Тепловой узел: виды, эксплуатация, установка

Преимущества и недостатки воздушного отопления

Чтобы определиться с выбором, рассмотрим особенности использования таких систем в частных домах:

Отопление частного дома, в роли нагревательного элемента выступает камин.

Ориентировочный срок службы – 30 лет. Обычно через пару лет затраты на ВО полностью окупаются владельцам. Отсутствие протечек и риска перемерзания труб, высокий показатель КПД, отсутствие промежуточных элементов передачи и низкое потребление энергии. Вентиляторы могут «сотрудничать» с обычной печью и подавать во все помещения теплый воздух. Известный пример – каминное воздушное отопление частного дома. Фильтры и ионизаторы способны очищать воздух от запахов и устранять вредоносные частицы. Система создает оптимальный микроклимат, производя дополнительное увлажнение воздуха или просушки в зависимости от особенностей климата и помещения. В летнее время можно охлаждать комнату при помощи воздуховодов с дополнительной тягой, которые подают прохладный воздух. Если вас нет дома, система работает на минимуме и быстро набирает температуру при необходимости. Главным недостатком является необходимость в электропитании системы принудительной циркуляции и необходимость в резервном питании, если намечаются перебои с подачей электроэнергии. Подспорье для установки системы закладывают лишь при строительстве здания или проводят сложный ремонт с последующим монтажом. ВО довольно требовательно к ремонту и обслуживания, при регулярном использовании сложно провести полноценную модернизацию.

Разбор схемы

Как вы поняли, узел состоит из фильтров, элеватора, контрольно-измерительных приборов и арматуры. Если вы планируете самостоятельно заниматься установкой этой системы, то стоит разобраться со схемой. Подходящим примером будет многоэтажка, в подвальном помещении которой всегда стоит элеваторный узел.

На схеме элементы системы отмечены цифрами:

1, 2 – этими цифрами обозначены подающий и обратный трубопроводы, которые установлены в теплоцентрали.

3,4 – подающий и обратный трубопроводы, установленные в системе отопления постройки (в нашем случае это многоэтажный дом).

6 – под этой цифрой обозначены фильтры грубой очистки, которые также известны как грязевики.

В стандартный состав этой системы отопления входят приборы контроля, грязевики, элеваторы и задвижки. В зависимости от конструкции и назначения, в узел могут добавляться дополнительные элементы.

Интересно! Сегодня в многоэтажных и многоквартирных домах можно встретить элеваторные узлы, которые оснащены электроприводом. Такая модернизация нужна для того, чтобы регулировать диаметр сопла. За счет электрического привода можно корректировать тепловой носитель.

Стоит сказать, что с каждым годом коммунальные услуги дорожают, это касается и частных домов. В связи с этим производители систем снабжают их устройствами, направленными на сбережение энергии. К примеру, теперь в схеме могут присутствовать регуляторы расхода и давления, циркуляционные насосы, элементы защиты труб и очистки воды, а также автоматика, направленная на поддержание комфортного режима.

Также в современных системах может быть установлен узел учета тепловой энергии. Из названия можно понять, что он отвечает за учет потребления тепла в доме. Если это устройство отсутствует, то не будет видна экономия. Большинство владельцев частных домов и квартир стремятся поставить счетчики на электроэнергию и воду, ведь с ними платить приходится значительно меньше.

Виды воздушного отопления

В воздушной системе, как и в водяной, теплоноситель может приводиться в движение двумя способами:

За счет конвекции (гравитационная система)

Здесь в качестве двигателя используется только сила Архимеда, заставляющая нагретый воздух, плотность которого уменьшается, всплывать, то есть двигаться вверх.
Для этого достаточно расположить теплогенератор ниже самого низкого потребителя – и все, воздух будет следовать куда нужно сам по себе.

У этого способа есть три недостатка:

мощность конвективного потока не слишком велика, поэтому установить фильтр не получится; по той же причине легкий сквозняк может нарушить подачу теплого воздуха.

Воздух приходится нагревать достаточно сильно, иначе архимедова сила не сможет преодолеть аэродинамическое сопротивление воздуховодов.

При помощи вентилятора (принудительная подача)

Такая система сквозняков не боится, а теплогенератор в ней можно размещать на любом уровне. К тому же воздух можно подогревать лишь слегка, что очень удобно в период межсезонья. Сечение воздуховодов можно уменьшить, так как их аэродинамическое сопротивление теперь не имеет значения.

За все эти достоинства придется платить как в прямом смысле (вентилятор и приводящая его в действие электроэнергия стоят денег), так и в переносном – система становится энергозависимой.

