Трубы тепловых сетей
В настоящее время отечественные тепловые сети 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 пенополиуретановой изоляции (ППУ), 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.
Закрытая и открытая система отопления на примерах схем
Закрытая и открытая система отопления являются основными схемами, используемыми для обогрева жилых зданий. Открытая отопительная система является самой распространенной среди систем с естественной циркуляцией. В основе работы данной системы лежат термодинамические законы. На выходном канале котла образуется зона повышенного давления, под воздействием которого разогретая жидкость двигается по трубопроводу, постепенно отдавая тепловую энергию.
Охладившись, теплоноситель поступает обратно в котел, где опять осуществляется его нагрев. Таким образом работает система с естественной циркуляцией. В такой конструкции можно использовать только воду, поскольку антифризы, используемые для отопления, слишком быстро испаряются.
Правовые основы отношений в области теплоснабжения
Отношения энергетических компаний и потребителей регламентирует ФЗ о теплоснабжении № 190, вступивший в силу с 2010 г.
В главе 1 излагаются основные понятия и общие положения , определяющие сферу правовых основ экономических отношений в теплоснабжении. В нее также входит обеспечение горячей водой
Утверждаются общие принципы организации поставки тепла, заключающиеся в создании надежных, эффективных и развивающихся систем, что очень важно для проживания в сложном российском климате.
Главы 2 и 3 отражают обширную область полномочий местных органов власти, которые управляют ценообразованием в сфере теплоснабжения, утверждают правила его организации, учет расхода тепловой энергии и нормативы ее потерь при передаче. Полнота власти в этих вопросах позволяет контролировать организации теплоснабжения, относящиеся к монополистам.
В главе 4 отражаются отношения между поставщиком тепловой энергии и потребителем на основании договора. Рассматриваются все правовые аспекты подключения к тепловым сетям.
Глава 5 отражает правила подготовки к сезону отопления и ремонта тепловых сетей и источников
В ней описывается, что делать при неплатежах по договору и несанкционированных подключениях к тепловым сетям.
В главе 6 определяются условия перехода организации в статус саморегулируемой в области теплоснабжения, организации передачи прав на владение и пользование объектом теплоснабжения.
Рассматриваются все правовые аспекты подключения к тепловым сетям.
Глава 5 отражает правила подготовки к сезону отопления и ремонта тепловых сетей и источников. В ней описывается, что делать при неплатежах по договору и несанкционированных подключениях к тепловым сетям.
В главе 6 определяются условия перехода организации в статус саморегулируемой в области теплоснабжения, организации передачи прав на владение и пользование объектом теплоснабжения.
Пользователи тепловой энергии должны знать положения ФЗ о теплоснабжении, чтобы отстаивать свои законные права.
Составление схемы теплоснабжения
Схема теплоснабжения представляет собой предпроектный документ, в котором отражены правовые отношения, условия функционирования и развития системы обеспечения теплом городского округа, поселения. По отношению к ней в федеральный закон входят определенные нормы.
- Схемы теплоснабжения для поселений утверждаются органами исполнительной власти или местного самоуправления, в зависимости от численности населения.
- Для соответствующей территории должна быть единая теплоснабжающая организация.
- В схеме указываются энергетические источники с указанием их основных параметров (загрузка, графики работы и др.) и радиусом действия.
- Указываются мероприятия по развитию системы обеспечения теплом, консервации избыточных мощностей, созданию условий ее бесперебойной работы.
Объекты теплоснабжения размещаются в границах поселения согласно утвержденной схеме.
Открытые системы теплоснабжения
Открытые системы теплоснабжения характеризуются тем, что водоразбор горячей воды для нужд потребителя происходит непосредственно из теплосети, причем, он может быть как полным, так и частичным. Остающаяся в системе горячая вода продолжает использоваться для отопления или вентиляции.
Расход воды в теплосети при этом способе компенсируется дополнительным количеством воды, которая подается в тепловую сеть. Преимущество открытой системы теплоснабжения заключается в ее экономической выгоде. Во время советского периода почти 50 % всех систем теплоснабжения были открытого типа.
