Один источник тепла, две клеммы: почему не греется пол с подогревом? Часть 2. Воздух в трубах UFH

Как воздушные затворы уменьшают поток воды и вызывают плохой нагрев в системах тепловых насосов «воздух-вода»

Тепловой насос воздух-вода работает нормально.

Температура воды на выходе правильная.

Подающая труба к коллектору теплого пола горячая.

Но обратка остается холодной, расходомеры показывают малый или нестабильный расход, а пол просто не прогревается.

Что следует проверить в первую очередь?

Одна из наиболее распространенных причин на удивление проста:

Воздух попал в трубы теплого пола.

Воздух внутри гидравлической системы может показаться незначительной проблемой, но он может значительно снизить циркуляцию. В тяжелых случаяхвоздушный шлюзможет частично или полностью остановить поток воды через контур теплого пола.

Это особенно важно водин источник тепла, двухтерминальная система, где один тепловой насос «воздух-вода» обслуживает как фанкойлы, так и полы с подогревом.

Если фанкойлы работают нормально, но UFH остается холодным, захваченный воздух должен быть одним из первых пунктов в контрольном списке устранения неполадок.

1. Простой признак: труба горячей подачи, труба холодного возврата.

Один из самых простых способов определить возможную воздушную пробку — сравнить температуры подачи и обратки.

Представьте себе такую ​​ситуацию:

Подающая труба UFH → Горячая

Обратная труба UFH → Холодная или значительно холоднее, чем ожидалось

Очевидно, что тепловой насос производит горячую воду, но это тепло не передается эффективно через контуры пола.

Это сразу говорит о том, что проблема может быть связана снедостаточная циркуляция.

Возможные причины включают в себя:

• захваченный воздух;

• закрытые клапаны;

• забитые сетчатые фильтры;

• недостаточный напор насоса;

• неправильные настройки насоса;

• заблокированные петли UFH;

• многообразные проблемы.

Среди них особенно часто встречается захваченный воздух после установки, технического обслуживания, слива/заправки или длительного простоя.

2. Почему воздух попадает в систему водяного отопления?

Многие полагают, что закрытая система водоснабжения должна содержать только воду.

На практике наличие некоторого количества воздуха или растворенного газа практически неизбежно.

Воздух может попасть или остаться в системе во время:

• первичное заполнение;

• обслуживание;

• слив и заправка системы;

• монтаж труб;

• испытание давлением;

• утечка или потеря давления;

• неправильный ввод в эксплуатацию.

Сама вода также может содержать растворенные газы.

При изменении температуры воды некоторые растворенные газы могут выходить из раствора и образовывать небольшие пузырьки.

Эти пузырьки могут перемещаться по системе и накапливаться в:

• высокие баллы;

• коллекторы;

• изгибы труб;

• зоны низкой скорости;

• теплообменники;

• неудачно спроектированные участки труб.

Со временем маленькие пузырьки могут объединиться в более крупные воздушные карманы.

Вот каквоздушный шлюзможет развиваться.

3. Что такое воздушный шлюз?

Воздушная пробка — это воздушная пробка внутри водяного контура, которая значительно ограничивает или препятствует циркуляции воды.

Вода фактически несжимаема при нормальной работе гидросистемы, тогда как воздух сжимаем.

Когда циркуляционный насос пытается протолкнуть воду через трубу, содержащую значительный воздушный карман, часть энергии насоса может быть потрачена впустую на сжатие или перемещение захваченного воздуха вместо установления стабильной циркуляции воды.

Результатом может быть:

Уменьшенный поток → снижение теплопередачи → холодная обратная вода → холодный пол

В тяжелом случае:

Воздушный карман → почти нет циркуляции → контур УФГ перестает нагреваться

Вот почему захваченный воздух не следует рассматривать просто как проблему шума.

Этопроблема с гидравлической производительностью.

4. Почему полы с подогревом особенно чувствительны к захваченному воздуху?

