Подпитка системы отопления: схемы, принцип работы, устройство

Принцип работы подпитки

Принцип работы подпитки

Подпитка нужна для восстановления объема или давления в отопительной системе. Когда устройство добавляет рабочую жидкость, оно автоматически останавливается после выравнивания основных показателей. Чаще всего оборудование соединяется с холодным водопроводом, оттуда забирается жидкости. Другим вариантом служит накопительная емкость, тут приходится вручную пополнять запас, и обычно она предназначена для синтетических средств.

Разработаны два вида подпитки отопления:

1. Ручной. Предназначен для небольших замкнутых контуров, в которых происходят малые скачки давления. Для своевременного обнаружения утечки применяют манометр. Когда напор падает, открывая соответствующий кран подают воду, тем самым восполняются потери. Жидкость перетекает между трубами либо самостоятельно, либо при помощи специального насоса. Бюджетные решения имеют в расширительном баке переливную трубу, когда вода доходит до этой отметки подачу жидкости прекращают. Единственным минусом такого устройства служит необходимость постоянного надзора и опыта выполнения процедуры.
2. Автоматическая. Оборудование самостоятельно обрабатывает данные с манометра. При достижении критической отметки открывается клапан подачи рабочей жидкости. Как и при ручном управлении, давления в холодном водоснабжении иногда недостаточно, поэтому устанавливают насосы. Когда потери воды в системе отопления восстановлены клапан перекрывается. Преимущество перед ручным методом является автоматизация процесса. Уезжая из дома на несколько дней, не нужно беспокоиться что котел перегреется или выйдет из строя. Недостатком можно считать увеличение расходов на электричество.

Необходимость в подпитке возникает не всегда. Чтобы оборудование не простаивало его можно использовать и в других целях. Оно способно заполнить трубопровод водой или синтетическим теплоносителем. Пригодится оборудование в начале отопительного сезона, когда проводят опрессовку всей системы. А также устройство пригодно для промывки труб, сброса воды или ее фильтрации от грубых частиц.

Элементы устройства подпитки

Схема подпитки теплосетей будет зависеть от часовой производительности нормативной подпитки. Для больших магистральных теплосетей, в которых нормативная подпитка составляет сотни, а иногда и тысячи кубометров воды в час в комплекс входят: бак воды, химводоочистка, автоматика, электронасос и запорно-регулирующая арматура. При снижении производительности, количество элементов схемы может быть существенно изменено.

Узел подпитки системы

Редуктор котла

Редуктор устанавливают на обратном трубопроводе перед котлом для подачи подпиточной воды в контур сети. Вода из горводопровода поступает через клапан при падении давления в сетевом трубопроводе, вызванного утечками или сбросом воздушной пробки. Если по схеме, предусмотрена установка циркуляционного насоса, то его монтируют вторым. Иначе возможно нарушение работы всей системы отопления.

Редуктор работает в автоматическом режиме без обслуживающего персонала. Порой это не всегда удобно, поскольку невозможно проконтролировать утечку, а ее размер может достигнуть аварийных размеров. Поэтому многие пользователи предпочитают ручной режим подпитки или устраивают системы с сигнализацией по высокому уровню утечки.

Насосная группа

Один или несколько насосов подают подпиточную воду перед котлоагрегатами с давлением, превышающем в обратной сетевой воде. Насос срабатывает по датчику давления и запитывает воду из бака подпиточной воды.

Существуют схемы с погружным насосом, который может брать воду со скважины или колодца. Насосная группа рассчитывается по часовой производительности нормативной подпитки, количество электронасосов обязано быть не менее 2-х, один из которых резервный.

Схема системы отопления с подпиткой

Исполнительный механизм

Он устанавливается для управления задвижкой на подпиточной линии. Обычно он входит в подпиточный узел, состоящий из запорного и обратного клапанов. Он обладает электроконтактами для подачи сигнала на управление насосом. Механизм настраивается на допустимое рабочее давление. Исполнительным устройством обычно выступает клапан с электромотором.

Когда давление в обратке падает ниже разрешенного на 10 %, электромотор начинает вращаться, открывая подпиточный вентиль, вода из емкости воды или из горводопровода с давлением выше, чем в обратке, поступает во внутренний контур отопления.

По мере наполнения, давление достигает рабочего значения, датчик дает сигнал на закрытие вентиля, электромотор которого начинает вращаться в обратном направлении.

Обратный клапан

Это обязательный элемент для любой подпиточной схемы, поскольку препятствует попаданию сетевой воды в горводопровод или бак воды, что может привести к загрязнению водопроводной воды и аварийной остановке котлоагрегата.

