Зависимая и независимая схема присоединения отопительных установок. Закрытый контур отопления. Основные характеристики независимой обогревательной системы

Безусловно, жизнь в своем доме имеет огромное количество преимуществ по сравнению с проживанием в квартире многоквартирного жилого дома: чистый воздух, отсутствие постоянно гремящих или надоедливых соседей, возможность создания всевозможного дизайна и интерьера, причем как внутреннего, так и внешнего. Большое значение при строительстве дома имеет правильно подобранная система отопления, в основе которой может быть как независимая, так и зависимая схема теплоснабжения. Что это такое и чем они отличаются - в нашей статье.

Принципиальное отличие двух схем

В первую очередь необходимо разобраться, что представляет собой независимая система отопления. Наверняка многие из вас подумают, что подобный блок представляется собой систему, которая способна функционировать без обеспечения ее электропитанием. Однако это не совсем так. Зависимая система отопления работает от централизованной магистрали, тогда как независимая, соответственно, функционирует за счет индивидуальных ресурсов.

Кроме этого, зависимая схема теплоснабжения в полном объеме подчинена источнику обеспечения ее энергоресурсами. Она представляет собой нагревательный котел, трубопроводный конур и систему радиаторов, которые совмещены с тепловой магистралью. Теплоноситель, в качестве которого, как правило, выступает горячая вода, в непрерывном режиме функционирует по системе, создавая в доме необходимые температурные условия. Такая обогревательная установка не позволяет осуществлять регулировку воды на подводе, а также домовладельцы вынуждены ждать окончания отопительного сезона, чтобы установка перестала функционировать. Подобная система отопления практикуется в подавляющем большинстве квартир вторичного жилого фонда, за исключением тех, где установлено индивидуальное отопление.

В новостройках в основном применяется автономная система отопления, что дает возможность жильцам самостоятельно определять температуру теплоносителя, время и окончание отопительного сезона.

Основные характеристики независимой обогревательной системы

Независимая схема присоединения системы отопления работает автономно и не зависит от централизованных энергоресурсов. Безусловно, установка подобного обогревательного узла обойдется в несколько раз дороже, чем устройство зависимого блока, но вместе с тем он обладает рядом преимуществ:

1. Использование технической воды в бытовых целях.
2. Несмотря на то, что приобретение и монтаж комплектующих, расходных материалов и функционального оборудования обойдется вам не так уж и дешево, экономия будет ощущаться на расходе топливных ресурсов.
3. Возможность регулировки и создания комфортных температурных условий для проживания.
4. Зависимая и независимая система теплоснабжения также отличается видом теплоносителя. В первом случае по магистрали циркулирует техническая вода, в которой присутствуют всевозможные примести (песок, соли и т.п.), которые со временем забивают контур, препятствуя полноценном перемещению теплоносителя. А это, в свою очередь, приводит к понижению температурного режима внутри отапливаемого помещения. Тогда как в случае с независимым обогревательным блоком, домовладелец может с легкостью использовать в качестве теплоносителя очищенную воду. Это позволит не только предупредить закупорку тепловой магистрали, но и продлить эксплуатационный срок функционального оборудования, используемого для устройства подобного блока.
5. Существует еще одно различие этих двух вариантов обогрева дома. Так, абсолютно все котельные, посредством которых обеспечивается централизованное отопление, работают за счет электричества и, как только происходят сбои в электропитании, вода в контуре начинает остывать. В свою же очередь независимая система обогрева может полноценно функционировать и без электроэнергетических ресурсов. Можно купить нагревательный элемент, работающий на твердых видах топлива. Такой агрегат представляет собой металлическую емкость, оборудованную терморегулятором и механическими регулировочными приборами. Этот вариант нагревательного блока позволит избежать привязки к централизованной газопроводной магистрали. Но вместе с тем существуют еще и некоторые сложности в использования оборудования подобного плана. Так, время от времени возникает необходимость в загрузке топливного сырья в поддувало. Поэтому с целью упрощения задачи опытные специалисты рекомендуют делать бункера и транспортеры, посредством которых осуществляется подача топливных материалов. В качестве энергоресурсов можно использовать деревянные спилы, ведь без электроэнергии, к сожалению, вам не удастся запустить транспортер.

В этом, собственно, и вся разница зависимой и независимой системы теплоснабжения. И если вы проживаете в большом частном доме то, наверняка оцените преимущества последнего способа обогрева жилья.

ВИДЕО: Разбор схемы отопления

Разновидности котлов

Правильно подобранный и установленный нагревательный котел - залог эффективно работающей отопительной системы!

Как правило, выбор нагревательного прибора основывается на специфике использования того или иного вида топлива. Встречаются также комбинированные варианты, позволяющие использовать два или три вида топлива в зависимости от его наличия и доступности.

Функционирующие на газу

Наиболее простой и популярный вариант для устройства отопительной системе частного дома. Во-первых, по сравнению с другими энергетическими ресурсами, газ является наиболее безопасным и выгодным. Во-вторых, подобное оборудование представляет собой автоматную установку, не требующую постоянного присутствия человека. Нужно только один раз настроить агрегат и можно на долгое время о нем вообще забыть.

Без централизованного газоснабжения такой агрегат долго не проработает. Крайне сложно и экономически нецелесообразно с завидной регулярностью менять баллоны, наполненные газом, для обеспечения полноценного обогрева помещения.

Электрокотлы

Такие модели подходят для обогрева частных домов, где нет возможности подключения к централизованному газопроводу. Но опять-таки, перебои в электропитании могут привести к охлаждению теплоносителя, что не совсем комфортно в зимнее время года. А на аккумулирующих приборах он вряд ли долго проработает. Да и к тому же, такой вариант обогрева обойдется не так-то уж и дешево.

