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.

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.

Достоинства элеватора:

• 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.

Недостатки элеватора:

• 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

Применяется:

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.

Присоединение сетей теплопотребления к водяным тепловым сетям определяют видом тепловой нагрузки, температурным и пьезометрическим графиком работы тепловой сети. Присоедине-ние потребителей к тепловым сетям происходит в центральных и индивидуальных тепловых пунктах.

Различают следующие виды присоединения систем отопления: непосредственное, зависимое, независимое.

Непосредственное присоединение показано на рис а. Если параметры системы отопления совпадают с параметрами тепловой сети, систему отопления присоединяют к тепловой сети непосред-ственно, без установки какого-либо промежуточного устройства.

Зависимое присоединение. Если для системы отопления требу-ется более низкая температура, чем в тепловой сети, а давление в точке присоединения ниже допустимого, то применяется зависи-мое присоединение. Температура теплоносителя снижается сме-шением сетевой воды с обратной водой системы отопления.

Для смешения применяют водоструйные насосы (элеваторы) или насосы. Наибольшее распространение в качестве смеситель-ного устройства получил элеватор (б). При применении элеваторов вследствие их большого сопротивления повышается гидравлическая устойчивость тепловой сети. Кроме того, элеватор является чрезвычайно простым устройством, не имеющим движу-щихся частей, поэтому он надежен в эксплуатации, имеет большой срок службы, затраты на его обслуживание минимальны. Для обес-печения расчетной температуры в системе отопления необходимо обеспечить расчетный коэффициент смешения, определяемый по формуле:

U=G 2 /G 1 =(T 1 -T 11)/(T 11 -T 22)

где U — коэффициент смешения; G 2 — расход подмешиваемой воды из системы отопления, кг; G 1 — расход воды, поступа-ющей из тепловой сети, кг, т; T 1 — температура воды в пода-ющем трубопроводе тепловой сети, °С; Т 11 — то же в подаю-щем трубопроводе системы отопления (после смесительного устройства), °С; Т 22 — то же в обратном трубопроводе системы отопления.

Схемы присоединения систем отопления к тепловой сети

а — непосредственное: б — зависимое с помощью элеватора;
в — зависимое, с насосом на перемычке; г—то же с насосом на подающем трубопроводе системы отопления;
д — то же, с насосом на обратном трубопроводе; в — независимое;
1 — элеватор; 2 — грязевик; 3 — насос; 4 — подогреватель; 5 — водомер;
РД — ре¬гулятор давления; РР — регулятор расхода; PC —расширительный, бак

Значения коэффициентов смешения в зависимости от расчет-ных температур тепловой сети в системе отопления приведены в таблице ниже.

Значения коэффициентов смешения

Нормальная работа элеватора происходит при H/h = 8-12 (H— располагаемый напор на вводе; h — сопротивление системы отопления).

Следует иметь в виду, что значение расчетного напора перед элеватором прямо пропорционально сопротивлению системы отопления. Поэтому увеличение сопротивления системы отопле-ния, например, в 1,5 раза вызовет увеличение расчетного напора Я также в 1,5 раза.

Присоединение с насосом на перемычке (в). В том случае, если смешение воды не может быть выполнено с помощью эле-ватора, устанавливают насос на перемычке между подающим и обратным трубопроводами системы отопления. Смешение с по-мощью элеватора не может быть выполнено по следующим при-чинам: напор в месте присоединения недостаточен для нормаль-ной его работы; потребная тепловая мощность смесительного узла велика и выходит за пределы мощности изготовляемых элеваторов (обычно больше 0,8 МВт — 0,7 Гкал/ч).

При установке смесительных насосов в жилых и общественных зданиях рекомендуется применять бесшумные бесфундаментные насосы. При установке смесительных насосов, рассчитанных на большую подачу, применяют в качестве смесительных насосов центробежные типа К и КМ. Подача насоса равна G 2 =1.1G 1 , а на-пор должен быть равен H = 1.15h (где h — сопротивление системы отопления).

Присоединение с насосом на подающем трубопроводе системы отоп-ления (г). Насос на подающем трубопроводе устанавливают в том случае, если наряду со смешением воды требуется повысить давление в подающем трубопроводе в месте присоединения системы отопления (статическая высота системы отопления выше давления в подающем трубопроводе в месте присоединения).

Подача насоса равна G 3 = 1,1 (1 + U)G 1 ,а напор должен быть равен:

H нас =1.15h+h n

где h — сопротивление системы отопления; h n — разность между статической высотой системы отопления и пьезометрической высотой в подающем трубопроводе тепловой сети в месте при-соединения, м.

Присоединение с насосом на обратном трубопроводе системы отопления (д). Насос на обратном трубопроводе устанав-ливают в том случае, если наряду со смешением воды требуется снизить давление в обратном трубопроводе в месте присоединения системы отопления (давление больше допустимого для системы отопления). Подача насоса в этом случае равна С 3 = 1,1 (1 + U)G 1 а напор должен иметь значение, обеспечивающее требуемое дав-ление в обратном трубопроводе.

Независимое присоединение (е). Если давление в обрат-ном трубопроводе в тепловой сети выше допустимого давления для системы отопления, а здание имеет значительную высоту или расположено на высоком месте по отношению к рядом стоящим зданиям, то систему отопления присоединяют по независимой схеме.

По независимой схеме допускается присоединять здания вы-сотой 12 этажей и более. Независимая схема основана на отделе-нии системы отопления от тепловой сети с помощью теплообмен-ника, вследствие этого давление в тепловой сети не может пере-даваться теплоносителю системы отопления. Циркуляция теплоносителя осуществляется с помощью циркуляционных на-сосов типа К и КМ. Подачу насоса определяют по формуле

G=Q/C(T 11 -T 22)

где Q — мощность системы отопления, кДж/ч (Гкал/ч); С — теп-лоемкость воды, Дж/(кг·ч); T 11 ,T 22 — расчетная температура воды соответственно в подающем и обратном трубопроводах системы отопления, °С

Потребный напор насоса должен быть равен Н = 1ДМ {пш к—сопротивление системы отопления). При выборе напора сле-дует стремиться к минимальному запасу в расходе и напоре. В про-тивном случае из-за повышенных расходов воды в системе отоп-ления (скорость выше допустимой) возникает шум. Независимую систему отопления, как правило, оборудуют расш ирительным со-судом. Утечки воды из системы отопления восполняются из сети автоматически по уровню воды в расширительном баке.

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

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 .