Коллекторные этажные модули поквартирного распределения и учета тепла (Журнал «Аква-Терм Эксперт» №3 (51), 2015 г.)
Компания FAR традиционно действовала на опережение и уже в 2005 г. начала производство коллекторов, подходящих для такого узла. Большой ассортимент размеров и типов коллекторов FAR позволяет подобрать оптимальное решение по типоразмеру и требуемым параметрам как для нового строительства, так и на уже построенных объектах.
В связи с актуальностью данных узлов специалисты компании «Терморос» разработали коллекторный этажный модуль поквартирного распределения и учета тепла, который позволяет:
– распределять с гидравлической увязкой теплоноситель по квартирам с различной тепловой и гидравлической нагрузкой;
– компенсировать избыточные перепады давления при автоматической работе терморегуляторов на отопительных приборах потребителей;
– проводить поквартирный учет тепла с помощью теплосчетчиков.
Основой предлагаемого модуля являются латунные коллекторы FAR диаметром от 1" до 2" с расстоянием между нерегулируемыми отводами 100 мм, позволяющим подключать к ним различные устройства.
Коллекторы FAR с расстоянием между отводами 100 мм
Равномерность распределения расходов воды по отводам в основном зависит от отношения площади живого сечения коллектора к суммарной площади живых сечений отводов Ks = D2 / n·d2, где D и d диаметры условных проходов коллектора и отвода, соответственно. На диаграмме показано отклонение расхода на отводах от равномерного, полученное по результатам экспериментов, проведенных в испытательной лаборатории компании «Терморос». Например, для достижения неравномерности менее 20 %, Ks должно быть > 3. Это совпадает с критерием для распределительного коллектора, приведенного в [1].
Приняв уровень неравномерности 20–30 %, получим допустимый диаметр коллектора:
D ≥ d √ (3 ÷ 2) · n . (1)
С другой стороны, максимальная скорость Vотв в отводе коллектора, снабженным регулировочным вентилем, по допустимому уровню шума согласно [2], приложению «Е» не должна превышать 1,5 м/с. Из уравнения равенства расхода в коллекторе и в отводах получим для скорости Vк в коллекторе:
V d k = Vотв · n (D )2. (2)
С учетом (1) оптимальная скорость в коллекторе составляет:
Vотв V 1,5 k = (3 ÷ 2) = (3 ÷ 2) = 0,5÷0,8 м/с. (3)
Стандартно в подающей магистрали максимальная скорость ограничивается 1 м/с. Для удовлетворения условию (3) достаточным является выбор коллектора с Ду на один размер большим, чем у подводок, например, для коллектора 1" (Ду = 25 мм) – подводка 3/4" (Ду = 20 мм). В этом случае максимальная скорость в коллекторе
V 20 k = 1 · n (25 )2 = 0,64 м/c.
Для коллектора 1 1/4" и подводки 1":
V 25 k = 1 · n (32 )2 = 0,61 м/c.
Следует заметить, что появились рекомендации по расчету коллекторов, основанные на рассмотрении их как отделителей газа, находящегося в теплоносителе [2]. Эти разработки технической поддержки фирмы HERZ широко распространяются по медиаресурсам. Для эффективного газоотделения предлагается принимать максимальную скорость в коллекторе не более 0,1 м/с, – это в несколько раз меньше, чем по приведенным выше оценкам и по общепринятым представлениям. Соответственно, тепловая мощность потребителя при коллекторе одного размера в [2] рассчитывается почти на порядок меньше.
Кроме того, для получения малых скоростей в коллекторе также требуется значительно большее соотношение размеров коллектора и подводящей магистрали. Однако использование полости коллектора как газоотделителя крайне нерационально. Для отделения и отвода газов существуют более эффективные специальные устройства, например, деаэратор FAR. Для выпуска скоплений газа достаточно подсоединения к коллектору воздухоотводчиков.
Требуемые расходы по ветвям потребителей обеспечивают ручные балансировочные вентили. Например, модели производства итальянского завода Cimberio, код CIM747 (точность установки 5 % с измерением расхода на фиксированной диафрагме) или код CIM787 (измерение расхода на клапане) и просто радиаторные запорно-балансировочные вентили. В динамической балансировочной паре для ограничения перепада давления также использована арматура Cimberio: регулятор перепада давления код CIM767 и ручной балансировочный вентиль CIM787 (или шаровой кран CIM200DP) с измерительной вставкой для отбора давления после регулируемого участка.
Теплосчетчики требуют отбора температуры после измеряемого участка. В зависимости от модели теплосчетчика это могут быть шаровые краны с гнездом для подключения температурного датчика или специальные тройники.
