Для чего нужна подпитка отопления?
Эффективная работа современной отопительной системы базируется на сохранении стабильного рабочего давления теплового носителя. Даже в проверенных на герметичность системах могут наблюдаться незаметные невооруженному глазу микроскопические утечки.
Кроме всего прочего, определенное количество теплоносителя утекает из отопительной системы в процессе удаления воздушных пузырьков посредством крана Маевского, а также может просачиваться сквозь сальники установленного циркуляционного насосного оборудования.
Тепловой узел с подпиткой
Незначительная часть теплового носителя теряется в контурных стыках. Общие потери жидкости способны оказывать значительное отрицательное воздействие на показатели работоспособности отопительной системы.
Наиболее часто в качестве теплового носителя используется водопроводная вода, и максимально эффективно компенсировать потери такой жидкости помогает подпитка эксплуатируемой системы отопления посредством магистрального водопровода.
Расчет подпитки
Вычисление требуемого объема добавляемой воды проводится в соответствии с СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети».
В закрытых отопительных контурах используется коэффициент 0,075 к общему объему энергоносителя в сетях и присоединенных к ним трубопроводах.
Множитель 0,05 применяется к объему для расчета подпитки участков, которые удалены от котельной на расстояние больше 5 км, в открытых и закрытых системах.
В открытых магистралях берется коэффициент 0,12 к объему среднему расходу жидкости на горячий водопровод и прибавляется фактический объем энергоносителя в трубах с множителем 0,075.
Автоматическая подпитка системы отопления — схема узла и клапана подпитки
Когда в отопительной системе срабатывают воздухоотводчики по причине выхода воздуха, объем теплоносителя непременно уменьшается. Также количество литров носителя тепла становится меньше по причине очистки фильтров от различных загрязнений.
Помимо этого, изменения температурного режима, которые зависят от погоды за окном, завершаются увеличением или уменьшением потерь тепла здания. В итоге режим работы горелки теплоагрегата периодически меняется. Этот элемент котла то интенсивно подогревает воду, то функционирует в экономичном режиме.
Главной деталью в нем является редукционный клапан, изображенный на фото. Клапан подпитки системы отопления снабжен специальной мембраной, находящейся под давлением теплоносителя. Благодаря натяжению пружины, устанавливается требуемое давление для жидкости, при котором мембрана переходит в верхнее положение и в итоге сдавливает пружину. Применение клапана способствует тому, что подпитка закрытой системы отопления становится более быстрой, простой и безопасной.
После того, как давление в отопительной системе падает (за клапаном), теплоноситель больше не воздействует на мембрану, и пружина толкает вниз шток клапана, открывая в этом элементе просвет в седле. Вода из водопроводной конструкции начинает течь через открывшееся отверстие в трубопровод системы теплоснабжения. Мембрана после достижения номинального давления выгибается вверх и закрывает седло клапана.
Современные требования относительно экологии предусматривают, что перед редукционным клапаном также следует располагать прерыватель потока или обратный клапан. Такая деталь как прерыватель потока выполняет функцию обратного клапана, но является усовершенствованным изделием, состоящим из двух обратных клапанов и находящейся между ними сливной трубы.
Согласно европейским нормам, прерыватель потока необходимо устанавливать в обязательном порядке. Дело в том, что горячая вода, попадающая из отопительной конструкции в водопроводную сеть, провоцирует размножение в трубах различных бактерий, оседающих на внутренних поверхностях стенок.
Рекомендуется узел подпитки системы отопления обходить при помощи байпаса и отсечных (шаровых) кранов. Если вдруг данный узел или один из его элементов выйдет из строя, тогда подпитку производят через байпас (подробнее: «Что такое байпас в системе отопления и для чего он нужен – виды, правила установки»). Самым удобным местом подключения такого узла является точка, где располагается расширительный бачок, выполняющий в конструкции функцию «нулевой» точки отсчета.
В результате вода из водопровода смешивается с обраткой, охлаждает жидкость и та поступает в агрегат слишком холодной, что неблагоприятно отражается на работе прибора. По этой причине, если подпитка системы отопления частного дома должна располагаться близко к теплоагрегату, узел рекомендуется устанавливать в систему горячего водоснабжения.
