Что такое байпас в системе отопления индивидуального дома, области его применения.

При планировке отопительных систем используют различные методы разводки, одним из элементов которых является байпас. Что такое байпас в системе отопления, знает каждый специалист по разработке и устройству бытовых отопительных систем, информация может быть полезна и хозяину коттеджа или дачи, если он своими руками занимается обустройством обогрева своего жилья.

Хотя байпас простейшая деталь, без его нельзя обойтись в многоквартирных высотных зданиях с экономичной однотрубной разводкой, также применение элемента широко практикуют в бытовых отопительных сетях. При обустройстве отопления правильное размещение байпаса в нужных местах позволяет добиться высокой эффективности прогрева помещения, сэкономить финансовые средства, избежать негативных последствий аварийных ситуаций, возникающих в процессе эксплуатации оборудования.

Рис. 1 Однотрубная и двухтрубная подводка

Что такое байпас в системе отопления

Байпас — русскоязычное произношение английского слова «bypass», в переводе означает обходить, миновать, обходной путь, объезд. Похожую роль устройство играет и в трубопроводной системе — создает обходной путь для рабочего тела, становясь своеобразной перемычкой байпасом между точками входа и выхода включенных приборов теплообмена.

Конструктивно деталь представляет собой короткий отрезок трубы, выполненный из аналогичного трубам материала, установленный на небольшом расстоянии от входных и выходных штуцеров подключенного теплообменника. Трубный участок может быть приварен в случае применения металлических труб, закреплен на резьбовые фитинги при использовании металлопласта, впаян в магистраль из полипропилена.

Рис. 2 Схемы подключения радиаторов

Зачем нужен байпас в отопительной системе

Чтобы понять, для чего нужен байпас, и оценить важность установки данного элемента, следует рассмотреть основные типы разводки бытовых систем отопления.

При монтаже бытовых теплосетей различают последовательное (однотрубное) и параллельное (двухтрубное, коллекторное) подведение рабочего тела к теплообменным агрегатам, в первом случае теплоноситель проходит последовательно через все приборы, постепенно охлаждаясь в конце. При последовательной схеме подача теплоносителя в теплообменники осуществляется с самой верхней точки или снизу, при этом он циркулирует по замкнутому кольцу, возвращаясь к котлу по трубам обратной ветви.

Однотрубная система требует меньше материалов при размещении и широко используется в многоквартирном жилье, при установке избежать главного недостатка — слабого нагревания наиболее удаленного радиатора в сети, помогает врезка перемычки-байпаса. Предназначение байпаса — создание дополнительного пути в обход всех радиаторов, обеспечивающего подвод теплоносителя одинаковой температуры к каждому из них, это способствует более равномерному прогреву.

Рис. 3 Конструктивное устройство байпаса из металла и его подключение

Вторая важная функция установленного патрубка-байпаса — обеспечение бесперебойной доставки теплоносителя ко всем радиаторам при поломке или отключении одного из них в последовательной цепи. Из схемы на рис.1 понятно, что при отсутствии байпаса между трубами при выходе из строя одного из радиаторов (утечка, засор) доставка теплоносителя в последующие цепи прекращается, в результате чего жильцы остаются без тепла, а всей системе угрожает промерзание.

Третье предназначение байпаса — поддержание постоянной циркуляции теплоносителя при поломке компрессионного насоса системы отопления. В случае применения байпаса система работает естественным образом, обеспечивая циркуляцию в обход насосной ветки — это гарантирует бесперебойный обогрев помещений в жилище. Следует отметить, что для обеспечения режима естественной циркуляции, когда насос отключен, необходимо соответствующее конструктивное исполнение (большой диаметр труб, уклоны), при несоблюдении этих условий круговое движение жидкости за счет теплового расширения не должно работать.