В то же время, нельзя сбрасывать со счетов то, что такая система теплоснабжения имеет и ряд существенных недостатков. Прежде всего, это невысокое санитарно-гигиеническое качество воды. Отопительные приборы и трубопроводные сети придают воде специфический запах и цветность, появляются различные посторонние примеси, а также, бактерии. Для очистки воды в открытой системе обычно применяются различные методы, но их использование снижает экономический эффект.
Открытая система теплоснабжения по способу присоединения к теплосетям может быть зависимой, т.е. соединяться через элеваторы и насосы, или присоединяться по независимой схеме — через теплообменники. Остановимся на этом подробней.
Зависимые системы теплоснабжения
Зависимые системы теплоснабжения, это такие системы, в которых теплоноситель по трубопроводу попадает сразу в систему отопления потребителя. Здесь нет никаких промежуточных теплообменников, тепловых пунктов и гидравлической изоляции. Несомненно, что такая схема присоединения понятна и конструктивно проста. Она несложна в обслуживании и не требует никакого дополнительного оборудования, например, циркуляционных насосов, автоматических приборов регулирования и контроля, теплообменников и т.д. Чаще всего, эта система привлекает своей, на первый взгляд, экономичностью.
Однако она имеет существенный недостаток, а именно, невозможность отрегулировать теплоснабжение в начале и конце отопительного сезона, когда появляется избыток тепла. Это не только влияет на комфорт потребителя, но и приводит к теплопотерям, что снижает ее кажущуюся первоначально экономичность.
Когда становятся актуальными вопросы энергосбережения, разрабатываются и активно внедряются методики перехода зависимой системы теплоснабжения к независимой, это позволяет экономию тепла порядка на 10-40% в год.
Независимые системы теплоснабжения
Независимыми системами теплоснабжения называют системы, в которых отопительное оборудование потребителей изолировано гидравлически от производителя тепла, а для теплоснабжения потребителей используют дополнительные теплообменники центральных тепловых пунктов.
Независимая система теплоснабжения имеет целый ряд неоспоримых преимуществ. Это:
- возможность регулирования количества тепла, доставленного к потребителю при помощи регулирования вторичного теплоносителя;
- ее более высокая надежность;
- энергосберегающий эффект, при такой системе экономия тепла составляет 10-40 %;
- появляется возможность улучшения эксплуатационных и технических качеств теплоносителя, что существенно повышает защиту котельных установок от загрязнений.
Благодаря этим преимуществам, независимые системы теплоснабжения стали активно применяться в крупных городах, где тепловые сети достаточно протяженны и существует большой разброс тепловых нагрузок.
В настоящее время разработаны и успешно внедряются технологии реконструкции зависимых систем в независимые. Несмотря на значительные капиталовложения это, в конечном итоге, дает свой эффект. Естественно, что независимая открытая система — дороже, однако она значительно улучшает качество воды по сравнению с зависимой.
Критерии выбора системы обогрева
Вариантов выбора всего два — закрытая или открытая система отопления дома. Задумывался ли кто, почему первые созданные системы были только открытыми? А открытыми они были по одной простой причине – котлы, нагревающие воду, были твердотопливными. При прекращении циркуляции вода в котле закипает, взрыв котла предотвращает предохранительный клапан, но погасить его быстро невозможно. Поэтому закрытые системы отопления с принудительной циркуляцией стали применять для электрических и газовых котлов, которые можно выключить автоматически в любой нужный момент.
Открытая система отопления
Открытая система отопления в настоящее время считается устаревшей и применяется в небольших частных домах и загородных дачах. При этом нужна установка расширительного бака в открытой системе отопления в самой высшей точке разгонного коллектора, для обеспечения циркуляции под действием гравитации.
Современная открытая схема системы отопления с закрытой системы позаимствовала важнейший агрегат – циркуляционный насос. Он обычно используется при пуске системы для уменьшения ее инерционности. Затем в процессе работы насос выключается и открывается байпас. Знать, куда ставить насос в системе отопления, необходимо для его надежной и длительной работы. Насос ставится в точке с наименьшей температурой теплоносителя, обычно в «обратке» около котла.
Система называется «открытой» потому, что атмосферный воздух постоянно контактирует с водой в открытом расширительном баке.
