя я с трудом представляю 1 насос на пол сотни радиаторов.

    Чтобы не надо было дросселировать игольчатым ушком ставится регулируемый байпас. И вот у вас постоянный перепад при производительности от нуля до производительности насоса при этом перепаде. Тем более, при наличии термостатических головок без него нельзя.

    Что касается тупиковой схемы. С тремя радиаторами в ветке и трубами сечением в 10 раз больше чем надо она будет работать, нет вопросов. В реальности я однажды столкнулся у родственников с тупиковыми ветками по 6-7 радиаторов. Да еще с переменным диаметром труб. Вот там как раз стоял насос как в вашем примере чтоб хоть как-то додавить до последнего радиатора. Еще "гений" который монтировал систему сделал её открытой и поставил бак после насоса. Результат - перманентный неудаляемый воздух в системе. Всё это конечно пришлось выкинуть вместе с дешевой арматурой. Остались только голые радиаторы.

    Чтобы не засорялась арматура соблюдйте чистоту на рабочем месте. И таки ставьте фильтр (можно с байпасом).

    Лайвхак для колхоза №1. Если жаба душит залить нормальный теплоноситель (еще тут в теме боятся кислорода из воздуха сквозь трубы) то просто добавьте корректора Ph+ для бассейна из расчета 1-2 столовых ложки на 100 литров. В закрытой системе этого хватит на 5-10 лет, в открытой минимум на год для полного отсутствия ржавчины кроме той, что уже была на момент монтажа. Воду лучше брать дистиллированную, она не дорогая. Для перестраховки радиаторы должны быть без прямого контакта с алюминием (которые совместимы с гликолевыми теплоносителями).

    Лайвхак для колхоза №2. Вместо регулируемого байпаса можно поставить обратный клапан (который с подпружиненным клапаном, а не с резинкой) который есть в любом сельпо. Но если это тупиковая схема, то ставить в конец т.к. он даёт 0,2-0,3 метра перепад.

    В целом может я тупой, но так и не понял преимуществ тупиковой схемы. Балансировка попутной будет всяко лучше, даже при делении пополам. Конечно, без вот этих ваших извращений с дросселированием игольчатым ушком и трубами от газопровода "северный поток". Горб выравнивается переменным диаметром труб, но на практике с насосом и байпасом нет практического смысла.


    1. iMonin Автор
      28.10.2023 15:43
      -1

      Начну с конца, так как это самое важное замечание в вашем тексте, и при этом самое ошибочное:

      Дело в том, что у нас ограниченный ряд труб фиксированного диаметра, а потому точный подбор сопротивления разных участков труб НЕВОЗМОЖЕН.

      В результате изменения диметров коллектора вы просто получите сильно изломанный график, а не желаемую ровную идеальную горизонталь суммарной функции.

      Теперь сначала:

      1. UPS 25-60 - это наиболее массовый и потому более дешёвый насос, а избыток расхода карман не тянет, если за него не надо платить.

      2. Даже полсотни радиаторов прокачивается одним насосом, он будет просто другого типоразмера.

      3. Установка байпаса-это к чему? В обсуждаемой двухтрубке байпасов просто НЕ БЫВАЕТ!...Байпас к радиатору ставится только в однотрубке, но про это было в другой статье.

      4. Случай вашего родственника- это типовая ситуация монтажа без проекта и расчёта с допущением всех возможных типовых ошибок.

      5. В открытой системе практически без разницы где ставить бак, а вот неудаляемый воздух - это от другого. Или вы намекаете на неплотный монтаж с повсеместными течами и подсосами воздуха внутрь труб при отрицательном давлении из-за слишком мощного насоса?

      6. Чистота- это не про системы отопления. В центральных ситемах вы не можете соблюдать чистоту системы всего города. В индивидуальной системе у вас тоже куча мелкой гадости может возникнуть хотя бы от органического ила в низкотемпературных пластиковых трубах и мусора в радиаторах с завода.

      7. Зачем следить за химическими реакциями в трубах, если можно просто не ставить голый пластик в систему?

      8. Про обратные клапаны вообще не понял. Вы куда и зачем хотите поставить это дополнительное сопротивление?


      1. mayorovp
        28.10.2023 15:43

        Установка байпаса-это к чему? В обсуждаемой двухтрубке байпасов просто НЕ БЫВАЕТ!...Байпас к радиатору ставится только в однотрубке, но про это было в другой статье.

        Байпасы ставят не только вокруг радиаторов. К примеру, у дедушки с бабушкой дома есть байпас вокруг циркуляционного насоса, чтобы превращать систему в гравитационную в случае выключения электричества.

        Ну а комментатор выше, очевидно, предлагал ставить байпас вокруг фильтра. Как я понимаю, для "обмена" качества фильтрации на снижение сопротивления фильтра.

        Зачем следить за химическими реакциями в трубах, если можно просто не ставить голый пластик в систему?

        Причём тут вообще пластик? Речь шла про ржавчину, разве пластик ржавеет? Очевидно, что в том комментарии шла речь о стальных трубах.


  1. ALLIGATOR
    28.10.2023 15:43
    +4

    А есть какие-нибудь симуляторы где можно накидать труб разного диаметра повешать радиаторы, условно включить условный котёл и видеть тепловую карту как теплоноситель начал распространяться.... чтобы можно было разные конфигурации протестировать в симуляторе.... конечно с различными упрощениями но чтобы более менее похожее на правду было


    1. firehacker
      28.10.2023 15:43
      +1

      Попробуйте программу Valtec для инженерных расчётов. Она без графического представления, без тепловых карт, без наглядной симуляции, но ответы даёт в виде таблиц. Возможно, вам этого и достаточно будет.