Немаловажное преимущество байпаса — возможность отключения любого радиатора для его ремонта, профилактического ухода или замены. Достигается это за счет расположения двух шаровых кранов на радиаторных входных и выходных штуцерах, после их запирания радиатор можно легко снять для ремонта, технического обслуживания, наращивания дополнительных секций. Подобные функции байпас выполняет при параллельной установке в цепи компрессионного электронасоса — при помощи двух шаровых кранов электронасос легко отключается от теплопроводной сети для ремонта, обслуживания, замены оборудования без слива воды и прекращения отопления помещений.

Рис.4 Байпас в системе отопления и принцип работы в цепи радиатора отопления

Какие бывают виды байпасов

Хотя байпас является довольно простым элементом, диапазон его функций может быть существенно расширен за счет использования встроенной в него различного вида сантехнической арматуры. Конструктивное исполнение байпаса зависит от линии, в которой его используют, типа жилых или производственных зданий с установленным однотрубным обогревом.

Нерегулируемый обводной патрубок

Наиболее простая конструкция байпаса — обводная нерегулируемая труба, соединяющая трубопроводы между входной и выходной линией. Такой элемент обычно устанавливается в многоквартирных домах, где отсутствие запорного устройства предотвращает случайное перекрытие или частичное запирание байпаса и соответственно нарушение работы всей системы, ее разбалансировку.

Нерегулируемый узел находит широкое применение в распространенной «ленинградке» — однотрубной линии с прямой байпасной трубой большого диаметра и цепочкой параллельно подключенных к ней батарей отопления.

Рис. 5 «Ленинградка» — популярная схема обвязки для однотрубной конструкции

Управляемый вручную байпас

Так как через байпас, установленный параллельно подключенным приборам теплообмена, проходит часть теплоносителя, минуя приборы отопления, для увеличения подачи носителя в радиатор его сечение делают меньше других труб, увеличивая гидравлическое сопротивление. Обычно диаметр байпаса в однотрубной системе отопления меньше подходящих от центрального стояка к радиатору труб на четверть дюйма, которые в свою очередь имеют внешний размер меньше стояковых труб на такую же величину.

Понятно, что данная система является нерегулируемой и не позволяет эффективно использовать систему — радиатор при большом количестве секций не всегда полностью прогревается из-за ухода теплоносителя по байпасной трубе.

Читайте также:  Система безопасности для отопления закрытого типа — назначение, устройство, монтаж

К тому же при монтаже теплопроводной линии в частном доме нет смысла использовать трубы разных диаметров с шагом в 1/4 дюйма — получить малое сечение байпасной перемычки относительно центрального трубопровода за счет использования различных отрезков технически трудно выполнимая задача.

Рис. 6 Байпас в системе отопления радиаторами

Поэтому в системе практичнее установить в байпасный переходник регулирующий вентиль — это позволит вручную изменять объем подачи за счет уменьшения сечения перемычки и соответственно регулировать температуру нагрева теплообменников. Если в индивидуальном жилье устанавливают «ленинградку» с горизонтально расположенной прямой магистралью, то регулировку количества проходящего через радиаторы теплоносителя осуществляют терморегуляторами или шаровыми кранами, установленными на входе и выходе радиаторов.

Следует отметить, что вставка шарового крана в байпасную линию многоквартирного жилого дома неприемлема и является грубым нарушением, приводящим к разбалансировке и сбою работы всей системы отопления по однотрубному вертикальному стояку.

Как установить автоматический байпас

Автоматический байпас с клапаном обычно устанавливают параллельно компрессионному электронасосу, в качестве запирающей проходной канал арматуры берут обратный клапан. Система функционирует таким образом, что при работающем электронасосе тепловой носитель проходит по ветви подключения насоса, который втягивает в себя в жидкость из главной магистрали и байпасной ветки.

При этом обратный клапан, сделанный в виде шара или запорной шторки, всасывается потоком и перекрывает обводной канал. При отключении электронасоса его лопасти останавливаются и частично перекрывают канал, запирающий элемент обратного клапана не втягивается электронасосом и под напором открывает канал. В результате тепловой носитель следует по пути, где меньше гидравлическое сопротивление, то есть по патрубку-байпасу.