Открытая система проста, надежна, а ее стоимость минимальна. Существует ошибочное мнение, что ее монтаж обходится дороже, потому что для подобных систем требуются трубы большего диаметра. Если учесть для закрытой системы отопления стоимость циркуляционного насоса, расширительного мембранного бак и затраты на электроэнергию, то монтаж обойдется явно не дешевле. В некоторых случаях альтернативы применению открытой системы отопления не существует. Например, при отсутствии электроснабжения.
Основные преимущества отрытых систем обогрева:
- чрезвычайная простота при монтаже и обслуживании;
- бесшумность работы;
- энергонезависимость;
- надежность работы с котлами любых типов;
- относительно низкие затраты на приобретение оборудования, труб и арматуры.
Конечно, простая и надежная открытая система отопления схема ее обычно двухтрубная, не лишена недостатков:
- испарение жидкости в расширительном баке делает невозможным применение антифриза, за уровнем воды в баке необходимо следить;
- большая инерционность системы, для устранения этого недостатка устанавливают циркуляционный насос и байпас;
- для сложных контуров многоэтажных домов с теплыми полами система не подходит из-за большого гидравлического сопротивления подобных систем обогрева.
Закрытая система отопления
Если выбрана система отопления закрытого типа схема которой может быть любой – однотрубной или двухтрубной, с теплыми полами или без, то ее основной признак – отсутствие контакта теплоносителя с воздухом, т. е. она полностью герметична. Движение теплоносителя в контуре обеспечивает циркуляционный насос. а тепловое расширение жидкости компенсируется в герметичном мембранном расширительном баке. Применение принудительной циркуляции облегчает монтаж, ведь не нужно строго выдерживать уклон труб, которые могут быть меньшего диаметра. Наличие насоса делает систему энергозависимой.
С увеличением этажности частных домов и сложности контуров отопления применяется в основном система отопления закрытого типа, в составе которой может быть несколько циркуляционных насосов, коллекторная лучевая разводка и автоматизированное электронное управление температурой разных помещений. В закрытом контуре схема установки расширительного бака в системе отопления отличается от его размещения в открытой системе. Самый оптимальный вариант, размещение мембранного бака в «обратке» вблизи котла.
Популярная закрытая система отопления имеет как преимущества, так и некоторые недостатки:
- в закрытой системе полностью отсутствует испарение, следовательно, можно применить антифриз в качестве теплоносителя;
- относительно меньшие расходы на трубы контура, трубы можно скрыть под полом или отделкой;
- упрощается монтаж, не нужно тщательно вымерять углы наклона трубопровода;
- небольшая инерционность системы и высокая теплоотдача;
- незначительное количество кислорода в теплоносителе уменьшает коррозию стальных труб.
Схема отопления частного дома с принудительной циркуляцией
Главное отличие такой системы заключается в наличии насоса, который при работе образует давление, которого вполне хватает для свободного движения теплоносителя.
Конструктивными элементами такой системы являются:
- непосредственно сам отопительный прибор;
- расширительный бачок мембранного типа;
- циркуляционный насос, модель нужно покупать исходя из требуемой мощности;
- радиаторы;
- трубы;
- фитинги, предназначены для соединения труб;
- шаровые и пробковые краны;
- обратные клапаны;
- воздухоотводы;
- фильтры, отвечающие за бесперебойное функционирование котла и насоса;
- крепежные детали.
Выбирая оборудование, обязательно принимайте во внимание мощность радиаторов и котла, параметры вашего трубопровода, а также скорость, с которой жидкость движется по контурам
Отличия открытой и закрытой системы отопления
Имеются следующие отличительные особенности систем открытого и закрытого отопления:
По месту размещения расширительного бака. В открытой системе отопления бак располагают в наивысшем месте системы, а в закрытой системе расширительный бак можно устанавливать в любом месте, даже рядом с котлом.
Закрытая система отопления изолирована от атмосферных потоков, что препятствует попаданию воздуха. Это увеличивает срок службы. За счёт создания дополнительного давления в верхних узлах системы снижается возможность образования воздушных пробок в радиаторах, расположенных сверху.
