Тепловой узел: принцип действия и схема теплового узла

Одной из ключевых частей теплотрассы является тепловой узел. Схема теплового узла, устройство и принцип действия могут показаться новичку чем-то непонятным, но обладая минимальными знаниями, можно полностью разобраться в этих тонкостях, что поможет в будущем обустроить высокоэффективную отопительную магистраль. В первую очередь следует рассмотреть базовые моменты.

Тепловой пункт расположен у входа теплотрассы в помещение. Основная его задача заключается в изменении рабочих параметров жидкости-теплоносителя, а если быть точным — в снижении температуры и давления воды перед ее попаданием в радиатор или конвектор. Такой процесс необходим не только для повышения безопасности жильцов и предотвращения возможного обжигания при контакте с батареей, но и для увеличения эксплуатационных сроков всего оборудования. Функция незаменима в тех случаях, если в здании имеются полипропиленовые или металлопластиковые трубы.

В соответствующей документации указаны регламентированные режимы работы подобных узлов. Они указывают на верхний и нижний порог температур, до которых может прогреваться теплоноситель. Также согласно современным стандартам на каждом узле должен присутствовать датчик тепла, определяющий текущие показатели жидкости, с которой работает теплоузел.

Схема, принцип работы и устройство теплового оборудования могут зависеть от нескольких особенностей, включая проект, который создавался с учетом индивидуальных требований заказчиков. Среди существующих типов тепловых узлов, особым спросом пользуются модели на основе элеватора. Такая схема характеризуется особой простотой и доступностью, но с ее помощью нельзя менять температуру жидкости в трубах, что доставляет потребителю массу неудобств. Главная проблема — чрезмерный расход тепловых ресурсов при временных оттепелях во время отопления.

В системе тепловых узлов на основе элеватора может присутствовать редуктор пониженного давления, который расположен непосредственно перед элеватором. Сам элеватор осуществляет подмешивание остывшей жидкости из обратной трубы к прогретому теплоносителю, достигшему подающего контура.

Принцип действия узла базируется на создании разряжения в месте выхода, что существенно снижает давление воды и запускает процесс смешивания.

Устройство теплового узла подразумевает массу составляющих, которые взаимозависимы и функционируют для одной общей цели.

В числе основных элементов системы:

1. 1. Запорная арматура.
2. 2. Тепловой счетчик.
3. 3. Грязевик.
4. 4. Датчик расхода теплоносителя.
5. 5. Тепловой датчик обратного трубопровода.
6. 6. Дополнительное оборудование.

В зависимости от индивидуальных особенностей объекта система может оснащаться дополнительными датчиками и другими узлами. Что касается монтажа, то он должен выполняться с учетом определенных правил и требований:

1. 1. Установка схемы должна происходить непосредственно у границ раздела балансовой принадлежности.
2. 2. Использовать теплоноситель из общей коммунальной системы для индивидуальных нужд категорически запрещено.
3. 3. Для контроля среднечасовых и среднесуточных показателей необходимо учитывать рабочие свойства учетного оборудования.
4. 4. Любые датчики и учетные устройства фиксируются на трубопроводе «обратки».

Существует еще одна разновидность теплового узла частного дома — на основе теплообменника. В таком случае к устройству присоединен специальный теплообменник, который разделяет жидкость из теплотрассы от жидкости в помещении. Подобная функция необходима для дополнительной подготовки теплоносителя с помощью различных присадок и фильтрующих устройств. Схема расширяет возможности в регулировке давления и температурного режима теплоносителя внутри здания. Таким образом затраты на отопление постройки существенно снижаются.

Для подмешивания воды с разной температурой необходимо использовать термостатические клапаны. Подобные системы нормально взаимодействуют с радиаторами из алюминия, но чтобы последние прослужили максимально долго, необходимо тщательно выбирать теплоноситель, отказываясь от низкокачественного сырья. Конечно же, уследить за качеством жидкости проблематично, поэтому лучше отказаться от этого материала, отдав предпочтение биметаллическим или чугунным радиаторам.

Схема подключения ГВС подразумевает использование теплообменника. Такой метод обеспечивает массу плюсов, включая:

1. 1. Возможность регулирования температуры воды.
2. 2. Возможность изменения давления горячего теплоносителя.

К сожалению, многие управляющие компании не следят за температурой теплоносителя, а иногда даже занижают ее на несколько градусов. Среднестатистический потребитель практически не заметит такие изменения, но в масштабах целого дома — это экономия внушительных сумм денежных средств.

