Зачем нужен клапан подпитки в системе отопления

Протяжённость тепловых сетей в городах, особенно в мегаполисах, достигает несколько сотен километров, к тепловым сетям присоединены тысячи потребителей, поэтому утечки теплоносителя неизбежны. Потери тепла в системах теплоснабжения являются внешними потерями, которые характерны именно для ТЭЦ. Потери тепла иногда достигают нескольких сотен тонн в час. Поэтому на ТЭЦ эти потери должны восполняться, причём не сырой водой, а химически обработанной и деаэрированной.

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÷1200С, а затем в ПВК до 1500С максимально.

Во избежание коррозии металла котла температура на входе в него должна быть не ниже 50÷600С, 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.

Редукционный клапан

Редукционный клапан – это устройство-регулятор напора жидкости, который объединяет в себе:

  • Редуктор давления – защищает редукционный клапан от сильного напора водопроводной сети;
  • Запорный и обратный клапаны.

Первый — перекрывает поток воды.

Второй — предотвращает попадание теплоносителя в водопроводную сеть, кроме того, он не допускает попадания теплоносителя в водопроводную сеть, тем самым:

  1. Предотвращает заражение питьевой воды вредными микроорганизмами, которые могут развиваться в теплоносителе;
  2. Предотвращает попадание в водопроводную сеть вредных веществ, содержащихся в теплоносителе;
  3. Предотвращает дополнительную утечку жидкости.

Редукционный клапан может быть:

  • Механическим, подача воды через редуктор осуществляется простым открыванием запорной арматуры;
  • Иметь электрические контакты для автоматической регулировки насоса подкачки воды.

Насос-автомат подкачки необходим в тех случаях, когда вода не сможет пройти через редуктор из-за низкого напора водопроводной сети. В этом случае ни ручной, ни автоматической регулировкой восполнить потери жидкости не получится.

Важно! Редуктор, кроме понижения давления, служит предохранителем от гидравлического удара.

Насос-автомат создаст необходимое давление и через редуктор накачает воду в систему обогрева помещения. Кроме того, такой насос может быть снабжен накопительным баком, который обеспечит его жидкостью даже при отсутствии подключения к водопроводу. Существуют также погружные подпиточные насосы для использования их в колодцах и скважинах.

Закрытая система отопления, подпитка, заполнение, схема

Хоть открытая схема отопления – это распространенное явление, которое очень популярно среди пользователей автономных систем, но все-таки она обладает несколькими недостатками, основным из которых выступает то, что теплоноситель контактирует с атмосферой, принося в систему коррозию. Закрытая и открытая система отопления – это два вида схем отопления. Но широко применима закрытая система отопления, особенно в последние годы.

Закрытая система отопления

Преимущества закрытой системы отопления

Из-за того, что открытые системы характеризуются множеством недостатков, популярность закрытой системы отопления только возрастает. В такой системе, как закрытая система отопления без насоса, контакт с воздухом изолируется, поэтому возможность попадания кислорода сводится к минимуму. Для компенсирования расширения теплоносителя следует применять специальные расширительные баки.

Читайте также:  Лучевая разводка системы отопления: технические особенности

Закрытая система отопления без циркуляционного насоса

Когда носитель тепла расширяется при нагреве, он увеличивается в объеме, так, излишек идет именно в бак, а когда остывает – все происходит наоборот. Расширительный бак разделен внутри резиновой мембраной, которая достаточно эластична. Одна из двух частей при разделении служит в качестве воздушной камеры, которая заполнена газом (как правило, азотом), а вторая – водяной камеры, именно сюда идет носитель тепла.

Рекомендуем к прочтению:

При нагревании воды происходит заполнение системы отопления закрытого типа, затем вода вытесняется из системы, под давлением идет под мембрану и сжимает азот в соседней камере.

Объем расширительного бака обязательно должен быть тщательно подобран так, чтоб он смог обеспечить давление при максимуме нагрева носителя тепла. Если же давление в закрытой системе отопления под влиянием разных факторов будет превышать максимум, то на баке нужно поставить предохранительный клапан.

Схема движения теплоносителя в закрытой системе отопления

Недостатки закрытой системы отопления

Хоть система отопления закрытого типа – это очень популярная схема, но и она обладает несколькими недостатками. Заметим, что основной недостаток касается больших систем, ведь именно их нужно оснащать объемными расширительными баками. А все дело в том, что среднее заполнение мембранного бака жидкостью – всего-то 30-60%, при этом меньший показатель относится как раз таки к большим бакам.