В открытой системе отопления используются трубы с большим диаметром, что создаёт неудобства, также монтаж труб осуществляется под наклоном для обеспечения циркуляции. Не всегда имеется возможность скрыть толстостенные трубы
Для обеспечения всех правил гидравлики необходимо учитывать уклоны распределения потоков, высоту подъёма, повороты, заужения, подключение к радиаторам.
В закрытой системе отопления используются трубы меньшего диаметра, что удешевляет конструкцию.
Также в закрытой системе отопления важно правильно установить насос, что позволит избежать шума.
Преимущества открытой системы отопления
- простое обслуживание системы;
- отсутствие насоса обеспечивает бесшумную работу;
- равномерный прогрев отапливаемого помещения;
- быстрый пуск и остановка системы;
- независимость от электроснабжения, если в доме не будет электричества, то система будет работоспособна;
- высокая надёжность;
- не требуется особых навыков для установки системы, в первую очередь устанавливается котёл, мощность котла будет зависеть от отапливаемой площади.
Недостатки открытой системы отопления
- возможность уменьшения срока эксплуатации системы при попадании воздуха, так как уменьшается теплопередача, в результате чего появляется коррозия, нарушается циркуляция воды, образуются воздушные пробки;
- воздух, содержащийся в открытой системе отопления, может вызывать кавитацию, при которой разрушаются элементы системы, находящиеся в кавитационной зоне, такие, как арматура, поверхности труб;
- возможность замерзания теплоносителя в расширительном баке;
- медленный нагрев системы после включения;
- необходим постоянный контроль уровня теплоносителя в расширительном баке для исключения испарения;
- невозможность использования антифриза в качестве теплоносителя;
- достаточна громоздка;
- низкий коэффициент полезного действия.
Преимущества закрытой системы отопления
- простой монтаж ;
- нет необходимости постоянно контролировать уровень теплоносителя;
- возможность применения антифриза. не боясь размораживания системы отопления;
- путём увеличения или уменьшения количества теплоносителя, подаваемого в систему, можно регулировать температуру в помещении;
- из-за отсутствия испарения воды снижается необходимость её подпитывать из внешних источников;
- самостоятельное регулирование давления;
- система экономичная и технологичная, имеет более длительный срок эксплуатации;
- возможность подключения к закрытой системе отопления дополнительных источников отопления.
Недостатки закрытой системы отопления
- самый главный недостаток — зависимость системы от наличия постоянного электроснабжения ;
- при работе насоса требуется электричество;
- для аварийного электроснабжения рекомендуется приобрести небольшой генератор ;
- при нарушении герметичности стыков возможно попадание воздуха в систему;
- размеры расширительных мембранных баков в закрытых помещениях большой площади;
- бак заполняется жидкостью на 60−30%, наименьший процент заполнения приходится на большие баки, на больших объектах применяются баки с расчётным объёмом в несколько тысяч литров.
- возникает проблема с размещением таких баков, используются специальные установки, чтобы поддерживать определённое давление.
Каждый, кто собирается установить систему отопления, сам выбирает, какая система проще и надёжней для него.
Открытую систему отопления, благодаря простоте эксплуатации, большой надёжности, используют для оптимального отапливания небольших помещений. Это могут быть небольшие одноэтажные дачные дома, а также загородные дома.
Закрытая система отопления является более современной и более сложной. Её применяют в многоэтажных домах и коттеджах.
Закрытая система теплоснабжения
Устроена в соответствии с общей принципиальной схемой, описанной ранее, но есть несколько основных отличий. Закрытая система работает за счет поддержания давления воды (теплоносителя), так что потребуются дополнительные элементы, обеспечивающие это требование. Для контроля за давлением в системе необходимо поставить манометр. Поскольку система закрытая, то и емкость для отбора излишков воды из системы не должна допускать потерю воды через испарения. Другими словами, расширительный бак должен быть закрытым. Для того, чтобы расширительный бак исправно выполнял свою работу тогда, когда надо, в месте соединения бака с остальной системой ставится пропускной клапан, срабатывающий при росте давления воды выше заданного значения.
