Зависимая схема подключения к тепловым сетям. Зависимая и независимая система отопления

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.

Безусловно, жизнь в своем доме имеет огромное количество преимуществ по сравнению с проживанием в квартире многоквартирного жилого дома: чистый воздух, отсутствие постоянно гремящих или надоедливых соседей, возможность создания всевозможного дизайна и интерьера, причем как внутреннего, так и внешнего. Большое значение при строительстве дома имеет правильно подобранная система отопления, в основе которой может быть как независимая, так и зависимая схема теплоснабжения. Что это такое и чем они отличаются - в нашей статье.

Принципиальное отличие двух схем

В первую очередь необходимо разобраться, что представляет собой независимая система отопления. Наверняка многие из вас подумают, что подобный блок представляется собой систему, которая способна функционировать без обеспечения ее электропитанием. Однако это не совсем так. Зависимая система отопления работает от централизованной магистрали, тогда как независимая, соответственно, функционирует за счет индивидуальных ресурсов.

Кроме этого, зависимая схема теплоснабжения в полном объеме подчинена источнику обеспечения ее энергоресурсами. Она представляет собой нагревательный котел, трубопроводный конур и систему радиаторов, которые совмещены с тепловой магистралью. Теплоноситель, в качестве которого, как правило, выступает горячая вода, в непрерывном режиме функционирует по системе, создавая в доме необходимые температурные условия. Такая обогревательная установка не позволяет осуществлять регулировку воды на подводе, а также домовладельцы вынуждены ждать окончания отопительного сезона, чтобы установка перестала функционировать. Подобная система отопления практикуется в подавляющем большинстве квартир вторичного жилого фонда, за исключением тех, где установлено индивидуальное отопление.

В новостройках в основном применяется автономная система отопления, что дает возможность жильцам самостоятельно определять температуру теплоносителя, время и окончание отопительного сезона.

Основные характеристики независимой обогревательной системы

Независимая схема присоединения системы отопления работает автономно и не зависит от централизованных энергоресурсов. Безусловно, установка подобного обогревательного узла обойдется в несколько раз дороже, чем устройство зависимого блока, но вместе с тем он обладает рядом преимуществ:

1. Использование технической воды в бытовых целях.
2. Несмотря на то, что приобретение и монтаж комплектующих, расходных материалов и функционального оборудования обойдется вам не так уж и дешево, экономия будет ощущаться на расходе топливных ресурсов.
3. Возможность регулировки и создания комфортных температурных условий для проживания.
4. Зависимая и независимая система теплоснабжения также отличается видом теплоносителя. В первом случае по магистрали циркулирует техническая вода, в которой присутствуют всевозможные примести (песок, соли и т.п.), которые со временем забивают контур, препятствуя полноценном перемещению теплоносителя. А это, в свою очередь, приводит к понижению температурного режима внутри отапливаемого помещения. Тогда как в случае с независимым обогревательным блоком, домовладелец может с легкостью использовать в качестве теплоносителя очищенную воду. Это позволит не только предупредить закупорку тепловой магистрали, но и продлить эксплуатационный срок функционального оборудования, используемого для устройства подобного блока.
5. Существует еще одно различие этих двух вариантов обогрева дома. Так, абсолютно все котельные, посредством которых обеспечивается централизованное отопление, работают за счет электричества и, как только происходят сбои в электропитании, вода в контуре начинает остывать. В свою же очередь независимая система обогрева может полноценно функционировать и без электроэнергетических ресурсов. Можно купить нагревательный элемент, работающий на твердых видах топлива. Такой агрегат представляет собой металлическую емкость, оборудованную терморегулятором и механическими регулировочными приборами. Этот вариант нагревательного блока позволит избежать привязки к централизованной газопроводной магистрали. Но вместе с тем существуют еще и некоторые сложности в использования оборудования подобного плана. Так, время от времени возникает необходимость в загрузке топливного сырья в поддувало. Поэтому с целью упрощения задачи опытные специалисты рекомендуют делать бункера и транспортеры, посредством которых осуществляется подача топливных материалов. В качестве энергоресурсов можно использовать деревянные спилы, ведь без электроэнергии, к сожалению, вам не удастся запустить транспортер.

