Зависимая и независимая система отопления: схема присоединения, плюсы и минусы

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:

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.
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.
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.
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.

Пеллетный котел

Прибор с принудительной подачей воздуха работает по следующей схеме:

Пока требуется нагрев теплоносителя, вентилятор работает, удерживая заслонку в открытом состоянии и нагнетая воздух в топку.
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.
Когда теплоноситель остынет, контроллер по сигналу термодатчика снова включит вентилятор и тот раздует огонь в топке.

Очевидно, что без электричества такой котел работать не сможет — оно необходимо и вентилятору, и системе автоматики (контроллер + термодатчик).

Зависимость от электроснабжения

Сведения об устройстве зависимой и независимой систем отопления для обывателя носят чисто справочны характер, потому что там, где применяются централизованные системы отопления, то есть в городах, вопросами подключения домов к теплу занимаются проектанты и коммунальщики, в поселках же и других населенных пунктах с частными домами централизованных систем отопления не бывает.

Гораздо более актуальным является вопрос энергонезависимости отопительной системы, ведь в частном секторе, где каждый дом оборудован автономным обогревом, проблемы с электроснабжением не являются редкостью, особенно в непогоду.

Давайте же посмотрим, как можно организовать индивидуальное отопление, не зависящее от электричества.

Виды циркуляции в контурах отопления

Для доставки тепла к батареям нужно переместить нагретый котлом теплоноситель. Применяется естественная циркуляция в системе отопления и принудительное перемещение воды с помощью циркуляционного насоса. Естественная циркуляция применяется в простых системах отопления, она требует минимума оборудования при минимальных затратах на монтаж и эксплуатацию.

Для реализации этого метода перемещения теплоносителя используется изменение физических свойств воды при нагревании. Скорость перемещения зависит от разности температур и от величины гидравлического сопротивления, которое уменьшают увеличением диаметра труб.

Открытый контур отопления

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией открытая имеет несомненные преимущества.

Преимущества открытой естественной циркуляции теплоносителя:

простота и небольшие затраты на монтаж;
экономичность;
легко превращается в систему с принудительной циркуляцией, циркуляционный насос устанавливается обычно в «обратке».

Поэтому система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией весьма популярна и успешно используется. Основные недостатки подобного отопления – большая инерция. Кроме того, наличие открытого расширительного бака предопределяет ответ на вопрос — можно ли залить тосол в систему отопления дома. Залить можно, но он будет постоянно испаряться, что сделает эксплуатацию системы нерентабельной.

Закрытый контур отопления

Теплоноситель в закрытой системе отопления не имеет контакта с атмосферным воздухом. Для компенсации теплового расширения устанавливают герметичные мембранные расширительные баки. Закрытая система отопления схема может быть любой, для перемещения теплоносителя оборудуется циркуляционным насосом. Отсутствие контакта теплоносителя с воздухом значительно увеличивает срок службы труб и оборудования контура отопления.

Если при монтаже предусмотреть уклон труб, то при отсутствии напряжения сети и переключении байпаса возникнет естественная циркуляция в закрытой системе отопления дома. Конечно, эффективность системы упадет, но отопление будет работоспособно и продолжит обогревать жилище.

Основные преимущества закрытой системы отопления:

применение герметичного расширительного бака исключает испарение жидкости, в закрытых системах можно применять тосол в качестве теплоносителя;
отсутствие контакта воды с воздухом защищает элементы контура от внутренней коррозии;
закрытый контур отопления имеет малую инерционность и высокую эффективность;
применение циркуляционного насоса позволяет уменьшить диаметр труб и уменьшить расходы на их приобретение;
для теплых полов и для сложных разветвленных схем устанавливают дополнительный насос в системе отопления, который обеспечит их эффективную работу.

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).

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.
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.
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.
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.

Пеллетный котел

Прибор с принудительной подачей воздуха работает по следующей схеме:

Пока требуется нагрев теплоносителя, вентилятор работает, удерживая заслонку в открытом состоянии и нагнетая воздух в топку.
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.
Когда теплоноситель остынет, контроллер по сигналу термодатчика снова включит вентилятор и тот раздует огонь в топке.

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.

