Что такое зависимая система теплоснабжения. Зависимая и независимая система отопления: преимущества и недостатки решений

Схемы, по которым присоединяются приборы отопления, бывают двух видов. В зависимости от использования схемы различают два вида систем теплоснабжения – зависимые и теплоснабжения.

Смысл независимой системы теплоснабжения заключается в том, что оборудование абонентов изолируется от поставщика тепловой энергии с помощью гидравлики. А чтобы обеспечить абонентов теплом необходимы вспомогательные обменники центральных тепловых пунктов.

В случае использования зависимой системы, необходимо постоянное подключение ее к энергоносителю. Такая система представляет собой и трубы, а также котел, которые соединены между собой в одно целое. Смысл зависимой системы теплоснабжения заключается в циркуляции горячей воды по кругу в непрерывном режиме. Из-за того, что, зависимая система полностью привязана к теплотрассе, которая является главным источником тепловой энергии, при ее использовании невозможно настраивать температуру воды или даже, в случае потепления, отключить отопление.

Схема зависимой системы отопления

При использовании независимой системы отопления можно использовать различные виды топлива. Нужно отметить, что установка такой системы достаточно дорога. В отличие от зависимой системы, в независимой воду можно использовать и на другие потребности. Также преимуществом является и то, что независимая гораздо легче устанавливается в здании.

Помимо всего прочего, такая система дает возможность сэкономить денежные средства из-за того, что для ее функционирования требуется небольшое количество топлива. Количество топлива можно регулировать по собственному желанию, тем самым, образуя комфортабельные условия в помещениях.

Схема независимой системы отопления

Принцип работы

Как отмечалось выше, для работы зависимой системы используется техническая вода, которая в процессе эксплуатации оставляет в трубах соли и песок, что нарушает проходимость воды в трубах. В случае же с независимой, возможно применение очищенной . Оборудование при этом можно показать достаточно большой срок эксплуатации.

Независимая система отопления вполне обходится без электричества. Оно может понадобиться лишь в том случае, если смонтирован бункер и транспортер, для того чтобы подавать топливо в котел.

Также можно использовать котел, работающий при помощи . Такие котлы представляют собой конструкцию, состоящую из механических , термостата, и стальной емкости. Такая система не привязывает вас к газовой магистрали.

Котлы отопления

Существуют различные виды котлов, которые используются при независимой системе отопления.

Первый вид – это . Он функционирует в процессе нескольких этапов. В первую очередь прогреваются дрова, путем подачи кислорода, до момента образования газа, затем происходит горение газа (второй этап). Во избежание обратного движения газов, необходимо смонтировать электрический вентилятор.

Этапы работы пироллизного котла

Энергонезаависимый котел

Следующие вид – это . В них обычно используется пьезоэлемент. Он служит для розжига топлива. После возгорания топлива, в таких котлах, температуру горения можно регулировать самостоятельно.

Электрический котел

Также существуют со встроенным пьезорозжигом. Их особенность состоит в том, что после того как доступ газа в котел перекрыт, они не включатся самостоятельно.

Котлы, которые зависят от электричества, начинают функционировать после того, как топливо остывает до указанной температурной отметки. Электричество в данном случае необходимо для того, чтобы запустить вентилятор, который подает воздух.

Независимые системы отопления лучше всего применять в случаях, если ваш дом располагается далеко от линии электропередач или электричество подается нестабильно.

Энергозависимые котлы работают с использованием газа, и им не требуется подключение к электричеству. Этот вариант отопления вашего жилища наиболее дешевый, по сравнению с зависимой системой, и позволяет уменьшить расходы до двадцати процентов в год. Более того, независимая система дает возможно вручную регулировать температуру в помещениях, а также расход топлива.

