Независимая схема теплоснабжения

Случается, что частные дома, находящиеся в черте города, расположены рядом с проложенными сетями центрального теплоснабжения, а некоторые даже подключены к ним. Конечно, в нынешнее время в приоритете – отопление индивидуальное, а централизованное постепенно уходит в прошлое. Но если дом уже подключен к сети либо есть проблемы с автономной системой, то надо пользоваться тем, что есть в наличии. Для совместной работы источника тепла с потребителями используется зависимая и независимая система отопления. Что они собой представляют, а также плюсы и минусы обеих схем будут изложены в данном материале.

Общие сведения

Зависимая система

Такое понятие, как «зависимая» и «независимая» могут относиться исключительно к централизованным отопительным системам. Данная система способна обслуживать сразу несколько построек, к которым горячая вода иди любой другой тепловой носитель подается по магистральному трубопроводу.

Если схема подключения зависимая, то распределительная внутренняя система в здании будет сообщаться между собой посредством магистрального трубопровода, и тепловой носитель из магистрали начнет поступать через особый узел, названным элеватором, а после дойдет до радиаторов.

Элеватор – это узел для смешения, и в нем крайне горячий тепловой носитель из магистрали перемешивается с тем, который успел остыть «в обработке», а в итоге к приборам отопительного типа поступает вода с нормальной температурой.

Независимая система

А вот в независимой системе отопления по схеме распределительная внутренняя система здания сообщения с магистралью не имеет, получается, что обе системы разделены. Энергия тепла от магистрального теплового носителя передается по внутренним каналам через тепловой обменик. При его помощи получается подогревать холодную воду из водопровода для системы снабжения горячей водой.

Различия двух систем между собой

Итак, давайте сравним все достоинства и недостатки каждого варианта. У зависимой отопительной системы есть два основных преимущества:

• Простота устройства.
• Малая стоимость.

Но все же есть и много недостатков:

• Нет возможности выполнять регулировку температуры теплового носителя, который поступает во внутреннюю распределительную систему. Естественно, что перед элеватором есть особая задвижка, за счет которой получится ограничить поступление подогретого теплового носителя из магистрального пути, но он попросту не рассчитан на такую регулировку, а при попытке уменьшения объемов воды, которая будет поступать в смесительный узел, приведет к тому, что будет нарушен режим работы с ухудшится циркуляция.
• Внутренняя система распределения в здании питается от магистрального теплового носителя, а ему, как правило, присуще не лучшее качество. Двигаясь по большой сети трубопровода, такая среда будет собирать огромное количества окалины, песка, ржавчины, а также часто она в большом объеме приводит кислород. Такие факторы часто приводят к тому, что быстро изнашивается арматура, трубопровод и радиаторы внутри системы распределения.

Если же говорить о независимой схеме теплового снабжения, то с ней дела обстоят несколько иначе. Ее недостаток является стоимость, а еще большие затраты на ремонтные работы в случае необходимости.

Но есть и достоинства:

• Количество тепла, которое поступает во внутреннюю систему, можно регулировать в широтном пределе, а это делает отопление в разы экономичнее (экономия денежных средств по сравнению с зависимым типом схемы теплового снабжения составляет от 10 до 45%).
• Внутреннюю систему можно «заряжать» тепловым носителем с высокой степенью очистки, и при этом владельцы здания смогут на свое усмотрение подбирать его химический состав, к примеру, использовать тот же антифриз.

Обратите внимание, что чем больше метраж отапливаемой площади здания, тем выгоднее использоваться независимую схему, так как экономия тепловой энергии и увеличение срок эксплуатации элементов в большом масштабе поможет компенсировать затраты для обустройства системы.

На данный момент возможно подключение к централизованной отопительной системе даже по независимому способу теплового снабжения.

Зависимая

Такая схема присоединения, как правило, предусматривает наличие внутридомовых тепловых пунктов, зачастую оснащенных элеваторами. В смесительном узле теплопункта перегретая вода из магистральной внешней сети смешивается с обратной, приобретая при этом достаточную температуру (около 100°С). Таким образом, внутренняя отопительная система дома полностью зависит от внешнего теплоснабжения.

