При проектировании систем отопления в качестве теплоносителя в них используют, как правило, воду, температуру которой принимают согласно СНиП. Например, в системах отопления жилых и общественных зданий температура теплоносителя (воды) не должна превышать 95 °С для двухтрубных и 105 °С для однотрубных систем отопления.

Определяющее значение на выбор схемы подключения системы отопления оказывают температурные и гидравлические условия работы тепловых сетей. В зависимости от этого системы отопления присоединяют к тепловым сетям по зависимой или независимой схемам.

В зависимых схемах присоединения теплоноситель в отопительные приборы поступает непосредственно из тепловых сетей. Таким образом, один и тот же теплоноситель циркулирует как в тепловой сети, так и в отопительной системе.

В независимых схемах присоединения теплоноситель из тепловой сети поступает в подогреватель, в котором его теплота используется для нагревания воды, заполняющей местную систему отопления. При этом сетевая вода и вода в местной системе отопления разделены поверхностью нагрева и таким образом сеть и система отопления полностью гидравлически изолированы друг от друга.

При зависимой схеме присоединения гидравлические условия работы тепловых сетей оказывают непосредственное влияние на системы отопления. В этом случае применяется либо непосредственное (если позволяет температурный график работы системы теплоснабжения), либо элеваторное присоединение систем отопления жилых и общественных зданий к тепловой сети ис.2.9).

Рис. 2.9. Зависимые схемы присоединения систем отопления к тепловым сетям:
а – непосредственное присоединение; б – элеваторное присоединение; 1 – подающий трубопровод;
2 – обратный трубопровод; 3 – отопительные приборы; 4 – манометр; 5 – термометр; 6 – грязевик;
7 – запорная арматура (задвижка); 8 – воздушник; 9 – сужающее устройство, счетчик жидкости;
10 – элеватор (струйный насос)

Зависимое присоединение отопительных установок по схеме рис. 2.9, а применяют, как правило, в системах отопления промышленных предприятий. Такая схема применима также в жилых и общественных зданиях, если температура воды в подающей магистрали теплосети не превышает 95 – 105 °С.

Если температура сетевой воды в подающей магистрали теплосети превышает 105 °С и располагаемый напор на вводе достаточен для работы струйного насоса - элеватора (10 – 15 м вод. ст.), то систему отопления присоединяют к теплосети по схеме, представленной на рис. 2.9, б . В этом случае необходимая температура воды, поступающей в систему отопления, достигается за счет смешения в элеваторе высокотемпературной сетевой воды из подающей магистрали с обратной водой из системы отопления.

При зависимом присоединении качество теплоснабжения во многом зависит от качества изготовления и монтажа элеватора. При изготовлении элеваторов с особой тщательностью следует следить за соосностью сопла и камеры смешения, за качеством обработки внутренних поверхностей сопла и камеры смешения. Невыполнение этих требований может привести к снижению КПД струйного насоса, увеличению потерь напора, засорению сопла элеватора и, как следствие, к нарушению циркуляции в системе отопления.

Преимуществом элеватора как смесительного устройства является простота и надежность эксплуатации.

Основной характеристикой элеватора является коэффициент смешения (коэффициент инжекции), который представляет собой отношение расхода подсасываемой (инжектируемой) элеватором воды, к расходу воды через сопло элеватора.

Потеря напора в сопле элеватора в десятки раз превышает потерю напора в отопительной системе. Поэтому основным сопротивлением местной системы является сопротивление сопла элеватора, которое зависит от его геометрических размеров (диаметра сечения сопла); коэффициент смешения, создаваемый элеватором, является величиной неизменной. При постоянном коэффициенте смешения расход воды в системе отопления изменяется пропорционально расходу сетевой воды через сопло элеватора, т.е. при прекращении подачи сетевой воды в сопло элеватора циркуляция воды в местной системе прекратится.

Избежать этого можно, если установить на абонентском вводе вместо элеватора смесительный насос (рис. 2.10). При аварийном отключении тепловой сети такой насос осуществляет циркуляцию воды в системе отопления, что предотвращает ее замораживание в течение довольно длительного времени (8 – 12 часов).

При необходимости смесительный насос может быть установлен на подающем или обратном трубопроводах системы отопления. В первом случае насос, кроме смешения, выполняет функции повысительного насоса, во втором случае - циркуляционного насоса.