Закрытая система отопления должна иметь большой расширительный бак

Когда схема отопления закрытого типа больших размеров используется, ее объем измеряется в тысячах литров, что вызывает необходимость в огромных расширительных баках. Обычно их размещают на специальных установках, которые поддерживают давление в диапазонах, строго допустимых. Такие установки достаточно просты – это безнапорный бак и узел регулирования давления, который работает при помощи насосов.

Рекомендуем к прочтению:

Принцип функционирования закрытой системы отопления

Закрытые системы отопления частного дома работают так: при повышении температуры открывается клапан, и лишний объем теплоносителя идет в бак. При снижении температуры специальными насосами (или насосом) теплоноситель подается обратно в систему. Так, установка способна регулировать давление в заданных небольших пределах.

Безнапорный бак может быть наполнен и на 100% теплоносителем, поэтому можно сделать установку поддержания более компактной, чем если бы это был обычный мембранный бак. Установка поддержания способна не только эффективно регулировать давление в системе, но и производить такое действие, как автоматическая подпитка закрытой системы отопления, и даже – деаэрация носителя тепла.

Но как бы надежно система отопления закрытого типа не была изолирована от атмосферы, все равно в нее может попасть воздух – это случается в то время, как заполнить закрытую систему отопления первый раз, а также при последующих пополнениях, разгерметизации стыков.

Чтобы удалить воздух из верхних точек системы применяются автоматические поплавковые отводчики воздуха, стандартные краны Маевского. Чтобы отвести растворенный в теплоносителе воздух, лучше применять сепараторы, которые ставят в трубопроводе. Благодаря им делается успешная деаэрация носителя тепла, обеспечивается стабильность в работе такой системы, как отопление закрытого типа.

Принцип работы и типы управления узлом

Основная задача устройства подпитки – добавить в отопительную систему недостающий теплоноситель, чтобы рабочее давление пришло в норму. При достижении требуемого значения данного параметра подпитывающий поток прерывается. В преобладающем большинстве случаев оборудование подключают к холодному водопроводу, но также возможен вариант подпитки от накопительной емкости.

Кроме удобного автоматического, узел подпитки может иметь и механическое управление. Подпитка с механическим управлением удобна там, где система небольшая, а скачки давления регулируются при помощи расширительных баков. Потери небольшого объема воды здесь можно компенсировать самостоятельно, отслеживая показатели манометра и вручную открывая соответствующий кран. Жидкость может поступать либо самотеком, либо с помощью подпиточного насоса. В типичных гравитационных установках теплоноситель подают, пока он не пойдет из приваренной к баку переливной трубы.

Ключевым недостатком ручного управления подпиткой является необходимость иметь опыт выполнения подобных манипуляций, обладание определенными знаниями и навыками.

Схема расширительного бака

Автоматические клапаны подпитки более актуальны для больших разветвленных систем. Очень часто они уже «включены» в комплектацию котла, являясь частью его автоматики.

Монтаж такого устройства делает эксплуатацию отопительной системы удобной и безопасной. Огромным преимуществом автоматической подпитки, как и любой другой саморегулирующейся установки, заключается в отсутствии необходимости человеческого участия. Кроме эпизодических профилактических проверок ни в каком дополнительном контроле она не нуждается.

Монтаж автоматической подпитывающей установки может производиться как в горизонтальном, так и вертикальном положении

Стоит отметить, что узел подпитки используется не только для добавления жидкости в систему отопления – он полифункционален. С его помощью осуществляют: первоначальное заполнение отопительной системы водой или антифризом, полный слив теплоносителя, подготовку воды, опрессовку и промывку системы.

Все элементы автоматического подпиточного клапана для системы отопления должны быть выполнены из качественных материалов: нержавеющей стали, латуни, высокопрочной пластмассы

Использование клапана трехходового

В качестве распределительного устройства используется клапан трехходовой. Механизм способен функционировать в нескольких режимах:

  • постоянном;
  • переменном.

Клапаны бывают чугунными, латунными, стальными. Внутри него имеется запорное устройство цилиндрического, шарового или конусного типа. По своей форме клапан напоминает тройник. Работая в отопительной системе, он выполняет функции смесителя.

Читайте также:  Как сделать камин своими руками из кирпича – руководство, инструкция

Чаще используются клапаны шарового типа. Их назначение сводится к:

  • регулированию температуры радиаторов;
  • регулированию температуры внутри теплых полов;
  • направлению теплоносителя по двум направлениям.