Рис. 7 Шаровой байпасный клапан в системе отопления – принцип действия и внешний вид

Устанавливается байпас с клапаном на двухсторонние тройники, два штуцера которых подключены в линию, а к третьему отводу присоединен циркуляционный электронасос с двумя запирающими кранами и фильтром.

Существует и другая разновидность автоматического обходного байпаса — инжекторная, в которой узел с насосом вваривается в изогнутый трубопровод главной магистрали. При работающем насосе основной объем теплоносителя проходит через него, а если электронасос отключен, носитель беспрепятственно поступает в магистраль по перепускному байпасному каналу.

Подобная конструкция встречается в быту значительно реже из-за сложности монтажа при использовании полипропиленовых или пластиковых труб, необходимости пайки и сварных работ при применении медных или стальных труб.

Байпас в обвязке радиатора отопления

При установке перемыкающего узла соблюдают следующие основные правила:

Перемычку располагают как можно ближе входным радиаторным штуцерам — это способствует более эффективному нагреву теплообменников в результате прохождения через них больших объемов теплоносителя.

На входе и выходе батарей необходимо разместить запорные шаровые краны, позволяющие отключить их от сети для профилактических и ремонтных работ без слива теплоносителя и прекращения обогрева.

При использовании для обогревания индивидуальных жилых домов трубопроводов из современных материалов — металлопластика или полипропилена, лучше установить в обводной байпас регулирующий вентиль. С его помощью можно уменьшить поток, проходящий через перемычку, а также отрегулировать температуру нагрева всех радиаторов в магистрали за счет изменения сечения ее проходного канала.

Рис. 8 Примеры установки регулирующего вентиля между байпасом

Для чего требуется байпас на радиаторе

Как отмечалось ранее, использование байпаса с радиаторами отопления эффективно только в однотрубных схемах, деталь позволяет добиться более равномерного нагрева всех теплообменных агрегатов. Также присутствие байпаса позволяет подавать воду на последующие теплообменные приборы при выходе из строя или отключении одного из них.

С помощью установленного в перемычку крана можно отрегулировать вручную систему таким образом, чтобы все радиаторы равномерно нагревались. Для этого сечение перемыкающего байпаса к ближайшим к котлу теплообменникам увеличивают, а у самых отдаленных радиаторов уменьшают, управляя таким образом проходящим через батареи потоком.

Рис. 9 Обвязка радиатора полипропиленовой и металлопластиковой трубой

Самостоятельный монтаж байпаса в радиаторной обвязке

Перед тем, как установить байпас, можно рассмотреть заводские образцы — промышленностью выпускаются готовые изделия для радиаторных теплообменников, в которых расстояние между соединительными входными штуцерами соответствует стандартному осевому размеру от верхней и нижней точек подключения радиаторов.

Задача, как сделать байпас на систему отопления, имеет разные решения в зависимости от материала используемых труб. Обычно самостоятельный монтаж данного элемента не вызывает особых трудностей у любого хозяина (за исключением полипропиленовых труб), имеющего минимальные сантехнические навыки и необходимый инструмент (нужно один или два разводных ключа).

На рис.8 показана установка байпаса в водопроводную линию из полипропилена, который подключен к стояку 1 через переходные муфты 2. Байпас 6 подключается через тройник 4, соединенный с магистралью участками труб 3 и 5. К терморегулятору 10, соединенному с радиатором 8 посредством американки 9, трубный отрезок из полипропилена подключается при помощи фитингового переходника с металла на полипропилен 7, аналогичным образом происходит соединение линии с перекрывающим вентилем 11.

В данной схеме все трубы имеют одинаковый наружный размер, поэтому работа такой конструкции неэффективна (внутреннее канальное сечение патрубка-байпаса в однотрубной подводке должно быть меньше), для ее нормальной работы необходима врезка регулирующего вентиля в участок 6, уменьшающая проходное канальное отверстие.

Аналогичным образом монтируют  перемычку-байпас на батарее при использовании металлопластика, наиболее быстро конструкцию можно собрать, используя компрессионные фитинги (рис.8).

