Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы узлов ручной и автоматической подпитки

Билет № 27

1 Определение расходов сетевой воды

Расчетный расход
сетевой воды, т/ч
, в закрытых системах
теплоснабжения для определения диаметров
труб в водяных тепловых сетях при
качественном регулировании отпуска
теплоты следует определять отдельно
для отопления, вентиляции и горячего
водоснабжения по формулам:

На
отопление

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

где

и
– температуры в подающем и обратном
трубопроводах тепловой сети при расчетной
температуре наружного воздуха для
проектирования систем отопления и
вентиляции.

На
вентиляцию

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

Расчетные
расходы сетевой воды на горячее
водоснабжение, т/ч

зависят от схемы присоединения
водоподогревателей. При двухступенчатой
схеме присоединения расход воды
определяют по следующим формулам:

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

где
среднечасовой
расход воды на горячее водоснабжение,
т/ч.

и
температура в подающем и обратном
теплопроводах в точке излома графиков
температур воды.

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

Формулы
для определения расчетного расхода
сетевой воды при параллельной схеме
присоединения подогревателей приведены
в .

Суммарный
расчетный расход сетевой воды, т/ч,

в двухтрубных тепловых сетях при
качественном регулировании по отопительной
нагрузке:

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

где
коэффициент,
учитывающий долю среднего расхода воды
на горячее водоснабжение, принимается
в зависимости от мощности системы
теплоснабжения (k=1,0
при k=1,0
при ).

Для
потребителей с тепловым потоком 10 МВт
и менее суммарный расчетный расход
воды следует определять по формуле:

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

При
центральном качественном регулировании
отпуска теплоты по совмещённой нагрузке
отопления и горячего водоснабжения
расчетный расход сетевой воды определяется
как сумма расходов воды на отопление и
вентиляцию без учета нагрузки горячего
водоснабжения:

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

Расчетный
расход сетевой воды в неотопительный
период, т/чопределяется
по формуле:

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

где
определяют
по формуле (33), с учётом того, что
максимальную тепловую нагрузку на
горячее водоснабжение определяют
с учётом повышения температуры холодной
воды до 15oC;

коэффициент,
учитывающий изменение расхода воды на
горячее водоснабжение в неотопительный
период по отношению к отопительному,
принимаемый для жилищно-коммунального
сектора равным 0,8. Для курортных и южных
городов ,
для промышленных предприятий .

ПРИМЕР
4.
Для двух
кварталов района города определить
расчетный суммарный расход сетевой
воды. Данные по расчетным тепловым
потокам взять из примера 1. Температура
воды в подающем трубопроводе ,
в обратном
Регулирование отпуска теплоты производится
по совмещенной нагрузке на отопление
и горячее водоснабжение.

Решение:

Расчетный
расход сетевой воды на отопление для
квартала №1 найдем по формуле (30):

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

По
формуле (31) для квартала №1 найдем
расчетный расход воды на вентиляцию:

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

Примечание.
Расчетные тепловые потоки взяты с учетом
5% потерь теплоты в окружающую среду.

Суммарный
расчетный расход сетевой воды рассчитаем
по формуле (36):

Подпитка системы отопления. Схемы подключения и принцип работы

Аналогичные
расчеты произведем и для квартала №2,
и результаты занесём в таблицу 4:

Таблица
4 – Расчетные расходы сетевой воды для
двух кварталов района города

№ квартала

1

92

11

103

2

153

18

171

Итого:

274

Результат 1

Всего вопросов: 0

Правильных ответов: 0

Верно: 0%

Система отопления – принцип действия, разновидности, особенности циркуляции теплоносителя

Автономная система отопления представляет собой комплекс взаимодействующего оборудования – котла, трубопроводов, приборов отопления и контролирующих приборов. Принцип ее действия основан на передаче тепла от агрегата через теплоноситель в отопительный контур, состоящий из труб, радиаторов и прочих теплоприемников. По мере прохождения через систему жидкость отдает тепло в окружающую среду, и уже в охлажденном виде по обратной магистрали возвращается к агрегату. Далее теплоноситель подогревается до нужной температуры и снова запускается по кругу.

