Сравнение зависимой и независимой систем отопления

Зависимая

Такая схема присоединения, как правило, предусматривает наличие внутридомовых тепловых пунктов, зачастую оснащенных элеваторами. В смесительном узле теплопункта перегретая вода из магистральной внешней сети смешивается с обратной, приобретая при этом достаточную температуру (около 100°С). Таким образом, внутренняя отопительная система дома полностью зависит от внешнего теплоснабжения.

Достоинства

Главной особенностью такой схемы является то, что она предусматривает поступление воды в системы отопления и водоснабжения непосредственно из теплотрассы, при этом цена окупается довольно быстро.

• оборудование абонентского ввода простое и стоит недорого;
• системы отопления могут выдерживать большие температурные перепады;
• размер трубопровода в диаметре меньше;
• схема сокращает расход теплоносителя;
• невысокие эксплуатационные расходы.

  

Недостатки

Наряду с преимуществами такое присоединение имеет и некоторые минусы:

• неэкономичность;
• регулировка температурного режима значительно затруднена во время перепадов погоды;
• перерасход энергоресурсов.

Способы подключения

Подключение может осуществляться несколькими способами:

• посредством прямого присоединения;
• с элеватором;
• с насосом на перемычке;
• с насосом на обратной или подающей линиях;
• смешанным способом (насос и элеватор).

  

Виды систем теплоснабжения

Под термином «теплоснабжение» понимается обеспечение потребителей тепловой энергией. Термин «система теплоснабжения» обозначает совокупность взаимосвязанных энергоустановок, осуществляющих теплоснабжение города, района, предприятия.

Основными элементами системы теплоснабжения являются теплоисточник (тепловая электрическая станция или котельная), тепловые сети, абонентские установки потребителей.

Теплоисточник является определяющим элементом системы теплоснабжения: его мощность и место расположения влияют на тип, линейные размеры, оборудование остальных элементов системы теплоснабжения.

В зависимости от размещения теплоисточника системы теплоснабжения бывают децентрализованные и централизованные.

Централизованное теплоснабжение разделяется на районное теплоснабжение от квартальных и районных котельных и на теплофикацию от теплоэлектроцентралей (ТЭЦ).

Особенностью децентрализованных систем является то, что теплоисточник располагается в непосредственной близости от приемников тепловой энергии (потребителей). В таких системах протяженность тепловых сетей, как правило, невелика, что позволяет осуществлять транспорт теплоносителя практически без теплопотерь.

Децентрализованные системы теплоснабжения подразделяются на индивидуальные и местные. В индивидуальных системах теплоснабжения теплоисточник предназначен для снабжения тепловой энергией отдельного помещения. В местных системах от теплоисточника осуществляется теплоснабжение отдельного здания. Примером индивидуальной системы может служить система поквартирного отопления и горячего водоснабжения, где в качестве теплоисточника выступает настенный газовый котел. Однако устройство таких систем требует дополнительных капитальных вложений при их строительстве. Так, размещение настенных газовых котлов в каждом помещении здания требует устройства дополнительных вытяжных и приточных каналов, противопожарного водопровода, установки повысительных насосов на вводе водопровода в здание для бесперебойной работы газовых котлов.

Местные системы, в отличие от индивидуальных, получили более широкое распространение в отечественном теплоснабжении. В настоящее время существует большая номенклатура отечественных и импортных бытовых котлов малой мощности, которые могут быть использованы в местных системах в качестве теплоисточников.

Для применения как местных, так и индивидуальных систем теплоснабжения необходимо подробное технико-экономическое обоснование путем сравнения с централизованными системами теплоснабжения.

В централизованный системах теплоснабжения теплоисточник и теплоприемники (абоненты) расположены, как правило, на значительном расстоянии. Наличие крупных систем транспорта теплоты, протяженность которых может превышать 10 км, является отличительной особенностью централизованных систем от местных или индивидуальных. Существенными недостатками крупных систем транспорта теплоты являются значительные теплопотери, обусловленные, как правило, несовершенством существующих конструкций тепловой изоляции теплопроводов, и инерционность систем теплоснабжения: при изменении температуры сетевой воды на теплоисточнике транспортное запаздывание у наиболее удаленных потребителей может составлять несколько часов.

