Подпитка системы отопления: устройство и назначение

Подпитка системы отопления: устройство и назначение

Эффективность работы системы отопления зависит не только от радиаторов и котла, но также от установленных на ней датчиков, реле и контроллеров. Обязательным также является установка узла, отвечающего за постоянный объем теплоносителя и давления в нем. Он называется подпиткой отопления.

Зачем нужна подпитка системы отопления?

В процессе обогрева помещения объем теплоносителя в системе уменьшается, вместо него пространство заполняется воздухом. Из-за этого давление в общей завязке падает, нарушается непрерывное движение жидкости, которая может перегреваться и грозит автоматической остановкой работы отопительного котла. Уменьшение воды в трубах происходит по ряду причин:

• Всевозможные протечки, которые появляются в негерметичных соединениях.
• При открытой системе отопления теплоноситель испаряется прямо в расширительном баке.
• В случае с твердотопливным котлом уменьшение жидкости в трубопроводе возникает после долгого периода работы при высоких температурах, что вызывает срабатывание предохранительного клапана. Отопительная система при закрытой схеме требует восполнения жидкости в трубопроводе.
• Срабатывание воздухосбрасывателей в автоматическом режиме тоже приводит к потерям теплоносителя. Особенно интенсивно вода испаряется на высших точках установки воздухосбрасывателей.
• Отопительная система работает циклично, что нередко приводит к изменению давления в ней, после которого срабатывают предохранительные клапаны. Если при этом ослабеют цанговые соединения, то начнутся протечки.

Режимы работы подпитки

Восполнение теплоносителя требуется проводить до тех пор, пока в системе не нормализуется рабочее давление. Подпитка происходит за счет холодной воды, поступающей из центрального водопровода, а также можно использовать жидкость, находящуюся в накопительных емкостях. Ее проведение осуществляется двумя способами:

• Ручным. Такой метод восполнения целесообразно проводить в небольших отопительных системах. Владелец жилья контролирует давление в системе по значениям на манометре и при необходимости открывает краны, чтобы вода самотеком поступала в трубы, но иногда придется использовать подпиточный насос.
• Автоматическим. Этот метод предусматривает, что как только давление понижается и становиться намного меньше установочного, тут же срабатывает клапан подпитки, и система начинает наполняться теплоносителем через проточное отверстие. После того как давление стабилизируется, клапан перекроет доступ к системе, и насосное оборудование само выключится. Автоматический метод подпитки исключает участие домовладельца в процессе, но выбирая его, необходимо в отопительный контур установить еще один узел, который будет потреблять электроэнергию.

Узлы подпитки на разных видах систем отопления

Существует две разновидности обустройства отопления, одна из них представляет собой закрытый контур, а вторая открытый.

Открытая система

Она проще закрытой схемы и энергонезависима. Теплоноситель движется по трубам естественно, принцип устройства такой системы построен на термодинамических законах. При выходе из котла теплоноситель поступает в трубопровод под высоким давлением, а после поступления его в магистраль давление в системе снижается. Пройдя весь отопительный контур, вода остывает и возвращается в котел. В открытую систему нельзя заливать антифриз, так как он быстро испаряется.

При нагревании вода расширяется. Чтобы компенсировать это, в системе предусмотрен расширительный бак. Он забирает лишнюю жидкость при нагреве теплоносителя и возобновляет потерянный объем. Емкость бака в некоторых точках имеет отверстия, сквозь них просачивается теплоноситель, и чтобы предупредить его потерю, в систему встроены подпиточные насосы.

В открытую магистраль установлены следующие элементы:

• расширительный бачок;
• котел (его выбор зависит от мощности и вида топлива);
• радиаторы;
• трубы для прокладки цельного трубопровода;
• запорная арматура из нержавеющей стали.

Примерная схема расположения узлов при открытом типе отопления:

• Котел располагают на нижнем трубопроводе.
• Расширительный бак устанавливается над котлом в верхней части схемы. Зимой его обязательно утепляют.
• Трубы соединяют между собой, но этих соединений, также как и поворотов трубопроводов, в открытой системе должно быть немного.
• Кран и фильтрующее устройство устанавливаются в тех схемах, где заполнение теплоносителя в систему происходит вручную.