Если в загородном доме водоснабжение нерегулярное, перед узлом подпитки ставят накопительный гидроаккумулятор, который бывает двух типов. Это либо бак подпитки системы отопления на чердаке, либо мембранный бак аналогичный расширительному бачку. Когда в водопроводе давление воды меньше, чем в системе отопления, то клапан редукционный функционировать не будет, тогда необходимо устанавливать гидроаккумулятор.
Узел подпитки отопления подключают непосредственно к аккумулятору водоснабжения домовладения.
источник
Варианты рабочих схем подключения
Отопительные системы отличаются большим разнообразием и наличие обратного клапана обязательно далеко не во всех. Рассмотрим несколько случаев, когда его монтаж необходим. Прежде всего, обратный клапан обязательно устанавливается на каждый из отдельных контуров в схеме закрытого типа при условии, что они оборудованы циркуляционными насосами.
Некоторые умельцы настойчиво рекомендуют установить обратный клапан пружинного типа перед входным патрубком единственного в одноконтурной системе циркуляционного насоса. Они мотивируют свой совет тем, что так насосное оборудование можно защитить от гидроударов.
Это ни в коей мере не соответствует действительности. Во-первых, монтаж обратного клапана в одноконтурной системе вряд ли оправдан. Во-вторых, его всегда устанавливают после циркуляционного насоса, иначе использование устройства теряет всякий смысл.
Если в схему отопления включено два или больше котлов, возникновение паразитарных потоков неизбежно. Поэтому подключение обратного клапана обязательно
Для многоконтурных систем наличие запорного устройства обратного действия жизненно необходимо. Например, когда для отопления используются два котла, электрический и твердотопливный, или любые другие.
При отключении одного из циркуляционных насосов давление в трубопроводе неизбежно изменится и появится так называемый паразитарный поток, который двинется по малому кругу, что грозит неприятностями. Здесь без запорной арматуры обойтись невозможно.
Похожая ситуация возникает и при использовании бойлера косвенного нагрева. Особенно при наличии у оборудования отдельного насоса, если отсутствуют буферная емкость, гидрострелка или распределительная гребенка.
Здесь тоже велика вероятность возникновения паразитарного потока, для отсечения которого необходим обратный клапан, применяемый именно для обустройства ветки с бойлером.
Обязательно использование запорной арматуры и в системах с байпасом. Такие схемы обычно используются при переделке схемы с гравитационной циркуляции жидкости на принудительную.
В этом случае клапан ставится на байпас параллельно циркуляционному насосному оборудованию. Предполагается, что основным режимом работы будет принудительный. Но при отключении насоса из-за отсутствия электроэнергии или поломки система автоматически перейдет на естественную циркуляцию.
При обустройстве байпасных узлов для отопительных схем использование обратных клапанов считается обязательным. На рисунке представлен один из возможных вариантов подключения байпаса
Это произойдет следующим образом: насос прекращает подавать теплоноситель, исполнительный узел обратного клапана перестает испытывать давление и закрывается.
Затем возобновляется конвекционное движение жидкости по основной линии. Этот процесс будет длиться до тех пор, пока не заработает насос. Кроме того, специалисты предлагают ставить обратный клапан и на трубопровод подпитки. Это необязательно, но крайне желательно, поскольку позволяет избежать опустошения отопительной системы по самым разным причинам.
Например, владелец открыл кран на трубопроводе подпитки, чтобы увеличить давление в системе. Если по неприятному стечению обстоятельств в этот момент водоснабжение перекрыто, теплоноситель попросту выдавит остатки холодной воды и уйдет в трубопровод. В результате отопительная система останется без жидкости, давление в ней резко упадет и котел остановится.
В описанных выше схемах важно использовать правильно выбранные клапаны. Для отсечения паразитарных потоков между соседними контурами целесообразно устанавливать дисковые или лепестковые устройства
При этом гидравлическое сопротивление будет меньшим у последнего варианта, что нужно учесть при выборе.
В отопительных системах с естественной циркуляцией теплоносителя использование пружинных обратных клапанов нецелесообразно. Здесь могут быть установлены только лепестковые поворотные устройства
Для обустройства байпасного узла предпочтительнее выбирать шаровой клапан. Это обусловлено тем, что он дает практически нулевое сопротивление. На подпиточный трубопровод можно установить клапан дискового типа. Это должна быть модель, рассчитанная на довольно высокое рабочее давление.
