Что такое контур отопления?

Очень часто при разговоре с сантехником можно услышать фразу «контур отопления». Неопытных людей эта фраза ставит в тупик, ибо они не знают что это такое. А по факту с контуром отопления Вы сталкиваетесь практически каждый день. Давайте разберем, что же это такое.

Что из себя представляет?

Чаще всего отопление состоит из труб подачи и обратки. В трубы подачи подается разогретый теплоноситель от котла. Далее теплоноситель движется по трубке подачи в сторону регистров (радиаторов), где отдает часть тепла. Пройдя по всем регистрам трубка возвращается обратно в котел уже с остывшим теплоносителем. Соединение трубки остывшего теплоносителя с котлом называется обраткой (буквально «вернулось обратно»). Такая комбинация (котел->подача->обратка->котел) образует замкнутый контур отопления. Это в самой простой реализации.

Контур отопления в теплом поле

Теплый пол так же состоит из контуров. Каждый контур по нормам не должен превышать 90 метров. Для теплого пола устанавливается специальный распределительный коллектор, состоящий из подающей и обратной части. На распределительном коллекторе должно быть не больше 11 контуров отопления.

Контуры отопления в радиаторах отопления и в других системах

В радиаторах так же может быть несколько контуров. Обычно количество контуров равно количеству этажей.

Так же контуры могут подключать к распределительному коллектору. Это по сути сердце отопительной системы. Устанавливается для того, чтобы грамотно распределить тепло по всему дому от одного или нескольких котлов.

Контуры так же бывают: котлов, бойлеров, баков аккумуляторов и тд. В общем все то, что имеет подачу и обратку в купе с котлом или же распределительным коллекторов образует контур отопления.

Двухконтурная схема отопления и ГВС с применением Установки с Магистральным ПароЭжекторным Устройством

Закрытая двухконтурная система теплоснабжения – сетевой и котловой контуры разделены барьерным теплообменником, это позволяет обезопасить котельное оборудование от негативного воздействия тепловых сетей (температурных перепадов, высокого рабочего давления в системе теплоснабжения, плохого качества теплоносителя, резких колебаний расхода сетевой воды в контуре потребителя и т.д.);

В схеме предусмотрена автоматическая система регулирования температуры нагрева сетевой воды, которая отслеживает колебания температуры наружного воздуха и оптимально выстраивает режим сжигания топлива и гидравлические потоки через контуры, обеспечивая потребителя номинально необходимой тепловой нагрузкой;

Система частотного регулирования – установка частотно-регулируемых приводов на подпиточные насосы, дает существенную экономию электроэнергии;

Расчет выполнен на проектную нагрузку 15 Гкал при давлении греющего пара Рп=5,0 ати для зимнего и летнего режимов работы теплосети.

Описание схемы

Данная тепловая схема котельной отличается от типовой схемы теплоснабжения потребителя тем, что в ней использован принцип выделения части отопительной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения в отдельный контур. При этом горячее водоснабжение обеспечивается по другому контуру, работающему по совмещенному температурному графику с отопительной нагрузкой. В зависимости от расчетной температуры наружного воздуха, отопительная нагрузка, передаваемая в контуре с горячим водоснабжением изменяется от 20 до 30%.

Котловой контур

Нагреваемая хим. очищенная вода, с помощью циркулирующих насосов (2шт. рабочий и резервный) подается на установку УМПЭУ, в которой нагревается прямым вводом греющего пара, согласно утвержденному температурному графику тепловой сети потребителя. Излишек конденсата возвращается в деаэратор, системой автоматического поддержания давления на всасе насоса. Регулирование температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха, осуществляется автоматически регулятором расхода греющего пара клапаном по пару на конденсационную колонну УМПЭУ. Работа контура подогрева в рабочем режиме обеспечивает бессточную схему работы котельной.

По сетевому трубопроводу вода из технического трубопровода центробежными насосами, узел учета подается на два пластинчатых (трубчатых) водоводяных теплообменника, нагревается до необходимой температуры и подается в теплосеть для системы отопления и ГВС. Обратная сетевая вода проходя через инерционно-гравитационный фильтр-грязевик ГИГ и антинакипный электрохимический аппарат АЭ-А возвращается на всас сетевых насосов насосов.

Преимущества перед существующими системами

1. Отсутствуют подогреватели на ЦТП или ИТП.
2. Гидравлическая стабильность во много раз выше.
3. Исключается недовыработка электроэнергии на тепловом потреблении, за счёт отсутствия необходимости поддержания температурного перепада в теплообменниках.
4. Обеспечивается резервирование потребителей в случае прекращения циркуляции по любому из контуров, соответственно 25-30% или 75-70%.
5. Исключается попадание сырой воды в сетевую воду через неплотности в теплообменниках.