Ваши контакты в этой статье от 500 рублей в месяц. Возможны другие взаимовыгодные варианты сотрудничества. Напишите нам на [email protected]

Растущая популярность автономных средств инжиниринга уже на этапе проектирования дома склоняет будущего владельца в сторону независимой системы отопления. Это далеко не идеальное решение, но многие готовы платить за его преимущества. Тем более что и возможности экономии при таком выборе полностью не отметаются. Но также остаются и вопросы безопасности, надежности и эргономики пользования оборудованием, поэтому и зависимая, и независимая системы отопления должны рассматриваться детально и с акцентом на конкретные условия применения. В данном же случае будут отмечены наиболее выраженные особенности и отличия каждой из этих концепций.

Зависимая система отопления

Центральным звеном таких коммуникаций является элеваторный узел, через который выполняются задачи регуляции теплоносителя. От теплотрассы на распределяющий узел жилого дома вода подается по трубопроводу, а механический контроль производится системой входных задвижек и вентилей - типовая сантехническая арматура. На следующем уровне располагаются запорные механизмы, которые регулируют подачу горячей воды обратного и входного контуров. Причем система отопления в частном загородном доме может предусматривать по две врезки - на обратную линию и канал подачи. Далее уже за домашними врезками следует камера, в которой производится смешивание теплоносителей. Горячие потоки могут косвенно контактировать с водой в обратном контуре, передавая ей часть тепла. Резюмируя эту часть, можно заключить, что вода направляется в систему ГВС непосредственно из центральной теплотрассы.

Система отопления независимого действия

Принципиальной особенностью этой системы является присутствие промежуточного коллекторного пункта. В жилых частных домах он может быть реализован как регулирующая станция (в том числе для понижения давления), но независимой эту схему делает интеграция теплообменника. Он выполняет функции рационального и сбалансированного перераспределения горячих потоков, также поддерживая при необходимости и оптимальный температурный режим. То есть при независимом присоединении системы отопления теплосеть как таковая не выступает прямым источником снабжения, а лишь направляет потоки к промежуточному технологическому пункту. Далее из него в соответствии с выполненными настройками в более точечном варианте может производиться снабжение и питьевой водой, и ГВС с отоплением и другими бытовыми нуждами.

Сравнение по степени зависимости от электроснабжения

Под энергонезависимостью в данном случае понимается именно отсутствие электричества. Иными словами, насколько коммуникации смогут продолжить свою работу, если по тем или иными причинам будет отключен свет. Есть ли в принципе отличия зависимой и независимой систем отопления в этом аспекте, ведь обе инфраструктуры могут предусматривать эксплуатацию энергоемких котлов? Действительно, на практике чаще всего обе системы равны в этом отношении, но сама по себе схема зависимого подключения к центральной теплосети вполне может обходиться без электрооборудования и снабжать потребителя круглый год даже без света - разумеется, если не будут наблюдаться сбои другого рода. В случае независимой системы даже в минимальном оснащении то же наличие коллекторного узла с автоматикой с большей вероятностью сделает систему нерабочей или урезанной в функционале на аварийный период в электросети.

Сравнение по надежности и долговечности

Практика эксплуатации технически сложных и многоуровневых систем показывает, что они менее ремонтопригодны и чаще должны подвергаться профилактическим осмотрам с обслуживающими мероприятиями. Нельзя сказать, что независимое подключение системы отопления снижает общий уровень надежности и безопасности (в некоторых случаях даже повышает), но тактика проведения ремонтно-восстановительных мероприятий должна быть на другом и более ответственном уровне.

Как минимум потребуется увеличение трудовых и временных ресурсов при обследовании теплообменника и примыкающей обвязки. Возможные неконтролируемые аварии на этом узле могут привести к повреждению трубопровода. Поэтому специалисты рекомендуют устанавливать несколько датчиков с контролем давления, температуры и герметичности. Новейшие коллекторные шкафы также предусматривают использование самодиагностических комплексов для постоянного мониторинга состояния системы. Что касается закрытой отопительной инфраструктуры, то для нее подобная контрольно-измерительная арматура тоже лишней не будет, но в этом случае ее необходимость не так высока.

