Подпитка системы отопления схемы, принцип работы, устройство

Для чего нужна подпитка в системе отопления?

Объем воды в системе не есть величина постоянная, в силу разных обстоятельств со временем он уменьшается. Свято место пусто не бывает и пространство, освобождаемое водой, может заполниться воздухом, нарушающим нормальную циркуляцию теплоносителя. Результат известен: вода в подающем трубопроводе начинает перегреваться, что приводит к автоматической остановке котла.

Чтобы вовремя пополнять запас теплоносителя в сети трубопроводов, необходима система подпитки водяного отопления. Она послужит не только для периодической добавки воды, но и как средство заполнения тепловой сети вашего дома после опорожнения. У вас может возникнуть закономерный вопрос: а куда же девается вода из труб, особенно когда нет контакта с атмосферой? Представим ответ в виде перечня:

больше всего воды испаряется через расширительный бак, если система – открытая. Это основная причина, почему объем теплоносителя значительно снижается. В остальных случаях уменьшение не столь заметно.
периодическое срабатывание автоматических воздухосбрасывателей, как ни странно, тоже приводит к утечке теплоносителя. В наивысших точках, где они установлены, температура воды самая большая, а значит, испаряется она интенсивнее. Клапан воздухоотводчика, сбрасывая воздух, одновременно удаляет и водяной пар.
постоянная работа в температурном режиме, близком к максимальному, как это бывает с твердотопливными котлами, вызывает срабатывание предохранительного клапана. Нужна подпитка закрытой системы отопления, чтобы компенсировать количество теплоносителя, потихоньку уходящего через клапан.
причиной могут быть разного рода протечки.

Заполнение закрытого отопления насосом

Если контур не подключен к водопроводу, остается единственный вариант, как заполнить систему отопления – это насос для опрессовки. Это небольшой прямоугольный резервуар из металла, в который набирается жидкость. Из резервуара теплоноситель подается в трубы благодаря помповому ручному насосу, на котором установлен манометр.

Ручной насос для опрессовки.

Ничего сложного в том, как заполнить закрытую систему отопления, нет. Алгоритм работы:

подключить шланг от насоса к контуру;
залить теплоноситель в резервуар насоса;
вручную перекачать жидкость в систему.

Если нет патрубка для слива воды из контура, то подключить шланг насоса можно в один из торцов батареи. Для этого нужно выкрутить заглушку и на ее место поставить сгон-переходник. Обязательно перед началом работы нужно открыть все воздухоотводчики, чтобы воздух мог покинуть контур.

При работе с теплоизоляцией в листах и рулонах нужно использовать дюбель гвоздь для утеплителя с целью зафиксировать материал.

Внимательно следите за показанием манометра. При помощи такого насоса проводят опрессовку системы отопления. Им можно накачать давление до 10 атмосфер (если сил хватит). При заполнении системы такое давление не нужно, иначе поломается котел.

Автоматический подпиточный узел

Если вы твердо уверены в надежности и качестве сборки системы, можете смонтировать автоматизированную схему, добавляющую воду из трубы ХВС. Что нужно купить:

редукционный клапан (проще – редуктор);
3 шаровых крана;
2 тройника;
труба для устройства байпаса.

Важный момент. Поступающая в редуктор вода должна предварительно очищаться грубым сетчатым фильтром, иначе клапан станет быстро засоряться. Если на вводе в здание такой фильтр не предусмотрен, установите его перед блоком подпитки.

В данной схеме манометр показывает давление на стороне тепловой сети, байпас и краны нужны для обслуживания модуля подпитки

Главный исполнительный элемент схемы – редуктор – состоит из следующих деталей:

фильтр тонкой очистки на входном патрубке;
пружинный седельный клапан с резиновыми уплотнителями;
рукоятка регулятора давления с нанесенной шкалой, диапазон – 0.5…4 Бар (или выше);
ручной запорный вентиль;
обратный клапан на выходе.

Как видите, редукционный автомат уже содержит все необходимые элементы – фильтр, обратный клапан и регулятор. Осталось собрать простую схему с байпасом и сервисными кранами, предназначенными для снятия и обслуживания редуктора.

Управлять вентилем просто – с помощью регулятора настройте минимальный порог давления в теплосети, откройте краны прямой магистрали, а байпас закройте. Как правильно отрегулировать автоматический клапан, показано в коротком видеосюжете:

Для организации автоматического добавления антифриза в систему можно приспособить «гидрофор» — водяную станцию с электронасосом, предназначенную для водоснабжения из колодца. Реле давления агрегата нужно перенастроить под минимальный напор 0.8 Бар, максимальный – 1.2…1.5 Бар, а всасывающий патрубок направить в бочку с незамерзающим теплоносителем.