Обратный ход воды может возникнуть даже в ходе подпитки, если давление в горводопроводе ниже чем в обратке, либо когда запорно-регулирующая арматура не обеспечивает плотное закрытие. Обратный клапан устанавливают после исполнительного устройства.

В торговой сети встречаются варианты, когда его встраивают в корпус редукционного клапан. В настоящее время подпиточный узел укомплектовывают обратным клапаном впереди либо применяют «прерыватель протока».

Фильтры очистки подпиточной воды

Примеси, находящиеся в сырой воде плохо влияют на работу теплового оборудования, особенно на котел и могут откладываться на котловых поверхностях нагрева, в виде накипи и шлама, снижая скорость циркуляции теплоносителя и вызывая перегрев в котле, с последующим разрывом труб.

Поэтому устанавливают оборудование для очистки подпиточной воды.

Более простая очистка выполняется с применением механических фильтров, наполненным песком или активированным углем. Могут устраиваться и более простые устройства — грязевики, в которых установлены сетчатые фильтры и имеющие больший диаметр корпуса, чем у труб обратки. Вода поступает в грязевик, скорость ее падает и твердые взвешенные вещества выпадают в осадок. Более сложные соли жесткости должны удалятся в специализированных фильтрах-умягчителях.

Схема ручной подпитки

Простейший вариант наполнения системы реализован в 90% двухконтурных настенных котлов, куда априори подведена труба холодного водоснабжения. Внутри корпуса установлен ручной вентиль, соединяющий эту магистраль с обратной линией отопления. Нередко кран подпитки котла встречается на твердотопливных теплогенераторах с водяным контуром и без такового (пример — отопительные агрегаты чешского бренда Viadrus).

Справка. На некоторые модели газовых отопителей, оборудованные теплообменником ГВС (в частности, Beretta), производители вместо ручного крана ставят автоматический клапан подпитки с электромагнитным приводом. Если давление теплоносителя падает ниже 0.8 Бар, котел сам набирает воду до требуемого уровня.

В настенных двухконтурных теплогенераторах подпиточный вентиль расположен снизу, где подключаются трубопроводы

Для сборки классического подпиточного узла, подходящего к любому типу системы, понадобятся такие детали:

• тройник с боковым отводом Ду 15—20, соответствующий материалу трубы отопительной магистрали, — фитинг для металлопластика, полипропилена и так далее;
• тарельчатый (пружинный) обратный клапан;
• кран шаровой;
• соединительные муфты, фитинги.

Задача обратного клапана — не пускать воду из тепловой сети назад, в водопровод. Если речь идет о подкачке антифриза с помощью насоса, без клапана вовсе не обойтись. Арматура устанавливается именно в порядке перечисления:

1. Тройник врезается в обратку отопления после циркуляционного насоса.
2. К отводному патрубку тройника подсоединяется обратный клапан.
3. Следом ставится шаровой кран.

Совет. Если на входе водопровода в частный дом отсутствует фильтр тонкой очистки, таковой желательно предусмотреть на линии подпитки. Элемент предохранит теплосеть от попадания мелкого песочка и частиц ржавчины, накапливающихся на тарелке обратного клапана и в седлах трехходовых вентилей.

Принцип действия узла простой: при открытии крана вода из централизованной магистрали поступает в трубопроводы отопления, поскольку ее давление выше (4—8 Бар против 0.8—2 Бар). Процесс наполнения закрытой системы отслеживается по манометру котла или группы безопасности. Если вы случайно превысили давление, воспользуйтесь краном Маевского на ближайшем радиаторе и стравите лишнюю воду.

Чтобы контролировать количество теплоносителя в расширительной емкости открытой теплосети, расположенной на чердаке дома, бак нужно оснастить 2 дополнительными трубками диаметром ½ дюйма:

1. Контрольный трубопровод, заканчивающийся краном в котельной, врезается в боковую стенку примерно на половине высоты резервуара. Открыв данный вентиль, вы сможете определить наличие воды в баке, не забираясь на чердак.
   В процессе подпитки воздушные пузыри выходят через крышку бачка, максимальный уровень отслеживается по истечению воды из верхнего штуцера через трубу
2. Трубка перелива врезается на 10 см ниже крышки бака, конец отводится в канализацию либо просто на улицу под свесом кровли. Находясь в топочной и открывая кран подпитки, вы должны видеть этот патрубок, когда оттуда потечет вода, заполнение прекращается.

Замечание. Если вас интересует расчет минимального объема расширительной емкости, перейдите по выделенной ссылке.

