Что такое энергонезависимость, и чем зависимая и независимая система отопления отличаются друг от друга

Какая система отопления более выгодна и почему?

С наступлением прохладного времени года, начиная с осени и заканчивая ранней весной, каждый хозяин своего дома задумывается об его обогреве. Одним из вариантов для осуществления этой цели является зависимая отопительная система. Она представляет собой последовательный, прямой метод передачи тепловых свойств теплоносителя от источника обогрева & ТЭЦ & до конечного потребителя & вашего прибора отопления. Давление на протяжении всей теплосети постоянное и равняется давлению в системе отопления.

Схема подключения батарей в системе отопления с природной циркуляцией теплоносителя: 1 — Котел; 2 — Переливной патрубок; 3 — Расширительный бачек; 4 — Трубопровод подачи ; 5 — Вентиля регулировки отопления и воданагрева на каждое нагревательное устройство; 6а — Диагональное подключение батареи; 6б — Боковое подключение батареи; 7 — Обратный водопровод ; 8 — Канализационный слив; 9 — Вентиль для слива води с системы отопления; 10 — Вентиля регулировки отопления и воданагрева для всей системы; 11 — Вентиль для подпитки системы водой; 12 — Фильтр тонкой механической очистки; 13 — Кран Маевского.

Циркуляция в системе отопления достигается путем перепада давлений в подающем и обратном трубопроводах.

Чтобы поддерживать номинальный режим работы всей системы отопления, нужно сотруднику ТЭЦ следить за давлением в подающем трубопроводе, с вашей стороны требуется лишь окраска трубопровода и оплата за использование тепла.

Схемы зависимого отопления

• схема непосредственного присоединения;
• схема с использованием элеватора;
• схема с установкой насоса на перемычке;
• схема с установкой насоса на подающей линии;
• схема с установкой насоса и элеватора одновременно.

Зависимое отопление помогает сокращать расходы теплоносителя.

Каждая из них имеет свои отличия, преимущества и недостатки, но главное, чтобы отопление было эффективным. Так, схема непосредственного присоединения проста в монтаже и эксплуатации, однако главный недостаток & недотоп в холодный период года, согласно графику ТЭЦ, и перетоп в теплое время года, что не очень хорошо отражается впоследствии на здоровье человека и внешнем виде комнатных растений. Этот же недостаток можно отнести и ко всем остальным схемам присоединения обогревателя. Но, глядя на экономические показатели, получаемые за год при использовании именно такого метода передачи тепла, руководство ТЭЦ весьма заинтересовано в том, чтобы максимально приспосабливать температуру к оптимальной для комфортного нахождения в помещении. Ежегодно такие предприятия вносят изменения в схемы подачи тепла потребителю, покупая более дорогое оборудование, поэтому стоимость его для потребителя увеличивается прямо пропорционально их затратам.

Зависимая схема присоединения обогревателя в отличие от независимой позволяет получать больший температурный перепад в системе отопления, а также сократить расход теплоносителя. Помимо этого, трубопроводы для присоединения используются меньшего диаметра, а также значительно уменьшаются затраты на эксплуатацию необходимого оборудования. Независимая схема присоединения отопления является более экономичной и управляемой конечным потребителем тепла, так как в ней задействована автоматика, что является главным ее отличием от вышеуказанного вида отопления.

Варианты подключений

В настоящее время есть две основные схемы подсоединения:

• зависимая – считается самой простой, поэтому чаще всего и применяется;
• независимая – получила популярность сравнительно недавно, ее широко используют при возведении новых жилых массивов.

Ниже мы рассмотрим детальнее каждый способ, чтобы узнать, какое же решение будет наиболее эффективным для обеспечения комфорта и уюта вашему помещению.

Отопитель независимый бытовой ОБ1 0010 на дизельном топливе

Зависимый метод подсоединения

Такой вариант подключения, обычно, требует создания внутридомовых теплопунктов, часто оснащенных элеваторами. В их смесительном узле перегретая вода из внешней магистральной сети смешивается с обраткой, что позволяет снизить ее температуру до необходимой, как правило, ниже 100 °С. Благодаря этому система обогрева внутри дома является полностью зависимой от внешнего теплоснабжения.

