Независимая и зависимая схема теплоснабжения

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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:

1. Пока требуется нагрев теплоносителя, вентилятор работает, удерживая заслонку в открытом состоянии и нагнетая воздух в топку.
2. 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.
3. 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).

Трубы тепловых сетей

В настоящее время отечественные находятся в аварийном состоянии. В связи с большим износом коммуникаций дешевле заменить трубы для теплотрассы на новые, чем заниматься постоянным ремонтом.

Сразу обновить все старые коммуникации в стране невозможно. При строительстве или капитальном ремонте домов устанавливают новые трубы в в несколько раз сокращающие потери тепла. Трубы для теплотрассы изготавливают по специальной технологии, заливая пеной зазор между расположенной внутри стальной трубой и оболочкой.

Температура транспортируемой жидкости может достигать 140°С.

Использование ППУ в качестве теплоизоляции позволяет сохранять тепло значительно лучше традиционных защитных материалов.

Экономия ресурсов

Зависимый тип закрытой системы предусматривает, что вода поступает к потребителю, минуя тепловые пункты. В данном случае нет необходимости устанавливать циркуляционные насосы, приборы для регулировки теплообмена и автоматического контроля. Но есть и минус – невозможность регулировать температурный режим в системе.  Независимые закрытые системы теплоснабжения экономят энергоресурсы в размере 10-40 % в год. Они позволяют регулировать количество поставляемого тепла, температуру теплоносителя и улучшать его качественные характеристики, что приводит к надежной работе нагревательного оборудования.Пример открытой системы теплоснабжения на видео:

Варианты подключений

В настоящее время есть две основные схемы подсоединения:

• зависимая – считается самой простой, поэтому чаще всего и применяется;
• независимая – получила популярность сравнительно недавно, ее широко используют при возведении новых жилых массивов.

Ниже мы рассмотрим детальнее каждый способ, чтобы узнать, какое же решение будет наиболее эффективным для обеспечения комфорта и уюта вашему помещению.

Зависимый метод подсоединения

Такой вариант подключения, обычно, требует создания внутридомовых теплопунктов, часто оснащенных элеваторами. В их смесительном узле перегретая вода из внешней магистральной сети смешивается с обраткой, что позволяет снизить ее температуру до необходимой, как правило, ниже 100 °С. Благодаря этому система обогрева внутри дома является полностью зависимой от внешнего теплоснабжения.

Достоинства

Главная особенность схемы -поступление воды в систему отопления и водоснабжения производится прямо из теплотрассы, поэтому расходы в данном случае окупаются за короткое время: оборудование абонентского ввода несложное, а его стоимость недорогая; зависимая схема присоединения отопления способна выдержать большие температурные перепады; диаметр трубопровода меньше; расход теплоносителя сокращается; эксплуатационные расходы невысокие.

Недостатки

Как и в любой схеме, здесь можно обнаружить не только положительные моменты, но и отрицательные, среди которых следует отметить: неэкономичность; существенно затруднена регулировка температурного режима во время перепадов погоды; наблюдается перерасход энергоресурсов.

Методы подсоединения:

• прямое подключение;
• с элеватором;
• с на перемычке;
• с монтированием насоса на подаче или обратке;
• комбинированный вариант – элеватор и насос.

Независимый способ подключения

Специалисты утверждают, что такой вариант теплоснабжения дает возможность сократить расходы ресурсов почти на 40%.

В сегодняшней ситуации с их постоянным удорожанием это позволит существенно сэкономить средства семейного бюджета.

1. Принцип работы следующий:

• • подключение отопительной системы абонентов производится с помощью дополнительного теплообменника;
  • обогрев происходит благодаря двум гидравлическим изолированным контурам – магистральная теплотрасса нагревает теплоноситель замкнутой внутренней теплосети;
  • в данном случае смешивания воды не происходит.

1. Циркуляция теплоносителя происходит в отопительном механизме за счет циркуляционного насоса, который регулярно подает его через нагревательные элементы. В независимой схеме подключения может быть предусмотрена расширительная емкость с запасом воды для случаев утечек. В данном случае удается сохранить циркуляцию теплоносителя с определенным количеством тепла даже при авариях теплотрассы.Фактически это говорит о том, что если подача горячей воды по теплотрассе прекратится, температура в отапливаемых комнатах резко понижаться не будет долгое время.

2. Сфера применения данного способа подключения довольно широкая.К примеру, она используется:

Есть одно условие — давление в обратке должно быть более 0,6 МПа.

1. Достоинства метода:

• • инструкция разрешает проводить регулировку температуры;
  • большой энергосберегающий эффект.

