Отопление зависимое присоединение и независимое. Независимая система отопления частного дома: преимущества и недостатки

Отделка и интерьер
10.03.2019

Присоединение сетей теплопотребления к водяным тепловым сетям определяют видом тепловой нагрузки, температурным и пьезометрическим графиком работы тепловой сети. Присоедине-ние потребителей к тепловым сетям происходит в центральных и индивидуальных тепловых пунктах.

Различают следующие виды присоединения систем отопления: непосредственное, зависимое, независимое.

Непосредственное присоединение показано на рис а. Если параметры системы отопления совпадают с параметрами тепловой сети, систему отопления присоединяют к тепловой сети непосред-ственно, без установки какого-либо промежуточного устройства.

Зависимое присоединение. Если для системы отопления требу-ется более низкая температура, чем в тепловой сети, а давление в точке присоединения ниже допустимого, то применяется зависи-мое присоединение. Температура теплоносителя снижается сме-шением сетевой воды с обратной водой системы отопления.

Для смешения применяют водоструйные насосы (элеваторы) или насосы. Наибольшее распространение в качестве смеситель-ного устройства получил элеватор (б). При применении элеваторов вследствие их большого сопротивления повышается гидравлическая устойчивость тепловой сети. Кроме того, элеватор является чрезвычайно простым устройством, не имеющим движу-щихся частей, поэтому он надежен в эксплуатации, имеет большой срок службы, затраты на его обслуживание минимальны. Для обес-печения расчетной температуры в системе отопления необходимо обеспечить расчетный коэффициент смешения, определяемый по формуле:

U=G 2 /G 1 =(T 1 -T 11)/(T 11 -T 22)

где U — коэффициент смешения; G 2 — расход подмешиваемой воды из системы отопления, кг; G 1 — расход воды, поступа-ющей из тепловой сети, кг, т; T 1 — температура воды в пода-ющем трубопроводе тепловой сети, °С; Т 11 — то же в подаю-щем трубопроводе системы отопления (после смесительного устройства), °С; Т 22 — то же в обратном трубопроводе системы отопления.

Схемы присоединения систем отопления к тепловой сети

а — непосредственное: б — зависимое с помощью элеватора;
в — зависимое, с насосом на перемычке; г—то же с насосом на подающем трубопроводе системы отопления;
д — то же, с насосом на обратном трубопроводе; в — независимое;
1 — элеватор; 2 — грязевик; 3 — насос; 4 — подогреватель; 5 — водомер;
РД — ре¬гулятор давления; РР — регулятор расхода; PC —расширительный, бак

Значения коэффициентов смешения в зависимости от расчет-ных температур тепловой сети в системе отопления приведены в таблице ниже.

Значения коэффициентов смешения

Нормальная работа элеватора происходит при H/h = 8-12 (H— располагаемый напор на вводе; h — сопротивление системы отопления).

Следует иметь в виду, что значение расчетного напора перед элеватором прямо пропорционально сопротивлению системы отопления. Поэтому увеличение сопротивления системы отопле-ния, например, в 1,5 раза вызовет увеличение расчетного напора Я также в 1,5 раза.

Присоединение с насосом на перемычке (в). В том случае, если смешение воды не может быть выполнено с помощью эле-ватора, устанавливают насос на перемычке между подающим и обратным трубопроводами системы отопления. Смешение с по-мощью элеватора не может быть выполнено по следующим при-чинам: напор в месте присоединения недостаточен для нормаль-ной его работы; потребная тепловая мощность смесительного узла велика и выходит за пределы мощности изготовляемых элеваторов (обычно больше 0,8 МВт — 0,7 Гкал/ч).

При установке смесительных насосов в жилых и общественных зданиях рекомендуется применять бесшумные бесфундаментные насосы. При установке смесительных насосов, рассчитанных на большую подачу, применяют в качестве смесительных насосов центробежные типа К и КМ. Подача насоса равна G 2 =1.1G 1 , а на-пор должен быть равен H = 1.15h (где h — сопротивление системы отопления).

Присоединение с насосом на подающем трубопроводе системы отоп-ления (г). Насос на подающем трубопроводе устанавливают в том случае, если наряду со смешением воды требуется повысить давление в подающем трубопроводе в месте присоединения системы отопления (статическая высота системы отопления выше давления в подающем трубопроводе в месте присоединения).

Подача насоса равна G 3 = 1,1 (1 + U)G 1 ,а напор должен быть равен:

H нас =1.15h+h n

где h — сопротивление системы отопления; h n — разность между статической высотой системы отопления и пьезометрической высотой в подающем трубопроводе тепловой сети в месте при-соединения, м.