Как выглядит зависимая схема отопления

Методы подсоединения:

• прямое подключение;
• с элеватором;
• с установкой насоса отопления на перемычке;
• с монтированием насоса на подаче или обратке;
• комбинированный вариант – элеватор и насос.

Независимая система отопления многоквартирного дома

Независимый способ подключения

Специалисты утверждают, что такой вариант теплоснабжения дает возможность сократить расходы ресурсов почти на 40%.

В сегодняшней ситуации с их постоянным удорожанием это позволит существенно сэкономить средства семейного бюджета.

1. Принцип работы следующий:

• • подключение отопительной системы абонентов производится с помощью дополнительного теплообменника;
  • обогрев происходит благодаря двум гидравлическим изолированным контурам – магистральная теплотрасса нагревает теплоноситель замкнутой внутренней теплосети;
  • в данном случае смешивания воды не происходит.

1. Циркуляция теплоносителя происходит в отопительном механизме за счет циркуляционного насоса, который регулярно подает его через нагревательные элементы. В независимой схеме подключения может быть предусмотрена расширительная емкость с запасом воды для случаев утечек. В данном случае удается сохранить циркуляцию теплоносителя с определенным количеством тепла даже при авариях теплотрассы.
   Фактически это говорит о том, что если подача горячей воды по теплотрассе прекратится, температура в отапливаемых комнатах резко понижаться не будет долгое время.
2. Сфера применения данного способа подключения довольно широкая.К примеру, она используется:

• • для отопления многоэтажных зданий, требующих повышенный уровень надежности работы механизма обогрева;

  • на объектах, где есть в наличии помещения, в которые ограничен вход постороннего обслуживающего персонала.

Есть одно условие – давление в обратке должно быть более 0,6 МПа.

1. Достоинства метода:

• • инструкция разрешает проводить регулировку температуры;
  • большой энергосберегающий эффект.

1. Недостатки:

• • высокая цена;
  • сложность ремонтных и обслуживающих работ.

Сравнение схем

1. У зависимого варианта есть один, но важный плюс – низкая стоимость реализации. Элеваторный узел в небольшом загородном доме без особого труда собирается своими руками из запорной арматуры, которую можно приобрести в магазине или на рынке. Единственной дорогой деталью будет только сопло, от которого зависит мощность элеватора.
2. Независимая схема дает возможность:

• • проводить регулировку температуры теплоносителя;
  • повышать экономичность использования, доводя этот уровень до 40%;
  • в систему отопления не попадает большое количество загрязнений, например, окалина, песок и минеральные соли. Теплоносителем может быть очищенная вода или незамерзающие жидкости.
  • можно без труда нагревать для нужд горячего снабжения чистую питьевую воду.

На фото – независимая схема позволяет регулировать температуру теплоносителя

Открытая система в автономном отоплении

Трёхходовой кран для системы ГВС

Если центральную котельную или ТЭЦ с открытой системой никто не станет запускать в летний период (нет смысла), то это вовсе не означает, что такого нельзя делать для местных мини-котельных. Ведь зачастую ГВС нужно для обеспечения производственных нужд и от него может зависеть функциональность тех или иных узлов, как это видно на фото схемы выше.

Принцип работы трёхходового крана

Для обеспечения ГВС в открытом контуре отопления можно использовать трёхходовой смеситель и, таким образом, вы обеспечите себе горячее водоснабжение в тёплую пору года. В этом случае подразумеваются одноконтурные котлы, к которым обычно относятся жидкотопливные и твердотопливные агрегаты. Хотя и здесь недостаточно просто перекрыть радиаторы – нужен аналог ИТП.

Схема подключения бойлера косвенного нагрева

1. Корпус бойлера;
2. Ёмкость для теплоносителя из нержавеющей стали;
3. Покрытие для теплоизоляции;
4. Отверстие для ревизии;
5. Патрубок для циркуляции по отопительному контуру;
6. Теплообменник (сталь или медь);
7. Термометр.

Аналогом ИТП может стать бойлер косвенного нагрева, который вы сможете приобрести в магазинах, профилированных на сантехническое оборудование или сделать его своими руками из газового баллона. Имея такой агрегат и установив в контур трёхходовой смеситель, вы обеспечите себе круглогодичное горячее водоснабжение.