Достоинства

Главной особенностью такой схемы является то, что она предусматривает поступление воды в системы отопления и водоснабжения непосредственно из теплотрассы, при этом цена окупается довольно быстро.

• оборудование абонентского ввода простое и стоит недорого;
• системы отопления могут выдерживать большие температурные перепады;
• размер трубопровода в диаметре меньше;
• схема сокращает расход теплоносителя;
• невысокие эксплуатационные расходы.

Недостатки

Наряду с преимуществами такое присоединение имеет и некоторые минусы:

• неэкономичность;
• регулировка температурного режима значительно затруднена во время перепадов погоды;
• перерасход энергоресурсов.

Способы подключения

Подключение может осуществляться несколькими способами:

• посредством прямого присоединения;
• с элеватором;
• с насосом на перемычке;
• с насосом на обратной или подающей линиях;
• смешанным способом (насос и элеватор).

  

  Подключение с элеватором.

Непосредственное подключение

Если ТЭЦ подает в тепловую сеть теплоноситель с температурой до 95 градусов, то его поток можно подать непосредственно в батареи и в иные отопительные приборы. Такой тип подачи эффективен для любой схемы отопления систем обогрева. Такое подключение часто применяется из-за своей простоты и надежности.

При температуре воды выше 100 градусов необходимо оборудование смесительного узла, в котором используется элеватор. Основная задача элеваторного узла – смешивать воду в подаче с водой «обратки» для уменьшения температуры теплоносителя поступающего в приборы отопления.

Открытая зависимая схема присоединения системы отопления надежна, не требует постоянного присмотра. Ее монтаж сравнительно дешев. При использовании открытой зависимой системы легко организовывается подача горячей воды, ведь ее можно отбирать непосредственно из тепловой сети. Это основные плюсы открытой зависимой системы, но она имеет много довольно существенных недостатков.

Недостатки открытой зависимой схемы:

Подробности вопроса

Зависимость от электричества

Информация об устройство независимой и зависимой системы отопления для обычных пользователей обычно носит лишь ознакомительный и справочный характер, и по этой причине там, где используются централизованные отопительные системы, а именно в городах, вопросами подключения строений к теплу занимаются проектировщики и работники коммунальных служб.

В поселках и прочих населенных пунктах, где есть частные дома, централизованных отопительных систему попросту нет.

Куда актуальнее становится вопрос об энергетической зависимости системы отопления, так как в частном секторе, где в каждом доме есть автономное устройство для обогрева, проблемы со снабжением электрической энергией далеко не редкость, особенно, если на улице плохая погода. Итак, давайте посмотрим, как можно создать индивидуальное отопление, которое не будет зависеть от электричества.

Твердотопливные котлы

Действительно независимым считается, конечно же, твердотопливный котел. Он не нуждается в централизованной подаче топлива и электричества. В доме, где есть такой агрегат, даже при идеальной изоляции от всего мира будет тепло, если у владельца строения будет достаточно дров или углы (топлива).

Но следует учесть, что сказанное все будет относиться к тем твердотопливным котлам, имеющим простую конструкцию, в котором топливо будет закладываться вручную через временной промежуток в 4 часа. Его любые модификации, которые были созданы для того, чтобы свести участие пользователя к минимуму, нуждается в обеспечении электрической энергией:

• Пеллетный котел – в этом случае используется гранулированное топливо, названное пеллетом, которое представлено как прессованная стружка, или жмых. Гранулы имеют небольшой размер и одинаковые по размеру, поэтому их можно закидывать в топочный отсек при помощи шнекового питателя. Проше говоря, пользователю будет достаточно загрузить в бункер определенный запас топлива, например, на пару суток и тогда котел все это время будет работать в автоматическом режиме. В этом случае электричество потребуется лишь для питания шнекового двигателя.
• Пиролизные котлы – топка в таком котле сделана в виде двух камер, причем в одной из них дрова выдерживают при высокой температуре и ограниченным поступлением воздуха (который называют еще первичным). В этих условиях древесина будет выделять смесь горючего газа (данный процесс именуется пиролизом), а он в свою очередь поступает во вторую топочную камеру и там сжигается. Для сжигания газа в камере нагнетается большое количество воздуха, и тот уже называют вторичным. Для того чтобы поддерживать оптимальный режим работы, и в первой, и во второй камере следует подавать воздух в определенном объеме, а это возможно лишь при работе вентилятора. Для работы таких устройств, естественно, потребуется электричество.
• Котел с верхним типом горения – это подходит под определение «независимая схема теплоснабжения», но в этом случае, пожалуй, получится найти исключение, так как определенные модели котлов с горением сверху считаются энергозависимыми. Длительность работы на одной закладке возможна за счет того, что топливо будет уложено в виде колонны или башни, а после подожжено сверху.
• Котлы с принудительным добавлением воздуха – топка в таком котле обычно однокамерная, но лишь слегка увеличена. Отличие от стандартного котла здесь заключается в том, что в поддувале есть вентилятор и гравитационная заслонка, которая при простое вентилятора будет опускаться под собственным весом и перекроет доступ воздуха внутрь топки.

Устройство с принудительно воздухоподачей работает по такой схеме:

• Пока требуется нагревание теплового носителя, вентилятор работает и удерживает в открытом состоянии заслонку, тем самым нагнетая воздух внутрь топки.
• Когда термодатчик даст сигнал на контроллер о том, что тепловой носитель достиг определенной температуры, тот сразу же отключит вентилятор. Заслонка упадет, и доступ воздуха в топку будет перекрыт, из-за чего огонь угаснет.
• После того, как тепловой носитель остынет, контролер по сигналу от термального датчика снова включит вентилятор, и тот будет раздувать огонь в топке.

Обратите внимание, что без электричества такой котел не будет функционировать, так как оно нужно и для вентилятора, и для автоматической системы (термальный датчик + контроллер).

Газовые котлы

И даже газовый котел может быть энергозависимым, так как данная модель будет работать по следующему принципу – пользователь зажигает одну горелку, которая с момента включения будет гореть постоянно, и от нее будет время от времени загораться основная. Данная автоматическая система безопасности является механической, а именно в том плане, что ее действие основано на изменении объема материала из-за изменения температуры.

Недостаток у энергетически зависимого котла на газе состоит в том, что дежурная горелка, хоть и кажется небольшой по виду, потребляет достаточно большое количество газа, и намного экономичнее в таком случае будет все же энергозависимый котел, в котором есть электронное разжигание.

Виды циркуляции в контурах отопления

Для доставки тепла к батареям нужно переместить нагретый котлом теплоноситель.
Применяется естественная циркуляция в системе отопления и принудительное перемещение воды с помощью циркуляционного насоса. Естественная циркуляция применяется в простых системах отопления, она требует минимума оборудования при минимальных затратах на монтаж и эксплуатацию.

Для реализации этого метода перемещения теплоносителя используется изменение физических свойств воды при нагревании. Скорость перемещения зависит от разности температур и от величины гидравлического сопротивления, которое уменьшают увеличением диаметра труб.

Открытый контур отопления

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией открытая имеет несомненные преимущества.

Преимущества открытой естественной циркуляции теплоносителя:

• простота и небольшие затраты на монтаж;
• экономичность;
• легко превращается в систему с принудительной циркуляцией, циркуляционный насос устанавливается обычно в «обратке».

Поэтому система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией весьма популярна и успешно используется. Основные недостатки подобного отопления – большая инерция. Кроме того, наличие открытого расширительного бака предопределяет ответ на вопрос — можно ли залить тосол в систему отопления дома. Залить можно, но он будет постоянно испаряться, что сделает эксплуатацию системы нерентабельной.

Закрытый контур отопления

Теплоноситель в закрытой системе отопления не имеет контакта с атмосферным воздухом. Для компенсации теплового расширения устанавливают герметичные мембранные расширительные баки. Закрытая система отопления схема может быть любой, для перемещения теплоносителя оборудуется циркуляционным насосом. Отсутствие контакта теплоносителя с воздухом значительно увеличивает срок службы труб и оборудования контура отопления.

