Теплый пол от центрального отопления

Подключение системы отопления с напольными греющими панелями (теплый пол) к системе центрального отопления и индивидуальным теплогенераторам.

1. Состояние вопроса.

Исторически в России массовое применение напольного отопления началось с загородных домов и коттеджей. В квартирах же обычно применялось традиционное радиаторное отопление. Однако в настоящее время вопрос о применении напольного отопления в квартирах возникает достаточно часто. Причем в одном доме, на одном этаже могут быть квартиры с разными системами отопления. Проблема состоит в том, что система центрального отопления спроектирована из расчета на параметры радиаторной системы отопления. Параметры теплоносителя для радиаторов 90/70 0С, для теплого пола 45/35 0С.

Поэтому при одинаковых теплопотерях необходимо обеспечить в 2 раза больший расход теплоносителя, при этом гидравлическое сопротивление системы отопления теплый пол значительно выше, чем сопротивление радиаторной системы отопления. Что касается индивидуальных теплогенераторов (газовых термоблоков), то они также, как правило, рассчитаны на радиаторную систему отопления. В термоблоке используется встроенный насос, обеспечивающий постоянный проток теплоносителя через теплообменник при работе горелки. При установке смесительного узла для напольной системы отопления необходимо гидравлически развязать встроенный насос теплогенератора и циркуляционный насос системы отопления.

Таким образом, при применении напольного отопления необходимо устройство квартирного теплового пункта (узла смешения) с собственным циркуляционным насосом. Управление системой отопления может быть качественным — централизованное изменение температуры теплоносителя по температуре наружного воздуха и количественным — изменение расхода теплоносителя термостатическими головками на отопительных приборах (для напольного отопления это комнатные термостаты и сервопривода). Наилучший результат дает комбинация качественно-количественного управления. При только качественном управлении невозможно точно поддерживать необходимую комнатную температуру, а в случае только количественного регулирования при невысокой температуре на улице может чувствоваться неравномерность температур поверхности пола.

Практически устройство теплового пункта, и, системы напольного отопления, возможно не при любой системе центрального отопления. Наилучшим является вариант, когда в квартиру входит только прямой и обратный трубопровод. В случае же вертикальной разводки стояков (напольное отопление — как реконструкция существующей системы отопления) не существует стандартного подхода к проектированию теплового пункта. Тепловой пункт получается рассредоточенным по квартире, т. к. количество тепла, которое можно взять от каждого стояка строго ограничено. Использование циркуляционного насоса и автоматики делает систему отопления зависимой от электроснабжения. Однако очень высокая теплоаккумулирующая способность напольной системы отопления позволяет отключать электроэнергию на время аварии без перебоя в теплоснабжении квартиры.

При сегодняшней нехватке «пикового» тепла квартирный тепловой пункт может быть укомплектован проточным электрическим водонагревателем. Для использования ночного тарифа на электроэнергию в качестве теплоаккумулятора можно использовать бетонную плиту конструкции теплого пола. Тепловая инерция плиты настолько велика, что колебания комнатной температуры при включении электрокотла только ночью не превышают санитарных норм.

2. Схемные решения

2.1 Подключение к системе центрального отопления, отдельный ввод в квартиру. Квартирный тепловой пункт является мини копией теплового пункта здания. Присоединение к системе центрального теплоснабжения может осуществляться по зависимой (рис. 1) или независимой (рис. 2) схеме. При выборе конкретной схемы теплового пункта прежде всего следует обратить внимание на качество воды в системе центрального отопления. Из-за наличия большого количества игольчатых клапанов и замоноличивания длинных участков труб в строительные конструкции здания применение зависимой схемы может привести к серьезному засорению системы отопления с течением времени.

Схемы позволяют осуществлять коммерческий учет тепла.


Описание схем: погодная компенсация отсутствует, на коллектор системы отопления подается теплоноситель постоянной температуры посредством термостатического клапана (6). Желаемая температура в помещении достигается с помощью закрытия/открытия игольчатых клапанов на коллекторе системы отопления (10) по сигналу от комнатных термостатов (12). Байпас (9) служит для обеспечения минимального расхода при закрытии всех клапанов (11) на коллекторе. Желательно установить защиту циркуляционного насоса (8) от работы всухую для схемы с зависимым подключением. Это может быть реле потока или давления, либо накладной термостат с отключением насоса по нижнему пределу температуры — при сливе магистральных стояков системы отопления трубы остынут. Регулятор перепада давления (5) обеспечивает поддержание гидравлического баланса в системе отопления здания.

