Зависимая и независимая системы отопления

Зависимая и независимая системы отопления

Зависимость и независимость систем отопления — термины, которые предусматривают несколько вариантов определения. Автономность от электроснабжения позволяет обеспечить обогрев помещений при отсутствии электропитания. Независимая схема системы отопления представляет собой один из способов организации теплоснабжения в зданиях с централизованными коммуникациями. Еще один вид зависимости можно рассмотреть при анализе работы автоматики, которая служит для управления сетями обогрева и подвержена влиянию климатических условий.

Схема независимого теплоснабжения

Независимая схема отопления состоит из основного и дополнительного циркуляционных контуров, разделенных теплообменником. Теплоноситель направляется из ТЭЦ или котельной в центральный тепловой пункт. Далее он движется в теплообменник (главный контур), а затем идет на теплоснабжение дома (вспомогательный контур). Оба контура изолированы, вода не смешивается.

В независимой магистрали теплоноситель движется принудительно – за счет циркуляционного насоса. Вода поступает через нагревательные приборы постоянно. На случай утечек есть расширительный резервуар.

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.

Теплогенератор, представляющий собой котел (стальной или чугунный), имеющий водную рубашку в топке и механическую регулировку поддувала при помощи термостата, является полностью энергонезависимым устройством. Правда, у данной конструкции существует серьезный недостаток, который заключается в том, что требуется постоянная дозагрузка твердого топлива.

Сделать независимое отопление частного дома, то есть без привлечения людей, помогают несколько технических решений:

  1. Установка бункера и транспортной ленты. По мере того, как прогорает топливо, будут подаваться новые порции пеллет или опилок. Но для работы транспортера необходимо наличие электричества.
  2. Использование пиролизного котла, в котором процесс горения разделяется на два этапа. Первый из них заключается в пиролизе дров при ограниченной подаче кислорода, а второй – в сжигании полученного газа. Наверху находится камера пиролиза, а под ней располагается отсек, где газ сгорает. При этом, чтобы продукты сгорания двигались против направления естественной тяги, необходим электрический вентилятор.
  3. Котел верхнего горения может функционировать на одной закладке угля около пяти суток, поскольку тлеет лишь верхний его слой. Воздух к топливу подают сверху вниз, а золу уносит горячий поток продуктов сгорания. Но для обеспечения циркуляции воздуха потребуется электрический вентилятор.

Котлы, работающие на твердом топливе

По-настоящему независимым, безусловно, является твердотопливный котел.

Он не нуждается ни в электричестве, ни в централизованной системе подачи топлива (сравните с газовым).

В оборудованном таким агрегатом доме даже при полной изоляции от внешнего мира будет тепло, если только владелец располагает достаточным запасом угля или дров.

Однако, нужно учитывать, что все сказанное относится только к твердотопливному котлу в самом простом исполнении, в который топливо приходится закладывать вручную каждые 4 часа. Любые его модификации, призванные уменьшить участие пользователя, нуждаются в электроснабжении:

  1. Пеллетный котел: использует топливо в виде гранул — пеллет, которые представляют собой прессованную стружку, жмых и пр. Гранулы невелики и однородны по размеру, поэтому их можно подавать в топку шнековым питателем. То есть пользователю достаточно загрузить в бункер запас топлива, к примеру, на несколько суток и все это время котел будет работать автоматически. Электричество в данном случае требуется для питания двигателя шнекового питателя.
  2. Пиролизные котлы: топка такого котла состоит из двух камер, в одной из которых дрова выдерживаются при высокой температуре и ограниченном поступлении воздуха (он называется первичным). В таких условиях древесина выделяет смесь горючих газов (этот процесс и называется пиролизом), которая поступает во вторую камеру топки и там сжигается. Для сжигания газа в камеру в большом количестве нагнетается воздух, называемый вторичным. Для поддержания оптимального режима работы и в первую, и во вторую камеру нужно подавать воздух в определенных объемах, что возможно только с применением вентиляторов. Для их работы, разумеется, требуется электричество.
  3. Котлы с верхним горением. Вот здесь, пожалуй, можно найти исключение: некоторые модели котлов с верхним горением являются энергонезависимыми. Длительность работы на одной закладке достигается тем, что топливо укладывается в виде эдакой башни или колонны и поджигается сверху.
  4. Котлы с принудительной подачей воздуха: топка данного котла является обычной однокамерной, только слегка увеличенной. Отличие от обычного котла состоит в том, что в поддувале установлены вентилятор и гравитационная заслонка, которая при неработающем вентиляторе опускается под собственным весом и перекрывает доступ воздуха в топку.