Трехходовые клапаны, входящие в элеваторный узел, подразделяются на два вида — регулировочные, запорные. Оба вида во многом схожи по функционалу, но второй тип сложнее справляется с задачей плавной регулировки температурного режима.

Советы по установке и комплектации

Нормальная работа автомата для подпитки системы отопления во многом зависит от установленных элементов и его месторасположения на схеме. Необходимо еще раз повторить, что монтаж узла следует выполнять только на обратную трубу отопления. В противном случае возможны ложные срабатывания системы, что является некорректным.

Байпас

Варианты установки подпитки отопления

В автоматической подпитке любой системы отопления возможны поломки отдельных компонентов. Возникает вероятность уменьшения теплоносителя или невозможности его дополнения в трубопровод другим способом. Поэтому узел следует устанавливать на байпас.

При такой схеме подпитки во время ее поломки или необходимости проведения профилактических работ можно в ручном режиме дополнить систему отопления

Однако делать это нужно очень осторожно, так как велика вероятность превышения критического объема воды в трубах и радиаторах, что приведет к резкому возрастанию давления

Порядок действий:

  1. Перекрываем запорные краны на магистрали клапана подпитки отопительной системы.
  2. Открываем запорную арматуру на байпасе, обеспечивая приток воды.
  3. Отслеживаем значение на манометре, который расположен не на магистрали подпитки закрытой системы, а после нее непосредственно перед насосом или котлом.
  4. Как только значение давления достигнет нужного уровня (от 1,5 до 3 атм.) – перекрываем краны на байпасе.

Фильтрация

Фильтрационная система очистки воды Так как в вышерассмотренных схемах предусматривается добавление водопроводной воды – нужно предусмотреть монтаж фильтрующей системы. По умолчанию практически все редукторы для подпитки системы отопления комплектуются сетчатыми элементами. Однако они рассчитаны только для задержания сторонних примесей большой фракции. Лучше всего установить полноценную систему предварительной очистки теплоносителя.

В этом случае можно приобрести бытовой комплект для очистки питьевой воды, так как он выполняет требуемые функции. При этом работа узла автоматической подпитки для системы отопления будет намного эффективнее:

  • Уменьшится вероятность появления известкового налета на трубах и радиаторах;
  • Снизится процентное содержание воздуха в жидкости, что благоприятно скажется на отсутствии коррозийных процессов;
  • Возрастет периодичность обязательной промывки системы отопления.

В видеоматериале можно ознакомиться с интересной схемой подпитки отопления при наличии бойлера косвенного нагрева:

Как заполнить открытую систему?

В котлах с открытым типом происходит естественная циркуляция воды, давления нет. В верхней части конструкции устанавливают расширительный бачок, в него выходит излишек жидкости, которая образуется вследствие расширения из-за нагрева. В емкость спускают воздух из системы обогрева. Заливается ресурс, который распространяется по коммуникациям.

Очередность заполнения:

  1. необходимо снять с бачка крышку;
  2. влить носитель тепла через шланг, из ведра, нужно проверять уровень по специальному индикатору;
  3. спустить воздух, добавить теплоноситель до нужного уровня;
  4. включить оборудование.

В заполнении бачка котла открытого типа нет ничего сложного, но нужно действовать слаженно, осторожно.

Приборы открытого типа

Для чего производится подпитка?

Выше было сказано о расширении теплоносителя. Однако бывает и так, что он сужается. Это случается, когда из-за ослабления соединений в трубах происходят утечки, когда меняется давление или срабатывают воздухоотводчики. Именно поэтому нужно периодически совершать подпитки системы отопления. А лучше — постоянно следить за давлением и объемом воды в системе. Тогда не будет никаких аварий. Эту задачу можно решить при помощи автоматической подпитки системы отопления.

Схема наглядно показывает, что эта система представляет, подпиточный насос включает в себя клапан для подпитки с мембраной и пружиной. Мембрана удерживает пружину, а когда давление в трубе меняется, отпускает ее, открывая тем самым специальное отверстие, через которое вытекает вода. Вследствие этого через некоторое время давление нормализуется, и мембрана возвращается в исходное положение.

Кстати, расширительный бак — это лучшее место, рядом с которым можно установить узел автоматической подпитки системы. Там он будет работать точно, почти как аптекарские весы. Но при этом следует обязательно сделать расчет и учесть расстояние между узлом подпитки и котлом. Очень близкое расположение мешает прогреву воды из обратки, а когда она поступает в котел слишком холодной, то он начинает хуже работать, и его износостойкость снижается.