При этом существуют 2 основные разновидности систем отопления:

  • Естественная или открытая.

Движение теплоносителя в системе осуществляется под действием естественных законов природы. Согласно им, нагретая, а значит, и менее плотная вода всегда стремится подняться вверх, а остывшая и более плотная – осесть вниз. Котел в такой схеме находится в самой нижней точке, а расширительный бак, через который осуществляется заполнение системы отопления, в самой верхней.

Устройство простейшей системы отопления открытого типа

Устройство простейшей системы отопления открытого типа Источник otoplenie-gid.ru

Принцип действия системы сводится к следующему алгоритму:

  1. Вода подогревается в теплообменнике котла.
  2. По достижении заданной температуры и уменьшения плотности она устремляется в верхнюю область отопительного контура – по трубам начинает течь в радиаторы.
  3. Отдав тепло в батареях, она охлаждается, становится более плотной и опускается вниз.
  4. Далее она утекает по обратной магистрали, монтированной под небольшим уклоном к котлу.
  5. В завершении остывшая вода поступает в теплообменник, подогревается и повторно поступает по прямой магистрали в батареи.

Специальная открытая емкость находится в максимально высокой точке этой системы. Через нее осуществляется первичная заправка, контроль уровня и при необходимости подпитка теплоносителем. Кроме того, расширительный бачок выполняет функцию выравнивателя внутреннего давления. Так, если при нагреве вода чрезмерно нагреется и увеличится в объеме, то она просто уйдет в эту емкость, а не расширит и не разорвет трубы.

Открытый бак в верхней точке системы компенсирует расширение теплоносителя

Открытый бак в верхней точке системы компенсирует расширение теплоносителя Источник tinkoffjournal.ru

Главное преимущество открытой системы заключается в энергонезависимости, простоте монтажа и эксплуатации. Недостаток связывается с малой эффективностью. Работать обогрев будет только на небольшой площади, так как чем дальше от агрегата будет расположена батарея, тем меньше тепла она будет получать.

  • Принудительная или закрытая.

Теплоноситель в системе запускается в отопительный контур под напором специального циркуляционного насоса. Благодаря этому нагретая вода быстрее достигает цели и меньше теряет тепла по пути – независимо от расстояния до батареи. В отличие от выше приведенной данная система не имеет прямого контакта с окружающим воздухом. Контроль за расширением теплоносителя в нем выполняет специальный закрытый мембранный бак, разделенный по середине резиновой перегородкой на две камеры – воздушную и для теплоносителя.

Чтобы закачать воду в принудительную автономную систему отопления, в частном доме должен быть водопровод, давление которого чуть выше внутреннего давления в отопительном контуре. Подпитка осуществляется через специальный модуль или просто обратный клапан, установленный в самой нижней точке системы.

Схематическое изображение принудительной закрытой системы отопления

Схематическое изображение принудительной закрытой системы отопления Источник inside-lighting.ru

На заметку! Помимо чисто закрытых или открытых систем отопления существуют гибридные варианты. Примером являются схемы с естественной циркуляцией, оснащаемые насосом для усиления потока, снижения инерционности и повышения эффективности в период особых холодов.

2. Вместимость систем теплоснабжения

2.1. Вместимость наружных тепловых сетей,определяется по формуле:

Vсети = 2 ·L· fтр. ·10-3,m53d4ecad.gifм3

где L – длина участка теплосети данного диаметра, м;

fтр.– объем воды в одном метре трубы, л (принимается по данным Табл.1).