По виду теплоносителя системы теплоснабжения разделяются на водяные и паровые.

Водяные системы применяют в основном для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения, а в некоторых случаях и для технологических процессов. Паровые системы теплоснабжения в нашей стране распространены главным образом на промышленных предприятиях, где требуется высокотемпературная тепловая нагрузка.

По способу подачи воды на горячее водоснабжение (ГВС) водяные системы теплоснабжения бывают двух типов: закрытые (замкнутые) и открытые (разомкнутые). В закрытых

системах воду, циркулирующую в тепловой сети, используют только как греющую среду для нагревания в подогревателях поверхностного типа водопроводной воды, поступающей затем в местную систему горячего водоснабжения; из теплосети вода не отбирается.

В открытых

системах теплоснабжения горячая вода к водоразборным приборам местной системы ГВС поступает непосредственно из тепловой сети.

В зависимости от количества трубопроводов, используемых для теплоснабжения данной группы потребителей, водяные системы делятся на одно-, двух-, трех- и многотрубные.

Важным элементом централизованных систем теплоснабжения являются тепловые пункты

– тепловые узлы, предназначенные для распределения теплоносителя по видам теплового потребления.

В тепловом пункте размещают оборудование, арматуру, приборы контроля, управления и автоматизации, посредством которых осуществляются: преобразование вида теплоносителя или изменение его параметров; контроль параметров теплоносителя; учет тепловой энергии, расходов теплоносителя и конденсата; регулирование расхода теплоносителя и распределение его по системам теплопотребления; защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя; заполнение и подпитка систем теплопотребления; сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества; аккумулирование тепловой энергии; водоподготовка для систем горячего водоснабжения.

Тепловой пункт, обслуживающий два или более зданий, называется центральным тепловым пунктом

.

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.

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.

  

Отрицательные моменты

• высокая стоимость;
• сложность обслуживания и ремонта.

Энергозависимость системы отопления

Под энергозависимостью понимают способность отопления работать в отсутствие электроснабжения. Энергонезависимость может понадобиться в случае, когда есть опасность частого и длительного отключения электричества. Можно, конечно, установить в дома аварийное электроснабжение: электрогенератор либо аккумуляторные батареи с инвертором. Автоматика запустит аварийное питание сразу после исчезновения электропитания в сети. Но оборудование стоит денег и не все готовы идти на расходы. Как же обеспечить энергонезависимость отопления?

В-первых, обеспечить энергонезависимую тепло генерацию. Найти твердотопливный котёл, не требующий подключения к электросети — не проблема. А вот подавляющее большинство пеллетных, жидко топливных и особенно газовых котлов оснащены автоматикой, которая не работает без электропитания. Тем не менее найти модели с более простым управлением можно. Но нужно понимать, что особой экономичности и высокого комфорта от энергонезависимого газового котла ждать не стоит.

Во-вторых, обеспечить эффективную циркуляцию теплоносителя.Движение жидкости по трубам и отопительным приборам может осуществляться естественным образом (гравитационно) и принудительно (циркуляционно). Вкратце поясним эти понятия:

Гравитационное(энергонезависимое) отопление

Движение жидкости в гравитационной системе происходит за счёт разниц плотностей нагретой и уже остывшей жидкости. Горячий теплоноситель, выходя из котла, имеет меньшую плотность и объёмный вес, чем уже прошёдший потрубам и батареям, остывший. Соответственно, нагретая вода постоянно поднимается вверх, остывшая опускается вниз. Пока имеется достаточная разница температур, теплоноситель циркулирует. Для нормальной работы гравитационной системы необходимо соблюсти ряд жёстких условий:

• Отопительный котёл должен быть установлен в самой нижней части системы. Желательно в приямке, если на этом же этаже расположены отопительные приборы.

• Все горизонтальные трубы должны иметь уклон по ходу движения теплоносителя.

• Диаметр труб должен быть достаточно большим для снижения гидравлического сопротивления. Для индивидуального жилого дома это ориентировочно 35-50 мм.