В этом, собственно, и вся разница зависимой и независимой системы теплоснабжения. И если вы проживаете в большом частном доме то, наверняка оцените преимущества последнего способа обогрева жилья.

ВИДЕО: Разбор схемы отопления

Разновидности котлов

Правильно подобранный и установленный нагревательный котел - залог эффективно работающей отопительной системы!

Как правило, выбор нагревательного прибора основывается на специфике использования того или иного вида топлива. Встречаются также комбинированные варианты, позволяющие использовать два или три вида топлива в зависимости от его наличия и доступности.

Функционирующие на газу

Наиболее простой и популярный вариант для устройства отопительной системе частного дома. Во-первых, по сравнению с другими энергетическими ресурсами, газ является наиболее безопасным и выгодным. Во-вторых, подобное оборудование представляет собой автоматную установку, не требующую постоянного присутствия человека. Нужно только один раз настроить агрегат и можно на долгое время о нем вообще забыть.

Без централизованного газоснабжения такой агрегат долго не проработает. Крайне сложно и экономически нецелесообразно с завидной регулярностью менять баллоны, наполненные газом, для обеспечения полноценного обогрева помещения.

Электрокотлы

Такие модели подходят для обогрева частных домов, где нет возможности подключения к централизованному газопроводу. Но опять-таки, перебои в электропитании могут привести к охлаждению теплоносителя, что не совсем комфортно в зимнее время года. А на аккумулирующих приборах он вряд ли долго проработает. Да и к тому же, такой вариант обогрева обойдется не так-то уж и дешево.

Работающие за счет электродов

Вместо ТЭНа в таком оборудовании устанавливаются электроды, за счет которых осуществляется ионизация воды и, как следствие, ее прогрев. Этот вариант не так популярен, как предыдущий но вместе с тем он гораздо безопаснее и долговечнее.

Правда, такой аппарат придется регулярно переналаживать и постоянно следить за качеством поступающей воды, от которой во многом зависит эффективность работы узла.

Твердотопливные агрегаты

Наиболее качественный пример независимой системы отопления. Такие агрегаты также подразделяются еще на несколько видов в зависимости от типа топлива. Так, твердосплавные котлы могут работать на:

• дровах;
• каменном угле и коксе;
• гранулах, изготовленных из древесных отходов.

Кроме этого, существует еще такие модели, которые могут функционировать как на дровах, так и на угле. Также еще известны и такие комбинации как электричество + уголь, дрова + электричество и т.п.

Жидкотопливные котлы

Такое обогревательное оборудование работает на дизельном топливе. Его также можно смело назвать независимым источником тепла. Но вместе с тем, в отличие от предыдущего варианта, стоимость этого вида топлива с каждым годом становится все выше и выше, поэтому сегодня и не многие решаются обустраивать свои дома подобными обогревательными установками.

Как видим, отопление частного дома может быть выполнено с применением всевозможного оборудования и энергоресурсов. Выбор всегда остается за самим домовладельцем!

ВИДЕО: Пример отопления частного дома

Чтобы разобраться чем различается зависимая и независимая система отопления необходимо дать четкое определение этих понятий во избежание путаницы в дальнейшем:

• Независимость подразумевает изоляцию от внешней теплотрассы общественного назначения. Можно сказать, что реализуется двухконтурная сеть во избежание смешивания теплоносителей первой и второй стадии. Тепло передается в специальном устройстве, называемом теплообменником.

• Зависимость же заключается в отсутствии возможности самостоятельной регулировки температуры теплоносителя, запуска и остановки системы по индивидуальному графику согласно климатической обстановке. Жесткая привязка к пункту централизованного теплоснабжения, который регулирует параметры сети по своему усмотрению.

Каждый из двух вариантов обогрева имеет как индивидуальные преимущества, так свои недостатки, которые следуют из особенностей конструкции и принципа работы.

