Зависимая и независимая схема теплоснабжения: описание, особенности

Какое теплоснабжение лучше?

Использование зависимой от энергии системы отопления оправдано лишь в одном случае, а именно, если при работе сети электрического снабжения были замечены частые сбои.

В энергозависимой системе циркуляция может быть исключительно естественной, в то время как тепловой носитель будет двигаться по трубам благодаря конвекции. В варианте, который считается энергозависимым, тепловой носитель прокачивают по трубам при помощи циркулярного насоса, а это дает огромное количество преимуществ:

• Можно использовать трубы с малым диаметром, а уклон требуется минимальный.
• Контур может иметь любую желаемую/требуемую длину.
• Прогревание всего контура происходит равномерно, а при естественной циркуляции радиаторы, которые находятся дальше всего от котла, относительно холодные.
• Из-за большой скорости движения тепловой носитель не будет успевать сильно остывать внутри контура, и поэтому не потребуется эксплуатировать котел на максимальных мощностях (только в щадящем режиме).

Зависимая

Такая схема присоединения, как правило, предусматривает наличие внутридомовых тепловых пунктов, зачастую оснащенных элеваторами. В смесительном узле теплопункта перегретая вода из магистральной внешней сети смешивается с обратной, приобретая при этом достаточную температуру (около 100°С). Таким образом, внутренняя отопительная система дома полностью зависит от внешнего теплоснабжения.

Достоинства

Главной особенностью такой схемы является то, что она предусматривает поступление воды в системы отопления и водоснабжения непосредственно из теплотрассы, при этом цена окупается довольно быстро.

• оборудование абонентского ввода простое и стоит недорого;
• системы отопления могут выдерживать большие температурные перепады;
• размер трубопровода в диаметре меньше;
• схема сокращает расход теплоносителя;
• невысокие эксплуатационные расходы.

Недостатки

Наряду с преимуществами такое присоединение имеет и некоторые минусы:

• неэкономичность;
• регулировка температурного режима значительно затруднена во время перепадов погоды;
• перерасход энергоресурсов.

Способы подключения

Подключение может осуществляться несколькими способами:

• посредством прямого присоединения;
• с элеватором;
• с насосом на перемычке;
• с насосом на обратной или подающей линиях;
• смешанным способом (насос и элеватор).

Актуализированная схема теплоснабжения муниципального образования город Екатеринбург до 2030 года актуализация на 2019 год

Схема теплоснабжения города Екатеринбурга

Книга 1. Существующее положение в сфере производства, передачи и потребления тепловой энергии для целей теплоснабжения

Приложение 1. Энергоисточники городаПриложение 2. Тепловые сети городаПриложение 3. Тепловые нагрузки потребителей городаПриложение 4. Зонирование (графическая часть)Приложение 5. Локальные системы централизованного теплоснабжения (ПЗ)Приложение 6. Технико-экономические показатели теплоснабжающих и теплосетевых организаций с описанием результатов хозяйственной деятельности теплоснабжающих и теплосетевых организаций в соответствии с требованиями, устанавливаемыми Правительством Российской Федерации в стандартах раскрытия информации теплоснабжающими организациями, теплосетевыми организациями и органами регулирования

Книга 2. Существующее и перспективное потребление тепловой энергии на цели теплоснабжения

Приложение 1. Выданные и продленные технические условия на присоединение к тепловым сетям

Книга 3. Электронная модель системы теплоснабжения МО «город Екатеринбург» – не подлежит размещению в соответствии с пунктом 19 Требований к порядку разработки и утверждения схем теплоснабжения, утвержденных Постановлением Правительства Российской Федерации от 22.02.2012 № 154

Книга 4. Существующие и перспективные балансы тепловой мощности источников тепловой энергии и тепловой нагрузки

Приложение 1. Зонирование систем централизованного теплоснабжения в период до 2030 года. Гидравлические расчетыПриложение 2. Зонирование (графическая часть)

Книга 5. Мастер-план развития систем теплоснабжения

Книга 6. Перспективные балансы производительности водоподготовительных установок и максимального потребления теплоносителя теплопотребляющими установками потребителей, в том числе в аварийных режимах

Книга 7. Предложения по строительству, реконструкции и техническому перевооружению источников тепловой энергии

Книга 8. Предложения по строительству и реконструкции тепловых сетей

Книга 9. Предложения по переводу открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) в закрытые системы горячего водоснабжени