Работающие за счет электродов

Вместо ТЭНа в таком оборудовании устанавливаются электроды, за счет которых осуществляется ионизация воды и, как следствие, ее прогрев. Этот вариант не так популярен, как предыдущий но вместе с тем он гораздо безопаснее и долговечнее.

Правда, такой аппарат придется регулярно переналаживать и постоянно следить за качеством поступающей воды, от которой во многом зависит эффективность работы узла.

Твердотопливные агрегаты

Наиболее качественный пример независимой системы отопления. Такие агрегаты также подразделяются еще на несколько видов в зависимости от типа топлива. Так, твердосплавные котлы могут работать на:

• дровах;
• каменном угле и коксе;
• гранулах, изготовленных из древесных отходов.

Кроме этого, существует еще такие модели, которые могут функционировать как на дровах, так и на угле. Также еще известны и такие комбинации как электричество + уголь, дрова + электричество и т.п.

Жидкотопливные котлы

Такое обогревательное оборудование работает на дизельном топливе. Его также можно смело назвать независимым источником тепла. Но вместе с тем, в отличие от предыдущего варианта, стоимость этого вида топлива с каждым годом становится все выше и выше, поэтому сегодня и не многие решаются обустраивать свои дома подобными обогревательными установками.

Как видим, отопление частного дома может быть выполнено с применением всевозможного оборудования и энергоресурсов. Выбор всегда остается за самим домовладельцем!

ВИДЕО: Пример отопления частного дома

Схемы присоединения систем отопления бывают зависимыми и независимыми . В зависимых схемах теплоноситель в отопительные приборы поступает непосредственно из тепловой сети. Один и тот же теплоноситель циркулирует как в тепловой сети, так и в системе отопления, поэтому давление в системах отопления определяется давлением в тепловой сети. В независимых схемах теплоноситель из тепловой сети поступает в подогреватель, в котором нагревает воду, циркулирующую в системе отопления. Система отопления и тепловая сеть разделены поверхностью нагрева теплообменника и, таким образом, гидравлически изолированы друг от друга.

Могут применяться любые схемы, но следует правильно выбирать вид присоединения систем отопления, чтобы обеспечить надежную их работу.

Независимая схема присоединения систем отопления

Применяется в следующих случаях:

1. для подключения высоких зданий (более 12 этажей), когда давления в тепловой сети недостаточно для заполнения отопительных приборов на верхних этажах;
2. для зданий, требующих повышенной надежности работы систем отопления (музеи, архивы, библиотеки, больницы);
3. здания, имеющие помещения, куда нежелателен доступ постороннего обслуживающего персонала;
4. если давление в обратном трубопроводе тепловой сети выше допустимого давления для систем отопления (больше 60 м .вод.ст. или 0,6 МПа ).

РС – расширительный сосуд, РД – регулятор давления, РТ – регулятор температуры: ОК – обратный клапан.

Сетевая вода из подающей линии поступает в теплообменник и нагревает воду местной отопительной системы. Циркуляция в системе отопления осуществляется циркуляционным насосом, который обеспечивает постоянный расход воды через нагревательные приборы. Система отопления может иметь расширительный сосуд, в котором содержится запас воды для восполнения утечек из системы. Он обычно устанавливается в верхней точке и подключается к обратной линии на всас циркуляционного насоса. При нормальной работе системы отопления утечки незначительны, что дает возможность заполнять расширительный бак раз в неделю. Подпитка производится из обратной линии по перемычке, выполняемой для надежности с двумя кранами и сливом между ними, или с помощью подпиточного насоса, если давления в обратной линии недостаточно для заполнения расширительного сосуда. Расходомер на линии подпитки позволяет учитывать водоразбор из тепловой сети и правильно производить оплату. Наличие подогревателя позволяет осуществлять наиболее рациональный режим регулирования. Это особенно эффективно при плюсовых температурах наружного воздуха и при центральном качественном регулировании в зоне излома температурного графика.

Наличие в схеме подогревателей, насоса, расширительного бака увеличивает стоимость оборудования и монтажа, и увеличивает размеры теплового пункта, а также требует дополнительных затрат на обслуживание и ремонт. Использование теплообменника увеличивает удельный расход сетевой воды на тепловой пункт и вызывает повышение температуры обратной сетевой воды на 3÷4ºС в среднем за отопительный сезон.

Зависимые схемы присоединения систем отопления.

В этом случае системы отопления работают под давлением, близким к давлению в обратном трубопроводе тепловой сети. Циркуляция обеспечивается за счет перепада давлений в подающем и обратном трубопроводах. Этот перепад ∆Р должен быть достаточен для преодоления сопротивления системы отопления и теплового узла.

Если давление в подающем трубопроводе превышает необходимое, то оно должно быть снижено регулятором давления или дроссельной шайбой.

Достоинства зависимых схем по сравнению с независимой:

• проще и дешевле оборудование абонентского ввода;
• может быть получен больший перепад температур в системе отопления;
• сокращен расход теплоносителя,
• меньше диаметры трубопроводов,
• снижаются эксплуатационные расходы.

Недостатки зависимых схем:

• жесткая гидравлическая связь тепловой сети и систем отопления и, как следствие, пониженная надежность;
• повышенная сложность эксплуатации.

Различают следующие способы зависимого подключения:

Схема непосредственного присоединения систем отопления

Она является простейшей схемой и применяется, когда температура и давление теплоносителя совпадают с параметрами системы отопления . Для присоединения жилых зданий на абонентском вводе должна быть температура сетевой воды не более 95ºС , для производственных зданий – не более 150ºС ).

Эта схема может применяться для подключения промышленных зданий и жилого сектора к котельным с чугунными водогрейными котлами, работающими с максимальными температурами 95 – 105ºС или после ЦТП.