Независимая система отопления и ее виды

Независимая система отопления разделяется, в свою очередь, на два подвида по реализации способа циркуляции энергоносителя в трубопроводах:

1. Гравитационный, иначе именуемый энергонезависимым. Жидкость движется по трубам за счет различной плотности холодного и нагретого вещества. Поэтому разогретый носитель, поступающий из теплообменника, стремится вверх благодаря более низкому удельному весу, холодный же наоборот – оседает в самых нижних точках теплотрассы. Такая особенность предъявляет несколько жестких требований для возможности полноценного функционирования:

• Устройство теплообмена или водогрейный котел, если отопление автономное, нужно размещать в самой нижней точке здания. Если на этом этаже также установлены радиаторы, то придется оборудовать приямок ниже уровня пола.
• Все, горизонтально проложенные, трубопроводы должно крепить под уклоном в два-три градуса по направлению движения теплоносителя в трубе. То есть подача будет иметь положительный угол относительно общего вектора, а обратка – отрицательный.
• Для минимизации негативного влияния гидравлического сопротивления проходной диаметр труб должен быть большим. Для двухэтажного коттеджа с пятью-семью отапливаемыми комнатами достаточно будет диаметра в 35 миллиметров. Принцип больше-лучше здесь действует в полной мере.

1. Циркуляционный или энергозависимый. Теплоносители централизованной системы подачи и гидравлика теплораспределения ни имеют физического контакта друг с другом. Передача тепла от одной к другой происходит в так называемом теплообменнике, который представляет собой бак, в котором расположены трубки с циркулирующей по ним жидкостью. То есть, независимое подключение системы отопления реализует возможность гибкой подстройки температурного режима обогреваемых сооружений, упрощение модификации и расширения сети и экономить на затратах по обогреванию. Присутствуют и особенности:

• Стоимость постройки значительно превышает величину затрат на первый метод.
• Предъявляются повышенные требования к качеству теплоносителей вторичного контура.
• Практически всегда есть необходимость в непрерывном электроснабжении для обеспечения циркуляционного процесса.

Безопасность и эффективность независимых систем отопления

Чтобы иметь возможность экономить деньги на обогреве необходимо соблюсти несколько условий:

1. Разработать и согласовать проект в разрешительных органах. Без утвержденного ГИП и согласованного со всеми инстанциями проекта все модификации будут незаконными. Поэтому воспользоваться результатами не удастся.
2. Произвести монтаж или реконструкции существующего оборудования согласно проектного решения.
3. Установить счетчик тепловой энергии. Это позволить рассчитываться за полученную тепловую энергию именно в том объеме, в котором она была потреблена.
4. Обеспечить необходимый уровень автоматизации либо ручного регулирования. ТЭЦ не особо оперативно реагирует на температурные изменения погодных условий и могут продолжать кочегарить свои котлы на полную катушку. А через бак теплообмена невостребованная энергия будет передаваться в сети потребителей, открывающих окна и форточки от избыточной жары.

Монтаж и подключение независимой системы отопления

Монтажные работы по своей сложности ненамного сложнее гравитационной трассы. Из дополнительных мероприятий стоит отметить необходимость организации источника бесперебойного питания. Это даст возможность не остаться без тепла при отключении электричества и реализуется за счет автоматического включения аккумуляторного источника бесперебойного питания или электрогенератора на жидком топливе.

К тому же модернизации подвержены и действующие трассы централизованного типа путем разделения теплоносителей баком теплообмена, установкой насоса принудительной циркуляции и источника бесперебойного питания. Замена или демонтаж трубопроводов с радиаторами при этом не требуется.

В связи с тем, что требуется наличие определенного набора документов рекомендуется начинать именно с получения проектного решения. Такая последовательность позволяет избежать потери времени и излишних трат на материалы.

Система теплоснабжения служит одной из важнейших составляющих каждого жилого здания. Ее основная задача - обеспечение теплового комфорта для людей, находящихся в помещениях. Все системы центрального отопления подключаются по определенной схеме - зависимой или независимой. Данные системы теплоснабжения различаются по варианту их присоединения и имеют принципиальные различия. Независимая система отопления на данный момент набирает все большую популярность.

Независимая система отопления. Нажмите на фото для увеличения.

