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

Для чего нужна подпитка в системе отопления?

Объем воды в системе не есть величина постоянная, в силу разных обстоятельств со временем он уменьшается. Свято место пусто не бывает и пространство, освобождаемое водой, может заполниться воздухом, нарушающим нормальную циркуляцию теплоносителя. Результат известен: вода в подающем трубопроводе начинает перегреваться, что приводит к автоматической остановке котла.

Чтобы вовремя пополнять запас теплоносителя в сети трубопроводов, необходима система подпитки водяного отопления. Она послужит не только для периодической добавки воды, но и как средство заполнения тепловой сети вашего дома после опорожнения. У вас может возникнуть закономерный вопрос: а куда же девается вода из труб, особенно когда нет контакта с атмосферой? Представим ответ в виде перечня:

• больше всего воды испаряется через расширительный бак, если система – открытая. Это основная причина, почему объем теплоносителя значительно снижается. В остальных случаях уменьшение не столь заметно.
• периодическое срабатывание автоматических воздухосбрасывателей, как ни странно, тоже приводит к утечке теплоносителя. В наивысших точках, где они установлены, температура воды самая большая, а значит, испаряется она интенсивнее. Клапан воздухоотводчика, сбрасывая воздух, одновременно удаляет и водяной пар.
• постоянная работа в температурном режиме, близком к максимальному, как это бывает с твердотопливными котлами, вызывает срабатывание предохранительного клапана. Нужна подпитка закрытой системы отопления, чтобы компенсировать количество теплоносителя, потихоньку уходящего через клапан.
• причиной могут быть разного рода протечки.

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.

Особенности монтажа

Направление воды должно совпадать с направлением стрелки на корпусе устройства Клапан ставится на трубе так, чтобы совпадало направление жидкости с курсом стрелки. Фильтровальная пробка направляется вниз, а винт настройки должен быть доступен к использованию. Циферблат манометра поворачивается, чтобы удобно было считывать значения.

Подмоточный материал используется рационально, чтобы излишки не попадали в просвет редуктора. Подпитка котла в виде клапана не должна зависеть от магистральных нагрузок (сжатие, кручение, изгиб, вибрация). Для этого ставятся дополнительные опоры или компенсаторы.

Несовпадение осей трубопроводов не должно быть больше 3 мм при длине 1 м. При большей протяженности добавляется по 1 мм на каждый погонный метр. Подпиточный контур присоединяется к трубопроводу недалеко от расширительного бака.

Залипание мембраны

Залипание мембраны — распространенная проблема, которую можно столкнуться при эксплуатации насоса системы отопления. Она возникает в том случае, если мембрана застревает в одном положении и не выполняет своих функций. В результате насос перестает работать, система отопления перестает функционировать, что может привести к большим неудобствам в холодное время года.

Причины залипания мембраны могут быть разными. Возможно, мембрана забита грязью, которая проникла в насос вместе с водой. Также возможно, что в насосе имеются механические повреждения, которые приводят к застреванию мембраны. Кроме того, причиной выступать может неправильная установка или настройка насоса.

Как устранить проблему залипания мембраны? В первую очередь необходимо определить причину проблемы. Если причина в забивании мембраны грязью, то необходимо провести очистку насоса от грязи. Если же причина в механических повреждениях, то необходимо заменить поврежденные детали. Если причина в неправильной установке или настройке, то необходимо переналадить насос.

Профилактика залипания мембраны заключается в осуществлении регулярной очистки насоса от грязи и вовремя замене поврежденных деталей. Также необходимо правильно настроить насос и следить за температурным режимом системы отопления.

Как работает тепловой пункт с элеваторным узлом смешения

Элеваторные узлы смешения устанавливают в тепловых пунктах зданий, которые подключены к тепловой сети работающей в режиме с качественным регулированием на «перегретой» воде.

Качественное регулирование предполагает изменение температуры воды поступающей в систему отопления в зависимости от температуры наружного воздуха, при постоянном расходе воды циркулирующей в ней.

«Перегретой» вода считается, если она поступает из тепловой сети с температурой, превышающей необходимую для подачи в систему отопления.

