Делаем подпитку системы отопления своими руками: клапаны, насосы, узлы и схемы монтажа

2 Принцип работы

Принцип работы устройства довольно прост — на седло клапанного механизма байпаса все время действует давление теплового носителя. Если давление пружины становится меньше, в отличие от внешнего напора, то начинает происходить смещение штуцера и выход определенной части горячей воды. После нормализации давления седло переходит в изначальное положение.

Есть два основных вида клапанов — с постоянным давлением срабатывания и возможностью установить этот показатель вручную. Для автономных систем лучше всего использовать второй вид, поскольку его можно адаптировать под все показатели отопления дома. Клапан давления выполняет следующие функции:

1. 1. Понижает шум. Без установки этого устройства увеличивается циркуляция теплоносителя, приводящая к усилению шума и вибрации.
2. 2. Не допускает образование ржавчины. Во время превышения температуры происходит образование кислорода, который является главной причиной коррозийных процессов.
3. 3. Снижает гидравлическое давление на насос.

Запорная арматура для байпаса находится в обязательной комплектации системы безопасности. Также это устройство монтируется в наивысшей точке схемы и на определенных участках.

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.

Признаки критической нехватки теплоносителя

Далеко не все хозяева частных домов отслеживают техническое состояние водяного отопления, работает – и ладно. Когда образуется скрытая протечка, система продолжает функционировать некоторое время, пока количество теплоносителя не снизится до критического уровня. Этот момент отслеживается по следующим признакам:

1. В открытой системе сначала опорожняется расширительная емкость, затем наполняется воздухом основной стояк, поднимающийся от котла. Результат: холодные батареи при перегреве подающего трубопровода, включение максимальной скорости циркуляционного насоса не помогает.
2. Недостаток воды при самотечной разводке проявляется аналогичным образом, вдобавок слышно бульканье воды в стояке.
3. На газовом отопителе (открытая схема) наблюдаются частые запуски / включения горелки — тактование, ТТ-котел перегревается и кипит.
4. Нехватка теплоносителя в закрытой (напорной) схеме отражается на манометре – давление постепенно снижается. Настенные модели газовых котлов автоматически останавливаются при падении ниже порога 0.8 Бар.
5. Напольные энергонезависимые агрегаты и твердотопливные котлы продолжают исправно греть остатки воды в закрытой системе, пока освобожденный теплоносителем объем не заполнится воздухом. Циркуляция остановится, возникнет перегрев, сработает предохранительный клапан.

Для чего нужна подпитка системы, мы пояснять не станем – это очевидная мера для сохранения работоспособности отопления. Остается выбрать способ пополнения теплосети.

Выбор варианта дозаправки

Для пополнения запаса теплоносителя используется несколько методов:

1. Ручная подпитка – самый дешевый и универсальный вариант, подходящий для всех типов разводок.
2. Автоматическое пополнение из водопровода практикуется только в системах, работающих под давлением.
3. Для заправки закрытой сети незамерзающим теплоносителем тоже применяется ручной опрессовочный насос. Устройство автоматизированной схемы с электрической насосной станцией, подключенной к емкости с антифризом, практикуется в промышленных котельных.

В домашних условиях антифриз подкачивают в тепловую сеть с помощью опрессовочного насоса

Принцип действия автоматического подпиточного узла основан на срабатывании редукционного клапана, реагирующего на снижение давления в теплосети. Когда оно падает ниже установленного значения, клапанный механизм открывается и запускает воду из магистрали. Аналогичным образом действует насосная станция, закачивающая антифриз из отдельного бака.

Узел с редуктором (слева) и станцией, качающей теплоноситель из бака (справа)

Возьмем на себя смелость рекомендовать использование ручной схемы подпитки. Причины:

1. Узел состоит из 2—3 недорогих элементов и никогда не включится без ведома домовладельца.
2. Как бы надежно и качественно ни была смонтирована тепловая сеть, вероятность протечки и срабатывания клапана существует.
3. Ситуация: прорыв трубы, длительное вытекание теплоносителя в отсутствие хозяев. Полностью автономная «умная» подпитка зальет весь дом, испортит напольное покрытие и дорогостоящий ремонт.
4. Представьте идентичную ситуацию в многоквартирном доме — утечка из индивидуальной системы и включение автоматизированного пополнения затопит соседей снизу.
5. Под седлом клапана накопится мельчайший песок и элемент со временем потеряет герметичность. Под давлением со стороны водопровода 4—7 бар начнется самопроизвольная подпитка. Самый безобидный сценарий – сброс лишнего теплоносителя через предохранитель на группе безопасности котла.