Системы подогрева пола могут содержать множество длинных трубных петель.

Типичный коллектор может обслуживать несколько контуров, распределенных по разным помещениям.

Таким образом, система содержит:

• большая длина труб;

• множественные изгибы;

• коллекторы;

• клапаны;

• приводы;

• расходомеры;

• разные высоты.

Это создает множество возможностей для попадания воздуха в ловушку.

Если в одном контуре есть воздух, а в других нет, результат может быть следующим:

Гостиная теплая

Спальня теплая

Ванная теплая

В одной спальне совсем холодно

Тепловой насос может работать идеально.

Проблема просто в том, что в одной петле УФГ недостаточная циркуляция.

5. Типичные симптомы наличия воздуха в трубах теплого пола

Инженерам и монтажникам следует обратить внимание на несколько общих симптомов.

Горячая подача, но холодный возврат

В подающий коллектор поступает горячая вода, но обратная сторона остается необычно холодной.

Очень низкие или нулевые показания расходомера

Один или несколько расходомеров коллектора показывают низкую циркуляцию или ее отсутствие.

Некоторые помещения нагреваются, а другие остаются холодными

Это убедительно свидетельствует о проблеме, специфичной для отрасли, а не о недостаточной общей мощности теплового насоса.

Булькающие или булькающие звуки

Вы можете услышать такие звуки, как:

бульканье, пузырение или прерывистый шум воды

внутри труб или коллекторов.

Нестабильный поток

Показания расходомера скорее колеблются, чем остаются стабильными.

Большая разница температур подачи и обратки

Очень большое значение ΔT может указывать на недостаточный расход воды.

Эти симптомы не доказывают, что воздух является единственной возможной причиной, но они дают убедительные диагностические указания.

6. Почему низкий расход делает пол холодным

Взаимосвязь между теплопередачей, расходом и разностью температур воды можно выразить как:

$$Q=dot{m}c_pDelta T$$

Для практических расчетов со стороны воды:

$$Q(кВт)прибл.1,163раз Расход(м³/ч)разДельта T(K)$$

Где:

• вопрос= переданное тепло;

• Поток= расход воды;

• ΔТ= разница температур подаваемой и обратной воды.

Если воздух существенно снижает скорость потока, количество тепла, которое может быть передано полу, также падает.

Вот почему система может иметь вполне приемлемую температуру воды на выходе, но при этом обеспечивать плохой обогрев помещения.

Температура воды сама по себе не определяет эффективность нагрева. Вам также необходим достаточный поток воды.

Это одна из наиболее важных концепций поиска и устранения неисправностей гидравлических тепловых насосов.

7. Не повышайте сразу температуру воды теплового насоса.

Если пол не нагревается, распространенная реакция:

«Увеличьте температуру воды на выходе».

Например:

35°С → 40°С → 45°С → 50°С

Но если настоящей проблемой является воздушная пробка, повышение температуры воды не восстановит циркуляцию.

Вы можете просто получить:

Более горячая подаваемая вода + плохой поток + холодный пол + более низкая эффективность теплового насоса

Правильная последовательность:

Сначала проверьте поток → решите проблему с гидравликой → затем оптимизируйте температуру воды.

Для теплового насоса это особенно важно, поскольку ненужные высокие температуры воды на выходе обычно увеличивают подъемную силу компрессора и снижают эффективность.

8. Не устанавливайте автоматически циркуляционный насос большего размера.

Другой распространенный ответ:

«Поток низкий, поэтому нам нужен насос побольше».

Опять же, не обязательно.

Если воздух застрял в трубе, насос гораздо большего размера все равно может не обеспечить надлежащую циркуляцию.

Увеличение размера циркуляционного насоса может также создать другие проблемы:

• чрезмерная скорость воды;

• повышенное потребление электроэнергии;

• трубный шум;

• шум клапана;

• чрезмерный перепад давления;

• плохая балансировка системы.