Например, тепловая сеть может работать по графику 150/70, 130/70 или 110/70, а система отопления рассчитана на график 95/70. Температурный график 150/70 предполагает, что при расчётной температуре наружного воздуха (для Киева это -22°С) температура на вводе тепловых сетей в дом должна быть равной 150°C, а уйти в тепловую сеть должна с температурой 70°C, при этом в дом рассчитанный на график 95/70 эта вода должна попасть с температурой 95°C.

Элеваторный узел смешивает поток воды из подачи тепловой сети с температурой 150°C и поток воды вышедший из системы отопления с температурой 70°C, — в результате смешения на выходе из элеватора получается поток с температурой 95°C, который подаётся в систему отопления.

Как происходит смешение

В камере смешения элеваторного узла расположен конфузор «сопло / конус» разгоняющий поток перегретой воды. При повышении скорости потока давление в нём понижается (это свойство описано законом Бернулли) на столько, что становится несколько ниже давления в обратном трубопроводе. Разница давлений между камерой смешения и обратным трубопроводом приводит к перетеканию теплоносителя через перемычку «сапог элеватора» из обрата в подачу.

В камере смешения образуется смесь двух потоков с уже требуемой температурой, но давлением ниже давления обратного трубопровода. Смесь поступает в диффузор элеватора, в котором скорость потока понижается, а давление повышается над давлением обратного трубопровода. Повышение давления составляет не более 1,5 м.вод.ст, что и накладывает на элеваторные узлы ограничения в применении для систем отопления с высоким гидравлическим сопротивлением.

1 Дешёвый и простой

2 Не требует обслуживания

3 Не зависит от электрической сети

Недостатки элеваторных узлов смешения

1 Не совместим с автоматическими регуляторами, поэтому нормативно запрещена их совместная установка.

2 Создаёт располагаемый напор на вводе в систему отопления не более 1,5м.вод.ст., что исключает установку элеваторных тепловых пунктов в зданиях системы отопления которых оборудованы радиаторными термостатическими клапанами.

3 Элеваторный узел обладает постоянным коэффициентом смешения, что не позволяет подать в систему отопления теплоноситель необходимой температуры, при недогреве в тепловой сети.

4 Слишком высокая чувствительность к располагаемому напору на вводе тепловой сети. Снижение располагаемого напора относительно расчётного значения ведёт к снижению объёмного расхода воды циркулирующего в системе отопления, что в свою очередь приводит к разбалансировке системы и останове дальних стояков/ветвей.

5 Для работы элеватора разница давлений между подающим и обратным трубопроводом должна превышать 15 м.вод.ст.

Где установлены тепловые пункты с элеваторными узлами?

Практически все системы отопления введённые в эксплуатацию до 2000 года оборудованы тепловыми пунктами с элеваторными узлами.

Где можно применять элеваторные ИТП?

В настоящее время для всех проектируемых и реконструируемых жилых и административных зданий, обязательно применение автоматического регулирования в тепловом пункте. Применение же элеваторных узлов совместно с автоматическими регуляторами запрещено нормативно.

Элеваторные узлы могут устанавливаться лишь на объектах где нет необходимости в автоматическом управлении системой отопления, располагаемый напор (разница давлений между подающим и обратным трубопроводом) на вводе стабилен и превышает 15 м.вод.ст, для работы подключённой системы отопления достаточно перепада давлений между подачей и обратом в 1,5м.вод.ст, а система отопления работает с постоянным расходом и не оборудована автоматическими регуляторами.

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:

Механическая или автоматическая подпитка — какую выбрать?

Клапан подпитки может иметь механическое и автоматическое управление. Первый вариант устанавливается там, где функционируют небольшие системы отопления. В них, как правило, любые скачки рабочего давления теплоносителя регулируются при помощи мембранных баков. А потери объема воды легче всего компенсировать, открыв вручную кран подачи в холодном водопроводе. Главное неудобство такого варианта — необходимость опыта для выполнения описываемых операций, а также обладание определенными техническими знаниями и навыками.