Сравнение по эргономике

Собственно, все вышеперечисленные недостатки независимых систем обуславливаются стремлением пользователей получить и удобное в эксплуатации, и экономичное средство отопления. Как это достигается? Именно за счет промежуточного контрольно-распределительного узла, подключенного к теплообменнику. Основные отличия независимых и зависимых систем отопления в плане управления сводятся к тому, что в первом случае предоставляется более широкий набор возможностей для тонкой настройки параметров работы ГВС. В частности, средства автоматического контроля позволяют программировать распределение тепла в заданных объемах и по намеченным контурам на определенные временные интервалы - от часов и суток до недель.

Плюсы зависимых отопительных систем

Кроме уже упомянутой надежности и снижения затрат на обслуживание (как минимум со стороны пользователя), можно подчеркнуть достаточно высокую производительность и стабильное поддержание температуры горячей воды на среднем уровне от 95 ºС до 105 ºС. При этом как зависимая, так и независимая система отопления одинаково может регулировать тепловой режим. Только в первом случае за эту регуляцию будут отвечать коммунальные службы, интегрирующие в системы распределения радиаторы для размешивания воды с разными температурами. Именно для многоквартирных зданий это оптимальное по производительности и финансовой целесообразности решение.

Минусы зависимых отопительных систем

Из негативных сторон эксплуатации подобных систем отмечают следующие:

• Интенсивное загрязнение рабочих контуров окалиной, грязью, ржавчиной и всевозможными примесями, которые вполне могут попадать и в потребительское оборудование.
• Более высокие требования к проведению ремонтных мероприятий. Дело в том, что зависимые и независимые системы отопления в подобных случаях требуют подключения специалистов разного уровня. Одно дело - производить ремонт на магистральной линии раз в год, а другое - ежемесячно выполнять комплексный осмотр обвязки элеваторного узла в домашних условиях.
• Возможны гидроудары. Неправильное подключение коммуникаций или чрезмерно высокое давление в контуре может привести к разрывам труб.
• Низкое базовое качество теплоносителя по составу.
• Сложности контроля и управления. На технологических станциях коммунального водяного отопления процесс обновления той же запорной арматуры идет довольно медленно, отсюда могут возникать нарушения в балансах давления.

Плюсы независимых систем

Уже на подступе к основным потребителям домашней сети водоснабжения обеспечивается целый комплекс подготовительных мер, обеспечивающих распределение, фильтрацию и настройку давления теплоносителя. Все нагрузки ложатся не на конечное оборудование, а на теплообменник с гидробаком, которые непосредственно принимают ресурсы от магистрального источника. Подобная подготовка ресурса практически невозможна в частном порядке при эксплуатации систем зависимого отопления. Присоединение независимого контура к тому же позволяет рационально расходовать и воду для питьевых нужд оптимальной очистки. Потоки разделяются по целевому назначению и на каждой линии могут предусматривать отдельный уровень подготовки, соответствующий технологическим требованиям.

Минусы независимой отопительной системы

Разумеется, внедрение в инфраструктуру дополнительного регулирующего и контрольно-измерительного оборудования обойдется недешево. Если учесть и применение в качестве основного отопительного агрегата котла или радиатора с поддержкой насоса для циркуляции, то речь может идти о 500-700 тыс. руб. В этом отношении зависимые и независимые системы отопления расходятся коренным образом. К слову, зависимое подключение может и вовсе обходиться без ощутимых затрат. Другое дело, что в частном доме владельцы обычно вводят в сеть довольно производительные бойлеры и котлы. К тому же среди недостатков отмечают и высокие требования к безопасности. Это не значит, что автономный контур с несколькими слоями обвязки сам по себе представляет большую опасность, однако расширение сети с подключением к десятку промежуточных устройств накладывает на пользователя большую ответственность при эксплуатации системы.