Немного о радиаторах

Следует сказать несколько слов про радиаторы отопления. Они бывают разных видов, изготавливаются из чугуна, алюминия, стали. Чугунные радиаторы весьма надежны и выдерживают сильные перепады давления, поэтому в домах с центральным отоплением они просто незаменимы. Так что, если есть возможность, нужно постараться поставить в своем жилище именно их.

Алюминиевые радиаторы более компактные, и в них используется меньше теплоносителя. За счет того, что трубы тоньше, чем в других обогревательных приборах, автоматическая подпитка имеет особое значение. Управлять автоматически системой с такими радиаторами довольно просто. По крайней мере, проще, чем с чугунными.

О стальных можно отметить разве только то, что они дешевле других радиаторов и более гибкие в смысле габаритов — можно заказать те размеры, которые вы захотите. Узел подпитки будет вести себя практически так же, как это привычно для любой системы отопления.

Читайте также:  Дымоход для твердотопливного котла: какой лучше, высота, крепление

Таким образом, в данном вопросе ничего сложного нет. Главное — сделать правильный расчет по каждому отдельному пункту, когда устанавливаете узел автоматической подпитки. Посмотреть, какого диаметра у вас трубы, замерзает ли вода и т.д. А затем решать, нужен ли для вашей системы отопления узел подпитки и какие в нем должны быть элементы. Ведь необязательно туда входит несколько манометров, фильтры и другие элементы. Итак, удачи вам в выборе и установке системы автоматической подпитки для вашего дома.

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

Примечание. Если радиаторная сеть и теплые полы заполнены антифризом, простая подпитка делается небольшим ручным насосом. Но чаще всего в системе отопления используется фильтрованная водопроводная вода, почему – из-за цены незамерзающих теплоносителей (особенно, безвредного пропиленгликоля).

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:

Подпитка сети закрытого типа: схемы, инструкции

Если магистраль закрытая, то давление в ней, как было отмечено выше, повышено, следовательно, предыдущая схема в таком случае не подойдет. Здесь нужно устанавливать исключительно автоматический подпитывающий клапан. Принцип работы такого клапана описан выше, мы же рассмотрим простую схему ее установки, которую можно выполнить собственноручно. Она состоит из нескольких элементов (в такой последовательности): кран -> манометр -> подпитывающий редуктор.

К слову, именно редуктор является главным элементом данной системы. Состоит он из нескольких элементов, приведенных ниже.

Устройство и особенности закрытой системы отопления

Подпитка сети закрытого типа: схемы, инструкции

Ранее мы рассказывали о том как устроенна закрытая система отопления, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией

  • Стопорная площадка, ограничивающая подачу жидкости из подпитывающей трубы.
  • Блок регулировки, включающий в себя мембрану и специальный шток с пружиной. Сам блок находится сверху прибора.
  • Обратный клапан – его функцию мы уже рассмотрели.
Подпитка сети закрытого типа: схемы, инструкции

Видео – Редуктор подпитки

Вначале задается минимальный напор в сети при помощи блока регулировки. В этой время рабочая жидкость будет контактировать с мембраной, предотвращая опускание штока. И после того, как давление упадет ниже заданной отметки, пружина надавит на шток и тот все же опустится. В результате будет открыта заслонка, а вода из трубопровода начнет поступать в отопительную сеть. И когда давление нормализуется, шток обретет исходное положение, прекратив подачу теплоносителя.

Подпитка сети закрытого типа: схемы, инструкции

Редуктор следует установить на трубу «обратки» непосредственно у входа в котел, так как именно здесь давление минимально. Если же система оснащена циркуляционным насосом, то подпитывающий узел следует разметить уже перед ним, иначе при работе его (насоса) напор может «скакать», что, в свою очередь, приведен к ложной активации редуктора.

Обратите внимание! Объем прохождения колеблется от 6 до 12 литров в минуту, более конкретная цифра зависит от заданного значения.

Подпитка сети закрытого типа: схемы, инструкции

В качестве заключения

Подпитка системы отопления помогает избегать коммунальных аварийных ситуаций. Более того, с ее помощью поддерживается требуемое давление рабочей жидкости в системе. Что же касается конкретно подпитывающих клапанов, то устройства автоматического типа позволяют контролировать данные процессы дистанционно.

Подпитка сети закрытого типа: схемы, инструкции

Каждая система отопления требует наличия технических узлов, способных сделать ее функционирование безопасным. Одним с таких элементов считается клапан, отвечающий за автоматическую подпитку. Чем является этот клапан? Какие особенности его установки? Каковы его эксплуатационные преимущества? Ответы на все эти вопросы можно встретить в данном материале.