Автоматические воздухоотводчики обычно работоспособны до избыточного давления 0,4 – 0,7 МПа, что характерно только для малоэтажных автономных систем. Если избыточное давление больше, то веса поплавка воздухоотводчика недостаточно, чтобы открыть клапан. В ассортименте арматуры FAR также есть автоматические воздухоотводчики (код 2065 и 2066), которые можно использовать в централизованных системах отопления, так как они могут работать с допустимым избыточным давлением 1 Мпа.
Коллекторный этажный модуль поквартирного распределения и учета тепла
Максимальный расход через модуль определяется по максимальной скорости в подводке к коллектору, которая находится по коэффициенту сопротивления ζ клапана перепада CIM767 данного размера и по [2], приложению «Е» для комфортного уровня шума 30 дБ.
Для расчета возможной площади обогрева можно ориентироваться на данные по требуемому значению удельной характеристики тепловой энергии на отопление зданий q (Вт/м3·°С), приведенные в табл. 14 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Удельный расход тепла Q на 1 м2 отапливаемой площади приближенно равен Q = q·h·Δtр, где h – средняя высота потолков, расчетная разность температур внутреннего и наружного воздуха. Так для зданий с этажностью больше 5-ти этажей Q ≈ 0,33. Например, для Москвы Δtр = 45 °С и при высоте потолка h = 2,7 м удельный расход тепла на 1 м2 составляет около 40 Вт. При использовании коллектора 1"х3/4" площадь обогрева составляет 26000/40 = 650 м2.
Для описанных выше решений оптимально подходит продукция итальянских заводов FAR и Cimberio, высокое качество которых подтверждается успешной многолетней эксплуатацией в российских инженерных системах от коттеджа до небоскреба. Коллекторы FAR установлены во многих современных жилых комплексах в Санкт-Петербурге (Смольный парк, Князь Александр Невский и др.), в Казани (Чистое небо, Берег, Магелан и т.д.) и других городах России.
Безупречное качество продукции, основанное на международных стандартах качества, грамотная маркетинговая стратегия и эффективные каналы дистрибуции стали ключевыми факторами успеха продукции FAR на российском рынке.
Литература
1. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – М. – Л., Изд-во Гос. Энерг., 1960.
2. СП 60.13330.2012. Отопление, вентиляция, кондиционирование.
3. Рекомендации по проектированию. Поквартирная система отопления HERZ
В связи с актуальностью данных узлов специалисты компании «Терморос» разработали коллекторный этажный модуль поквартирного распределения и учета тепла, который позволяет:
– распределять с гидравлической увязкой теплоноситель по квартирам с различной тепловой и гидравлической нагрузкой;
– компенсировать избыточные перепады давления при автоматической работе терморегуляторов на отопительных приборах потребителей;
– проводить поквартирный учет тепла с помощью теплосчетчиков.
Основой предлагаемого модуля являются латунные коллекторы FAR диаметром от 1" до 2" с расстоянием между нерегулируемыми отводами 100 мм, позволяющим подключать к ним различные устройства.
Коллекторы FAR с расстоянием между отводами 100 мм
Равномерность распределения расходов воды по отводам в основном зависит от отношения площади живого сечения коллектора к суммарной площади живых сечений отводов Ks = D2 / n·d2, где D и d диаметры условных проходов коллектора и отвода, соответственно. На диаграмме показано отклонение расхода на отводах от равномерного, полученное по результатам экспериментов, проведенных в испытательной лаборатории компании «Терморос». Например, для достижения неравномерности менее 20 %, Ks должно быть > 3. Это совпадает с критерием для распределительного коллектора, приведенного в [1].
Приняв уровень неравномерности 20–30 %, получим допустимый диаметр коллектора:
D ≥ d √ (3 ÷ 2) · n . (1)
С другой стороны, максимальная скорость Vотв в отводе коллектора, снабженным регулировочным вентилем, по допустимому уровню шума согласно [2], приложению «Е» не должна превышать 1,5 м/с. Из уравнения равенства расхода в коллекторе и в отводах получим для скорости Vк в коллекторе:
V d k = Vотв · n (D )2. (2)
С учетом (1) оптимальная скорость в коллекторе составляет:
Vотв V 1,5 k = (3 ÷ 2) = (3 ÷ 2) = 0,5÷0,8 м/с. (3)
Стандартно в подающей магистрали максимальная скорость ограничивается 1 м/с. Для удовлетворения условию (3) достаточным является выбор коллектора с Ду на один размер большим, чем у подводок, например, для коллектора 1" (Ду = 25 мм) – подводка 3/4" (Ду = 20 мм). В этом случае максимальная скорость в коллекторе
V 20 k = 1 · n (25 )2 = 0,64 м/c.