Целесообразность такого подхода весьма сомнительна:

Если «гидрофор» сработает и станет подкачивать антифриз, вам все равно придется искать и устранять причину проблемы.
При длительном отсутствии хозяев подпитка тоже не спасет ситуацию в случае аварии, поскольку размер емкости ограничен. Насосная станция продлит работу отопления на какое-то время, но потом котел отключится.
Ставить большую бочку опасно – можно затопить токсичным этиленгликолем полдома. Неядовитый пропиленгликоль слишком дорог, как и устранение последствий разлива.

Примеры организации автоматической дозаправки из емкостей разной вместительностиВывод. Вместо дополнительных насосов и автоматических редукторов лучше приобрести электронный блок типа «Кситал». После относительно недорогой инсталляции вы сможете контролировать работу отопления через сотовый телефон либо компьютер и быстро реагировать на возникновение аварийных ситуаций.

Устройство подпитки для системы отопления

Исполнительный механизм

Если подпитка осуществляется механическим способом, то все манипуляции производятся посредством одной задвижки. В автоматических узлах применяются различные виды дистанционно управляемой арматуры. Но в большинстве случаев используется редукционный клапан автоматической подпитки системы отопления. Обычно это комбинированное устройство, которое включает в себя запорный клапан, обратный клапан и редуктор давления. Он может быть механическим, либо обладать электрическими контактами для управления насосом.

Устройство настраивается на необходимый диапазон рабочего давления. При достижении нижнего порога давления теплоносителя (допустим, на 5 или 10 процентов) мембрана высвобождает пружину, которая двигает рабочий шток с конусом, закрывающий проточное отверстие клапана. После накачки системы до необходимого уровня давления мембрана сдавливает пружину и штоком перекрывает проток.

Устройство редукционного клапана для автоматической подпитки

Регулировка давления срабатывания клапана осуществляется посредством винта, расположенного сверху устройства. После установки в нужное положение его фиксируют контргайкой. Для визуального контроля давления при настройке клапан снабжается манометром.

Обратный клапан

Горячая вода из отопительной системы ни в коем случае не должна попадать в трубы холодного водоснабжения. Во-первых, это может привести к развитию бактерий в питьевой воде. Во-вторых, отработанный теплоноситель может оказаться довольно вредным для человека, так как в нём накапливаются продукты коррозии. В-третьих, так мы теряем теплоноситель, что опять-таки негативно сказывается на работе отопительной установки. Обратное движение теплоносителя может возникать во время подпитки, если давления в подающей магистрали недостаточно (в водопроводе оно ниже, чем в отоплении), либо во время эксплуатации, если запирающий вентиль «не держит».

Обратный клапан всегда устанавливается сзади исполнительного устройства, часто он встроен в корпус редукционного клапана. В последнее время узел подпитки также снабжают обратным клапаном спереди или используют так называемый «прерыватель протока».

Насос и накопитель

Основная задача насоса – повысить давление в подающем трубопроводе, например, когда давление в трубах холодного водоснабжения бывает ниже, чем в отопительной системе. Поэтому ни в ручном режиме, ни автоматикой добавить воду в отопление не получится. А при отсутствии или неправильной работе обратного клапана произойдёт ещё и дополнительная потеря теплоносителя.

Напольный узел подпитки с вертикальным насосом

Важно! Для частных домов могут использоваться погружные подпиточные насосы для отопления вертикального исполнения, которые берут воду из колодцев. Накопительный бак, подключенный к узлу подпитки, позволяет всегда иметь запас воды, которой можно восполнить систему вне зависимости от уровня давления в питьевом трубопроводе. Для ручного пополнения теплоносителя в гравитационных схемах применяется ёмкость, расположенная выше расширительного бака, то есть где-то на чердаке

В автоматических системах подпитки часто используется гидроаккумулятор с мембраной, который всегда находится под давлением

Для ручного пополнения теплоносителя в гравитационных схемах применяется ёмкость, расположенная выше расширительного бака, то есть где-то на чердаке. В автоматических системах подпитки часто используется гидроаккумулятор с мембраной, который всегда находится под давлением

Накопительный бак, подключенный к узлу подпитки, позволяет всегда иметь запас воды, которой можно восполнить систему вне зависимости от уровня давления в питьевом трубопроводе. Для ручного пополнения теплоносителя в гравитационных схемах применяется ёмкость, расположенная выше расширительного бака, то есть где-то на чердаке. В автоматических системах подпитки часто используется гидроаккумулятор с мембраной, который всегда находится под давлением.

