Устройство и принцип работы теплового пункта

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.

Плюсы и минусы паровой системы

Паровое отопление имеет несколько главных достоинств:

1. Высочайшая скорость нагрева;
2. Незначительные размеры отопительных приборов;
3. Высокий КПД;
4. Относительно низкая стоимость материалов и работ по сооружению системы;
5. Малый объем воды – низкая подверженность размораживанию.

Отопление паром применяется, прежде всего, в производственных процессах, используется для обогрева больших объемов помещений – цехов, ангаров, теплиц и так далее. Использование парового отопления запрещено в жилых и административно-общественных помещениях.

Кроме преимуществ этот вид отопления обладает следующими недостатками:

1. Высокие температуры нагреваемых поверхностей;
2. Повышенный шум в сети при движении теплоносителя;
3. Частые гидравлические удары;
4. Ограничения в выборе материалов;
5. Повышенный износ элементов системы из-за воздействия высокой температуры и давления;
6. Сложность регулирования температуры.

Требования по обеспечению энергоэффективности тепловых сетей

Основные требования по обеспечению энергоэффективности тепловых сетей приведены в разделе 17 СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003.

Энергоэффективность тепловых сетей — это отношение тепловой энергии, полученной всеми потребителями (на входных отключающих устройствах), к тепловой энергии, выданной от источника (на выходных отключающих устройствах) (п.17.1 СП 124.13330.2012).

Согласно п.17.2 СП 124.13330.2012 энергоэффективность тепловых сетей характеризуется следующими показателями:

• потери и затраты теплоносителя в процессе передачи и распределения тепловой энергии;
• потери тепловой энергии, обусловленные потерями теплоносителя;
• потери тепловой энергии теплопередачей через изоляционные конструкции трубопроводов тепловых сетей;
• объем подпитки тепловых сетей;
• расход тепловой энергии (тепловой поток) в тепловой сети;
• температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети на источнике тепла;
• температура теплоносителя в обратном трубопроводе тепловой сети на источнике тепла;
• расход теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети;
• затраты электроэнергии на передачу тепловой энергии, включая затраты насосными группами источников теплоснабжения;
• удельные затраты электроэнергии на передачу тепловой энергии, включая затраты насосными группами источников теплоснабжения.

Обеспечить энергоэффективность тепловых сетей можно за счет разработки схем теплоснабжения, в том числе реализации следующих схемных мероприятий: (п.17.3):

• оптимизации гидравлических режимов;
• оптимизации диаметров тепловых сетей;
• оптимизации температуры теплоносителя;
• гидравлической балансировки теплосетей.

Энергосберегающих мероприятий при проектировании изоляции на тепловых сетях (п.17.4) при разработке ПД (проектной документации):

• применение изоляции трубопроводов с низким коэффициентом теплопроводности;
• применение конструкций тепловой изоляции, исключающей ее деформацию и сползание теплоизоляционного слоя в процессе эксплуатации. В составе теплоизоляционных конструкций оборудования и трубопроводов следует предусматривать опорные элементы и разгружающие устройства, обеспечивающие механическую прочность и эксплуатационную надежность конструкций.

При применении предизолированных трубопроводов с ППУ-изоляцией обязательно использование системы оперативно-дистанционного контроля.

Согласно п.17.6 при проектировании тепловых сетей срок службы трубопроводов принимать не менее 30 лет.

В соответствии с п.17.7 для снижения потерь теплоносителя в качестве запорной арматуры, как правило, применять шаровые краны; при использовании осевых компенсаторов предпочтение отдавать сильфонным компенсаторам, взамен сальниковых.

В проектной документации следует предусматривать мероприятия по защите трубопроводов от отложений, внутренней и наружной коррозии за счет применения (п.17.8):

• катодной защиты;
• электродренажной защиты;
• протекторатной защиты;
• противоточного натрий-катионирования подпиточной воды теплосети;
• высокоэффективных карбоксильных катионитов в схемах водород-катионирования;
• мембранных технологий;
• ингибиторов коррозии и солеотложений;
• поверхностно-активных веществ;
• устройств для удаления механических примесей из сетевой воды;
• устройств для удаления из подпиточной воды кислорода и углекислого газа;

Согласно п.17.9 для насосного оборудования следует предусматривать установку частотно-регулируемого привода.