Обратите внимание! В этом случае придется самостоятельно контролировать давление внутри закрытой системы отопления. Чрезмерное увеличение объема теплоносителя может привести к возникновению аварийной ситуации

Автоматические клапаны подпитки устанавливаются в больших разветвленных системах

Нередко они входят в комплектацию отопительного котла, становясь частью его автоматики. Монтаж такого устройства не вызывает особых трудностей. Но его осуществление делает всю схему энергозависимой. И это необходимо учитывать, выбирая ту или иную разновидность технического узла

Автоматические клапаны подпитки устанавливаются в больших разветвленных системах. Нередко они входят в комплектацию отопительного котла, становясь частью его автоматики. Монтаж такого устройства не вызывает особых трудностей. Но его осуществление делает всю схему энергозависимой. И это необходимо учитывать, выбирая ту или иную разновидность технического узла.

Принцип работы автоматического клапана

Клапан авто подпитки

Принцип работы автоматического клапана предельно прост. Предварительно настраиваются параметры работы. Заранее программируются потери воды — закладываются показатели наименьшего давления. Если объем теплоносителя падает, допустим, на 10%, клапан срабатывает и запускает работу насоса. Последний из магистрали подачи холодной воды закачивает необходимый объем жидкости. Когда происходит восполнение, клапан снова срабатывает и перекрывает подачу в автоматическом режиме.

Монтируется описываемое устройство просто. Сначала на линии подачи холодной воды устанавливается измерительный манометр или любой другой электроконтактный датчик, который позволяет регулировать давление в двух направлениях. Одна его группа настраивается на меньшее рабочее давление. Именно там устанавливается промежуточное реле или контактор. Он при падении объема горячей воды внутри закрытой схемы включает механизм, запускающий вытягивающий насос. Вторая группа отключает все эти звенья, когда объемы воды восполнены. В качестве исполнительного механизма может быть использован электроклапан — вентиль с электромотором.

Обратите внимание! При использовании автоматического клапана подпитки система отопления самостоятельно контролирует давление и так же самостоятельно рассчитывает компенсирующий объем воды. Это главное преимущество данного технического узла

Когда нужно организовывать подпитку при помощи байпасной схемы?

Автоматическая подпитка систем и ее эффективность

Как правило, все закрытые системы отопления могут эффективно функционировать только при большом рабочем давлении теплоносителя. Но здесь решающим фактором становится еще и температура горячей воды.

При ее повышении увеличивается тепловое расширение некоторых технических узлов. Компенсировать его помогает установка экспанзомата — гидроаккумулятора, способного накапливать гидравлическую энергию при ее избытке и отдавать при недостатке. Подключать его необходимо по байпасной схеме. Как это сделать, читайте здесь.

Организация автоматической подпитки

Тем, кому некогда возиться в котельной, подойдет автоматическая подпитка системы отопления. Это выльется в покупку дополнительной арматуры, а также в ее монтаж по месту. Суть способа та же, что и в первой простой схеме, но вместо обычного крана на питающий трубопровод устанавливается целый узел, показанный на рисунке:

Главный элемент представленной схемы – редукционный клапан подпитки системы отопления. Действует он так: пока давление в тепловой сети частного дома выше минимального, пружина находится в сжатом состоянии, подпираемая с одной стороны теплоносителем. Когда давление опускается ниже установленного предела, пружина, чья сила упругости становится больше, выпрямляется и открывает проход для потока из водопровода.

По заполнению давление в сети снова возрастает и преодолевает усилие пружины, закрывая заслонку. Помимо редукционного узла, регулятор подпитки содержит в себе сетчатый фильтр и обратный клапан. Перед ним устанавливается отсекатель потока, предотвращающий попадание грязного теплоносителя в магистраль холодной воды. Фильтрующий элемент оборудован 2 манометрами, чтобы по перепаду давления определять степень его загрязнения. Вся арматура устанавливается на байпасе и снабжается отсекающими кранами, что дает возможность ее обслуживать.

В ситуации с частыми отключениями воды либо при автономном водоснабжении давление на входе в автоматический узел должен обеспечивать насос для подпитки системы с мембранным гидроаккумулятором. Но покупать и ставить насос только для пополнения тепловой сети нецелесообразно. Его надо смонтировать и обвязать таким образом, чтобы в отсутствие централизованного водоснабжения насос нагнетал давление во всей домовой сети, перекачивая воду из запасной емкости либо бассейна.

Подпитка в открытой системе отопления

В сетях обогрева частных домов с принудительным током теплоносителя, таким образом, для подпитки используются клапана, подающие воду в контур автоматически. В открытых же системах небольших жилых зданий или дач обычно используется несколько другая, гораздо более простая схема добавки теплоносителя. Автоподпитка системы отопления в данном случае, скорее всего, будет лишней.