Чем ликвидировать последствия описанных неприятностей, лучше выделить толику времени для личного контроля над своим отоплением. Обнаружив признаки потери теплоносителя, вы самостоятельно примете решение – подпитывать систему сразу, искать протечку либо производить ремонт. Негативный пример использования подобной автоматики смотрите на видео нашего эксперта:

Расчет подпитки

Вычисление требуемого объема добавляемой воды проводится в соответствии с СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети».

В закрытых отопительных контурах используется коэффициент 0,075 к общему объему энергоносителя в сетях и присоединенных к ним трубопроводах.

Множитель 0,05 применяется к объему для расчета подпитки участков, которые удалены от котельной на расстояние больше 5 км, в открытых и закрытых системах.

В открытых магистралях берется коэффициент 0,12 к объему среднему расходу жидкости на горячий водопровод и прибавляется фактический объем энергоносителя в трубах с множителем 0,075.

Конфигурация устройства автонаполнения

Перед включением установки нужно произвести ее конфигурацию и указать необходимое для работы давление

Если обратить внимание на верхнюю часть устройства, то там можно обнаружить специальный винт, который предназначен для регулировки рабочего давления. Выкрутите винт до упора и начните медленно закручивать обратно, посматривая на манометр. Когда давление достигнет требуемой вам отметки, закрепите его контргайкой

Рычаг, который находится внизу запорного устройства, применяется редко, потому как он необходим только для выпуска жидкости в контур. Это можно сделать, открутив винт и, соответственно, перекрыть ее выход, закрутив

Когда давление достигнет требуемой вам отметки, закрепите его контргайкой. Рычаг, который находится внизу запорного устройства, применяется редко, потому как он необходим только для выпуска жидкости в контур. Это можно сделать, открутив винт и, соответственно, перекрыть ее выход, закрутив.

Еще раз осмотритесь и убедитесь, что устройство настроено правильно, и все узлы в рабочем состоянии.

Простые способы подпитки

Наиболее простой способ пополнять запас воды – делать это вручную. Чтобы его реализовать, нужно проложить участок трубопровода, соединяющий обратную магистраль системы отопления с централизованным водопроводом. На этом участке нужно установить отсекающий кран и фильтрующее устройство. Простая схема подпитки показана на рисунке:

Данная схема подойдет для любых несложных систем отопления частных домов небольшой площади. Питательный трубопровод присоединяется к обратке перед насосом, так как на этом участке самое низкое давление и температура теплоносителя. Но вместе с простотой этот способ обладает и массой недостатков:

• количество воды в трубах придется постоянно отслеживать домовладельцу, заглядывая в расширительный бак открытой или следя за манометром закрытой системы отопления;
• объем подпитки системы отопления надо тоже регулировать самостоятельно, пока вода не побежит через патрубок перелива расширительной емкости.

Правильным решением для открытых систем будет организация добавления воды не в обратную магистраль, а непосредственно в расширительный бак. Тогда не придется постоянно выбираться на чердак или под потолок, чтобы оценить уровень теплоносителя. Решение реализуется путем приваривания к баку 3 дополнительных трубопроводов, как это изображено на схеме:

Подразумевается, что один подающий патрубок к емкости уже приварен. Изображенный на схеме узел подпитки работает следующим образом: через подающий и обратный патрубки циркулирует теплоноситель, его уровень в баке проверяется путем открывания крана на контрольной трубе. Она опущена в котельную к ближайшему канализационному сливу. Если после открытия крана потекла вода, то уровень в емкости нормальный. При отрицательном результате контрольный кран закрывается и включается вентиль подпитки. Наполнение происходит до тех пор, пока теплоноситель не побежит через перелив. Хотя здесь также необходимо все делать самому, но зато холодная вода не поступает прямо в котел.