Циркуляционный насос следует выбирать по:

Требуемый расход + падение давления в системе + гидравлическое сопротивление

не заменяет правильное удаление воздуха.

Насос большего размера не может исправить фундаментально неудачную процедуру ввода в эксплуатацию.

9. Очистка каждого контура UFH по отдельности часто является лучшим решением.

При подозрении на наличие застоявшегося воздуха простого открытия одного автоматического воздухоотводчика может быть недостаточно.

Для многоконтурных систем теплого пола одним из наиболее эффективных методов ввода в эксплуатацию являетсяпрочистите петли по отдельности.

Типичная процедура:

Шаг 1:Выключите источник тепла, если этого требует процедура ввода в эксплуатацию производителя.

Шаг 2:Закрыть все петли УФХ, кроме одной.

Шаг 3:Промывка воды через открытый контур.

Шаг 4:Продолжайте до тех пор, пока не исчезнут видимые пузырьки воздуха и поток не станет стабильным.

Шаг 5:Замкните эту цепь и откройте следующую.

Шаг 6:Повторите для каждой петли UFH.

Шаг 7:Восстановите все цепи в их проектные положения.

Шаг 8:Отбалансируйте коллектор в соответствии с требуемыми расходами.

Обычно это более эффективно, чем пытаться удалить воздух из каждого контура одновременно.

10. Автоматические воздухоотводчики следует устанавливать в важных высоких точках.

Воздух естественным образом имеет тенденцию мигрировать к верхним точкам гидравлической системы.

Поэтому конструкция системы должна предусматривать подходящие точки удаления воздуха.

Особое внимание следует уделить:

• высокие точки в магистральных трубопроводах;

• помещения теплонасосной станции;

• буферные резервуары;

• гидравлические сепараторы;

• коллекторы;

• вертикальные стояки.

Автоматический воздухоотводчик может непрерывно удалять небольшие количества скопившегося воздуха во время нормальной работы.

Однако:

Автоматический воздухоотводчик не заменяет правильную первоначальную промывку и ввод в эксплуатацию.

Напольный контур с сильным засорением все равно может нуждаться в ручной очистке.

11. Не забудьте коллектор теплого пола.

Коллектор является одним из наиболее важных мест как для ввода в эксплуатацию, так и для устранения неисправностей.

Хорошо спроектированный коллектор обычно обеспечивает:

• распределение поставок;

• возврат сбора;

• индивидуальная изоляция шлейфа;

• регулировка потока;

• расходомеры;

• приводы;

• точки наполнения/слива;

• вентиляция воздуха.

Во время поиска и устранения неисправностей внимательно осмотрите коллектор.

Просить:

Все петли открыты?

Расходомеры показывают циркуляцию?

Закрыты ли какие-либо приводы?

Виден ли воздух в расходомерах?

Существует ли большая разница температур между отдельными контурами?

Вентиляционные отверстия коллектора работают?

Эти простые наблюдения часто позволяют выявить проблему, не касаясь теплового насоса.

12. Может ли буферный резервуар помочь в удалении воздуха?

Правильно спроектированный буферный резервуар может способствовать сепарации воздуха, поскольку скорость воды внутри резервуара намного ниже, чем в основном трубопроводе.

По мере замедления движения воды увлеченный воздух может легче отделиться и подняться к соответствующей точке удаления воздуха.

Но это не следует понимать неправильно.

Буферный бак не установлентолькодля удаления воздуха.

В зависимости от гидравлического исполнения он может также обеспечивать:

• дополнительный объем воды в системе;

• гидравлическое разделение;

• более стабильный поток теплового насоса;

• сокращение коротких циклов езды;

• тепловая энергия для оттаивания;

• разделение первичного и вторичного контуров.

В некоторых приложениях с тепловым насосом это может сделать работу системы значительно более стабильной.

