Варианты применения байпаса в системах отопления

Что такое байпас и для чего он нужен

Байпас — это перемычка, устанавливаемая в системе отопления параллельно основной тепловой трассы, для организации прохождения теплоносителя в обход заданных участков. Это позволяет теплоносителю проходить не только по основной системе, например труба отопления — радиатор — труба отопления, но и так же минуя один из элементов, например радиатор отопления, при этом теплоноситель продолжает свое движение по трубам отопления. Байпас позволяет решать различные задачи и является основным элементом любой системы отопления.

Принцип работы байпаса

Проще всего понять принцип работы байпасной линии можно на примере организации однотрубной системы отопления многоквартирного дома. Данная схема организации отопления построена по принципу последовательного размещения радиаторов отопления на одной линии. В подвале дома размещаются коллекторы подачи и обратки — это теплопункт с элеваторным узлом. Теплоноситель от коллектора подачи по стояку движется по двум схемам: с верхней подачей или нижней подачей. При организации схемы отопления с верхней подачей теплоноситель по стояку поднимается до верхней точки и после этого опускается вниз, проходя по всем присоединенным радиаторам отопления. При организации схемы отопления с нижней подачей, теплоноситель сразу поступает в радиаторы отопления с нижней точки и последовательно проходит по ним до верхней точки и после этого идет вниз, к нижней точке, так же проходя через подключенные радиаторы.

Вне зависимости от того какая схема отопления применяется, теплоноситель начинает свое движение с коллектора подачи, проходит радиаторы и возвращается в обратный коллектор. А теперь давайте представим, что на одном из элементов системы отопления, радиаторе, произошла утечка и его необходимо заменить. Если перед радиаторами не был произведен монтаж байпасов, для проведения ремонтных работ придется полностью останавливать движение теплоносителя по системе отопления, сливать его и производить ремонтные работы. Все подключенные потребители на время ремонтных работ останутся без отопления. Если же байпас установлен, для проведения ремонтных работ достаточно перекрыть краны на байпасе, идущие в сторону радиатора отопления и движение теплоносителя будет осуществляться не по основной линии системы отопления, а по байпасной линии.

Разновидности байпасов системы отопления

Байпас применяется для решения разнообразных задач, но в зависимости от типа устройств выделяют три основных вида обводных труб:

• Нерегулируемый обводной патрубок;
• Управляемый вручную байпас;
• Автоматический байпас.

Давайте подробнее ознакомимся с каждым из видом применяемых байпасов, а так же с их достоинствами и недостатками.

Нерегулируемый обводной патрубок

Конструктивно нерегулируемый обводной патрубок или неуправляемый байпас представляет собой трубу, подключенную к основной магистрали, без дополнительного оборудования. Данный участок трубы открыт постоянно и обеспечивает свободное протекание теплоносителя через себя. Соответственно контролировать протекание через байпасную линию не представляется возможным, поток не регулируемый. Данный тип байпасов широко применяется в схеме подключения радиаторов отопления. Запорные арматуры устанавливается перед радиатором и контролирует поток теплоносителя только на этом элементе системы. При установке нерегулируемого обводного патрубка при вертикальной разводке нужно помнить, что его диаметр должен быть в обязательном порядке меньше, чем диаметр основной трубы отопления.

Если не соблюдать данное правило, весь поток жидкости или большая его часть пройдет мимо основного радиатора и пойдет дальше по системе отопления. Это связано с гидравлическим сопротивлением, жидкость выбирает путь с наименьшим сопротивлением. Уменьшая диаметр трубы байпаса увеличивается сопротивление и теплоноситель проходит по основной системе, минуя нерегулируемый байпас. При горизонтальной разводке большую роль играет свойство горячей жидкости подниматься наверх. Это связано с меньшим удельным весом теплоносителя. В связи с этим нерегулируемый байпас горизонтальной или нижней разводки делают из трубы такого же диаметра, как и основной системы, а патрубок отходящий к радиатору диаметром меньше. Нерегулируемый байпас отлично себя зарекомендовал в эксплуатации любых систем отопления. При правильном проектировании и монтаже не имеет недостатков.