Зависимые линии подключения теплоносителей сегодня воспринимаются как устаревшие, а независимые - как более функциональное, сбалансированное и эргономичное решение. Но какая система отопления подойдет, если речь идет о среднем частном доме с типовым объемом энергозатрат? Изначально можно ориентироваться на определенные конфигурации независимых систем, но не забывая о следующих нюансах:

• Если есть технические сложности обустройства отопительного оборудования, то более оправдана будет зависимая система.
• Если наблюдаются периодические отключения электроэнергии, то вместе с теплообменником придется приобрести и автономный генератор.
• Чем дольше длится отопительный период, тем более выгодным будет переход на зависимую систему.
• Для дач и в принципе малозатратных по тепловой энергии объектов при долгосрочной перспективе желательно делать выбор в пользу независимого подключения.

Можно ли переделать одну систему в другую?

Теоретически это вполне возможно - как в одном направлении, так и в другом. В основном как раз модернизируют зависимые системы, но вполне может возникнуть и потребность в реконструкции независимой инфраструктуры. При этом наиболее рациональным вариантом, когда можно будет с разной степенью сохранить плюсы обеих систем, станет реализация независимой системы отопления с закрытыми входными контурами. Это значит, что те функции, которые в стандартной независимой схеме выполнял отдельный коллекторный блок с полным набором регулирующих агрегатов, в этом случае возьмут на себя точечно установленные устройства. На разных уровнях уже домашней сети перед подходом к потребителям можно выполнить врезку фильтров, компрессорных установок, распределителей, циркуляционных насосов и гидробака.

Заключение

Все же решающим фактором в выборе той или иной системы отопления справедливо остается безопасность. И если в одном случае за нее будут отвечать сотрудники обслуживающих организаций, то в другом эти задачи на себя возьмет в значительной степени и сам пользователь. И в обеих ситуациях специалисты рекомендуют периодически заказывать услугу независимой экспертизы системы отопления, которая позволит на профессиональном уровне оценить текущее состояние трубопровода и прилегающих к нему контуров с технологическим оборудованием. К слову, это особенно важно для жильцов, которые пользуются коммуникациями старых домов. В таких случаях комплексная диагностика подключения к теплосети, проверка герметичности и соответствия изоляции установленным требованиям должна производиться регулярно.

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.

При проектировании систем отопления в качестве теплоносителя в них используют, как правило, воду, температуру которой принимают согласно СНиП. Например, в системах отопления жилых и общественных зданий температура теплоносителя (воды) не должна превышать 95 °С для двухтрубных и 105 °С для однотрубных систем отопления.

Определяющее значение на выбор схемы подключения системы отопления оказывают температурные и гидравлические условия работы тепловых сетей. В зависимости от этого системы отопления присоединяют к тепловым сетям по зависимой или независимой схемам.

В зависимых схемах присоединения теплоноситель в отопительные приборы поступает непосредственно из тепловых сетей. Таким образом, один и тот же теплоноситель циркулирует как в тепловой сети, так и в отопительной системе.

В независимых схемах присоединения теплоноситель из тепловой сети поступает в подогреватель, в котором его теплота используется для нагревания воды, заполняющей местную систему отопления. При этом сетевая вода и вода в местной системе отопления разделены поверхностью нагрева и таким образом сеть и система отопления полностью гидравлически изолированы друг от друга.

При зависимой схеме присоединения гидравлические условия работы тепловых сетей оказывают непосредственное влияние на системы отопления. В этом случае применяется либо непосредственное (если позволяет температурный график работы системы теплоснабжения), либо элеваторное присоединение систем отопления жилых и общественных зданий к тепловой сети ис.2.9).

Рис. 2.9. Зависимые схемы присоединения систем отопления к тепловым сетям:
а – непосредственное присоединение; б – элеваторное присоединение; 1 – подающий трубопровод;
2 – обратный трубопровод; 3 – отопительные приборы; 4 – манометр; 5 – термометр; 6 – грязевик;
7 – запорная арматура (задвижка); 8 – воздушник; 9 – сужающее устройство, счетчик жидкости;
10 – элеватор (струйный насос)

Зависимое присоединение отопительных установок по схеме рис. 2.9, а применяют, как правило, в системах отопления промышленных предприятий. Такая схема применима также в жилых и общественных зданиях, если температура воды в подающей магистрали теплосети не превышает 95 – 105 °С.