13. Почему первичная-вторичная гидравлика может быть полезна

Для некоторых проектов, особенно систем с несколькими типами терминалов,первичная-вторичная конфигурацияможет быть полезным.

Упрощенная схема может быть:

Тепловой насос → Первичный контур → Буферный резервуар / Гидравлический сепаратор

затем:

Вторичный насос → Пол с подогревом

и/или

Вторичный насос → Фанкойлы

Это позволяет тепловому насосу и терминальным контурам работать в более независимых гидравлических условиях.

Например, тепловому насосу может потребоваться определенный минимальный расход, тогда как для контура UFH требуется другой расход в зависимости от количества открытых зон.

Гидравлическое разделение может облегчить выполнение этих различных требований.

Он также может предоставить удобные места для:

• разделение воздуха;

• отделение грязи;

• измерение температуры;

• наполнение системы;

• гидравлическая балансировка.

14. Один источник тепла, два терминала облегчают диагностику

Рассмотрим такую ​​ситуацию:

Фанкойлы

Нагрев нормальный.

Пол с подогревом

Не согреться.

Тепловой насос

Работает нормально.

О чем это нам говорит?

Это убедительно свидетельствует о том, что источник тепла способен производить тепло.

Поэтому фокус устранения неполадок должен сместиться в сторону UFH:

Насос UFH → смесительный клапан → коллектор → приводы → расходомеры → воздух → контуры пола

Теперь рассмотрим обратное:

Фанкойлы

Не нагревается.

Пол с подогревом

Не нагревается.

Тогда проблема может быть дальше по течению:

Тепловой насос → первичный насос → буферный бак → главные клапаны → система управления

Вот почему система с одним источником и двумя терминалами фактически предоставляет полезную диагностическую информацию.

15. Больше вентиляционных отверстий часто лучше, чем слишком мало, но расположение имеет значение

Добавить соответствующие точки удаления воздуха во время установки, как правило, намного проще, чем пытаться решить хронические проблемы с воздухом после завершения строительства здания.

Однако просто беспорядочная установка множества вентиляционных отверстий не является хорошей инженерной задачей.

Их следует располагать там, где естественным образом собирается воздух.

Типичные места включают в себя:

Высокие точки + стояки + коллекторы + гидравлические сепараторы/буферные резервуары + воздухоотделители машинного помещения

Хорошая конструкция системы должна обеспечить удаление воздухапредсказуемый и работоспособный.

Красиво установленная система теплового насоса, которую невозможно правильно заполнить, промыть и прокачать, не является хорошо спроектированной гидравлической системой.

16. Почему воздух может повредить циркуляционный насос

Воздух внутри системы не просто снижает эффективность обогрева.

Если циркуляционный насос работает со значительным содержанием воздуха, могут наблюдаться:

• нестабильная работа;

• шум;

• снижение гидравлической производительности;

• потеря смазки/охлаждения в некоторых конструкциях насосов;

• кавитационноподобные условия;

• преждевременный износ.

Это еще одна причина, по которой не следует игнорировать постоянное пузырение или бульканье.

Если в трубопроводе звучит так, будто вода и воздух постоянно движутся вместе, исследуйте его.

17. Практическая последовательность устранения неполадок

Если вы подозреваете наличие воздуха в трубах UFH, используйте систематический процесс.

Шаг 1. Проверьте температуру воды на выходе теплового насоса.

Убедитесь, что источник тепла действительно производит горячую воду.

Шаг 2. Сравните температуры подачи и обратки.

Горячая подача и аномально холодная обратка могут указывать на недостаточный расход.

Шаг 3 — Проверка расходомеров коллектора

Определите контуры с нулевым, низким или нестабильным потоком.

Шаг 4 — Проверьте клапаны и приводы

Убедитесь, что затронутые петли действительно открыты.

Шаг 5 — Проверка работы циркуляционного насоса

Убедитесь в реальном расходе, а не просто в том, работает ли двигатель насоса.

Шаг 6 — Осмотрите фильтры и сетчатые фильтры

Исключите засорение грязью.