Кроме того, воздушное отопление может быть прямоточным и рециркуляционным.

Схема элеваторного узла отопления

Теплоноситель в системах центрального теплоснабжения проходит по тепловому пункту до того, как попасть непосредственно в секции радиаторов каждой квартиры и отдельного помещения. В таком узле вода приводится к расчетной температуре, а баланс обеспечивается благодаря тому, что правильно работает схема элеваторного узла отопления. В подвале любого многоэтажного дома, отапливаемого по центральной магистрали, можно найти такой элеватор.

Принцип работы узла

Разбираясь, что такое элеватор, стоит отметить необходимость этого комплекса для соединения с его помощью тепловых сетей и частных потребителей. Тепловой узел – это модуль, выполняющий функции насосного оборудования. Чтобы увидеть, что такое элеватор в системе отопления, необходимо опуститься в подвал практически любого многоквартирного дома. Там среди запорной арматуры и измерителей давления удастся обнаружить искомый элемент отопительной системы (схема указана на рисунке ниже).

Выясняя, элеватор, что это такое, стоит определить его функционал по выполняемым задачам. В их число входит перераспределение давления изнутри отопительной системы, при этом выдается теплоноситель с допустимой температурой. Фактически объем воды удваивается, перемещаясь по магистралям от котельной. Такой эффект достигается при наличии воды в отдельном герметизированном сосуде.

Температура теплоносителя, поступающего из котельной, обычно находится в пределах 105-150 0 С. Использовать его с данным параметром в бытовых условиях не представляется возможным по соображениям безопасности.

Нормативными документами регламентировано граничное температурное значение для теплоносителя, которое должно составлять не более 95 0 С.

Для справки. В настоящее время активно обсуждается вопрос о снижении температуры горячей воды с 60 0 С, предусмотренной СанПин, до 50 0 С, мотивируя это необходимостью экономить на ресурсах. Как отмечают эксперты, такую минимальную разницу потребитель не заметит, а для того, чтобы ежесуточно проводилась надлежащая дезинфекция воды в трубах, рекомендуется повышать ее до 70 0 С. Насколько эта инициатива рациональна и обдумана, пока рано судить. Изменения в СанПин еще не внесены.

Возвращаясь к теме элеватора системы отопления, отметим, что температуру в системе обеспечивает именно он. Благодаря данным действиям удается снизить риски:

• с чрезмерно перегретыми батареями легко получить ожег;
• радиаторы отопления не всегда способны выдерживать длительное время воздействие повышенной температуры теплоносителя под давлением;
• разводка из полимерных или металлопластиковых труб не предусматривает их применение с таким горячими теплоносителями.

Чем удобен именно этот узел

Элеваторный узел в любом многоквартирном доме

Можно услышать мнение о том, что было бы удобнее не использовать элеватор отопления с таким принципом работы, а подавать напрямую воду меньшей температуры. Однако, это мнение ошибочное, ведь придется существенно повысить диаметры магистралей для передачи более холодного теплоносителя.

Фактически, грамотная схема теплового узла отопления позволяет подмешивать в подающий объем воды часть объема из обратки, который уже остыл. Хотя в некоторых источниках элеваторный узел системы отопления относят к устаревшему гидравлическому оборудованию, но он доказал свою эффективность в работе. Более современными приборами, используемыми вместо схемы элеваторного узла, являются следующие типы:

• пластинчатый теплообменник;
• смеситель с трехходовым клапаном.

Функционирование элеватора

Рассматривая, элеваторный узел системы отопления, что это такое и как работает, стоит отметить, что у рабочей конструкции есть сходство с водяными насосами. Однако, эксплуатация не требует передачи энергии из других систем. Свою надежность он проявляет при определенных условиях.

Снаружи базовая часть аппарата внешне схожа с гидравлическим тройником, смонтированным на обратной ветке. Однако, сквозь стандартный тройник теплоноситель безболезненно проникал бы в обратку без прохождения по радиаторам. Такое поведение являлось бы бессмысленным.

Стандартная схема элеватора

В классической схеме элеваторного узла системы отопления присутствуют следующие составные части:

• Предкамера, подающая труба, на конце которой расположено сопло определенного диаметра. В нее поступает теплоноситель из обратки.
• В выходной части вмонтирован диффузор. Он передает воду потребителям.

Сегодня встречаются узлы, где диаметр сопла регулируется электрическим приводом. Это дает возможность оптимизировать температуру теплоносителя в автоматическом режиме.