Таким образом, обратный клапан может быть установлен не во всех отопительных системах. Он обязательно используется при обустройстве байпасов всех типов для котлов и радиаторов, а также в точках разветвления трубопроводов.
Подпитка сети закрытого типа: схемы, инструкции
Если магистраль закрытая, то давление в ней, как было отмечено выше, повышено, следовательно, предыдущая схема в таком случае не подойдет. Здесь нужно устанавливать исключительно автоматический подпитывающий клапан. Принцип работы такого клапана описан выше, мы же рассмотрим простую схему ее установки, которую можно выполнить собственноручно. Она состоит из нескольких элементов (в такой последовательности): кран -> манометр -> подпитывающий редуктор.
К слову, именно редуктор является главным элементом данной системы. Состоит он из нескольких элементов, приведенных ниже.
Устройство и особенности закрытой системы отопления
Ранее мы рассказывали о том как устроенна закрытая система отопления, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией
- Стопорная площадка, ограничивающая подачу жидкости из подпитывающей трубы.
- Блок регулировки, включающий в себя мембрану и специальный шток с пружиной. Сам блок находится сверху прибора.
- Обратный клапан – его функцию мы уже рассмотрели.
Видео – Редуктор подпитки
Вначале задается минимальный напор в сети при помощи блока регулировки. В этой время рабочая жидкость будет контактировать с мембраной, предотвращая опускание штока. И после того, как давление упадет ниже заданной отметки, пружина надавит на шток и тот все же опустится. В результате будет открыта заслонка, а вода из трубопровода начнет поступать в отопительную сеть. И когда давление нормализуется, шток обретет исходное положение, прекратив подачу теплоносителя.
Редуктор следует установить на трубу «обратки» непосредственно у входа в котел, так как именно здесь давление минимально. Если же система оснащена циркуляционным насосом, то подпитывающий узел следует разметить уже перед ним, иначе при работе его (насоса) напор может «скакать», что, в свою очередь, приведен к ложной активации редуктора.
Обратите внимание! Объем прохождения колеблется от 6 до 12 литров в минуту, более конкретная цифра зависит от заданного значения. В качестве заключения
В качестве заключения
Подпитка системы отопления помогает избегать коммунальных аварийных ситуаций. Более того, с ее помощью поддерживается требуемое давление рабочей жидкости в системе. Что же касается конкретно подпитывающих клапанов, то устройства автоматического типа позволяют контролировать данные процессы дистанционно.
Пример системы автоматической подпитки
Несмотря на богатый выбор систем, действительно заслуживающих внимания потребителей устройств, на самом деле, не так уж много. Любым производителем в сопроводительной документации к прибору указывается рекомендуемая схема подключения подпитывающего клапана.
Чаще всего конструкция такого устройства самодостаточна и включает в себя элементарную фильтрующую водоподготовку и обратный клапан, а также вентиль для выполнения ручной подпитки.
Система отопления с автоматическим управлением клапаном подпитки
Несмотря на то, что автоматический клапан подпитки системы отопления может быть просто установлен на участке от водопроводной системы до отопительного контура, целесообразно отделить его с двух сторон стандартной запорной арматурой, представленной шаровыми кранами.
Такая особенность системы автоматической подпитки обусловлена необходимостью периодически осуществлять ревизию и обслуживание узла в процессе эксплуатации.
Определенным плюсом управляющей установки является дружественный интерфейс, удобный для всех потребителей, а также возможность выполнить при наличии аварийной ситуации ручную подпитку системы.
Подпитка
Как правило, подпитывание отопления осуществляется посредством подключения к холодной водопроводной системе, но в некоторых случаях запитывание производится с применением накопительного бака.
В условиях открытой системы отопления
Об уменьшении объема теплового носителя в открытой отопительной системе сигнализирует расширительный бачок, который монтируется в верхней точке установленной конструкции.
Гравитационная система подпитывается при снижении уровня теплового носителя в бачке и отсутствии достаточного напора внутри контрольного трубопровода.
Схема узла подпитки системы отопления
С целью предотвращения повышенного расхода теплоносителя обязательно устанавливается арматура запорного типа, срабатывающая в момент контрольного открытия крана.
