Зависимая и независимая система отопления

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.

Зависимая (открытая) система теплоснабжения

Главная особенность зависимой системы заключается в том, что теплоноситель, протекающий по магистральным сетям, напрямую поступает в дом. Открытой ее называют потому, что из подающего трубопровода производится отбор теплоносителя для обеспечения дома горячей водой. Чаще всего такая схема применяется при подсоединении к тепловым сетям многоквартирных жилых домов, административных и прочих зданий общего пользования. Работа схемы зависимой системы отопления изображена на рисунке:

При температуре теплоносителя в подающем трубопроводе до 95 ºС он может быть направлен непосредственно в отопительные приборы. Если же температура выше и достигает 105 ºС, то на вводе в дом устанавливается смесительный элеваторный узел, чьей задачей является воду, поступающую из радиаторов, подмешивать в горячий теплоноситель с целью понижения его температуры.

Для справки. Централизованная зависимая система отопления имеет расчетный и реальный температурный график. Расчетный график характеризует максимальную температуру воды и в открытой системе бывает 105 / 70 ºС или 95 / 70 ºС. Реальный график зависит от погодных условий и может изменяться ежедневно, он поддерживается в центральном тепловом пункте. Когда на улице нет сильных морозов, температура теплоносителя значительно ниже расчетной.

Схема была очень популярна во времена СССР, когда расходом энергоносителей мало кто озабочивался. Дело в том, что зависимое подключение с элеваторными узлами смешения работает достаточно надежно и практически не требует присмотра, а работы по монтажу и затраты на материалы обходятся достаточно дешево. Опять же, не нужно прокладывать дополнительные трубы для подачи в дома горячей воды, когда ее можно успешно отбирать из тепловой магистрали.

Но на этом позитивные стороны зависимой схемы заканчиваются. А негативных гораздо больше:

• грязь, окалина и ржавчина из магистральных трубопроводов благополучно попадает во все батареи потребителей. Старым чугунным радиаторам и стальным конвекторам этакие мелочи были нипочем, а вот современным алюминиевым и прочим отопительным приборам точно несдобровать;
• вследствие уменьшения водоразбора, проведения ремонтных работ и прочих причин часто возникает перепад давления в зависимой системе отопления, а то и гидроудары. Это грозит последствиями для современных батарей и полимерных трубопроводов;
• качество теплоносителя оставляет желать лучшего, а ведь он напрямую идет на водоснабжение. И, хотя в котельной вода проходит все этапы очистки и обессоливания, километры старых ржавых магистралей дают о себе знать;
• регулировать температуру в помещениях непросто. Даже полнопроходные термостатические вентили быстро выходят из строя из-за плохого качества теплоносителя.

Независимая (закрытая) система отопления

В настоящее время при устройстве новых котельных стала чаще применяться независимая схема присоединения системы отопления. В ней имеют место основной и дополнительный контур циркуляции, гидравлически разделенные теплообменником. То есть теплоноситель от котельной или ТЭЦ идет до центрального теплового пункта, где попадает в теплообменник, это и есть главный контур. Дополнительный контур – это система отопления дома, теплоноситель в нем циркулирует через этот же теплообменник, получая тепло от сетевой воды из котельной. Схема работы независимой системы показана на рисунке:

Для справки. Раньше в подобных системах устанавливались громоздкие кожухотрубные теплообменники, занимавшие много места. Это было главной трудностью, но с появлением скоростных пластинчатых теплообменников данная проблема перестала существовать.

А как же быть с централизованной подачей горячей воды, ведь теперь брать ее из магистрали нельзя, там слишком высокая температура (от 105 до 150 ºС)? Все просто: независимая схема подключения допускает установку любого количества пластинчатых теплообменников, присоединенных к магистральным трубопроводам. Один будет обеспечивать теплом отопительную систему дома, а второй может готовить воду для хозяйственных нужд. Как это реализуется, показано ниже:

Чтобы горячая вода поступала всегда одинаковой температуры, контур ГВС делается замкнутым с организацией автоматической подпитки в обратном трубопроводе. В многоквартирных домах циркуляционную обратную линию ГВС можно увидеть в ванной комнате, к ней подсоединяются полотенцесушители.

Очевидно, что эксплуатация независимой системы отопления имеет массу преимуществ:

• домашний контур отопления не зависит от качества внешнего теплоносителя, состояния магистральных сетей и перепадов давления. Вся нагрузка ложится на пластинчатый теплообменник;
• есть возможность регулировать температуру в помещениях с помощью термостатических вентилей;
• теплоноситель в малом контуре можно отфильтровать и очистить от солей, главное, чтобы трубы были в хорошем состоянии;
• в системе ГВС будет вода питьевого качества, поступающая в дом по водопроводной магистрали.

Тем не менее из-за грязного теплоносителя низкого качества в центральной сети потребуется периодическая промывка независимой системы отопления, а точнее, — пластинчатого теплообменника. Благо, сделать это не так уж сложно. Еще из недостатков следует отметить более высокие затраты на приобретение оборудования, а именно: теплообменников, циркуляционных насосов и запорно — регулирующей арматуры. Зато закрытая система надежнее и безопаснее открытой, она больше отвечает современным требованиям и лучше адаптирована к новому оборудованию.

Заключение

Если в силу каких-то причин вам доведется выбирать схему подключения к централизованным сетям, то предпочтительнее независимая система отопления частного дома. Даже если температура в магистрали невысока, все равно не стоит подавать эту воду в свою систему, лучше гидравлически отделить ее от центральной. При условии, что такая возможность существует в материальном плане, а если нет – придется врезаться напрямую, по зависимой схеме.

Зависимая и независимая система отопления: схема присоединения, промывка

Отличительные черты независимой отопительной системы

Конструкция не зависит от источников энергоносителей, но недостатком данной установки является высокая стоимость. При этом, вы можете использовать техническую воду для своих нужд.