Тепловая схема водогрейной котельной со стандартными котлоагрегатами и гидравлическим распределительным устройством (гидравлическая стрелка)

Контуры потребителей

1. ГВС — независимый, через пластинчатый теплообменник.
2. Отопление (вентиляция) – регулируемый контур.
3. Отопление (вентиляция) – нерегулируемый контур.

Внутренние технологические контуры

1. Отопление котельной – регулируемый контур на радиаторы.
2. Вентиляция котельной – независимый контур, через пластинчатый теплообменник с подогревом незамерзающего теплоносителя.
3. Подогрев воздуха на горение – независимый контур, через пластинчатый теплообменник с подогревом незамерзающего теплоносителя.

Также в схеме предусмотрен ввод холодной воды, повысительная насосная станция, установка водоподготовки и бак запаса подпиточной воды.

Котлоагрегат и гидравлическое распределительное устройство

Котлоагрегат – изделие полной заводской готовности, включающее в себя котел, горелку, циркуляционный насос, регулирующую и запорную арматуру, предохранительные клапаны, термометры, манометры, датчики температуры и давления, подключенные к системе автоматики.

Автоматика котлоагрегата собирает данные с датчиков температуры на подающем трубопроводе котла, а также с датчика стратегии, установленного в гидравлической стрелке, и регулирует мощность котла горелкой. На подающем трубопроводе установлены датчики, ограничивающие максимальную температуру теплоносителя на выходе из котла. По датчику температуры на входе в котел автоматика организовывает защиту котла от холодного теплоносителя.

Трехходовой смесительный клапан на обратном трубопроводе подмешивает из подающего трубопровода теплоноситель, увеличивая температуру на входе в котел, пока она не достигнет минимально необходимого значения. Таким образом исключается конденсатообразование со стороны дымовых газов, приводящее к коррозии котла. Преимуществом трехходового смесительного клапана является его возможность при необходимости полностью перекрыть поток холодного теплоносителя, закрыв котел на внутреннюю циркуляцию до нагрева до минимально необходимой температуры. Такая работа трехходового смесительного клапана подразумевает переменный расход в котловом контуре. Для его стабилизации необходимо предусматривать гидравлическую стрелку, которая разделяет гидравлику котлового контура и контура потребителей (или греющий контур теплообменников), стабилизируя возможный дисбаланс расходов.

На подающем трубопроводе котла установлены датчики минимального и максимального давления, отключающие горелку при понижении или повышении давления. Понижение давления может вызвать вскипание теплоносителя, повышение – нарушение целостности котла. В качестве дополнительной защиты от превышения давления на котле установлены предохранительные клапаны, выбрасывающие теплоноситель из котла, тем самым снижая в нем давление.

Циркуляционный насос котлоагрегата при работе горелки работает постоянно. При выключении горелки и всего котлоагрегата насос через определенное время также выключается, а трехходовой смесительный клапан переходит в положение внутренней циркуляции. Это обеспечивает отсутствие циркуляции теплоносителя через неработающий котел.

Для компенсации температурных расширений теплоносителя к сливному патрубку котла подключают мембранный расширительный бак. При увеличении температуры теплоносителя и, как следствие, увеличении его объема, расширительный бак накапливает в себе избыточный теплоноситель. При снижении температуры происходит обратный процесс отдачи теплоносителя из бака в котел, предотвращая разрежение в нем.

Выбор сливного патрубка котла обусловлен тем, что это точка с наиболее низкой температурой. На общем коллекторе от котлоагрегатов установлен расширительный бак с промежуточной охлаждающей емкостью и предохранительным клапаном. Расширительный бак накапливает в себе тепловые расширения теплоносителя котлового контура. Подключается к обратному коллектору через промежуточную охлаждающую емкость, где теплоноситель дополнительно охлаждается, что продлевает срок службы расширительного бака. Для защиты расширительного бака от превышения давления дополнительно устанавливается предохранительный клапан.

Работа котлоагрегатов предусматривается в каскаде. Один из котлов назначается ведущим (MASTER), другой – ведомым (SLAVE). Ведущий котел всегда находится в работе. Когда он достигает максимальной мощности и приходит запрос на увеличение мощности, происходит включение ведомого котла.

Гидравлическое распределительное устройство представляет собой цилиндрический сосуд с четырьмя подключениями:

• вход горячего теплоносителя от котлов,
• выход холодного теплоносителя на котлы,
• выход горячего теплоносителя на потребителей,
• вход холодного теплоносителя от потребителей.