Если температура сетевой воды в подающей магистрали теплосети превышает 105 °С и располагаемый напор на вводе достаточен для работы струйного насоса - элеватора (10 – 15 м вод. ст.), то систему отопления присоединяют к теплосети по схеме, представленной на рис. 2.9, б . В этом случае необходимая температура воды, поступающей в систему отопления, достигается за счет смешения в элеваторе высокотемпературной сетевой воды из подающей магистрали с обратной водой из системы отопления.

При зависимом присоединении качество теплоснабжения во многом зависит от качества изготовления и монтажа элеватора. При изготовлении элеваторов с особой тщательностью следует следить за соосностью сопла и камеры смешения, за качеством обработки внутренних поверхностей сопла и камеры смешения. Невыполнение этих требований может привести к снижению КПД струйного насоса, увеличению потерь напора, засорению сопла элеватора и, как следствие, к нарушению циркуляции в системе отопления.

Преимуществом элеватора как смесительного устройства является простота и надежность эксплуатации.

Основной характеристикой элеватора является коэффициент смешения (коэффициент инжекции), который представляет собой отношение расхода подсасываемой (инжектируемой) элеватором воды, к расходу воды через сопло элеватора.

Потеря напора в сопле элеватора в десятки раз превышает потерю напора в отопительной системе. Поэтому основным сопротивлением местной системы является сопротивление сопла элеватора, которое зависит от его геометрических размеров (диаметра сечения сопла); коэффициент смешения, создаваемый элеватором, является величиной неизменной. При постоянном коэффициенте смешения расход воды в системе отопления изменяется пропорционально расходу сетевой воды через сопло элеватора, т.е. при прекращении подачи сетевой воды в сопло элеватора циркуляция воды в местной системе прекратится.

Избежать этого можно, если установить на абонентском вводе вместо элеватора смесительный насос (рис. 2.10). При аварийном отключении тепловой сети такой насос осуществляет циркуляцию воды в системе отопления, что предотвращает ее замораживание в течение довольно длительного времени (8 – 12 часов).

При необходимости смесительный насос может быть установлен на подающем или обратном трубопроводах системы отопления. В первом случае насос, кроме смешения, выполняет функции повысительного насоса, во втором случае - циркуляционного насоса.

Смесительные насосы устанавливаются, как правило, в местных тепловых пунктах, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по виброшумовым характеристикам. Немаловажным критерием подбора смесительных насосов являются также их габаритные размеры.

Преимуществом смесительного насоса перед струйным является повышение надежности работы системы отопления, обеспечение циркуляции воды в системе отопления при недостаточном располагаемом напоре на вводе, возможность автоматического регулирования расхода воды и гидравлической защиты системы отопления.

Достоинством зависимой схемы присоединения является простота и относительно невысокая стоимость абонентских установок по сравнению с независимой схемой. Кроме того, при зависимом присоединении в абонентской установке может быть получен больший, чем при независимом присоединении, перепад температур сетевой воды, что способствует снижению расхода воды в теплосети и, соответственно, уменьшению диаметров трубопроводов теплосети и снижению капитальных затрат в тепловые сети.

Основным недостатком зависимых схем присоединения отопительных установок является влияние гидравлического режима работы тепловых сетей на режим работы системы отопления. Отопительные приборы имеют, как правило, пониженную механическую прочность по сравнению с другими элементами системы теплоснабжения. Например, предел механической прочности чугунных радиаторов составляет 6 кгс/см 2 , стальных радиаторов – 10 кгс/см 2 . Превышение этих пределов может привести к авариям в абонентских установках. Низкая механическая прочность отопительных приборов существенно снижает надежность работы и усложняет эксплуатацию крупных систем теплоснабжения, что объясняется наличием большого количества абонентов с разнородной тепловой нагрузкой и протяженных систем транспорта теплоты. Существенным недостатком зависимой схемы присоединения с элеваторным смешением является также невозможность применения местного регулирования тепловой нагрузки системы отопления, так как при изменении расхода сетевой воды через элеватор может произойти прекращение циркуляции воды в системе отопления, опрокидывание циркуляции или опорожнение системы отопления.