Выбор узла с электроприводом основан на том, что можно изменять коэффициент смешения теплоносителя в пределах 2-5, что невозможно в элеваторах, где диаметр сопла не регулируется. Таким образом система с регулируемым соплом позволяет значительно экономить на отоплении, что возможно в домах, где установлены центральные счетчики.

Как работает схема теплового узла

В целом принцип работы можно описать таким образом:

• вода перемещается по магистрали от котельной к входу в сопло;
• во время прохода по небольшому диаметру существенно повышается скорость рабочего теплоносителя;
• формируется район с небольшим разряжением;
• за счет образовавшегося вакуума вода подсасывается из обратки;
• турбулентные потоки однородной массой отправляются к выходу сквозь диффузор.

Более подробно можно все рассмотреть на рабочей схеме.

Для эффективной работы системы, в которой задействована схема элеваторного узла системы отопления, нужно обеспечить величину по значениям давления между подачей и обраткой больше, чем значение расчетного гидросопротивления.

Недостатки системы

Кроме позитивных качеств, тепловой узел или схема теплового узла имеют определенный недостаток. Он заключаются в следующем. Элеватор системы отопления не имеет возможности проводить регулировку выходной температурной смеси. В такой ситуации понадобится замерить разогретый теплоноситель из магистрали или от обратного трубопровода. Понижать температуру удастся лишь при изменении габаритов сопла, что конструкционно не получается сделать.

В некоторых случаях спасают элеваторы, имеющие электропривод. В их конструкцию входит механический привод. Данный узел приводится в действие с помощью электрического привода. Таким способом удается варьировать в диаметре сопла. Базовым элементом такой конструкции является дроссельная иголка, имеющая конусный вид. Она входит в отверстие по внутреннему диаметру конструкции. Перемещаясь на определенное расстояние, ей удается корректировать температуру смеси именно за счет изменения диаметра сопло.

На валу бывает смонтирован как привод ручной в виде рукоятки, так и запускаемый дистанционно электроприводной движок.

За счет таких модернизированных решений котельная в подвале не претерпевает значительных дорогостоящих переоборудований. Достаточно смонтировать регулятор, чтобы получить современный тепловой узел.

Неисправности

В большинстве случаев поломки вызваны следующими факторами:

• засорение оборудования;
• постепенное увеличение диаметра сопло в процессе эксплуатации, в результате чего температуру теплоносителя сложнее контролировать;
• забитые грязевики;
• поломка арматуры;
• выход из строя регуляторов и т.д.

Определить поломку этого устройства несложно, она сразу сказывается на температуре теплоносителя и на ее резком перепаде. При незначительных отклонениях от нормы, скорее всего, речь идет о засорении или небольшом увеличении диаметра сопло. Если перепад очень значительный (более 5 градусов), тогда уже нужно проводить диагностику и вызывать специалиста для ремонта.

Диаметр сопло увеличивается либо в процессе коррозии при контакте с водой, либо в результате непроизвольного сверления. И то, и другое в итоге приводит к разбалансировке системы и должно быть устранено незамедлительно.

Нужно знать, что современные модернизированные системы могут эксплуатироваться с узлами учета потребления электроэнергии. При отсутствии данного устройства в цепи отопления тяжело добиться экономичного эффекта. Установка же счетчиков тепла и горячей воды позволяет существенно снижать коммунальные платежки.

Модели на базе теплообменника

Существует еще одна разновидность теплового узла частного дома — на основе теплообменника. В таком случае к устройству присоединен специальный теплообменник, который разделяет жидкость из теплотрассы от жидкости в помещении. Подобная функция необходима для дополнительной подготовки теплоносителя с помощью различных присадок и фильтрующих устройств. Схема расширяет возможности в регулировке давления и температурного режима теплоносителя внутри здания. Таким образом затраты на отопление постройки существенно снижаются.

Для подмешивания воды с разной температурой необходимо использовать термостатические клапаны. Подобные системы нормально взаимодействуют с радиаторами из алюминия, но чтобы последние прослужили максимально долго, необходимо тщательно выбирать теплоноситель, отказываясь от низкокачественного сырья. Конечно же, уследить за качеством жидкости проблематично, поэтому лучше отказаться от этого материала, отдав предпочтение биметаллическим или чугунным радиаторам.

Схема подключения ГВС подразумевает использование теплообменника. Такой метод обеспечивает массу плюсов, включая:

1. 1. Возможность регулирования температуры воды.
2. 2. Возможность изменения давления горячего теплоносителя.