2.2. Вместимость внутренних систем теплопотребления, определяется по формуле:

Vсист = Qр· Vуд. + QГВС · 6, м3,

где Qр = Qо + Qв– сумма максимальных часовых тепловых нагрузок на отопление и вентиляцию, Гкал/ч.;

Vуд. – удельный объем воды в системе на 1 Гкал/ч., принимается по Табл. 2.

6 – удельный объем воды в местных непосредственно присоединенных системах горячего водоснабжения, м3 ·ч./Гкал

Признаки критической нехватки теплоносителя

Далеко не все хозяева частных домов отслеживают техническое состояние водяного отопления, работает – и ладно. Когда образуется скрытая протечка, система продолжает функционировать некоторое время, пока количество теплоносителя не снизится до критического уровня. Этот момент отслеживается по следующим признакам:

  1. В открытой системе сначала опорожняется расширительная емкость, затем наполняется воздухом основной стояк, поднимающийся от котла. Результат: холодные батареи при перегреве подающего трубопровода, включение максимальной скорости циркуляционного насоса не помогает.
  2. Недостаток воды при самотечной разводке проявляется аналогичным образом, вдобавок слышно бульканье воды в стояке.
  3. На газовом отопителе (открытая схема) наблюдаются частые запуски / включения горелки — тактование, ТТ-котел перегревается и кипит.
  4. Нехватка теплоносителя в закрытой (напорной) схеме отражается на манометре – давление постепенно снижается. Настенные модели газовых котлов автоматически останавливаются при падении ниже порога 0.8 Бар.
  5. Напольные энергонезависимые агрегаты и твердотопливные котлы продолжают исправно греть остатки воды в закрытой системе, пока освобожденный теплоносителем объем не заполнится воздухом. Циркуляция остановится, возникнет перегрев, сработает предохранительный клапан.

Сброс теплоносителя через предохранительный вентиль

Важное уточнение. При кипении ТТ-котла, работающего в открытой гравитационной системе, взрыва не последует, поскольку теплоноситель сообщается с атмосферой. Нагреваемая отопителем вода испарится, затем в котельной начнется пожар. Хотя описанный процесс занимает немало времени, подобные ситуации – далеко не редкость.

Для чего нужна подпитка системы, мы пояснять не станем – это очевидная мера для сохранения работоспособности отопления. Остается выбрать способ пополнения теплосети.

Начальник ПТО

                                 ____________
Н.И. Чапурин 

                                 Начальник
химцеха

                                 ____________
И.А. Абрамова 

Настоящая инструкция
предназначена для персонала химического цеха при выполнении им операций по
эксплуатации водоподготовительной установки для подпитки теплосети (осветление
на механических фильтрах, одноступенчатое Na-катионирование).

В инструкции приведены:

— характеристика
оборудования установки,

— режимы работы различных
ее узлов,

— меры безопасности,

— порядок пуска, останова и
обслуживания оборудования во время нормальной эксплуатации и аварийных
ситуациях,

— 
условия
эффективной эксплуатации водоподготовительной установки.

ИНСТРУКЦИЮ ДОЛЖНЫ ЗНАТЬ:

— 
начальник
смены химического цеха;

— 
аппаратчики
ХВО 5 разряда;

— аппаратчики ХВО
4 разряда;

— начальник ЦХЛ;

— 
инженер ЦХЛ.

В тексте инструкции приняты
следующие сокращения:

ПТС — подпитка теплосети;

ВПУ — водоподготовительная
установка;

ХВО – химводоочистка;

БУВ –  бак умягченной воды;

БОбВ — бак обескремненной
воды;

НОбВ — насос обескремненной
воды;

УВ – умягченная вода;

ДКВ — декарбонизованная
вода;

БДКВ — бак
декарбонизованной воды;

НДКВ — насос
декарбонизованной воды;

ВДРУ — верхнее
дренажно-распределительное устройство;

НДРУ — нижнее
дренажно-распределительное устройство;

ХОВ — химочищенная вода;

РУ — распределительное
устройство.