Независимое присоединение систем отопления позволяет исключить влияние гидравлического режима теплосети и влияние суточной неравномерности нагрузки горячего водоснабжения на работу систем отопления. Применение независимых схем присоединения обусловлено повышением требований к надежности теплоснабжения, а также все возрастающей долей строительства зданий повышенной этажности. Согласно нормативным документам по независимой схеме допускается присоединять системы отопления и вентиляции зданий с числом этажей 12 и выше, а также при обосновании системы отопления и вентиляции других потребителей теплоты. Независимая схема присоединения системы отопления представлена на рис. 2.11.

Основным элементом независимой схемы присоединения является промежуточный теплообменник – водо-водяной подогреватель, в котором вода, циркулирующая в системе отопления, нагревается до необходимой температуры. В качестве греющей среды в таком теплообменнике используется сетевая вода. Циркуляция воды в системе отопления осуществляется при помощи насоса.

При независимом присоединении систем отопления требуются дополнительные капиталовложения в системы теплоснабжения и несколько усложняется эксплуатация оборудования тепловых пунктов и абонентских установок за счет появления дополнительных элементов: промежуточного теплообменника и циркуляционного насоса. Кроме того, при независимой схеме присоединения система теплоснабжения должна работать по повышенному температурному графику для компенсации недогрева воды в промежуточном теплообменнике.

Несмотря на недостатки, независимая схема присоединения отопительных установок обладает целым рядом преимуществ, основным из которых является существенное повышение надежности работы систем теплоснабжения. В системе теплоснабжения появляется возможность поддерживать уровень давлений, превышающий допустимый по условиям механической прочности отопительных приборов, что очень важно для крупных систем транспорта теплоты. Повышается также надежность работы систем отопления за счет исключения возможности опорожнения. Возможность применения местного регулирования при независимом присоединении позволяет повысить качество работы отопительных установок за счет исключения колебании температуры внутреннего воздуха отапливаемых помещений относительно значений, определенных СНиП и санитарно-гигиеническими нормами.

В тепловом пункте здания присоединение системы водяного отопления к централизованным тепловым сетям может осуществляться по зависимой или независимой схемам. При зависимой схеме присоединения теплоноситель централизованных тепловых сетей используется непосредственно в системе отопления.

При независимой схеме присоединения применяется теплообменник, разделяющий теплоносители системы отопления и тепловых сетей. При­оритетной является зависимая схема, как наиболее дешевая и простая в монтаже и эксплуатации. Независимая схема присоединения используется при недостаточном или высоком для эксплуатируемой системы отопления гидро­статическом давлении на вводе тепловой сети в тепловой пункт здания.

Зависимая схема присоединения может быть непосредственной (рис. а) или с применением узла смешения (рис. 6).

Оптимальным является вариант схемы присоединения, показанный на рисунке а , при которой обеспечивается непосредственная обратная связь между пользователем тепловой энергии и теплопроизводителем при регулировании производства теплоты. Однако такое прямое присоединение возможно только при использовании низкотемпературных тепловых сетей с постоянными в течение года параметрами теплоносителя, например 80-60°С, и только для двухтрубных систем отопления с радиаторными дросселирующими термостатами. Тепловые сети в данном случае реагируют на изменение спроса потребителя в теплоте через датчики перепада давления на вводах, с помощью которых электронными регуляторами изменяется подача сетевых насосов тепловых сетей (количественное регулирование).

Схема, приведенная на рисунке б применяется для подсоединения к тепловым сетям, расчетные температурные параметры которых выше параметров системы отопления.