Вода или теплоноситель выбираем оптимальный заполнения системы

Оптимальный состав жидкости должен определяться параметрами системы отопления. Зачастую система отопления заполняется водой, так как она имеет ряд существенных преимуществ. Определяющим является доступная стоимость – часто берут простую водопроводную воду. Однако это в корне неправильно. Большое количество элементов металла и щелочи будут способствовать образованию нароста на внутренних стенках труб и радиаторов. Это приводит к уменьшению проходного диаметра, возрастанию гидравлических потерь на отдельных участках магистрали.

Но как правильно заполнить закрытую систему отопления водой, чтобы избежать подобных неприятностей? Специалисты рекомендуют использовать дистиллированную воду. Она максимально очищена от примесей, что сказывается в лучшую сторону на ее физических и эксплуатационных свойствах.

Энергоемкость. Вода хорошо аккумулирует тепло, чтобы впоследствии его передать в помещение;
Минимальный показатель вязкости

Это важно для закрытых систем отопления с принудительной циркуляцией и сказывается на мощности центробежного насоса;
При повышении давления в трубах точка кипения сдвигается в большую сторону. Т.е

фактически процесс перехода из жидкого в газообразное состояние происходит при температуре от 110°С

Это дает возможность использовать высокотемпературные режимы отопления.

фактически процесс перехода из жидкого в газообразное состояние происходит при температуре от 110°С. Это дает возможность использовать высокотемпературные режимы отопления.

Но если существует вероятность воздействия отрицательных температур, то вода, как жидкость для заполнения систем отопления, неприемлема. В таком случае следует использовать антифризы, у которых порог кристаллизации значительно ниже, чем 0°С. Оптимальный вариант – растворы пропиленгликоля или глицерина со специальными добавками. Они относятся к классу безвредных веществ и используются в пищевой промышленности. Лучшими техническими качествами обладают растворы на основе этиленгликоля. До недавнего времени ими заполняли закрытые системы отопления. Однако они крайне вредны для человека. Поэтому несмотря на все их положительные качества, применять антифризы на основе этиленгликоля не рекомендуется.

Но чем можно заполнить систему отопления – водой или антифризом? Если отсутствует вероятность воздействия низкой температуры, лучшим выбором будет вода. В противном случае рекомендуется применять растворы специального теплоносителя.

Автомобильный антифриз нельзя заливать в систему отопления. Это приведет не только к поломке котла и выхода из строя радиаторов, но и будет опасно для здоровья.

Централизованные системы теплоснабжения

Источник тепла в централизованной системе ТС – котельная, производящая тепло сразу для группы потребителей, или ТЭЦ. Тепло к потребителям поступает по магистральным сетям через центральные (ЦТП) или индивидуальные тепловые пункты (ИТП).

Системы ТС могут быть:

зависимые: теплоноситель из сетей поступает непосредственно сразу в батареи;
независимые: используются ИТП и ЦТП.

По способу присоединения системы ТС бывают:

закрытые: водопроводная вода нагревается и подаётся к потребителям;
открытые: вода забирается для водоснабжения из тепловой сети.

Централизованное ТС происходит следующим образом:

подготовка теплоносителя в котельных и ТЭЦ;
транспортировка теплоносителя по сетям;
использование потребителями теплоносителя.

Газовые котлы

Чтобы заработал энергонезависимый газовый котел, пользуются ручным розжигом при помощи пьезоэлемента и регулировкой пламени горелки механическим термостатом. Когда основная горелка при высокой температуре теплоносителя гаснет, в рабочем состоянии остается пилотная.

Приборы, оснащенные электронным розжигом, в случае простоя приостанавливают подачу газа полностью. После того, как теплоноситель остывает ниже критической отметки, нагрев возобновляется, но прежде разряд должен поджечь основную горелку. Воздух к горелке подается наддувным вентилятором, приводимым в движение электричеством.

Газовые котлы

Газовый котел тоже может быть энергонезависимым. Работает такая модель по следующему принципу: пользователь поджигает дежурную горелку, которая с этого момента горит постоянно. От нее загорается основная.

Вся автоматика безопасности является механической, то есть ее действие основано на изменении объема материалов при изменении температуры.

Двухконтурный газовый котел

Недостаток энергонезависимого газового котла состоит в следующем: дежурная горелка, хоть и является с виду совсем небольшой, потребляет достаточно много газа. Гораздо более экономичными являются энергозависимые котлы, в которых имеется электронный розжиг.