Для коллектора 1 1/4" и подводки 1":
V 25 k = 1 · n (32 )2 = 0,61 м/c.
Следует заметить, что появились рекомендации по расчету коллекторов, основанные на рассмотрении их как отделителей газа, находящегося в теплоносителе [2]. Эти разработки технической поддержки фирмы HERZ широко распространяются по медиаресурсам. Для эффективного газоотделения предлагается принимать максимальную скорость в коллекторе не более 0,1 м/с, – это в несколько раз меньше, чем по приведенным выше оценкам и по общепринятым представлениям. Соответственно, тепловая мощность потребителя при коллекторе одного размера в [2] рассчитывается почти на порядок меньше.
Кроме того, для получения малых скоростей в коллекторе также требуется значительно большее соотношение размеров коллектора и подводящей магистрали. Однако использование полости коллектора как газоотделителя крайне нерационально. Для отделения и отвода газов существуют более эффективные специальные устройства, например, деаэратор FAR. Для выпуска скоплений газа достаточно подсоединения к коллектору воздухоотводчиков.
Требуемые расходы по ветвям потребителей обеспечивают ручные балансировочные вентили. Например, модели производства итальянского завода Cimberio, код CIM747 (точность установки 5 % с измерением расхода на фиксированной диафрагме) или код CIM787 (измерение расхода на клапане) и просто радиаторные запорно-балансировочные вентили. В динамической балансировочной паре для ограничения перепада давления также использована арматура Cimberio: регулятор перепада давления код CIM767 и ручной балансировочный вентиль CIM787 (или шаровой кран CIM200DP) с измерительной вставкой для отбора давления после регулируемого участка.
Теплосчетчики требуют отбора температуры после измеряемого участка. В зависимости от модели теплосчетчика это могут быть шаровые краны с гнездом для подключения температурного датчика или специальные тройники.
Автоматические воздухоотводчики обычно работоспособны до избыточного давления 0,4 – 0,7 МПа, что характерно только для малоэтажных автономных систем. Если избыточное давление больше, то веса поплавка воздухоотводчика недостаточно, чтобы открыть клапан. В ассортименте арматуры FAR также есть автоматические воздухоотводчики (код 2065 и 2066), которые можно использовать в централизованных системах отопления, так как они могут работать с допустимым избыточным давлением 1 Мпа.
Коллекторный этажный модуль поквартирного распределения и учета тепла
Максимальный расход через модуль определяется по максимальной скорости в подводке к коллектору, которая находится по коэффициенту сопротивления ζ клапана перепада CIM767 данного размера и по [2], приложению «Е» для комфортного уровня шума 30 дБ.
Для расчета возможной площади обогрева можно ориентироваться на данные по требуемому значению удельной характеристики тепловой энергии на отопление зданий q (Вт/м3·°С), приведенные в табл. 14 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Удельный расход тепла Q на 1 м2 отапливаемой площади приближенно равен Q = q·h·Δtр, где h – средняя высота потолков, расчетная разность температур внутреннего и наружного воздуха. Так для зданий с этажностью больше 5-ти этажей Q ≈ 0,33. Например, для Москвы Δtр = 45 °С и при высоте потолка h = 2,7 м удельный расход тепла на 1 м2 составляет около 40 Вт. При использовании коллектора 1"х3/4" площадь обогрева составляет 26000/40 = 650 м2.
Для описанных выше решений оптимально подходит продукция итальянских заводов FAR и Cimberio, высокое качество которых подтверждается успешной многолетней эксплуатацией в российских инженерных системах от коттеджа до небоскреба. Коллекторы FAR установлены во многих современных жилых комплексах в Санкт-Петербурге (Смольный парк, Князь Александр Невский и др.), в Казани (Чистое небо, Берег, Магелан и т.д.) и других городах России.
Сотрудничество FAR и «Терморос» – путь успеха
В 1996 году международная Группа компаний«Терморос» стала эксклюзивным представителем FAR в России. На данный момент ассортимент продукции FAR, предлагаемый российскому рынку, состоит из более чем 5 000 наименований – от фитингов до модулей, готовых к быстрому монтажу.Безупречное качество продукции, основанное на международных стандартах качества, грамотная маркетинговая стратегия и эффективные каналы дистрибуции стали ключевыми факторами успеха продукции FAR на российском рынке.
Литература
1. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – М. – Л., Изд-во Гос. Энерг., 1960.
2. СП 60.13330.2012. Отопление, вентиляция, кондиционирование.
3. Рекомендации по проектированию. Поквартирная система отопления HERZ
Коллекторные этажные модули поквартирного распределения и учета тепла. (Журнал «АКВА-ТЕРМ ЭКСПЕРТ» № 3 (51), 2015 г.) (PDF, 283 КБ)