Совет. Для самостоятельного изготовления косвенного бойлера лучше использовать новый газовый баллон для пропан-бутана. Емкости, бывшие в употреблении, впитывают в себя специфический запах, который затем передаётся в ГВС. Если всё же вы будете использовать б/у ёмкость, то после её разрезания нужно тщательно отшлифовать внутренние стенки и дать хотя бы полмесяца на проветривание.

Более того, установка многоходового крана в открытую систему отопления позволяет совмещать в ней два контура – радиаторный и тёплого пола. Это означает, что они должны работать в разных режимах, так как пол относится к низкотемпературным системам отопления. Трёхходовой или четырёхходовой смеситель позволит вам производить регулировку в автоматическом или ручном режиме, направляя теплоноситель по нужному каналу в требуемом объёме.

Советы. Если вы совмещаете низкотемпературную и высокотемпературную системы, то вам лучше использовать многоходовой кран с сервоприводом, чтобы делать это в автоматическом режиме. Также, при выборе смесителя, вам следует учитывать, что для трёхходового механизма нужен байпас, в то время как для четырёхходового не нужен.

Независимая система отопления и ее виды

Независимая система отопления разделяется, в свою очередь, на два подвида по реализации способа циркуляции энергоносителя в трубопроводах:

1. Гравитационный, иначе именуемый энергонезависимым. Жидкость движется по трубам за счет различной плотности холодного и нагретого вещества. Поэтому разогретый носитель, поступающий из теплообменника, стремится вверх благодаря более низкому удельному весу, холодный же наоборот – оседает в самых нижних точках теплотрассы. Такая особенность предъявляет несколько жестких требований для возможности полноценного функционирования:

• Устройство теплообмена или водогрейный котел, если отопление автономное, нужно размещать в самой нижней точке здания. Если на этом этаже также установлены радиаторы, то придется оборудовать приямок ниже уровня пола.
• Все, горизонтально проложенные, трубопроводы должно крепить под уклоном в два-три градуса по направлению движения теплоносителя в трубе. То есть подача будет иметь положительный угол относительно общего вектора, а обратка – отрицательный.
• Для минимизации негативного влияния гидравлического сопротивления проходной диаметр труб должен быть большим. Для двухэтажного коттеджа с пятью-семью отапливаемыми комнатами достаточно будет диаметра в 35 миллиметров. Принцип больше-лучше здесь действует в полной мере.

1. Циркуляционный или энергозависимый. Теплоносители централизованной системы подачи и гидравлика теплораспределения ни имеют физического контакта друг с другом. Передача тепла от одной к другой происходит в так называемом теплообменнике, который представляет собой бак, в котором расположены трубки с циркулирующей по ним жидкостью. То есть, независимое подключение системы отопления реализует возможность гибкой подстройки температурного режима обогреваемых сооружений, упрощение модификации и расширения сети и экономить на затратах по обогреванию. Присутствуют и особенности:

• Стоимость постройки значительно превышает величину затрат на первый метод.
• Предъявляются повышенные требования к качеству теплоносителей вторичного контура.
• Практически всегда есть необходимость в непрерывном электроснабжении для обеспечения циркуляционного процесса.

Зависимость от электричества

А теперь вернемся к энергозависимости. Когда для функционирования отопительной системы нужна электроэнергия, а когда без нее можно обойтись?

Твердотопливные котлы

Каноническое решение — обычный стальной или чугунный котел с водяной рубашкой в топке и механической регулировкой поддувала с помощью термостата. Этот агрегат полностью энергонезависим.

На фото — классический котел на твердом топливе.

Однако у такой конструкции есть важный недостаток: котел требует частой загрузки топлива. Сделать отопление по возможности независимым от человека позволяют три технических решения:

• Бункер и транспортерная лента, по мере прогорания топлива подающая новые порции опилок или пеллет. Электричество необходимо как минимум для работы транспортера.
• Твердотопливный пиролизный котел разделяет горение на две стадии: пиролиз дров при ограниченном притоке кислорода и сжигание полученного газа. При этом камера сгорания газа расположена ниже камеры пиролиза. Движение продуктов сгорания против вектора естественной тяги требует работы электрического вентилятора.
• Котел верхнего горения способен работать на одной закладке угля до пяти суток. Тлеет только верхний слой топлива; воздух к нему подается сверху вниз, а зола уносится потоком горячих продуктов сгорания. Циркуляция воздуха обеспечивается… правильно, электрическим вентилятором.

