Назначение байпаса в системе отопления: расчет, диаметр и особенности обустройства

Одно и двух-трубные системы отопления

Разработано и смонтировано множество схем отопления. Но все они модификации или комбинации из двух вариантов систем, которые можно определить базовыми вариантами.

Базовыми или основными схемами можно считать:

Контур отопления однотрубный

• неравномерность нагрева радиаторов;
• для замены батареи нужно отключить систему.

При организации схемы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией монтируется вертикальная схема разводки.

Трубопровод поднимается на второй этаж, вода поступает в батареи расположенные по горизонтали последовательно. Затем от последнего радиатора трубопровод опускается вниз и подключается к горизонтальной линейке радиаторов, а затем остывший и отдавший свою энергию теплоноситель поступает в котел. Недостатком подобной системы считается неравномерный нагрев радиаторов. Это недостаток особенно заметен, если применяется «самотек», но если установлен циркуляционный насос, разница в температуре практически незаметна.

Вертикальная двухтрубная схема

Вертикальная закрытая система отопления с принудительной циркуляцией схема реализуется в двух вариантах – с нижней (горизонтальной) или верхней разводкой. Горизонтальная разводка организуется следующим образом. Труба «подачи» поднимается на верхний этаж, к нему подключается все батареи, которые подключены к «обратке». Недостаток – наличие двух труб в помещении.

Байпас для циркуляционного насоса

Байпасный узел представляет собой участок трубы, расположенный параллельно подающего или обратного трубопровода, на котором, находятся: 2 шаровых крана; сетчатый фильтр-грязеулоситель и циркуляционный насос. При этом основной трубопровод может оснащаться двумя разновидностями запорной арматурой:

• Шаровым краном, при перекрытии которого поток теплоносителя направляется по байпасу. Кран открывается, если необходимо провести ремонт/замену насоса или прочистку сетчатого фильтра без прекращения работы системы отопления;
• Байпасным клапаном. При работающем циркуляционном насосе, клапан автоматически запирает «основной» трубопровод и движение теплоносителя осуществляется через байпас. В качестве запирающего элемента выступает резиновый шарик, который под давлением потока теплоносителя запирает канал трубопровода.

Байпас с циркуляционным насосом часто используется для улучшения систем отопления с естественной циркуляцией. Байпасный узел превращает естественную систему отопления в «естественно-принудительную». Объединение двух систем в одну делает ее энергонезависимой, т.к. в случае отключения электричества, теплоноситель будет двигаться самотечным путем (благодаря разной плотности теплоносителя на подаче и обратке, холодная, более плотная вода на обратке будет давить на менее плотную разогретую воду на подаче).

Байпас без запорной арматуры.

Существуют клапанные и инжекционные байпасы:

• Инжекционный байпас. Имеет компактные размеры, предназначен для монтажа в ограниченном пространстве.
• Клапанный байпас. Узел стандартных размеров, когда насос, краны и фильтр расположены в одну линию.

Схемы монтажа байпаса в системе отопления

Установка байпаса на батарею отопления должна производиться с выполнением условий по диаметрам труб в узле, подбором оптимального места и правильной компоновки. С учетом возможности случайного перекрытия основного контура отопления, не допустимо наличие запорной арматуры на участке от стояка до самого байпаса и на самом байпасе. Для сбалансированной работы системы, перемычку байпаса необходимо монтировать на максимальном удалении от магистральной трубы и на минимальном от самой батареи.

Схематически узел байпаса в системе однотрубного отопления представлен в следующей таблице:

Схема монтажа байпаса при диагональном, нижнем и боковом подключении в однотрубной системе отопления. ДУ1 – диаметр условного прохода трубы стояка отопления.  ДУ2 – диаметр труб подводки к радиатору (от тройника до радиатора отопления). Данный диаметр должен быть на один размер меньше диаметра трубы стояка. ДУ3 – диаметр байпаса. Он на один размер меньше труб подводки и на два размера меньше трубы стояка.