Что такое тепловой насос для отопления частного дома? Как работает?

Специальное устройство, которое способно извлекать тепло из окружающей среды называется тепловой насос.

Применяются такие приборы в качестве основного или дополнительного метода обогрева помещений. Некоторые устройства также работают на пассивное охлаждение здания — при этом насос применяется как для летнего охлаждения, так и для зимнего обогрева.

В качестве топлива используется энергия окружающей среды. Такой обогреватель извлекает тепло из воздуха, воды, грунтовых вод и так далее, поэтому это устройство относят к классу возобновляемых источников энергии.

Важно! Для работы таких насосов требуется подключение к электросети. В состав всех тепловых аппаратов входит испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан. В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства

Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло)

В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства. Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло)

В состав всех тепловых аппаратов входит испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан. В зависимости от источника тепла различают водяные, воздушные и другие устройства. Принцип действия очень похож на принцип работы холодильника (только холодильник выбрасывает горячий воздух, а насос поглощает тепло).

Большинство приспособлений работают как при положительных, так и при отрицательных температурах, однако КПД устройства напрямую зависит от внешних условий (т. е. чем выше температура окружающей среды, тем мощнее будет устройство). В общем случае прибор работает следующий образом:

1. Тепловой насос вступает в контакт с окружающими условиями. Обычно аппарат извлекает тепло из земли, воздуха или воды (в зависимости от типа устройства).
2. Внутри прибора установлен специальный испаритель, который заполнен хладагентом.
3. При контакте с внешней средой хладагент закипает и испаряется.
4. После этого хладагент в виде пара поступает в компрессор.
5. Там он сжимается — благодаря этому серьёзно повышается его температура.
6. После этого разогретый газ поступает в систему отопления, что приводит к нагреванию основного теплоносителя, который и используется для отопления помещений.
7. Хладагент понемногу охлаждается. В конце он превращается обратно в жидкость.
8. Потом жидкий хладагент поступает в специальный клапан, который серьёзно понижает его температуру.
9. В конце хладагент вновь попадает в испаритель, после чего цикл нагрева повторяется.

Фото 1. Принцип работы теплового насоса типа грунт-вода. Синим цветом показан холодный теплоноситель, красным — горячий.

Преимущества:

• Экологичность. Такие устройства относятся к возобновляемым источникам энергии, которые не загрязняют атмосферу своими выбросами (тогда как в случае использования природного газа образуются вредные парниковые испарения, а для производства электроэнергии часто применяется сжигание угля, из-за чего также загрязняется воздух).
• Хорошая альтернатива газу. Тепловой насос идеально подойдёт для отопления помещений в случаях, когда использование газа затруднительно по тем или иным причинам (например, когда дом находится вдали ото всех основных инженерных сетей). Насос также выгодно отличается от газового отопления тем, что для установки такого прибора не требуется получать государственное разрешение (но при бурении глубокой скважины его все же придётся получить).
• Недорогой дополнительный источник тепла. Насос идеально подойдёт в качестве дешёвого вспомогательного источника питания (оптимальный вариант — применение газа зимой и насоса — весной и осенью).

Недостатки:

1. Тепловые ограничения в случае использования водяных насосов. Все тепловые аппараты хорошо функционируют при положительных температурах, тогда как в случае работы при отрицательных температурах многие насосы перестают работать. В основном это связано с тем, что при этом вода замерзает, что делает невозможным её применение как источника тепла.
2. Могут появиться проблемы с устройствами, которые в качестве тепла используют воду. Если для нагрева применяется вода, то потребуется найти её стабильный источник. Чаще всего для этого следует пробурить скважину, благодаря чему расходы на монтаж устройства могут возрасти.

Внимание! Насосы обычно стоят в 5—10 раз дороже газового котла, следовательно использование таких приборов в целях экономии в ряде случаев может быть нецелесообразно (чтобы насос окупился, потребуется подождать несколько лет)

Зачем нужен тепловой узел?

