Ausgleich des Heizungssystems

Heizsysteme in fast allen Konfigurationen erfordern einen Ausgleich, die einzige Ausnahme ist die Verkabelung entlang der Tichelman-Schleife. Wir werden drei mögliche Wege zum Ausgleich prüfen, über die Vor- und Nachteile und die Angemessenheit jeder der Methoden sprechen und praktische Empfehlungen geben..

Was ist die Essenz des Balancierens?

Hydraulische Heizsysteme gelten als die komplexesten. Ihre effektive Arbeit ist nur mit einem tiefen Verständnis der physikalischen Prozesse möglich, die der visuellen Beobachtung verborgen sind. Der gemeinsame Betrieb aller Geräte sollte die Absorption der maximalen Wärmemenge durch den Wärmeträger und dessen gleichmäßige Verteilung über alle Heizgeräte jedes Kreislaufs gewährleisten.

Die Betriebsart jedes Hydrauliksystems basiert auf der Beziehung zweier umgekehrt proportionaler Werte: Hydraulikwiderstand und Durchflusskapazität. Sie bestimmen die Durchflussmenge des Kühlmittels in jedem Knoten und Teil des Systems und damit die Menge an Wärmeenergie, die den Heizkörpern zugeführt wird. Im allgemeinen Fall spiegelt die Berechnung der Durchflussmenge für jeden einzelnen Kühler ein hohes Maß an Ungleichmäßigkeit wider: Je weiter die Heizvorrichtung von der Heizeinheit entfernt ist, desto stärker wirkt sich der hydrodynamische Widerstand von Rohren bzw. Abzweigungen aus, und das Kühlmittel zirkuliert mit einer geringeren Geschwindigkeit.

Die Aufgabe des Ausgleichs des Heizungssystems besteht darin, sicherzustellen, dass der Durchfluss in jedem Teil des Systems auch bei vorübergehenden Änderungen der Betriebsarten ungefähr die gleiche Intensität aufweist. Durch sorgfältiges Auswuchten können Sie einen Zustand erreichen, in dem die individuelle Einstellung der Thermostatköpfe andere Elemente des Systems nicht wesentlich beeinflusst. Gleichzeitig sollte bereits in der Entwurfs- und Installationsphase die Möglichkeit des Auswuchtens geboten werden, da für die Konfiguration des Systems sowohl spezielle Ausstattungen als auch technische Daten für die Heizraumausrüstung erforderlich sind. Insbesondere ist es obligatorisch, an jedem Kühler Absperrventile zu installieren, wie es bei herkömmlichen Personen als Drosseln bezeichnet wird.

Merkmale der Arbeit mit verschiedenen Verkabelungsarten

Einrohrheizsysteme lassen sich am einfachsten zum Auswuchten einstellen. Dies liegt daran, dass der Gesamtdurchfluss durch den Kühler und den Anschlussbypass immer gleich ist und nicht vom Durchsatz der installierten Armaturen abhängt. In Systemen wie „Leningradka“ geht es daher nicht so sehr um den Ausgleich der Strömung, sondern um die Gleichung für die Wärmemenge, die das Kühlmittel in den Heizkörpern abgibt. Einfach ausgedrückt besteht das Hauptziel des Ausgleichs in diesem Fall darin, sicherzustellen, dass das Wasser bei einer ausreichend hohen Temperatur zum am weitesten entfernten Kühler fließt..

Bei Zweirohr-Sackgassen gilt ein etwas anderes Prinzip. Jeder Kühler des Systems ist eine Art Nebenschluss, dessen hydraulischer Widerstand geringer ist als der des Restes der Gruppe, der sich weiter in Strömungsrichtung befindet. Aus diesem Grund fließt ein erheblicher Teil des Kühlmittels durch den Shunt zurück zur Heizeinheit, während die Zirkulation weiter durch das System eine viel geringere Intensität aufweist. In solchen Heizsystemen ist es notwendig, durch Ändern des Durchsatzes der Armaturen genau daran zu arbeiten, den Durchfluss in jedem Kühler auszugleichen.