Более детально все компоненты, входящие в узел байпаса, рассмотрены в двух следующих схемах. Они являются распространенными, но стоит отметить о наличие иных вариантов исполнения — с использованием металлопластиковой трубы с опрессовкой фитингов или готового байпаса, с уже нанесенными резьбовыми участками.

Первая схема — байпасный узел радиатора, выполненный из полипропиленовых труб с напаянными фитингами:

	1) Труба контура отопления (стояк).
2) Резьбовой фитинг для перехода с металлической трубы на полипропиленовую.
3) Участок трубы, которым будет задаваться расстояние от оси стояка до байпаса.
4) Тройники, разделяющие поток на трубу подводки и на байпас.
5) Участок подводки к радиатору.
6) Перемычка-байпас.
7) Фитинги для перехода со сварных соединений полипропилена на резьбовые (металлические).
8) Штуцеры, вкручиваемые в радиатор, для соединения с накидными гайками (американками).
9) Накидная гайка (американка)
10) Терморегулятор.
11) Запорный кран.

Используя металлические трубы, монтаж байпаса можно производить как при помощи сварки, так и с применением деталей с резьбовыми соединениями (краны, тройники, переходники).

Сантехнический комплект металлических изделий для обвязки радиатора с установкой байпаса.

Выбор места для установки отопительных приборов

Радиаторы монтируют под окнами. Это давно установленное правило. От окон в помещении происходят самые большие тепловые потери. Длина радиатора должна составлять 0,7-0,9 длины подоконника. Если в помещении необходимо установить несколько отопительных приборов, а в нем только одно окно, желательно их монтировать на несущих стенах.

Расстояние между полом и радиатором должно быть не меньше, чем 100 мм. Игнорирование этого правила приводит к снижению эффективности работы отопительного прибора. Также производить уборку, ремонт, замену отдельных частей радиатора будет затруднительно. Расстояние между отопительным прибором и стеной должно быть не менее, чем 50 мм. Так радиаторов не будет греть стену, а отдавать свое тепло на повышение температуры внутреннего воздуха. Изменять схему подключения отопительных приборов своими силами в квартирах и загородных домах запрещено. Ремонт систем обогрева необходимо производить по предварительному согласованию со службами управления населенного пункта.

Сборка обходного узла при установке радиатора

Собственно сам байпас при монтаже батарей может изготавливаться, к примеру, с использованием:

• отрезка полипропиленовой трубы;
• двух кранов и тройников;
• двух муфт;
• двух коротких труб-отводов.

Длину отрезка трубы для обходного узла, конечно же, следует подбирать с учетом расстояния между выходами подключаемого отопительного оборудования.

Производится сборка байпаса в следующем порядке:

• краны прикручиваются к муфтам;
• к муфтам с другой стороны посредством утюга привариваются отводы;
• к каждому отводу приваривается по тройнику;
• к горизонтальным выходам тройников приваривается основная труба байпаса.

Обходные узлы из труб другой разновидности собираются примерно по той же схеме с использованием резьбовых соединений и льняной нити или же сварки.

Какой байпас выбрать

Необходимо понимать не только, для чего нужен байпас в системе отопления, но и как его правильно подобрать. Главным правилом при выборе байпаса является тот факт, что диаметр обвода должен быть меньшим на один размер диаметра труб, к которым он будет примыкать. Автоматический вариант необходимо ставить в том случае, если внутри водяной системы отсутствуют примеси с твердыми телами, которые могут повредить сам клапан.

При низком качестве теплоносителя существует вероятность того, что обратный клапан быстро износится. Со временем он может начать заедать и плохо проворачиваться, зачем и следует установить в таких случаях специализированные насосы под диаметр трубы с функцией защиты от накипи и твердых жестких частиц.

В однотрубной магистрали используется схема с шаровыми кранами между самой перемычкой и батареей. Она также дает возможность выключать отдельные приборы. Такой расчет под установленный диаметр позволяет сохранять циркуляцию воды через параллельный обвод.

Читать также: Однотрубная система отопления: схема и порядок монтажа

Преимущества использования автоматического байпаса в однотрубной и двухтрубной системе

В однотрубной и двухтрубной системе с использованием обводного контура наблюдается общее увеличение теплоотдачи батарей на 10-15%. При этом объемы теплоносителя, подаваемые в магистраль отопления, сокращаются на 30-35%. Грамотный расчет и монтаж обвода с использованием байпаса позволяет значительно повысить экономичность системы и снизить коммунальные платежи.