ОБЩАЯ   ЧАСТЬ

Химводоочистка ТЭЦ‑2 служит
для приготовления химически очищенной воды по двум технологическим схемам:

1. Для добавки в
питательную воду котлов.

2. Для подпитки теплосети.

Вода для подпитки теплосети
готовится по схеме:

осветление сырой воды на механических
фильтрах —Nа-катионирование – сбор воды в БУВ №1,2 – насосами УВ в
деаэратор подпитки  теплосети турбинного цеха.

Источником водоснабжения служит
река Обь.

Сырая вода подается на
химводоочистку насосами сырой воды, установленными в зольном помещении
котельного цеха.

Регулирование подачи сырой воды 
производится автоматически регулирующим клапаном в зависимости от уровня воды в
БУВ или вручную через байпасную задвижку С-1.

Расход умягченной воды
регулируется дежурным персоналом турбинного цеха.

При нормальной схеме подачи
сырой воды на ХВО (на осветлители —по линии Д 377 мм после ПСВ:
на подпитку теплосети —после конденсаторов турбин № 3 или № 4 по
линии Д 500 мм) температура сырой воды должна быть:

— на осветлители
+30º С  ± 3 º С (зима-лето); 

— на подпитку теплосети до
+ 40 ºС.

При аварийной схеме подачи сырой
воды на ВПУ ПТС осветлители от линии Ду 377 мм после ПСВ (при
отключении линии Ду 377 мм после ПСВ мм после конденсаторов турбин №
3,4) должна быть не ниже 15о и не выше 40ºС. Температура воды
40ºС ограничивается ПТБ (РД 34.03.201-97 п.3.7.35), применяемый
на ХВО сильноосновной катионит КУ-2-8 работоспособен при t до 120-130о (Кострикин
стр.21), понижение температуры ниже15о-20о снижает эффект
регенерации катионита, а также ухудшает процесс умягчения воды (Голубцов
стр.217). Наилучший эффект регенераций катионита достигается при температуре
35-40о.

Температура сырой воды на
осветлители поддерживается автоматическим регулятором температуры воды
за ПСВ.

Температура сырой воды на
подпитку теплосети поддерживается машинистом турбин № 3,4,5 путем
изменения положения регулирующей диафрагмы турбины, в конденсаторе которой
осуществляется подогрев сырой воды.

Вода, поступающая на подготовку
химочищенной воды для подпитки тепловых сетей, подогревается в конденсаторе
турбин № 3 и 4 и подается по трубопроводу сырой воды Д=500мм.

Трубопроводы сырой воды(Д=377мм
и Д=500мм) и химочищенной воды

(Д=500 мм и Д=273 мм) проходят по наружной
эстакаде.

Выбор варианта дозаправки

Для пополнения запаса теплоносителя используется несколько методов:

  1. Ручная подпитка – самый дешевый и универсальный вариант, подходящий для всех типов разводок.
  2. Автоматическое пополнение из водопровода практикуется только в системах, работающих под давлением.
  3. Для заправки закрытой сети незамерзающим теплоносителем тоже применяется ручной опрессовочный насос. Устройство автоматизированной схемы с электрической насосной станцией, подключенной к емкости с антифризом, практикуется в промышленных котельных.

Насосные станции для опрессовки трубопроводовВ домашних условиях антифриз подкачивают в тепловую сеть с помощью опрессовочного насоса

Примечание. Если радиаторная сеть и теплые полы заполнены антифризом, простая подпитка делается небольшим ручным насосом. Но чаще всего в системе отопления используется фильтрованная водопроводная вода, почему – из-за цены незамерзающих теплоносителей (особенно, безвредного пропиленгликоля).

Принцип действия автоматического подпиточного узла основан на срабатывании редукционного клапана, реагирующего на снижение давления в теплосети. Когда оно падает ниже установленного значения, клапанный механизм открывается и запускает воду из магистрали. Аналогичным образом действует насосная станция, закачивающая антифриз из отдельного бака.