Управляемый вручную байпас

Конструктивно управляемый вручную байпас представляет собой такую же полую трубу, подключенную к основной системе отопления, но уже с дополнительным оборудованием. Как правило в байпас устанавливают шаровые краны. Широкое применение обходной патрубок с запорной арматурой приобрел в частных домах, поскольку он позволяет увеличить КПД системы отопления, за счет того, что при закрытом обводном участке весь объем теплоносителя будет проходить через радиаторы отопления. При открытом шаровом кране система отопления будет идентична системе с применением нерегулируемого байпаса.

Наличие шарового крана не влияет на гидравлическое сопротивление системы. Байпасы с ручной регулировкой имеют следующие недостатки:

• применение управляемых вручную байпасов запрещено в многоквартирных домах. Это связано с тем, что при перекрытии всех запорных арматур полностью нарушится протекание теплоносителя по системе, что в многоквартирном доме не допустимо;
• необходимо правильно эксплуатировать шаровые краны на байпасе. Она заключается в регулярном проворачивании крана из положения «открыто» в положение «закрыто». Если не выполнять данную рекомендацию, есть большой риск того, что запорная арматура прикипает и становится неуправляемой. Если не получиться расшевелить шаровый кран, единственный способ устранить неисправность, его замена на исправный кран.

Автоматический вариант байпаса

Автоматический байпас применяется в тем случаях, когда регулировка протекания теплоносителя через основную магистраль или байпасную линию должно осуществляться в автоматическом режиме, без участия человека. Применение автоматического байпаса нашло широкое применение при проектировании и монтаже систем отопления как многоквартирных, так и частных домой. Как правило автоматический байпас устанавливается в системах отопления с применением циркуляционного насоса, так называемая гравитационная система отопления.

Отличительная черта данной системы является возможность движения теплоносителя по ней за счет насосного агрегата, так и путем самотёка. Циркуляционный насос применяется в данной системе для повышения КПД системы. За счет увеличения протекания теплоносителя по системе снижаются теплопотери и обеспечивается более равномерный прогрев. В нормальной режиме, теплоноситель циркулирует через насос, клапан на байпасе находится в закрытом положении. В случае аварийного отключения циркуляционного насоса, в результате повреждения, отключения электричества или другой нештатной ситуации, клапан байпаса переходит в положение «открыто» и теплоноситель минуя насос продолжает движение по байпасной линии. Более подробное устройство автоматического байпаса и варианты его исполнения можно посмотреть здесь.

Основные варианты установки байпаса

Как было указано выше, применение байпаса в системах отопления в первую очередь предназначено для обеспечения бесперебойного теплоснабжения или минимизации последствий в случае возникновения аварийных ситуаций. Принцип работы байпаса любого типа одинаков, организовать прохождение теплоносителя в обход основной магистрали, но в зависимости от места применения, необходимо применение определенного вида байпаса.

Байпас в радиаторной перемычке однотрубной схемы

В многоквартирном доме для радиаторов отопления, а так же змеевиков в основном применяют неуправляемый байпас. Байпасная перемычка применяется для радиаторов отопления, в однотрубных конструкциях системах отопления. Для двухтрубных контуров установка байпаса не требуется, радиаторы в данном случае будут параллельно подключены друг к другу.

Байпас в обводной линии циркуляционного насоса

Особенностью применения циркуляционного насоса в данной системе заключается в том, что движение теплоносителя в первую очередь осуществляется за счет физических свойств жидкости, а не за счет насоса. Применение насоса обусловлено общим повышением КПД системы отопление, за счет увеличение скорости потока теплоносителя и уменьшения теплопотерь. Установка байпасной обвязки в линии насоса обусловлено повышением эффективности работы системы отопления. В случае непредвиденного отключение насоса, отопление не будет прерываться. Естественная циркуляция жидкости будет осуществляется через участок байпаса. Если же система организована посредством принудительной циркуляции, установка байпаса не требуется, ввиду того, что циркуляция полностью останавливается после отключения насоса.