1. Недостатки:

• • высокая цена;
  • сложность ремонтных и обслуживающих работ.

Сравнение схем

1. У зависимого варианта есть один, но важный плюс – низкая стоимость реализации. Элеваторный узел в небольшом загородном доме без особого труда собирается своими руками из запорной арматуры, которую можно приобрести в магазине или на рынке. Единственной дорогой деталью будет только сопло, от которого зависит мощность элеватора.
2. Независимая схема дает возможность:

• • проводить регулировку температуры теплоносителя;
  • повышать экономичность использования, доводя этот уровень до 40%;
  • в систему отопления не попадает большое количество загрязнений, например, окалина, песок и минеральные соли. Теплоносителем может быть очищенная вода или незамерзающие жидкости.
  • можно без труда нагревать для нужд горячего снабжения чистую питьевую воду.

Какая схема теплоснабжения лучше

Имеется еще один недостаток у газовых энергонезависимых отопительных котлов – у них отсутствует возможность контролировать погоду и управлять агрегатом по внешнему термостату, который определяет температурный режим, например, в самой удаленной комнате. Соответственно, отсутствует возможность программировать температуру на длительный период, например, на две недели.

О видах систем отопления подробно на видео:

В многоквартирных домах в подавляющем количестве используют для обогрева центральную теплосеть. Однако качество подобных услуг зависит от многих факторов, включая состояние теплотрассы и оборудования. Значение имеет также и схема подключения дома к тепловой сети. В данном случае вы узнаете про зависимые и независимые способы подсоединения, а также о том, как сделать отопление в квартире энергонезависимым.

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.

Схема зависимого теплоснабжения

Зависимое теплоснабжение предполагает доставку горячей воды с ТЭЦ в дома по трубам

Зависимая схема теплоснабжения предусматривает сообщение тепловой сети и внутренних коммуникаций в доме через магистральные трубы. Вода из теплораспределителя подается к объектам, то есть движется от центральной котельной в квартиру.

Особенность схемы – зависимость от температуры теплоносителя. Если она достигает до 95 градусов, вода сразу поступает к трубам отопления. При повышении температуры до 105 градусов необходим смесительный узел – элеватор. Он подмешивает холодную воду из радиаторов в горячую, находящуюся в магистрали.

К преимуществам зависимой схемы для отопления относятся надежность оборудования и отсутствие необходимости его контроля. Монтажные работы и себестоимость материалов – недорогие, поскольку дополнительные трубы ГВС не прокладываются – горячая вода отбирается прямо из теплотрассы.

Подключение по зависимой схеме реализуется через прямое подсоединение к линии, при помощи элеватора, насосов на перемычке, сети обратки и подачи или смешанным способом. В последнем случае устанавливаются элеватор и насос.

Значения коэффициентов смешения

Расчетная температура в тепловой сети, °С

Расчетная температура в системе отопления, °С

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 отопле­ния, 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 эле­ватора, устанавливают насос на перемычке между подающим и обратным трубопроводами системы отопления. Смешение с по­мощью элеватора не может быть выполнено по следующим при­чинам: напор в месте присоединения недостаточен для нормаль­ной 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 G2=1.1G1, а на­пор должен быть равен H = 1.15h (где h — сопротивление системы отопления).

Присоединение с насосом на подающем трубопроводе системы отоп­ления (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 G3 = 1,1 (1 + U)G1,а напор должен быть равен:

где h — сопротивление системы отопления; hn — разность между статической высотой системы отопления и пьезометрической высотой в подающем трубопроводе тепловой сети в месте при­соединения, м.

Присоединение с насосом на обратном трубопроводе системы отопления (д). Насос на обратном трубопроводе устанав­ливают 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 С3 = 1,1 (1 + U)G1 а напор должен иметь значение, обеспечивающее требуемое дав­ление в обратном трубопроводе.

Зависимая система

Теплоноситель, протекающий вдоль магистралей, попадает прямо в жилище. Систему также называют открытой, так как подбор теплоносителя с целью обогрева здания (также для предоставления теплой воды) происходит из выводящего трубопровода (другое название приводящий). Данная схема популярна для зданий, рассчитанных на несколько семей и строений государственных учреждений, магазинов, банков, многих других сооружений.

Если температура теплоносителя внутри подающего трубопровода не достигла 95 градусов по Цельсию, его отправляют в отопительные аппараты. Когда температура достигает данный предел, но все равно остается менее 105 градусов по Цельсию, требуется вмешательство смесительного элеваторного узла. Его устанавливают на входе в коттедж, чтобы жидкость, газ или антифриз из радиаторов добавлять к горячему теплоносителю, дабы последний стал теплым, а не горячим.