Здания присоединяются непосредственно, без смешения. Достаточно иметь задвижки на подающем и обратном трубопроводах системы отопления и необходимые КИП. Давление в тепловой сети в точке присоединения должно быть меньше допустимого. Наименьшей прочностью обладают чугунные радиаторы, для которых давление не должно превышать 60 м .вод.ст. Иногда устанавливают регуляторы расхода.

Применяется, когда требуется снизить температуру теплоносителя для систем отопления по санитарно-гигиеническим показателям (например, со 150ºС до 95ºС ). Для этого применяют водоструйные насосы (элеваторы). Кроме того, элеватор является побудителем циркуляции.

По этой схеме присоединяется большинство жилых и общественных зданий. Преимуществом этой схемы является ее низкая стоимость и, что особенно важно, высокая степень надежности элеватора.

РДДС – регулятор давления до себя; СПТ – теплосчетчик, состоящий из расходомера, двух термометров сопротивления и электронного вычислительного блока.

Достоинства элеватора:

• простота и надежность работы;
• нет движущихся частей;
• не требуется постоянное наблюдение;
• производительность легко регулируется подбором диаметра сменного сопла;
• большой срок службы;
• постоянный коэффициент смешения при колебаниях перепада давления в тепловой сети (в определенных пределах);
• вследствие большого сопротивления элеватора повышается гидравлическая устойчивость тепловой сети.

Недостатки элеватора:

• низкий КПД, равный 0,25÷0,3 , поэтому для создания перепада давления в системе отопления надо иметь до элеватора располагаемый напор в 8÷10 раз больший;
• постоянство коэффициента смешения элеватора, что приводит к перегреву помещений в теплый период отопительного сезона, т.к. нельзя изменить соотношение между количествами сетевой воды и подмешиваемой;
• зависимость давлений в системе отопления от давлений в тепловой сети;
• при аварийном отключении тепловой сети прекращается циркуляция воды в отопительной установке, в результате чего создается опасность замерзания воды в системе отопления.

Схема с насосом на перемычке

Применяется:

1. при недостаточном перепаде давлений на абонентском вводе;
2. при достаточном перепаде давлений, но если давление в обратном трубопроводе превышает статическое давление системы отопления не более чем на 5 м вод. ст .;
3. требуемая мощность теплового узла велика (более 0,8МВт ) и выходит за пределы мощности выпускаемых элеваторов.

При аварийном отключении тепловой сети насос осуществляет циркуляцию воды в отопительной установке, что предотвращает ее размораживание в течение относительно длительного периода (8 - 12часов). Такая схема установки насоса обеспечивает наименьший расход электроэнергии на перекачку, т.к. насос подбирается по расходу подмешиваемой воды.

При установке смесительных насосов в жилых и общественных зданиях рекомендуется применять бесшумные бесфундаментные насосы типа ЦВЦ производительностью от 2,5 до 25 т/час. Более высокой надежностью обладают насосы импортного производства, которые в настоящее время начинают использоваться на тепловых пунктах.

Замена элеваторов насосами является прогрессивным решением, т.к. позволяет примерно на 10% снизить расход сетевой воды и уменьшить диаметр трубопроводов.

Недостаток – шум насосов (фундаментных) и необходимость их обслуживания.

Схема широко применяется для ЦТП.

Схема с насосом на подающей линии.

Данная схема применяется при недостаточном давлении в подающей магистрали, т.е. когда это давление ниже статического давления системы отопления (в зданиях повышенной этажности).

Расчетный напор насоса должен соответствовать недостающему напору, а производительность выбирается равной полному расходу воды в отопительнойустановке. Залив системы отопления обеспечивается регулятором подпора РД, причем разность напоров между подающей и обратной линиями дросселируется в регулировочном клапане на перемычке (ДК – дроссельный регулировочный клапан). С его помощью устанавливается необходимый коэффициент подмешивания. При нестабильном гидравлическом режиме тепловой сети обратный клапан на подающей линии заменяют регулятором давления после себя (РДПС), на который подается импульс при остановке подкачивающих насосов.

Схема с насосом на обратной линии

Данная схема применяется при недопустимо высоком давлении в обратной линии. Наиболее часто применяется на концевых участках, когда давление в обратке повышено, а перепад недостаточен. Насосы работают в режиме «подмешивание-подкачка», при этом снижается давление в обратной линии и увеличивается перепад между подающим и обратным трубопроводами. Регулятор подпора на обратной лини необходим при статическом режиме, когда насосы работают в качестве циркуляционных. В этом случае регуляторы давления на подающей и обратной линиях принудительно закрываются, и происходит отсечка абонентского ввода от тепловой сети. Для регулирования сниженного давления в обратной линии на перемычке устанавливается дроссельный регулировочный клапан (ДК), с помощью которого регулируется коэффициент подмешивания.

При использовании насосного смешения на тепловых пунктах наряду с рабочим насосом необходимо устанавливать резервный. Кроме того, требуется повышенная надежность в электроснабжении, так как отключение насоса приводит к поступлению перегретой воды из тепловой сети в местную отопительную систему, что может привести к ее повреждению. В случае аварии в тепловой сети, чтобы сохранить воду в местной системе отопления дополнительно устанавливаются обратный клапан на подающей линии и регулятор давления на обратном трубопроводе.

Схемы с насосом и элеватором

Отмеченные недостатки устраняются в схемах с элеватором и центробежным насосом. В этом случае выход из строя центробежного насоса приводит к снижению коэффициента смешения элеватора, но не снизит его до нуля, как при чисто насосном смешении. Эти схемы применимы если разность напоров перед элеватором не может обеспечить необходимого коэффициента смешения, т.е. она меньше 10÷15 м вод. ст. , но больше 5 м вод. ст. В действующих тепловых сетях такие зоны обширны. Схемы позволяют вести ступенчатое температурное регулирование в зоне высоких температур наружного воздуха. Установка центробежного насоса с нормально работающим элеватором при включении насоса позволяет увеличить коэффициент смешения и снизить температуру воды, подаваемой в систему отопления.

