Подпитка системы отопления схемы, принцип работы, устройство

Преимущества наличия ИТП

Значительные расходы на создание ИТП допускаются в связи с преимуществами, которые следуют из наличия пункта в здании.

Экономичность (по потреблению — на 30%).
Снижение затрат на эксплуатацию до 60%.
Расход тепла контролируется и учитывается.
Оптимизация режимов снижает потери до 15%. Учитывается время суток, выходные дни, погода.
Тепло распределяется соответственно условиям потребления.
Расход можно регулировать.
Вид теплоносителя подлежит изменению в случае необходимости.
Низкая аварийность, высокая безопасность эксплуатации.
Полная автоматизация процесса.
Бесшумность.
Компактность, зависимость габаритов от нагрузки. Пункт можно разместить в подвале.
Обслуживание тепловых пунктов не требует многочисленного персонала.
Обеспечивает комфорт.
Оборудование комплектуется под заказ.

Управление подпиткой

В небольшой по объёму отопительной системе перепады уровня давления, а также снижение общего количества теплового носителя, как правило, можно компенсировать посредством мембранных баков.

Именно по этой причине добавление жидкости в систему – явление относительно редкое.

Упрощение конструкции предполагает ручное включение насосного оборудования, а также открытие и закрытие линии подпитки. В этом случае контроль уровня давления должен быть систематическим.

Управляемое отопление является более сложным, но максимально эффективным. Именно в автоматическом режиме предполагается прямой отказ от работы по принципу «прямое действие». Отпадает необходимость осуществлять регулирование работы источника всей вырабатываемой тепловой энергии, добавлять или убавлять используемые ресурсы. Такой вариант базируется на применении управляющего модуля.

Таким образом, автоматический режим управления основан на подборе максимально комфортного температурного режима и является более удобным, а также позволяет заметно экономить расход энергоносителей.

Итальянская марка отопительных котлов “Беретта” заслужила популярность в нашей стране. Газовый котел Беретта – виды оборудования и обзор популярных моделей.

Как рассчитать теплопотери дома и для чего это нужно, вы узнаете тут.

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

Узлы подпитки на разных видах систем отопления

Открытая система

расширительный бачок;
котел (его выбор зависит от мощности и вида топлива);
радиаторы;
трубы для прокладки цельного трубопровода;
запорная арматура из нержавеющей стали.

Из-за естественной циркуляции теплоносителя трубы в открытой системе прогреваются медленно, зато вода в них не закипает, значит, не вредит стенкам трубопровода. Если в зимний период отоплением не пользуются, то с него требуется слить воду.

Котел располагают на нижнем трубопроводе.
Расширительный бак устанавливается над котлом в верхней части схемы. Зимой его обязательно утепляют.
Трубы соединяют между собой, но этих соединений, также как и поворотов трубопроводов, в открытой системе должно быть немного.
Кран и фильтрующее устройство устанавливаются в тех схемах, где заполнение теплоносителя в систему происходит вручную.

Закрытая система

Расширительного бака, регулирующего уровень воды, поддерживая ее в установленных пределах. При помощи него контролируется расход теплоносителя. Корпус бака выполнен из прочного металла, который состоит из двух частей, они отделены друг от друга резиновой диафрагмой. При нагревании и расширении жидкость перетекает в расширительный резервуар за мембрану, а после остывания жидкости газы, выделившиеся при этом и скопившиеся за мембраной, выталкивают жидкость из бака наружу.
Редукционного клапана с фильтрами. Его конструкция отличается от аналога в открытой системе тем, что она оснащена манометрами, отслеживающими уровень давления. Чтобы правильно подобрать этот прибор, стоит заранее рассчитать нагрузки системы. В клапане предусмотрена специальная мембрана, на которую действует давление, создаваемое насосом. В его конструкции установлена пружина, которая после натяжения создает определенное давление, необходимое для вытеснения жидкости. Благодаря такому устройству закрытая система работает быстро и безопасно.
Фильтра. Он убережет систему от попадания в нее мусора и образования накипи на стенках трубопровода.
Обратного клапана. Он устанавливается прямо за редукционным клапаном, препятствует попаданию в трубопровод грязной воды. Его можно использовать отдельно или встроить в клапан подпитки.
Прерывателя потока. Его монтируют перед редукционным клапаном, конструктивно он представляет собой сливную трубу, на концах которой расположены обратные клапаны.