Фильтрующие элементы

Примеси, которые находятся в воде, могут негативно повлиять на работу отопления и даже вывести из строя отопительные приборы и устройства. Лучше всего фильтрацию и подготовку воды производить сразу на «входе». Для механической очистки теплоносителя используют сетчатые фильтры, которые монтируют до редукционного клапана. Иногда грязевики являются неотъемлемой частью исполнительного устройства. Для умягчения воды (в основном – борьбы с солями кальция) используют фильтры, которые связывают и осаживают «ненужные» вещества посредством химических реагентов.

Автоматическая подпитка расположена на байпасе

Особенности подпитки открытого контура отопления

Открытая система имеет расширительный бак. Его устанавливают в наивысшей части «магистрали». Он помогает справиться с тепловым расширением воды, компенсируя давление в отоплении. Для определения уровня жидкости из емкости на кухню или в ванную комнату выводят контрольную трубку. В конце этой трубки устанавливают запорную арматуру, она поможет избежать утечки перерасхода воды.

В контрольное время кран открывается. Если вода течет, тогда все в порядке. В противном случае нужно незамедлительно пополнить уровень воды.

Гравитационная отопительная система имеет три основных элемента:

шаровой кран необходим для передачи теплоносителя из водопровода в отопление;
фильтр помогает устранить опасные примеси;
обратный клапан защищает от смешивания питьевой воды и жидкости из отопительной системы.

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).

В 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:

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

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:

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.В процессе подпитки воздушные пузыри выходят через крышку бачка, максимальный уровень отслеживается по истечению воды из верхнего штуцера через трубу
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.

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:

2.6. Основное и вспомогательное оборудование теплофикационных установок

Вода, подаваемая в тепловую сеть для нужд потребителей, на ТЭЦ подогревается в сетевых подогревателях турбоустановок, в пиковых подогревателях и в пиковых водогрейных котлах, которые относятся к основному теплофикационному оборудованию ТЭЦ. К вспомогательному теплофикационному оборудованию относятся: подпиточная установка теплосети, сетевые насосы, баки-аккумуляторы, рециркуляционные насосы водогрейных котлов и т.д.

Пиковые водогрейные котлы (ПВК) предназначены для установки на ТЭЦ с целью покрытия пиков теплофикационных нагрузок.

Пиковые водогрейные котлы обычно устанавливаются в отдельных помещениях на крупных ТЭЦ или в главном корпусе на небольших ТЭЦ. Топливом этих котлов служит большей частью мазут или газ. Ввиду малого использования в течение года пиковые котлы выполняют простыми по конструкции и недорогими. Здание может выполняться лишь для нижней части котлов, верхняя часть их при этом остаётся на открытом воздухе. До ввода в работу ТЭЦ водогрейные котлы можно использовать для временного централизованного теплоснабжения района. Сетевая вода нагревается последовательно в сетевых подогревателях до 110÷120С, а затем в ПВК до 150С максимально.

Во избежание коррозии металла котла температура на входе в него должна быть не ниже 50÷60С, что достигается рециркуляцией и смешением горячей и холодной воды. Расчётный КПД водогрейных котлов на газе и мазуте достигает 91÷93%. Выпускаются и используются ПВК на угле. У них своя пылеподготовка, дымососы и другое оборудование.

Пароводяные подогреватели теплоподготовительных установок

предназначены для подогрева сетевой воды паром от турбин или от котлов через редукционно-охладительные установки (сокращённо РОУ).

Сетевые насосы

служат для подачи горячей воды по теплофикационным сетям и в зависимости от места установки применяются в качестве насосов первого подъёма, подающих воду из обратного трубопровода в сетевые подогреватели; второго подъёма для подачи воды после сетевых подогревателей в теплосеть; рециркуляционных, установленных после пиковых водогрейных котлов.

Сетевые насосы должны обладать повышенной надёжностью, так как перебои или неполадки в работе насосов сказываются на режиме работы ТЭЦ и потребителей.

Основной особенностью работы сетевых насосов являются колебания температуры подаваемой воды в широких пределах, что в свою очередь вызывает изменение давления внутри насоса. Сетевые насосы должны надёжно работать в широком диапазоне подач.