Газ

Энергонезависимые газовые котлы отопления используют ручной розжиг с помощью пьезоэлемента и регулировку пламени механическим термостатом. Когда основная горелка гасится при высокой температуре теплоносителя, продолжает работать пилотная.

Напольный газовый котел с пьезорозжигом.

Котлы с электронным розжигом останавливают подачу газа в простое полностью. Как только теплоноситель остынет ниже критической температуры, разряд поджигает основную горелку, и нагрев возобновляется. Кроме того, электричеством часто приводится в движение наддувный вентилятор, подающий воздух к горелке.

Какая схема лучше? Если у вас часты перебои с электроэнергией, более уместным будет энергонезависимый газовый котел отопления. Именно потому, что он способен обходиться без электричества в принципе. С другой стороны, эти устройства менее экономичны: на поддержание пилотного пламени уходит до 20% всего потребляемого газа.

Еще одна полезная особенность, которой лишены газовые энергонезависимые котлы отопления — возможность контроля погоды и управления по внешнему термостату, снимающему температуру, к примеру, в удаленной комнате. О программировании температурного режима на день или неделю речь, разумеется, тоже не идет.

Соляра

Здесь все просто: соляровые котлы ПОЛНОСТЬЮ идентичны газовым котлам с электронным розжигом. Различаются лишь горелки. Собственно, производится масса двухтопливных установок.

Понятно, что без наддувного вентилятора и электронного розжига устройства просто не смогут работать.

Нет правил без исключений. Отопитель независимый бытовой ОБ1 0010 снабжен собственным генератором и обходится без внешнего питания, вырабатывая электричество для вентилятора самостоятельно.

Основные недостатки воды как теплоносителя[править]

Основные недостатки воды как теплоносителя:

1. больший расход электроэнергии на перекачку сетевой воды по сравнению с ее расходом на перекачку конденсата в паровых системах;
2. большая «чувствительность» к авариям, так как утечки теплоносителя из паровых сетей вследствие значительных удельных объемов пара во много (примерно 20—40) раз меньше, чем в водяных системах (при небольших повреждениях паровые сети могут продолжительно оставаться в работе, в то время как водяные системы требуют остановки);
3. большая плотность теплоносителя и жесткая гидравлическая связь между всеми точками системы.

По условиям удовлетворения теплового режима абонентских установок, определяемого средней температурой теплоносителя в абонентских теплообменниках, вода и пар могут считаться равноценными теплоносителями. Только в особых случаях, когда пар используется непосредственно для технологического процесса (обдувка, пропарка и т.д.), он не может быть заменен водой.

При теплоснабжении от котельных пар применяется и при тепловых нагрузках низкого потенциала. Серьезное значение имеет правильный выбор параметров теплоносителя. При теплоснабжении от котельных рационально, как правило, выбирать высокие параметры теплоносителя, допустимые по условиям техники транспортировки теплоты по сети и использования ее в абонентских установках. Повышение параметров теплоносителя приводит к уменьшению диаметров тепловой сети и снижению расходов по перекачке (при воде). При теплофикации необходимо учитывать влияние параметров теплоносителя на экономику ТЭЦ. Выбор водяной системы теплоснабжения закрытого или открытого типа зависит главным образом от условий водоснабжения ТЭЦ, качества водопроводной воды (жесткости, коррозионной активности, окисляемости) и располагаемых источников низкопотенциальной теплоты для горячего водоснабжения.

Обязательным условием как для открытой, так и для закрытой систем теплоснабжения является обеспечение стабильного качества горячей воды у абонентов в соответствии с ГОСТ 2974—82* «Вода питьевая». В большинстве случаев качество исходной водопроводной воды предопределяет выбор системы теплоснабжения. Преимущественное применение каждой из рассматриваемых систем теплоснабжения определяется следующими показателями исходной водопроводной воды. При закрытой системе: индекс насыщения J > — 0,5; карбонатная жесткость Жк≤7 мг-экв/л; (Сl + 3О4) ≤ 200 мг/л; перманганатная окисляемость не регламентируется. При открытой системе: перманганатная окисляемость О < 4 мг/л; индекс насыщения, карбонатная жесткость, концентрация хлорида и сульфатов не регламентируются.

