ООО Свой Мастер & PoliStyle

Статьи:

Присоединение систем отопления к тепловой сети

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.

• 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.

• 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

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.

Независимая система отопления

Система отопления в доме – едва ли не самая главная в жизнеобеспечении и достижении необходимой степени комфорта для жильцов. Без приемлемой температуры в доме никто не будет жить или чувствовать себя уютно, поэтому главная задача отопительной системы – обеспечить тепловой комфорт проживающих в доме жильцов. Неважно, подключен ли дом к центральному отоплению или имеет это автономная отопительная система – схемы отопления реализуются как зависимая и независимая. Сегодня независимая система отопления более популярна, но нужно знать, почему, чтобы обеспечить более эффективную и бесперебойную подачу тепла в радиаторы во всех помещениях. Сравним обе этих схемы, чтобы сделать соответствующие выводы. Независимая и зависимая схемы присоединения систем отопления

Зависимая схема отопления в доме

Работа такой схемы присоединения систем отопления к тепловым магистралям реализуется прямо или со станцией смешения, роль которой может выполнять коллектор. При непосредственном подключении теплоносителя к дому горячая жидкость, поступающая из всех труб отопления в доме, перемешивается прямо в котел отопления с теплоносителем, поступающим из обратки. Нужно понимать, что общая температура теплоносителя в этом варианте зависит не только от работы котла, но и от общей протяженности теплосетей, схемы подключения радиаторов и многих других факторов.

Из котла смешанный из труб подачи и обратки теплоноситель снова подается в радиаторы при помощи насосов или водоструйных элеваторов. Чтобы не ограничивать работу котла по температуре (а это особенно важно при большой длине трубопроводов), в теплоноситель добавляют жидкость с более низкой температурой, не позволяя горячей воде на определенных участках достигнуть точки кипения. Оптимальная температура жидкости в случае смешивания горячей и добавленной холодной жидкости – 70-80 0 С. Вода такой температуры и подается в радиаторы квартир и помещений.

Принципиальная схема зависимого отопления с насосом

Непосредственное или прямое подключение применяется в теплосетях с низкой температурой теплоносителя с двухконтурной системой и термостатами, установленными на радиаторах. В этих тепловых сетях значения температуры теплоносителя не меняются целый год. Контрольные приборы в таких теплосетях показывают необходимость потребителей в тепловой энергии, которая зависит от сезона, поэтому подача тепла регулируется автоматически при помощи электронных приборов, регулирующих подачу теплоносителя изменением мощности насосов.

Регулировка зависимой схемы теплоснабжения возможна только количеством горячей и холодной воды, которая будет смешиваться в котле. Циркулировать теплоноситель может как принудительно, так и естественным путем, из-за разницы давлений жидкости на отрезках подключения к узлам внешней отопительной системы. Таем самым определяется легкость в монтаже и обслуживании схемы зависимого подключения отопления с узлом смешения теплоносителя в составе.

Схема центрального отопления с зависимым подключением

Себестоимость зависимой схемы намного ниже независимого подключения из-за неприменения многих узлов, деталей и отдельных конструктивных систем. Зависимое отопление дома будет оптимальным выбором, если система отопления вместе с трубопроводом и отопительными приборами имеет возможность сравнять гидравлическое давление в магистрали до давления теплоносителя на внешнем магистральном трубопроводе.

Плюсы и минусы зависимой схемы подключения отопления

Достоинства:

1. Монтаж, эксплуатация и обслуживание зависимого отопления быстро окупаются за счет минимального комплекта составляющих и их простого устройства;

Одноконтурная зависимая схема теплоснабжения

Недостатки:

1. Нельзя организовать регулировку температуры в отдельных помещениях;
2. Применение в схеме только конкретного комплекта аппаратуры и деталей, которые подходят по техническим параметрам отопительной станции. Это способность выдержать высокое давление в трубах и магистрали, а также возможность переносить гидроудары при пуске системы;
3. Регулярная очистка магистрали и тепловой аппаратуры от минеральных отложений и наносов, присутствующих в теплоносителе, защита от воздействия кислорода на те же элементы и узлы, чтобы не допустить коррозии металла;
4. Высокое энергопотребление оборудования.

Независимое присоединение отопления

При монтаже отопительной системы по независимой схеме подключение узлов и элементов тепловой магистрали делается таким образом, чтобы теплоноситель в котле отопления сначала нагрелся до 130 0 С-150 0 С, а затем, пройдя через теплообменники, направился к магистрали с основным потоком теплоносителя. Основной поток нагретой жидкости циркулирует в замкнутом отопительном контуре, и с добавляемым потоком нагретой жидкости не смешивается.

Независимая схема подключения отопления

В тепловой станции устанавливается циркуляционный насос, который обеспечивает необходимое давление в магистрали. Энергосберегающая независимая схема отопления использует автоматические регуляторы температуры, насосы с регулировкой скорости вращения ротора, контрольные расходомеры тепла. Надежность независимая схема присоединения системы отопления обеспечивает себе использованием оригинального проекта для каждой схемы отопления, замкнутым циклом оборота теплоносителя с функцией переключения любого из потребителей на другие источники подачи тепла при аварии или ремонте. При таком устройстве теплосети крайне сложно вывести из строя всю магистраль.