Смесительные насосы устанавливаются, как правило, в местных тепловых пунктах, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по виброшумовым характеристикам. Немаловажным критерием подбора смесительных насосов являются также их габаритные размеры.

Преимуществом смесительного насоса перед струйным является повышение надежности работы системы отопления, обеспечение циркуляции воды в системе отопления при недостаточном располагаемом напоре на вводе, возможность автоматического регулирования расхода воды и гидравлической защиты системы отопления.

Достоинством зависимой схемы присоединения является простота и относительно невысокая стоимость абонентских установок по сравнению с независимой схемой. Кроме того, при зависимом присоединении в абонентской установке может быть получен больший, чем при независимом присоединении, перепад температур сетевой воды, что способствует снижению расхода воды в теплосети и, соответственно, уменьшению диаметров трубопроводов теплосети и снижению капитальных затрат в тепловые сети.

Основным недостатком зависимых схем присоединения отопительных установок является влияние гидравлического режима работы тепловых сетей на режим работы системы отопления. Отопительные приборы имеют, как правило, пониженную механическую прочность по сравнению с другими элементами системы теплоснабжения. Например, предел механической прочности чугунных радиаторов составляет 6 кгс/см 2 , стальных радиаторов – 10 кгс/см 2 . Превышение этих пределов может привести к авариям в абонентских установках. Низкая механическая прочность отопительных приборов существенно снижает надежность работы и усложняет эксплуатацию крупных систем теплоснабжения, что объясняется наличием большого количества абонентов с разнородной тепловой нагрузкой и протяженных систем транспорта теплоты. Существенным недостатком зависимой схемы присоединения с элеваторным смешением является также невозможность применения местного регулирования тепловой нагрузки системы отопления, так как при изменении расхода сетевой воды через элеватор может произойти прекращение циркуляции воды в системе отопления, опрокидывание циркуляции или опорожнение системы отопления.

Независимое присоединение систем отопления позволяет исключить влияние гидравлического режима теплосети и влияние суточной неравномерности нагрузки горячего водоснабжения на работу систем отопления. Применение независимых схем присоединения обусловлено повышением требований к надежности теплоснабжения, а также все возрастающей долей строительства зданий повышенной этажности. Согласно нормативным документам по независимой схеме допускается присоединять системы отопления и вентиляции зданий с числом этажей 12 и выше, а также при обосновании системы отопления и вентиляции других потребителей теплоты. Независимая схема присоединения системы отопления представлена на рис. 2.11.

Основным элементом независимой схемы присоединения является промежуточный теплообменник – водо-водяной подогреватель, в котором вода, циркулирующая в системе отопления, нагревается до необходимой температуры. В качестве греющей среды в таком теплообменнике используется сетевая вода. Циркуляция воды в системе отопления осуществляется при помощи насоса.

При независимом присоединении систем отопления требуются дополнительные капиталовложения в системы теплоснабжения и несколько усложняется эксплуатация оборудования тепловых пунктов и абонентских установок за счет появления дополнительных элементов: промежуточного теплообменника и циркуляционного насоса. Кроме того, при независимой схеме присоединения система теплоснабжения должна работать по повышенному температурному графику для компенсации недогрева воды в промежуточном теплообменнике.

Несмотря на недостатки, независимая схема присоединения отопительных установок обладает целым рядом преимуществ, основным из которых является существенное повышение надежности работы систем теплоснабжения. В системе теплоснабжения появляется возможность поддерживать уровень давлений, превышающий допустимый по условиям механической прочности отопительных приборов, что очень важно для крупных систем транспорта теплоты. Повышается также надежность работы систем отопления за счет исключения возможности опорожнения. Возможность применения местного регулирования при независимом присоединении позволяет повысить качество работы отопительных установок за счет исключения колебании температуры внутреннего воздуха отапливаемых помещений относительно значений, определенных СНиП и санитарно-гигиеническими нормами.

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.

Потребители, которым для отопления требуются большие объемы тепла, а это административные помещения и многоэтажные дома, обычно подключаются к центральному отоплению. Кроме того, если частные дома находятся вблизи сетей центрального теплоснабжения, то обеспечить их отопление можно подключением внутренних контуров к магистральным трубопроводам. Конечно, индивидуальная система отопления имеет ряд преимуществ, но иногда единственным вариантом будет подключение к этому источнику тепла.