Возможны 3 схемы включения насоса по отношению к элеватору:

Схема 1.

Схема 1 применяется, если потери напора в остановленном насосе невелики и не могут заметно снизить коэффициент смешения элеватора. Если это условие не выполняется, применяют схему 2.

Схема 2

При малых перепадах давления необходимо прикрывать задвижку 1 в схеме 3.

Схема 3

Другой схемой, которая может обеспечить двухступенчатое регулирование в зоне высоких температур наружного воздуха, является схема с двумя элеваторами.

Схема 4

Отключение одного элеватора ведет к снижению расхода сетевой воды и повышению коэффициента смешения. Каждый элеватор может быть рассчитан на 50% расхода воды, либо один на 30-40%, а другой на 70-60%.

Разработаны элеваторы с регулируемым соплом. Путем введения иглы изменяется сечение сопла и соответственно коэффициент смешения. Это позволяет в теплый период снизить расход сетевой воды и увеличить коэффициент смешения, сохраняя постоянным расход в системе отопления. Как бы ни была совершенна конструкция элеватора, погрешность и маневренность при зависимом присоединении от этого не повысятся. В последние годы в связи с увеличением строительства зданий повышенной этажности растет использование независимых схем присоединения систем отопления через водо-водяные подогреватели. Переход на независимые схемы позволяет широко применять автоматизацию и повысить надежность теплоснабжения. Целесообразно применять независимое присоединение систем отопления в сетях с непосредственным водоразбором, что позволяет ликвидировать основной недостаток этих систем, а именно, низкое качество воды, идущей на горячее водоснабжение.

Многие читатели спрашивают, чем отличаются зависимая и независимая система отопления? Какую из них предпочесть, каковы их плюсы и минусы? Вопросов немало, несмотря на то, что в интернете, вроде бы,много статей по этой теме. Нам кажется, что такой интерес вызван не только важностью темы, но терминологической, а в результате смысловой путаницей, появившейся в последнее время во многих сетевых материалах. Это не позволяет пользователям получить чёткое представление о предмете.

Что от чего зависит

Если задать вопрос про зависимое или независимое отопление профессиональному теплотехнику, он непременно поинтересуется, что именно имеется в виду. Теплотехника, как и всякая наука, оперирует не только точными данными, но и точными терминами, определениями. В специализированной литературе выражений «зависимая система отопления» или «независимая система отопления» мы не найдём, нет таких понятий.Тем не менее, любой поисковик выдаст кучу ссылок на подобные запросы. Перейдя по ним и просмотрев соответствующие материалы, мы увидим, что авторы текстов зачастую имеют в виду совершенно разные вещи. Это происходит по двум причинам. Первая: авторы не всегда разбираются в описываемом ими предмете. Вторая: чаще тексты пишутся под буквальные поисковые запросы неискушённых пользователей. Какой вопрос - такой ответ. Мы же постараемся пользоваться корректными терминами, имеющими конкретное техническое значение.

Итак, в научной терминологии выражение «зависимая система отопления» отсутствует. Но в отоплении, как и в любом сложном многокомпонентном устройстве, всё взаимозависимо. О чём же тогда пишут в интернете? В теплотехнике существует ряд отчасти созвучных понятий, обладающих совершенно различным смыслом:

• Зависимая и независимая СХЕМА отопления.

• ЭНЕРГО зависимая и ЭНЕРГО независимая система отопления.

• ПОГОДО зависимая АВТОМАТИКА управления системой отопления.

Разберёмся подробнее, что, от чего и как зависит в каждом из этих случаев:

Схемы отопления

Речь пойдёт о централизованном водяном отоплении. В общих чертах оно подразделяется на:

• Тепловую сеть, состоящую из тепло генерационной установки или комплекса (индивидуальная или общественная котельная, ТЭЦ) и магистральных трубопроводов, распределяющих теплоноситель по микрорайону, между отдельными зданиями и их группами.

• Систему тепло распределения, распределяющую тепло по отдельным домам, подъездам, квартирам и отопительным приборам.

Централизованное отопление может быть организовано по двум различным схемам:

В схеме отопления, называемой зависимой, тепловая сеть и система теплораспределения сообщаются между собой. Жидкость поступает из сети непосредственно в дома и квартиры. То есть теплоноситель циркулирует от централизованной котельной до батареи в комнате и обратно. Плюс зависимой схемы - в её простоте и дешевизне. Минус: сложно (если вообще возможно) точно регулировать тепловой режимв отдельных зданиях. В результате - низкая экономичность. Ещё один недостаток: в отопительные приборы, трубы и стояки в доме поступает вода из магистралей, содержащая механические и минеральные загрязнения. Это сокращает срок службы домовой разводки.

При независимой схеме отопления центральная тепловая сеть и системы тепло распределения (их может быть много)гидравлически разделены. В тепловой сети нагревается первичный теплоноситель, затем он поступает в индивидуальные тепловые пункты потребителей. Там в теплообменнике от первичного теплоносителя происходит нагрев вторичного, циркулирующего по каждой из систем тепло распределения. Жидкость из магистрали не попадает в домовые системы, нагрев происходит путём теплопередачи. Плюсы независимой схемы: возможность точной и гибкой регулировки температуры в каждой из сетей тепло распределения; можно использовать теплоноситель разной температуры, химического состава и степени очистки в сети и домовых сетях. Как результат - независимая схема значительно (до 40%) экономичнее зависимой, обладает большей надёжностью, срок службы сетей тепло распределения выше. Недостаток один - она дороже в строительстве.

Какая схема лучше

Однозначного ответа на вопрос, какое присоединение системы отопления, зависимое или независимое, лучше - нет. В крупных сетях отоплениях, а также для отопления зданий выше 12 этажей применяют только независимые схемы. Это решение позволяет поддерживать необходимый уровень циркуляции теплоносителя и стабильный температурный режим во всех системах тепло распределения одновременно. Более высокие затраты на оборудование при условии значительной экономии топлива однозначно себя оправдывают при больших площадях обогрева.