Как повысить энергоэффективность старых отопительных систем

Монтаж байпаса с применением сварочной аппаратуры потребует привлечения специалистов

Чаще всего старая система отопления представляет собой контур с естественным способом транспортировки теплоносителя, чугунными радиаторами и магистралью из стальных труб. При этом нередко подключение приборов осуществляется по однотрубной схеме, что уменьшает тепловую эффективность отопления и не позволяет добиться равномерной теплоотдачи по мере удаления радиаторов от отопительного агрегата.

Справиться с большинством недостатков можно установкой байпаса с циркуляционным насосом и обходных трубопроводов на радиаторах. Увеличение скорости течения рабочей жидкости способствует выравниванию температуры во всех точках системы. Кроме того, возможность регулировки теплоотдачи батарей даст возможность установить необходимую температуру в каждом помещении, что не только повысит комфорт, но и повлечёт за собой общее снижение энергозатрат. Специалисты называют цифру экономии в 10%, что вместе с улучшением эксплуатационных показателей является отличным стимулом для реконструкции оборудования. И всё, что для этого понадобится, – байпас с обратным клапаном, циркуляционный насос и шаровые краны.

Являясь отличным инструментом для перенаправления потока теплоносителя, байпас обеспечивает работоспособность системы, повышает её эффективность и экономичность. Поэтому устройство рекомендуется устанавливать как в процессе строительства обогревающих контуров, так и для реконструкции существующего отопления с естественной циркуляцией. При этом важным достоинством байпаса является простота монтажа, который под силу любому человеку с минимальными слесарными навыками.

Почему устанавливают циркуляционные насосы?

Монтаж циркуляционного насоса обеспечит не только стабильную температуру по всему дому, но и предотвратит появление завоздушин, которые нарушают циркуляцию теплоносителя

Монтаж циркуляционного насоса обеспечит не только стабильную температуру по всему дому, но и предотвратит появление завоздушин, которые нарушают циркуляцию теплоносителя. Правильная установка позволит:

• Увеличить площадь обхвата системы отопления;
• Быстро выровнять температуру в трубопроводе.

Для того, чтобы поставить небольшой насос потребуется значительно меньше усилий и финансовых затрат нежели для замены труб в системе (иногда для решения проблем с отоплением устанавливают трубопровод большего диаметра).

Зачем нужен байпас

В сущности, байпас — простая перемычка, которая предоставляет теплоносителю возможность свободно течь в обход какого-либо оборудования. Если говорить конкретно о циркуляционном насосе, то такое устройство позволяет:

• исключить аппарат из теплонесущего контура;
• предотвратить холостой ход двигателя;
• производить тонкую настройку отопления;
• ремонтировать оборудование или проводить сервисное обслуживание без необходимости отключения отопления.

Основные достоинства системы с циркуляционным нагнетателем — это повышенная скорость течения воды и, до некоторой степени, игнорирование сопротивляемости рабочего контура. Но в то же время, такая схема не может работать без электричества.

Более того, при вынужденном переходе на естественную циркуляцию, насос будет создавать дополнительное сопротивление току воды. Такое может произойти, если ему понадобится срочный ремонт. Чтобы это сопротивление убрать, и нужен байпас.

Также байпас необходим в ситуациях, когда надо произвести спуск или наполнение системы теплоносителем. В этом случае нагнетатель будет препятствием на пути воды, и может создать воздушную пробку. Байпас же обеспечит свободный ток жидкости, избавляя от проблемы.

Наконец, при настройке производительности он берёт на себя часть нагрузки, таким образом защищая насос. Настраивать систему приходится не часто, но дополнительная страховка не помешает никогда.