Магистрали теплоснабжения — источники тепла, для подачи которого может применяться независимая и зависимая система отопления помещений. Протяженность тепловых магистралей может быть достаточно большой и для того, чтобы равномерно распределить теплоноситель применяются специальные меры. Для балансировки теплоснабжения в соответствии с потребностями объектов производится шайбирование системы отопления ближайших к ТЭЦ зданий. Технически проблема решается установкой специальных дроссельных шайб в подающем трубопроводе.

Если используется зависимая схема, то это значит, что одна и та же вода, нагреваемая в котлах центральной котельной, циркулирует в контурах отопления потребителей.
Температура теплоносителя достигает 150 , 130 или 95 градусов, которая зависит от режима работы ТЭЦ, при температуре в «обратке» 70 градусов. Температура воды определяет тип подключения потребителей, если используется зависимая система отопления, которое осуществляется по следующим схемам:

Непосредственное подключение

Если ТЭЦ подает в тепловую сеть теплоноситель с температурой до 95 градусов, то его поток можно подать непосредственно в батареи и в иные отопительные приборы. Такой тип подачи эффективен для любой схемы отопления систем обогрева. Такое подключение часто применяется из-за своей простоты и надежности.

При температуре воды выше 100 градусов необходимо оборудование смесительного узла, в котором используется элеватор. Основная задача – смешивать воду в подаче с водой «обратки» для уменьшения температуры теплоносителя поступающего в приборы отопления.

Открытая зависимая схема присоединения системы отопления надежна, не требует постоянного присмотра. Ее монтаж сравнительно дешев. При использовании открытой зависимой системы легко организовывается подача горячей воды, ведь ее можно отбирать непосредственно из тепловой сети. Это основные плюсы открытой зависимой системы, но она имеет много довольно существенных недостатков.

Недостатки открытой зависимой схемы:

Особенности независимой (закрытой) системы обогрева

При строительстве и оборудовании новых котельных применяется независимая закрытая система отопления. Она состоит из гидравлически разделенных теплообменником основного и дополнительного контуров циркуляции. Это значит, что теплоноситель, циркулирующий в контуре котельной, попадает в теплообменник и передает тепло дополнительному контуру – отопительной системе дома.

Так работает схема независимая присоединения системы отопления, которая применяется в современном строительстве. Следует отметить, что организация независимой закрытой системы обогрева обходится дороже, поэтому находит применение комбинированная открытая и закрытая система отопления для схемы присоединения местного теплового узла.

Преимущества закрытой системы отопления

Организация ГВС осуществляется установкой дополнительных пластинчатых теплообменников, которые присоединены к тепловой магистрали. Один дополнительный контур обеспечит отопление, а другой – снабжение горячей водой. Для стабильной температуры в контуре ГВС предусматривается автоматическая подпитка от «обратки». Подавать теплоноситель для отопления с пластинчатого теплообменники можно на любые схемы разводки систем отопления объектов.

Преимущества независимой закрытой системы:

При эксплуатации пластинчатые теплообменники загрязняются теплоносителем ТЭЦ, поэтому им требуется периодическая промывка. Дополнительные расходы на приобретение теплообменников, насосов и арматуры увеличивают затраты на организацию отопления. Надежность, безопасность и отличная адаптация к современному отопительному оборудованию с лихвой покрывает эти недостатки.

Виды циркуляции в контурах отопления

Для доставки тепла к батареям нужно переместить нагретый котлом теплоноситель.
Применяется естественная циркуляция в системе отопления и принудительное перемещение воды с помощью . Естественная циркуляция применяется в простых системах отопления, она требует минимума оборудования при минимальных затратах на монтаж и эксплуатацию.

Для реализации этого метода перемещения теплоносителя используется изменение физических свойств воды при нагревании. Скорость перемещения зависит от разности температур и от величины гидравлического сопротивления, которое уменьшают увеличением диаметра труб.

Открытый контур отопления

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией открытая имеет несомненные преимущества.

Преимущества открытой естественной циркуляции теплоносителя:

1. простота и небольшие затраты на монтаж;
2. экономичность;
3. легко превращается в систему с принудительной циркуляцией, циркуляционный насос устанавливается обычно в «обратке».

