Нужен ли байпас в системе отопления и какая от него польза?

За создание в доме комфортного микроклимата очень во многом отвечает система отопления. Каждый из нас сталкивался с дискомфортом, когда в доме слишком жарко и испытывал неудобства, когда холодно. Чтобы избежать подобных проблем, необходимо очень внимательно устроить отопление в доме. В частности обеспечить возможность регулировки подачи теплоносителя в радиаторы, если речь идет о водяном отоплении. Здесь очень актуальным будет рассмотрение такого узла, как байпас в системе отопления.Содержание

• Что такое байпас и зачем он нужен?
• Характеристики двухтрубной системы отопления
• Байпас и однотрубная отопительная система
• Виды байпасов и преимущества их установки — ВИДЕО

Что такое байпас и зачем он нужен?

Байпас для отопления – это обводной трубопровод, призванный транспортировать теплоноситель параллельно регулирующей и запорной арматуре. Этот элемент системы фактически незаменим при выполнении ремонта, без приостановки подачи воды. Кроме того байпас позволяет ускорить процесс заполнения или опорожнения системы отопления. Ну, и наконец, его используют для регулировки количества подаваемого теплоносителя.

Байпас дает возможность выполнять ремонт радиаторов без слива теплоносителя

Характеристики двухтрубной системы отопления

Двухтрубная система отопления предполагает подключение двум трубам:

• прямой подачи – подает воду в радиаторы;
• обратной подачи – возвращает воду из радиаторов.

При такой схеме существует возможность регулирования количества теплоносителя, направляемого в конкретный отопительный прибор. В более современных системах этот процесс происходит в автоматическом режиме с применением терморегуляторов. Причем на каждый отопительный прибор наделяется индивидуальным регулятором, который реагирует на температуру воздуха в помещении и самостоятельно выполняет регулировку количества воды, подаваемой в радиатор.

Наглядное устройство двухтрубной системы

Внимание! Оснащение каждой радиаторной батареи отопления индивидуальным терморегулятором – это требование государственных СНиП и других нормативных документов.

Существует и другой способ регулировки подачи теплоносителя – механический. В этом как раз главная роль отводится такому элементу, как байпас, который также устанавливается возле каждого радиатора. В данном случае ключевым элементом байпаса выступает запорно-регулирующая арматура, с помощью которой в ручном режиме выполняется регулировка.

Кроме того, если в частном доме стоит котел прошлых лет, то для увеличения его КПД и всей отопительной системы в целом устанавливают циркуляционный насос. Для выполнения этой процедуры с применением газосварки вырезают определенный участок трубопровода и монтируют специальную конструкцию, состоящую из того самого циркуляционного насоса и дополнительных элементов.

Важно! Установка в систему циркуляционного насоса позволит значительно сократить расход газа, а следовательно и финансовые затраты на обогрев дома или квартиры.

Байпас и однотрубная отопительная система

• В том случае, когда морально устаревшая однотрубная отопительная система, которую еще можно встретить в домах «советской» постройки функционирует хорошо, то есть в квартире бывает жарко, она также оснащается байпасами. То есть возле каждого отопительного радиатора устраиваются замыкающие участки. На практике система отопления приобретает такие особенности:
• Устанавливается обводная труба (байпас), по которой теплоноситель перетекает из верхней трубы (подвод) в нижнюю (отвод). Здесь имеется в виду, что когда вход в радиатор перекрывается, то теплоноситель уходит дальше к вашим соседям.

Байпас, как обводной трубопровод

Внимание! Если для устройства байпаса использовать трубу такого же диаметра, как и трубопровод, то поступление теплоносителя в радиаторные батареи будет в ограниченном объеме. По этой причине диаметр байпаса должен быт на размер меньше, чем диаметр подводки. Пример: при подводке в 3/4″ байпас должен иметь диаметр 1/2″.