В условиях закрытого отопительного контура
Оптимальный вариант для обустройства отопительной системы закрытого типа представлен монтажом автоматического подпитывающего узла с различными видами арматуры. Лучше всего использовать редуктор, имеющий встроенный фильтр, обратный клапан, задвижку и манометр, позволяющий контролировать показатели уровня давления.
При применении в качестве теплового носителя обычной магистральной водопроводной воды, целесообразно обеспечить установку качественного комплексного фильтрующего устройства, что продлит срок эксплуатации всей отопительной системы.
Подпитывающее устройство чаще всего монтируется на байпас с запаковкой всех резьбовых соединений и впайкой монтажных кранов, после чего производится установка полностью собранного узла.
4 Установка клапана
Профессионалы советуют размещать подпитку рядом с расширительным баком. Это логично, поскольку бак срабатывает во всех случаях. Сразу после снижения уровня давления из-за действия бака оно стабилизируется клапаном в автоматическом режиме. Нестабильность в давлении будет непродолжительной и это никак не повлияет на работоспособность оборудования.
Важно помнить о том, что не нужно монтировать редуктор на обратке возле котла. В этом случае доза холодного теплоносителя может привести к сбоям в эксплуатации
Также не следует устанавливать приспособление на подающих контурах. Слишком горячая жидкость может навредить элементам узла.
Основные элементы
Основные элементы
Как и любое оборудование подпитка состоит из нескольких частей. Рассмотрим каждую деталь отдельно.
Исполнительный механизм
При ручном управлении устанавливают одну задвижку, через которую подают или перекрывают воду. Автоматическое оборудование может содержать различные виды устройств дистанционного управления. Самым популярным вариантом служит редукционный клапан. Он состоит из трех частей: запорный и обратный клапан, а также редуктор давления. При этом его устанавливают как в механические системы, так и оснащают электрическими датчиками управления.
В исполнительном механизме устанавливают нижний порог давления. Когда манометр улавливает потери мембрана отпускает пружину, та воздействует на рабочий шток, после чего отверстие клапана открывается. Когда давление нормализуется мембрана вновь давит на пружину и шток встает на место, закрывая проход конусом.
Настроить порог давления, при котором будет начинать подача рабочей жидкости, можно при помощи винта, закрепленного наверху исполнительного механизма. Установив его в определенном положении, позиция фиксируется контргайкой. Чтобы не ошибиться с настраиваемым давлением на устройстве имеется манометр.
Обратный клапан
Рабочая жидкость из отопительной системы не должна смешиваться с питьевой водопроводной водой. Это приведет к негативным последствиям:
- Сделают воду непригодной для употребления человеком из-за развития бактерий.
- Так как трубы отопления постепенно разрушаются внутри в воду может попасть коррозия, которая вредна для здоровья.
- Снижение КПД котла из-за потери давления и снижения температуры.
Теплоноситель может попасть в водопровод во время подпитки если давление в отопительной системе выше чем в трубах с холодной водой. Другая причина смешивания — запорная арматура вышла из строя и начала пропускать.
Чтобы избежать неприятной ситуации позади исполнительного устройства ставят обратный клапан. Некоторые конструкции предусматривают эту деталь внутри редукционного клапана. Современные конструкции подпитки имеют «прерыватель потока», устанавливаемый перед оборудованием.
Накопитель и насос
Когда давление в отопительной системе выше чем в водопроводе, понадобится насос чтобы восполнить потери рабочей жидкости. Автоматически или вручную подать воду невозможно. Если же выйдет из строя обратный клапан, тогда произойдет сброс теплоносителя в холодное водоснабжением.
Разработаны насосы с накопительным баком, в котором всегда есть запас воды для восполнения потерь в отоплении. Это позволяет решить проблему, даже когда в холодном водопроводе низкое давление. Насосы могут быть как ручными, так и автоматическими. Первый вариант предусматривает установку накопительной емкости выше уровня расширительного бака. Такую схему монтажа называют гравитационной. Во втором случае применяется гидроаккумулятор, соединенный с мембраной, постоянно находящейся под давлением.
Выпускаются вертикальные насосы без накопительного бака. Они предназначены для частных домов и устанавливаются в колодцах под воду.
Фильтры
Иногда в холодном водопроводе подается жидкость с примесями которая может нарушить работу систему отопления. Для защиты перед исполнительным устройством устанавливают два вида фильтров:
- Очистка от мусора. Внутри используется сетка с мелкими ячейками, в которых застревают загрязняющие частицы. Иногда такой фильтр встраивают в исполнительный механизм.