Откуда появляется шум

Вибрирование корпусов насосов, котлов и труб создаёт воздушный шум. В квартиру же он поступает по каркасу. При соприкосновении оборудования со зданием создаются вибрации, которые и передаются от металла к бетону, а далее в жилое помещение. Каналами передачи шума служат: металлические шпильки, на которых держатся трубы; кронштейны у стен вдоль укладки труб; неизолирующее вибрацию крепление оборудования к полу.

Однако при использовании современных тепловых пунктов обеспечивается полная шумоизоляция. Шум не нарушает покой жильцов и соответствует всем нормам СНиП (строительные нормы и правила). Тем самым, шумовое загрязнение на район сокращается. Такой результат достигается благодаря тому, что:

Насосы присоединяются к трубопроводам гибкими антивибрационными резиновыми вставками;
Насосы имеют низкий уровень шума;
Используются резинометаллические опоры между рамой насосов и полом;
Имеется зазор между поверхностью конструкции трубы теплоизоляции и конструкцией здания. Недопустима плотная заделка труб в стены здания.

Преимущества и минусы подключений

Зависимая схема

Вода подается и подается в систему отопления, а ГВС — из контура отопления, что дает ряд преимуществ:

простой дизайн и недорогая стоимость абонентских устройств;
способность системы выдерживать температурные колебания;
меньшее оборудование;
экономное использование теплоносителя;
низкие эксплуатационные расходы.

К недостаткам использования зависимой системы отопления можно отнести:

В трубах скапливается грязь, ржавчина и известковый налет. Они попадают в алюминиевые и биметаллические устройства и вызывают разрыв труб.
Частые перепады давления, гидроудары из-за пониженного забора воды. Эти явления могут вызвать разрушение полимерных форм.
Низкое качество теплоносителя, несмотря на очистку и опреснение в котельной.
Сложность регулирования температуры даже с полнопроходными клапанами.

Независимая схема

В замкнутом контуре воду из пластинчатого теплообменника можно направить на любое отделение. Зависимый отопительный контур имеет множество преимуществ:

температура теплоносителя в трубах контролируется пользователем;
хорошая энергоэффективность;
совместимость с любым типом теплоносителя;
отсутствие загрязнения в линии ГВС;
возможность очистки и фильтрации воды в контурах;
Отсутствует риск скачков давления и гидроудара.

К недостаткам самостоятельного подключения можно отнести:

сложное обслуживание;
невозможность отремонтировать самостоятельно;
высокие финансовые затраты для организации.

Влияние воздуха на работу контура отопления

Когда по тем или иным причинам появляется воздух в системе отопления, нормальная работа системы нарушается. Ухудшается или вовсе прекращается циркуляция со всеми вытекающими последствиями. В таких случаях специалисты говорят, что завоздушена система отопления и необходимо принимать меры для удаления воздушных пробок.

Наличие воздуха в контуре может вызвать неприятные явления:

шум при движении воды по радиаторам и вибрацию, которая вызывает ослабление винтовых соединений, а иногда разрушение мест сварки;
в отдаленных подсобных помещениях отсутствие циркуляции может привести к размораживанию системы;
небольшое завоздушивание вызывает уменьшение эффективности работы и перерасход топлива;
воздух вызывает коррозию металлических труб и корпусов изнутри, что резко сокращает срок службы оборудования.

Для успешного удаления воздуха из контура служат воздушники в системе отопления, которые могут быть ручными и автоматическими. Из ручных воздухоотводчиков наиболее известный кран Маевского. Он устанавливается на торце батареи и с его помощью сбрасывается накопившийся воздух. Автоматический воздухоотводчик удаляет воздух из системы в процессе работы.

Воздухоотводчики устанавливаются в критических местах, таких как повороты трубопроводов и самых высоких точках отопительных систем.

Котлы, работающие на твердом топливе

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:

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.
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.
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.

Какая схема теплоснабжения лучше?

Применение энергонезависимой системы отопления оправдано только в том случае, если в работе сети электроснабжения наблюдаются частые сбои. Если же такой проблемы нет, то, конечно, следует обустраивать энергозависимую систему, поскольку она является намного более практичной

Ведь во внимание следует принимать не только удобство эксплуатации теплогенератора, но и вид циркуляции теплоносителя

В энергонезависимой системе циркуляция может быть только естественной, когда теплоноситель движется по трубам за счет конвекции.