Книга 10. Перспективные топливные балансы

Книга 11. Оценка надежности теплоснабжения

Книга 12. Обоснование инвестиций в строительство, реконструкцию и техническое перевооружение

Книга 13. Индикаторы развития систем теплоснабжения

Книга 14. Ценовые (тарифные) последствия – не подлежит размещению в соответствии с пунктом 19 Требований к порядку разработки и утверждения схем теплоснабжения, утвержденных Постановлением Правительства Российской Федерации от 22.02.2012 № 154

Книга 15. Реестр единых теплоснабжающих организаций

Приложение 1. Графическая часть

Книга 16. Реестр проектов

Книга 17. Замечания и предложения к проекту схемы теплоснабжения

Книга 18. Сводный том изменений, выполненных в актуализированной схеме теплоснабжения

Какая система оправдана в частном доме

Для частного дома подойдет комбинированный котел, например, электричество/газ

Для производственных цехов, домов выше 12 этажей применяется независимая гравитационная система – она обеспечивает качество отопления за счет равномерного распределения тепла. Расходы на оборудование и монтажные мероприятия окупаются при наличии большой площади. Расчетами и подбором схемы занимаются специалисты. Они рекомендуют устанавливать несколько теплообменников для нагрева первичного, вторичного теплоносителя и магистрали ГВС.

В условиях поселков, дач, небольших предприятий принимают во внимание технологические особенности теплоснабжения. Центрального отопления в таких местах практически нет – часто используется индивидуальное, с отдельной котельной

Ее нужно обустраивать с учетом энергонезависимости. С этой целью применяются котлы:

• Пеллетные. В них закладываются специальные однородные гранулы – пеллеты из прессованной стружки или лузги. Владелец загружает топливо на несколько суток, электричество задействуется только для запитки шнекового двигателя.
• Пиролизные. Работают по принципу дожига газов во вторичной камере. Работают на электричестве, от генераторов. Воздух нагнетается специальными вентилями.
• С верхним горением. Топливо закладывается горкой и поджигается сверху.
• С принудительной воздухоподачей. В большую однокамерную топку помещаются пеллеты или дрова. В поддувале расположены вентилятор и заслонка, блокирующая доступ воздуха.

Виды циркуляции в контурах отопления

Для доставки тепла к батареям нужно переместить нагретый котлом теплоноситель. Применяется естественная циркуляция в системе отопления и принудительное перемещение воды с помощью циркуляционного насоса. Естественная циркуляция применяется в простых системах отопления, она требует минимума оборудования при минимальных затратах на монтаж и эксплуатацию.

Для реализации этого метода перемещения теплоносителя используется изменение физических свойств воды при нагревании. Скорость перемещения зависит от разности температур и от величины гидравлического сопротивления, которое уменьшают увеличением диаметра труб.

Открытый контур отопления

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией открытая имеет несомненные преимущества.

Преимущества открытой естественной циркуляции теплоносителя:

1. простота и небольшие затраты на монтаж;
2. экономичность;
3. легко превращается в систему с принудительной циркуляцией, циркуляционный насос устанавливается обычно в «обратке».

Поэтому система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией весьма популярна и успешно используется. Основные недостатки подобного отопления – большая инерция. Кроме того, наличие открытого расширительного бака предопределяет ответ на вопрос — можно ли залить тосол в систему отопления дома. Залить можно, но он будет постоянно испаряться, что сделает эксплуатацию системы нерентабельной.

Закрытый контур отопления

Теплоноситель в закрытой системе отопления не имеет контакта с атмосферным воздухом. Для компенсации теплового расширения устанавливают герметичные мембранные расширительные баки. Закрытая система отопления схема может быть любой, для перемещения теплоносителя оборудуется циркуляционным насосом. Отсутствие контакта теплоносителя с воздухом значительно увеличивает срок службы труб и оборудования контура отопления.

Если при монтаже предусмотреть уклон труб, то при отсутствии напряжения сети и переключении байпаса возникнет естественная циркуляция в закрытой системе отопления дома. Конечно, эффективность системы упадет, но отопление будет работоспособно и продолжит обогревать жилище.

Основные преимущества закрытой системы отопления:

• применение герметичного расширительного бака исключает испарение жидкости, в закрытых системах можно применять тосол в качестве теплоносителя;
• отсутствие контакта воды с воздухом защищает элементы контура от внутренней коррозии;
• закрытый контур отопления имеет малую инерционность и высокую эффективность;
• применение циркуляционного насоса позволяет уменьшить диаметр труб и уменьшить расходы на их приобретение;
• для теплых полов и для сложных разветвленных схем устанавливают дополнительный насос в системе отопления, который обеспечит их эффективную работу.