Присоединение с насосом на обратном трубопроводе системы отопления (д). Насос на обратном трубопроводе устанав-ливают в том случае, если наряду со смешением воды требуется снизить давление в обратном трубопроводе в месте присоединения системы отопления (давление больше допустимого для системы отопления). Подача насоса в этом случае равна С 3 = 1,1 (1 + U)G 1 а напор должен иметь значение, обеспечивающее требуемое дав-ление в обратном трубопроводе.

Независимое присоединение (е). Если давление в обрат-ном трубопроводе в тепловой сети выше допустимого давления для системы отопления, а здание имеет значительную высоту или расположено на высоком месте по отношению к рядом стоящим зданиям, то систему отопления присоединяют по независимой схеме.

По независимой схеме допускается присоединять здания вы-сотой 12 этажей и более. Независимая схема основана на отделе-нии системы отопления от тепловой сети с помощью теплообмен-ника, вследствие этого давление в тепловой сети не может пере-даваться теплоносителю системы отопления. Циркуляция теплоносителя осуществляется с помощью циркуляционных на-сосов типа К и КМ. Подачу насоса определяют по формуле

G=Q/C(T 11 -T 22)

где Q — мощность системы отопления, кДж/ч (Гкал/ч); С — теп-лоемкость воды, Дж/(кг·ч); T 11 ,T 22 — расчетная температура воды соответственно в подающем и обратном трубопроводах системы отопления, °С

Потребный напор насоса должен быть равен Н = 1ДМ {пш к—сопротивление системы отопления). При выборе напора сле-дует стремиться к минимальному запасу в расходе и напоре. В про-тивном случае из-за повышенных расходов воды в системе отоп-ления (скорость выше допустимой) возникает шум. Независимую систему отопления, как правило, оборудуют расш ирительным со-судом. Утечки воды из системы отопления восполняются из сети автоматически по уровню воды в расширительном баке.

Случается, что частные дома, находящиеся в черте города, расположены рядом с проложенными сетями центрального теплоснабжения, а некоторые даже подключены к ним. Конечно, в нынешнее время в приоритете – отопление индивидуальное, а централизованное постепенно уходит в прошлое. Но если дом уже подключен к сети либо есть проблемы с автономной системой, то надо пользоваться тем, что есть в наличии. Для совместной работы источника тепла с потребителями используется зависимая и независимая система отопления. Что они собой представляют, а также плюсы и минусы обеих схем будут изложены в данном материале.

Зависимая (открытая) система теплоснабжения

Главная особенность зависимой системы заключается в том, что теплоноситель, протекающий по магистральным сетям, напрямую поступает в дом. Открытой ее называют потому, что из подающего трубопровода производится отбор теплоносителя для обеспечения дома горячей водой. Чаще всего такая схема применяется при подсоединении к тепловым сетям многоквартирных жилых домов, административных и прочих зданий общего пользования. Работа схемы зависимой системы отопления изображена на рисунке:

При температуре теплоносителя в подающем трубопроводе до 95 ºС он может быть направлен непосредственно в отопительные приборы. Если же температура выше и достигает 105 ºС, то на вводе в дом устанавливается смесительный элеваторный узел, чьей задачей является воду, поступающую из радиаторов, подмешивать в горячий теплоноситель с целью понижения его температуры.

Для справки. Централизованная зависимая система отопления имеет расчетный и реальный температурный график. Расчетный график характеризует максимальную температуру воды и в открытой системе бывает 105 / 70 ºС или 95 / 70 ºС. Реальный график зависит от погодных условий и может изменяться ежедневно, он поддерживается в центральном тепловом пункте. Когда на улице нет сильных морозов, температура теплоносителя значительно ниже расчетной.

Схема была очень популярна во времена СССР, когда расходом энергоносителей мало кто озабочивался. Дело в том, что зависимое подключение с элеваторными узлами смешения работает достаточно надежно и практически не требует присмотра, а работы по монтажу и затраты на материалы обходятся достаточно дешево. Опять же, не нужно прокладывать дополнительные трубы для подачи в дома горячей воды, когда ее можно успешно отбирать из тепловой магистрали.