Закрытая система

Циркуляция теплоносителя в трубопроводе под воздействием насоса, а схема закрытого типа состоит из тех же частей, что и ее открытый вариант, только ее можно заполнять не только водой, но и фреоном. В ней обязательным условием является установка циркуляционного насоса, он не только отвечает за движение теплоносителя, но и закачивает воду, если в системе произошли ее потери.

Примерная схема закрытого контура состоит из следующих узлов:

• Расширительного бака, регулирующего уровень воды, поддерживая ее в установленных пределах. При помощи него контролируется расход теплоносителя. Корпус бака выполнен из прочного металла, который состоит из двух частей, они отделены друг от друга резиновой диафрагмой. При нагревании и расширении жидкость перетекает в расширительный резервуар за мембрану, а после остывания жидкости газы, выделившиеся при этом и скопившиеся за мембраной, выталкивают жидкость из бака наружу.
• Редукционного клапана с фильтрами. Его конструкция отличается от аналога в открытой системе тем, что она оснащена манометрами, отслеживающими уровень давления. Чтобы правильно подобрать этот прибор, стоит заранее рассчитать нагрузки системы. В клапане предусмотрена специальная мембрана, на которую действует давление, создаваемое насосом. В его конструкции установлена пружина, которая после натяжения создает определенное давление, необходимое для вытеснения жидкости. Благодаря такому устройству закрытая система работает быстро и безопасно.
• Фильтра. Он убережет систему от попадания в нее мусора и образования накипи на стенках трубопровода.
• Обратного клапана. Он устанавливается прямо за редукционным клапаном, препятствует попаданию в трубопровод грязной воды. Его можно использовать отдельно или встроить в клапан подпитки.
• Прерывателя потока. Его монтируют перед редукционным клапаном, конструктивно он представляет собой сливную трубу, на концах которой расположены обратные клапаны.

В данном видео представлена самодельная система для доливки воды в систему отопления, состоящая из редукционного клапана, двух фильтров грубой и мелкой очистки, а также обратного клапана:

Расчет нужных показателей системы

Покупая насос для подпитки системы отопления закрытого типа, необходимо учитывать расход теплоносителя, объем которого будет восполнять потери. При расчетах учитывается часовой расход жидкости, который будет зависеть от параметров трубопровода. Стандартом указано, что его нужно брать в соотношении 0,75% от общего объема теплоносителя. Если трубопровод имеет протяженность более 5 км, то вычислительный коэффициент будет равняться 0,5%.

Для насоса, устанавливаемого в систему открытого типа, поправочные коэффициенты нужно выбирать из табличных данных или исходя из фактических показателей потерь воды.

Подпитка отопительной системы контролирует давление в ней и объемы затрат теплоносителя. Ее автоматический способ сам поддерживает нужные параметры в пределах нормы. В ручном режиме для этого потребуется осуществлять доливку воды самостоятельно, а также регулярно следить за объемом теплоносителя.

Как проверить и настроить давление в расширительном баке отопления

Расширительный бачок встраивается в закрытые системы отопления для выполнения следующих задач:

1. Компенсация теплового расширения теплоносителя. При повышении температуры на каждые 100 °C объем воды в системе увеличивается на 4,33%. Давление в контуре системы растет и действует на внутреннюю поверхность труб и оборудования. Чтобы предотвратить разрушение системы отопления, на обратку котла производится монтаж расширительного бака, он наполняется «излишками» теплоносителя;
2. За счет работы расширительного бачка гасятся гидроудары в системе отопления, которые возникают из-за воздушных пробок или резкого перекрытия арматуры. Чтобы гидроудар не повредил котел, бачок ставят на обратке, перед теплогенератором.

В продаже можно встретить два типа гидробаков — баллонного и мембранного (диафрагменного) типа. Первые чаще используются для холодного водоснабжения и окрашены в голубой цвет, вторые — красного цвета, применяются в системах отопления.

• 1 Настройка показателей в новом расширительном бачке перед пуском системы
• 2 Как измерить и отрегулировать давление в расширительном бачке

Настройка показателей в новом расширительном бачке перед пуском системы

Бак диафрагменного типа разделен мембраной. Одна из половин находится под давлением, в нее закачан воздух или азот. Уточнить этот параметр можно, посмотрев документы на бак. Предварительное (заводское) давление не обязательно будет оптимальным для работы контура. Этот параметр можно легко перенастроить. Производители предусмотрели это, оставив в корпусе его «воздушной» части золотник, с помощью которого можно регулировать напор воздуха.