В энергозависимом же варианте теплоноситель прокачивается по трубам циркуляционным насосом, что дает целый ряд преимуществ:

можно применять трубы малого диаметра, уклон также требуется небольшой;
контур может иметь сколь угодно большую длину;
прогрев всего контура осуществляется равномерно, тогда как при естественной циркуляции дальние от котла радиаторы являются относительно холодными;
из-за большой скорости движения теплоноситель не успевает сильно остыть в контуре, поэтому отпадает необходимость эксплуатировать котел на максимальной мощности (щадящий режим);

При использовании энергозависимой системы появляется возможность подогревать теплоноситель незначительно, что бывает необходимо в межсезонье (при естественной циркуляции он без сильного нагрева не смог бы циркулировать).

Независимая

Система теплоснабжения независимого типа позволяет сэкономить потребляемые ресурсы на 10-40%.

Принцип действия

Подключение системы отопления потребителей происходит с помощью дополнительного теплообменника. Таким образом, обогрев осуществляется двумя гидравлическими изолированными контурами. Контур наружной теплотрассы нагревает воду замкнутой внутренней теплосети. При этом смешивания воды, как в зависимом варианте не происходит.

Однако такое присоединение требует немалых затрат как на обслуживание, так и на ремонтные работы.

Циркуляция воды

Движение теплоносителя осуществляется в отопительном механизме благодаря циркуляционным насосам, за счет которых происходит регулярная подача воды через нагревательные приборы. Независимая схема присоединения может иметь расширительный сосуд, содержащий запас воды для случаев утечек.

Этот способ подключения позволяет сохранить циркуляцию воды с определенным количеством тепла при авариях теплотрассы. Т.е. во время аварийной ситуации температура в отапливаемых помещениях не снизится.

Компоненты независимой системы.

Сфера применения

Широко используется для подключения к системе отопления многоэтажных зданий или построек, которые требуют повышенного уровня надежности работы отопительного механизма.

Для объектов, имеющих в наличии помещения, куда нежелателен доступ постороннего обслуживающего персонала. При условии, что давление в обратных отопительных системах или тепловых сетях выше уровня допустимого — более 0,6 МПа.

Преимущества

возможность регулировки температуры;
высокий энергосберегающий эффект;
возможность применения любых теплоносителей.

Котлы отопления

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

Пироллизный котел

Первый вид – это пиролизный котел. 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 энергонезависимые котлы. 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 котлы электрического типа 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.

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.

Допуск в эксплуатацию

Чтобы подготовить индивидуальный тепловой пункт в доме к допуску в эксплуатацию, необходимо представить в Энергонадзор следующий перечень документов:

Действующие технические условия на подключение и справку об их выполнении от энергоснабжающей организации.
Проектную документацию со всеми необходимыми согласованиями.
Акт ответственности сторон за эксплуатацию и разделение балансовой принадлежности, составленный потребителем и представителями энергоснабжающей организации.
Акт о готовности к постоянной или временной эксплуатации абонентского ответвления теплового пункта.
Паспорт ИТП с краткой характеристикой систем теплоснабжения.
Справку о готовности работы прибора учета тепловой энергии.
Справку о заключении договора с энергоснабжающей организацией на теплоснабжение.
Акт о приемке выполненных работ (с указанием номера лицензии и даты ее выдачи) между потребителем и монтажной организацией.
Приказ о назначении ответственного лица за безопасную эксплуатацию и исправное состояние тепловых установок и тепловых сетей.
Список оперативных и оперативно-ремонтных ответственных лиц по обслуживанию тепловых сетей и тепловых установок.
Копию свидетельства сварщика.
Сертификаты на используемые электроды и трубопроводы.
Акты на скрытые работы, исполнительную схему теплового пункта с указанием нумерации арматуры, а также схемы трубопроводов и запорной арматуры.
Акт на промывку и опрессовку систем (тепловые сети, отопительная система и система горячего водоснабжения).
Должностные инструкции, инструкции по пожарной безопасности и технике безопасности.
Инструкции по эксплуатации.
Акт допуска в эксплуатацию сетей и установок.
Журнал учета КИПа, выдачи нарядов-допусков, оперативный, учета выявленных при осмотре установок и сетей дефектов, проверки знаний, а также инструктажей.
Наряд из тепловых сетей на подключение.

Схема независимого теплоснабжения

Циркуляционный насос на ТЭЦ для городской магистрали 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.