Поэтому весьма популярна и успешно используется. Основные недостатки подобного отопления – большая инерция. Кроме того, наличие открытого расширительного бака предопределяет ответ на вопрос — можно ли залить тосол в систему отопления дома. Залить можно, но он будет постоянно испаряться, что сделает эксплуатацию системы нерентабельной.

Закрытый контур отопления

Теплоноситель в закрытой системе отопления не имеет контакта с атмосферным воздухом. Для компенсации теплового расширения устанавливают герметичные мембранные расширительные баки. Закрытая система отопления схема может быть любой, для перемещения теплоносителя оборудуется циркуляционным насосом. Отсутствие контакта теплоносителя с воздухом значительно увеличивает срок службы труб и оборудования контура отопления.

Если при монтаже предусмотреть уклон труб, то при отсутствии напряжения сети и переключении байпаса возникнет естественная циркуляция в закрытой системе отопления дома. Конечно, эффективность системы упадет, но отопление будет работоспособно и продолжит обогревать жилище.

Основные преимущества закрытой системы отопления:

Влияние воздуха на работу контура отопления

Когда по тем или иным причинам появляется воздух в системе отопления, нормальная работа системы нарушается. Ухудшается или вовсе прекращается циркуляция со всеми вытекающими последствиями. В таких случаях специалисты говорят, что завоздушена система отопления и необходимо принимать меры для удаления воздушных пробок.

Наличие воздуха в контуре может вызвать неприятные явления:

Для успешного удаления воздуха из контура служат воздушники в системе отопления, которые могут быть ручными и автоматическими. Из ручных воздухоотводчиков наиболее известный кран Маевского. Он устанавливается на торце батареи и с его помощью сбрасывается накопившийся воздух. Автоматический воздухоотводчик удаляет воздух из системы в процессе работы.

Воздухоотводчики устанавливаются в критических местах, таких как повороты трубопроводов и самых высоких точках отопительных систем.

Алгоритм удаления воздуха из контура

В процессе эксплуатации, по разным причинам, возможно появление воздушных пробок. Поэтому, чтобы правильно развоздушить контур отопления нужно произвести следующие действия:

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.

Схема с элеватором

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.

Система теплоснабжения служит одной из важнейших составляющих каждого жилого здания. Ее основная задача — обеспечение теплового комфорта для людей, находящихся в помещениях. Все системы центрального отопления подключаются по определенной схеме — зависимой или независимой. Данные системы теплоснабжения различаются по варианту их присоединения и имеют принципиальные различия. Независимая система отопления на данный момент набирает все большую популярность.

Независимая система отопления

Присоединение по зависимой схеме

Оно может выполняться в двух вариантах: непосредственно или с применением узла смешения. Если подключение выполняется по первому варианту, то перегретая вода из теплосетей смешивается в котле (в определенном объеме) с возвращающейся водой из системы отопления. Данным образом вода приобретает достаточную температуру, приблизительно до 100 0 . Ее величина зависит от мощности котла. Температура может быть и больше. Далее она поступает в источник обогрева. Тепловые пункты снабжаются насосными смесительными аппаратами и водоструйными элеваторами. Для создания оптимальной температуры воздуха в помещениях в трубопровод добавляют воду низкой температуры, снижая температурный режим. Второй вариант подключения подразумевает, что горячая и холодная вода перемешиваются, и жидкость теплоносителя с температурой 70-80 0 С направляется в отопительные радиаторы жилых зданий.

Зависимая схема подключения

Непосредственное присоединение может быть использовано непосредственно в тепловых сетях низкой температуры, где выполнена двухтрубная система с радиаторными дросселирующими термостатами. Здесь параметры теплоносителей постоянны в течение года. Тепловые сети отражают изменения в спросе потребителей в тепловом объеме, через приборы, показывающие перепад давления на входах. С их помощью электронные регуляторы изменяют подачу общих насосов тепловой сети.

Регулировать данную систему можно только количественно. Циркуляция источника тепла зависимой схемы выполняется через отличия величин давления воды на участках присоединения к элементам наружной системы отопления. Зависимое подключение и его схема присоединения с узлом смешения воды конструктивно проста и легка в обслуживании.

Стоимость схемы весьма сокращается за счет исключения некоторых конструктивных элементов. Зависимая схема выбирается, если теплопотребляющая система, в том числе и система отопления (по санитарным и гигиеническим рекомендациям) допускает увеличение гидравлического давления до величины давления воды снаружи при выходе в теплопровод. Какое-то время зависимая схема пользовалась популярностью в России, благодаря соотношению своих плюсов и минусов.