Нерегулируемый байпас в обвязке циркуляционного насоса

В данном варианте байпас выполняется в виде прямого участка трубы. Такой вид требует наименьших затрат, прост в эксплуатации и монтаже. В данном случае работает принцип создания области разряжения сзади выходного патрубка, который имеет сужение на выходе и выступает в роде сопла. Жидкость под высоким давление поступает в основную магистраль системы, увлекая весь поток воды за собой. Если насос отключен, за счет естественного движения поток теплоносителя будет проходить через байпасный участок, а основная магистраль будет перекрыта лопатками насоса.

Байпасный участок с обратным клапаном

В данном случае в байпасную линию устанавливается обратный клапан. Его задача заключается в ограничении потока теплоносителя при работе циркуляционного насоса, чтобы жидкость проходила по основной магистрали, минуя байпасный участок и наоборот, в случае остановки насоса клапан открывается и обеспечивает свободное движение жидкости самотеком.

Принцип работы заключается в том, что при включенном насосе давление воды выходного патрубка превышает давление на входном патрубке. Из-за этого обратный клапан закрывает шариком отверстие клапана. Когда насос выключен, давление на патрубках выравнивается, шарик выходит из седла клапана и обеспечивает свободное движение теплоносителя.

Байпасный участок с электромеханическим клапаном

Принцип работы аналогичен байпасу с обратным клапанов, но в данном случае в качестве запорной арматуры используется шаровый кран с электрическим приводом.

В нормальном режиме работы клапан находится в закрытом положении и не допускает протекание теплоносителя через байпасный участок системы. В случае остановке насоса, подается управляющий сигнал на открытие клапана и поток теплоносителя осуществляется через байпас. В дальнейшем клапан автоматически закрывается при запуске насоса и протекание жидкости осуществляется через основную магистраль системы отопления.

Байпас в смесительном узле водяного теплого пола

Байпасная (обводная) линия в схеме подключения теплых водяных полов является неотъемлемой частью такого элемента как смесительный узел. Отсутствие байпаса при монтаже приведет к тому, что система теплого пола не будет правильно функционировать. В качестве теплоносителя для теплого пола используется горячая вода из основанной магистрали и имеющую температуру в диапазоне от 60 до 80 °C. Такая температура теплоносителя не подходит для теплого водяного пола и не должна превышать 40 — 45 °C.

Байпас в данном случае применяется для поддержания температуры теплоносителя в системе теплого пола в заданном диапазоне. Осуществляется это с помощью трехходового клапана, который ограничивает поступление горячей воды из основной магистрали, пропуская через себя только заданный объем горячей воды. Остальной объем теплоносителя проходит через байпасный участок, поступает в коллектор, где происходит смешивание с охлажденной водой и далее теплоноситель продолжает движение по основной магистрали.

Байпас в обвязке котла отопления

Байпас применяется для создания малого контура циркуляции теплоносителя от котла отопления. Его применение в обвязке котла отопления по своему функционалу схоже с применением в системе теплых водяных полов, обеспечение заданной температуры теплоносителя, поступающую в котел. Байпасной линией соединяют два участка основной магистрали, с одной стороны которой протекает нагретая вода из котла отопления, а с другой стороны охлажденная вода, прошедшая через радиаторы отопления. На участке соединения горячей воды из котла и охлажденной воды из радиаторов устанавливается трехходовой клапан. С помощью него осуществляется подмешивание горячей воды в охлажденную, для того чтобы в котел не поступала сильно охлажденная вода. Это необходимо не только для повышения КПД системы отопления, но и так же обеспечивает правильные условия функционирования котла отопления. Если в котел будет попадать вода температурой ниже 50-55 °C, это приведет к появлению конденсата на стенках топочной камеры. Возникшая коррозия может очень быстро разрушить стенки бака и нагревательный элемент твердотопливного котла отопления.

Схемы подключения байпаса

Рассмотрим основные схемы подключения различных типов байпасов в системы отопления. Они конечно же могут отличаться в зависимости от каждой конкретной ситуации,  но основной принцип установки для обеспечения правильного функционирования всегда остается один и тот же.

Схема подключения байпаса к радиатору отопления

Схема подключения байпаса в обводной линии циркуляционного насоса

Схема подключения байпаса теплого пола

Основные ошибки монтажа байпаса

Несмотря на то, что байпасный участок является очень надежным узлом системы и практически не имеет слабых мест, неправильный монтаж, ошибка в проектировании или не соблюдение основных правил установки может привести к нарушению функционирования байпаса. Перед началом работ обязательно ознакомьтесь с основными ошибками монтажа, чтобы их не допустить, ведь устранение возникших неисправностей приведет к значительным временным, так и финансовым потерям.