Элеваторный узел системы отопления – принцип работы

На рисунках ниже указаны самые распространенные схемы соединения тепловых сетей и тепловых пунктов. В статье рассмотрены принципиальные схемы тепловых пунктов ТП , а не монтажные. Датчик тепла устанавливается в подающую трубу, которая находится в подвале, до элеватора. Сертификаты на используемые электроды и трубопроводы. В составе ИТП, который также управляет системой горячего водоснабжения дома, прежде всего необходим теплообменник, в котором, собственно, происходит подогрев воды из водопровода до необходимой температуры, также регулирующий клапан с электроприводом, которым управляет электронный регулятор температуры или автоматический регулятор температуры прямого действия, а также автоматический регулятор перепада давления и два циркуляционных насоса. Руководство УК вынуждено полагаться на проектировщиков, однако они обычно аффилированы с конкретным производителем ТП или компанией, производящей монтаж. Не допускается применять чрезмерное усилие в случае ручного управления клапаном, а также при наличии давления в системе нельзя разбирать регуляторы. Реализация на практике индивидуального теплового пункта Первые современные энергоэффективные модульные ИТП в Украине были установлены в Киеве в период — гг. Ведь очень часто расчетное потребление значительно больше фактического по причине того, что при расчете нагрузки поставщики тепловой энергии завышают их значения, ссылаясь на дополнительные расходы. От его характеристик во многом зависит регулирование систем отопления и ГВС, а также эффективность использования тепловой энергии. Наблюдать за отсутствием постороннего шума, а также не допускать повышенной вибрации. При этом необходимо, чтобы температура теплоносителя в системе отопления изменялась в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.

Зависимая схема с двухходовым клапаном и насосами в подающем трубопроводе

Подобных ситуаций позволит избежать установка приборов учета. При этом по мере необходимости потребители отбирают из контура воду. Может состоять из одного или нескольких блоков. Проектные документы, где есть все необходимые согласования. Дейнеко Индивидуальный тепловой пункт ИТП — важнейшая составляющая систем теплоснабжения зданий.

Часто тепло из системы ГВС используется потребителями для частичного отопления помещений, например ванных комнат в многоквартирных жилых домах. Охлажденная сетевая вода поступает в систему отопления.

Но любая система имеет и недостатки, коллекторный узел не стал исключением: Для каждого элемента элеватора нужны отдельные расчеты. Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором. Изменение просвета меняет скорость движения воды. Суть схемы теплоснабжения Москвы

Основные элементы

Основные элементы

Как и любое оборудование подпитка состоит из нескольких частей. Рассмотрим каждую деталь отдельно.

Исполнительный механизм

При ручном управлении устанавливают одну задвижку, через которую подают или перекрывают воду. Автоматическое оборудование может содержать различные виды устройств дистанционного управления. Самым популярным вариантом служит редукционный клапан. Он состоит из трех частей: запорный и обратный клапан, а также редуктор давления. При этом его устанавливают как в механические системы, так и оснащают электрическими датчиками управления.

В исполнительном механизме устанавливают нижний порог давления. Когда манометр улавливает потери мембрана отпускает пружину, та воздействует на рабочий шток, после чего отверстие клапана открывается. Когда давление нормализуется мембрана вновь давит на пружину и шток встает на место, закрывая проход конусом.

Настроить порог давления, при котором будет начинать подача рабочей жидкости, можно при помощи винта, закрепленного наверху исполнительного механизма. Установив его в определенном положении, позиция фиксируется контргайкой. Чтобы не ошибиться с настраиваемым давлением на устройстве имеется манометр.

Обратный клапан

Рабочая жидкость из отопительной системы не должна смешиваться с питьевой водопроводной водой. Это приведет к негативным последствиям:

• Сделают воду непригодной для употребления человеком из-за развития бактерий.
• Так как трубы отопления постепенно разрушаются внутри в воду может попасть коррозия, которая вредна для здоровья.
• Снижение КПД котла из-за потери давления и снижения температуры.

Теплоноситель может попасть в водопровод во время подпитки если давление в отопительной системе выше чем в трубах с холодной водой. Другая причина смешивания — запорная арматура вышла из строя и начала пропускать.

Чтобы избежать неприятной ситуации позади исполнительного устройства ставят обратный клапан. Некоторые конструкции предусматривают эту деталь внутри редукционного клапана. Современные конструкции подпитки имеют «прерыватель потока», устанавливаемый перед оборудованием.

Накопитель и насос

Когда давление в отопительной системе выше чем в водопроводе, понадобится насос чтобы восполнить потери рабочей жидкости. Автоматически или вручную подать воду невозможно. Если же выйдет из строя обратный клапан, тогда произойдет сброс теплоносителя в холодное водоснабжением.