Но на этом позитивные стороны зависимой схемы заканчиваются. А негативных гораздо больше:

  • грязь, окалина и ржавчина из магистральных трубопроводов благополучно попадает во все батареи потребителей. Старым чугунным радиаторам и стальным конвекторам этакие мелочи были нипочем, а вот современным алюминиевым и прочим отопительным приборам точно несдобровать;
  • вследствие уменьшения водоразбора, проведения ремонтных работ и прочих причин часто возникает перепад давления в зависимой системе отопления, а то и гидроудары. Это грозит последствиями для современных батарей и полимерных трубопроводов;
  • качество теплоносителя оставляет желать лучшего, а ведь он напрямую идет на водоснабжение. И, хотя в котельной вода проходит все этапы очистки и обессоливания, километры старых ржавых магистралей дают о себе знать;
  • регулировать температуру в помещениях непросто. Даже полнопроходные термостатические вентили быстро выходят из строя из-за плохого качества теплоносителя.

Независимая (закрытая) система отопления

В настоящее время при устройстве новых котельных стала чаще применяться независимая схема присоединения системы отопления. В ней имеют место основной и дополнительный контур циркуляции, гидравлически разделенные теплообменником. То есть теплоноситель от котельной или ТЭЦ идет до центрального теплового пункта, где попадает в теплообменник, это и есть главный контур. Дополнительный контур – это система отопления дома, теплоноситель в нем циркулирует через этот же теплообменник, получая тепло от сетевой воды из котельной. Схема работы независимой системы показана на рисунке:

Для справки. Раньше в подобных системах устанавливались громоздкие кожухотрубные теплообменники, занимавшие много места. Это было главной трудностью, но с появлением скоростных пластинчатых теплообменников данная проблема перестала существовать.

А как же быть с централизованной подачей горячей воды, ведь теперь брать ее из магистрали нельзя, там слишком высокая температура (от 105 до 150 ºС)? Все просто: независимая схема подключения допускает установку любого количества пластинчатых теплообменников, присоединенных к магистральным трубопроводам. Один будет обеспечивать теплом отопительную систему дома, а второй может готовить воду для хозяйственных нужд. Как это реализуется, показано ниже:

Чтобы горячая вода поступала всегда одинаковой температуры, контур ГВС делается замкнутым с организацией автоматической подпитки в обратном трубопроводе. В многоквартирных домах циркуляционную обратную линию ГВС можно увидеть в ванной комнате, к ней подсоединяются полотенцесушители.

Очевидно, что эксплуатация независимой системы отопления имеет массу преимуществ:

  • домашний контур отопления не зависит от качества внешнего теплоносителя, состояния магистральных сетей и перепадов давления. Вся нагрузка ложится на пластинчатый теплообменник;
  • есть возможность регулировать температуру в помещениях с помощью термостатических вентилей;
  • теплоноситель в малом контуре можно отфильтровать и очистить от солей, главное, чтобы трубы были в хорошем состоянии;
  • в системе ГВС будет вода питьевого качества, поступающая в дом по водопроводной магистрали.

Тем не менее из-за грязного теплоносителя низкого качества в центральной сети потребуется периодическая промывка независимой системы отопления, а точнее, - пластинчатого теплообменника. Благо, сделать это не так уж сложно. Еще из недостатков следует отметить более высокие затраты на приобретение оборудования, а именно: теплообменников, циркуляционных насосов и запорно - регулирующей арматуры. Зато закрытая система надежнее и безопаснее открытой, она больше отвечает современным требованиям и лучше адаптирована к новому оборудованию.

Заключение

Если в силу каких-то причин вам доведется выбирать схему подключения к централизованным сетям, то предпочтительнее независимая система отопления частного дома. Даже если температура в магистрали невысока, все равно не стоит подавать эту воду в свою систему, лучше гидравлически отделить ее от центральной. При условии, что такая возможность существует в материальном плане, а если нет – придется врезаться напрямую, по зависимой схеме.

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.

Растущая популярность автономных средств инжиниринга уже на этапе проектирования дома склоняет будущего владельца в сторону независимой системы отопления. Это далеко не идеальное решение, но многие готовы платить за его преимущества. Тем более что и возможности экономии при таком выборе полностью не отметаются. Но также остаются и вопросы безопасности, надежности и эргономики пользования оборудованием, поэтому и зависимая, и независимая системы отопления должны рассматриваться детально и с акцентом на конкретные условия применения. В данном же случае будут отмечены наиболее выраженные особенности и отличия каждой из этих концепций.

Зависимая система отопления

Центральным звеном таких коммуникаций является элеваторный узел, через который выполняются задачи регуляции теплоносителя. От теплотрассы на распределяющий узел жилого дома вода подается по трубопроводу, а механический контроль производится системой входных задвижек и вентилей - типовая сантехническая арматура. На следующем уровне располагаются запорные механизмы, которые регулируют подачу горячей воды обратного и входного контуров. Причем система отопления в частном загородном доме может предусматривать по две врезки - на обратную линию и канал подачи. Далее уже за домашними врезками следует камера, в которой производится смешивание теплоносителей. Горячие потоки могут косвенно контактировать с водой в обратном контуре, передавая ей часть тепла. Резюмируя эту часть, можно заключить, что вода направляется в систему ГВС непосредственно из центральной теплотрассы.