- Химическая очистка. Чтобы избежать коррозии труб отопления смягчают поступающую воду. Обычно при помощи реагентов устраняют соли кальция.
Все виды фильтров нужно регулярно чистить. Так они будут надежно исполнять свои функции и не забивать клапаны.
Выбор подходящего агрегата
При выборе циркуляционного насоса для автономной системы отопления руководствуются двумя основными критериями – производительностью агрегата и напором. Первый из этих параметров характеризует объём теплоносителя, который агрегат сможет перекачать за определённый период времени, а второй говорит о высоте, на которую помпа сможет поднимать жидкость. Кроме того, необходимо учитывать:
- Сечение труб, к которым будет подключаться циркуляционный насос.
- Габариты места, отведённого для установки перекачивающего агрегата.
- Максимальную температуру теплоносителя.
- Мощность и пропускную способность теплогенератора.
- Объем отапливаемых помещений.
О классическом методе расчёта мы уже рассказывали в статье. Расчет циркуляционного насоса для отопления в примерах и формулах. Вместе с тем, есть и более простой способ, который можно использовать как для предварительной калькуляции, так и проверки результатов более основательных вычислений. В его основу положено требование, согласно которому циркуляционный насос должен за один час своей работы прокачать по отопительной системе трехкратный объём её заполнения.
Последнее значение можно косвенно оценить по мощностным характеристикам котла. Если тепловой агрегат выбирался по правилам, то на каждый киловатт, взятый из его технического паспорта, приходится не менее 15 литров теплоносителя. Достаточно умножить мощность теплогенератора в кВт на 15 и сделать поправку в 20%, чтобы с достаточной точностью оценить заполнение отопительных контуров. После того, как будет вычислен объём теплоносителя, подсчитать искомую производительность циркуляционного насоса в л/мин будет несложно — для этого заполнение контуров в литрах необходимо умножить на три и разделить на шестьдесят. Если в качестве примера взять отопительную систему с котлом мощностью 15 кВт, то можно предположить, что объём жидкости во всех её ветках примерно равняется 270 литров (Q =15 кВт х 15 л + 20%). Для принудительной циркуляции теплоносителя понадобится насос с расходной характеристикой не менее 0.81 м3/час или 13.5 л/мин.
Необходимую величину напора циркуляционного насоса также можно определить, не вдаваясь в сложные математические вычисления. Для этого можно воспользоваться формулой N = X * K, где X – этажность здания, включая подвал, а К – поправочный коэффициент, равный 0.7-1.1 для традиционных двухтрубных схем отопления и 1.2-1.85 для коллекторно-лучевых контуров. Так, если вести расчёт гидравлического сопротивления коллекторной отопительной системы двухэтажного здания с подвалом (количество уровней равняется трём), то понадобится помпа с напором 3х1.85=5.55 м.
Полученных величин уже будет достаточно для того, определиться с конкретной моделью циркуляционного насоса любого производителя. Для этого на графиках гидравлических характеристик центробежных агрегатов находят рабочую точку – она находится на пересечении отрезков, проведённых из оси абсцисс (производительность) и ординат (напор). Лучшим положением рабочей точки считается средняя треть графика, которая соответствует максимальному КПД.
График гидравлических характеристик циркуляционного насоса позволяет проанализировать, соответствует ли агрегат требованиям по напору и производительности
Чтобы получить достаточный резерв в ту и другую сторону, следует ориентироваться на кривую, построенную для средней скорости циркуляционного насоса. В этом случае можно будет уменьшить его мощность при чрезмерной шумности или же увеличить, если теплоноситель на входе в котёл будет иметь недопустимо низкую температуру.
Термоклапаны, устанавливаемые во многих системах отопления, регулируют температуру в помещении в соответствии с заданными параметрами. Клапан перекрывается при повышении температуры. При этом повышается гидравлическое сопротивление и, соответственно, увеличивается давление. Эти процессы сопровождаются появлением шума, избавиться от которого можно путем перевода насоса на низкие обороты. Эффективнее справляются с данной задачей насосы с встроенной электроникой, способной плавно регулировать перепады давления в зависимости от изменения количества воды.