В многоквартирных и многоэтажных помещениях, административных постройках и других объектах с большой площадью задействуются высокоэффективные ТЭЦ или мощные котельные. В частных коттеджах и небольших домах используются простые автономные системы, которые работают по понятному принципу.

Однако даже с такими установками возникают определенные проблемы, из-за которых становится проблематично проводить настройку или изменение рабочих параметров. А в больших котельных или ТЭЦ схемы такого оборудования гораздо сложнее и крупнее. От центральной трубы расходится масса ответвлений к каждому потребителю. При этом в каждом из них присутствует разное давление, а объемы потребляемого тепла существенно отличаются. Протяженность магистрали бывает разной, поэтому систему нужно проектировать правильно, чтобы самая отдаленная точка получала нужный объем тепловой энергии.

Разница давлений теплоносителя нужна для нормального продвижения теплоносителя по контуру, т. е. оно является естественной альтернативой для насосного оборудования. На этапе проектирования системы необходимо соблюдать установленную схему, иначе повысится риск разбалансировки при изменении объемов потребляемого тепла.

Более того, сильная разветвленность оборудования не должна нарушать эффективность теплоснабжения. Для обеспечения стабильной работы ЦОС (централизованной отопительной системы) нужно оборудовать в каждом помещении персональный элеваторный узел или специальный автоматизированный блок управления.

Конструкции по-особому удобны для всех многоквартирных домов. И если кто-то считает, что можно не использовать такой узел, заменяя его естественной подачей воды с чуть меньшей температурой, то это — глубокое заблуждение, т. к. при отсутствии элеваторного узла появится необходимость увеличить диаметр магистралей для подачи менее горячего теплоносителя. При наличии такой детали появится возможность добавлять в подающую жидкость определенное количество теплоносителя из обратного контура, который уже достаточно остыл.

Тем не менее, есть мнение, что применение элеваторного узла — старый метод, ведь на рынке уже имеются более прогрессивные решения, а именно:

1. 1. смеситель с 3-ходовым клапаном;
2. 2. пластинчатый теплообменник.

К сожалению, даже такое незамысловатое устройство, как элеваторный узел, подвергается различным сбоям и неполадкам. Для определения неисправности необходимо проанализировать показания манометров в контрольных точках.

Одной из ключевых причин повреждения элеваторного узла является большое скопление мусора в трубопроводах. Зачастую этим мусором является грязь и твердые частички в воде. При резком снижении давления в отопительной системе чуть дальше грязевика нужно провести очистку этого резервуара. Грязь сбрасывают с помощью спускных каналов, после чего обслуживают сетки и внутренние поверхности конструкции.

При скачках давления необходимо проверить систему на наличие коррозийных процессов или мусора. Также проблему может вызывать разрушение сопла, в результате чего уровень давления станет слишком высоким.

Еще в работе элеваторных узлов встречаются такие явления, при которых давление начинает расти невероятными темпами, а манометры до и после грязевика отображают одинаковое значение. Если это так, необходимо провести комплексную очистку грязевика обратного контура. Для этого следует открыть краны, очистить сетку и избавиться от всех загрязнений внутри.

Если размеры сопла изменились из-за коррозийных процессов, возможно, произошло вертикальное разрегулирование отопительного контура. В таком случае нижние радиаторы будут прогреваться достаточно хорошо, а верхние останутся холодными. Для устранения неисправности нужно заменить сопло.

Опытные инженеры и теплотехники рекомендуют задействовать один из трех режимов работы котельной установки. Такие рекомендации создавались с учетом теоретических данных и математических вычислений, а также были подтверждены многолетним практическим опытом. Каждый из выбранного режима гарантирует высокоэффективную передачу тепла с низким уровнем потерь. При этом на показатели КПД не влияет даже большая протяженность магистрали.

Эти режимы отличаются друг от друга разным соотношением температуры на подающем контуре и обратном:

1. 1. 150/70 градусов Цельсия.
2. 2. 130/70 градусов Цельсия.
3. 3. 95/70 градусов Цельсия.

При выборе оптимального соотношения важно учитывать несколько факторов, включая региональные особенности и среднестатистическую величину зимней температуры воздуха. Если речь идет об отоплении частного дома, лучше отказаться от использования двух первых режимов, которые подразумевают прогрев теплоносителя до 150 и 130 градусов Цельсия. При таких температурах появляется вероятность получения опасных ожогов и других последствий от разгерметизации.