При повышенной окисляемости (О > 4 мг/л) в застойных зонах открытых систем теплоснабжения (радиаторы отопительных установок и др.) развиваются микробиологические процессы, следствие которых — сульфидное загрязнение воды. Так, вода, отбираемая из отопительных установок для горячего водоснабжения, имеет неприятный сероводородный запах.

По энергетическим показателям и по начальным затратам современные двухтрубные закрытые и открытые системы теплоснабжения являются в среднем равноценными. По начальным затратам открытые системы имеют некоторые экономические преимущества при наличии на ТЭЦ источников мягкой воды, не нуждающейся в водоподготовке и удовлетворяющей санитарным требованиям к питьевой воде. При использовании открытых систем вода для горячего водоснабжения отбирается из тепловой сети, что, с одной стороны, разгружает сеть холодного водопровода и создает в ряде случаев дополнительные экономические преимущества, а с другой — часто вынуждает подводить к ТЭЦ магистральные водоводы, что увеличивает капитальные затраты.

По эксплуатационным расходам открытые системы несколько уступают закрытым в связи с дополнительными затратами на водоподготовку. В эксплуатации открытые системы сложнее закрытых из-за нестабильности гидравлического режима тепловой сети, усложнения санитарного контроля плотности системы.

При дальней транспортировке теплоты в районах с относительно большой нагрузкой горячего водоснабжения при наличии вблизи ТЭЦ или котельной источников воды, удовлетворяющей санитарным требованиям, экономически оправдано применение открытой системы теплоснабжения с однотрубным (однонаправленным) транзитом и двухтрубной распределительной сетью.

Преимущества и недостатки независимой системы отопления

• возможность гибкой регулировки температурного режима в помещениях (теплоноситель изолирован от котла теплоносителя системы отопления) путем поддерживания необходимого давления;
• возможность применения различного химического состава теплоносителя;
• получение эффекта энергосбережения, экономия тепла от 10 до 40%;
• возможность эффективной организации системы теплоснабжения при значительном удалении и территориальному разбросу потребителей;
• система отопления показывает высокий уровень надежности;
• улучшается качество воды горячего водоснабжения.

• требуются огромные затраты на обслуживание;
• трудоемкий и дорогостоящий ремонт.

Элементы независимой системы отопления

В закрытых системах, выполненных в зависимой или независимой схемах отопления, подогреватели горячего водоснабжения присоединяются к тепловой сети в основном по параллельному, смешанному и последовательному вариантам. При выборе оптимального варианта учитывается отношение максимальной нагрузки, рассчитанной для отопления, к нагрузке горячего водоснабжения, которое применяется в некоторых районах. Это делается с помощью температурного графика централизованного регулирования выпуска тепла, принятого в абонентских тепловых энергопотребляющих приборах.

Система отопления, в которой применяется зависимое присоединение, сейчас потеряла свое распространение. В современном строительстве применяется исключительно независимая схема отопления. В современном мире они имеют все важные преимущества современных систем теплоснабжения, несмотря на крупные финансовые затраты и вложения. Переход на независимое отопление происходит повсеместно. Иногда применяют комбинированную схему присоединения местного теплового пункта, используя при этом и зависимую, и независимую системы отопления.

2006-2020 Все закреплённые правами материалы принадлежат их действующим владельцам

Особенности открытой системы

Достоинством открытой системы является ее экономичность. Из-за большой протяженности трубопроводов качество воды ухудшается: она становится мутной, приобретает цветность, имеет неприятный запах. Попытки очистить ее делают способ применения дорогим.

Трубы теплосети можно увидеть в больших городах. Они имеют большой диаметр и укутаны в теплоизолятор. От них делаются отводы к отдельным домам через тепловую подстанцию. Горячая вода поступает для использования и к радиаторам отопления из общего источника. Ее температура колеблется в пределах 50-75°С.

Подключение теплоснабжения к сети производится зависимым и независимым способами, реализующими закрытую и открытую системы теплоснабжения. Первый заключается в подаче воды напрямую — с помощью насосов и элеваторных узлов, где она доводится до требуемой температуры путем смешивания с холодной водой . Независимый способ заключается в подаче горячей воды через теплообменник. Он более затратный, но качество воды у потребителя выше.

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:

1. простота и небольшие затраты на монтаж;
2. экономичность;
3. 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.