Что же касается зависимой установки, то ее проще установить на объект, ведь для монтажа не потребуются специальные знания и умения. Важным этапом является лишь правильная разработка схемы работ и четкое выполнение действий по инструкции.

В частном доме индивидуальное отопление является источником экономии не только расхода топлива, но и финансов. В зависимости от личных предпочтений владельцев, его можно индивидуально настроить для наиболее комфортного проживания в доме. Эта система не предполагает загрязнение трубопроводов и быстрый выход из строя, как централизованного отопления. Напротив, вы можете использовать очищенную воду для различных целей и нужд.

Независимая схема отопления

Совет: Если у вас возникают часты перебои в электросети, то независимое отопление станет лучшим вариантом, так как не требует электроэнергии до эффективного функционирования.

Можно остановить выбор на отопительном котле, действие которого основано на использовании топлива твердых сортов. Он представляет собой стальную конструкцию, в которой расположен термостат и механические регуляторы. Таким образом, вам не потребуется привязка к газовой магистрали.

Единственным недостатком является потребность в регулярной загрузку топлива в поддувало. Но и эта задача имеет решение. Приобретая модели с бункером и транспортером для подачи сырья, вы можете максимально автоматизировать процесс погрузки топлива. Что же касается энергоносителя, то в его качестве можно применять дрова и опилки. Но не стоит забывать. Что в действие транспортер приводится при помощи электроэнергии.

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.

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

• быстрая окупаемость;
• легкое и недорогое обслуживание.

• 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.

Независимая

Система теплоснабжения независимого типа позволяет сэкономить потребляемые ресурсы на 10-40%.

Принцип действия

Подключение системы отопления потребителей происходит с помощью дополнительного теплообменника. Таким образом, обогрев осуществляется двумя гидравлическими изолированными контурами. Контур наружной теплотрассы нагревает воду замкнутой внутренней теплосети. При этом смешивания воды, как в зависимом варианте не происходит.

Однако такое присоединение требует немалых затрат как на обслуживание, так и на ремонтные работы.

Циркуляция воды

Движение теплоносителя осуществляется в отопительном механизме благодаря циркуляционным насосам, за счет которых происходит регулярная подача воды через нагревательные приборы. Независимая схема присоединения может иметь расширительный сосуд, содержащий запас воды для случаев утечек.

Этот способ подключения позволяет сохранить циркуляцию воды с определенным количеством тепла при авариях теплотрассы. Т.е. во время аварийной ситуации температура в отапливаемых помещениях не снизится.

Компоненты независимой системы.

Сфера применения

Широко используется для подключения к системе отопления многоэтажных зданий или построек, которые требуют повышенного уровня надежности работы отопительного механизма.

Для объектов, имеющих в наличии помещения, куда нежелателен доступ постороннего обслуживающего персонала. При условии, что давление в обратных отопительных системах или тепловых сетях выше уровня допустимого — более 0,6 МПа.

Преимущества

• возможность регулировки температуры;
• высокий энергосберегающий эффект;
• возможность применения любых теплоносителей.

Отрицательные моменты

• высокая стоимость;
• сложность обслуживания и ремонта.

Какая система лучше?

Зависимая система отопления — уже не подходящий вид для современных реалий. Если жидкость в магистрали не очень горячая, ее все равно рекомендуется изолировать. Специалисты рекомендуют при финансовой возможности, рассматривать только независимую систему.

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.

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.

Зависимость от электроснабжения

Сведения об устройстве зависимой и независимой систем отопления для обывателя носят чисто справочны характер, потому что там, где применяются централизованные системы отопления, то есть в городах, вопросами подключения домов к теплу занимаются проектанты и коммунальщики; в поселках же и других населенных пунктах с частными домами централизованных систем отопления не бывает.

Гораздо более актуальным является вопрос энергонезависимости отопительной системы, ведь в частном секторе, где каждый дом оборудован автономным обогревом, проблемы с электроснабжением не являются редкостью, особенно в непогоду.

Давайте же посмотрим, как можно организовать индивидуальное отопление, не зависящее от электричества.

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.

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).

Безопасность и эффективность независимых систем отопления

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

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

Система HZ для наружной установки

Система HZ для наружной установки

Преимущества наружной установки при модернизации отопительных установок на лицо: не нужно выдалбливать каналы в кладке стен, нет строительного мусора в жилых помещениях, нет необходимости в дополнительных ремонтных работах, непродолжительный монтаж, экономия затрат.

Современные трубы, используемые для разводки системы отопления, отличаются от тепловодов выпуска прошлого века качеством исполнения и простотой повседневного ухода. Но при этом они остаются элементами оборудования, в заводском исполнении лаконичны и не несут никакой эстетической нагрузки. Поэтому желание жильцов убрать подальше или как-то художественно оформить внутренний трубопровод отопления вполне понятно. Как правило, горизонтальных участков отопительного трубопровода в квартире больше, чем вертикальных, и расположены они по периметру помещения в нижней его части – зоне традиционного расположения плинтусов. Поэтому самым естественным оформлением таких тепловодов является отделка, использующая короб-плинтус для труб отопления.

Плинтус для труб отопления купить

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:

1. простота и небольшие затраты на монтаж;
2. экономичность;
3. 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:

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.

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.

Заключение

Если в силу каких-то причин вам доведется выбирать схему подключения к централизованным сетям, то предпочтительнее независимая система отопления частного дома. Даже если температура в магистрали невысока, все равно не стоит подавать эту воду в свою систему, лучше гидравлически отделить ее от центральной. При условии, что такая возможность существует в материальном плане, а если нет – придется врезаться напрямую, по зависимой схеме.