Схема с обратным клапаном и запорным краном также применима для заливки гелиосистем (солнечных коллекторов) и геотермальных контуров тепловых насосов антифризом. Как пользоваться котловым вентилем подпитки, рассказывается на видео:

Автоматический подпиточный узел

Если вы твердо уверены в надежности и качестве сборки системы, можете смонтировать автоматизированную схему, добавляющую воду из трубы ХВС. Что нужно купить:

• редукционный клапан (проще – редуктор);
• 3 шаровых крана;
• 2 тройника;
• труба для устройства байпаса.

Важный момент. Поступающая в редуктор вода должна предварительно очищаться грубым сетчатым фильтром, иначе клапан станет быстро засоряться. Если на вводе в здание такой фильтр не предусмотрен, установите его перед блоком подпитки.

В данной схеме манометр показывает давление на стороне тепловой сети, байпас и краны нужны для обслуживания модуля подпитки

Главный исполнительный элемент схемы – редуктор – состоит из следующих деталей:

• фильтр тонкой очистки на входном патрубке;
• пружинный седельный клапан с резиновыми уплотнителями;
• рукоятка регулятора давления с нанесенной шкалой, диапазон – 0.5…4 Бар (или выше);
• ручной запорный вентиль;
• обратный клапан на выходе.

Примечание. Существуют более дорогие модели подпиточных редукторов со встроенным манометром, измеряющим давление на стороне системы отопления. Поскольку данный прибор уже стоит в группе безопасности либо котле, тратить лишние деньги и дублировать его нет смысла. Исключение – ситуация, когда подпитка врезана далеко от источника тепла (читайте следующий раздел).

Как видите, редукционный автомат уже содержит все необходимые элементы – фильтр, обратный клапан и регулятор. Осталось собрать простую схему с байпасом и сервисными кранами, предназначенными для снятия и обслуживания редуктора.

Управлять вентилем просто – с помощью регулятора настройте минимальный порог давления в теплосети, откройте краны прямой магистрали, а байпас закройте.

Совет. Если планируете ставить перед редуктором грубый фильтр, предусмотрите дополнительный сервисный кран, дабы очищать сеточку, не отключая воду во всем доме.

Для организации автоматического добавления антифриза в систему можно приспособить «гидрофор» — водяную станцию с электронасосом, предназначенную для водоснабжения из колодца. Реле давления агрегата нужно перенастроить под минимальный напор 0.8 Бар, максимальный – 1.2…1.5 Бар, а всасывающий патрубок направить в бочку с незамерзающим теплоносителем.

Целесообразность такого подхода весьма сомнительна:

1. Если «гидрофор» сработает и станет подкачивать антифриз, вам все равно придется искать и устранять причину проблемы.
2. При длительном отсутствии хозяев подпитка тоже не спасет ситуацию в случае аварии, поскольку размер емкости ограничен. Насосная станция продлит работу отопления на какое-то время, но потом котел отключится.
3. Ставить большую бочку опасно – можно затопить токсичным этиленгликолем полдома. Неядовитый пропиленгликоль слишком дорог, как и устранение последствий разлива.

Примеры организации автоматической дозаправки из емкостей разной вместительности

Вывод. Вместо дополнительных насосов и автоматических редукторов лучше приобрести электронный блок типа «Кситал». После относительно недорогой инсталляции вы сможете контролировать работу отопления через сотовый телефон либо компьютер и быстро реагировать на возникновение аварийных ситуаций.

Как подключить к системе отопления

При закрытой схеме нет большой разницы, куда подсоединять трубопровод подпитки — к подаче или обратке. Мы рекомендуем пользоваться классической проверенной методикой — точка врезки должна располагаться на обратной линии рядом с котлом, после циркуляционного насоса и расширительного бачка. Причины:

• узел располагается в помещении топочной, рядом с оборудованием и приборами;
• подкачка воды в обратку сразу отражается на манометре, установленном на подаче за котлом;
• врезка располагается в самой нижней точке, поток распределяется по 2 направлениям – в котел и радиаторы, воздух выдавливается равномерно.

Классическая схема врезки подпиточного модуля

Обвязка твердотопливных агрегатов предполагает устройство контура защиты от конденсата с трехходовым вентилем. Нельзя делать подпитку перед этим клапаном – от холодной воды он сразу закроется и котловой манометр начнет запаздывать с показаниями. Врезайтесь внутри контура, между 3-ходовым вентилем и теплогенератором.

Аналогичным образом подпитка врезается в обратную магистраль открытой системы. Второй вариант – добавление теплоносителя прямо в бак, недостаток метода – прокладка подающей трубы на чердак.