Стоит учитывать, что все манометры показывают только избыточное давление. То есть, если при расчетах нужно воспользоваться понятием абсолютного давления, то к показаниям манометра всегда нужно прибавлять одну атмосферу (бар).

Начальное давление в расширительном баке выставляется на 0,2 атм выше давления теплоносителя в холодной системе, которое равно статическому напору контура. Определяется этот напор как расстояние по высоте между верхней точкой контура и серединой расширительного бака. Например, если высота системы отопления 8 м (2 этажа), то статистический напор будет равняться:

∆P = 0,8 атм (10 м = 1 атм), тогда давление в мембранном баке вычисляется так:

∆P + 0,2 = 0,8 + 0,2 = 1,0 атм (бар).

Ниже представлены последствия ошибочно выставленного давления:

• Бак перекачан. Например, в воздушной полости изначально выставлен показатель 3 бара при статическом напоре 1,5 бара. При запуске насоса напор теплоносителя изменится, но не сильно — в пределах 1 атм. Получается, что когда манометр у котла показывает максимум 2,5 бара, в воздушной части мембранного бака по-прежнему 3 бара. Такой настройкой сводится на нет вся компенсирующая способность мембранного устройства — воздух будет стремиться вытолкнуть теплоноситель из бачка.
• Показатели внутри расширительного бака занижены. В этом случае при заполнении закрытой системы вода или антифриз с легкостью продавит мембрану и заполнит собой всю емкость. При каждом повышении температуры, а с ней и напора, будет срабатывать предохранительный клапан. В таком случае расширительный гидробак также становится бесполезным.

Совет! Настройка первоначального давления воздуха была произведена правильно, но продолжают срабатывать предохранительные клапана системы отопления. Возможно, был выбран слишком маленький объем расширительного бака. Чтобы этого избежать, рекомендуется устанавливать бак, объем которого составляет не менее 10 % от общего объема теплоносителя.

Как измерить и отрегулировать давление в расширительном бачке

Давление в системе отопления контролируется манометрами, но в самой емкости нет штуцера под установку этого прибора. Однако есть ниппель, в который вмонтирован золотник для подкачки или выпуска воздуха. Он находится на стороне, противоположной подводу теплоносителя. Ниппель, по сути, является аналогом автомобильного, поэтому чтобы проверить этот параметр или отрегулировать его, можно воспользоваться обыкновенным автомобильным насосом со встроенным манометром.

На шкале автомобильного манометра значения указаны в МПа, тогда как напор в отопительном контуре дается в барах или кгс/см 2 . Перевести легко:

Регулировка и контроль за давлением в системе отопления

Для начала определим – говоря про давление в системе отопления, в расчет берется избыточное давление, а не абсолютное. Все характеристики котлов, и тепловых сетей описываются именно этим параметром, манометры также показывают его. Избыточное давление отличается от абсолютного на величину атмосферного. В расчет обычно берется, что оно на 0,1 МПа или 1 Бар (атмосферу) меньше, хотя точное значение может колебаться, так как атмосферное давление непостоянно и зависит от высоты над уровнем моря и метеорологических процессов.

Рабочее давление в системе отопления складывается из двух величин это:

1. Статическое — обусловленное высотой столба воды системе отопления. В расчет можно брать то, что 10 метров создают давление в 1 атмосферу;
2. Динамическое — которое создают насосы для циркуляции теплоносителя, а также конвективное течение воды от нагрева. При этом следует учитывать, что оно не определяется только характеристиками сетевых насосов, так как на него большое влияние оказывает регулятор отопления, который перераспределяет потоки теплоносителя. Также регулятор зачастую включает в свою схему повысительные насосы или элеваторы.

Наиболее часто задаваемый вопрос — какое давление теплоносителя должно быть в системе отопления дома, и как производится его расчет? Здесь также возможны два варианта:

1. Если мы говорим о схеме отопления дома с естественной циркуляцией, то оно на небольшую величину превышает статическое давление в системе;
2. Если мы говорим о системе с принудительным движением теплоносителя, то оно обязательно выше чем статическое, и выбирается возможно большим для обеспечения высокого КПД системы.

В расчет берутся предельно допустимые значения для элементов отопительной системы, например чугунные радиаторы, как правило, не могут работать при давлении более 0,6 МПа.

