подключение радиаторов по схеме "насос бернулли"

Простая универсальная схема подключения с малым гидравлическим сопротивлением
  1. Оффлайн

    Имя скрыто

    Посетители

    Сообщений: 6

    Добрый день, уважаемые участники форума!

    Хочу рассказать об интересном опыте подключения радиаторов отопления по схеме «Насос Бернулли».

    Начну с предыстории. Мы купили квартиру в панельном советском доме в сентябре 2018, и я первым делом срочно заменил старые советские конвекторы на красивые итальянские биметаллические радиаторы Global Style Extra 500 (12 и 10 секций) и один радиатор Rifar Monolit (8 секций). Стояки были залиты в стены, мастера раздолбили стены и подключили радиаторы по «стандартной» схеме – подводки 3/4", смещённый байпас 1/2".



    Когда включили отопление, я заметил, что ближние к стояку секции греют хорошо, а остальные резко холодеют к концу радиатора. Это мне, конечно же, очень не понравилось. Начал чесать ушибленную граблями репу и изучать статьи и форумы в интернете. Оказалось, что я наступил на классические грабли тысяч таких как я: я поставил биметаллические радиаторы на однотрубную систему отопления с нижней подачей!
    Чтобы радиаторы работать на такой схеме, в интернете предлагались различные виды хитрых подключений – «низ-низ» (так называемая «ленинградка»), диагональное подключение, перехлёст труб (авторство новосибирского «маньяка на трубогибе»).
    Однако я наткнулся на статью Владимира Инчина «Плохо греют батареи» [url]https://master-otoplenie.ru/otoplenie/centralnoe-otoplenie/29-ploho-greyut-batarei.html[/url] , где мне бросилась в глаза схема с использованием закона Бернулли (ближе к концу статьи). Я почему-то хорошо помнил этот закон ещё со школы. Он парадоксален, но прост – (упрощённо) в одном и том же трубопроводе, чем толще труба, тем больше в ней давление, и наоборот - чем меньше тоньше, тем давление меньше. И меня осенило – Инчин молодец, эта штука будет работать! У нижней подводки байпас должен быть более узкий, чем у верхней подводки – и при любом направлении движения теплоносителя мы будем на радиаторе иметь сверху подпор давлением. Плюс к этому присутствует постоянный эффект гравитационного насоса, при котором циркуляция обеспечивается напором охлаждаемой в радиаторе воды.



    Назвав эту схему «Насос Бернулли», организовал согласно ей переделку отопления (мастер согласился только после того, как я взял ответственность за конструкцию полностью на себя), и радиаторы заработали более ровно по всей ширине. Привожу под спойлером сравнительные фото двух видов подключения:

    Владимир нравится это сообщение.
    Сообщение отредактировал Денис Лобко 3 ноября 2018 - 17:22
    3 ноября 2018 - 17:05 / #1
  2. Оффлайн

    Имя скрыто

    Посетители

    Сообщений: 6

    Следует отметить, что эта схема не является рекордной по теплосъёму, однако у неё есть следующие неоспоримые достоинства:

    1. Простота. Простой несмещённый расширенный байпас и горизонтальные подводки, без перехлёстов, диагоналей и «ленинградок».
    2. Независимость к направлению подачи. Схема работает одинаково при верхней и нижней подаче теплоносителя.
    3. Стабильность работы. Для работы схемы по большому счёту не нужно даже движение теплоносителя в стояке. Достаточно, чтобы стояк был горячее комнаты - и пойдёт движуха (за счёт эффекта гравитационного насоса). Начнётся движение теплоносителя по стояку – добавится подпор от насоса Бернулли.
    3. Аккуратность и эстетичность. Следствие п. 1 (простоты). Ровные боковые подводки без перехлёстов, вертикальных и горизонтальных охватов радиатора трубами. До 12 секций работает прекрасно (проверено)
    4. Резкое уменьшение сопротивления стояка по сравнению со стандартной схемой. Количество прокачиваемого теплоносителя по стояку возрастает.