В любой системе требуется поддерживать постоянный объем жидкого теплоносителя, чтобы не допустить аварийной ситуации.

Автоматическая подпитка

Для системы отопления с закрытым контуром наиболее целесообразно выполнить обустройство автоматического узла подпитки. Несмотря на его высокую стоимость, применение такого оборудования экономически оправдано. Твердотопливные котлы, которые используются в закрытых системах отопления, имеют высокую производительность. Снижение уровня теплоносителя может привести к критическому перегреву теплообменника, топки и самого котла. При этом интенсивное движение теплоносителя по контуру может привести к быстрому уменьшению его количества. А отсутствие устройства безопасности непосредственно на котле не даст возможность оперативно отслеживать количество воды в трубопроводах и радиаторах.

Для устройства узла автоматической подпитки используются различные виды устройств и запорной арматуры. Наиболее целесообразно приобрести специализированное устройство — редуктор подпитки. Он совмещает в одном корпусе все необходимые функциональные элементы:

Обратный клапан;
Фильтр;
Манометр с задвижкой;
Устройство контроля давления.

На крышке редуктора расположен винт, контролирующий рабочее давление устройства. Его рекомендуется установить на два бара – оптимальное давление в автономной закрытой системе отопления.

Автономная система автоматической подпитки является одной из наиболее сложных, в техническом исполнении и дорогостоящих. Ее использование экономически оправдано для обслуживания крупных систем отопления на несколько коттеджей с использованием твердотопливных котлов. Такая система, чаще всего, имеет коммерческое применение, и устанавливается на туристических объектах, лыжных курортах и базах отдыха, удалённых от централизованных инфраструктур. Она состоит из следующих элементов:

Ёмкость для воды объёмом 50-100 л;
Погружной насос;
Реле давления;
Высасывающий шланг;
Воздушный клапан;
Датчик уровня;
Штуцер с фильтром грубой очистки;
Датчик уровня жидкости.

В случае если в качестве теплоносителя используется не вода, а гликолесодержащие растворы система доукомплектовывается устройством перемешивания, чтобы предотвратить расслоение теплоносителя на различные фракции по плотности.

Принцип действия автоматической системы подпитки отопления для крупных тепловых узлов следующий:

Теплоноситель подается в емкость через штуцер с фильтром. Это исключит возможность попадания загрязнения в трубопроводы отопления;
Для заполнения системы отопления используется объемный насос с ограниченной производительностью. Это позволит равномерно заполнить трубопроводы и теплотехнические устройства теплоносителем при первом пуске;
При достижении заданного давления реле отключает насос и прекращает подачу теплоносителя. При снижении рабочего давления реле осуществляет автоматическое включение насоса;
Сигнал с датчика уровня жидкости, расположенного в ёмкости, подключается к световой сигнализации в разрыв цепи;
Воздушный клапан устанавливается в крышку ёмкости для выравнивания давления при отборе теплоносителя;
Все энергозависимые устройства контроля, подключается через блок бесперебойного питания, что обеспечит постоянный контроль давления теплоносителя в системе отопления.

Наиболее простая ситуация с газовыми котлами, которые используются в автономных системах отопления квартир. Практически все современные модели особенно двухконтурных газовых котлов уже имеют встроенный редуктор подпитки. Он соединяется с подающим патрубком ГВС. И при падении давления автоматически добавляет теплоноситель в трубопровод. Мастеру при установке не нужно выполнять специальных операций и дополнительных подключений. Все необходимые элементы управления и контроля уже входят в стандартную комплектацию.

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!