Естественная циркуляция

Достоинства естественной циркуляции заключаются в том, что не нужен , а значит, и подвод электроэнергии на которой он работает. Так как система не очень сложна, надежность ее высокая. Также она безопасна.

Но есть и недостатки.

Трубы в системе отопления с естественной циркуляцией воздуха должны иметь большой диаметр, чтобы теплоноситель, проходя по ним, испытывал меньшее сопротивление. Особенности монтажа этих труб таковы, что они не всегда выглядят эстетично в сборе. И, пожалуй, главным минусом этой системы отопления является то, что она не пригодна для использования в больших зданиях. Но в частных домах она функционирует нормально, как и попутная система отопления, и система отопления двухтрубная тупиковая.

Зависимость от электричества

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

Твердотопливные котлы

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

На фото — классический котел на твердом топливе.

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

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

Газ

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

Напольный газовый котел с пьезорозжигом.

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

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

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

Соляра

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

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

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

Общие сведения

Зависимая система

Если схема подключения зависимая, то распределительная внутренняя система в здании будет сообщаться между собой посредством магистрального трубопровода, и тепловой носитель из магистрали начнет поступать через особый узел, названным элеватором, а после дойдет до радиаторов.

Элеватор – это узел для смешения, и в нем крайне горячий тепловой носитель из магистрали перемешивается с тем, который успел остыть «в обработке», а в итоге к приборам отопительного типа поступает вода с нормальной температурой.

Независимая система

А вот в независимой системе отопления по схеме распределительная внутренняя система здания сообщения с магистралью не имеет, получается, что обе системы разделены. Энергия тепла от магистрального теплового носителя передается по внутренним каналам через тепловой обменик. При его помощи получается подогревать холодную воду из водопровода для системы снабжения горячей водой.

Различия двух систем между собой

Итак, давайте сравним все достоинства и недостатки каждого варианта. У зависимой отопительной системы есть два основных преимущества:

• Простота устройства.
• Малая стоимость.

Но все же есть и много недостатков:

1. Нет возможности выполнять регулировку температуры теплового носителя, который поступает во внутреннюю распределительную систему. Естественно, что перед элеватором есть особая задвижка, за счет которой получится ограничить поступление подогретого теплового носителя из магистрального пути, но он попросту не рассчитан на такую регулировку, а при попытке уменьшения объемов воды, которая будет поступать в смесительный узел, приведет к тому, что будет нарушен режим работы с ухудшится циркуляция.
2. Внутренняя система распределения в здании питается от магистрального теплового носителя, а ему, как правило, присуще не лучшее качество. Двигаясь по большой сети трубопровода, такая среда будет собирать огромное количества окалины, песка, ржавчины, а также часто она в большом объеме приводит кислород. Такие факторы часто приводят к тому, что быстро изнашивается арматура, трубопровод и радиаторы внутри системы распределения.

Но есть и достоинства:

• Количество тепла, которое поступает во внутреннюю систему, можно регулировать в широтном пределе, а это делает отопление в разы экономичнее (экономия денежных средств по сравнению с зависимым типом схемы теплового снабжения составляет от 10 до 45%).
• Внутреннюю систему можно «заряжать» тепловым носителем с высокой степенью очистки, и при этом владельцы здания смогут на свое усмотрение подбирать его химический состав, к примеру, использовать тот же антифриз.

Обратите внимание, что чем больше метраж отапливаемой площади здания, тем выгоднее использоваться независимую схему, так как экономия тепловой энергии и увеличение срок эксплуатации элементов в большом масштабе поможет компенсировать затраты для обустройства системы. На данный момент возможно подключение к централизованной отопительной системе даже по независимому способу теплового снабжения. На данный момент возможно подключение к централизованной отопительной системе даже по независимому способу теплового снабжения

На данный момент возможно подключение к централизованной отопительной системе даже по независимому способу теплового снабжения.

Централизованные системы теплоснабжения

Источник тепла в централизованной системе ТС – котельная, производящая тепло сразу для группы потребителей, или ТЭЦ. Тепло к потребителям поступает по магистральным сетям через центральные (ЦТП) или индивидуальные тепловые пункты (ИТП).