Присоединение по зависимой схеме

Оно может выполняться в двух вариантах: непосредственно или с применением узла смешения.
Если подключение выполняется по первому варианту, то перегретая вода из теплосетей смешивается в котле (в определенном объеме) с возвращающейся водой из системы отопления. Данным образом вода приобретает достаточную температуру, приблизительно до 100 0 . Ее величина зависит от мощности котла. Температура может быть и больше. Далее она поступает в источник обогрева. Тепловые пункты снабжаются насосными смесительными аппаратами и водоструйными элеваторами. Для создания оптимальной температуры воздуха в помещениях в трубопровод добавляют воду низкой температуры, снижая температурный режим. Второй вариант подключения подразумевает, что горячая и холодная вода перемешиваются, и жидкость теплоносителя с температурой 70-80 0 С направляется в отопительные радиаторы жилых зданий.

Зависимая схема подключения. Нажмите на фото для увеличения.

Непосредственное присоединение может быть использовано непосредственно в тепловых сетях низкой температуры, где выполнена двухтрубная система с радиаторными дросселирующими термостатами. Здесь параметры теплоносителей постоянны в течение года. Тепловые сети отражают изменения в спросе потребителей в тепловом объеме, через приборы, показывающие перепад давления на входах. С их помощью электронные регуляторы изменяют подачу общих насосов тепловой сети.

Регулировать данную систему можно только количественно. Циркуляция источника тепла зависимой схемы выполняется через отличия величин давления воды на участках присоединения к элементам наружной системы отопления. Зависимое подключение и его схема присоединения с узлом смешения воды конструктивно проста и легка в обслуживании.

Стоимость схемы весьма сокращается за счет исключения некоторых конструктивных элементов. Зависимая схема выбирается, если теплопотребляющая система, в том числе и система отопления (по санитарным и гигиеническим рекомендациям) допускает увеличение гидравлического давления до величины давления воды снаружи при выходе в теплопровод. Какое-то время зависимая схема пользовалась популярностью в России, благодаря соотношению своих плюсов и минусов.

Узел независимой системы отопления. Нажмите на фото для увеличения.

Преимущества и недостатки зависимой системы отопления

Преимущества:

• быстрая окупаемость;
• легкое и недорогое обслуживание.

Недостатки:

• отсутствие возможности регулировки температурного режима в помещениях;
• возможность использования только определенного оборудования системы, подходящего по требованиям станции (системы такого рода должны выдерживать высокое давление и гидравлические удары при запуске);
• требуется регулярное проведение мер по защите оборудования от жесткости солей, растворенных в теплоносителе, и кислородного воздействия, во избежание образования коррозии;
• перерасход потребляемых энергоресурсов.

Присоединение по независимой схеме

Независимая система отопления выглядит совершенно по-другому. Если присоединение элементов выполняется по независимой схеме, то вода в котле нагревается примерно до 150 0 , после чего через специальное теплообменное оборудование отправляется к основному теплоносителю. Основной теплоноситель служит для циркуляции в замкнутом контуре отапливаемого жилого дома. Вода в таком случае не смешивается.

Тепловой пункт оснащается циркуляционным насосом для обеспечения напора и водяными теплообменниками. Применение комплекса мер по энергосбережению системы: использование современных, электронных регуляторов температуры теплоносителя, циркуляционных насосов с регулируемой частотой вращения, приборов учета потребляемой тепловой энергии. Применение комплекса мер по обеспечению надежности работы: особое проектирование системы отопления всего населенного пункта, закольцовка их с возможностью аварийного переключения потребителей на различные источники теплового снабжения.

Принципиальная схема подключения по независимой системе. Нажмите на фото для увеличения.

Независимая схема присоединения применяется, если в инженерной схеме недопустимо увеличение гидравлического давления (из условия системной прочности). То есть величина давления воды в наружном трубопроводе должна быть больше величины давления во внутреннем трубопроводе. Помимо осуществления неизменяемого теплового гидравлического режима под внешними воздействиями, подбираемого для каждого здания отдельно, независимое отопление характеризуется повышенной надежностью.

Оно наделено возможностью сохранить циркуляцию с участием содержания в воде определенного количества тепла, в течение определенного промежутка времени, которого приблизительно хватит для ликвидации непредвиденных аварийных ситуаций при неисправностях наружного теплопровода.

Гидравлический режим присоединения при независимой схеме не зависит от внешних элементов инженерной системы. В открытых системах обеспечения теплом рассматриваемое присоединение системы отопления повышает качество воды, приходящей через установки горячего водоснабжения. При этом схема присоединения настроена так, что вода не проходит через отопительные приборы, служащие отстойниками для различного рода грязи.