    Естественно, эта схема накладывает некоторые ограничения (ограничения есть всегда, увы):

    1. Схема действительна только для однотрубной системы отопления. Для двухтрубной она просто не имеет смысла.
    2. Поскольку разность давлений, которую создаёт гравитационный насос и эффект Бернулли, небольшая, схема очень чувствительна к гидравлическому сопротивлению:
    a. Трубы подводок должны быть не меньше 3/4";
    b. шаровые краны должны быть полнопроходными (без заужения);
    c. расширение и сужение байпаса должно быть как можно более плавным и гладким;
    d. подводки ни в коем случае не должны торчать внутрь байпаса;
    e. отверстия для подводок желательно не прожигать, а вырезать коронкой (это ровнее и быстрее)
    f. перед сваркой конструкций нужно снимать все заусенцы и грат, торчащий внутрь

    3. Циркуляция (точнее гравитационная составляющая циркуляции) работает тем лучше, чем больше высота радиатора.

    И, конечно же, подключив радиаторы по такой схеме, я понял, что я сделал неправильно, и как сделать лучше. Если бы я подключил радиаторы сейчас, то я:

    1. Расширение байпаса начинал бы ниже, в 2-3 см от нижней подводки. Это позволило бы всему "тракту" между подводками иметь малое сопротивление, которое важно для гравитационного кольца циркуляции.
    2. Расширение байпаса делал бы шире, не дюймовой трубой, а дюйм с четвертью (на два размера больше), переход делал бы через конусы. Это ещё больше снизило бы сопротивление тракта и увеличило бы подпор по закону Бернулли.
    3. Брать бы радиаторы с большими каналами, например, Рифар Монолит, а ещё лучше чугунные. Меньше сопротивление - лучше циркуляция.

    В общем, огромное спасибо Владимиру Инчину за то, что познакомил меня с этой схемой, а я в свою очередь рад поделиться с вами практической реализацией этой простой и замечательной схемы подключения, а также результатами работы (термограммы до и после):



    Владимир нравится это сообщение.
    3 ноября 2018 - 17:27 / #2
  3. Оффлайн

    Имя скрыто

    Автор сайта

    Сообщений: 2007

    Денис Лобко,
    Хоть Вас и предупреждал, но Вы все равно:

    1. вместо Данфоса с Kv=2,06 поставили Валтек с Kv=1,38
    2. уширение ЗУ (байпаса) разместили не так, как показывал.

    Поэтому, работать радиаторы могли бы и лучше. А с установленной термоголовкой радиаторы будут работать даже хуже, чем на выложенных Вами термограммах.

    А неверно сделанные ЗУ будут уменьшать расход теплоносителя через ОП.

    Денис Лобко,
    Вот Вы спрашиваете: "чем грозит уширение байпаса, сделанное как у меня?"

    Отвечаю:
    К примеру. Сначала не будем рассматривать следствие из закона Бернулли. На осевом ЗУ без уширений из стали DN20 имеется падение цирк.давления 360 Па. Это для условного П-образного стояка 9-ти этажки с объемным расходом теплоносителя 0,75 м3/ч и гидросопротивлением 5 м.в.ст. для режима 95/70 градусов. При выделяемой мощности на стояке 18,9 кВт. Скорость теплоносителя при этом в стояке на участках DN20 составит 0,57 м/с.

    Если же сделать весь осевой ЗУ сталью DN25, то падение ц.давления будет на этом участке уже меньше - 131 Па. А скорость будет - 0,28 м/с

    Т.е. если бы ЗУ был сделан 100 мм из 3/4", а 400мм из 1", то падение бы составило на всём ЗУ: 360/5*1+131/5*4=177 Па

    В вашем же случае падение составит примерно 360/5*2,5+131/5*2,5=246 Па

    Теперь посмотрим "актив и пассив". (Для упрощения расчетов сопротивление подводок и термоклапанов учитывать в данном примере не будем, хотя в настоящем расчете это делать нужно обязательно).

    Пускай, в плюсе есть гравитационный напор 50 Па и напор "насоса Бернулли" 200 Па. Итого 250 Па. В минусе же либо 177 либо 246 Па (на ЗУ).

    И если бы сделать уширение ЗУ верно, то в итоге в активе бы осталось еще 250-177=73 Па, которых бы хватило для прекрасной гравитационной циркуляции.

    А в Вашем случае бы в активе осталось 250-246=4 Па, которых будет хватать на гравитационную циркуляцию лишь-бы лишь-бы теплилась. Разница между прекрасной гравитацинной циркуляцией и плохой выразиться в разности температур на входе/выходе ОП (подаче/обратке радиатора).