Почему количество теплоносителя уменьшается

Ожидается, что правильно установленная система отопления будет работать безотказно в течение длительного времени. На самом деле за её исправностью нужно следить регулярно. Одной из важных проблем является постоянное уменьшение объёма используемого в работе теплоносителя. Это может происходить по следующим причинам:

Система отопления представляет собой относительно сложную конструкцию, в которой возможно возникновение неисправности. Одним из её видов является протечка. Чаще всего это связано с некачественно сделанными стыками труб. Для своевременного обнаружения и исправления протечки нужно проектировать систему таким образом, чтобы стыки не находились внутри стен и не были закрытыми.
Вследствие сильного нагрева может возникнуть резкое увеличение давления в системе. В этом случае должен сработать аварийный клапан и через него произойдёт утрата теплоносителя. В некоторых случаях она может стать настолько значительной, что вызовет снижение работоспособности системы.
Если применяется конструкция открытого типа, то регулярно происходит испарение из расширительного бака. Обычно его делают таким, чтобы контакт с окружающей средой был минимальным. Однако при этом испарение, хотя и снизится, но не исчезнет совсем.
Часто используются автоматические узлы, которые применяются для удаления ненужного для работы отопления воздуха. Он обычно присутствует в воде в растворённом виде и при нагреве переходит в газообразное состояние. Вместе с ним наружу просачивается незначительная часть теплоносителя.
При заполнении водой обычной ситуацией является образование воздушных пробок. Для того чтобы их удалять на радиаторах устанавливают специальные краны для стравливания воздуха. Вместе с ним обычно испаряется часть влаги.
Возле котлов монтируют очистительные фильтры. Они требуют периодического выполнения очистки. Вместе с удалением засора происходит потеря небольшой части теплоносителя.
В процессе функционирования происходит физико-химическое взаимодействие жидкости и элементов оборудования, по которым она течёт — труб, радиаторов, котла. При этом часть её будет потрачена. Примером может быть, например, коррозия алюминиевых батарей. Она возможна в тех случаях, когда pH воды будет выше или ниже нормального.

При проведении различных работ по установке или ремонту отопительной системы перед их началом производится слив жидкости. После окончания теплоноситель заливают обратно, но часть его при этом будет утрачена.

Автоматическая подпитка системы отопления

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:

Механическая или автоматическая подпитка — какую выбрать?

Клапан подпитки может иметь механическое и автоматическое управление. Первый вариант устанавливается там, где функционируют небольшие системы отопления. В них, как правило, любые скачки рабочего давления теплоносителя регулируются при помощи мембранных баков. А потери объема воды легче всего компенсировать, открыв вручную кран подачи в холодном водопроводе. Главное неудобство такого варианта — необходимость опыта для выполнения описываемых операций, а также обладание определенными техническими знаниями и навыками.

Обратите внимание! В этом случае придется самостоятельно контролировать давление внутри закрытой системы отопления. Чрезмерное увеличение объема теплоносителя может привести к возникновению аварийной ситуации. Автоматические клапаны подпитки устанавливаются в больших разветвленных системах

Нередко они входят в комплектацию отопительного котла, становясь частью его автоматики. Монтаж такого устройства не вызывает особых трудностей. Но его осуществление делает всю схему энергозависимой. И это необходимо учитывать, выбирая ту или иную разновидность технического узла

Автоматические клапаны подпитки устанавливаются в больших разветвленных системах. Нередко они входят в комплектацию отопительного котла, становясь частью его автоматики. Монтаж такого устройства не вызывает особых трудностей. Но его осуществление делает всю схему энергозависимой. И это необходимо учитывать, выбирая ту или иную разновидность технического узла.

Принцип работы автоматического клапана

Клапан авто подпитки

Принцип работы автоматического клапана предельно прост. Предварительно настраиваются параметры работы. Заранее программируются потери воды — закладываются показатели наименьшего давления. Если объем теплоносителя падает, допустим, на 10%, клапан срабатывает и запускает работу насоса. Последний из магистрали подачи холодной воды закачивает необходимый объем жидкости. Когда происходит восполнение, клапан снова срабатывает и перекрывает подачу в автоматическом режиме.