На выходе горячего теплоносителя на потребителей устанавливается датчик стратегии, посредством которого происходит управление мощностью котлов и количеством работающих котлов. В верхней части гидравлической стрелки установлен воздухоотводчик, в нижней части — сливной кран. Для оптимальной работы гидравлической стрелки необходимо чтобы расход теплоносителя от котлов превышал расход теплоносителя от потребителей не менее чем на 35%. Разница расходов перетекает по телу гидравлической стрелки от входа к выходу со стороны котлов.

Контур ГВС

Представляет из себя независимый контур, разделенный теплообменником. На греющей стороне на подающем трубопроводе установлен трехходовой смесительный клапан, поддерживающий постоянную температуру на входе в теплообменник по датчику температуры до теплообменника. Поддержание температуры происходит путем подмешивания теплоносителя из обратного трубопровода от теплообменника. Это означает, что температура на выходе из гидравлической стрелки всегда должна быть выше или равной температуре греющего контура ГВС.

На греющей стороне на обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос с частотным приводом. По датчику температуры, установленному на подающем трубопроводе ГВС, происходит регулировка частоты циркуляционных насосов греющего контура, а вместе с ней и расхода на греющем контуре теплообменников ГВС (количественная регулировка). При снижении температуры ГВС частота на насосах увеличивается, при увеличении температуры – частота снижается.

Поддержание давления в контуре ГВС осуществляется за счет повысительной насосной станции на вводе холодной воды.

Циркуляция ГВС обеспечивается циркуляционным насосом на обратном трубопроводе ГВС. Насос оборудован частотным регулятором и управляется по температуре в обратном трубопроводе ГВС. Если циркуляционная вода от потребителей ГВС возвращается горячей, то насос снижает частоту, уменьшая тем самым расход. Если циркуляционная вода от потребителей ГВС возвращается холодной, то частота повышается и вместе с ней расход.

Для компенсации температурных расширений ГВС предусмотрен расширительный бак, оборудованный предохранительным клапаном, защищающим бак от превышения давления.

Насосы, арматура, трубопроводы и подключение теплообменника на нагреваемой стороне ГВС выполнены из коррозионно-стойких материалов, так как деаэрация исходной холодной воды не предусматривается.

На выпуске из котельной на контуре ГВС установлен узел учета тепла, ведущий учет отданной потребителям тепловой энергии.

Регулируемый контур отопления (вентиляции)

На подающем трубопроводе установлен трехходовой смесительный клапан, поддерживающий заданную температуру на контур потребителя. Поддержание температуры происходит путем подмешивания теплоносителя из обратного трубопровода. Это означает, что температура на выходе из гидравлической стрелки всегда должна быть выше или равной температуре на контуре потребителя.

На обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя у потребителей. Насос работает всё время, пока включен контур с постоянным расходом.

Для компенсации температурных расширений в контуре отопления (вентиляции) предусмотрен расширительный бак, оборудованный предохранительным клапаном, защищающим бак от превышения давления.

На выпуске из котельной на контуре отопления (вентиляции) установлен узел учета тепла, ведущий учет отданной потребителям тепловой энергии.

Нерегулируемый контур отопления (вентиляции)

На данном контуре отсутствует регулирующая арматура. Это означает, что температура в контуре будет равна температуре на выходе из гидравлической стрелки.

На обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя у потребителей. Насос работает всё время, пока включен контур, с постоянным расходом.

Для компенсации температурных расширений в контуре отопления (вентиляции) предусмотрен расширительный бак, оборудованный предохранительным клапаном, защищающим бак от превышения давления.

На выпуске из котельной на контуре отопления (вентиляции) установлен узел учета тепла, ведущий учет отданной потребителям тепловой энергии.

Регулируемый контур радиаторного отопления котельной

Данный контур является внутренним контуром котельной, тепло от которого идет на собственные нужды.

На подающем трубопроводе установлен трехходовой смесительный клапан, поддерживающий заданную температуру на радиаторах с корректировкой по температуре внутри котельной. Поддержание температуры происходит путем подмешивания теплоносителя из обратного трубопровода. Это означает, что температура на выходе из гидравлической стрелки всегда должна быть выше или равной температуре на радиаторах.

На обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя через радиаторы. Насос работает всё время, пока включен контур, с постоянным расходом.

Для компенсации температурных расширений в контуре радиаторного отопления предусмотрен расширительный бак, оборудованный предохранительным клапаном, защищающим бак от превышения давления.

Контур вентиляции котельной и подогрева воздуха на горение

Данный контур является внутренним контуром котельной, тепло от которого идет на собственные нужды.Представляет из себя независимый контур, разделенный теплообменником.