Если при монтаже предусмотреть уклон труб, то при отсутствии напряжения сети и переключении байпаса возникнет естественная циркуляция в закрытой системе отопления дома. Конечно, эффективность системы упадет, но отопление будет работоспособно и продолжит обогревать жилище.

Основные преимущества закрытой системы отопления:

• применение герметичного расширительного бака исключает испарение жидкости, в закрытых системах можно применять тосол в качестве теплоносителя;
• отсутствие контакта воды с воздухом защищает элементы контура от внутренней коррозии;
• закрытый контур отопления имеет малую инерционность и высокую эффективность;
• применение циркуляционного насоса позволяет уменьшить диаметр труб и уменьшить расходы на их приобретение;
• для теплых полов и для сложных разветвленных схем устанавливают дополнительный насос в системе отопления, который обеспечит их эффективную работу.

Влияние воздуха на работу контура отопления

Когда по тем или иным причинам появляется воздух в системе отопления, нормальная работа системы нарушается. Ухудшается или вовсе прекращается циркуляция со всеми вытекающими последствиями. В таких случаях специалисты говорят, что завоздушена система отопления и необходимо принимать меры для удаления воздушных пробок.

Наличие воздуха в контуре может вызвать неприятные явления:

• шум при движении воды по радиаторам и вибрацию, которая вызывает ослабление винтовых соединений, а иногда разрушение мест сварки;
• в отдаленных подсобных помещениях отсутствие циркуляции может привести к размораживанию системы;
• небольшое завоздушивание вызывает уменьшение эффективности работы и перерасход топлива;
• воздух вызывает коррозию металлических труб и корпусов изнутри, что резко сокращает срок службы оборудования.

Для успешного удаления воздуха из контура служат воздушники в системе отопления, которые могут быть ручными и автоматическими. Из ручных воздухоотводчиков наиболее известный кран Маевского. Он устанавливается на торце батареи и с его помощью сбрасывается накопившийся воздух. Автоматический воздухоотводчик удаляет воздух из системы в процессе работы.

Воздухоотводчики устанавливаются в критических местах, таких как повороты трубопроводов и самых высоких точках отопительных систем.

Алгоритм удаления воздуха из контура

В процессе эксплуатации, по разным причинам, возможно появление воздушных пробок. Поэтому, чтобы правильно развоздушить контур отопления нужно произвести следующие действия:

• найти место, в котором собрался воздух, определить это место можно на ощупь, по более низкой температуре;
• в точке, которая расположена выше по ходу течения теплоносителя, открывается кран Маевского;
• открывается кран подпитки и выпускается воздух до появления жидкости.

Отличия

Попробуем сравнить сильные и слабые стороны каждого из вариантов. У зависимой системы отопления есть два преимущества:

• простое устройство;
• низкая стоимость.

Но они с лихвой компенсируются рядом недостатков:

• Отсутствует возможность регулирования температуры поступающего во внутреннюю распределительную систему теплоносителя. Конечно, перед элеватором имеется задвижка, посредством которой можно ограничивать поступление горячего теплоносителя из магистрали, но элеватор на такую регулировку не рассчитан: попытка уменьшить объем поступающей в смесительный узел среды приведет к нарушению режима работы и ухудшению циркуляции.
• Внутренняя распределительная система здания питается магистральным теплоносителем, которому присуще очень низкое качество. Двигаясь по обширной сети трубопроводов, такая среда собирает большое количество песка, ржавчины и окалины, зачастую в ней в больших объемах присутствует растворенный кислород. Все эти факторы приводят к быстрому износу арматуры, труб и радиаторов внутренней распределительной системы.

Зависимая система теплоснабжения

В независимой системе дела с преимуществами и недостатками обстоят строго наоборот.

Ее недостаток: устройство такой системы дорого стоит, также затратным является и ремонт.