• Расположение байпаса должно быть выполнено как можно дальше от вертикального участка трубы – максимально близко к радиатору.
• Обводная труба изготавливается на месте, с использованием трубы и тройники или посредством сварки. Кроме того ее можно купить в готовом виде и установить на резьбовых соединениях.
• Между входным отверстием радиатора и байпасом помещается регулировочный вентиль или радиаторный терморегулятор. От выбора этого элемента зависит степень автоматизации процесса управления радиатором.

Обратите внимание! Установка замыкающего участка уменьшит объем затекающего в батарею теплоносителя в сравнении с проточной системой примерно на 30-35%. А это в свою очередь спровоцирует снижение теплоотдачи радиатора где-то на 10%.

Указанное выше обстоятельство на практике в принципе не должно создать видимых проблем с отоплением. Во-первых, отопительный прибор и так выделяет излишнее тепло, а во-вторых, еще при подборе радиатора его типоразмер округляли в большую сторону, что создает запас в 10-15%.

Байпас поможет монтировать циркуляционный насос

Виды байпасов и преимущества их установки — ВИДЕО

Идеальным вариантом будет сооружение современной системы отопления, в ходе которого проводящий теплоноситель трубопровод будет спрятан в стены и пол. При этом использовать лучше продукцию ведущих производителей, которые предлагают потребителями гарнитуру подключения к радиаторам с уже встроенными байпасами, терморегуляторами и другими сопутствующими элементами. Но монтаж, устройство и запуск подобной системы – тема для другого разговора.

что это такое, для чего нужен, установка

Слово «байпас» происходит от английского «bypass», что переводится как «обход» или «резервный путь». И это верно отражает предназначение данного устройства. Байпас или байпасный узел – это небольшой обходной трубопровод, присоединённый к основной отопительной системе на определённом участке.

Зачем нужен байпас в системе отопления?

В некоторых случаях байпас может представлять собой прямую перемычку в виде трубы. Например, такую перемычку устанавливают возле батарей радиаторного отопления между верхним и нижним трубопроводом. Также байпасные узлы делают для:

• счётчиков отопления;
• циркуляционных насосов;
• полотенцесушителей и т. д.

Если байпас стоит возле радиаторной батареи, то его задачей является регуляция подачи жидкости-теплоносителя. В стояк возвращается избыток воды, что сокращает расходы на нагрев и приводит к уменьшению коммунальных счетов. А если в конструкции такого узла есть термостат, то можно без особых усилий регулировать температурный режим в помещении.

Разновидности

Байпасы применяются в различных схемах отопления, можно выделить два их основных вида:

• автоматический, с обратным клапаном;
• ручной, без клапана.

Варианты с клапанами используются прежде всего в сочетании с циркуляционными насосами. Когда насос включают, клапан в результате сильного давления открывается и пропускает жидкость-теплоноситель. Если же насос отключается, клапан незамедлительно принимает начальное положение.

При эксплуатации стоит помнить, что обратный клапан, к сожалению, подвержен ржавлению и окалине. С другой стороны, он способен действительно эффективно функционировать в автоматическом режиме. Кстати, такие байпасы обязательно должны иметь меньший диаметр, чем магистральные трубы. Дело в том, что при равном размере гидравлическое сопротивление в трубопроводе снизится в несколько раз и жидкость-теплоноситель просто не сможет нормально циркулировать.

Ручной байпас без клапана тоже будет достаточно полезен – его наличие позволит произвести ремонт участка системы без её полного отключения. Интересно и то, что узлы без клапанов можно подсоединять к отопительной системе даже в помещениях, где нет радиаторов.

Варианты размещения и принцип действия

Байпас обычно используется в однотрубных системах, однако и в двухтрубных конструкциях ему тоже найдётся практическое применение:

• Байпас для радиаторной батареи – просто перемычка, которая стоит не очень дорого. Такие траты по карману практически любому домашнему мастеру. Перемычку актуально устанавливать в 30-50 сантиметрах от радиатора. И где-то на этом отрезке обязательно должны быть вмонтированы шаровые краны. Крутя их в определённом направлении, можно отключить радиатор от системы, а теплоноситель спокойно будет циркулировать по параллельному обходному пути.
• Похожую схему можно воплотить и для полотенцесушителя – владельцы получат возможность выключать его нагрев в те моменты, когда он не нужен.
• Для циркуляционных насосов и счётчиков байпас представляет собой П-образную или аркообразную конструкцию, присоединённую к магистральной пластиковой или металлической трубе. Байпасные узлы создают в таком месте ванной комнаты (туалета, кухни и так далее), до которого достаточно легко добраться. И в середине этой арки или буквы «П» как раз и должен находиться насос или счётчик. При воплощении такой конструкции обязательно нужно установить несколько запорных и один шаровой кран соответствующего диаметра на магистральной трубе. Если всё сделано правильно, даже выход насоса из строя не остановит свободную циркуляцию теплоносителя. А байпасы для счётчиков устанавливают, например, чтобы в аварийной ситуации увеличить объём воды, текущей по трубам. Это делается путём перенаправления потока мимо счётчика, который ограничивает расход.

Как установить?

Установка байпаса, допустим, для циркуляционного насоса происходит по следующему алгоритму:

1. Вначале монтируется фильтр грубой очистки.
2. После него ставится клапан и краны.
3. Затем устанавливается сам насос.

Впрочем, если человек решил сделать байпас самостоятельно, а не купил готовый вариант в магазине, то придётся ещё и выполнить ряд предварительных работ. Причём последовательность сборки будет различаться в зависимости от материала, из которого сделан трубопровод:

• При трубах из пластика узел насоса собирается буквально за несколько минут, после чего подсоединяется к трубопроводу при помощи тройников.
• В случае, если трубы сделаны из металла, сначала придётся приварить отводные патрубки для циркуляционного насоса, а затем осуществить монтаж вентиля байпаса.

В процессе монтажа любого байпаса стоит руководствоваться положениями СНиПа. Данный документ содержит перечень элементов для установки в отопительной системе и описание их характеристик. Чтобы монтаж прошёл без проблем и не нарушил правила безопасности, рекомендуется воспользоваться услугами квалифицированных мастеров-профессионалов.

Проверка трубопроводов Hydronics может быть легкой задачей

Конфигурация ТРУБОПРОВОДОВ в современных системах горячего водоснабжения может показаться совсем иной, чем в прошлом. Действительно, я слышал, как люди говорят, что новые системы горячего водоснабжения сложнее диагностировать и обслуживать. Однако, если мы посмотрим на всю систему и не будем пугаться новых способов прокладки трубопроводов, которые мы находим в подвалах, мы увидим, что они не так уж отличаются или сложны, как нам могло показаться.

Сегодня мы видим множество первичных/вторичных систем, которые могут быть более сложными, чем старые коллекторные системы, но которые на самом деле имеют некоторое сходство со старыми системами «monoflo». Мы должны помнить, что тепло всегда вырабатывается в котле и передается в систему по трубопроводу. Как это делается, очень похоже на способы прошлого: нагретая вода должна выходить из котла в систему и возвращаться обратно в котел для повторного нагрева.

При рассмотрении системных проблем важно помнить, что проблема может находиться не там, где обнаружен симптом.

Независимо от того, является ли стратегия трубопроводов простой коллекторной системой, первичным/вторичным, монофлоу или обратным возвратом, многие проблемы начинаются в котельной и проявляются в другом месте. Некоторые ключевые вопросы при устранении неполадок в системе отопления включают:

• Правильно ли подобран котел и производит ли он достаточно горячей воды?
• Имеются ли у нас надлежащие трубопроводы возле котла?
• Соответствует ли котел Дельта-Т и расход спецификациям производителя?
• Правильно ли подобран циркуляционный насос?
• Приемлема ли наша система Delta-T?

Определение галлонов в минуту, Delta-T
С принятием и популярностью новых конденсационных котлов расход через котел очень важен. Большинство производителей предоставят вам минимальный и максимальный расход через котел и/или минимальный и максимальный Delta-T. Это очень простой расчет для немодулируемых котлов. Если вы измеряете температуру обратной воды и температуру подачи на выходе, вы можете определить расход в галлонах в минуту через котел.