Это интересно: Выбор бака для системы водоснабжения

Дополнительные циркуляционные насосы

Циркуляционный насос (далее в тексте ЦН), как правило, устанавливается на трубе возврата теплоносителя (обратке). Классическое место врезки байпаса с установленным насосом находится в непосредственной близости у газового, электрического, дизельного, твердотопливного котла, но это не может быть правилом. К примеру, для двухэтажного дома может не хватать мощности интегрированного или околокотельного ЦН и тогда его монтируют на втором этаже, чтобы обеспечить должный подъём воды. Кроме того, ЦН может врезаться в удаленном крыле здания, чтобы обеспечить равномерную циркуляцию жидкости по всему трубопроводу.

1 – байпасом служит отопительный контур; 2 — байпасом служит обводная труба Источник cementequipment.org

Как уже упоминалось выше, в качестве байпаса может быть задействована либо основная, либо обходная ветка контура (см. фото вверху). Чаще всего сечение под ЦН и основной проход имеют разный диаметр, но это не обязательно. Учитывая принудительное всасывание жидкости, диаметр на байпасе с насосом обычно меньше, например, обход Ø 32 мм, а на ЦН — 25 мм. Но здесь следует отметить, что не только расчёты, но и многолетний опыт сантехников говорит о том, что диаметр труб на этом узле должен быть разным.

Сборка и монтаж

Купив байпас для ЦН, его придётся собирать самостоятельно Источник scparts.co.uk Если вас интересует автоматический байпас, то это из области фантастики: полый профиль или bypass нельзя автоматизировать, так как это всего лишь кусок металла (сталь, медь, латунь) или полипропилен. Если говорить об установке ЦН, то этот узел можно приобрести в магазине и на нем заранее предусмотрены патрубки для монтажа насоса. Если у вас металлический отопительный контур, то это очень удобно, но когда обвязка сделана из PPR, то этот узел придётся сваривать самостоятельно, впрочем, это не так уж и сложно.

Перед сборкой придётся решить, как вы будете паковать стыковочные узлы: фум-лентой или кабалкой. Старые сантехники времён СССР всегда ратуют за второй вариант, но многолетняя практика подсказывает, что оба материала прекрасно подходят для этой цели, к тому же фумка гораздо практичней в работе. Но, какому бы материалу вы ни отдали предпочтение, сантехническая паста «Унипак» никогда не будет лишней – её подмазывают по ленте или пакле, чтобы гарантировать надёжность соединения (без протечек).

Стрелка на насосе должна соответствовать направлению теплоносителя Источник homedepot.com

Байпас для котла, работающего на твердом топливе

В нагревательных агрегатах этого типа чугунные теплообменники во время прогрева теплоносителя сразу для всей системы отопления подвергаются очень серьезным нагрузкам. В нижнюю их часть в этот период поступает холодная вода. Сверху же из теплообменников выходит теплоноситель, разогретый до очень высоких температур.

Чугун, как известно — материал относительно хрупкий. Поэтому серьезная разница в нагреве частей теплообменника может легко привести к растрескиванию его стенок. Чтобы такого не происходило, при выполнении обвязки твердотопливного котла посредством байпаса, врезанного в систему между подачей и обраткой, создается малый контур движения теплоносителя.

Включается обходная перемычка в систему в данном случае с применением трехходового клапана. При достижении нужной температуры в малом контуре этот узел приоткрывает вход обратки, в результате чего в циркуляцию включается теплоноситель основного контура.

Как работает байпас в нормальных условиях

Итак, если отбросить тонкости расчетов и формул представить работу этого узла системы отопления можно следующим образом. С верхнего этажа через подающую трубу подается теплоноситель к точке установки байпаса. Как известно из курса физики, и электрический ток и жидкость всегда движутся в направлении наименьшего сопротивления. Попадая из трубы диаметром 3/4 дюйма в отрезок, ведущий к батарее, вода легче будет проникать в трубу большего диаметра. Поэтому лишь небольшая часть теплоносителя попадает в байпас диаметром ½ дюйма, остальной напор движется в батарею по трубе диаметром ¾ дюйма, дальше она проходит через краны и терморегулятор и уходит в регистры батареи. После прохождения и частичного остывания вода по трубе ¾ дюйма снова выходит в магистраль, и проходя через запорный кран, соединяется с потоком из байпаса, движется дальше в общем потоке.