Системы ТС могут быть:

•    зависимые: теплоноситель из сетей поступает непосредственно сразу в батареи;
•    независимые: используются ИТП и ЦТП.

По способу присоединения системы ТС бывают:

•      закрытые: водопроводная вода нагревается и подаётся к потребителям;
•      открытые: вода забирается для водоснабжения из тепловой сети.

Централизованное ТС происходит следующим образом:

1.      подготовка теплоносителя в котельных и ТЭЦ;
2.      транспортировка теплоносителя по сетям;
3.      использование потребителями теплоносителя.

Схема независимого теплоснабжения

Циркуляционный насос на ТЭЦ для городской магистрали теплоснабжения

Независимая схема отопления состоит из основного и дополнительного циркуляционных контуров, разделенных теплообменником. Теплоноситель направляется из ТЭЦ или котельной в центральный тепловой пункт. Далее он движется в теплообменник (главный контур), а затем идет на теплоснабжение дома (вспомогательный контур). Оба контура изолированы, вода не смешивается.

В независимой магистрали теплоноситель движется принудительно – за счет циркуляционного насоса. Вода поступает через нагревательные приборы постоянно. На случай утечек есть расширительный резервуар.

Особенности работы

Переход к закрытым система требует финансовых вложений, однако в будущем эти вложения окупаются. Решение о переходе принимается в подавляющем числе компаний, оказывающих населению услуги по теплоснабжению. Организация работы теплоснабжения строится различными способами, может присутствовать или отсутствовать зависимость от электрической энергии.

В качестве теплового генератора может применяться стальной или чугунный котел, работающий на твердом топливе. Постоянная загрузка горючего материала становится весомым недостатком, однако по сравнению потери температуры при отключении электричества это не кажется серьёзной проблемой.

Для обеспечения независимого отопления в частном доме помогут такие технические решения:

• бункер и транспортная лента (подача дров или опилок, минус — для работы ленты нужна электроэнергия);
• пиролизный котел (на первом этапе сжигается твердое топливо, на втором — полученный газ);
• котел верхнего горения (способен работать порядка 5 суток на одной закладке, для работы требуется вентилятор).

Автоматизировать систему отопления этими способами невозможно без использования электрической энергии. Альтернативой становятся газовые котлы, оснащённые механическим термостатом. При потере температуры возобновляется подача газа и нагрев теплоносителя.

Преимущество независимой схемы отопления перед открытой понятно, но в организации такой системы есть нюансы. Варианты создания теплоснабжения по закрытой модели характеризуются разнообразием. Универсального решения не существует, для каждого конкретного случая практикуется особый подходы, выбрать подходящий вариант помогут консультации профессионалов.

Отличительные черты независимой отопительной системы

Конструкция не зависит от источников энергоносителей, но недостатком данной установки является высокая стоимость. При этом, вы можете использовать техническую воду для своих нужд.

Что же касается зависимой установки, то ее проще установить на объект, ведь для монтажа не потребуются специальные знания и умения. Важным этапом является лишь правильная разработка схемы работ и четкое выполнение действий по инструкции.

В частном доме индивидуальное отопление является источником экономии не только расхода топлива, но и финансов. В зависимости от личных предпочтений владельцев, его можно индивидуально настроить для наиболее комфортного проживания в доме. Эта система не предполагает загрязнение трубопроводов и быстрый выход из строя, как централизованного отопления. Напротив, вы можете использовать очищенную воду для различных целей и нужд.

Независимая схема отопления

Можно остановить выбор на отопительном котле, действие которого основано на использовании топлива твердых сортов. Он представляет собой стальную конструкцию, в которой расположен термостат и механические регуляторы. Таким образом, вам не потребуется привязка к газовой магистрали.

Единственным недостатком является потребность в регулярной загрузку топлива в поддувало. Но и эта задача имеет решение. Приобретая модели с бункером и транспортером для подачи сырья, вы можете максимально автоматизировать процесс погрузки топлива. Что же касается энергоносителя, то в его качестве можно применять дрова и опилки. Но не стоит забывать. Что в действие транспортер приводится при помощи электроэнергии.

Открытые системы теплоснабжения

Открытые системы теплоснабжения характеризуются тем, что водоразбор горячей воды для нужд потребителя происходит непосредственно из теплосети, причем, он может быть как полным, так и частичным. Остающаяся в системе горячая вода продолжает использоваться для отопления или вентиляции.