Delta-T – это разница между температурами подачи и обратки. Просто вычтите температуру на входе (возврате) из температуры на выходе (подача).

Пример: 140° на выходе – 100° на входе = 40° Delta-T.

Определить GPM немного сложнее. Сначала рассчитайте общую мощность котла (выход Департамента энергетики). Зная значения Delta-T и DOE, вы можете рассчитать расход в галлонах в минуту через котел следующим образом:

Этот расчет упрощается, если вы работаете с чугунным или стальным котлом, который не модулируется. Мощность DOE указана на паспортной табличке котла. Устройство не будет работать должным образом, если скорость потока не соответствует спецификациям производителя. Если поток слишком быстрый, вода, проходящая через котел, не наберет достаточного количества БТЕ (тепла). Когда это произойдет, вы будете работать с более низким Delta-T. Это может привести к образованию конденсата внутри котла, потому что он слишком долго нагревается. Конденсат в стальном или чугунном котле – злейший враг котла, потому что, если конденсат смешается с кислотами побочных продуктов сгорания, в конденсате будут серная, соляная и угольная кислоты, которые разрушат чугун или сталь.

Идея состоит в том, чтобы высушить дымоходы перед остановкой котла. Дымоходы – это пути, по которым дымовые газы выходят из котла.

Самый простой способ осушить дымоходы – контролировать поток через котел. Средняя температура воды в котле должна нагреваться примерно до 140º. Мы используем эту температуру в качестве ориентира, так как температура конденсации меняется в зависимости от топлива. Чугунные и стальные котлы уже давно существуют без особых проблем, а современные котлы рассчитаны на меньший объем воды. При правильной прокладке труб рядом с котлом проблем с конденсатом не будет.

Точки напряжения котла
Вода при слишком низком расходе вызовет точки напряжения в котле или начнет вскипать в пар, что повредит теплообменники в котлах с очень малым объемом воды. Низкий расход обычно не является проблемой для изделий из чугуна, однако это может быть более серьезной проблемой для других продуктов из-за очень малого объема воды и неправильного ухода за минимальными стандартами потока, установленными производителями. В системах первичных/вторичных трубопроводов надлежащий поток через котел можно контролировать с помощью правильного размера циркуляционного насоса. Обязательным условием является подбор циркуляционного насоса для рекомендуемого расхода. Даже с первичным/вторичным трубопроводом для неконденсационных котлов может потребоваться защита котла. Вопреки некоторым убеждениям, первичный/вторичный контур сам по себе не обеспечивает полной защиты котла.

Коллекторный трубопровод и первичные контуры котла обычно требуют минимального обводного трубопровода для защиты котла. Использование электронной или механической защиты даст нам наилучшую защиту при изменении состояния системы. Байпасный трубопровод уже много лет используется для регулирования средней температуры котловой воды или скорости потока. Конденсация дымовых газов происходит из-за того, что обратная вода слишком холодная или холодная обратная вода имеет высокий расход.

Байпас котла

Каждый из двух типов байпасов по-разному обрабатывает воду. Два типа: байпас котла и байпас системы. Их имена точно описывают то, чем они занимаются.

Байпас котла отводит воду из системы вокруг котла и обратно в систему, уменьшая поток через котел. Байпас котла обычно используется на бытовых чугунных и стальных котлах, подключенных к коллекторным системам или первичным/вторичным котлам, где могут встречаться низкие температуры обратного трубопровода.

Чтобы котел работал в соответствии со спецификациями, поток через котел должен поддерживаться на определенном уровне. Этот показатель обычно составляет от 20º до 40º. В новых чугунных котлах воды в котле гораздо меньше, и объем холодной воды, возвращаемой из системы, мог бы быть вредным, если бы вся обратная вода проходила через котел.

Системный байпас
Системный байпас обычно используется в коммерческих и небольших бытовых котлах, которые требуют минимального расхода, например медные трубы, блоки из нержавеющей стали и алюминиевые блоки. Байпас системы обеспечивает определенный поток через котел, забирая некоторое количество горячей воды подачи и возвращая ее обратно в обратку, что увеличивает расход в котле. При использовании байпасного трубопровода любого типа байпасная труба должна быть того же размера, что и трубопровод коллектора, и включать набор клапанов. Один клапан находится на байпасе, а второй расположен таким образом, что он может контролировать поток через котел или систему.