Ошибки при монтаже байпасного участка  на обводной линии радиатора отопления

Для байпасного участка  на обводной линии радиатора отопления основной ошибкой является неправильный подбор диаметра трубы байпаса. При установке нерегулируемого обводного патрубка при вертикальной разводке диаметр трубы в обязательном порядке должен быть меньше, чем диаметр основной трубы отопления. Нерегулируемый байпас горизонтальной или нижней разводки должен выполняться из трубы такого же диаметра, как и основной системы. Так же не стоит забывать, что монтажные работы, а именно сварку, как стальных труб так и полипропиленовых, должен проводить человек с опытом работы с такими материалами. Неправильный нагрев полипропиленовой трубы может привести к зауживанию внутренней стенки трубы, что приведет к нарушению протекания теплоносителя. Неправильный сварной шов, так же может привести к нарушению движения воды по трубе. Так же не стоит забывать, что некачественная сварка, это прямая угроза порыва трубы, что приведет к затоплению помещения. Так же не забывайте, что монтаж шаровых кранов или другой запорной арматуры допускается только в частных домах и запрещены к установке в многоквартирных домах!

Ошибки при монтаже байпаса в обвязке циркуляционного насоса

При монтаже байпаса в обвязке циркуляционного насоса стоит помнить, что кроме качественного монтажа системы, особое внимание необходимо уделить качеству воды, а именно наличию примесей. Особенность режима работы байпасного участка в обвязке циркуляционного насоса заключается в том, что в основном теплоноситель в этом участке находится в  стоячем положении. Основное движение воды осуществляется через насос. В результате этого, если вода содержит много примесей, например частичек металла, песка или грязи, это в конечном итоге приведет к забиванию клапана или прикипанию запорной арматуры. Именно в связи с этим, наличие очистных систем, предназначенных для улавливания больших фракций или монтаж грязевика перед участком насоса и байпаса обязательно. Так же не стоит забывать, что данные элементы подлежат периодической очистке и замене старых фильтров. Если применяется электромеханический клапан, то в обязательном порядке должна проводиться его диагностика в соответствии со сроками технического обслуживания.

Ошибки при монтаже байпаса в смесительном узле водяного теплого пола

Основная ошибка при монтаже теплого водяного пола заключается в отсутствии байпасного участка в схеме теплого пола. Это приводит к тому, что по основной магистрали будет проходить горячий теплоноситель, имеющий температуру около 80 С, что недопустимо как со стороны условий комфорта, пол будет раскален, что приведет к порче напольного покрытия, так и эксплуатационных условий, на элементы системы будет воздействовать высокие температуры, что приведут к быстрому износу и повреждению элементов системы теплого пола. Применение байпасного участка в системе теплого пола обязательно!

Ошибки при монтаже байпаса в обвязке котла отопления

В данном случае ошибка монтажа как и в случае с теплым водяным полом заключается в отсутствии байпасного участка в обвязке котла отопления. Причина такая же, температура теплоносителя не будет соответствовать заданным эксплуатационным параметрам, только в данном случае температура воды будет критически ниже допустимой, ввиду отсутствия подмешивания в холодную воду теплой воды из основной магистрали. Это приведет  к тому, что в котел будет поступать холодная вода, что приведет у снижению эксплуатационных характеристик и снижению КПД системы, так и к возможному повреждению оборудования, ввиду появления конденсата на стенках бака котла.

Заключение

Как Вы уже наверное успели заметить, не смотря на то, что байпасный участок в различных системах является хоть и простым, в плане конструктивного исполнения, но очень важным элементом. Именно его наличие в системе отопления или любых других позволяет значительно повысить эффективность, удобность эксплуатации  надежность любой системы. Любую поломку в системе можно будет устранить без значительного ущерба для других потребителей, а применение байпаса в системах теплого пола или обвязки котла топления не только повысит КПД, а так же обеспечит комфортное и надежное функционирование системы.