При нормальном напоре и высокой температуре потеря температуры на этом участке будет незначительной, разве что владелец квартиры не установил дополнительно трехметровою батарею с воздушным обдувом.

В случае возникновения нештатной ситуации, например, разгерметизации радиатора для проведения ремонтных работ делается аварийное перекрытие ответвления на батарею – закрываются краны на трубе подачи и отвода. Вот здесь и вступает в работу байпас. Теплоноситель, поступая с верхнего этажа, движется по единственно возможному маршруту – через перемычку и дальше по трубе на нижний этаж. Таким образом, перемычка позволяет не отключать от подачи теплоносителя весь стояк, что позволяет исправить ситуацию с наименьшими потерями и в самые короткие сроки.

Установка на насосе

Байпас для циркуляционного насоса с шаровым краном

Для чего нужен байпас в системе отопления на участке, где установлен электрический насос? Точнее будет сказать, что насос устанавливается прямо на нем. Такое практикуется, когда в гравитационный контур, тот в котором циркуляция осуществляется самотеком, ставится электрический нагнетатель. Он увеличивает скорость потока и тем самым КПД контура становится выше. Это связано с тем, что при более высокой скорости теплоноситель доходит до крайнего радиатора с меньшими теплопотерями.

Вариантов установки байпаса для циркуляционного насоса два:

• на новый контур;
• на уже имеющийся контур.

Разницы в монтаже нет никакой

На что нужно обратить внимание, так это на наличие запорной арматуры на центральной магистрали между патрубками обвода. Это нужно для того чтобы теплоноситель проходил через байпас для циркуляционного насоса, а также чтобы не создавался обратный поток

Чтобы понять почему, рассмотрим поэтапно, как это работает:

• когда работает насос, то он придает теплоносителю ускорение;
• вода из обвода попадает в магистраль и начинает двигаться в обоих направлениях;
• в одну сторону (нужную) она уходит беспрепятственно, а во второй стороне наталкивается на обратный клапан;
• клапан закрывается и тем самым препятствует циркуляции в обоих направлениях.

То есть вода после насоса давит на тарелку клапана сильнее, чем до него, так как скорость теплоносителя за насосом будет выше. По задумке при отключении насоса теплоноситель перестает давить на обратный клапан и не перекрывает его. Это позволяет воде циркулировать самотеком по магистрали, не заходя в обвод.На практике байпас для отопления с обратным клапаном работает не так, как от него требуется.

Поэтому перед тем как установить байпас в систему отопления с обратным клапаном нужно понимать, что по факту, установка насоса на обводе не будет иметь никакого смысла. С таким успехом его можно было бы ставить прямо на магистраль, при этом сознательно отказаться от возможности использования контура обогрева автономно. Нужен ли байпас в системе отопления в таком случае? Получается что, нет.

Если же вместо обратного клапана поставить обыкновенный шаровый кран, то вы сами сможете управлять вектором циркуляции воды по контуру. Давайте рассмотрим, как сделать байпас в систему отопления, на котором будет установлен насос. В такой схеме он состоит из отдельных элементов:

• патрубки с резьбой, которые ввариваются в магистраль;
• шаровые краны – устанавливаются с обеих сторон;
• уголки;
• фильтр грубой очистки – ставиться перед насосом;
• две американки, благодаря которым насос можно снять для проверки или ремонта.

Если вы делаете байпас в системе отопления своими руками, важно соблюдать правильное расположение на нем насоса. Ось крыльчатки должна находиться горизонтально, а крышка клеммной коробки смотреть вверх

Если при правильной установке крышка клеммной коробки смотрит вниз, то ее расположение можно изменить, открутив четыре болта на корпусе. Такое расположение необходимо чтобы был свободный доступ к клеммам, отвечающим за подсоединения питания, а также чтобы исключить попадание на них теплоносителя в случае появления утечки.