Система отопления независимого действия

Принципиальной особенностью этой системы является присутствие промежуточного коллекторного пункта. В жилых частных домах он может быть реализован как регулирующая станция (в том числе для понижения давления), но независимой эту схему делает интеграция теплообменника. Он выполняет функции рационального и сбалансированного перераспределения горячих потоков, также поддерживая при необходимости и оптимальный температурный режим. То есть при независимом присоединении системы отопления теплосеть как таковая не выступает прямым источником снабжения, а лишь направляет потоки к промежуточному технологическому пункту. Далее из него в соответствии с выполненными настройками в более точечном варианте может производиться снабжение и питьевой водой, и ГВС с отоплением и другими бытовыми нуждами.

Сравнение по степени зависимости от электроснабжения

Под энергонезависимостью в данном случае понимается именно отсутствие электричества. Иными словами, насколько коммуникации смогут продолжить свою работу, если по тем или иными причинам будет отключен свет. Есть ли в принципе отличия зависимой и независимой систем отопления в этом аспекте, ведь обе инфраструктуры могут предусматривать эксплуатацию энергоемких котлов? Действительно, на практике чаще всего обе системы равны в этом отношении, но сама по себе схема зависимого подключения к центральной теплосети вполне может обходиться без электрооборудования и снабжать потребителя круглый год даже без света - разумеется, если не будут наблюдаться сбои другого рода. В случае независимой системы даже в минимальном оснащении то же наличие коллекторного узла с автоматикой с большей вероятностью сделает систему нерабочей или урезанной в функционале на аварийный период в электросети.

Сравнение по надежности и долговечности

Практика эксплуатации технически сложных и многоуровневых систем показывает, что они менее ремонтопригодны и чаще должны подвергаться профилактическим осмотрам с обслуживающими мероприятиями. Нельзя сказать, что независимое подключение системы отопления снижает общий уровень надежности и безопасности (в некоторых случаях даже повышает), но тактика проведения ремонтно-восстановительных мероприятий должна быть на другом и более ответственном уровне.

Как минимум потребуется увеличение трудовых и временных ресурсов при обследовании теплообменника и примыкающей обвязки. Возможные неконтролируемые аварии на этом узле могут привести к повреждению трубопровода. Поэтому специалисты рекомендуют устанавливать несколько датчиков с контролем давления, температуры и герметичности. Новейшие коллекторные шкафы также предусматривают использование самодиагностических комплексов для постоянного мониторинга состояния системы. Что касается закрытой отопительной инфраструктуры, то для нее подобная контрольно-измерительная арматура тоже лишней не будет, но в этом случае ее необходимость не так высока.

Сравнение по эргономике

Собственно, все вышеперечисленные недостатки независимых систем обуславливаются стремлением пользователей получить и удобное в эксплуатации, и экономичное средство отопления. Как это достигается? Именно за счет промежуточного контрольно-распределительного узла, подключенного к теплообменнику. Основные отличия независимых и зависимых систем отопления в плане управления сводятся к тому, что в первом случае предоставляется более широкий набор возможностей для тонкой настройки параметров работы ГВС. В частности, средства автоматического контроля позволяют программировать распределение тепла в заданных объемах и по намеченным контурам на определенные временные интервалы - от часов и суток до недель.

Плюсы зависимых отопительных систем

Кроме уже упомянутой надежности и снижения затрат на обслуживание (как минимум со стороны пользователя), можно подчеркнуть достаточно высокую производительность и стабильное поддержание температуры горячей воды на среднем уровне от 95 ºС до 105 ºС. При этом как зависимая, так и независимая система отопления одинаково может регулировать тепловой режим. Только в первом случае за эту регуляцию будут отвечать коммунальные службы, интегрирующие в системы распределения радиаторы для размешивания воды с разными температурами. Именно для многоквартирных зданий это оптимальное по производительности и финансовой целесообразности решение.

