Любая отопительная система имеет неизбежные потери теплоносителя. Они вызваны периодическим сбрасыванием воздуха через воздухоотводчики. При этом происходит снижение температуры теплоносителя, следовательно, и уменьшение его объема. Это обстоятельство приводит впоследствии к снижению давления в системе отопления с принудительной циркуляцией. Требуется постоянная подпитка. Так что технически наиболее грамотное решение проблемы — это установить клапан подпитки системы отопления.
Линия подпитки системы отопления
Недостатки обычных отопительных контуров
Стабильной во времени работу традиционной отопительной системы назвать нельзя: в зависимости от наружной температуры воздуха в ней происходят различные изменения температурного режима теплоносителя. При этом соответственно увеличиваются либо уменьшаются тепловые потери в отапливаемом доме. Это, в свою очередь, вызывает изменение в режиме горения газа (для газовых котлов) либо мощности электрического котла.
Поскольку температура теплоносителя в подобных условиях постоянно колеблется, то изменения давления теплоносителя становятся причиной срабатывания предохранительных клапанов. Последнее, в свою очередь, приводит к возникновению гидравлических ударов в системе водяного отопления, вследствие которых система может частично разгерметизироваться. Возникающие течи еще более снижают давление теплоносителя, и проблемы начинают возрастать в геометрической прогрессии. Такие явления приводят к сокращению срока работоспособности отопительных котлов.
Составляющие системы автоматической подпитки
Схема системы автоматической подпитки
Система автоматической подпитки включается параллельно основному отопительному контуру в том его месте, где ранее был смонтирован вентиль ручной подпитки. В состав такой системы входят:
- автоматическое наполняющее устройство;
- два монтажных крана – на входе и выходе;
- обратный клапан (обычно он поставляется в комплекте с самим автоматическим устройством).
Отслеживание гидравлических характеристик отопительной системы производится с помощью редукционного клапана. Он действует следующим образом:
Перед началом работы встроенную в клапан мембрану регулируют на требуемое давление теплоносителя, для чего в конструкции клапана предусмотрена специальная пружина. Регулировку производят так, чтобы мембрана приняла свое верхнее положение, сдавливая пружину.
Если давление теплоносителя за клапаном снижается, то давление на мембрану уменьшается. Это вызывает срабатывание пружины, которая в процессе перемещения опускает шток редукционного клапана. Вследствие этого открывается отверстие в клапанном седле, и теплоноситель устремляется в трубопровод отопительной системы дома. Со временем наличие дополнительного объема теплоносителя приводит к повышению давления рабочей среды, мембрана возвращается в свое первоначальное состояние, а шток перекрывает отверстие в седле клапана.
Частота включения редукционного клапана не является признаком неисправностей в системе отопления. При срабатывании воздухоотводчиков всякий раз происходит изменение рабочего давления, поэтому редукционный клапан значительную часть рабочего времени может находиться в действии. Это способствует более стабильным условиям работы отопительного котла.
https://youtube.com/watch?v=Mm5eAW58z6o
Важным элементом при автоматической подпитке системы отопления частного дома является прерыватель потока теплоносителя. Такой узел устанавливается с целью предотвращения попадания в трубопровод загрязненной воды. Прерыватель потока представляет собой сдвоенный обратный клапан, между частями которого проложена сливная трубка. При срабатывании прерыватель потока отделяет загрязненную механическими примесями воду от основного потока, чем способствует увеличению продолжительности безаварийной работы циркуляционного насоса.
Качество теплоносителя важно и для обеспечения надлежащей долговечности трубопроводов. Дело в том, что в условиях повышенных температур в трубопроводах могут интенсивно размножаться бактерии, которые ускоряют процесс образования органических отложений на внутренних стенках трубопроводов. В результате увеличиваются, по сравнению с нормативными значениями, коэффициенты гидросопротивления. Все это требует увеличения мощности циркуляционного насоса.
Очистные фильтры
Клапан подпитки в системе отопления
Теплоноситель, который обеспечивал бы стабильную работу клапана подпитки системы отопления, также нуждается в своей постоянной очистке. Особенно это важно в тех случаях, когда используемая вода является чересчур жесткой, что способствует отложению солей карбоната кальция, железа и магния. Такая накипь не только приводит к увеличению гидросопротивления в трубопроводах, но и снижает надежность срабатывания редукционного клапана. Ведь отверстие в его седле калибровано и малейшее уменьшение его диаметра приводит к нестабильности действия клапана, а то и вовсе к выходу его из строя.