    А при совсем неуширенном ЗУ, даже при наличии "насоса Бернулли", гравитационная циркуляция в ОП (отоп.прибор) могла и остановиться и даже "опрокинуться", т.е. пойти с нижнего на верхний коллектор ОП. Конечно, описываю случай при нижней подаче по стояку.
    Сообщение отредактировал Владимир 3 ноября 2018 - 20:05

    Сделаю проект системы отопления с гидравлическим расчётом, а также теплорасчёт дома (теплопотери) по доступным ценам. Проконсультирую по скайпу - inchin64, а также по Viber и WhatsApp +7 9063970062, (телефон тот же). Если Вам помогли мои статьи и советы, то буду благодарен, если перечислите помощь сайту на карту Сбербанка РФ, привязанную к номеру телефона +7 9063970062

    3 ноября 2018 - 18:11 / #3
  4. Оффлайн

    Имя скрыто

    Посетители

    Сообщений: 6

    Это интересно. Кроме одной поправки - схема работает при нижней подаче даже без уширенного байпаса (у Мазайца).

    А какое падение циркуляции на горизонтальных подводках? На самом радиаторе? Хотя бы порядок величин? Это падение не опрокинет циркуляцию? Я не совсем понимаю, откуда оно вообще берётся это падение циркуляционного давления, может быть Вы поясните?
    3 ноября 2018 - 20:16 / #4
  5. Оффлайн

    Имя скрыто

    Автор сайта

    Сообщений: 2007

    Цитата: Денис Лобко
    А какое падение циркуляции на горизонтальных подводках? На самом радиаторе? Хотя бы порядок величин? Это падение не опрокинет циркуляцию?

    В каком случае? У Вас или у Мазайца или в общем случае? С каком схемой подключения радиатора? С обсуждаемой?

    Цитата: Денис Лобко
    откуда оно вообще берётся это падение циркуляционного давления, может быть Вы поясните

    Это потери на трение теплоносителя о внут.стенки труб и на турбулентность потока. Еще называют удельным сопротивлением трубы.

    К примеру, чтобы прокачать циркуляционное кольцо из одной единственной трубы (с заданным необходимым расходом) длиной 30 метров - требуется создать на входе/выходе этого кольца (подача/обратка кольца) перепад давления (напор) в 30000 Па.

    Получится, что падение цирк.давления будет 1000 Па/м (на забудем, что для необходимого проектного расхода).

    Цитата: Денис Лобко
    Это интересно. Кроме одной поправки - схема работает при нижней подаче даже без уширенного байпаса (у Мазайца).

    У него точно нижняя подача?

    И даже если у него нижняя подача, то раз работает, то падение ц.давления на ЗУ (правильнее говорить о падении ц.давления во всём цирк.кольце, включая ЗУ, подводки, термоклапан и радиатор) у него получается меньше, чем гравитационный напор.

    Т.е. гравитационный напор пересиливает.

    Сделаю проект системы отопления с гидравлическим расчётом, а также теплорасчёт дома (теплопотери) по доступным ценам. Проконсультирую по скайпу - inchin64, а также по Viber и WhatsApp +7 9063970062, (телефон тот же). Если Вам помогли мои статьи и советы, то буду благодарен, если перечислите помощь сайту на карту Сбербанка РФ, привязанную к номеру телефона +7 9063970062

    4 ноября 2018 - 09:42 / #5
  6. Оффлайн

    Имя скрыто

    Посетители

    Сообщений: 6

    Цитата: Владимир
    Т.е. гравитационный напор пересиливает.


    Ну вот это ключевая фраза. Если у Мазайца работает подключение без расширения байпаса, только на гравитационной циркуляции, то у меня и подавно будет работать. Понятно, что лучше было бы расширить до 5/4" и начинать расширение в 2-3 см от нижней подводки плавным конусом.

    Мне кажется, намного больший негативный эффект даёт радиатор Global с узенькими каналами. Чисто потому, что на кухне Рифар Монолит работает намного лучше при тех же вводных (те же краны, тот же клапан).
    4 ноября 2018 - 12:01 / #6
  7. Оффлайн

    Имя скрыто

    Автор сайта

    Сообщений: 2007

    Цитата: Денис Лобко
    Понятно, что лучше было бы расширить до 5/4" и начинать расширение в 2-3 см от нижней подводки плавным конусом.

    Не 2-3 см, а 100 мм. Уже много раз показывал Вам фото правильного подключения. И если бы ранее Вы не пренебрегли моей консультацией, то сделали бы идеально сразу.