Шаг 7. Очистите контуры UFH по отдельности.

Удалите попавший воздух петля за петлей.

Шаг 8 — Проверьте автоматические воздухоотводчики

Убедитесь, что вентиляционные отверстия установлены правильно и работают.

Шаг 9 — Перезагрузите и наблюдайте

Проверьте, становится ли поток стабильным.

Шаг 10 — Отбалансируйте коллектор

Отрегулируйте каждый контур в соответствии с требуемым расчетным потоком.

Только после этих проверок следует приступать к изменению типоразмера насоса или настроек температуры воды теплового насоса.

Таблица быстрой диагностики

Часто задаваемые вопросы

Как определить, есть ли воздух в трубах теплого пола?

Общие признаки включают булькающие звуки, нестабильный или нулевой расход в коллекторе, некоторые контуры остаются холодными, а также горячая подающая труба в сочетании с необычно холодной обратной трубой.

Может ли воздух полностью остановить теплый пол?

Да. Достаточно большой воздушный карман может создать воздушную пробку, которая серьезно ограничивает или останавливает циркуляцию через отдельный контур.

Устранит ли циркуляционный насос большего размера воздушную пробку?

Не надежно. Правильным решением является правильная очистка и вентиляция контура. Выбор насоса должен основываться на требуемом расходе и перепаде давления в системе.

Почему тепловой насос производит горячую воду, но пол все еще холодный?

Производство горячей воды подтверждает выделение тепла, но не подтверждает распределение тепла. Недостаточный поток, вызванный захваченным воздухом, клапанами, проблемами или блокировкой насоса, может препятствовать попаданию тепла в пол.

Должен ли каждый коллектор теплого пола иметь вентиляционное отверстие?

В гидравлическую конструкцию следует предусмотреть надлежащие меры по удалению воздуха, особенно в коллекторах и высоких точках. Точная установка должна соответствовать конструкции системы и местным требованиям.

Удаляет ли буферный резервуар воздух?

Буферный резервуар может способствовать отделению воздуха из-за более низкой скорости воды внутри резервуара, особенно в сочетании с соответствующими компонентами удаления воздуха. Однако его основная функция зависит от конструкции гидравлической системы и не заменяет правильную продувку.

Инженерный принцип, который следует помнить

Когда пол с подогревом холодный, не спрашивайте только:

«Вода достаточно горячая?»

Просить:

«Достаточно ли горячей воды течет через пол?»

Тепловой насос может производить идеально горячую воду, в то время как здание остается холодным, если эта тепловая энергия не может передаваться через гидравлическую систему.

Для контура UFH с воздушной блокировкой логика устранения неполадок должна быть следующей:

Источник тепла в порядке → Температура подачи в порядке → Проверьте поток → Определите воздух → Прочистите петли → Проверьте насос → Повторите балансировку → Повторно проверьте ΔT

И водин источник тепла, два терминаласистемы, всегда сравнивайте поведение контуров фанкойла и UFH. Такое сравнение поможет вам быстро определить, связана ли проблема со стороной источника тепла или со стороны распределительного терминала.

Один источник тепла, две клеммы — серия по устранению неполадок

Часть 1:Первоначальный ввод в эксплуатацию или долгосрочное отключение
Часть 2:Воздух в трубах теплого пола
Следующий:Более практические причины плохой работы теплого пола

ВЭкоТепловой Насос, мы считаем, что хорошая производительность теплового насоса зависит не только от самого теплового насоса, но и от правильногогидравлическое проектирование, монтаж, пуско-наладка и согласование терминальной системы.

Мы также приглашаем инженеров, монтажников и специалистов по тепловым насосам в области систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха поделиться своим практическим опытом и помочь определить, что можно добавить или улучшить в этой серии.

Дополнительные знания и прикладные решения в области тепловых насосов «воздух-вода»:

www.ecoheat-pump.com