Что касается небольших предприятий и посёлков, вопрос выбора схемы следует решать с учётом технических особенностей отопления. Только специалист может корректно оценить рациональность использования той или иной схемы в конкретных условиях. Чем больше общая площадь отопления, тем более оправданы затраты на устройство отопления по независимой схеме.

Схема индивидуального теплового пункта жилого здания. Теплообменник не один: от первичного теплоносителя нагревается не только вторичный теплоноситель, но и горячая вода для водоснабжения

Подавляющее большинство наших читателей проблема выбора зависимой или независимой схемы никогда не затронет: в городе это вопрос проектировщиков, а не жильцов. А в небольшом посёлке или деревне очень мало кому удаётся подключиться к центральному отоплению. Почти у всех отопление индивидуальное, с собственной топочной (котельной). И вот тут может иметь большое значение энергонезависимость системы отопления.

Энергозависимость системы отопления

Под энергозависимостью понимают способность отопления работать в отсутствие электроснабжения. Энергонезависимость может понадобиться в случае, когда есть опасность частого и длительного отключения электричества. Можно, конечно, установить в дома аварийное электроснабжение: электрогенератор либо аккумуляторные батареи с инвертором. Автоматика запустит аварийное питание сразу после исчезновения электропитания в сети. Но оборудование стоит денег и не все готовы идти на расходы. Как же обеспечить энергонезависимость отопления?

В-первых, обеспечить энергонезависимую тепло генерацию. Найти твердотопливный котёл, не требующий подключения к электросети - не проблема. А вот подавляющее большинство пеллетных, жидко топливных и особенно газовых котлов оснащены автоматикой, которая не работает без электропитания. Тем не менее найти модели с более простым управлением можно. Но нужно понимать, что особой экономичности и высокого комфорта от энергонезависимого газового котла ждать не стоит.

Газовые энергонезависимые отопительные котлы оснащены простейшим управлением. Розжиг пьезоэлектрический, поддерживается заданный уровень температуры теплоносителя

Во-вторых, обеспечить эффективную циркуляцию теплоносителя.Движение жидкости по трубам и отопительным приборам может осуществляться естественным образом (гравитационно) и принудительно (циркуляционно). Вкратце поясним эти понятия:

Гравитационное(энергонезависимое) отопление

Движение жидкости в гравитационной системе происходит за счёт разниц плотностей нагретой и уже остывшей жидкости. Горячий теплоноситель, выходя из котла, имеет меньшую плотность и объёмный вес, чем уже прошёдший потрубам и батареям, остывший. Соответственно, нагретая вода постоянно поднимается вверх, остывшая опускается вниз. Пока имеется достаточная разница температур, теплоноситель циркулирует. Для нормальной работы гравитационной системы необходимо соблюсти ряд жёстких условий:

• Отопительный котёл должен быть установлен в самой нижней части системы. Желательно в приямке, если на этом же этаже расположены отопительные приборы.

• Все горизонтальные трубы должны иметь уклон по ходу движения теплоносителя.

• Диаметр труб должен быть достаточно большим для снижения гидравлического сопротивления. Для индивидуального жилого дома это ориентировочно 35-50 мм.

Из плюсов гравитационного отопления можно назвать простоту конструкции и энергонезависимость. Минусов же у «гравитационки» немало:

• Сложность регулировки, низкая экономичность.

• Естественное давление жидкости невелико, поэтому скорость прохождения теплоносителя в трубах мала, из-за чего отопление весьма «задумчиво», нехотя прогревается и не быстро отзывается на изменение режима работы котла.

• Чем протяжённее трубопроводы, тем слабее циркуляция и хуже прогрев удалённых радиаторов. Горизонтальные ветки длиной свыше 30 м вообще не будут нормально работать.

• Низкая скорость протекания жидкости соответствует невысокой теплоотдаче, габариты отопительных приборов приходится увеличивать.

• В энергонезависимой гравитационной системе невозможно устроить тёплые полы, выбор отопительных приборов ограничивается стандартными радиаторами.

• Толстые трубы разводки, которые сложно спрятать, выглядят не эстетично.

Гравитационное отопление относительно просто устроено, но необходимо строго соблюдать необходимые уклоны по ходу движения теплоносителя

Циркуляционное(энергозависимое) отопление

В циркуляционной системе движением теплоносителя управляет циркуляционный насос. Помпа создаёт давление, достаточное для того, чтобы устранить все ограничения, связанные с преодолением гидравлического сопротивления, характерные для гравитационного отопления. Циркуляционная система полностью лишена недостатков гравитационной. В ней без учёта уклонов используют трубы малого диаметра, из-за чего их легко спрятать в штробы или стяжку. Нет ограничений по высоте расположения котла, расширительный бак можно разместить в котельной. Помимо настенных радиаторов, доступны тёплые полы, напольные конвекторы, можно дополнительно подогревать воздух для приточно-вытяжной вентиляции, воду в бассейне. Принудительное движение теплоносителя даёт возможность при грамотном проектировании и настройке постоянно поддерживать заданную температуру во всех помещениях.Отопление быстро разогревается, чутко реагирует на изменения режима отопления.

Циркуляционная система экономичней, комфортней и эстетичней гравитационной. Единственный существенный её недостаток - энергозависимость. На наш взгляд, многочисленные плюсы «циркуляционки» однозначно перевешивают единственный её минус и при выборе системы отопления для современного комфортабельного дома предпочтение стоит отдать именно ей. А застраховаться от отключения электроэнергии можно установкой генератора или АКБ.