Zweirohr-Heizsysteme erfordern überhaupt kein Auswuchten, haben aber gleichzeitig einen relativ hohen Materialverbrauch. Das ist das Schöne an der Tichelmann-Schleife: Der Weg, den das Kühlmittel im Kreislauf jedes Kühlers nimmt, ist ungefähr der gleiche, wodurch die Äquivalenz der Strömung an jedem Punkt des Systems automatisch aufrechterhalten wird. Ähnlich verhält es sich mit Strahlungsheizsystemen und Fußbodenheizungen: Der Durchfluss wird mithilfe von Schwimmerdurchflussmessern auf einem gemeinsamen Kollektor ausgerichtet.

Computermodellierung

Die konstruktivste und korrekteste Methode zur Einstellung ist die Erstellung eines Entwurfsmodells des hydraulischen Heizsystems. Dies kann mit Software wie Danfoss CO und Valtec.PRG oder mit kostenpflichtigen Produkten wie AutoSnab 3D erfolgen. Sie sollten keine Angst vor kostenpflichtiger Software haben: Wie Sie später sehen werden, können deren Kosten nicht mit den Kosten spezieller automatischer Auswuchtgeräte verglichen werden, während die berechnete Auslegung des Hydrauliksystems ein vollständiges Bild des Systems, seiner Betriebsmodi und der an jedem Punkt ablaufenden physikalischen Prozesse liefert.

Der Ausgleich mithilfe von Softwareberechnungen erfolgt durch Erstellen einer exakten virtuellen Kopie des Heizungssystems. In verschiedenen Arbeitsumgebungen verläuft der Modellierungsmechanismus mit einigen Unterschieden. Alle Programme dieser Art verfügen jedoch über eine benutzerfreundliche Oberfläche. Es ist sehr wichtig, dass die Konstruktion wirklich genau ausgeführt wird: mit Angabe der einzelnen Armaturen, Verstärkungselemente, Windungen und Abzweigungen, die im realen System vorhanden sind. Hier ist, was Sie die anfänglichen Daten benötigen:

• Kesselpassdaten: Leistung, Effizienz, Druckflussplan, Arbeitsdruck.
• Angaben zur Umwälzpumpe: Durchflussmenge und Förderhöhe;
• Art des Kühlmittels;
• Material und Nennbohrung von Rohren, Umgebungstemperatur;
• technische Informationen zu allen Absperr- und Steuerventilen, lokale Widerstandskoeffizienten (LRR) jedes Elements;
• Passdaten für Absperrventile, die Abhängigkeit ihrer Kapazität vom Druckabfall und dem Öffnungsgrad.

Nach dem Erstellen eines Modells des Systems geht es bei allen Arbeiten darum, die Gleichmäßigkeit der Durchflussmenge des Kühlmittels an jedem Kühler sicherzustellen. Unterschätzen Sie dazu künstlich den Durchsatz von Absperrventilen an den Heizkörpern und Stromkreisen, bei denen der Durchfluss im Vergleich zum Rest erheblich zunimmt. Wenn der virtuelle Ausgleich abgeschlossen ist, werden Kvs für jeden Strahler ausgeschrieben – die Bandbreitenkoeffizienten. Anhand einer Tabelle oder Grafik aus dem Pass des Ventils wird die erforderliche Anzahl von Umdrehungen der Steuerstange bestimmt, wonach diese Daten verwendet werden, um das reale System in der Natur auszugleichen.

Der empirische Weg

Selbstverständlich ist es möglich, das Heizsystem ohne Vorberechnung mit bis zu zehn Heizkörpern einzustellen. Diese Methode ist jedoch ziemlich zeitaufwändig und zeitaufwändig. Unter anderem ist es bei einem solchen Auswuchten nicht möglich, eine Änderung der Durchflussrate während des Betriebs der Thermostatköpfe vorzusehen, was die Genauigkeit des Auswuchtens stark verringert..

Der manuelle Ausgleichsalgorithmus ist einfach. Zuerst müssen Sie absolut alle Heizkörper im System ausschalten. Dies geschieht, um die Temperatur des Kühlmittels am Einlass und Auslass der Heizeinheit so genau wie möglich anzupassen. Dieser gesamte Vorgang dauert ungefähr eine Stunde, während die Umwälzpumpe auf die maximale Drehzahl eingestellt werden muss und sichergestellt werden muss, dass sich keine Luftschleusen im System befinden..