Как правильно сделать установку своими руками

Из материалов потребуется:

• сгон 1+14″ 200 мм в сборе с муфтой и контргайкой — 1 шт.;
• резьбовые отводы 34″ — 2 шт.;
• шаровой кран 34″ — 2 шт.;
• грязевик 34″ — 1 шт.;
• уголки 34″ — 2 шт.;
• циркуляционный насос 34″— 1 шт.;
• шаровой кран 1+14″ — 1 шт.;

Процесс монтажа:

1. Собрать обвязку ЦН (насос, уголки, краны, грязевик, резьбовые отводы).
2. Разрезать сгон на две половинки примерно в середине центрального участка (без резьбы).
3. Обе половинки подсоединить к крану 1+14″.
4. Разметить и выполнить отверстия на половинках сгона под отводы 34″ к ЦН.
5. Разобрать собранную обвязку ЦН.
6. Приварить отводы 34″ к половинкам сгона.
7. Окончательно собрать обвязку ЦН с герметизацией резьбовых соединений.
8. Регулировкой муфты сгона выставить расстояние, достаточное для установки ЦН с прокладками (сам насос не устанавливать). Запаковать муфту и законтрить контргайкой.
9. Вырезать из трубы обратки участок (для приварки байпаса).
10. Приварить собранный обвод к участку трубы обратки.
11. Установить ЦН.

Нужен обратный ли клапан

Клапан нужен при монтаже шунтирующей перемычки с ЦН в гравитационной системе отопления для автоматического запуска естественной циркуляции при выключении ЦН.

Применение в батареях с однотрубной системой

В такой системе все отопительные приборы крепятся последовательно: выход одной батареи соединяется со входом другой. Однотрубная система имеет ряд недостатков:

• К последней батарее в цепочке ТН подходит уже охлажденным.
• При выходе из строя одной батареи циркуляция ТН прекращается.

Для устранения этих недостатков однотрубную систему оборудуют шунтирующими перемычками, соединяющими подачу и обратку:

• К последним батареям подходит часть нагретого ТН, который прошел через перемычки.
• При выходе из строя батареи или ее отключении отсечными кранами ТН циркулирует в обход по перемычке.

Байпас в узле циркуляционного насоса

Доказывать то, что автономная система отопления частного дома, работающая по принципу принудительной циркуляции теплоносителя – более эффективная и управляемая, наверное, не надо. Установка насоса быстро оправдывает себя и в плане оптимального распределения тепла по помещениям, и в экономичности эксплуатации, и это даже несмотря на то, что сам насос являете потребителем энергии. Даже те хозяева, у которых собранные когда-то системы были рассчитаны на естественную, гравитационную циркуляцию, не отказываются сейчас и от дополнительной установки насосного узла.

Но вот проблема – в ряде местностей не являются каким-либо и ряда вон выходящим явлением перебои в снабжении электроэнергией. Ну а система отопления, завязанная на циркуляционный насос, волей-неволей становится энергозависимой. Хорошо, если продуман вопрос какой-нибудь альтернативной подачи электроэнергии на этот случай – от источника бесперебойного питания или собственного генератора. , хотя и это выручит только на какой-то короткий период. Значит, необходимо спланировать систему отопления так, чтобы она в подобных экстремальных ситуациях могла бы переключаться на работу по принципу естественной циркуляции. И в этом помогает байпас, установленный на насосном узле.

Различные по исполнению, но совершенно одинаковые по принципу действия насосные узлы с байпасом – есть возможность переключения с принудительной на естественную циркуляцию

Такой узел может работать в ручном режиме – при отсутствии электропитания хозяевам необходимо всего лишь переключить краны, перенаправив поток теплоносителя не через байпас с насосом, а напрямую по магистральной трубе. В иных сборках используются клапанные устройства – там поток будет перенаправлен в автоматическом режиме. Еще один вариант – инжекторная схема, без крана и клапана, но ее, честно говоря, не особо хвалят, и советуют все же обратиться к «классике».

В настоящей публикации на насосном узле с байпасом останавливаться не будем. Вовсе не потому, что этот вопрос – не важен. Скорее, наоборот – проблемам выбора и правильной установки циркуляционного насоса, от проведения необходимых расчетов до пошаговой инструкции по самостоятельному монтажу, посвящена отдельная публикация.