Гравитационная система тоже имеет право на жизнь на даче или в загородном доме, в котором не предъявляется высоких требований к эстетике интерьера, комфорту и экономичности отопления. Более логичным является сочетание естественной циркуляции с твердотопливным котлом. Рациональное решение -на подающую трубу самотёчной системы параллельно установить циркуляционный насос. Это позволит эксплуатировать отопление в двух режимах: при наличии электричества оно будет работать как циркуляционное, более экономно и комфортно. Нет электроэнергии - функционирует в самотёчном режиме. Менее эффективно, но работает.

В гравитационную схему, где соблюдены все требования по уклонам и диаметрам труб, встроен циркуляционный насос, благодаря чему теплоноситель может циркулировать как самотёком, так и принудительно

Погодо зависимая автоматика управления отоплением

В простейшем исполнении устройства управления отопительных котлов поддерживают заданную температуру теплоносителя. При похолодании или потеплении, чтобы в помещениях не стало холодно или жарко, приходится вручную менять настройки. Более совершенная автоматика считывает температуру в помещениях (одном или нескольких) и устанавливает режим нагрева в зависимости от её изменения. Таким образом, обеспечивается более-менее стабильная температура в доме. Правда, с некоторым запаздыванием. Сначала в комнатах должно стать холоднее, чтобы система повысила теплоотдачу.

Избежать запаздывания можно, установив погодо зависимую автоматику. В этом случае датчик считывает температуру не в доме, а на улице, передавая данные блоку управления отопительного котла. На улице холодает - данные поступают на компьютер котла - он даёт команду увеличить теплоотдачу - приборы отопления становятся теплее до того, как наружные стены и окна охлаждаются. И наоборот при потеплении. Чтобы опережающая реакция на изменение наружной температуры воздуха была своевременной, погодо зависимую автоматику дополнительно подстраивают под особенности конкретного здания.Помимо обеспечения наилучшего теплового комфорта, погодо зависимая автоматика помогает оптимально расходовать топливо, а, значит, снижает эксплуатационные расходы.

Видеоролик доходчиво разъясняет, как работает погодо зависимая автоматика и за счёт чего она экономит деньги своих хозяев

Напоследок отметим, что проектирование и монтаж системы отопления, если стремиться к качеству, комфорту и экономичности, невозможно осуществить без привлечения к работе грамотных и ответственных профессионалов.

ВОДЯНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Схема присоединения систем отопления к тепловым сетям зависит от: необходимости снижения потенциала на вводе; располагаемого перепада давлений на вводе; давления в обратной магистрали тепловой сети в точке присоединения системы отопления.

1. Непосредственное присоединение системы отопления к тепловой сети.

Без снижения температуры воды к тепловой сети непосредственно присоединяются системы отопления промышленных зданий, в которых по нормам допускается повышенная температура теплоносителя до 150 ºС (рис. 2.1 ).

Рис. 2.1 . Схема присоединения системы отопления к тепловой сети

2. Присоединение систем отопления через элеватор.

Максимальная температура воды в подающей линии тепловой сети, как правило, равна 150 ºС (СНиП), но в некоторых системах она достигает 170 – 190 ºС . Максимальная же температура воды в местной системе отопления по санитарно-гигиеническим нормам не должна превышать 95 – 105 ºС . Для понижения температуры воды в подающей линии системы отопления применяют элеваторы (рис. 2.2а ).

Рис. 2.2 . Схема присоединения системы отопления к тепловой

сети – а, конструктивная схема элеватора – б: 1 – сопло

элеватора; 2 – камера смешения; 3 – горловина

Элеватор выполняет две функции – служит смесителем и побудителем циркуляции в системе отопления. Элеватор был разработан профессором Чаплиным в 20-х годах и с тех пор широко применяется в стране (рис. 2.2б ).

Достоинства : простота конструкции и надежность в работе. Коэффициент смешения:

Требуемый коэффициент смешения элеватора обеспечивается при колебаниях давлений на вводе; изменения его очень незначительны.

Недостатки : малый КПД (10-15 %) и невозможность присоединения в концевых участках тепловой сети при малых перепадах давлений, недостаточных для работы элеватора; при аварии в тепловой сети невозможно обеспечить автономную циркуляцию воды в местных системах отопления, что при низких температурах наружного воздуха приводит к сильному выстыванию помещений; постоянное равенство жестко связывает гидравлический и температурный режимы в местных системах отопления и тепловых сетях. При высоких температурах наружного воздуха (перелом), что не позволяет уменьшать G тс воды в системе отопления. При постоянном коэффициенте смешения при уменьшении G тс уменьшается G под, следовательно уменьшается G о, что приводит к разрегулировке систем отопления.

Располагаемый напор перед элеватором:

, м в.ст, (2.2)

где ΔР С – потери давления в системе отоплени, м в.ст.

Если ΔР С = 1 м в.ст, U = 1, следовательно ΔР Э = 6 м в.ст.

Для устранения недостатков в последние годы разработаны и применяются элеваторы с регулируемым соплом, т.е. элеваторы с переменным регулируемым сечением сопла.

Рис. 2.3 . Конструктивная схема элеватора с регулируемым соплом:

1 – сопло; 2 – камера смешения; 3 – горловина;

4 – регулирующая игла; 5 – исток регулирующей иглы;

6 – механизм для перемещения иглы

Такие элеваторы позволяют в определенных пределах изменять коэффициент подмешивания.

Значительно большие возможности по регулированию системы отопления имеет схема присоединения со смесительными насосами. Насос может быть расположен на подаче, на обратке и на перемычке между Т1 и Т2 .

3. Насос на перемычке.

Рис. 2.4 . Схемы регулирования систем отопления

Насос, установленный на перемычке, забирает воду из обратной линии системы отопления и подает ее на смешение с горячей водой, поступающей из тепловой сети (рис. 2.4а ).