    Цитата: Денис Лобко
    Мне кажется, намного больший негативный эффект даёт радиатор Global с узенькими каналами. Чисто потому, что на кухне Рифар Монолит работает намного лучше при тех же вводных (те же краны, тот же клапан)

    Звоните голосом - пообщаемся.

    Сделаю проект системы отопления с гидравлическим расчётом, а также теплорасчёт дома (теплопотери) по доступным ценам. Проконсультирую по скайпу - inchin64, а также по Viber и WhatsApp +7 9063970062, (телефон тот же). Если Вам помогли мои статьи и советы, то буду благодарен, если перечислите помощь сайту на карту Сбербанка РФ, привязанную к номеру телефона +7 9063970062

    4 ноября 2018 - 13:57 / #7
  8. Оффлайн

    Имя скрыто

    Автор сайта

    Сообщений: 2007

    Цитата: Владимир
    И даже если у него нижняя подача, то раз работает, то падение ц.давления на ЗУ (правильнее говорить о падении ц.давления во всём цирк.кольце, включая ЗУ, подводки, термоклапан и радиатор) у него получается меньше, чем гравитационный напор.

    Т.е. гравитационный напор пересиливает.


    Правильнее говоря, на самом деле, в любом цирк.кольце гравитационный напор ВСЕГДА РАВЕН падению цирк.давления в кольце. Ибо это следствие закона сохранения энергии.

    Предельно упрощенно поясню так. Сначала гравитационный напор превышает падение ц.давления. Теплоноситель начинает разгоняться, но при этом возрастают потери на трение, т.е. увеличивается падение ц.давления.

    И так до тех пор, пока падение ц.давления не сравняется с гравитационным напором.

    Кстати системы с гравитационной циркуляцией являются саморегулирующимися.

    Поэтому, при более холодной погоде, при увеличении теплосъема с радиаторов, увеличится и гравитационный напор. Следовательно уменьшиться и дельта Т на радиаторе.

    Сделаю проект системы отопления с гидравлическим расчётом, а также теплорасчёт дома (теплопотери) по доступным ценам. Проконсультирую по скайпу - inchin64, а также по Viber и WhatsApp +7 9063970062, (телефон тот же). Если Вам помогли мои статьи и советы, то буду благодарен, если перечислите помощь сайту на карту Сбербанка РФ, привязанную к номеру телефона +7 9063970062

    5 ноября 2018 - 16:59 / #8
  9. Оффлайн

    Имя скрыто

    Посетители

    Сообщений: 6

    Совершенно не понимаю, почему при увеличении теплосъёма уменьшится дельта Т. Она должна увеличиться, ведь из воды больше тепла забирают, она больше охлаждается.
    5 ноября 2018 - 20:49 / #9
  10. Оффлайн

    Имя скрыто

    Автор сайта

    Сообщений: 2007

    Цитата: Денис Лобко
    не понимаю, почему при увеличении теплосъёма уменьшится дельта Т. Она должна увеличиться, ведь из воды больше тепла забирают, она больше охлаждается.

    Затрудняюсь в двух словах всё объяснить. Нужно подумать как сформулировать, не прибегая к узкоспециализированным терминам.

    Скажу только пока, что:

    1. При похолодании температуру подачи в СО дома увеличивают. Что меняет температурный режим работы радиатора и его температурный напор.

    2. Величина остывания теплоносителя в трубах зависит не только от количества снятого тепла. Но и от расхода теплоносителя через этот участок.

    Гравитационный напор вычисляется в том числе и по разности температур. Увеличили температуру подачи - увеличился гравитационный напор. Следовательно вырос расход, Следовательно может уменьшится и дельта Т в радиаторе. Несмотря на увеличившуюся теплоотдачу радиатора. Но может и увеличится. Требуется гидравлический расчет для каждого конкретного случая, для каждого температурного режима.
    Сообщение отредактировал Владимир 6 ноября 2018 - 10:17

    Сделаю проект системы отопления с гидравлическим расчётом, а также теплорасчёт дома (теплопотери) по доступным ценам. Проконсультирую по скайпу - inchin64, а также по Viber и WhatsApp +7 9063970062, (телефон тот же). Если Вам помогли мои статьи и советы, то буду благодарен, если перечислите помощь сайту на карту Сбербанка РФ, привязанную к номеру телефона +7 9063970062

    5 ноября 2018 - 22:40 / #10