Если мы берем в качестве примера дома большой этажности, то там приходится использовать регулятор давления на нижних уровнях и насосы для повышения напора воды на верхних этажах.

Как контролировать давление в системе?

Для контроля в различных точках системы отопления врезают манометры, причем (как уже говорилось выше) они фиксируют избыточное давление. Как правило, это деформационные приборы с трубкой Бредана. В том случае, если в расчет нужно брать то, что измеритель давления должен работать не только для визуального контроля но и в системе автоматики используют электроконтактные или другие типы датчиков.

Точки врезки определены нормативными документами, но даже если у вас смонтирован небольшой котел для отопления частного дома, который неподконтролен ГосТехнадзору, все равно желательно воспользоваться этими правилами, так как в них выделены наиболее важные для контроля над давлением точки отопительной системы.

Врезать манометры нужно обязательно через трехходовые краны, которые обеспечивают их продувку, сброс на ноль и замену без остановки всего отопления.

Точками для контроля являются:

1. До и после отопительного котла;
2. Перед входом и после циркуляционных насосов;
3. Выход тепловых сетей от теплогенерирующей установки (котельной);
4. Ввод отопления в здание;
5. Если используется регулятор отопления, то манометры врезаются до и после его;
6. При наличии грязевиков или фильтров, манометры желательно врезать до и после их. Таким образом, легко контролировать их засоренность, беря в расчет то, что исправный элемент почти не создает перепада.

Симптомом неисправностей или неправильной работы системы отопления являются скачки давления. Что они обозначают?

Если давление снижается

В этом случае желательно сразу проверить, как ведет себя статическое давление (остановить насос) – если нет его падения, значит неисправны циркуляционные насосы, которые не создают напор воды. Если же оно тоже снижается, то скорее всего где-то в трубопроводах дома, теплотрассе или самой котельной возникла утечка.

Проще всего локализовать это место отключением различных участков, следя за давлением в системе. Если на очередном отсечении ситуация нормализуется, значит на этом отрезке сети утечка воды. При этом берите в расчет, даже небольшая течь через фланцевое соединение может значительно уменьшить напор теплоносителя.

Но есть небольшой нюанс — регулятор отопления дома может самостоятельно отсекать участки в ходе автоматического управления, поэтому его необходимо отключить.

Если давление растет

Подобная ситуация встречается реже, но все же возможна. Ее наиболее вероятная причина – нет движения воды по контуру. Для диагностики делаем следующее:

И снова вспоминаем про регулятор — в 75 % случаев проблема в нем. Для снижения температуры в сети он может отсекать подачу теплоносителя от котельной. Если она работает на один-два дома, то возможно что устройства у всех потребителей сработали одновременно и остановили поток.

Нужно исследовать настройки и откорректировать их так чтобы регуляторы не давал приказ на полное закрытие клапанов, его инерционность увеличится, но подобные ситуации будут исключены;

Что обозначает большой или малый перепад давления между подачей и обраткой?

Нормальная разность между давлением подающего и обратного трубопровода составляет 1-2 атмосферы. Что обозначает изменение этого значения в одну или другую сторону?

1. Если разница между давлением подачи и обратки значительна, значит система почти стоит, возможно из-за воздушной пробки. Нужно отыскать причину и восстановить циркуляцию теплоносителя;
2. Если в системе отопления вашего дома оно значительно меньше, и стремится к нулю, значит нарушено движение воды по трубам. Скорее всего вода протекает по ближним участкам и не доходит до удаленных участков, нарушена регулировка. Но нужно брать в расчет и то, что если перепад меняется со временем, а все радиаторы прогреваются нормально, возможно виноват регулятор отопления – принцип его работы включает перепуск части воды из подачи в обратку, и возможно скачок связан с тем, что выполнялся как раз этот цикл.

Для чего нужен регулятор перепада давления

Для нормального функционирования отопительной системы и устойчивой циркуляции воды через все ее элементы необходим стабильный перепад давления. Резкие скачки напора теплоносителя приводят к нарушению гидравлического режима и неправильной работе отдельных узлов.