При аварийном отключении тепловой сети, насос осуществляет циркуляцию воды в местных системах отопления, чем предотвращает ее замораживание в течении относительно длительного периода (8-12 ч ): G н = G подм; ΔН н = ΔН АВ

4. Насос на подаче или обратке.

В концевых участках тепловой сети, где обычно применяются схемы присоединения со смесительным насосом, разность напоров не только мала, но и подвержены суточным и сезонным колебаниям. Эти колебания иногда настолько значительны, что могут привести к недополучению необходимого количества сетевой воды и теплоты потребителям. Именно в этих случаях установка насоса на подаче или обратке позволяет при работе насоса получить дополнительную необходимую циркуляцию (рис . 2.4.б ).

Большее применение имеет схема с насосом на обратке, т.к. в концевых участках тепловой сети, где наиболее употребимы эти схемы, часто давления в обратной магистрали повышены. Однако в этих случаях следует учитывать возможную остановку циркуляционного насоса и не допускать при этом превышения давления в системе отопления выше рабочего. Если давление в системе отопления при остановке насоса превысит Р раб. , надежнее применять независимую систему отопления.

При теплоснабжении высоких зданий или расположенных на высоких отметках местности иногда применяют схему с насосом на подаче (рис. 2.4в ), но, как правило, в этом случае следует отдать предпочтение тоже независимой схеме: G н = G о.

Наличие насосов в этих схемах позволяет проводить более совершенное регулирование системы отопления.

Для установки допускаются только малошумные бесфундаментные насосы.

Для упрощения и уточнения регулирования системы отопления должны иметь пологую характеристику. В этом случае независимо от количества подаваемой воды из сети система отопления будет работать с постоянным расходом циркуляционной воды, что обеспечит правильное распределение ее по стоякам и нагревательным приборам.

Рис. 2.4 . График работы насоса: 1-характеристика насоса;

2-характеристика сети.

При всех схемах насосного смешения отключение насоса приводит к поступлению в систему отопления горячей воды из тепловой сети, что может привести к ее повреждению. Правда, количество поступающей воды будет небольшим, т.к. потери напора в системе в несколько раз превышают потери напора в перемычке у насоса. Необходимо предусматривать защитное устройство, которое бы полностью отключало систему отопления при полной остановке насосов.

Необходимо устанавливать с рабочим и резервный насос.

Все эти недостатки насосных систем привели к созданию схемы, сочетающей и элеватор и насос (рис. 2.4г ).

5. Схема с элеватором и насосом.

В этом случае выход из строя насоса приведет к снижению коэффициента смешения, но не снизит его до нуля, как при схемах с чисто насосным смешением.

Эти схемы могут быть применены, когда разность напоров перед элеватором ΔН ЭЛ не может обеспечить необходимый коэффициент смешения, но не менее 5 м .в.ст.

С помощью этой схемы можно осуществить ступенчатое регулирование температуры подаваемой воды в зоне перелома. Длительность переломного периода от 0-10 ºС может достигать 1000 и более часов за отопительный период. Перерасход теплоты на отопление в этот период из-за подачи воды в сеть с температурой 70-75 ºС нежелателен.

Установка насоса на вводе с нормально работающим элеватором позволяет при включении насоса повысить коэффициент смешения, а значит снизить температуру t 1 в системе отопления.

6. Схема с регулятором давления.

При проектировании системы отопления встречаются случаи, когда напор в обратной линии тепловой сети оказывается ниже необходимого гидростатического давления для системы отопления.

В этом случае на обратке устанавливают регулятор давления РД (рис. 2.6 ), который и должен создать необходимый подпор в системе отопления с запасом 5 м (из условия заполнения системы отопления водой в статическом режиме).

Расчетный перепад перед элеватором ΔН ЭЛ должен определяться с учетом потерь в регуляторе давления.

Рис. 2.6. Схема подключения системы отопления к тепловой сети с РД

на обратке

Регулятор давления может предотвратить спуск воды из системы отопления через обратку при остановке тепловой сети. Чтобы полностью сохранить воду в системе отопления на подаче устанавливают обратный клапан.

7. Безэлеваторные системы.

Во всех рассмотренных схемах присоединения системы отопления существует гидравлическая и типовая связь между тепловой сетью и местными системами отопления. Поэтому все эти системы получили название «зависимые».

Основным недостатком зависимых систем является именно гидравлическая связь тепловой сети с нагревательным прибором абонентских установок, которые, как правило, имеют пониженную прочность (механическую), что ограничивает пределы допустимых давлений тепловой сети: чугунные радиаторы – Р доп = 60 м ; стальные радиаторы – Р доп = 100 м ; конвекторы – Р доп = 160 м. Превышение указанных давлений может привести к авариям.

Это снижает надежность и усложняет эксплуатацию систем теплоснабжения, т.к. при большом протяженности сетей и большом количестве абонентов потери давления в сети колеблются и изменяются в широких пределах. При этом уровень давлений в сети часто превышает допустимый для абонентов.

В тех случаях, когда разность между Р доп нагревательного прибора и Р расч в тепловой сети невелика, даже небольшое увеличение давления в обратке тепловой сети может привести к разрыву нагревательных приборов в системе отопления. Поэтому по условиям надежности работы систем теплоснабжения независимая схема присоединения является предпочтительной.

В тех же случаях, когда давление в тепловой сети в статических условиях превышает Р доп абонентов, применение независимой схемы присоединения является обязательным.

8. Независимая схема присоединения.

Рис. 2.7. Независимая схема присоединения системы отопления к

тепловой сети: 1 – линия подпитки системы отопления из

обратки тепловой сети

При независимых схемах система отопления присоединяется к тепловой сети через поверхностный подогреватель. Система отопления в этом случае работает под давлением собственного расширительного сосуда. Если система отопления рассчитана на работу с Δt = 105-70 ºС , то во избежании вскипания воды расширительный бак должен быть поднят над системой отопления на 2,5-3 м .