Принцип работы независимой схемы. Нажмите на фото для увеличения.

Преимущества и недостатки независимой системы отопления

Преимущества:

• возможность гибкой регулировки температурного режима в помещениях (теплоноситель изолирован от котла теплоносителя системы отопления) путем поддерживания необходимого давления;
• возможность применения различного химического состава теплоносителя;
• получение эффекта энергосбережения, экономия тепла от 10 до 40%;
• возможность эффективной организации системы теплоснабжения при значительном удалении и территориальному разбросу потребителей;
• система отопления показывает высокий уровень надежности;
• улучшается качество воды горячего водоснабжения.

Недостатки:

• требуются огромные затраты на обслуживание;
• трудоемкий и дорогостоящий ремонт.

Элементы независимой системы отопления. Нажмите на фото для увеличения.

В закрытых системах, выполненных в зависимой или независимой схемах отопления, подогреватели горячего водоснабжения присоединяются к тепловой сети в основном по параллельному, смешанному и последовательному вариантам. При выборе оптимального варианта учитывается отношение максимальной нагрузки, рассчитанной для отопления, к нагрузке горячего водоснабжения, которое применяется в некоторых районах. Это делается с помощью температурного графика централизованного регулирования выпуска тепла, принятого в абонентских тепловых энергопотребляющих приборах.

Система отопления, в которой применяется зависимое присоединение, сейчас потеряла свое распространение. В современном строительстве применяется исключительно независимая схема отопления. В современном мире они имеют все важные преимущества современных систем теплоснабжения, несмотря на крупные финансовые затраты и вложения. Переход на независимое отопление происходит повсеместно. Иногда применяют комбинированную схему присоединения местного теплового пункта, используя при этом и зависимую, и независимую системы отопления.

ВОДЯНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Схема присоединения систем отопления к тепловым сетям зависит от: необходимости снижения потенциала на вводе; располагаемого перепада давлений на вводе; давления в обратной магистрали тепловой сети в точке присоединения системы отопления.

1. Непосредственное присоединение системы отопления к тепловой сети.

Без снижения температуры воды к тепловой сети непосредственно присоединяются системы отопления промышленных зданий, в которых по нормам допускается повышенная температура теплоносителя до 150 ºС (рис. 2.1 ).

Рис. 2.1 . Схема присоединения системы отопления к тепловой сети

2. Присоединение систем отопления через элеватор.

Максимальная температура воды в подающей линии тепловой сети, как правило, равна 150 ºС (СНиП), но в некоторых системах она достигает 170 – 190 ºС . Максимальная же температура воды в местной системе отопления по санитарно-гигиеническим нормам не должна превышать 95 – 105 ºС . Для понижения температуры воды в подающей линии системы отопления применяют элеваторы (рис. 2.2а ).

Рис. 2.2 . Схема присоединения системы отопления к тепловой

сети – а, конструктивная схема элеватора – б: 1 – сопло

элеватора; 2 – камера смешения; 3 – горловина

Элеватор выполняет две функции – служит смесителем и побудителем циркуляции в системе отопления. Элеватор был разработан профессором Чаплиным в 20-х годах и с тех пор широко применяется в стране (рис. 2.2б ).

Достоинства : простота конструкции и надежность в работе. Коэффициент смешения:

Требуемый коэффициент смешения элеватора обеспечивается при колебаниях давлений на вводе; изменения его очень незначительны.

Недостатки : малый КПД (10-15 %) и невозможность присоединения в концевых участках тепловой сети при малых перепадах давлений, недостаточных для работы элеватора; при аварии в тепловой сети невозможно обеспечить автономную циркуляцию воды в местных системах отопления, что при низких температурах наружного воздуха приводит к сильному выстыванию помещений; постоянное равенство жестко связывает гидравлический и температурный режимы в местных системах отопления и тепловых сетях. При высоких температурах наружного воздуха (перелом), что не позволяет уменьшать G тс воды в системе отопления. При постоянном коэффициенте смешения при уменьшении G тс уменьшается G под, следовательно уменьшается G о, что приводит к разрегулировке систем отопления.

Располагаемый напор перед элеватором:

, м в.ст, (2.2)

где ΔР С – потери давления в системе отоплени, м в.ст.