Зависимая система функционирует на основе законов молекулярной физики и термодинамики. Антифриз или другой теплоноситель попадает наверх, из-за чего на выходе из котла отопления образуется высокое давление, параллельно с этим на входе теплогенератора создается незначительное разряжение. После этого жидкость стремится попасть в зону, где давление ниже. Эта система работает согласно естественной циркуляции теплоносителя.

Данную схему очень часто использовали в СССР. Зависимая система отопления функционирует исправно, бесперебойно. Ремонт, монтаж, материалы требуют небольших вложений. Нет необходимости в установке добавочных труб, используемых для подачи в помещение теплой воды.

Минусы:

• отбросы и мусор с трубопроводов оказываются внутри батареи;
• когда происходит ремонт или замена оборудования, нередко случаются перепады давления, гидроудары;
• теплоноситель нельзя назвать качественным, так как он проходит вдоль старых магистралей, которые чаще всего уже ржавые;
• качество воды или смеси антифризов влияет на термостатические вентили, они ломаются;
• регулировать температуру дома самостоятельно почти невозможно;

Виды зависимых систем

Однотрубная система идеально подходит частным домам. Данный контур является замкнутым. От нагревательного аппарата прокладывается трубопровод, а радиаторы присоединяют поочередно и далее отводят назад, к котлу.

Типовая однотрубная схема отопления

Бывает горизонтальная и вертикальная схема. Первая больше подходит для одноэтажных домов, ее проводят снизу и сверху пола, батареи устанавливают на одном уровне. В вертикальной же от котла разводка перемещается наверх и уже там распределяется по батареям. После охлаждения спускается.

Система не требует для монтажа много комплектующих, просто прокладывается, не приносит проблем в процессе эксплуатации и стоит недорого. Она идеально подходит для небольших дачных домиков, установить ее можно без помощи профессионалов. К минусам относят тот факт, что радиаторы, которые находятся ближе к нагревательному прибору(котлу), нагреваются больше и быстрее, чем стоящие поодаль.

Ленинградка — одна из самых популярных систем, придуманная еще в советское время система. В ней все нагревательные аппараты складываются в единую схему, по которой свободно перемещается теплоноситель. Нагревает воду или смесь антифризов специальный котел, радиаторы обыкновенно подключают вдоль стен, преимущественно рядом с окнами. У “Ленинградки” очень низкая стоимость, легкий монтаж и хороший уровень производительности, но она требует балансировки в процессе эксплуатации.

Паук — система не так давно считалась устаревшей, но все равно остается популярной из-за своей низкой стоимости. Нет нужды устанавливать вертикальную разводку по периметру всего дома, но при этом комнаты все равно прогреваются равномерно. Главное преимущество «Паука» — система не находится в зависимости от электрогенератора. При эксплуатации очень легко регулируется. Монтаж такого рода системы затруднительна. Ее нужно устанавливать только на чердаке, в связи с чем возрастают затраты на дополнительное утепление. Нельзя использовать антифриз в такой системе из-за его испарения внутри расширительной емкости. Подобная система портит интерьер, устанавливать ее дозволено лишь людям с определенным умениями из-за сложного этапа проектирования.

Независимая система

Независимая схема объединения системы отопления является инновационным решением обогрева коттеджа. Теплоноситель от источника сначала попадает в центральный тепловой пункт. После этого он попадает внутрь главного контура: теплообменника. Теплоноситель циркулируя в нем, получает тепло от сетевой воды, полученной из котельной, все это происходит в системе отопления дома, которую также называют дополнительным контуром.

Чтобы подавать горячую воду, устанавливают специальные теплообменники, называемые пластинчатыми. Их количество не ограничено, обычно около от 2 до 5. Их подключают к магистралям, каждый теплообменник играет определенную роль: один работает с целью обогрева комнат, второй обеспечивает наличие теплой воды для домашних работ.

Основные плюсы независимой системы отопления:

• пропадает зависимость от качества наружных характеристик, таких как качество теплоносителя, магистралей. Не возникает никаких неприятностей из-за перепадов давления, всю работу на себя берет пластинчатый теплообменник;
• появляется возможность установки термостатических вентилей, регулировки температуры в доме;
• теплоноситель в дополнительном контуре можно почистить;
• вода, которая поступает по магистрали, питьевая;

К минусам независимой системы отопления можно отнести достаточно высокую стоимость такой системы.

Виды независимых систем

Двухтрубная больше подходит для многоэтажных зданий. Есть горизонтальная и вертикальная разводки, подающая магистраль, и, соответственно, магистраль обратная. Преимуществом является одинаковый прогрев батарей, независимо от расстояния до котла. При подающей магистрали есть единый стояк, к которому подключаются все аппараты для отопления.