Слева показано правильное подключение — внутри первичного котлового контура

Подключение подпиточной линии допускается и в других точках:

• к отдельному штуцеру твердотопливного котла, предусмотренному заводом – изготовителем;
• к нижней части гидрострелки;
• к обратному коллектору распределительной гребенки;
• к выходу бойлера косвенного нагрева.

Указанные варианты обычно реализуются в сложных и разветвленных системах загородных коттеджей.

Напоследок о безопасном добавлении теплоносителя

Выполняя заливку воды либо частичную подпитку, соблюдайте наши рекомендации:

1. Разогретую систему пополняйте медленно, открыв вентиль на четверть хода рычага. Таким способом удастся избежать образования воздушных пробок и предохранить теплообменник котла от температурного шока.
2. Заправку с нуля делайте при неработающем теплогенераторе и отключенном циркуляционном насосе.
3. Проверьте давление в расширительном баке и пройдитесь по всем радиаторам, открывая краны Маевского для выпуска воздуха.
4. Если ваш котел оборудован современной электроникой, обязательно изучите пункты инструкции, касающиеся подпитки. Зачастую в агрегате необходимо активировать специальный сервисный режим.
5. Лишнее давление легко стравливается через ближайший воздухоотводчик.

Модуль подпитки сложной системы можно подключать к гидравлическому разделителю и гребенке

Справка. Чугунные теплообменники запросто дают трещины от резких перепадов температур, а стальные топки покрываются изнутри конденсатом. Последний смешивается с сажей и образует плотный налет.

Закачка антифриза ручным насосом не таит подводных камней. Опрессовочные установки оснащены собственным манометром, позволяющим контролировать актуальное давление в точке врезки.

Особенности монтажа

Направление воды должно совпадать с направлением стрелки на корпусе устройства

Клапан ставится на трубе так, чтобы совпадало направление жидкости с курсом стрелки. Фильтровальная пробка направляется вниз, а винт настройки должен быть доступен к использованию. Циферблат манометра поворачивается, чтобы удобно было считывать значения.

Подмоточный материал используется рационально, чтобы излишки не попадали в просвет редуктора. Подпитка котла в виде клапана не должна зависеть от магистральных нагрузок (сжатие, кручение, изгиб, вибрация). Для этого ставятся дополнительные опоры или компенсаторы.

Несовпадение осей трубопроводов не должно быть больше 3 мм при длине 1 м. При большей протяженности добавляется по 1 мм на каждый погонный метр. Подпиточный контур присоединяется к трубопроводу недалеко от расширительного бака.

Расчет подпитки

Вычисление требуемого объема добавляемой воды проводится в соответствии с СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети».

В закрытых отопительных контурах используется коэффициент 0,075 к общему объему энергоносителя в сетях и присоединенных к ним трубопроводах.

Множитель 0,05 применяется к объему для расчета подпитки участков, которые удалены от котельной на расстояние больше 5 км, в открытых и закрытых системах.

В открытых магистралях берется коэффициент 0,12 к объему среднему расходу жидкости на горячий водопровод и прибавляется фактический объем энергоносителя в трубах с множителем 0,075.

Актуальные советы по комплектации и обслуживанию

Какую питающую установку вы бы не выбирали, помните, в первую очередь она должна быть безопасной и удобной в эксплуатации, исполненной из качественных материалов. Если система отопления небольшая, отдайте предпочтение устройству с максимально простой конструкцией. Центральный суппорт с подвижными деталями и внутренний компенсационный поршень обязательно должны быть исполнены из материалов с низким адгезионным коэффициентом: опасность образования в узле известковых образований нужно минимизировать. Не секрет, что именно они становятся главной причиной плохой работы устройства.

Обратите внимание, сменный ли у изделия картридж: это существенно облегчит и ускорит для вас процесс ревизии узла.

Периодическое техническое обслуживание устройства подпитки поможет избежать сбоев в работе всей отопительной системы

Чтобы очистить или заменить весь картридж, действуйте таким образом:

1. Заизолируйте установку.
2. Открутите ручку управления расположенную внизу.
3. Выкрутите до упора настроечный винт и снимите крышку.
4. Удалите картридж плоскогубцами.
5. После необходимых манипуляций соберите устройство заново.

Остается лишь вновь настроить оборудование и продолжать наслаждаться бесперебойной работой системы отопления в своем доме!

Заключение

Современный рынок представляет самую разную автоматику для отопительных систем и их подпитки. Тем не менее, обязательные элементы автоматического режима должны быть представлены устройствами, которые позволят обеспечить максимально эффективную обратную связь посредством термодатчика, а также высокие показатели экономии энергоресурсов.