Расход воды в теплосети при этом способе компенсируется дополнительным количеством воды, которая подается в тепловую сеть. Преимущество открытой системы теплоснабжения заключается в ее экономической выгоде. Во время советского периода почти 50 % всех систем теплоснабжения были открытого типа.

В то же время, нельзя сбрасывать со счетов то, что такая система теплоснабжения имеет и ряд существенных недостатков. Прежде всего, это невысокое санитарно-гигиеническое качество воды. Отопительные приборы и трубопроводные сети придают воде специфический запах и цветность, появляются различные посторонние примеси, а также, бактерии. Для очистки воды в открытой системе обычно применяются различные методы, но их использование снижает экономический эффект.

Открытая система теплоснабжения по способу присоединения к теплосетям может быть зависимой, т.е. соединяться через элеваторы и насосы, или присоединяться по независимой схеме — через теплообменники. Остановимся на этом подробней.

Зависимые системы теплоснабжения

Зависимые системы теплоснабжения, это такие системы, в которых теплоноситель по трубопроводу попадает сразу в систему отопления потребителя. Здесь нет никаких промежуточных теплообменников, тепловых пунктов и гидравлической изоляции. Несомненно, что такая схема присоединения понятна и конструктивно проста. Она несложна в обслуживании и не требует никакого дополнительного оборудования, например, циркуляционных насосов, автоматических приборов регулирования и контроля, теплообменников и т.д. Чаще всего, эта система привлекает своей, на первый взгляд, экономичностью.

Однако она имеет существенный недостаток, а именно, невозможность отрегулировать теплоснабжение в начале и конце отопительного сезона, когда появляется избыток тепла. Это не только влияет на комфорт потребителя, но и приводит к теплопотерям, что снижает ее кажущуюся первоначально экономичность.

Когда становятся актуальными вопросы энергосбережения, разрабатываются и активно внедряются методики перехода зависимой системы теплоснабжения к независимой, это позволяет экономию тепла порядка на 10-40% в год.

Независимые системы теплоснабжения

Независимыми системами теплоснабжения называют системы, в которых отопительное оборудование потребителей изолировано гидравлически от производителя тепла, а для теплоснабжения потребителей используют дополнительные теплообменники центральных тепловых пунктов.

Независимая система теплоснабжения имеет целый ряд неоспоримых преимуществ. Это:

• возможность регулирования количества тепла, доставленного к потребителю при помощи регулирования вторичного теплоносителя;
• ее более высокая надежность;
• энергосберегающий эффект, при такой системе экономия тепла составляет 10-40 %;
• появляется возможность улучшения эксплуатационных и технических качеств теплоносителя, что существенно повышает защиту котельных установок от загрязнений.

Благодаря этим преимуществам, независимые системы теплоснабжения стали активно применяться в крупных городах, где тепловые сети достаточно протяженны и существует большой разброс тепловых нагрузок.

В настоящее время разработаны и успешно внедряются технологии реконструкции зависимых систем в независимые. Несмотря на значительные капиталовложения это, в конечном итоге, дает свой эффект. Естественно, что независимая открытая система — дороже, однако она значительно улучшает качество воды по сравнению с зависимой.

Отличие открытых от закрытых (замкнутых) схем отопления: однотрубные и двухтрубные системы

Отопительная система представляет собой сложную конструкцию, включающую в себя радиаторы отопления, котел, нагревающий теплоноситель, и трубы, объединяющие все элементы схемы воедино. Отопительные контуры оснащают расширительными бачками, манометрами, измеряющими давление в трубах, и иными устройствами, обеспечивающими бесперебойную автономную работу отопления.

Каждый отопительный контур снабжается расширительным баком, который нейтрализует излишки объема расширяющегося при нагреве теплоносителя. Если такой бак контактирует с внешней средой, то систему, в которой он установлен, — это открытая система отопления. В такой системе вода испаряется через бачок, поэтому периодически ее доливают, если в этом возникает потребность. Конструкция бачка предусматривает три входа для подсоединения труб: первая труба наполняет бак водой из системы, поставляя в него излишки расширившейся от нагрева воды. Второе отверстие предназначено для подсоединения трубы перелива, которая имеет выход в атмосферу. Третье отверстие – для сигнальной трубы, которая оснащена краном. Если при открытии этого крана льется вода, расширительный бачок переполнен.

• LiveJournal
• Blogger

Закрытая система очень популярна в народе