Отдельным вопросом в обустройстве открытой системы остается расчетное давление, которое необходимо поддерживать для эффективной ее работы. Чаще всего для двухэтажных частных домов рекомендуют показатель в 1,5-2 атмосферы. Обычно этого хватает для подъема водяного столба на требуемую высоту. Для более точного определения можно применить следующую простую методику: вычисляется разница в высоте между двумя крайними, в вертикальной плоскости, точками, после чего умножается на 0,1. Получается дельта давления для подъема воды на заданную высоту в метрах. Полученная дельта прибавляется к базовому значению в полторы атмосферы. Пример: перепад высоты между двумя точками 3 метра, умножаем на 0,1, получаем 0,3, прибавляем 1,5, получаем 1,8 атмосферы.
Внутренняя часть и строение расширительной емкости в закрытой системе отличается от таковых в открытой. Если в открытой системе это может быть любая емкость достаточного объема, изготовленная из практически любого материала, то в закрытой специалисты рекомендуют использовать специально изготовленные емкости, оснащенные мембранами, делящими пространство бака на две части. В одной части находится газ, чаще всего азот, который при недостатке давления в системе вытесняет воду из расширительного бака, позволяя сохранять постоянство давления, как ведущую характеристику закрытой системы теплоснабжения. Визуально такие расширительные баки чаще всего напоминают цилиндры или вытянутые сферы.
При монтаже системы не требуется соблюдение наклона для самостоятельного движения воды, но жизненно необходим насос, который эту циркуляцию обеспечивает. В качестве дополнительных деталей для улучшения и продления жизни контура и его отдельных элементов можно поставить предохранительные клапаны и фильтры, очищающие воду и не позволяющие скапливаться отложениям солей в трубах.
Вода подается в систему через специальные соединения, чаще всего в районе котла. Чтобы не образовались воздушные пробки воду в закрытую систему нужно подавать медленно и постепенно. Запас требуемой воды можно подсчитать путем сложения общего объема всех элементов системы.
Переход от открытой к закрытой системе теплоснабжения
Все описанное выше дает четкое понимание основных отличий двух систем, исходя из этих отличий, несложно выделить простейший способ изменения открытой системы на закрытую. Схему расположения трубопроводов и котла менять не придется, Замене подлежит расширительный бак, который из открытой емкости превращается в герметичную, оснащенную механизмом вытеснения воды и обратным клапаном. Для безопасной работы системы дополнительно устанавливается манометр, соответствующий расчетному давлению в системе, а также дополнительные клапаны и фильтры, если того требуют дополнительные обстоятельства. Устройство, способствующее циркуляции теплоносителя в системе обязательно.
Разница открытой и закрытой системы
Ключевыми отличиями открытой и закрытой систем теплоснабжения являются:
- В закрытой системе поддерживается постоянное давления для поддержания работы системы.
- Роль и, соответственно, конструкция расширительного бака в закрытой системе отопления более сложная и заключается в регулировке главного показателя работы системы — давления теплоносителя.
- Для поддержания работы и контроля за состоянием системы необходимо наличие измерительных приборов и специальных клапанов, обеспечивающих обмен расширительной емкости с основной системой.
- Закрытая система при соблюдении всех основных требований функционирует дольше и намного более независима от внешних факторов вроде температуры воздуха и подачи воды, чем открытая.
- Для нормальной работы системы закрытого типа требуются трубы меньшего диаметра.
Несмотря на кажущуюся сложность устройства, система закрытого типа требует меньше усилий и внимания на обслуживание, если при монтаже и наладке не допущено существенных недочетов.
Читайте так же:
Разница между открытой и закрытой системами отопления
Тип теплоснабжения определяется до покупки котла. Чтобы точнее понять принцип работы обеих систем, нужно понять какие у них отличия. Благодаря нашему списку вы сможете сделать это без особых проблем.
Отличия между открытыми и закрытыми системами отопления:
- При открытом способе, вы должны разместить конструкцию с расширительным баком выше котла. При закрытой вариации этот элемент может располагаться в любом месте.
- Замкнутая система благодаря своей герметичности не нуждается в постоянном доливании воды. По этим же причинам в систему не попадает воздух.
- Открытая система использует более широкие трубы, чем закрытая. Чтобы вода спокойно циркулировала по трубам, нужно соблюсти при установки труб все законы физики.