Водоструйный элеватор на рисунок в сочетает в себе функции смесителя и циркуляционного насоса, но с низким КПД. Данная схема широко применяется для нерегулируемых систем отопления, так как является простой и надежной в эксплуатации, не нуждается в электроэнергии.

В практике автоматизации и переоборудования тепловых узлов имело место использование схемы рисунок г , с установкой клапана 2 перед элеватором 1. Такой подход является неверным, так как при дросселировании потока клапаном 2 резко падают насосные качества элеватора. Поэтому разработчики обычно дополнительно устанавливают в эту схему насос и обратный клапан, для которых элеватор становится только помехой. При его устранении имеет место схема рисунке е . При наличии достаточного для работы элеватора перепада давления на вводе хорошие характеристики имеет узел смешения в виде регулируемого водоструйного элеватора (рисунок д ), в котором с помощью сервомотора изменяется сечение сопла элеватора.

Зависимая схема присоединения системы водяного отопления к тепловым сетям

а - схема непосредственного присоединения;

б - схема присоединения с узлом смешения;

в - узел смешения в виде нерегулируемого водоструйного элеватора;

г - то же с регулирующим клапаном (неправильное решение);

д - то же в виде регулируемого водоструйного элеватора;

е - то же с регулирующим двухходовым (дросселирующим) клапаном и подмешивающим I или циркуляционным II насосом;

ж - то же с регулирующим смесительным трехходовым клапаном и подмешивающим I или циркуляционным II насосом;

з - то же в виде гидравлического разделителя с регулирующим двухходовым (дросселирующим) клапаном и циркуляционным насосом III;

и - то же в виде четырехходового регулирующего клапана и циркуляционного насоса III;

1 - водоструйный нерегулируемый элеватор;

2 - регулирующий двухходовой (дросселирующий) клапан;

3 - водоструйный регулируемый элеватор;

4 - регулирующий смесительный трехходовой клапан;

5 - обратный клапан;

6 - гидравлический разделитель;

7 - четырехходовой регулирующий клапан

Схемы смешения, показанные на рисунках е, ж наиболее распространены при присоединении к централизованным тепловым сетям. Схема с использованием трехходового клапана 4 (рисунок ж ) отличается значительно более широким диапазоном коэффициента смешения по сравнению со схемой на рисунке е . Подмешивающий насос I используется при наличии достаточного для работы системы отопления перепада давления на вводе тепловых сетей. В противном случае устанавливается циркуляционный насос II .

Смесительные узлы с использованием гидравлического разделителя 6 (рисунок з ) и четырехходового клапана 7 (рисунок и ) применяются в основном при присоединении к местным тепловым сетям от ведомственной, ин­дивидуальной или т.п. котельной. Такой способ присоединения благоприятен для устойчивой работы котлов, особенно при использовании котлов на твердом топливе. Применяются разделители вертикальные соосные, верти­кальные со сдвигом подсоединенных к нему трубопроводов отопления относительно трубопроводов тепловых сетей (показан на рисунке з ), а также горизонтальные. Конструкция гидравлического разделителя проста и представляет собой трубу круглого или прямоугольного сечения, площадь поперечного сечения которой примерно в 10…20 раз больше суммарного поперечного сечения подсоединяемых к ней 4-х трубопроводов.

На рисунках условно не показано оборудование, приборы и арматура, обязательно монтируемые в тепловом пункте: счетчик коммерческого учета теплоты, сетчатые и осадочные фильтры, регулятор перепада давления, регулятор-ограничитель температуры обратной воды (может не устанавливаться), датчики регуляторов и дистанционных контрольных приборов, термометры, манометры, запорная арматура и арматура для слива опорожнения оборудования теплового пункта.

При независимой схеме присоединения применяются скоростные теплообменники различного типа: гладкотрубные, спиральнотрубные, пластинчатые (как правило, одноходовые разборные или полуразборные).