Минусы зависимых отопительных систем

Из негативных сторон эксплуатации подобных систем отмечают следующие:

  • Интенсивное загрязнение рабочих контуров окалиной, грязью, ржавчиной и всевозможными примесями, которые вполне могут попадать и в потребительское оборудование.
  • Более высокие требования к проведению ремонтных мероприятий. Дело в том, что зависимые и независимые системы отопления в подобных случаях требуют подключения специалистов разного уровня. Одно дело - производить ремонт на магистральной линии раз в год, а другое - ежемесячно выполнять комплексный осмотр обвязки элеваторного узла в домашних условиях.
  • Возможны гидроудары. Неправильное подключение коммуникаций или чрезмерно высокое давление в контуре может привести к разрывам труб.
  • Низкое базовое качество теплоносителя по составу.
  • Сложности контроля и управления. На технологических станциях коммунального водяного отопления процесс обновления той же запорной арматуры идет довольно медленно, отсюда могут возникать нарушения в балансах давления.

Плюсы независимых систем

Уже на подступе к основным потребителям домашней сети водоснабжения обеспечивается целый комплекс подготовительных мер, обеспечивающих распределение, фильтрацию и настройку давления теплоносителя. Все нагрузки ложатся не на конечное оборудование, а на теплообменник с гидробаком, которые непосредственно принимают ресурсы от магистрального источника. Подобная подготовка ресурса практически невозможна в частном порядке при эксплуатации систем зависимого отопления. Присоединение независимого контура к тому же позволяет рационально расходовать и воду для питьевых нужд оптимальной очистки. Потоки разделяются по целевому назначению и на каждой линии могут предусматривать отдельный уровень подготовки, соответствующий технологическим требованиям.

Минусы независимой отопительной системы

Разумеется, внедрение в инфраструктуру дополнительного регулирующего и контрольно-измерительного оборудования обойдется недешево. Если учесть и применение в качестве основного отопительного агрегата котла или радиатора с поддержкой насоса для циркуляции, то речь может идти о 500-700 тыс. руб. В этом отношении зависимые и независимые системы отопления расходятся коренным образом. К слову, зависимое подключение может и вовсе обходиться без ощутимых затрат. Другое дело, что в частном доме владельцы обычно вводят в сеть довольно производительные бойлеры и котлы. К тому же среди недостатков отмечают и высокие требования к безопасности. Это не значит, что автономный контур с несколькими слоями обвязки сам по себе представляет большую опасность, однако расширение сети с подключением к десятку промежуточных устройств накладывает на пользователя большую ответственность при эксплуатации системы.

Зависимые линии подключения теплоносителей сегодня воспринимаются как устаревшие, а независимые - как более функциональное, сбалансированное и эргономичное решение. Но какая система отопления подойдет, если речь идет о среднем частном доме с типовым объемом энергозатрат? Изначально можно ориентироваться на определенные конфигурации независимых систем, но не забывая о следующих нюансах:

  • Если есть технические сложности обустройства отопительного оборудования, то более оправдана будет зависимая система.
  • Если наблюдаются периодические отключения электроэнергии, то вместе с теплообменником придется приобрести и автономный генератор.
  • Чем дольше длится отопительный период, тем более выгодным будет переход на зависимую систему.
  • Для дач и в принципе малозатратных по тепловой энергии объектов при долгосрочной перспективе желательно делать выбор в пользу независимого подключения.

Можно ли переделать одну систему в другую?

Теоретически это вполне возможно - как в одном направлении, так и в другом. В основном как раз модернизируют зависимые системы, но вполне может возникнуть и потребность в реконструкции независимой инфраструктуры. При этом наиболее рациональным вариантом, когда можно будет с разной степенью сохранить плюсы обеих систем, станет реализация независимой системы отопления с закрытыми входными контурами. Это значит, что те функции, которые в стандартной независимой схеме выполнял отдельный коллекторный блок с полным набором регулирующих агрегатов, в этом случае возьмут на себя точечно установленные устройства. На разных уровнях уже домашней сети перед подходом к потребителям можно выполнить врезку фильтров, компрессорных установок, распределителей, циркуляционных насосов и гидробака.

Заключение

Все же решающим фактором в выборе той или иной системы отопления справедливо остается безопасность. И если в одном случае за нее будут отвечать сотрудники обслуживающих организаций, то в другом эти задачи на себя возьмет в значительной степени и сам пользователь. И в обеих ситуациях специалисты рекомендуют периодически заказывать услугу независимой экспертизы системы отопления, которая позволит на профессиональном уровне оценить текущее состояние трубопровода и прилегающих к нему контуров с технологическим оборудованием. К слову, это особенно важно для жильцов, которые пользуются коммуникациями старых домов. В таких случаях комплексная диагностика подключения к теплосети, проверка герметичности и соответствия изоляции установленным требованиям должна производиться регулярно.