Разработаны насосы с накопительным баком, в котором всегда есть запас воды для восполнения потерь в отоплении. Это позволяет решить проблему, даже когда в холодном водопроводе низкое давление. Насосы могут быть как ручными, так и автоматическими. Первый вариант предусматривает установку накопительной емкости выше уровня расширительного бака. Такую схему монтажа называют гравитационной. Во втором случае применяется гидроаккумулятор, соединенный с мембраной, постоянно находящейся под давлением.

Выпускаются вертикальные насосы без накопительного бака. Они предназначены для частных домов и устанавливаются в колодцах под воду.

Фильтры

Иногда в холодном водопроводе подается жидкость с примесями которая может нарушить работу систему отопления. Для защиты перед исполнительным устройством устанавливают два вида фильтров:

1. Очистка от мусора. Внутри используется сетка с мелкими ячейками, в которых застревают загрязняющие частицы. Иногда такой фильтр встраивают в исполнительный механизм.
2. Химическая очистка. Чтобы избежать коррозии труб отопления смягчают поступающую воду. Обычно при помощи реагентов устраняют соли кальция.

Все виды фильтров нужно регулярно чистить. Так они будут надежно исполнять свои функции и не забивать клапаны.

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

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

Критерии грамотного выбора оборудования

Все старания по монтажу сведутся к нулю, если неправильно подобрать оборудование. Чтобы не ошибиться, необходимо предварительно проанализировать все стороны конкретной отопительной системы и произвести необходимые расчеты.

Основные разновидности насосов

По конструкционным особенностям все приборы делятся на 2 категории: с мокрым и сухим ротором.

Насосы «мокрого» типа. Этот вариант подходит для частных домов. Агрегат компактный, почти бесшумный и имеет удобное для обслуживания и ремонта модульное строение.

Но, к сожалению, не отличается высокой производительностью – максимальный КПД современных моделей достигает 52-54%.

Циркуляционные устройства для отопительных сетей нельзя путать с аналогичными приборами для ГВС. Насос для отопления не нуждается в антикоррозийном корпусе из бронзы или нержавейки и в дополнительной защите от накипи – соответственно, и стоит дешевле

Насосы с сухим ротором производительны, неприхотливы к качеству теплоносителя, способны работать под большим напором и не требуют строго горизонтального расположения на трубе. Однако они более шумные, а их работа сопровождается вибрацией. Многие модели устанавливаются на фундамент или металлическую опорную раму.

Для монтажа консольных, моноблочных или «In-line» моделей необходимо отдельное помещение – котельная. Их целесообразно применять, когда необходим расход более 100 м³/ч, то есть для обслуживания групп коттеджей или многоквартирных домов.

Краткий обзор технических характеристик

При выборе насоса обязательно следует изучить технические характеристики и сопоставить их с требованиями системы отопления.

Важными являются такие показатели, как:

• напор, который покрывает потери гидравлики в контуре;
• производительность – объем воды или подача за определенный временной интервал;
• рабочая температура теплоносителя, max и min – у современных моделей в среднем +2 ºС… +110 ºС;
• мощность – с учетом гидравлических потерь механическая мощность преобладает над полезной.

Важны и конструкционные детали, например, входной/выходной диаметр патрубков. Для систем отопления средние параметры – 25 мм и 32 мм.

Количество электронасосов подбирают, ориентируясь на протяженность отопительной магистрали. Если общая длина контуров до 80 м, достаточно одного прибора, если больше – потребуются дополнительные устройства

Примером агрегата для оснащения отопительной сети жилья площадью 100 м² является насос Grundfos UPS с трубным соединением 32 мм, производительностью 62 л/с и весом 3,65 кг. Компактный и малошумный чугунный прибор не слышно и за тонкой перегородкой, а его мощности достаточно для транспортировки жидкости на 2 этаж.

Насосы со встроенной электроникой позволяют оперативно переводить оборудование в более удобный режим в зависимости от смены температуры или давления в сети. Автоматические устройства снабжены цифровыми дисплеями, которые предоставляют максимум информации по работе насоса: температуру, сопротивление, давление и т.д.

Дополнительная информация о расчете и выборе циркуляционного насоса для отопления представлена в статьях:

1. Как рассчитать насос для отопления: примеры расчетов и правила подбора оборудования
2. Подбор циркуляционного насоса: устройство, виды и правила выбора насоса для отопления
3. Циркуляционный насос для отопления: десятка лучших моделей и советы покупателям