Прибор с принудительной подачей воздуха работает по следующей схеме:

  1. Пока требуется нагрев теплоносителя, вентилятор работает, удерживая заслонку в открытом состоянии и нагнетая воздух в топку.
  2. Когда термодатчик сигнализирует контроллеру о достижении теплоносителем определенной температуры, тот отключает вентилятор. Заслонка падает и доступ воздуха в топку прекращается, вследствие чего огонь в ней угасает.
  3. Когда теплоноситель остынет, контроллер по сигналу термодатчика снова включит вентилятор и тот раздует огонь в топке.
Читайте также  Защита котла от холодной обратки

Независимая система

Независимая схема объединения системы отопления является инновационным решением обогрева коттеджа. Теплоноситель от источника сначала попадает в центральный тепловой пункт. После этого он попадает внутрь главного контура: теплообменника. Теплоноситель циркулируя в нем, получает тепло от сетевой воды, полученной из котельной, все это происходит в системе отопления дома, которую также называют дополнительным контуром.

Чтобы подавать горячую воду, устанавливают специальные теплообменники, называемые пластинчатыми. Их количество не ограничено, обычно около от 2 до 5. Их подключают к магистралям, каждый теплообменник играет определенную роль: один работает с целью обогрева комнат, второй обеспечивает наличие теплой воды для домашних работ.

Основные плюсы независимой системы отопления:

  • пропадает зависимость от качества наружных характеристик, таких как качество теплоносителя, магистралей. Не возникает никаких неприятностей из-за перепадов давления, всю работу на себя берет пластинчатый теплообменник;
  • появляется возможность установки термостатических вентилей, регулировки температуры в доме;
  • теплоноситель в дополнительном контуре можно почистить;
  • вода, которая поступает по магистрали, питьевая;

К минусам независимой системы отопления можно отнести достаточно высокую стоимость такой системы.

Виды независимых систем

Двухтрубная больше подходит для многоэтажных зданий. Есть горизонтальная и вертикальная разводки, подающая магистраль, и, соответственно, магистраль обратная. Преимуществом является одинаковый прогрев батарей, независимо от расстояния до котла. При подающей магистрали есть единый стояк, к которому подключаются все аппараты для отопления.

Для вертикальной независимой схемы к стояку присоединяются радиаторы на каждом этаже самостоятельно. К каждому радиатору подведено 2 трубы: прямоточная и обратная. Такая система материально затратная, но позволяет регулировать температуру каждой комнаты. Стояки горизонтальной схемы устанавливают в нескольких местах по дому и подключают к ним батареи. Сделать грамотный монтаж могут только специалисты.

Лучевая система прокладывается под полом, чтобы не изуродовать интерьер комнат. Металлопластиковые трубы прокладывают от распределительного коллектора и прячут под поверхностью. Система позволяет настраивать определенную температуру в каждой комнате, но при этом значительно возрастают траты на обслуживание, монтаж. Также можно отключить любой радиатор, при этом не отключая все отопление целиком. Прогреваются все комнаты равномерно, вероятность того, что вода или другой теплоноситель вытечет из труб, близится к нулю из-за отсутствия стыков.

Схематичная разница между двухтрубной и лучевой схемой отопления

Теплый пол — популярная система обогрева частного дома. От коллектора распространяют трубы из металлопластика или другого подходящего материала. Теплая жидкость передвигается вдоль нагревательного контура, отдавая энергию стяжке, тем самым прогревая ее. Когда вода остывает, она продвигается к котлу, где снова подогревается, далее процесс повторяется по кругу. В пол встроены специальные ограничители, не позволяющие воде перейти определенный температурный порог. При этом снижаются расходы на отопление, но придется очень долго ждать процесс установки системы подогрева пола, потратить на это много средств.