Если ΔР С = 1 м в.ст, U = 1, следовательно ΔР Э = 6 м в.ст.

Для устранения недостатков в последние годы разработаны и применяются элеваторы с регулируемым соплом, т.е. элеваторы с переменным регулируемым сечением сопла.

Рис. 2.3 . Конструктивная схема элеватора с регулируемым соплом:

1 – сопло; 2 – камера смешения; 3 – горловина;

4 – регулирующая игла; 5 – исток регулирующей иглы;

6 – механизм для перемещения иглы

Такие элеваторы позволяют в определенных пределах изменять коэффициент подмешивания.

Значительно большие возможности по регулированию системы отопления имеет схема присоединения со смесительными насосами. Насос может быть расположен на подаче, на обратке и на перемычке между Т1 и Т2 .

3. Насос на перемычке.

Рис. 2.4 . Схемы регулирования систем отопления

Насос, установленный на перемычке, забирает воду из обратной линии системы отопления и подает ее на смешение с горячей водой, поступающей из тепловой сети (рис. 2.4а ).

При аварийном отключении тепловой сети, насос осуществляет циркуляцию воды в местных системах отопления, чем предотвращает ее замораживание в течении относительно длительного периода (8-12 ч ): G н = G подм; ΔН н = ΔН АВ

4. Насос на подаче или обратке.

В концевых участках тепловой сети, где обычно применяются схемы присоединения со смесительным насосом, разность напоров не только мала, но и подвержены суточным и сезонным колебаниям. Эти колебания иногда настолько значительны, что могут привести к недополучению необходимого количества сетевой воды и теплоты потребителям. Именно в этих случаях установка насоса на подаче или обратке позволяет при работе насоса получить дополнительную необходимую циркуляцию (рис . 2.4.б ).

Большее применение имеет схема с насосом на обратке, т.к. в концевых участках тепловой сети, где наиболее употребимы эти схемы, часто давления в обратной магистрали повышены. Однако в этих случаях следует учитывать возможную остановку циркуляционного насоса и не допускать при этом превышения давления в системе отопления выше рабочего. Если давление в системе отопления при остановке насоса превысит Р раб. , надежнее применять независимую систему отопления.

При теплоснабжении высоких зданий или расположенных на высоких отметках местности иногда применяют схему с насосом на подаче (рис. 2.4в ), но, как правило, в этом случае следует отдать предпочтение тоже независимой схеме: G н = G о.

Наличие насосов в этих схемах позволяет проводить более совершенное регулирование системы отопления.

Для установки допускаются только малошумные бесфундаментные насосы.

Для упрощения и уточнения регулирования системы отопления должны иметь пологую характеристику. В этом случае независимо от количества подаваемой воды из сети система отопления будет работать с постоянным расходом циркуляционной воды, что обеспечит правильное распределение ее по стоякам и нагревательным приборам.

Рис. 2.4 . График работы насоса: 1-характеристика насоса;

2-характеристика сети.

При всех схемах насосного смешения отключение насоса приводит к поступлению в систему отопления горячей воды из тепловой сети, что может привести к ее повреждению. Правда, количество поступающей воды будет небольшим, т.к. потери напора в системе в несколько раз превышают потери напора в перемычке у насоса. Необходимо предусматривать защитное устройство, которое бы полностью отключало систему отопления при полной остановке насосов.

Необходимо устанавливать с рабочим и резервный насос.

Все эти недостатки насосных систем привели к созданию схемы, сочетающей и элеватор и насос (рис. 2.4г ).

5. Схема с элеватором и насосом.

В этом случае выход из строя насоса приведет к снижению коэффициента смешения, но не снизит его до нуля, как при схемах с чисто насосным смешением.

Эти схемы могут быть применены, когда разность напоров перед элеватором ΔН ЭЛ не может обеспечить необходимый коэффициент смешения, но не менее 5 м .в.ст.

С помощью этой схемы можно осуществить ступенчатое регулирование температуры подаваемой воды в зоне перелома. Длительность переломного периода от 0-10 ºС может достигать 1000 и более часов за отопительный период. Перерасход теплоты на отопление в этот период из-за подачи воды в сеть с температурой 70-75 ºС нежелателен.