Как известно, жидкость в трубопроводной магистрали разогрета до таких температур, которые превышают точку кипения. Однако она никогда не закипает, что обусловлено соответствующим давлением. При необходимости подобрать оптимальный режим для частной постройки, нужно снизить давление и температуру, для чего и используется элеваторный узел. Сам элемент представляет собой специальное теплотехническое оборудование, которое находится в распределительном пункте.

Разобравшись со схемой теплоузла отопления, можно переходить непосредственно к монтажным работам. Как известно, такие установки зачастую используются в многоквартирных помещениях, которые подключены к общей коммунальной отопительной системе.

Тепловые узлы предназначаются для таких задач:

1. 1. Проверки и изменения рабочих свойств теплоносителя и теплового потенциала.
2. 2. Мониторинга текущего состояния систем отопления.
3. 3. Мониторинга и записи основных показателей теплоносителя — текущей температуры, давления и объема.
4. 4. Проведения денежных расчетов и составления оптимального плана расходов энергии.

Обустраивая отопительную систему в помещении, нужно понимать, что центральное отопление требует определенных затрат. Если речь идет о многоквартирном здании, то все расходы разделяются на жильцов. Но иногда они бывают неоправданными из-за недобросовестного отношения управляющих компаний и неправильной установки деталей системы.

И чтобы предотвратить существенный финансовый ущерб, важно заранее установить высокоэффективный тепловой узел частного дома, который будет автоматически регулировать любые изменения и подбирать оптимальное соотношение температуры теплоносителя. Только грамотная проверка оборудования и правильное обслуживание позволят обустроить эффективную систему отопления, которая прослужит долгие годы без сбоев.

Монтаж систем отопления: перечень необходимых инструментов и порядок выполнения работ

Выбор и монтаж систем отопления – тема, в которой обязан хорошо разбираться домовладелец, даже если он решил доверить эти задачи специалистам.

В противном случае обогрев жилища может оказаться не только неоправданно дорогим, но и малоэффективным.

Тем более стоит заняться изучением данного вопроса, если вы намерены выполнить монтаж системы отопления частного дома своими руками. Надеемся, наша статья окажется достойным помощником в этом важнейшем деле.

Виды отопления

Вместо воды могут использоваться и другие теплоносители – масло или антифриз, поэтому правильнее говорить не «водяное отопление», а «системы с жидкостным теплоносителем».

Их можно классифицировать по нескольким признакам.

Для начала рассмотрим такие разновидности:

1. Радиаторное отопление: традиционный вариант, хорошо знакомый каждому без исключения. Отопительный контур состоит из радиаторов, устанавливаемых, как правило, под окнами и соединенных трубами.
2. Система «теплый пол»: этот вид отопления стал применяться не очень давно, когда появилась возможность купить качественные полимерные трубы. Роль радиатора здесь играет пол, в конструкции которого «змейкой» или спиралью уложена труба с теплоносителем.

Радиаторное отопление имеет несколько исполнений:

1. Однотрубная система: самое простое и недорогое решение – соединить радиаторы последовательно, как бы нанизав их на одну трубу. Однако, при таком исполнении не будет возможности регулировать теплоотдачу радиаторов индивидуально. Вдобавок, те из них, которые окажутся наиболее удаленными от теплогенератора, будут почти холодными.
2. Двухтрубная: можно поступить хитрее: протянуть по периметру помещения две трубы – «подачу» и «обратку», а радиаторы подключить между ними по параллельной схеме. Трубы понадобится больше, чем при однотрубной схеме, но за то система получится более практичной.
3. Коллекторная (лучевая): самый дорогостоящий вариант. От единого распределителя к каждому радиатору прокладывается отдельная труба. Таким же образом прокладываются и трубопроводы «обратки», подключаемые ко второму – сборному – коллектору.

Жидкостный теплоноситель может двигаться по контуру за счет конвекции (естественная циркуляция) либо за счет работы насоса (принудительная).

Какое отопление выбрать?

Наиболее выгодной разновидностью отопления является система «теплый пол».

Из-за того, что теплоноситель имеет сравнительно низкую температуру, а нагретый воздух мало контактирует с наружными стенами, она характеризуется наименьшими теплопотерями.

Но у «теплых полов» есть существенный недостаток: теплоноситель в них не может двигаться за счет конвекции – слишком велико гидравлическое сопротивление контура.

Необходимо использовать циркуляционный насос, соответственно, при отключении электроснабжения система отопления окажется неработоспособной.

Поэтому внутрипольный подогрев целесообразно применять в жилых комнатах как дополнительную систему, а в помещениях, где комфортная температура не так важна и при этом имеются значительные теплопотери (холл, коридор, прихожая) – как основную.