Тепловой пункт находится на вводе теплотрассы в дом. Главное его назначение — изменение параметров теплоносителя. Если говорить понятнее, то тепловой узел снижает температуру и давление теплоносителя перед тем как он попадет в ваш радиатор или конвектор. Нужно это не только для того, чтобы вы не обожглись от прикосновения к прибору отопления, но и для продления срока службы всего оборудования системы отопления

Особенно это важно, если внутри дома отопление разведено при помощи полипропиленовых или металлопластиковых труб. Существуют регламентированные режимы работы тепловых узлов:

• 150/70
• 130/70
• 110/70

Эти цифры показывают максимальную и минимальную температуру теплоносителя в теплотрассе.

Также, по современным требованием на каждом тепловом узле должен быть установлен прибор учета тепла. Теперь перейдем к устройству тепловых узлов.

Где поставить пункт обогрева квартиры?

Сделать пункт нагрева теплоносителя можно только в особом помещении. Есть определенные требования к бойлерной:

1. Площадь от 4 кв. м. Дверь в пункт должна иметь ширину от 0,8 м.
2. Наличие окна, которое смотрит на улицу.
3. В отдельных случаях наличие принудительной вентиляции.
4. Крепление котла к негорючей поверхности стены. В противном случае необходимо обеспечить надежную прослойку из негорючего материала.
5. Расстояние между бойлером и другим газовым и отопительным оборудованием должно быть не менее 0,3 м.

Соблюдение этих простых требований СНиП позволит избежать проблем с постановкой системы на учет. Поквартирный учет подачи тепла вам будет уже не важен.

Разбор схемы теплового узла в деталях

На рисунке изображены два типа подключений: а – в случае подключения потребителей непосредственно к коллектору; б – при присоединении к ветке тепловой сети.

Чертеж отражает графические изменения расходов теплоносителя при наступлении таких обстоятельств:

А – при подключении систем отопления и водоснабжения (горячего) к коллекторам теплоисточника по отдельности.

Б – при врезке тех же систем к наружной тепловой сети. Интересно, что присоединение в таком случае отличается высокими показателями потери давления в системе.

Рассматривая первый вариант, следует отметить, что показатели суммарного расхода теплоносителя возрастают синхронно с расходом на снабжение горячей водой (в режиме І, ІІ, ІІІ), в то время как во втором, хоть рост расхода теплового узла и имеет место быть, вместе с ним показатели расхода на отопление автоматически понижаются.

Исходя из описанных особенностей тепловой схемы теплового узла, можно сделать вывод, что в результате суммарного расхода теплоносителя, рассмотренного в первом варианте, при его применении на практике составляет около 80 % расхода при применении второго прототипа схемы.

Этапы монтажа индивидуального теплового пункта

После того, как была собрана вся необходимая документация для организации индивидуального теплового пункта, можно приступать к установке оборудования и подключению к коммуникациям.

Подключение коммуникаций

Работы происходят по следующим этапам:

• Организуется точка ввода. За счет данного узла происходит раздача тепла из единой сети по трубам, которые находятся внутри ИТП. При организации точки ввода закладываются фильтры и запорные элементы.

• Создается локация учета. На данном этапе предстоит смонтировать приборы учета энергии и тепла. Они напрямую влияют на то, как будет производиться запись расходов на отопление.

• Монтируется точка для оценки уровня давления. Данный узел стабилизирует функционирование ИТП. Он отвечает за поддержку уровня давления внутри системы горячего водоснабжения и отопления

. Как только все оборудование, в которое входит насос, автоматика, теплообменники, фильтры и другие элементы, будет установлено, предстоит перейти работе с коммуникациями и инженерными сетями.

Коммуникации будут подключаться по следующей схеме:

• Подключение горячей воды. Соединение в этом случае может происходить по закрытому и открытому типу. Определиться с выбором придется на этапе строительства, так как переделывать новый вариант гораздо сложнее. Закрытый тип теплоносителя предполагает установку теплообменников. Открытая схема осуществляется непрерывным потоком непосредственно из теплосети. При ее реализации вода без промедления направляется в батареи, краны и другие элементы системы.