Фильтр водоподготовки может быть конструктивно исполнен в двух вариантах. В более дешевом случае достаточно поставить в узле автоматической подпитки обычные сетчатые фильтры с манометром. Показания манометра позволяют оперативно отслеживать (по колебанию давления) степень загрязненности фильтра. А благодаря установке двух манометров – до и после фильтра – перепад давления может быть диагностирован более объективно.
Такие фильтры необходимо периодически промывать противотоком теплоносителя. На этот период теплоснабжение отопительной системы дома можно проводить по основной ветке – там, где установлен вентиль ручной подпитки. Вместо сетчатых фильтров можно применять и фильтры-грязевики.
Монтаж узла автоматической подпитки системы отопления
Сборка такого узла должна быть выполнена с учетом того, что данный узел необходимо периодически промывать и очищать фильтры. Целесообразным местом для установки является тот участок трубопровода, к которому присоединяется расширительный бачок. Поскольку именно в расширительном бачке устанавливается текущее рабочее давление теплоносителя, то работа редукционного клапана в таком случае будет наиболее стабильной.
Узел автоматической подпитки системы отопления
Однако есть одна проблема: в большинстве систем индивидуального водяного отопления расширительный бачок монтируется достаточно близко от отопительного котла. В таких условиях котел будет функционировать менее надежно. Объясняется это тем, что в данном месте контура вода из внешней системы водоснабжения смешивается с охлажденным теплоносителем из обратной системы теплоснабжения.
Температура воды понижается, что вызывает необходимость резкого увеличения тепловой мощности котла. Поэтому узел автоматической подпитки приходится устанавливать на прямой ветке трубопровода – в этом случае температурные скачки теплоносителя либо вовсе исчезнут, либо снизятся до приемлемого минимума.
Чтобы подпитка системы отопления функционировала более надежно, часто предусматривают установку накопительного гидроаккумулятора. В тех случаях, когда система водяного отопления действует в условиях нестабильной подачи воды или при частых прерываниях ее подачи монтаж гидроаккумулятора вообще обязателен.
Дело в том, что при пониженном давлении воды редукционный клапан подпитки системы отопления может вообще не срабатывать. Поэтому при приобретении такого клапана стоит предварительно поинтересоваться, для каких диапазонов рабочих давлений он изготовлен. При нормальном же давлении воды во входном водопроводе узел подпитки будет срабатывать автоматически.
Как правило, накопительный аккумулятор бывает двух типов:
- обычный резервуар, устанавливаемый на чердаке здания;
- бак мембранного типа, монтируемый вблизи отопительного котла.
Выбор наиболее приемлемого варианта зависит от конкретных условий водоснабжения: более надежным является установка объемного бака. При стабильном водоснабжении можно обойтись и накопительным аккумулятором меньших размеров. Далее уже к накопительному баку присоединяют узел автоматической подпитки.
Расчет мощности автоматической подпитки
Проверка системы отопления
Определение мощности подпитки производится по следующей зависимости:
N=k*F/10, где:
F – обогреваемая площадь дома, кв.м;
k – коэффициент климатической мощности, который зависит от географического района строительства дома:
- для северных регионов k = 1,6-2,2;
- для центральных k = 1,3-1,6;
- для южных k = 0,8-0,95.
По результатам расчетов корректируется мощность циркуляционного насоса.
Контроль функционирования системы автоматической подпитки
Наиболее рационально диагностировать надежность работы данного узла с помощью мембранных баков. Наличие мембраны позволяет исключить ручную подачу дополнительной воды в отопительную систему. Правда, уровень рабочего давления в системе придется отслеживать индивидуально, избегая при этом слишком частого срабатывания редукционного клапана.
Для полной автоматизации управления процессом подпитки часто устанавливают систему с электрическим управлением. К узлу подпитки подключается электрический клапан, который и будет управлять включением/выключением насоса. Нюанс установки такого клапана связан с необходимостью его весьма точной настройки.
Таким образом, для надежной работы узла автоматической подпитки системы отопления необходимо соблюдение следующих условий:
- правильный выбор места монтажа – в точке с самым низким давлением и перед циркуляционным насосом;
- обязательная установка гидрораспределительной арматуры – крана, задвижки или клапана (лучше – электрического);
- правильный выбор мощности насоса (в частности, если основной насос рассчитан на более высокие значения рабочего давления, то в систему придется встраивать дополнительный повышающий насос);
- для предотвращения неконтролируемого сброса воды в основную линию на ней должен быть смонтирован обратный клапан;
- в любом случае необходима установка контрольных манометров.
