Удаление растворенных газов из закрытой системы отопления

Да я и думаю, уже третий отпуск , как подружить выбранный настенный котел избыточной можности с небольшой системой с переменным расходом без кучи "прибамбасов". Никак до дела не дойду. Но без практики у меня до сих пор каша в голове: как увязать между собой диаметры/сопротивления труб с точки зрения скорости теплоносителя по критериям уноса воздуха, отсутствия шума, гидравлической стабильности, согласованности с характеристикой насоса, стоимости труб…
Один из вопросов как раз по скорости воды/диаметру труб, производительности насоса.
Начну с насоса. Котел Ariston Clas 24FF.
Какой насос установлен в котле, неизвестно (в интернете возможную модель нашел, но не нашел характеристик). В руководстве к котлу приведена характеристика насоса в сумме с сопротивлением внутренностей котла, и, с учетом того, что эта характеристика точно апроксимируется источником постоянного давления+местным сопротивлением, рабочая точка насоса лежит где-то в правой части приведенной характеристики или за ее пределами (вот она плата за компактность котла). Плюс в котле установлен байпас с перепускным клапаном, настроенным на 40 кПа (4 м. вд. ст). Поэтому, как я понимаю, для уменьшения перепада температуры теплоносителя, увеличения скорости воды через теплообменник, работы насоса ближе к оптимальному режиму следует выбрать сопротивление системы, обеспечивающее расход теплоносителя как можно ближе к правой части характеристики. Также это должно предотвратить снижение расхода до давления открытия перепускного клапана при закрытии одной из веток. А открытие перепускного клапана это сразу остановка котла по превышению разности подача/обратка, что неприемлемо.

Так вот, если выбрать расход в правой части характеристики, ориентировочно 900 л/с, то по приблизительному моделированию в Matlab Simulink получается, что хватит и 25 трубы полипропилена (внутренний диаметр 18). Потери по длине трубы брал в каталоге Wavin и подгонял в симулинке коээффициент гидравлического трения до совпадения потерь на метр трубы в симуляторе, на местные сопротивления набросил кажется 50% длины труб. Кстати в каталоге потери указаны раза в два меньше, чем вы упоминали в одной из тем. При этом скорость для 25 трубы будет превышать 1 м/c. Если взять 32 (внутр 23.6), то 06-07 м/c. И вот вопрос, экономить или нет. Я предполагал руководствоваться СНИП 2.04.05-91 или новее, где ограничения по скорости привязаны шуму и коээфициентам местных сопротивлений, но я не понимаю на каком участке эти местные коэффициенты суммировать? И если скорость пройдет по шуму, пройдет ли по выделению воздуха на местных сопротивлениях? Хотя в данном случае это наверное будет одно и тоже.
Другой вариант - уменьшить расход.
Далее по местным сопротивлениям, как раз по пункту 1 из Арзуманова. Планируется система с переменным расходом, расход может попасть в зону, близкую по давлению к 40 кПа, и вот тут вопрос, зашумят ли балансировочные вентили на оставшихся радиаторах или термоголовках.
Вменяемая характеристика по шуму приведена в книге Пыркова для клапанов Данфосс, они точно не зашумят, расхода не хватит. Но они дорогие, а для произвольно взятых клапанов с рынка коэффициент запаса кавитации неизвестен. Я буду брать дешевые Itap. В тех документах, которые я скачал с их сайта, про кавитационные пределы не сказано (надо кстати еще раз заглянуть).
В общем я сейчас думаю, как поделить сопротивления труб до участков с радиаторами и участков с радиаторами между собой, а также расходов веток так, чтобы при перекрытии одной ветки не залезть в зону давления на выходе котла большую, чем возможный шумовой порог клапана, и в тоже время не превысить скорость.
Схема приблизительтно такая. Аксонометрию пока не осилю.
Штриховыми линиями объединены радиаторы в отдельных помещениях. Две ветки, отключаемые по сигналу термодатчика клапанами. Радиаторы избыточной мощности с термоголовками в малых помещениях, не оборудованных термодатчиками.

Я надеюсь, что котел и будет основным источником воздуховыделения (насос и теплообменник) и воздухосборник в верхней точке с уклонами от радиаторов решит проблему воздухосбора. При работе насоса будет удаляться воздух, выделившейся в котле, при остановке – уходить вверх из радиаторов.

 

Не успеваю за ходом ваших мыслей. Выводом нашей дискуссии получится, что когда вышел весь расворенный воздух, для постоянного "завоздушивания" остается только разложение воды на водород и кислород, которые и собираются в закрытой между прочим системе. Зажатая система отопления как водородно-кислородный генератор - в одной из тем что-то похожее уже обсуждалось, но не помню, на этом ли форуме. Водород можно свалить на алюминиевые радиаторы, а косрород-на диффузию через трубы, а на самом деле... Так и до вечного двигателя недалеко.