Из плюсов гравитационного отопления можно назвать простоту конструкции и энергонезависимость. Минусов же у «гравитационки» немало:

• Сложность регулировки, низкая экономичность.

• Естественное давление жидкости невелико, поэтому скорость прохождения теплоносителя в трубах мала, из-за чего отопление весьма «задумчиво», нехотя прогревается и не быстро отзывается на изменение режима работы котла.

• Чем протяжённее трубопроводы, тем слабее циркуляция и хуже прогрев удалённых радиаторов. Горизонтальные ветки длиной свыше 30 м вообще не будут нормально работать.

• Низкая скорость протекания жидкости соответствует невысокой теплоотдаче, габариты отопительных приборов приходится увеличивать.

• В энергонезависимой гравитационной системе невозможно устроить тёплые полы, выбор отопительных приборов ограничивается стандартными радиаторами.

• Толстые трубы разводки, которые сложно спрятать, выглядят не эстетично.

Циркуляционное(энергозависимое) отопление

В циркуляционной системе движением теплоносителя управляет циркуляционный насос. Помпа создаёт давление, достаточное для того, чтобы устранить все ограничения, связанные с преодолением гидравлического сопротивления, характерные для гравитационного отопления. Циркуляционная система полностью лишена недостатков гравитационной. В ней без учёта уклонов используют трубы малого диаметра, из-за чего их легко спрятать в штробы или стяжку. Нет ограничений по высоте расположения котла, расширительный бак можно разместить в котельной. Помимо настенных радиаторов, доступны тёплые полы, напольные конвекторы, можно дополнительно подогревать воздух для приточно-вытяжной вентиляции, воду в бассейне. Принудительное движение теплоносителя даёт возможность при грамотном проектировании и настройке постоянно поддерживать заданную температуру во всех помещениях.Отопление быстро разогревается, чутко реагирует на изменения режима отопления.

Циркуляционная система экономичней, комфортней и эстетичней гравитационной. Единственный существенный её недостаток — энергозависимость. На наш взгляд, многочисленные плюсы «циркуляционки» однозначно перевешивают единственный её минус и при выборе системы отопления для современного комфортабельного дома предпочтение стоит отдать именно ей. А застраховаться от отключения электроэнергии можно установкой генератора или АКБ.

Пример циркуляционного отопления, уклоны труб не имеют особого значения

Гравитационная система тоже имеет право на жизнь на даче или в загородном доме, в котором не предъявляется высоких требований к эстетике интерьера, комфорту и экономичности отопления. Более логичным является сочетание естественной циркуляции с твердотопливным котлом. Рациональное решение —на подающую трубу самотёчной системы параллельно установить циркуляционный насос. Это позволит эксплуатировать отопление в двух режимах: при наличии электричества оно будет работать как циркуляционное, более экономно и комфортно. Нет электроэнергии — функционирует в самотёчном режиме. Менее эффективно, но работает.

В гравитационную схему, где соблюдены все требования по уклонам и диаметрам труб, встроен циркуляционный насос, благодаря чему теплоноситель может циркулировать как самотёком, так и принудительно

Основные схемы теплоснабжения

• Первый вариант предполагает подачу нагретой воды для нужд отопления и ГВС по одним транспортным сетям. Водоразбор производится из подающей магистрали, что создает ситуацию, когда по двум веткам трубопровода протекает разный объем воды.
• По второй схеме, нагретая вода подается только на нужды отопления. Для создания ГВС применяются пункты подогрева водопроводной воды теплоносителем.

Достоинства первой схемы – дешевизна проекта (не требуются теплообменники) и эксплуатации. Недостатком являются высокие потери воды и ухудшение ее качества.

Достоинства второй – стабильная температура и качество воды, простота контроля. Недостатком является удорожание ГВС для абонентов, за счет применения и обслуживания дополнительного оборудования (бойлеров).

Важно: разработки схемы теплоснабжения города – это важнейший процесс, для обеспечения населения, промышленных и культурных объектов теплом и ГВС при минимальном воздействии на окружающую среду.