Установка насоса на вводе с нормально работающим элеватором позволяет при включении насоса повысить коэффициент смешения, а значит снизить температуру t 1 в системе отопления.

6. Схема с регулятором давления.

При проектировании системы отопления встречаются случаи, когда напор в обратной линии тепловой сети оказывается ниже необходимого гидростатического давления для системы отопления.

В этом случае на обратке устанавливают регулятор давления РД (рис. 2.6 ), который и должен создать необходимый подпор в системе отопления с запасом 5 м (из условия заполнения системы отопления водой в статическом режиме).

Расчетный перепад перед элеватором ΔН ЭЛ должен определяться с учетом потерь в регуляторе давления.

Рис. 2.6. Схема подключения системы отопления к тепловой сети с РД

на обратке

Регулятор давления может предотвратить спуск воды из системы отопления через обратку при остановке тепловой сети. Чтобы полностью сохранить воду в системе отопления на подаче устанавливают обратный клапан.

7. Безэлеваторные системы.

Во всех рассмотренных схемах присоединения системы отопления существует гидравлическая и типовая связь между тепловой сетью и местными системами отопления. Поэтому все эти системы получили название «зависимые».

Основным недостатком зависимых систем является именно гидравлическая связь тепловой сети с нагревательным прибором абонентских установок, которые, как правило, имеют пониженную прочность (механическую), что ограничивает пределы допустимых давлений тепловой сети: чугунные радиаторы – Р доп = 60 м ; стальные радиаторы – Р доп = 100 м ; конвекторы – Р доп = 160 м. Превышение указанных давлений может привести к авариям.

Это снижает надежность и усложняет эксплуатацию систем теплоснабжения, т.к. при большом протяженности сетей и большом количестве абонентов потери давления в сети колеблются и изменяются в широких пределах. При этом уровень давлений в сети часто превышает допустимый для абонентов.

В тех случаях, когда разность между Р доп нагревательного прибора и Р расч в тепловой сети невелика, даже небольшое увеличение давления в обратке тепловой сети может привести к разрыву нагревательных приборов в системе отопления. Поэтому по условиям надежности работы систем теплоснабжения независимая схема присоединения является предпочтительной.

В тех же случаях, когда давление в тепловой сети в статических условиях превышает Р доп абонентов, применение независимой схемы присоединения является обязательным.

8. Независимая схема присоединения.

Рис. 2.7. Независимая схема присоединения системы отопления к

тепловой сети: 1 – линия подпитки системы отопления из

обратки тепловой сети

При независимых схемах система отопления присоединяется к тепловой сети через поверхностный подогреватель. Система отопления в этом случае работает под давлением собственного расширительного сосуда. Если система отопления рассчитана на работу с Δt = 105-70 ºС , то во избежании вскипания воды расширительный бак должен быть поднят над системой отопления на 2,5-3 м .

При системе отопления с опрокинутой циркуляцией это можно не предусматривать. Чтобы избежать накипеобразование в водонагревателе, рекомендуется подпитку системы отопления производить из обратной линии тепловой сети (рис. 2.7 ), в которой циркулирует умягченная и деаэрированная вода.

При нормальной эксплуатации системы отопления утечки воды в ней незначительны, что дает возможность заполнять расширительный бак не чаще 1 раза в месяц. Заполнение расширительного бака производится по перемычке, выполняемой для надежности с двумя кранами.

Основа данной схемы: наличие в схеме подогревателя позволяет осуществить более рациональный режим регулирования отопительной нагрузки. Это целесообразно при наличии в графике центрального регулирования зоны постоянных температур сетевой воды при положительной температуре наружного воздуха. Эта схема позволяет осуществлять регулирование пропусками по сетевой воде, т.к. работа циркуляционного насоса позволяет не прерывать отопление помещений, продолжая его на постепенно уменьшающейся температуре воды.

К недостаткам схемы относятся: а) наличие дополнительного дорогого оборудования: подогреватель, циркуляционный насос, расширительный бак и т.д.; б) увеличение размеров теплового пункта; в) дополнительные расходы на обслуживание и ремонт оборудования; г) увеличенные расходы на электроэнергию; д) увеличение удельного расхода воды в тепловой сети и увеличение Т2 в среднем на 3-4 ºС .