 

КПД насоса максимален в средней 1/3 его характеристики. (отдельный график КПД).
А "оптимальная" скорость насоса - 1-2-я.
1-я из условий "экономичности" по эл. энергии. Но с "перебором" диаметров / уменьшением сопротивл.
2-я из условий бОльшего "маневра". Между 1-й и 3-й. 3-я нежелательна, как уже знаем, из-за
"увеличения скоростей потока" и всего нехорошего, с этим связанного.

 

Так в этом и дело, что неизвестна характеристика насоса, а только его давление "на стену" и сопротивление внутренностей котла. Характеристика только насоса лежит выше и правее, неизвестно где. Как вариант

Остаточный напор-это давления насоса минус потери в котле.
P. S/ Я выше успел сообщение по водороду/кислороду написать.

 

Вы нашли (?) какие "газы" содержатся в водяном пАре?
А в кавитационных "пузырьках"?
Я и немногие искавшие, не нашли.
..Да и искали-то в интернете...

...Известно, что при определенных режимах течения жидкости возникает кавитация,
...В этих работах установ- лено, что при воздействии кавитации на воду и водные растворы возникает явление механотермолиза – в воде инициируются механохимические реакции с образо- ванием НО2 –, О2 2–, Н2 О2, ОН–, в результате образуются новые водородные связи. Такое действие кавитации на воду приводит к изменению ее физико-химических свойств: изменению рН, электропроводности, повер- хностного натяжения, увеличению числа свободных ионов и активных радикалов, переструктуризации и активации молекул.
В. И. Волков, В. Н. Беккер, И. Б. Катраков, Е. Р. Кирколуп, М. Г. Иванов
Механохимические преобразования воды в высокоградиентных потоках

В общем, не такое это, простое дело - "газы", уходящие через автовоздушник из СО...

Водород, причем, "свободный" образуется и в строго "стальных" системах.
Как "освободившийся" в результате хим. реакции "коррозии".
Водород в "алюминии" также освобождается при хим. реакции с водой (рН выше 8,3-8,5)
Т. е. никакого "гидролиза".
...
Но какие же, загадочные "газы" выходят из воздушников в "кавитирующей" системе"?
Если породила их только .."завихряющаяся" вода, а не "химия"?

 

Ничего не понял с графиком (характеристикой) и пририсованным красным пунктиром...

Теперь ясно.
Вы уже в курсе, что "напор цирк. насоса = сопротивлению его контура циркуляции"?
Т. е. сопротивления всего контура = потерям напора?

А потери напора с "учетом" потерь давления на котле ..ну пусть будут "остаточным" напором..
Лишь бы это отражала его, насоса, граф. характеристика.

 

Красным это предполагаемая характеристика насоса. Я про то что неизвестно какую часть характеристики насоса занимает приведенная в руководстве характеристика, треть, половину или 90%. Без паспорта на насос не определить, а его нет.

Я тоже в интернете искал, и в основном на этом форуме.
То есть намек на то, что в постоянно кавитирующей системе в пузырях не воздух, а пар, другой температуры чем окружающая вода? Потом охлаждается и конденсируется назад?
Мы его будем постоянно стравливать, и подпитывать систему.
Надо поискать про двухфазные системы из одного вещества, где фазы разной температуры?

 

По названию книги попал сюда:
https://www.forumhouse.ru/threads/95021/page-2
Уже обсуждалось
В общем, критерием "незажатости" считать рекомендуемую скорость?

 

Что ДАНО паспортом, то и является граф. характеристикой - 100%.
Без "предполагаемой" / тайной способности ..прокачать что-то еще...
Почему в "руководстве" "треть, половина или 90%)? - это все равно не понять.

"Трети" рабочей характеристики:

...Производетель выделил "жирным" участки характеристики, по его "имху", возможные / нормальные.

Намек на "автовоздушники".
Процесс настолько "нормален", что его ..автоматизировали...
Если в кавитационных пузырьках не воздух, а что?
Если в самой воде, кроме Н+ и ОН- ничего больше нет..
А изначально "растворенными" могли быть только кислород / азот / СО2 ну и еще, что нанесли местные ветра...
В общем, получается, что в "кавитационном" пузырьке есть .."пустота", в которой летают молекулы
Н20, но уже на большем расстоянии, чем были в воде..
(по итогам чтения интернета...)
Более определились "котельщики".
Им - все равно, что за "газы" в водяном пАре. Он, пар, кстати, и у них не "подброшен".
Образовался, как-то так, при топке...
Для них обе среды - вода и пар - "коррозионные среды"!
А что вызывает "ржавчину"? Кислород-воздух и вода, откуда бы они не появились.
Что вместе, что порознь, или в "сочетаниях".