Монтируется описываемое устройство просто. Сначала на линии подачи холодной воды устанавливается измерительный манометр или любой другой электроконтактный датчик, который позволяет регулировать давление в двух направлениях. Одна его группа настраивается на меньшее рабочее давление. Именно там устанавливается промежуточное реле или контактор. Он при падении объема горячей воды внутри закрытой схемы включает механизм, запускающий вытягивающий насос. Вторая группа отключает все эти звенья, когда объемы воды восполнены. В качестве исполнительного механизма может быть использован электроклапан — вентиль с электромотором.

Обратите внимание! При использовании автоматического клапана подпитки система отопления самостоятельно контролирует давление и так же самостоятельно рассчитывает компенсирующий объем воды. Это главное преимущество данного технического узла

Когда нужно организовывать подпитку при помощи байпасной схемы?

Автоматическая подпитка систем и ее эффективность

Как правило, все закрытые системы отопления могут эффективно функционировать только при большом рабочем давлении теплоносителя. Но здесь решающим фактором становится еще и температура горячей воды.

При ее повышении увеличивается тепловое расширение некоторых технических узлов. Компенсировать его помогает установка экспанзомата — гидроаккумулятора, способного накапливать гидравлическую энергию при ее избытке и отдавать при недостатке. Подключать его необходимо по байпасной схеме. Как это сделать, читайте здесь.

Замена воды на антифриз

Если в системе уже использовалась вода, а Вы хотите перейти на антифриз, то следует учитывать два обстоятельства.

Во-вторых. полностью удалить воду из системы отопления не удается никогда. Часть воды остается. Если залить просто подготовленный разведенный антифриз, то его концентрация будет недостаточной для надежной защиты от замерзания. Таким образом, нужно применять концентрат. Я обычно смешиваю концентрат с разведенным антифризом в соотношении 1:1. После заполнения системы нужно запустить циркуляционный насос (для системы с принудительной циркуляцией) или включить котел (для системы с естественной циркуляцией), чтобы теплоноситель хорошенько перемешался. Потом нужно отлить немного теплоносителя и измерить его плотность. Для измерения плотности есть прибор, который продается в большинстве автомагазинов. Этот прибор применяется для подготовки к зиме автомобиля (проверки свойств антифриза в системе охлаждения двигателя), но отлично подойдет и для наших целей. Если прибор показывает температуру замерзания ниже, чем нужно, например -50 градусов, ничего страшного, но если температура выше, чем нам нужно, то придется слить часть теплоносителя и заменить его концентратом. Слитый теплоноситель нужно утилизировать аккуратно, он ядовит, его не стоит выливать в септики и канавы.

Еще хочу обратить Ваше внимание на то, что разные антифризы могут быть несовместимы друг с другом. Бытует мнение, что нельзя смешивать красный состав с составом другого цвета. Это так, но на самом деле есть и другие нежелательные сочетания

Добавки разных марок могут реагировать друг с другом или просто снижать эффективность друг друга. К сожалению, производители не сообщают, с какими другими антифризами можно смешивать их продукт. Мой совет — выберите одну марку и используйте ее. Если же все таки появилась необходимость смешать, то смешивайте жидкости одного цвета и перед заливкой, отлейте немного теплоносителя из системы отопления, смешайте ее в банке с новым составом и посмотрите, не выпадет ли осадок, не помутнеет ли жидкость, не потеряет ли однородность

Это так, но на самом деле есть и другие нежелательные сочетания. Добавки разных марок могут реагировать друг с другом или просто снижать эффективность друг друга. К сожалению, производители не сообщают, с какими другими антифризами можно смешивать их продукт. Мой совет — выберите одну марку и используйте ее. Если же все таки появилась необходимость смешать, то смешивайте жидкости одного цвета и перед заливкой, отлейте немного теплоносителя из системы отопления, смешайте ее в банке с новым составом и посмотрите, не выпадет ли осадок, не помутнеет ли жидкость, не потеряет ли однородность.