При системе отопления с опрокинутой циркуляцией это можно не предусматривать. Чтобы избежать накипеобразование в водонагревателе, рекомендуется подпитку системы отопления производить из обратной линии тепловой сети (рис. 2.7 ), в которой циркулирует умягченная и деаэрированная вода.

При нормальной эксплуатации системы отопления утечки воды в ней незначительны, что дает возможность заполнять расширительный бак не чаще 1 раза в месяц. Заполнение расширительного бака производится по перемычке, выполняемой для надежности с двумя кранами.

Основа данной схемы: наличие в схеме подогревателя позволяет осуществить более рациональный режим регулирования отопительной нагрузки. Это целесообразно при наличии в графике центрального регулирования зоны постоянных температур сетевой воды при положительной температуре наружного воздуха. Эта схема позволяет осуществлять регулирование пропусками по сетевой воде, т.к. работа циркуляционного насоса позволяет не прерывать отопление помещений, продолжая его на постепенно уменьшающейся температуре воды.

К недостаткам схемы относятся: а) наличие дополнительного дорогого оборудования: подогреватель, циркуляционный насос, расширительный бак и т.д.; б) увеличение размеров теплового пункта; в) дополнительные расходы на обслуживание и ремонт оборудования; г) увеличенные расходы на электроэнергию; д) увеличение удельного расхода воды в тепловой сети и увеличение Т2 в среднем на 3-4 ºС .

Главный принцип, по которому все системы отопления делятся на две основные группы, заключается в том, каким образом происходит в их трубах циркуляция теплоносителя. Она может быть естественной и принудительной. Есть зависимая и независимая .

Если применяется независимая схема присоединения систем отопления, вода из теплосети в теплообменниках нагревает вторичный теплоноситель, который идет в систему отопления.
Естественным образом циркуляция происходит из-за разницы давлений между холодным и горячим носителем. Горячий теплоноситель обеспечивает нагревание радиаторов, которые нагревают помещение.

Вследствие этого он остывает, и направляется обратно в котел по обратному трубопроводу.

Естественная циркуляция

Достоинства естественной циркуляции заключаются в том, что не нужен , а значит, и подвод электроэнергии на которой он работает. Так как система не очень сложна, надежность ее высокая. Также она безопасна.

Но есть и недостатки.

Трубы в системе отопления с естественной циркуляцией воздуха должны иметь большой диаметр, чтобы теплоноситель, проходя по ним, испытывал меньшее сопротивление. Особенности монтажа этих труб таковы, что они не всегда выглядят эстетично в сборе. И, пожалуй, главным минусом этой системы отопления является то, что она не пригодна для использования в больших зданиях. Но в частных домах она функционирует нормально, как и попутная система отопления, и система отопления двухтрубная тупиковая.

Принудительная циркуляция

Для работы отопительной системы с принудительной циркуляцией необходим насос, благодаря которому эта циркуляция обеспечивается.

Достоинства данной системы состоят в том, что она может иметь весьма эстетичный внешний вид. На материалы не требуется слишком больших затрат.

Обеспечить подачу теплоносителя система с принудительной циркуляцией может в любом здании.

Минусы системы в том, что ей необходимы дополнительные приборы, обеспечивающие безопасность ее функционирования, а также потребность в электрической энергии, без которой работать она не будет.

Циркуляционный насос иногда даже включается в схему системы с естественной циркуляцией. Делается это для того, чтобы на начальном этапе протапливания дома прогревались быстрее и равномернее.

Типы подключений

В зависимости от того, как подключаются отопительные приборы в системе, определяется ее тип. Одно-, двухтрубная и т.д. Есть кановская система отопления, например, гиперинверторная система отопления и др.

В двухтрубной системе радиаторы подключены параллельно.

Хороша эта система тем, что радиаторы, включенные в нее, прогреваются равномерно. Недостаток в увеличенном расходе материалов увеличен.

Однотрубная отопительная система называется так потому, что радиаторы в ней подсоединены к одному трубопроводу.

Теплоноситель в такой системе отдает тепло всем ее радиаторам последовательно. В связи с этим, к последним в цепи приборам доходит теплоноситель со значительно меньшей температурой, чем имел изначально.

Однако этот существенный недостаток может быть устранен, если используется – байпас. По часть теплоносителя проходит, не поступая в радиатор.

Бывает так, что в «многоэтажках», для обогрева которых используется однотрубная система, людям, проживающим на нижних этажах, тепла не хватает, а на верхних этажах, напротив, с этим все в порядке.

В коллекторной системе радиаторы имеют подающий и обратный трубопроводы, соединение их осуществляется через распределительные коллекторы. Поэтому цельные трубы могут прокладываться к радиатору от распределительного коллектора. Благодаря чему, в случае, если проводка труб скрытая, надежность системы увеличивается.

Достоинства:

• Наблюдение за работой радиаторов с одного шкафа распределительного.
• Эстетичность.
• Целостность труб.

Недостатки:

• Необходимость монтажа большого количества труб.
• Невозможность обеспечения естественной циркуляции.
• Потребность в дополнительных приборах безопасности.

Как видно, зависимая и независимая система отопления, другие типы систем имеют свои плюсы и минусы. Выбор осуществляется уже, исходя из конкретных условий, в которых должна эксплуатироваться отопительная система.

В современных отопительных системах в большинстве случаев есть газовые конденсационные и твердотопливные котлы, солнечные коллекторы, тепловые насосы.

О качестве оборудования, в принципе, может сказать марка, под которой оно изготовлено. Если производитель имеет хорошую репутацию, значит, качество продукции, выпускаемой им, – соответствующее.

Загородный дом может представлять собой сооружение, оснащенное различными коммуникациями и качественной мебелью, но вся роскошь станет бессмысленной, если жилье не отапливается или отопительная система не...