Узел независимой системы отопления

Преимущества и недостатки зависимой системы отопления

Преимущества:

• быстрая окупаемость;
• легкое и недорогое обслуживание.

Недостатки:

• отсутствие возможности регулировки температурного режима в помещениях;
• возможность использования только определенного оборудования системы, подходящего по требованиям станции (системы такого рода должны выдерживать высокое давление и гидравлические удары при запуске);
• требуется регулярное проведение мер по защите оборудования от жесткости солей, растворенных в теплоносителе, и кислородного воздействия, во избежание образования коррозии;
• перерасход потребляемых энергоресурсов.

Присоединение по независимой схеме

Независимая система отопления выглядит совершенно по-другому. Если присоединение элементов выполняется по независимой схеме, то вода в котле нагревается примерно до 150 0 , после чего через специальное теплообменное оборудование отправляется к основному теплоносителю. Основной теплоноситель служит для циркуляции в замкнутом контуре отапливаемого жилого дома. Вода в таком случае не смешивается.

Тепловой пункт оснащается циркуляционным насосом для обеспечения напора и водяными теплообменниками. Применение комплекса мер по энергосбережению системы: использование современных, электронных регуляторов температуры теплоносителя, циркуляционных насосов с регулируемой частотой вращения, приборов учета потребляемой тепловой энергии. Применение комплекса мер по обеспечению надежности работы: особое проектирование системы отопления всего населенного пункта, закольцовка их с возможностью аварийного переключения потребителей на различные источники теплового снабжения.

Принципиальная схема подключения по независимой системе

Независимая схема присоединения применяется, если в инженерной схеме недопустимо увеличение гидравлического давления (из условия системной прочности). То есть величина давления воды в наружном трубопроводе должна быть больше величины давления во внутреннем трубопроводе. Помимо осуществления неизменяемого теплового гидравлического режима под внешними воздействиями, подбираемого для каждого здания отдельно, независимое отопление характеризуется повышенной надежностью.

Оно наделено возможностью сохранить циркуляцию с участием содержания в воде определенного количества тепла, в течение определенного промежутка времени, которого приблизительно хватит для ликвидации непредвиденных аварийных ситуаций при неисправностях наружного теплопровода.

Гидравлический режим присоединения при независимой схеме не зависит от внешних элементов инженерной системы. В открытых системах обеспечения теплом рассматриваемое присоединение системы отопления повышает качество воды, приходящей через установки горячего водоснабжения. При этом схема присоединения настроена так, что вода не проходит через отопительные приборы, служащие отстойниками для различного рода грязи.

Принцип работы независимой схемы

Преимущества и недостатки независимой системы отопления

Преимущества:

• возможность гибкой регулировки температурного режима в помещениях (теплоноситель изолирован от котла теплоносителя системы отопления) путем поддерживания необходимого давления;
• возможность применения различного химического состава теплоносителя;
• получение эффекта энергосбережения, экономия тепла от 10 до 40%;
• возможность эффективной организации системы теплоснабжения при значительном удалении и территориальному разбросу потребителей;
• система отопления показывает высокий уровень надежности;
• улучшается качество воды горячего водоснабжения.

Недостатки:

• требуются огромные затраты на обслуживание;
• трудоемкий и дорогостоящий ремонт.

Элементы независимой системы отопления

В закрытых системах, выполненных в зависимой или независимой схемах отопления, подогреватели горячего водоснабжения присоединяются к тепловой сети в основном по параллельному, смешанному и последовательному вариантам. При выборе оптимального варианта учитывается отношение максимальной нагрузки, рассчитанной для отопления, к нагрузке горячего водоснабжения, которое применяется в некоторых районах. Это делается с помощью температурного графика централизованного регулирования выпуска тепла, принятого в абонентских тепловых энергопотребляющих приборах.

Система отопления, в которой применяется зависимое присоединение, сейчас потеряла свое распространение. В современном строительстве применяется исключительно независимая схема отопления. В современном мире они имеют все важные преимущества современных систем теплоснабжения, несмотря на крупные финансовые затраты и вложения. Переход на независимое отопление происходит повсеместно. Иногда применяют комбинированную схему присоединения местного теплового пункта, используя при этом и зависимую, и независимую системы отопления.