Применяется независимое присоединение при недопустимости превышения критических значений гидравлического давления в магистрали по условиям прочности системных элементов и узлов. Главное условие надежной и бесперебойной работы схемы – давление теплоносителя во внешней тепловой магистрали должно быть больше давления в магистрали внутренней. При выполнении этого условия независимое отопление является наиболее надежной схемой. Независимое отопление частного дома

Также независимое подключение позволяет поддерживать циркуляцию нагретого теплоносителя в случае аварий или ремонтных работ в течение времени, достаточного для устранения причин поломки или проведения профилактических работ. То есть, потребители в любом случае не останутся без тепла в доме. Гидравлическое давление в трубах теплосети при независимом присоединении поддерживается отдельно от наружных конструкций отопительной системы.

В открытых тепловых системах независимая схема подключения используется для повышения качества теплоносителя, поступающего из котлов. Сама схема подключения организована таким образом, что горячий теплоноситель не перетекает сразу по радиаторам или батареям отопления, а попадает в отстойники.

Плюсы и минусы независимой схемы подключения отопления

Достоинства:

1. Глубокая регулировка температуры во всех отапливаемых помещениях возможна благодаря изолированности теплоносителя от котла системы отопления и постоянной поддержке требуемого давления в теплоцентрали;
2. Химический состав теплоносителя можно изменять по своему усмотрению;
3. Энергосбережение благодаря независимой схеме достигает 40%;
4. Теплоотдача радиаторов будет максимально эффективной даже при значительном удалении отапливаемых помещений друг от друга, от тепловой станции, при большой протяженности тепловой магистрали или при разбросе точек приема тепла;
5. Надежность;
6. Улучшение качества теплоносителя и, как следствие, качества ГВС.

Оборудование для обеспечения отопления по независимой схеме

Недостатки:

1. Большие расходы на монтаж и обслуживание отопительных приборов и систем;
2. Трудозатратный и дорогой ремонт.

Закрытые системы по любой схеме имеют одну особенность: в них котлы ГВС подключаются к теплоцентрали реализацией трех вариантов. Это параллельное, последовательное и смешанное подключение. Чтобы выбрать подходящий и оптимальный вариант, необходимо учитывать соотношение нагрузки для отопительной системы дома, и нагрузки на ГВС. Соотношение рассчитывается согласно графику температур при централизованном регулировании отдачи тепла в магистраль, который принят при расчете тепла по показаниям абонентских тепловых счетчиков.

Отопительный температурный график для систем отопления

В современных системах отопления зависимое подключение практически не используется из-за неэффективности и затратности содержания, поэтому независимое подключение отопления становится актуальным и лидирующим, несмотря на высокие первоначальные затраты при монтаже и пуско-наладке. При переходе на независимую схему изредка используется комбинированная схема подключения индивидуального теплового пункта (ИТП), в которой работают и зависимая, и независимая схемы присоединения отопления.

Энергонезависимость и выбор схемы отопления

Отопительные системы делятся на энергозависимые и энергонезависимые. При подключении электричества к системе отопления появляется больше возможностей в регулировке, контроле и усилении эффекта теплоотдачи магистрали и радиаторов. Для сравнения самых простых функций разных вариантов котлов ниже приведены два наиболее распространенных требования:

1. Энергонезависимые газовые приборы используют ручной розжиг подручными средствами или при помощи пьезоэлемента. Пламя в горелке регулируется механическим термоэлементом. При превышении заданного значения температуры главная горелка прекращает работу, но работает поддерживающий фитиль;
2. В энергозависимых котлах после отключения электричества газ перекрывается. Основная горелка разжигается электрическим импульсом, которого может и не быть в аварийных ситуациях. Также подключение к электросети необходимо для включения вентилятора наддува.

Твердотопливный котел в независимом подключении отопления

В местности с частыми аварийными ситуациями и отключением с электроэнергии лучше пользоваться энергонезависимым газовым или твердотопливным котлом, чтобы обеспечить постоянную подачу тепла в систему отопления дома.

Важно: Хотя и сегодня отопление по зависимой схеме присоединения организовать не составит труда, нужно помнить, что это – самая неэффективная схема, которая потребует не только единовременных затрат, но и постоянного ухода за оборудованием и контроля за параметрами системы.

Недостаток этого решения очевиден: такие котлы работают постоянно, поэтому они неэкономичны. А в случае с газовым котлом поддержание пламени в фитиле забирает до 20% всего газового объема, затрачиваемого на отопление.

Еще один минус такой схемы с газовым котлом – это оборудование без подключения к электросети не может контролировать температуру на улице с целью управления нагревом теплоносителя в зависимости от показаний наружного термостата. Поэтому организовать раздельное управление, длительно программирование и регулировку температуры в отдельно взятых помещениях не получится.