Естественная циркуляция

Достоинства естественной циркуляции заключаются в том, что не нужен циркуляционный насос, а значит, и подвод электроэнергии на которой он работает. Так как система не очень сложна, надежность ее высокая. Также она безопасна.

Но есть и недостатки.

Трубы в системе отопления с естественной циркуляцией воздуха должны иметь большой диаметр, чтобы теплоноситель, проходя по ним, испытывал меньшее сопротивление. Особенности монтажа этих труб таковы, что они не всегда выглядят эстетично в сборе. И, пожалуй, главным минусом этой системы отопления является то, что она не пригодна для использования в больших зданиях. Но в частных домах она функционирует нормально, как и попутная система отопления, и система отопления двухтрубная тупиковая.

Присоединение по зависимой схеме

Оно может выполняться в двух вариантах: непосредственно или с применением узла смешения.
Если подключение выполняется по первому варианту, то перегретая вода из теплосетей смешивается в котле (в определенном объеме) с возвращающейся водой из системы отопления. Данным образом вода приобретает достаточную температуру, приблизительно до 100 0 . Ее величина зависит от мощности котла. Температура может быть и больше. Далее она поступает в источник обогрева. Тепловые пункты снабжаются насосными смесительными аппаратами и водоструйными элеваторами. Для создания оптимальной температуры воздуха в помещениях в трубопровод добавляют воду низкой температуры, снижая температурный режим. Второй вариант подключения подразумевает, что горячая и холодная вода перемешиваются, и жидкость теплоносителя с температурой 70-80 0 С направляется в отопительные радиаторы жилых зданий.

Зависимая схема подключения. Нажмите на фото для увеличения.

Непосредственное присоединение может быть использовано непосредственно в тепловых сетях низкой температуры, где выполнена двухтрубная система с радиаторными дросселирующими термостатами. Здесь параметры теплоносителей постоянны в течение года. Тепловые сети отражают изменения в спросе потребителей в тепловом объеме, через приборы, показывающие перепад давления на входах. С их помощью электронные регуляторы изменяют подачу общих насосов тепловой сети.

Регулировать данную систему можно только количественно. Циркуляция источника тепла зависимой схемы выполняется через отличия величин давления воды на участках присоединения к элементам наружной системы отопления. Зависимое подключение и его схема присоединения с узлом смешения воды конструктивно проста и легка в обслуживании.

Стоимость схемы весьма сокращается за счет исключения некоторых конструктивных элементов. Зависимая схема выбирается, если теплопотребляющая система, в том числе и система отопления (по санитарным и гигиеническим рекомендациям) допускает увеличение гидравлического давления до величины давления воды снаружи при выходе в теплопровод. Какое-то время зависимая схема пользовалась популярностью в России, благодаря соотношению своих плюсов и минусов.

Узел независимой системы отопления. Нажмите на фото для увеличения.

Какая система лучше

Сложно ответить какая система отопления лучше. В крупных отопительных сетях и многоэтажных зданиях, высотой более 12 этажей, используют только независимую схему отопления. В такой схеме можно одновременно поддерживать во всех системах одинаковую температуру и уровень циркуляции носителя тепла.

Большие затраты на оборудование при хорошей экономии топлива лучше применять для зданий с большой площадью. Сложно сказать какая схема подойдет для отопления конкретного здания без особых знаний. Для этого необходимо обратиться к специалисту.

Независимая схема отопления требует больших затрат. Поэтому ее целесообразней использовать для больших площадей.

При индивидуальной схеме теплопунка в жилом здании используется более одного теплообменника. От первичного носителя тепла нагревается вторичный, а также горячая вода для водоснабжения.

Для жильцов не стоит выбор перед системой отопления. Так как проектировщики выбирают зависимую или независимую систему отопления для здания. А в небольших деревнях практически везде отсутствует центральное отопление. Практически у всех жильцов устроено индивидуальное отопление. В таком случае важным вопросом является энергонезависимость отопительной системы.