Более качественное управление системой отопления можно получить посредством замены в схемах термостатического клапана прямого действия на регулятор отопления с коррекцией по наружной температуре (рис. 3).

2.1.1 Отдельный ввод в квартиру, зависимое подключение к системе центрального отопления.

Рис.1 Отдельный ввод в квартиру, зависимое подключение к системе центрального отопления, количественное регулирование.

1- ввод в квартиру, 2 — датчик расхода воды, 3 — теплосчетчик, 4 — датчик температуры, 5 — регулятор перепада давлений (прямого действия), 6 — термостатический клапан (прямого действия), 7 — обратный клапан, 8 — циркуляционный насос, 9 — байпас, 10 — коллектор системы отопления, 11 — электропривод, 12 — комнатный термостат.

Преимущества схемы:

  • относительно недорогая схема

Недостатки схемы:

  • прямое попадание теплоносителя из центральной системы отопления может привести к засорению системы отопления.
  • При повреждении труб системы отопления теплоноситель будет вытекать, пока не закрыты магистральные клапана.
  • Необходимо обеспечить защиту от сухого хода циркуляционного насоса при сливе системы центрального отопления.
2.1.2 Отдельный ввод в квартиру, независимое подключение к системе центрального отопления.

Рис.2 Отдельный ввод в квартиру, независимое подключение к системе центрального отопления, количественное регулирование.

1 — 14 — см. рис. 1; 3 — теплообменник, 14 — запорные клапана для промывки теплообменника, 15 — подпитка системы отопления, 16 — мембранный расширительный бак.

Рис.3 Отдельный ввод в квартиру, независимое подключение к системе центрального отопления, качественно-количественное регулирование.

1 — 16 — см. рис. 1 — 2; 17 — двухходовой клапан, 18 — привод двухходового клапана, 19 — регулятор подачи теплоты на отопление с функцией погодной компенсации.

Преимущества схем:
  • в систему отопления квартиры не попадают загрязнения из системы центрального отопления.
  • При повреждении труб системы отопления выльется относительно небольшое количество теплоносителя.
  • Первичный контур теплообменника промывается «на месте».
  • при сливе системы центрального отопления циркуляционный насос не будет работать всухую.

Недостатки схем:

  • Относительно дорогие схемы.

2.2 Подключение к системе центрального отопления, вертикальная разводка, двухтрубная система отопления (реконструкция существующей системы отопления). Подключение системы напольного отопления к центральному отоплению в данном варианте можно рассматривать как реконструкцию существующей радиаторной системы отопления. Каждый стояк в квартире рассчитан на определенный расход теплоносителя, установленный балансировочным клапаном. При одной и той же температуре в подающем трубопроводе перепад температуры подающий/обратный трубопровод для напольной системы отопления будет до 2 раз больше, чем при использовании радиаторной системы (например, 70/50 против 70/30), поэтому при использовании напольной системы отопления при том же расходе можно получить до 2 раз больше тепла.

Стандартного решения в данной ситуации не существует, поэтому рассмотрим, например, квартиру с 4 стояками. В данном варианте тепло можно взять от двух стояков, а два оставшихся пустить транзитом.

Установка коммерческих узлов учета в данной схеме затруднительна.

Рис. 4 Вертикальная разводка, двухтрубная система отопления, качественно-количественное регулирование.

1 — 19 — см. рис. 1 — 3; 20,21 — стояки двухтрубной системы отопления, 22 — балансировочный клапан, 23 — трехходовой клапан, 24 — привод трехходового клапана.

При данной схеме подключения происходит замена отопительных приборов (радиаторов) теплообменниками (13). Изменения гидравлического режима работы стояка не происходит, так как балансировочные клапана (22) остаются теми же и с теми же настройками, что и при старой радиаторной системе. Вторичные контура теплообменников подключаются параллельно. Для того, чтобы не балансировать теплообменники по вторичному контуру при монтаже системы необходимо обеспечить одинаковые участки труб при параллельном соединении. Управление системой происходит полностью по вторичному контуру.

Преимущества схем:

  • Все положительные стороны независимой схемы.

Недостатки схем:

  • Относительно дорогая схема из-за применения более чем одного теплообменника.

2.3 Подключение к системе центрального отопления, вертикальная разводка, однотрубная система отопления (реконструкция существующей системы отопления). Подключение системы напольного отопления к центральному отоплению в данном варианте также можно рассматривать как реконструкцию существующей радиаторной системы отопления.