Достоинства независимой системы:

• количество поступающего во внутреннюю систему тепла можно регулировать в широких пределах, что делает отопление более экономичным (экономия средств в сравнении с зависимой схемой подключения может составить 10% – 40%);
• внутреннюю систему можно «зарядить» теплоносителем высокой степени очистки, причем владельцы каждого здания могут на свое усмотрение выбирать его химический состав, например, использовать антифриз.

Независимая схема

Чем больше отапливаемая площадь здания, тем более оправданным становится подключение по независимой схеме, поскольку экономия тепла и продление срока службы элементов трубопровода при больших масштабах компенсируют повышенные затраты на обустройство такой системы.

Сегодня новостройки подключают к централизованной системе отопления в основном по независимой схеме.

Преимущества и минусы подключений

Зависимая схема

Грязный теплоноситель в магистрали приводит к порче дорогих радиаторов

Вода подается и поступает на отопление и водоснабжение из тепловой трассы, что обуславливает ряд преимуществ:

• простота конструкции и недорогая стоимость абонентских устройств;
• способность системы выдерживать колебания температуры;
• меньший диаметр арматуры;
• экономичность расхода теплоносителя;
• небольшие затраты на эксплуатацию.

К негативным факторам использования зависимой теплосистемы относятся:

• Образование грязи, ржавчины и окалины в магистралях. Они поступают в алюминиевые и биметаллические приборы, становятся причиной разрыва труб.
• Частые колебания давления, гидроудары из-за снижения водозабора. Явления могут привести к разрывам полимерной арматуры.
• Низкое качество теплоносителя, несмотря на очистку и обессоливание в котельной.
• Сложность регулировки температуры даже с помощью полнопроходных вентилей.

Для удаления засорений дополнительно монтируют грязевик на смеситель.

Независимая схема

При независимом отоплении есть возможность поставить фильтр на теплоноситель и сохранить радиаторы чистыми

При наличии закрытого контура вода с пластинчатого обменника тепла может подаваться на любую разводку. Зависимая схема теплоснабжения отличается несколькими плюсами:

• температуру теплоносителя в трубах регулирует пользователь;
• хорошие показатели энергосбережения;
• совместимость с любым носителем тепла;
• отсутствие примесей в магистрали ГВС;
• возможность очистки и фильтрации воды в контурах;
• отсутствие рисков скачков давления и гидравлических ударов.

К минусам независимого подключения относятся:

• сложное обслуживание;
• невозможность самостоятельного ремонта;
• большие финансовые затраты на организацию.

Магистраль независимого типа экономит потребление воды на 10-40 %.

Сравнение двух типов

На качество теплоснабжения по зависимой схеме существенно влияет работа центрального теплоисточника. Это простой, дешевый, не требующий особого обслуживания и затрат на ремонт, способ. Однако преимущества современной независимой схемы подключения, несмотря на финансовые затраты и сложность эксплуатации очевидны.

Гляньте это:

Когда требуется использование гребенки для воды

Как рассчитывать объем теплоносителя в системе отопления

Разводка отопления частного дома своими руками

Подобор незамерзающей жидкости для систем отопления

Какая система оправдана в частном доме

Для частного дома подойдет комбинированный котел, например, электричество/газ

Для производственных цехов, домов выше 12 этажей применяется независимая гравитационная система – она обеспечивает качество отопления за счет равномерного распределения тепла. Расходы на оборудование и монтажные мероприятия окупаются при наличии большой площади. Расчетами и подбором схемы занимаются специалисты. Они рекомендуют устанавливать несколько теплообменников для нагрева первичного, вторичного теплоносителя и магистрали ГВС.

В условиях поселков, дач, небольших предприятий принимают во внимание технологические особенности теплоснабжения. Центрального отопления в таких местах практически нет – часто используется индивидуальное, с отдельной котельной. Ее нужно обустраивать с учетом энергонезависимости. С этой целью применяются котлы:

• Пеллетные. В них закладываются специальные однородные гранулы – пеллеты из прессованной стружки или лузги. Владелец загружает топливо на несколько суток, электричество задействуется только для запитки шнекового двигателя.
• Пиролизные. Работают по принципу дожига газов во вторичной камере. Работают на электричестве, от генераторов. Воздух нагнетается специальными вентилями.
• С верхним горением. Топливо закладывается горкой и поджигается сверху.
• С принудительной воздухоподачей. В большую однокамерную топку помещаются пеллеты или дрова. В поддувале расположены вентилятор и заслонка, блокирующая доступ воздуха.