• Соединение с отоплением. На данном этапе осуществляется монтаж множества приборов, которые контролируют подачу тепла в здание. Схема для этого узла будет выглядеть как соединение элементов, обеспечивающих автоматическое направление нагретой воды потребителю. Такие системы стоят недорого и легко соединяются с коммуникациями. Узел помогает сохранять отопление и вести его учет в случаях, когда питание ИТП прервалось.

Организация подпитки. Колебание объемов тепла может компенсироваться установкой расширительных баков в момент повышения и понижения температуры.

Пусконаладка ИТП

Подбор систем

ИТП с элеватором стоит дешевле, но дороже в эксплуатации

Подготовка воды для передачи пользователям выполняется с помощью регулирующего узла. По виду этого элемента выделяют несколько схем работы теплоузла.

Элеватор – устанавливался на ТП старого образца. Узел смешивает жидкость из магистральной сети и остывшую воду из обратного трубопровода, чтобы получить теплоноситель с температурой, пригодной для вторичных сетей. Температура поддерживается на определенном уровне вне зависимости от температуры воздуха на улице или в помещении. При перегреве единственный способ удалить избыток тепла – открыть окно. При недогреве приходится подключать электрические обогреватели.

Схема теплового узла с контроллером намного эффективнее. Теплообменник и контролирующее оборудование позволяет регулировать температуру воды в обогревательном контуре по реальным показаниям воздуха. Выделяют 2 системы такого рода:

• Зависимая схема – увеличивает или уменьшает температуру подаваемой жидкости перемешиванием остывшего теплоносителя из обратного трубопровода. Контроллер следит за изменениями температуры и автоматически включает насосы и клапаны. Обязательна установка регуляторов давления, поскольку этот показатель в первичных и вторичных сетях отличается.
• Независимая – вода, используемая для обогрева дома, циркулирует по замкнутому контуру, тепло от теплоносителя из магистрали передается только через теплообменник. Регуляторы давления здесь не нужны, регулировка температуры выполняется точнее и быстрее. Стоимость ТП с независимой схемой выше, однако она экономичнее в использовании: вода не загрязняется, не перегревается, не приводит к коррозии труб и радиаторов.

Горячее водоснабжение тоже реализуется по 2 схемам:

• Одноступенчатая – вода из водопровода подается на подогреватель. Нагревается сетевым теплоносителем, который пришел от источника. Охлажденная сетевая передается к источнику, а нагретая водопроводная поступает к потребителю.
• Двухступенчатая – вода нагревается в 2 этапа. Сначала за счет теплоносителя из обратного трубопровода – до+5–+30 С, затем догревается благодаря использованию подающего теплопровода – до +60 С. В этом случае используют бросовую энергию обратного трубопровода – это дешевле.

Сильные и слабые стороны двухтрубных систем

Исследуя вопрос, какая схема отопления лучше, нельзя обойти характеристики систем с двумя трубами.

Они обладают следующими достоинствами:

1. Появляется возможность применения автоматических терморегуляторов для батарей или радиаторов отопления. Подобные моменты необходимо планировать еще во время проведения проектных разработок.
2. Для разведения труб по помещениям в этом случае используется особенная коллекторная система. При выходе из строя или снижении эффективности работы какого-то одного узла это ни коем образом не отразится на производительности остальных элементов контура.
3. Двухтрубная система подразумевает использование параллельного подключения для радиаторов.

Слабые стороны:

• Обустроить такую схему отопления намного труднее.
• Стоимость разработки проекта требует значительных финансовых затрат.
• Монтажные работы отличаются большей сложностью реализации.

Области применения:

• Частное жилищное строительство.
• Разработка «элитных» проектов.
• Многоэтажные дома с верхней разводкой.

В зданиях, имеющих 10 и более этажей, рекомендуется применять однотрубную систему с горизонтальной разводкой на каждый этаж, или двухтрубную схему, имеющую верхнюю вертикальную разводку. Это станет гарантией эффективной циркуляции.

Положительные характеристики двухтрубного коллекторного обогрева:

• Низкий уровень гидродинамического сопротивления.
• Можно устанавливать оптимальный уровень обогрева в каждом помещении.