Устройства автоматизированной подпиткиУзел с редуктором (слева) и станцией, качающей теплоноситель из бака (справа)

Возьмем на себя смелость рекомендовать использование ручной схемы подпитки. Причины:

  1. Узел состоит из 2—3 недорогих элементов и никогда не включится без ведома домовладельца.
  2. Как бы надежно и качественно ни была смонтирована тепловая сеть, вероятность протечки и срабатывания клапана существует.
  3. Ситуация: прорыв трубы, длительное вытекание теплоносителя в отсутствие хозяев. Полностью автономная «умная» подпитка зальет весь дом, испортит напольное покрытие и дорогостоящий ремонт.
  4. Представьте идентичную ситуацию в многоквартирном доме — утечка из индивидуальной системы и включение автоматизированного пополнения затопит соседей снизу.
  5. Под седлом клапана накопится мельчайший песок и элемент со временем потеряет герметичность. Под давлением со стороны водопровода 4—7 бар начнется самопроизвольная подпитка. Самый безобидный сценарий – сброс лишнего теплоносителя через предохранитель на группе безопасности котла.

Чем ликвидировать последствия описанных неприятностей, лучше выделить толику времени для личного контроля над своим отоплением. Обнаружив признаки потери теплоносителя, вы самостоятельно примете решение – подпитывать систему сразу, искать протечку либо производить ремонт. Негативный пример использования подобной автоматики смотрите на видео нашего эксперта:

Схема ручной подпитки

Простейший вариант наполнения системы реализован в 90% двухконтурных настенных котлов, куда априори подведена труба холодного водоснабжения. Внутри корпуса установлен ручной вентиль, соединяющий эту магистраль с обратной линией отопления. Нередко кран подпитки котла встречается на твердотопливных теплогенераторах с водяным контуром и без такового (пример — отопительные агрегаты чешского бренда Viadrus).

Справка. На некоторые модели газовых отопителей, оборудованные теплообменником ГВС (в частности, Beretta), производители вместо ручного крана ставят автоматический клапан подпитки с электромагнитным приводом. Если давление теплоносителя падает ниже 0.8 Бар, котел сам набирает воду до требуемого уровня.

Кран дозаправки газового котлаВ настенных двухконтурных теплогенераторах подпиточный вентиль расположен снизу, где подключаются трубопроводы

Для сборки классического подпиточного узла, подходящего к любому типу системы, понадобятся такие детали:

  • тройник с боковым отводом Ду 15—20, соответствующий материалу трубы отопительной магистрали, — фитинг для металлопластика, полипропилена и так далее;
  • тарельчатый (пружинный) обратный клапан;
  • кран шаровой;
  • соединительные муфты, фитинги.

Задача обратного клапана — не пускать воду из тепловой сети назад, в водопровод. Если речь идет о подкачке антифриза с помощью насоса, без клапана вовсе не обойтись. Арматура устанавливается именно в порядке перечисления:

  1. Тройник врезается в обратку отопления после циркуляционного насоса.
  2. К отводному патрубку тройника подсоединяется обратный клапан.
  3. Следом ставится шаровой кран.

Схема пополнения системы через кран

Совет. Если на входе водопровода в частный дом отсутствует фильтр тонкой очистки, таковой желательно предусмотреть на линии подпитки. Элемент предохранит теплосеть от попадания мелкого песочка и частиц ржавчины, накапливающихся на тарелке обратного клапана и в седлах трехходовых вентилей.

Принцип действия узла простой: при открытии крана вода из централизованной магистрали поступает в трубопроводы отопления, поскольку ее давление выше (4—8 Бар против 0.8—2 Бар). Процесс наполнения закрытой системы отслеживается по манометру котла или группы безопасности. Если вы случайно превысили давление, воспользуйтесь краном Маевского на ближайшем радиаторе и стравите лишнюю воду.