В однотрубной системе отопления нельзя ни значительно снижать температуру теплоносителя, ни управлять расходом теплоносителя. Систему невозможно сделать централизованной, можно лишь заменить существующий радиатор в конкретной комнате на напольное отопление в этой же комнате (главное условие — совпадение тепловой нагрузки на систему отопления). Установка коммерческих узлов учета в данной схеме опять же затруднительна.

Рис. 5 А) Вертикальная разводка, однотрубная система отопления. Б) замена радиатора контуром теплого пола.

1 — 23 — см. рис. 1 — 4; 24 — контур теплого пола.

В каждой комнате квартиры радиатор меняется на один контур теплого пола. Такое подключение является зависимым. Управление температурой в комнате — за счет включения/выключения циркуляционного насоса (8) от комнатного термостата (12). При сливе стояка насос отключается при температуре в стояке ниже установленного предела (защита от работы насос всухую). При желании на трехходовой клапан можно установить привод для управления по наружной температуре.

Преимущества схем:

  • Внутри квартиры в разных комнатах можно сделать разные системы отопления.
  • Невысокая стоимость системы отопления.
  • Отсутствие коллектора теплого пола — отсутствие игольчатых клапанов, система не так требовательна к качеству фильтрации теплоносителя.

Недостатки схем:

  • При наличии воздуха в системе отопления циркуляционный насос может шуметь.
  • Все недостатки зависимой схемы.

2.4 Использование пикового проточного электронагревателя при подключении к системе центрального отопления.

Схема идентична схеме на рисунке 2, но с дополнительным пиковым электрокотлом. Назначение электрокотла — догрев теплоносителя в наиболее холодные дни и в межсезонье, когда тепла от системы центрального отопления не достаточно либо нет, плюс использование электроэнергии в ночные часы по льготному тарифу.

Рис.6 Отдельный ввод в квартиру, зависимое подключение к системе центрального отопления, пиковый электронагреватель, качественно-количественное регулирование. 1 — 24 — см. рис. 1 — 5; 25 — проточный электронагреватель.

В электрокотле все время поддерживается постоянная температура посредством собственного термостата котла. Когда тепла от центральной системы отопления достаточно, трехходовой клапан электрокотла закрыт и электроэнергия расходуется только на теплопотери через корпус электрокотла. Когда двухходовой клапан (17) полностью открыт, трехходовой клапан (23) начинает открываться и часть теплоносителя дополнительно догревается в электрокотле. Практически такую схему управления можно реализовать с помощью стандартного двухконтурного регулятора отопления.

2.5 Подключение к газовому термоблоку.

Для управления температурой подаваемого в систему отопления теплоносителя по наружной температуре в некоторые установки можно дополнительно установить специальную плату, при этом регулирующий газовый клапан будет менять мощность установки от 30% до 100%, тем самым изменяя подаваемую в систему отопления температуру. Однако, во-первых, не все модели термоблоков имеют такую возможность, и, во-вторых, без смесительного клапана достаточно трудно обеспечить очень пологие температурные графики системы напольного отопления. Поэтому целесообразно описать особенности внешнего смесительного узла.

Из-за небольшого размера камеры сгорания при включении горелки одновременно включается внутренний циркуляционный насос термоблока. Необходимо гидравлически развязать циркуляционный насос термоблока и циркуляционный насос узла смешения, это достигается за счет шунтирующей перемычки (27). Диаметр перемычки должен быть больше, чем диаметр других трубопроводов, т. к. оба насоса качают теплоноситель через перемычку в разных направлениях.

Рис.7 Подключение к газовому термоблоку, качественно-количественное регулирование.

1 — 25 — см. рис. 1 — 6; 26 — газовый термоблок, 27 — шунтирующая перемычка.

2.6 Подключение к газовому термоблоку, использование энергии, запасенной в баке аккумуляторе ГВС на отопление.

При установке бака аккумулятора запасенную в нем энергию можно использовать и на нужды отопления, например, для натопа при программном регулировании или для аккумуляции тепла от электрокотла в ночные часы.

Рис.8 Подключение к газовому термоблоку, использование энергии, запасенной в баке аккумуляторе ГВС на отопление.

1 — 25 — см. рис. 1 — 7; 28 — бак аккумулятор, 29 — регулятор подачи тепла на ГВС (прямого действия), 30 — ввод холодной воды, 31 — горячая вода к водопотребителям.

Внутри бака аккумулятора все время поддерживается высокая температура, 80 — 90 оС. Горячая вода приготавливается посредством смешения на термостатическом клапане (29).

© 2008-2012, ООО «Мастер Стоун»

По материалам сайта: http://www.m-stone.ru