Трубопровод возле котла
Если у нас есть надлежащий трубопровод возле котла, расход и температура воды на выходе из котла, мы должны отапливать дом надлежащим образом. Если наверху недостаточно тепла, мы должны предположить, что это системная проблема.

Исследуйте очевидное. Список возможных проблем меняется по мере изменения типов систем.

Во-первых, котел слишком мал? Во-вторых, отключается ли котел на пределе, пока звонит термостат? Если да, то котел производит больше БТЕ, чем может рассеять излучение. Если котел работает с коротким циклом, проверьте размер котла, настройку упреждающего устройства и следующие проблемы:

1. Системы плинтуса

• Проверьте на наличие пыли или шерсти домашних животных на нижней части элементов плинтуса.
• Проверьте, не уменьшают ли новые ковры или другие напольные покрытия поток воздуха под плинтусом. Объем воздуха, выходящего сверху и снизу плинтуса, должен быть одинаковым.
• Проверьте, нет ли большого количества изогнутых ребер на элементе.
• Открыты ли воздушные заслонки?
• Находится ли передняя крышка на своем месте и защелкнута ли она сверху и снизу для надлежащего управления потоком воздуха?
• Правильно ли установлен элемент? Элемент обычно имеет две открытые стороны и две закрытые стороны. Открытые стороны должны быть обращены вверх и вниз. Если вы смотрите вниз на плинтус, вы должны видеть сквозь элемент.
• Проверить наличие воздуха в системе.

2. Теплый пол

• Соответствует ли фактическая температура воды проектным требованиям?
• Соответствует ли расход проектным характеристикам?
• Напольное покрытие менялось?
• Есть ли правильный поток GPM?
• Проверить наличие воздуха в системе.

3. Чугунное излучение

• Определить температуру воды. Измерьте потери тепла, определите излучение в квадратных футах, разделите потери тепла на излучение в квадратных футах, чтобы найти необходимое количество БТЕ на квадратный фут. Используйте информацию производителей, чтобы определить правильную температуру воды, необходимую для уровня радиации.
• Правильная температура воды? Существующие чугунные радиационные системы обычно не должны работать при высоких температурах, но существует минимальная температура для правильного нагрева.
• Есть ли нормальный поток воды? Через какое время вода возвращается обратно в котел?
• Что такое Delta-T при требуемой температуре воды?

Вы можете использовать ту же формулу (расход котла) для определения расхода системы. Формула для излучения лучше всего работает при расчетной температуре воды, поскольку выходная мощность изменяется в зависимости от температуры воды. Вы также можете установить расходомеры или купить контрольно-измерительное оборудование для этой цели.

Рон Бек — менеджер по обучению в компании Burnham Hydronics с 25-летним опытом устранения неполадок.

Решение минимального расхода в системе с первичными переменными (часть 3)

Инженер осознает важность минимального расхода для насосов в гидравлических системах. В части 1 «Протоколов утра понедельника» Р. Л. Деппманна показано, как рассчитать требуемый минимальный поток. В части 2 были показаны примеры создания минимального оттока на концах контуров системы. Сегодня мы рассмотрим вопрос о минимальном расходе в системах с первичными переменными.

Проблема минимального расхода в системах с первичными переменными

Энергетические стандарты ASHRAE 90.1 требуют использования некоторых средств для остановки потока в чиллере или бойлере, который не работает. На изображении выше показаны двухходовые регулирующие клапаны на каждом котле. Когда котлы отключаются, клапаны закрываются. Когда все вентили закрыты, не важно, байпасы у нас в системе или трехходовые, расход будет «нулевой».

Еще одной проблемой являются проекты, в которых инженер модернизирует машинное отделение, но ничего не делает в системе. В этих случаях может потребоваться решение с минимальным расходом в механическом помещении. Требуемый минимальный расход может быть обеспечен насосами или источником тепла/холода. Вот несколько вариантов достижения минимальной производительности насосов.