В жилых комнатах функцию основной отопительной системы чаще всего возлагают на радиаторную двухтрубную. Это оптимальный по сочетанию цены и практичности вариант.

Коллекторная система более удобна в эксплуатации и легче поддается балансировке, но она также не может работать без циркуляционного насоса, а кроме того требует скрытой прокладки труб. Их так много, что при прокладке открытым способом интерьер помещения будет безнадежно испорчен.

Сегодня радиаторную систему в обязательном порядке оснащают циркуляционным насосом.

Схема работы открытой системы отопления с принудительной циркуляцией

Это дает несколько выгод:

• Отопление можно эксплуатировать в низкотемпературном режиме (потребность в этом возникает в межсезонье).
• Из-за незначительного перепада температур между «подачей» и «обраткой» котел работает в щадящих условиях, что положительно сказывается на сроке его службы.
• После простоя контур прогревается достаточно быстро.

Но при этом систему делают такой, чтобы она могла работать и в режиме естественной циркуляции, то есть была энергонезависимой. С этой целью:

• применяют трубы достаточно большого диаметра;
• укладывают их с большими уклонами.

В начале контура, сразу после котла делают разгонный коллектор – вертикальный участок трубы, уходящий под потолок.

Что необходимо для монтажа отопления?

Помимо стандартного набора инструментов, куда входит рулетка, маркер (для разметки), плоскогубцы, молоток и пр., понадобится следующее:

• водяной уровень: для придания трубам необходимого уклона (лазерным уровнем работать будет не так удобно, так как часть трубы может быть скрыта стеной);
• трубный (газовый) ключ, в большинстве случаев №2;
• набор рожковых гаечных ключей размером от 8 до 30 мм;
• болгарка;
• перфоратор.

Для разрезания металлопластиковых труб понадобится труборез. Полипропиленовые трубы также лучше резать при помощи трубореза (он отличается от «металлопластикового»), а для их сваривания следует обзавестись специальным паяльником.

Если предполагается использовать полипропиленовые трубы армированные алюминиевой фольгой, то понадобится еще и шабер – инструмент для зачистки фольги на привариваемом участке.

Они не нуждаются в зачистке, но самое главное – изготавливаются по более простой технологии, чем фольгированные, а значит, риск наскочить на бракованную продукцию будет меньше.

Порядок проведения работ

Если все готово, можно приступать к монтажу. Вот основные его этапы:

Установка котла

Подключение теплогенератора к системе газоснабжения может осуществлять только сотрудник газового хозяйства, но все остальное пользователь вправе сделать самостоятельно. Прежде всего, нужно правильно выбрать место для котла. Он должен стоять поближе к дымоходу, так чтобы длина соединяющей их трубы не превышала 25 см. Площадь поперечного сечения дымохода должна быть не меньше, чем у дымоотводящего патрубка котла.

Объем помещения должен составлять не менее 15 куб. м, а при мощности котла свыше 75 кВт – по 0,2 куб. м на каждый киловатт.

Схема отопления с газовым котлом

В помещении должно быть окно, минимальная площадь которого определяется из расчета 0,03 кв. м на каждый куб. м объема.

В котельную должен поступать свежий воздух – непосредственно с улицы либо через соседнее помещение, например, через кухню.

Подключать полимерные трубы непосредственно к котлу нельзя. Между ними и теплогенератором должен быть металлический участок длиной не менее 3 м.

Выбор отопительной системы – ответственный шаг. От этого зависит эффективность и затраты на обогрев помещения. Виды отопления частного дома – смотрите краткий обзор существующих схем.

В каких случаях необходим расширительный бак для отопления, читайте здесь.

А в этой теме https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/dvuxtrubnaya/chastnogo-doma.html все о плюсах и минусах двухтрубной системы отопления. Принцип действия, расчет и монтаж.

Разметка

Перед тем как продолжить монтаж системы отопления, нужно отметить на стенах местоположение крепежных элементов и отверстий для пропуска труб.

Разметку отверстий под кронштейны радиаторов удобнее всего наносить при помощи шаблона.

Если предполагается использовать секционные радиаторы большой длины, то кронштейны нужно располагать не только с краю, но и посредине, чтобы избежать провисание прибора с его последующей деформацией и разгерметизацией.