Расширительные бачки в сетях с естественным током теплоносителя обычно монтируются на чердаке. Для того чтобы иметь возможность контроля количества воды в контуре в таких системах, помимо обратки и подачи, к ним подводят еще две трубы. Одна из них называется контрольной и врезается в бачок пониже. Вторая (труба перелива) подводится к расширительной емкости вверху. Далее трубы протягиваются, к примеру, на кухню.

Проверка наличия в контуре системы отопления достаточного количества воды при использовании подобной конструкции проводится достаточно просто. Если теплоноситель не потечет из крана, врезанного в контрольную трубу бачка при его открытии, значит его в системе не хватает. В этом случае перед тем, как добавлять жидкость в контур, открывают кран на трубе перелива. Как только система заполнится до нужных параметров, из него начнет течь вода.

Монтаж

Установка подпитки возможна после выполнения следующих действий:

• В обвязке находят место с наименьшим давлением. Обычно эта точка расположена около насосного узла.
• Для предотвращения смешения жидкостей покупают дополнительную арматуру.
• Для защиты от переполнения приобретают второй насос.

При выборе устройства следует ориентироваться на размер строения. Для маленьких квартир или домов достаточно простой подпитки с подачей или обраткой с небольшим адгезионным коэффициентом. Подобные приборы защищены от накипи, что увеличивает срок работы.

Монтаж выглядит следующим образом:

• В точку минимального давления обвязки ставят клапан.
• Для механических систем используют кран, который размещают между холодным водоснабжением и отоплением.
• После тестирования монтируют повышающий насос, если обнаружилось нагнетание выше нормы.
• Для защиты подпитки от воды ставят запорную арматуру.
• Подключают манометр.

Особенности подключения насосного оборудования

Если для обслуживания дома используется система принудительной циркуляции, то при отключении электрического питания насос для котла должен продолжать свою работу, получая энергию от запасного источника. В связи с этим лучше всего оснастить отопительную систему ИБП, который будет поддерживать работу конструкции еще на протяжении нескольких часов. Продлить сроки работы резервного источника помогут подключенные к нему внешние аккумуляторы.

При подключении насоса нужно избежать возможности попадания в клеммы конденсата и влаги. Если теплоноситель разогревается более чем до 90 °C, то для подключения используется термостойкий кабель. Также потребуется избежать соприкосновения стенок труб и силового кабеля с мотором и корпусом насоса. Силовой кабель подключается к коробке клемм с правой или левой стороны с изменением расположения заглушки. В случае с боковым расположением коробки клемм кабель должен заводиться только с нижней стороны. Обязательное условие – к насосу должно быть подключено заземление.

Для работы в котельных часто используются сетевые насосы. Такие изделия выполняют функцию перекачивания в тепло-сетевой системе горячей воды. Температура сетевой воды, которую способен гонять по трубам установленный агрегат, достигает +180 градусов.

При этом устройство и конструкция сетевых насосов отличается относительной простотой, и в то же время, аппараты показывают высокий уровень производительности на ряду с надежностью.

Управление подпиткой

В небольшой по объёму отопительной системе перепады уровня давления, а также снижение общего количества теплового носителя, как правило, можно компенсировать посредством мембранных баков.

Именно по этой причине добавление жидкости в систему – явление относительно редкое.

Упрощение конструкции предполагает ручное включение насосного оборудования, а также открытие и закрытие линии подпитки. В этом случае контроль уровня давления должен быть систематическим.

Управляемое отопление является более сложным, но максимально эффективным. Именно в автоматическом режиме предполагается прямой отказ от работы по принципу «прямое действие». Отпадает необходимость осуществлять регулирование работы источника всей вырабатываемой тепловой энергии, добавлять или убавлять используемые ресурсы. Такой вариант базируется на применении управляющего модуля.

Таким образом, автоматический режим управления основан на подборе максимально комфортного температурного режима и является более удобным, а также позволяет заметно экономить расход энергоносителей.

Итальянская марка отопительных котлов “Беретта” заслужила популярность в нашей стране. Газовый котел Беретта – виды оборудования и обзор популярных моделей.

Как рассчитать теплопотери дома и для чего это нужно, вы узнаете тут.