Для вертикальной независимой схемы к стояку присоединяются радиаторы на каждом этаже самостоятельно. К каждому радиатору подведено 2 трубы: прямоточная и обратная. Такая система материально затратная, но позволяет регулировать температуру каждой комнаты. Стояки горизонтальной схемы устанавливают в нескольких местах по дому и подключают к ним батареи. Сделать грамотный монтаж могут только специалисты.

Лучевая система прокладывается под полом, чтобы не изуродовать интерьер комнат. Металлопластиковые трубы прокладывают от распределительного коллектора и прячут под поверхностью. Система позволяет настраивать определенную температуру в каждой комнате, но при этом значительно возрастают траты на обслуживание, монтаж. Также можно отключить любой радиатор, при этом не отключая все отопление целиком. Прогреваются все комнаты равномерно, вероятность того, что вода или другой теплоноситель вытечет из труб, близится к нулю из-за отсутствия стыков.

Схематичная разница между двухтрубной и лучевой схемой отопления

Теплый пол — популярная система обогрева частного дома. От коллектора распространяют трубы из металлопластика или другого подходящего материала. Теплая жидкость передвигается вдоль нагревательного контура, отдавая энергию стяжке, тем самым прогревая ее. Когда вода остывает, она продвигается к котлу, где снова подогревается, далее процесс повторяется по кругу. В пол встроены специальные ограничители, не позволяющие воде перейти определенный температурный порог. При этом снижаются расходы на отопление, но придется очень долго ждать процесс установки системы подогрева пола, потратить на это много средств.

Зависимость от электричества

А теперь вернемся к энергозависимости. Когда для функционирования отопительной системы нужна электроэнергия, а когда без нее можно обойтись?

Твердотопливные котлы

Каноническое решение — обычный стальной или чугунный котел с водяной рубашкой в топке и механической регулировкой поддувала с помощью термостата. Этот агрегат полностью энергонезависим.

На фото — классический котел на твердом топливе.

Однако у такой конструкции есть важный недостаток: котел требует частой загрузки топлива. Сделать отопление по возможности независимым от человека позволяют три технических решения:

• Бункер и транспортерная лента, по мере прогорания топлива подающая новые порции опилок или пеллет. Электричество необходимо как минимум для работы транспортера.
• разделяет горение на две стадии: пиролиз дров при ограниченном притоке кислорода и сжигание полученного газа. При этом камера сгорания газа расположена ниже камеры пиролиза. Движение продуктов сгорания против вектора естественной тяги требует работы электрического вентилятора.
• Котел верхнего горения способен работать на одной закладке угля до пяти суток. Тлеет только верхний слой топлива; воздух к нему подается сверху вниз, а зола уносится потоком горячих продуктов сгорания. Циркуляция воздуха обеспечивается… правильно, электрическим вентилятором.

Газ

Энергонезависимые газовые котлы отопления используют ручной розжиг с помощью пьезоэлемента и регулировку пламени механическим термостатом. Когда основная горелка гасится при высокой температуре теплоносителя, продолжает работать пилотная.

Котлы с электронным розжигом останавливают подачу газа в простое полностью. Как только теплоноситель остынет ниже критической температуры, разряд поджигает основную горелку, и нагрев возобновляется. Кроме того, электричеством часто приводится в движение наддувный вентилятор, подающий воздух к горелке.

Какая схема лучше? Если у вас часты перебои с электроэнергией, более уместным будет энергонезависимый газовый котел отопления. Именно потому, что он способен обходиться без электричества в принципе. С другой стороны, эти устройства менее экономичны: на поддержание пилотного пламени уходит до 20% всего потребляемого газа.

Еще одна полезная особенность, которой лишены газовые энергонезависимые котлы отопления — возможность контроля погоды и управления по внешнему термостату, снимающему температуру, к примеру, в удаленной комнате. О программировании температурного режима на день или неделю речь, разумеется, тоже не идет.

Соляра

Здесь все просто: соляровые котлы ПОЛНОСТЬЮ идентичны газовым котлам с электронным розжигом. Различаются лишь горелки. Собственно, производится масса двухтопливных установок.

Понятно, что без наддувного вентилятора и электронного розжига устройства просто не смогут работать.

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:

1. шум при движении воды по радиаторам и вибрацию, которая вызывает ослабление винтовых соединений, а иногда разрушение мест сварки;
2. в отдаленных подсобных помещениях отсутствие циркуляции может привести к размораживанию системы;
3. небольшое завоздушивание вызывает уменьшение эффективности работы и перерасход топлива;
4. 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.