Чтобы контролировать количество теплоносителя в расширительной емкости открытой теплосети, расположенной на чердаке дома, бак нужно оснастить 2 дополнительными трубками диаметром ½ дюйма:

  1. Контрольный трубопровод, заканчивающийся краном в котельной, врезается в боковую стенку примерно на половине высоты резервуара. Открыв данный вентиль, вы сможете определить наличие воды в баке, не забираясь на чердак.

    Конструкция открытого расширительного бачкаВ процессе подпитки воздушные пузыри выходят через крышку бачка, максимальный уровень отслеживается по истечению воды из верхнего штуцера через трубу

  2. Трубка перелива врезается на 10 см ниже крышки бака, конец отводится в канализацию либо просто на улицу под свесом кровли. Находясь в топочной и открывая кран подпитки, вы должны видеть этот патрубок, когда оттуда потечет вода, заполнение прекращается.

Замечание. Если вас интересует расчет минимального объема расширительной емкости, перейдите по выделенной ссылке.

Схема с обратным клапаном и запорным краном также применима для заливки гелиосистем (солнечных коллекторов) и геотермальных контуров тепловых насосов антифризом. Как пользоваться котловым вентилем подпитки, рассказывается на видео:

Напоследок о безопасном добавлении теплоносителя

Выполняя заливку воды либо частичную подпитку, соблюдайте наши рекомендации:

  1. Разогретую систему пополняйте медленно, открыв вентиль на четверть хода рычага. Таким способом удастся избежать образования воздушных пробок и предохранить теплообменник котла от температурного шока.
  2. Заправку с нуля делайте при неработающем теплогенераторе и отключенном циркуляционном насосе.
  3. Проверьте давление в расширительном баке и пройдитесь по всем радиаторам, открывая краны Маевского для выпуска воздуха.
  4. Если ваш котел оборудован современной электроникой, обязательно изучите пункты инструкции, касающиеся подпитки. Зачастую в агрегате необходимо активировать специальный сервисный режим.
  5. Лишнее давление легко стравливается через ближайший воздухоотводчик.

Обвязка газового котла с гидравлическим разделениемМодуль подпитки сложной системы можно подключать к гидравлическому разделителю и гребенке

Справка. Чугунные теплообменники запросто дают трещины от резких перепадов температур, а стальные топки покрываются изнутри конденсатом. Последний смешивается с сажей и образует плотный налет.

Закачка антифриза ручным насосом не таит подводных камней. Опрессовочные установки оснащены собственным манометром, позволяющим контролировать актуальное давление в точке врезки.

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.

Актуальные советы по комплектации и обслуживанию

Какую питающую установку вы бы не выбирали, помните, в первую очередь она должна быть безопасной и удобной в эксплуатации, исполненной из качественных материалов. Если система отопления небольшая, отдайте предпочтение устройству с максимально простой конструкцией. Центральный суппорт с подвижными деталями и внутренний компенсационный поршень обязательно должны быть исполнены из материалов с низким адгезионным коэффициентом: опасность образования в узле известковых образований нужно минимизировать. Не секрет, что именно они становятся главной причиной плохой работы устройства.

Обратите внимание, сменный ли у изделия картридж: это существенно облегчит и ускорит для вас процесс ревизии узла.

Техническое обслуживание узла подпитки

Периодическое техническое обслуживание устройства подпитки поможет избежать сбоев в работе всей отопительной системы

Чтобы очистить или заменить весь картридж, действуйте таким образом:

  1. Заизолируйте установку.
  2. Открутите ручку управления расположенную внизу.
  3. Выкрутите до упора настроечный винт и снимите крышку.
  4. Удалите картридж плоскогубцами.
  5. После необходимых манипуляций соберите устройство заново.

Остается лишь вновь настроить оборудование и продолжать наслаждаться бесперебойной работой системы отопления в своем доме!

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...