На греющей стороне на подающем трубопроводе установлен трехходовой смесительный клапан, поддерживающий заданную температуру на нагреваемом контуре теплообменника по датчику температуры. Поддержание температуры происходит путем подмешивания теплоносителя из обратного трубопровода от теплообменника.

На греющей стороне на обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя через теплообменник. Насос работает всё время, пока включен контур, с постоянным расходом.

На нагреваемой стороне теплообменника подключено вентиляционное оборудование (вентустановка, калориферы), обеспечивающее нормируемую вентиляцию в помещении котельной и/или подогрев воздуха на горение.

В качестве теплоносителя используется незамерзающие жидкости на основе гликоля. Этим вызвана необходимость в разделении контура вентиляции теплообменником. На гликолевой стороне на обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя через вентиляционное оборудование. Насос работает всё время, пока включен контур, с постоянным расходом.

Для компенсации температурных расширений в контуре радиаторного отопления предусмотрен расширительный бак, оборудованный предохранительным клапаном, защищающим бак от превышения давления путем сброса теплоносителя. Сброс теплоносителя осуществляется в специально установленный бак запаса гликолевого раствора. Из него же осуществляется подпитка гликолевого контура специальным подпиточным насосом.

Ввод холодной воды, повысительная насосная станция, водоподготовка, бак запаса подпиточной воды

Ввод холодной воды необходим для обеспечения котельной водой на нужды ГВС, подпитки котельной и тепловых сетей, а также на хозяйственно бытовые нужды и нужды пожаротушения.

Насосы, арматура, трубопроводы и прочее оборудование до подключения к контуру ГВС выполнены из коррозионно-стойких материалов, т.к. деаэрация исходной холодной воды не предусматривается.

На вводе холодной воды установлен расходомер для расчета с поставщиками ХВС.

Далее по ходу движения холодной воды установлена повысительная насосная станция. Станция работает в режиме постоянного поддержания заданного давления после себя по датчику давления. Если давление на вводе ХВС выше или равно заданному давлению, то насосная станция не работает, вода перетекает по байпасу вокруг неё.

Для сглаживания работы насосной станции (плавности поддержания давления) и снижения количества её включений и выключений предусмотрен расширительный бак, аккумулирующий в себе воду. При повышении давления вода заполняет бак, при снижении вытесняет воду из бака, выступая в виде демпфера. Расширительный бак оборудован предохранительным клапаном, защищающим бак от превышения давления.

После насосной станции предусмотрена установка водоподготовки (химводоочистки).Подбирается по результатам анализа исходной воды и может включать в себя обезжелезивание, осветление и умягчение. На выходе из установки водоподготовки вода должна соответствовать качеству подпиточной воды для котлов и тепловой сети.

После водоподготовки вода разделяется на ГВС и подпитку котлового контура и тепловой сети контуров отопления (вентиляции). Система подпитки котлового контура и контуров отопления (вентиляции) представляет из себя комплекс из бака запаса подпиточной воды, подпиточного насоса, электромагнитных клапанов, трубопроводной арматуры и дозирующей установки. Бак запаса подпиточной воды – это атмосферный бак с установленным на нем уровнемерным стеклом. Заполнение бака ведется водой, прошедшей водоподготовку. На вводе в бак установлен электромагнитный клапан, который открывается при понижении уровня в нем до минимального. По достижении максимального уровня клапан закрывается. Сигнал об уровне воды в баке поступает от датчика, установленного в нижней части бака. В верхней части бака расположен переливной патрубок, связующий бак с атмосферой и выливающий излишки воды в аварийных ситуациях.

Вода из бака всасывается подпиточным насосом. По сигналу от датчика подпитки о низком давлении открывается электромагнитный клапан на подпиточной линии и включается подпиточный насос, заполняющий котловой контур и контуры отопления (вентиляции). Вода после бака запаса воды проходит дополнительную обработку дозирующей установкой, которая впрыскивает в подпиточную воду реагенты, связывающие кислород. Тем самым предотвращается коррозия в котельном оборудовании и трубопроводах.

Дополнительно предусмотрена система компенсации температурных расширений. Она позволяет снизить количество и объем расширительных баков на котловом контуре и контурах отопления (вентиляции). По датчику давления, установленному в трубопроводе котлового контура и контура отопления (вентиляции), приходит сигнал о повышении давления теплоносителя, после чего на ответвлении из этого трубопровода открывается электромагнитный клапан и сбрасывается теплоноситель в бак запаса подпиточной воды. Таким образом снижается давление в котловом контуре и контуре отопления (вентиляции), при этом теплоноситель, прошедший водоподготовку, сбрасывается не в канализацию, а в дальнейшем участвует в подпитке.