Мембранный расширитель

В системе отопления небольшого дома, как правило, монтируют мембранные аккумуляторы воды, которые позволяют избавиться от этих нежелательных явлений. В более сложных и больших системах применяют регулятор, который обеспечивает стабильный перепад давления в системе отопления и позволяет избежать завоздушивания даже при резких скачках в магистральных трубопроводах. Также зачастую регулятор монтируют на обводных (байпасных) линиях насосов, что позволяет сделать постоянными характеристики агрегата.

И напоследок видео о том, как НЕ нужно делать – сначала делается расчет, и лишь потом реализация, а не наоборот:

Подпитка системы отопления — принцип работы и особенности монтажа

Создание искусственного обогрева помещения для возмещения тепловых потерь и поддержания температурного режима на комфортном уровне актуально не только для загородного дома, но и в городских условиях.

Подпитка системы отопления является одним из наиболее важных мероприятий, позволяющих сохранить работоспособность эксплуатируемого оборудования.

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.

Принцип работы и типы управления узлом

Самой главной задачей подпиточного узла является возможность дополнения недостающей части теплового носителя в отопительную систему, что позволит нормализовать показатели рабочего давления.

На сегодняшний день практикуется пара вариантов восполнения объёма утраченного теплового носителя:

• Ручное управление наиболее удобно при обслуживании небольшой отопительной системы, в которой есть возможность самостоятельно осуществлять контроль уровня давления в строго соответствии с показателями манометра. В этом случае поступление теплового носителя происходит посредством самотёка или при помощи подпиточного насосного оборудования.
• Автоматический режим подпитки самостоятельно включается при падении уровня давления внутри системы ниже установленных пределов. В этом случае происходит срабатывание клапана на подпитку системы отопления и открытие проточного отверстия с принудительным поступлением теплового носителя. После выравнивания показателей давления закрывается клапан, а также производится стандартное выключение насосного оборудования.

Несмотря на удобство второго варианта, очень важно помнить, что автоматический режим подпитки предполагает обязательное включение в систему дополнительного элемента, нуждающегося в электрическом снабжении. При частых перебоях с электроснабжением целесообразно продублировать атематическое управление рычагом ручной подпитки.

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

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.

Как правильно монтируется линия подпитки?

В условиях частного домовладения, как правило, монтируется гравитационная отопительная система, поэтому конструктивной особенностью узла подпитки является обязательное наличие элементов, представленных:

• краном шарового типа, задействованным в подаче воды из водопровода в контур отопительной системы;
• очистным фильтром теплового носителя, представленного водой, для удаления основных загрязнений;
• обратным клапаном, предотвращающим движение жидкости из контура отопления в систему водоснабжения.

Важно помнить, что горячая вода из отопительной системы не должна поступать в холодный трубопровод.

Управление подпиткой

В небольшой по объёму отопительной системе перепады уровня давления, а также снижение общего количества теплового носителя, как правило, можно компенсировать посредством мембранных баков.

Именно по этой причине добавление жидкости в систему – явление относительно редкое.

Упрощение конструкции предполагает ручное включение насосного оборудования, а также открытие и закрытие линии подпитки. В этом случае контроль уровня давления должен быть систематическим.

Управляемое отопление является более сложным, но максимально эффективным. Именно в автоматическом режиме предполагается прямой отказ от работы по принципу «прямое действие». Отпадает необходимость осуществлять регулирование работы источника всей вырабатываемой тепловой энергии, добавлять или убавлять используемые ресурсы. Такой вариант базируется на применении управляющего модуля.

Таким образом, автоматический режим управления основан на подборе максимально комфортного температурного режима и является более удобным, а также позволяет заметно экономить расход энергоносителей.

Итальянская марка отопительных котлов «Беретта» заслужила популярность в нашей стране. Газовый котел Беретта — виды оборудования и обзор популярных моделей.

Как рассчитать теплопотери дома и для чего это нужно, вы узнаете тут.

Схема обвязки твердотопливного котла представлена по ссылке. А также расскажем о важности правильной обвязки.

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.

Внутрипольный обогрев становится все более популярным. Схема подключения теплого пола к системе отопления — обзор важных моментов.

Для чего нужна распределительная гребенка в системе отопления, вы узнаете, прочитав этот материал.

Заключение

Современный рынок представляет самую разную автоматику для отопительных систем и их подпитки. Тем не менее, обязательные элементы автоматического режима должны быть представлены устройствами, которые позволят обеспечить максимально эффективную обратную связь посредством термодатчика, а также высокие показатели экономии энергоресурсов.

Видео на тему