Установка оборудования и монтаж трубопроводов систем отопления

Рассмотрим монтаж системы отопления из полипропиленовых труб. Перед навешиванием радиатора на стене можно закрепить лист фольги, которая уменьшит теплопотери за счет отражения инфракрасного излучения. Еще один полезный прием – установка над радиатором плавно изгибающегося жестяного козырька, который облегчит нагретому воздуху выход из-под подоконника.

Циркуляционный насос устанавливают на линии «обратки» перед самым котлом. Здесь теплоноситель является наиболее холодным, а значит, насос прослужит дольше.

Этот участок хорошо подходит и для мембранного расширительного бака. Последний очень не любит турбулентность, и как раз перед циркуляционным насосом она почти никогда не наблюдается.

Воздухоотводчик устанавливается в самой высокой точке контура.

Готовая отопительная система с трубопроводом

Соединения в полипропиленовых и металлопластиковых трубопроводах выполняются разными способами. Детали из полипропилена свариваются, для чего их нужно разогреть на специальном инструменте, называемом в обиходе паяльником или утюгом.

Время выдержки строго регламентировано и зависит от диаметра детали и толщины ее стенки. После разогрева одна из деталей одевается на другую и по мере остывания они образуют прочный сплав.

Ни в коем случае нельзя сваривать полипропиленовые трубы между собой встык, без применения муфты. Такое соединение не выдержит внутреннего давления и очень быстро даст течь.

Для присоединения металлопластиковой трубы к арматуре или радиатору на ней необходимо закрепить фитинг. Фитинги бывают двух видов:

1. Обжимные: самый доступный, а соответственно, и самый популярный вариант. Деталь состоит из штуцера, разрезного кольца (сухаря) и накидной гайки. Первой на трубу надевается гайка, затем – сухарь, после чего в нее вводят штуцер. Теперь сухарь нужно надвинуть на штуцер, а следом за ним – накидную гайку, которая при этом навинчивается на имеющуюся на штуцере резьбу. Затягивать гайку нужно до того момента, пока не услышите четырехкратное поскрипывание материала. У обжимных фитингов есть существенный недостаток: время от времени их приходится подтягивать, иначе они начнут подтекать. По этой причине их нельзя замуровывать в стены.
2. Пресс-фитинги: более дорогая, но зато и гораздо более надежная разновидность. Фитинг имеет гильзу, которая обжимается специальными клещами вокруг штуцера после надевания на него трубы. При таком исполнении протечки исключены, так что трубы с пресс-фитингами можно безбоязненно прокладывать скрытым способом.

Перед протяжкой трубы через отверстие в стене ее конец следует обмотать полиэтиленовой пленкой во избежание попадания внутрь мусора.

Собранную систему нужно подвергнуть испытанию давлением – опрессовке. Для этого используют ручной или электрический опрессовщик. С его помощью в системе на несколько часов создают давление в 1,5 – 2 раза выше номинального.

Если за время испытаний показания манометра не изменились, значит, протечки отсутствуют.

Стоимость работ на заказ

Приведем средние цены на услуги приглашенных мастеров по монтажу систем отопления.

Установка и обвязка котла (без газоснабжения):

• настенного одноконтурного: 8 тыс. руб.;
• настенного 2-контурного: 10 тыс. руб.;
• напольного мощностью до 60 кВт: 14 тыс. руб.;
• напольного до 140 кВт: 20 тыс. руб.

Стоимость прочих работ:

1. Установка расширительного бака с подключением: 2 тыс. руб.
2. Монтаж циркуляционного насоса в систему отопления: от 3 тыс. руб.
3. Сборка и установка радиатора отопления или конвектора: 2,5 тыс. руб.
4. Сборка и установка встроенного конвектора: 4 тыс. руб.
5. Монтаж системы «теплый пол» (водяной): 490 руб./кв. м.
6. Монтаж терморегулятора на радиатор: 500 руб.
7. Прокладка труб: 150 руб./м. п.
8. Прокладка труб в штробах: в кирпичной стене – 300 руб./м.п., в бетонной – 500 руб./м.п.
9. Теплоизоляция труб: 50 руб./м.п.
10. Опрессовка: 4 тыс. руб.
11. Монтаж дымохода: внутри дома – 1400 руб./м.п., снаружи – 1800 руб./м.п.

Как видно, с точки зрения экономии самостоятельный монтаж весьма и весьма оправдан.

Традиционная система отопления с естественной циркуляцией уже не так популярна, но все же используется в частных домах. О том, как работает такая система отопления и как ее правильно организовать, читайте на нашем сайте.

Порядок установки циркуляционного насоса для отопления разберем в этой теме.

Видео на тему