- Все симптомы "больной" системы.
Система закрытая-то, и "закрывается", чтобы подавить ..выделение воздуха / паро или газо? образования в ней.
От всех причин, рАзом!
А если не помогает - поднимаем "избыточное" / абсолютное / гидростатическое давлениЯ еще выше.
Что вообще-то нехорошо, но рекомендуется... если больше ничего не изменить..

 

Вернусь все-таки к насосам.
Поискал более менее достоверные данные о модели котла/установленного насоса.
Вроде нашел: BAXI Luna 3 Comfort 310Fi имеет насос UPS 15-60.
График остаточного напора на выходе из котла

Характеристики насоса

Совмещаем с выравниванием масштабов по осям

Получается, что большая часть напора расходуется на преодоление сопротивления внутренностей котла.

 

Это что, ..методика такая? ..накладывать один паспортный график на какой-то(?) другой,
имеющий еще и ось "еtа" (%)
Что это, вообще, за "eta"?
И почему график-парабола, пересекающийся с рабочей характеристикой насоса, выгнут ..дугОй
и снова уходит вниз?
Это "кривая" чего? "еta" ?
И самое ..интересующее:
- Почему сопротивления котла "загибают" его рабочую характеристику ..книзу?
тогда как сопротивления (любые) просто "гуляют" по одной и той же(!) граф характеристике насоса.
Образуя рабочую точку...
- Насос не может изменить собственную характеристику, даже с 10х кратным увеличением сопротивлений.
..В общем, или лыжи не едут, или ..."все течет, все изменяется?" до наоборот.

 

Без понятия. Из заводской картинки.

Нижний? Это та самая eta. Игнорируем

Это не сопротивление котла, это разность напора насоса при данном расходе и потерь напора внтури котла при данном расходе, т. е. то что осталось для СО.
Перерисовал вручную. Красная линия-потери в самом котле. Правая крайняя точка красной линии - если вход котла замкнуть на выход (упс, картинка вышла черно-белой). Разница между напором насоса и красной линией - то, что остается системе и приводится в паспорте на котел (та загнутая книзу).

Только при замыкании вход - выход котла насос попадет в середину характеристики. А если подсоединить СО, то в лучшем случае в начало второй трети.

 

А если взять меньшую скорость насоса, то вообще печаль, на СО мало что остается.

 

...
Может, лучше начать уже не с "гидравлической", а с насосной "литературы"?
Чтобы, т. сказать, разговаривать на одном ..языке...

Почему в графиках / у вас, обе характеристики насоса ..выходят от напора 6.0м.


А вот вы их "наложили", зачем-то (?) одну на другую.

При чем, одна характеристика "загнута" круче, чем другая...
При том, что эта картинка показывает ..некие 3,5 м. "остаточного"(?) напора?

 

...Как вам "удалось" (?) загибать и "накладывать" ..характеристики одного и того же насоса - вопрос к вам.
"Пологость / крутость" характеристики зависит от профиля рабочего колеса насоса.
И без манипуляций с ним, с рабочим колесом, "график" насоса ..загнуть (!) не удастся.
И об этом уже было:

Пологая линия рабочих характеристик насоса
Если линия рабочих характеристик насоса пологая, то даже очень значительные изменения подачи не приводят к сколько-нибудь существенному изменению напора. Обычно благодаря такой характеристики рабочей линии достигается: отсутствие шумов и то, что не меняются параметры управления.

Крутая линия рабочих характеристик насоса
Если линия рабочих характеристик насоса проходит круто, то даже малое изменение подачи ведет к относительно большому изменению напора. Воздействие на термостатические клапаны можно предотвратить, используя соответствующие устройства регулировки мощности насоса. Приборы управления, входящие в программы по выпуску приборов управления и регулировки насосов, предлагают решение проблем в том случае, если при уменьшении подачи нужно автоматически не допустить увеличение напора в зависимости от нагрузки.
Использование насосов с крутой линией рабочих характеристик имеет преимущество в таких установках, где на их работу не оказывают никакого влияния термостатические клапаны, например: обогрев пола или однотрубное отопление, а также там, где при расчетах можно предусмотреть большой запас по отклонению действительной рабочей точки от расчетной.

...Все "оттуда", куда вы ..никак не сходите...

Если не ошибаюсь, "справа", на пересечении граф. насоса и "сопротивлений", изображена
рабочая точка.
- Рабочая точка насоса в связке с его контуром (нагрузкой).
...
Не это ли пересечение вы ...назвали (?) "вход котла замкнут на выход"?
И почему (?) именно в этой точке? И чем? замкнуты вход и выход?
Так рассуждая, мы точно "забракуем" штатный для котла, насос. Враги его ставили...
Изв. за вопросы,
пояснения надо бы делать непосредственно, НА "рисунке".