Байпас с постоянным расходом

  

Вероятно, наименее дорогой по стоимости установки, но с самыми высокими эксплуатационными расходами будет байпас с постоянным расходом. Это не что иное, как байпас с автоматическим уравновешивающим клапаном, как описано в части 1 этой серии «Минимальный расход в насосах с регулируемой скоростью для построения гидравлических систем ОВКВ». Это не был бы мой первый выбор, но это выбор. Инженер должен спроектировать системный насос с расчетным расходом системы плюс дополнительный расход для минимального расхода.

Байпасный регулирующий клапан

 

Показанный байпасный клапан может иметь регулирующий клапан. Этот регулирующий клапан может быть модулирующим. Сигнал от системы управления зданием (BMS) будет варьироваться в зависимости от расходомера Badger в магистрали. Сигнал будет удерживать клапан закрытым, если расход превышает требуемый минимальный расход. Сигнал будет модулировать открытие клапана для поддержания минимального расхода. Обратите внимание, что важно выбрать расходомер, который обеспечивает точное измерение при низких скоростях. Это может быть место для встроенного магнитного счетчика, такого как Badger M2000. Еще одним ненавязчивым вариантом может быть ультразвуковой расходомер Badger TFX-5000. Следите за минимальными скоростями при использовании механического рабочего колеса или вставных магнитных счетчиков. Два упомянутых измерителя Badger не будут иметь проблем со скоростью.

Реле потока McDonnell Miller FS-7-4

Последним вариантом может быть использование двухходового перепускного клапана с реле потока McDonnell-Miller FS7-4 в магистрали. Лопасть можно точно настроить для регулировки минимального расхода и зоны нечувствительности. В этом случае клапан будет оставаться закрытым до тех пор, пока не будет достигнут минимальный расход реле расхода. Тогда клапан будет полностью открыт. Я бы предложил автоматический балансировочный клапан потока Griswold или B&G в байпасной линии для этого применения.

Перепускной клапан перепада давления – внимание

DB-3/4 — Дифференциальный перепускной клапан — Xylem Applied Water Systems — США (bellgossett.com)

Другим вариантом перепускной линии является механический дифференциальный перепускной клапан. Это механический клапан с регулируемым перепадом давления. Это похоже на предохранительные клапаны обратного давления, используемые в системах распределения холодной воды. Эти клапаны открываются при повышении перепада давления.

Клапан сброса обратного давления пытается поддерживать скорость потока, когда все закрывается ниже по потоку. Они используются в приложениях с постоянной скоростью. Когда расход падает, а напор насоса повышается, предохранительный клапан открывается для поддержания расчетного напора, перепуская поток, не используемый в системе. Это устройства с фиксированным давлением, и они не будут работать в системах с регулируемой скоростью.

Менее дорогие перепускные клапаны перепада давления также предназначены для использования в системах с постоянной скоростью. Когда регулирующие клапаны закрываются и напор насоса поднимается, клапан открывается. Если они используются в коммерческом приложении и установлены на головке управления, они всегда будут открыты. Не отличается от описанного выше постоянного перепускного клапана.

Правильная последовательность работы котлов с помощью 2-ходовых клапанов

Что можно сказать о системах, в которых в распределительной системе предусмотрен минимальный расход? Как мы можем использовать 2-ходовые двухпозиционные клапаны котла и при этом использовать существующую конструкцию минимального расхода?

Может показаться, что управляющие клапаны котла просты в управлении. Есть несколько важных вещей, которые должна выполнять система управления. Вот только два примера. Достаточно ли долго система управления держит регулирующий клапан открытым, чтобы рассеять избыточное тепло? Понимает ли система, какой котел запустится при запросе тепла, и держит ли этот клапан открытым и готовым? Эта вторая точка позволит байпасам системы минимального расхода работать правильно.

Инженер должен рассмотреть возможность использования контроля производителя котла. Примером может служить технология последовательности котлов Aerco BST, доступная для котлов Aerco Benchmark и Platinum.