Der nächste Schritt besteht darin, das Absperrventil am weitesten am Kühler vollständig zu öffnen (häufig ist dieses Ventil am letzten Kühler überhaupt nicht installiert). Nach 10-15 Minuten wird die Heiztemperatur des extremen Heizkörpers gemessen, die beim weiteren Auswuchten als Referenz verwendet wird.

Als nächstes müssen Sie das Absperrventil am vorletzten Kühler öffnen. Der Öffnungsgrad muss so sein, dass eine Erwärmung bis zur Referenztemperatur erfolgt und gleichzeitig die Erwärmungstemperatur am letzten Kühler nicht abnimmt. Die Kante ist sehr dünn und die Arbeit wird durch die Trägheit der Kühler erheblich erschwert: Warten Sie nach jeder Änderung der Position des Ventilschafts mindestens 15 Minuten auf einen Aluminiumkühler und etwa 30 bis 40 Minuten auf einen Gusseisenkühler. Dies ist der springende Punkt beim manuellen Auswuchten: Beim Übergang vom entferntesten Heizkörper zum allerersten in der Kette muss der Durchsatz reduziert werden, um sicherzustellen, dass an jedem Heizgerät die gleiche Temperatur aufrechterhalten wird. Die Einstellung sollte sehr fein und genau durchgeführt werden, da ein starker Anstieg der Durchflussrate in der Mitte des Kreislaufs zu einem Temperaturabfall in seinem entfernten Teil führt, sodass es weitere 15 bis 20 Minuten dauert, bis das System wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.

Debuggen im automatischen Modus

Es gibt eine Art Mittelweg zwischen den beiden oben beschriebenen Methoden. Spezielle Geräte zum automatischen Auswuchten von hydraulischen Heizsystemen ermöglichen eine Einstellung mit sehr hoher Genauigkeit und in relativ kurzer Zeit. Derzeit wird als technische Hauptlösung für solche Zwecke die „intelligente“ Pumpe Grundfos ALPHA 3 angesehen, die mit einem abnehmbaren Sender ausgestattet ist, sowie eine proprietäre Anwendung für mobile Geräte. Der Durchschnittspreis für ein Gerät liegt bei 300 US-Dollar.

Was ist das Wesentliche des Unternehmens? Die Pumpe verfügt über einen eingebauten Durchflussmesser und kann mit einem Smartphone oder Tablet kommunizieren, wo alle Informationen verarbeitet werden. Die App funktioniert wie eine Anleitung: Sie führt den Benutzer Schritt für Schritt und zeigt an, welche Manipulationen an verschiedenen Teilen des Heizungssystems durchgeführt werden müssen. Gleichzeitig werden einzelne Räume mit einer bestimmten Anzahl von Heizgeräten in der Anwendungsdatenbank gespeichert, es können verschiedene Heizkörpertypen ausgewählt, deren Leistung, erforderliche Heizstandards und andere Daten angegeben werden.

Der Prozess ist äußerst einfach und demonstriert den Algorithmus des Programms vollständig. Nach dem Pairing mit dem Messumformer und der Vorbereitung des Betriebs werden alle Heizkörper vom System getrennt. Dies ist erforderlich, um den Nulldurchfluss zu messen. Die Absperrventile an jedem Kühler werden dann nacheinander vollständig geöffnet. Gleichzeitig notiert der Durchflussmesser in der Pumpe Änderungen im Durchfluss und ermittelt den maximalen Durchsatz jedes Heizgeräts. Nachdem alle Heizkörper in die Programmbasis eingegeben wurden, werden sie individuell eingestellt..

Die Einstellung des Absperrventils an den Heizkörpern erfolgt in Echtzeit. Die Anwendung verfügt über eine akustische Anzeige für die Fähigkeit, an schwer erreichbaren Orten zu arbeiten. Das Auswuchten erfordert eine Feineinstellung der Absperrstange in einer solchen Position, dass der Stromfluss im System dem vom Programm empfohlenen Wert entspricht. Nach Abschluss der Arbeiten mit jedem Kühler erstellt die Anwendung einen Bericht, der alle Heizgeräte des Systems und die Durchflussmenge des darin enthaltenen Kühlmittels enthält. Nach dem Auswuchten kann die ALPHA 3-Pumpe entfernt und durch eine andere mit denselben Leistungsparametern ersetzt werden..

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