К сожалению, многие управляющие компании не следят за температурой теплоносителя, а иногда даже занижают ее на несколько градусов. Среднестатистический потребитель практически не заметит такие изменения, но в масштабах целого дома — это экономия внушительных сумм денежных средств.

Клапан трехходовой

При необходимости разделить поток теплоносителя между двумя потребителями применяется клапан трехходовой для отопления, который может работать в двух режимах:

• 
  постоянный режим;
• переменный гидрорежим.

Трехходовой кран устанавливается в тех местах контура отопления, где может возникнуть необходимость разделить или полностью перекрыть поток воды. Материал крана – сталь, чугун или латунь. Внутри крана находится запорное устройство, которое может быть шаровым, цилиндрическим или конусным. Кран напоминает тройник и в зависимости от подключения трехходовой клапан на системе отопления может работать как смеситель. Пропорции смешивания можно менять в широких пределах.

Применяется шаровой кран в основном для:

1. регулировки температуры теплых полов;
2. регулировки температуры батарей;
3. распределения теплоносителя на два направления.

Существуют два типа трехходовых кранов – запорные и регулировочные. В принципе они практически равнозначны, но запорными трехходовыми кранами труднее плавно регулировать температуру.

Запорная арматура и грязевик

Запорные устройства отсекают систему отопления дома от тепловой сети. Грязевик при этом обеспечивает защиту элементов теплосчетчика и тепловой сети от грязи, которая присутствует в теплоносителе.

Расходомер

Расходомер, установленный в тепловой узел, выполняет функцию преобразователя расхода. На участке измерения (до и после расходомера) рекомендуется устанавливать специальные задвижки, благодаря которым будет упрощено проведение сервисных и ремонтных работ.

Поступив в подающий трубопровод, теплоноситель направляется в расходомер, а затем уходит в отопительную систему дома. Далее охлажденная жидкость возвращается в обратном направлении по трубопроводу.

Термодатчик

Данное устройство монтируется на обратном трубопроводе совместно с запорной арматурой и расходомером. Такое расположение позволяет не только измерять температуру циркулирующей жидкости, но и ее расход на входе и выходе.

Расходомеры и термодатчики подключаются к теплосчетчикам, которые позволяют производить расчет потребленного тепла, хранение и архивацию данных, регистрацию параметров, а также их визуальное отображение.

Как правило, тепловычислитель размещается в отдельном шкафу со свободным доступом. Кроме того, в шкафу можно устанавливать дополнительные элементы: источник бесперебойного питания или модем. Дополнительные устройства позволяют обрабатывать и контролировать данные, которые передаются узлом учета дистанционно.

Допуск к эксплуатации

При допуске теплового узла к эксплуатации проверяется соответствие заводского номера прибора учета, который указан в его паспорте и диапазона измерений установленных параметров теплосчетчика диапазону измеряемых показаний, а также наличие пломб и качество монтажа.

Эксплуатация теплового узла запрещена в следующих ситуациях:

• Наличие врезок в трубопроводы, которые не предусмотрены проектной документацией.
• Работа прибора учета за пределами норм точности.
• Присутствие механических повреждений на приборе и его элементах.
• Нарушение пломб на устройстве.
• Несанкционированное вмешательство в работу теплового узла.

Возможные проблемы

Тепловая система дома – механизм сложный. Какие-нибудь поломки и неисправности неизбежны. Но чаще всего проблемы возникают в теплоузле, а именно – поломки элеватора. Причины механического характера: изъяны запорного оборудования, засор фильтров. Из-за этого возникает температурная разница в трубах до и после прохождения элеватора. Если разница не большая, то проблема не серьезная: следует всего лишь прочистить элеватор. В противном же случае необходим ремонт.

Важно! В случае возникновения любой неполадки необходимо продиагностировать всю систему отопления.

Как уже упоминалось в статье, элеваторные узлы – технология устаревающая. Постепенно в многоквартирных домах их заменяют автоматическими теплоузлами, которые не требуют постоянного контроля со стороны человека и все показатели регулируют сами.

Недостатком таких систем отопления является высокая стоимость и, как любое автоматизированное устройство, работает она на электричестве.

Однако в схему одноконтурных узлов встраивают приборы, которые дают возможность регулировать температуру и давление в поступающем теплоносителе. Таким образом позволяет людям экономить средства при оплате коммуналки.

Классификация систем теплоснабжения по способу организации систем отопления

По способу организации систем отопления в МКД системы теплоснабжения подразделяются на:

Зависимые системы теплоснабжения – системы, в которых вода нагревается и поставляется в систему отопления и ГВС напрямую, то есть в радиаторах отопления и в кранах – одна и таже.