Выдержка из решения Арбитражного суда Московской области по Делу № А41-54234/12

В качестве доказательства того, что индивидуальный тепловой пункт и соответствующее помещение не относятся к общему имуществу многоквартирного дома, а принадлежат на праве собственности городскому поселению Мытищи ТСЖ ВСК «Магнолия» представило письмо от 06.02.2013 г. № 330/исх. Управления земельно-имущественных отношений администрации городского поселения Мытищи, согласно которому помещение и оборудование ИТП дома значатся в Реестре муниципального имущества городского поселения Мытищи и находится в аренде у ОАО «Мытищинская теплосеть».

Однако, как указано в абз. 4 пункта 36 Постановления Пленумов Верховного Суда Российской Федерации и Высшего Арбитражного Суда Российской Федерации от 29.04.2010 № 10/22 «О некоторых вопросах, возникающих в судебной практике при разрешении споров, связанных с защитой права собственности и других вещных прав» (далее – Постановление Пленумов ВС РФ и ВАС РФ от 29.04.2010 № 10/22) факт включения недвижимого имущества в реестр государственной или муниципальной собственности, а также факт нахождения имущества на балансе лица сами по себе не являются доказательствами права собственности или законного владения.

В ст. 36 Жилищного кодекса Российской Федерации указано, что собственникам помещений в многоквартирном доме принадлежит на праве общей долевой собственности общее имущество в многоквартирном доме. Конкретный состав общего имущества определен в постановлении Правительства РФ от 13.08.2006 № 491 «Об утверждении Правил содержания общего имущества в многоквартирном доме и правил изменения размера платы за содержание и ремонт жилого помещения в случае оказания услуг и выполнения работ по управлению, содержанию и ремонту общего имущества в многоквартирном доме ненадлежащего качества и (или) с перерывами, превышающими установленную продолжительность».

В пп. «ж», п. 2 данных Правил указано, что в состав общего имущества включаются, в частности, иные объекты, предназначенные для обслуживания, эксплуатации и благоустройства многоквартирного дома, включая трансформаторные подстанции, тепловые пункты, предназначенные для обслуживания одного многоквартирного дома.

Из п. 2, 3 Постановления Пленума Высшего Арбитражного Суда Российской Федерации от 23.07.2009 г. № 64 «О некоторых вопросах практики рассмотрения споров о правах собственников помещений на общее имущество здания» вытекает, что при рассмотрении споров судам следует исходить из того, что к общему имуществу здания относятся, в частности, помещения, предназначенные для обслуживания более одного помещения в здании, а также лестничные площадки, технические этажи, чердаки, подвалы, в которых имеются инженерные коммуникации, иное обслуживающее более одного помещения в данном здании оборудование, …механическое, электрическое, санитарно-техническое и иное оборудование, находящееся за пределами или внутри помещений и обслуживающее более одного помещения. При этом право общей долевой собственности на общее имущество принадлежит собственникам помещений в здании в силу закона вне зависимости от его регистрации в Едином государственном реестре прав на недвижимое имущество и сделок с ним (далее – реестр).

Суд также учитывает, что практика применения указанных выше норм об общем имуществе многоквартирного дома установлена в Постановлении Президиума ВАС РФ от 22.01.2013 г. № 10545/12. Данное постановление размещено на сайте ВАС РФ

05.04.2013 г. При этом в абз. 2 п. 61.9 Регламента арбитражных судов, утвержденного Постановлением Пленума ВАС РФ от 05.06.1996 № 7 указано, что со дня размещения Постановления Президиума ВАС РФ в полном объеме на сайте ВАС РФ практика применения законодательства, на положениях которого основано данное Постановление, считается определенной для арбитражных судов (п. 5.1 Постановления Пленума ВАС РФ от 12.03.2007 N 17 в редакции Постановления Пленума ВАС РФ от

14.02.2008 № 14).

Согласно указанному Постановлению Президиума ВАС РФ критерием для отнесения того или иного инженерного оборудования дома к общему имуществу является его функциональное назначение, предполагающее его использование для обслуживания более одного помещения в многоквартирном доме. При этом условия договора о создании имущества, в силу закона входящего в состав общего имущества многоквартирного дома, не могут изменить правовой режим такого имущества, прямо определенный законом.

Следовательно, индивидуальный тепловой пункт, расположенный в многоквартирном доме, в силу закона входит в состав имущества указанного многоквартирного дома.