Как видите, два типа отопления отличаются не очень сильно. Однако по предварительным прогнозам, сделанным на основе двух предыдущих пунктов, закрытая система все же лучше и надежнее. Чтобы в этом окончательно убедиться, мы предлагаем просмотреть преимущества и недостатки обоих систем.
Способы заполнения встроенный механизм и насосы
Насос для заполнения отопления Как заполнить систему отопления в частном доме — используя встроенное подключение к водопроводу с помощью насоса? Это напрямую зависит от состава теплоносителя — вода или антифриз. Для первого варианта достаточно сделать предварительную промывку труб. Инструкция по заполнению системы отопления состоит из следующих пунктов:
- Необходимо удостовериться, что вся запорная арматура стоит в нужном положении — вентиль слива закрыт также как предохранительные клапаны;
- Кран Маевского в верхней точке системы должен быть открыт. Это необходимо для удаления воздуха;
- Вода заполняется до того момента, пока из крана Маевского, открытого ранее, не потечет вода. После этого перекрывается;
- Затем необходимо удалить излишки воздуха из всех приборов отопления. На них должен быть установлен воздушный клапан. Для этого нужно оставить кран заполнения системы открытым, следите чтобы вышел воздух из конкретного прибора. Как только из клапана потечет вода — его нужно перекрыть. Такую процедуру нужно сделать для всех приборов отопления.
После того как произошло заполнение воды в закрытой системе отопления, нужно проверить параметры давления. Оно должно составлять 1,5 бар. В дальнейшем для предотвращения протечек выполняется прессовка. О ней будет сказано отдельно.
Заполнение отопления антифризом
Перед тем как приступить к процедуре добавления антифриза в систему, нужно его подготовить. Обычно используют 35% или 40% растворы, но для экономии рекомендуется приобрести концентрат. Разбавлять его следует строго по инструкции, и только применяя дистиллированную воду. Помимо этого необходимо подготовить ручной насос для заполнения системы отопления. Он подключается к самой нижней точке системы и с помощью ручного поршня выполняется нагнетание теплоносителя в трубы. Во время этого необходимо следить за следующими параметрами.
- Выход воздуха из системы (кран Маевского);
- Давление в трубах. Оно не должно превышать значения 2 бар.
Вся дальнейшая процедура полностью аналогична вышеописанной. Однако следует учитывать особенности эксплуатации антифриза — его плотность намного выше, чем у воды
Поэтому следует особое внимание уделить расчету мощности насоса. Некоторые составы на основе глицерина, могут увеличивать коэффициент вязкости при повышении температуры
Перед заливкой антифриза необходимо заменить резиновые прокладки на стыках на паронитовые
Это значительно уменьшит вероятность появления протечек
Перед заливкой антифриза необходимо заменить резиновые прокладки на стыках на паронитовые. Это значительно уменьшит вероятность появления протечек.
Автоматическая система заполнения
Для двухконтурных котлов рекомендуется применять устройство автоматического заполнения системы отопления. Оно представляет собой электронный блок управления добавления воды в трубы. Устанавливается на входном патрубке и работает полностью в автоматическом режиме.
Главным преимуществом этого устройства является автоматическое поддержание давления методом своевременного добавления воды в систему. Принцип работы устройства заключается в следующем: манометр, подключенный к блоку управления, подает сигнал о критическом снижении давления. Автоматический клапан подачи воды открывается, и находится в таком состоянии до тех пор, пока давление не стабилизируется. Однако практически все устройства автоматического заполнения водой системы отопления имеют высокую стоимость.
Бюджетным вариантом является установка обратного клапана. Его функции полностью аналогичны устройству автоматического заполнения системы отопления. Он также устанавливается на входящий патрубок. Однако принцип его работы заключается в стабилизации давления в трубах с системой подпитки водой. При падении давления в магистрали напор водопроводной воды будет воздействовать на клапан. Из-за разницы он автоматически откроется до момента стабилизации давления.
Таким способом можно не только подпитывать отопление, но и осуществлять полноценное заполнение системы. Невзирая на кажущуюся надежность рекомендуется визуально контролировать подачу теплоносителя. При заполнении отопления водой обязательно открываются клапаны на приборах для выхода излишка воздуха.