Независимые системы теплоснабжения – системы, в которых теплоноситель в тепловых сетях отдает тепло внутренней системе отопления многоквартирного дома через пластинчатый теплообменник.

Классификация систем теплоснабжения по способу организации ГВС (горячего водоснабжения)

В такой классификации системы теплоснабжения подразделяются на:

Закрытые системы теплоснабжения – вода на горячее водоснабжение забирается из водопровода и нагревается через теплообменник сетевой водой.

В открытой системе теплоснабжения вода на ГВС забирается непосредственно из тепловой сети.

Правила и нормативы, применяемые в системах теплоснабжения МКД

Организация системы теплоснабжения многоквартирного здания жестко регламентируется законодательными актами и нормами СанПиН.

Так, согласно СанПиН 2.1.4.2496-09:

«Температура горячей воды в местах водоразбора независимо от применяемой системы теплоснабжения должна быть не ниже 60 °С и не выше 75 °С».

Температура горячей воды должна быть более 60 градусов Цельсия для ее дезинфекции от вирусов и бактерий, которые могут выживать при меньших показателях температуры, но погибают при значениях выше этой цифры.

С другой стороны, использование воды, нагретой выше 75 градусов – недопустимо, поскольку может привести к ожогам.

Согласно постановлению Правительства РФ от 6 мая 2011 года N 354 «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов»:

1. Система отопления должна обеспечивать нормативную температуру воздуха:

a. в жилых помещениях — не ниже +18 °С (в угловых комнатах +20 °С);

b. в районах с температурой наиболее холодной пятидневки -31 °С и ниже от +20°С (в угловых комнатах от +22°С);

c. в других помещениях, в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации о техническом регулировании.

2. Система отопления должна обеспечивать допустимое превышение нормативной температуры не более 4 °C;

3. Допустимое снижение нормативной температуры в ночное время суток (от 0.00 до 5.00 часов) — не более 3°C;

4. Снижение температуры воздуха в жилом помещении в дневное время (от 5.00 до 0.00 часов) не допускается.

Ремонт и обслуживание систем теплоснабжения

В зависимости от источника теплоснабжения, ремонт и обслуживание систем теплоснабжения многоквартирного здания производится по-разному.

При централизованной системе теплоснабжения ежегодно производится техническое обслуживание, в которое входят следующие мероприятия:

· Гидравлические испытания тепловых узлов, тепловой сети, системы отопления, системы ГВС;

· Промывка системы отопления;

· Ревизия оборудования систем теплопотребления;

· Диагностика, ремонт и обслуживание узла учета тепловой энергии;

· Текущий ремонт систем теплопотребления;

· Промывка теплообменного оборудования.

При местной децентрализованной системе теплоснабжения:

· Обслуживание котельного оборудования;

· Гидравлические испытания тепловых узлов, системы отопления, системы ГВС;

· Ежегодная промывка системы отопления;

· Ревизия оборудования систем теплопотребления (проверка манометров, термометров, набивка сальниковых уплотнений на задвижках);

· Текущий ремонт систем теплопотребления (в соответствии с дефектными ведомостями);

· Промывка теплообменного оборудования;

· Осмотр и ревизия теплообменного оборудования, насосного оборудования;

· Подкачка давления в расширительном баке;

· Обслуживание и ремонт газового оборудования.

При индивидуальный децентрализованной системе теплоснабжения проводится комплекс работ необходимых для поддержания в эксплуатационном состоянии оборудования системы теплоснабжения:

· Проверка на герметичность системы отопления и ГВС;

· Проверка предохранительных клапанов;

· Подкачка давления в расширительном баке;

· Мониторинг насосного оборудования.

К обязательным мероприятиям в данном случае также относится обслуживание газового оборудования.

Заключение

Из этой статьи вы могли больше узнать о том, что такое тепловой узел и система учета тепла. Как видите, это обязательная вещь для многоэтажных домов. Благодаря контролю температуры теплоносителя внутри, можно отрегулировать ее до оптимального показателя. Это позволит сэкономить средства на отоплении и продлить эксплуатационный срок ваших отопительных приборов. Кроме того, хочется сказать, что устанавливать такие узлы можно и для частного дома, если он подключен к централизованному отоплению. Хотя система обойдется вам в копеечку, но вы сможете обеспечить максимальный уровень комфорта в дальнейшем.

О значении теплового пункта в общей системе теплоснабжения много говорить не надо. узлов задействованы как в сети, и так и в системе внутреннего потребления.