Оптимальный вариант для частного дома – котел, но для него понадобится на 20 % больше топлива в сравнении с центральным теплоснабжением.

Котлы, работающие на твердом топливе

По-настоящему независимым, безусловно, является твердотопливный котел.

Он не нуждается ни в электричестве, ни в централизованной системе подачи топлива (сравните с газовым).

В оборудованном таким агрегатом доме даже при полной изоляции от внешнего мира будет тепло, если только владелец располагает достаточным запасом угля или дров.

Однако, нужно учитывать, что все сказанное относится только к твердотопливному котлу в самом простом исполнении, в который топливо приходится закладывать вручную каждые 4 часа. Любые его модификации, призванные уменьшить участие пользователя, нуждаются в электроснабжении:

• Пеллетный котел: использует топливо в виде гранул — пеллет, которые представляют собой прессованную стружку, жмых и пр. Гранулы невелики и однородны по размеру, поэтому их можно подавать в топку шнековым питателем. То есть пользователю достаточно загрузить в бункер запас топлива, к примеру, на несколько суток и все это время котел будет работать автоматически. Электричество в данном случае требуется для питания двигателя шнекового питателя.
• Пиролизные котлы: топка такого котла состоит из двух камер, в одной из которых дрова выдерживаются при высокой температуре и ограниченном поступлении воздуха (он называется первичным). В таких условиях древесина выделяет смесь горючих газов (этот процесс и называется пиролизом), которая поступает во вторую камеру топки и там сжигается. Для сжигания газа в камеру в большом количестве нагнетается воздух, называемый вторичным. Для поддержания оптимального режима работы и в первую, и во вторую камеру нужно подавать воздух в определенных объемах, что возможно только с применением вентиляторов. Для их работы, разумеется, требуется электричество.
• Котлы с верхним горением. Вот здесь, пожалуй, можно найти исключение: некоторые модели котлов с верхним горением являются энергонезависимыми. Длительность работы на одной закладке достигается тем, что топливо укладывается в виде эдакой башни или колонны и поджигается сверху.
• Котлы с принудительной подачей воздуха: топка данного котла является обычной однокамерной, только слегка увеличенной. Отличие от обычного котла состоит в том, что в поддувале установлены вентилятор и гравитационная заслонка, которая при неработающем вентиляторе опускается под собственным весом и перекрывает доступ воздуха в топку.

Пеллетный котел

Прибор с принудительной подачей воздуха работает по следующей схеме:

• Пока требуется нагрев теплоносителя, вентилятор работает, удерживая заслонку в открытом состоянии и нагнетая воздух в топку.
• Когда термодатчик сигнализирует контроллеру о достижении теплоносителем определенной температуры, тот отключает вентилятор. Заслонка падает и доступ воздуха в топку прекращается, вследствие чего огонь в ней угасает.
• Когда теплоноситель остынет, контроллер по сигналу термодатчика снова включит вентилятор и тот раздует огонь в топке.

Очевидно, что без электричества такой котел работать не сможет — оно необходимо и вентилятору, и системе автоматики (контроллер + термодатчик).

Газовые котлы

Газовый котел тоже может быть энергонезависимым. Работает такая модель по следующему принципу: пользователь поджигает дежурную горелку, которая с этого момента горит постоянно. От нее загорается основная.

Вся автоматика безопасности является механической, то есть ее действие основано на изменении объема материалов при изменении температуры.

Двухконтурный газовый котел

Недостаток энергонезависимого газового котла состоит в следующем: дежурная горелка, хоть и является с виду совсем небольшой, потребляет достаточно много газа. Гораздо более экономичными являются энергозависимые котлы, в которых имеется электронный розжиг.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...