Обычно сетевые насосы выполняются центробежными, горизонтальными, с приводом от электродвигателя.

Порядок заполнения системы отопления водой

Так как вода является наиболее популярным теплоносителем, следует рассмотреть процесс заполнения системы отопления этим веществом более детально и учесть все нюансы его характеристик.

Вода имеет много примесей и минералов, которые при закипании оседают в виде накипи на стенках отопительного оборудования, что приводит к засорению системы и поломке. Поэтому прежде чем заполнять систему отопления, воду необходимо прокипятить. Если позволяют средства, то вместо кипячения можно приобрести дистиллят.

Вода содержит кислород, который способствует развитию коррозии. Способность воды к минерализации и выделению кислорода при нагревании приводит к выходу из строя оборудования, поэтому замену воды в системе отопления рекомендуется производить не чаще одного раза в год.

Прежде чем проводить работы по заполнению системы отопления, следует узнать требуемый объем теплоносителя. Для этого следует суммировать объем всех основных элементов отопительного оборудования:

котел;
расширительный бачок;
радиаторы;
трубы.

Обычно производители указывают объем в технической документации, прилагаемой к оборудованию. Если не удалось найти данную информацию, то существуют специальные таблицы с усредненными показателями, которые можно применить при расчетах.

Если заполнение системы теплоносителем связано с очередной заменой в профилактических целях, то старую воду необходимо предварительно слить в подготовленную тару. Порядок проведения работ будет следующим:

Открутить ниппель для сброса избыточного давления.
Открыть вентиль в верхней точке, а в нижней плавно открывается сливной кран. Во избежание возникновения гидроудара открытие вентилей должно быть медленным и постепенным.
Удалив воду, при помощи насоса следует прочистить всю систему промывочной жидкостью, а затем чистой водой.
Проверить наличие протечек и в случае обнаружения — устранить. При необходимости заменить устаревшие прокладки в радиаторах.
Заполнить систему теплоносителем. Для этого к нижней точке следует подключить электронасос. Заливка воды производится через нижнюю точку, при этом верхний вентиль должен быть открыт. Когда из верхней точки польется вода, процесс заливки окончен.

Далее необходимо удалить воздух из системы. Для этого на всех основных узлах отопления открываются вентили. К верхней точке присоединяется прозрачный шланг и опускается в резервуар с водой. Подключив насос, трубы и радиаторы заполнять до тех пор, пока из шланга не пойдет вода без пузырьков.

Устранение протечки воды.

Удаление воздуха из системы.

После того как оборудование дегазировано, подключается циркуляционный насос без нагрева. Если никаких неполадок не обнаружено, то следует подключить источник тепла и протестировать систему отопления, проверив на равномерность нагревания всего оборудования. Для этого можно использовать тепловизор или специальный измеритель температур.

В том случае, если теплоноситель заливается в только установленное оборудование, порядок заполнения будет аналогичным.

Элементы устройства подпитки

Схема подпитки теплосетей будет зависеть от часовой производительности нормативной подпитки. Для больших магистральных теплосетей, в которых нормативная подпитка составляет сотни, а иногда и тысячи кубометров воды в час в комплекс входят: бак воды, химводоочистка, автоматика, электронасос и запорно-регулирующая арматура. При снижении производительности, количество элементов схемы может быть существенно изменено.

Узел подпитки системы

Редуктор котла

Редуктор устанавливают на обратном трубопроводе перед котлом для подачи подпиточной воды в контур сети. Вода из горводопровода поступает через клапан при падении давления в сетевом трубопроводе, вызванного утечками или сбросом воздушной пробки. Если по схеме, предусмотрена установка циркуляционного насоса, то его монтируют вторым. Иначе возможно нарушение работы всей системы отопления.

Редуктор работает в автоматическом режиме без обслуживающего персонала. Порой это не всегда удобно, поскольку невозможно проконтролировать утечку, а ее размер может достигнуть аварийных размеров. Поэтому многие пользователи предпочитают ручной режим подпитки или устраивают системы с сигнализацией по высокому уровню утечки.

Насосная группа

Один или несколько насосов подают подпиточную воду перед котлоагрегатами с давлением, превышающем в обратной сетевой воде. Насос срабатывает по датчику давления и запитывает воду из бака подпиточной воды.

Существуют схемы с погружным насосом, который может брать воду со скважины или колодца. Насосная группа рассчитывается по часовой производительности нормативной подпитки, количество электронасосов обязано быть не менее 2-х, один из которых резервный.

Схема системы отопления с подпиткой