Следует отметить, что в схеме на рис. 8 трубные отрезки 5 не обязательны, тройник можно присоединить непосредственно к шаровому крану и терморегулятору, удлинив участок 3.

Если в обогреве для подводки воды используют металлические трубы, перемычку-байпас можно разместить непосредственно вблизи кранов на входных и выходных батарейных штуцерах, подключив к ним два тройника. Диаметр перемычки-байпаса несложно сделать меньше главной магистрали перемыкающей трубой малого сечения, запорный вентиль при этом ставить в перемычку не обязательно.

Рис. 10 Параллельная байбасная ветвь в цепи циркуляционного насоса

Байпас в узле циркуляционного насоса

В современном отоплении циркуляционные электронасосы постепенно вытесняют разводки с естественной циркуляцией благодаря своим преимуществам: быстрому перемещению потока жидкости и регулировке скорости его движения, позволяющей обеспечить ускоренный обогрев холодного помещения. Немаловажным достоинством является возможность программирования режимов функционирования, безопасность замкнутого контура при использовании ядовитого незамерзающего антифриза — этиленгликоля.

Читайте также:  Паяльник для полипропиленовых труб — виды, особенности, цены

Единственным недостатком является зависимость от циркуляционного насоса — если отсутствует подача электроэнергии или произошла его поломка, подача тепла становится невозможной. Применение простой перемычки между участками прямой и обратной ветви с установленным электронасосом позволяет избавиться от этой проблемы, создавая обходной путь рабочему телу. При подключении элемент лучше установить горизонтально, хотя на практике можно встретить и вертикальное расположение байпаса.

Иногда в патрубок-байпас врезают запорный вентиль, при этом другие два крана монтируются на входе и выходе узла с циркулярным насосом — это позволяет легко демонтировать насосное оборудование без слива воды для ремонта, профилактических работ, замены.

Где еще применяется байпас в отоплении

Ответ на вопрос, для чего байпас в системе отопления, не может быть полным без рассмотрения других вариантов его размещения. Многие сталкиваются с подобным устройством ежедневно, пользуясь полотенцесушителем, включенным параллельно центральному стояку. Другие сферы использования патрубка-байпаса мы рассмотрим ниже.

Рис. 11 Полотенцесушитель – варианты подключения

Байпас в контуре водяного теплого пола

При наличии большого количества теплых водяных полов в частном доме их подключение осуществляют по коллекторной схеме — это обеспечивает одинаковый напор и температуру воды в каждом контуре.

В отличие от внутридомовой системы отопления, нагрев теплоносителя теплого пола не должна превышать 45 градусов — это связано с удобством пользования полами (слишком горячая поверхность напольного покрытия непрактична и вредна для здоровья) и предельными температурными характеристиками теплоносящих труб.

Дело в том, что полиэтилен повышенной термостойкости PE-RT, являющийся отличным вариантом при использовании в качестве трубопровода для теплого пола, обладает предельным температурным порогом в +70 С., поэтому на него не должна подаваться жидкость с более высокими температурными значениями.

Рис. 12  Многоконтурная коллекторная схема обогрева коттеджа

Байпас, связывающий линию подачи, расположенную внизу коллекторной группы (определяется по наличию расходомеров) и верхнюю обратную линию (на ее коллекторе расположены регулировочные клапаны со съемными колпаками для прикручивания сервоприводов) подает остывшую воду из обратки на прямой коллекторный вход. Таким образом, через смесительный узел в виде тройника достигается снижение общей температуры входящей жидкости за счет подмешивания к ней холодного водного потока.

В продаже имеются готовые коллекторные смесительные узлы, в которые установлены циркуляционный электронасос, балансировочные клапаны на каждую ветвь, водомеры, терморегулятор, воздухоотводы, некоторые модели оснащены приборами контроля давления. Многие модификации не имеют встроенного байпаса, который обычно не устанавливают в двухтрубные системы и считают в них лишней деталью. Но некоторые модели имеют данный элемент, еще одна роль которого — компенсация избыточного давления в трубопроводе теплых полов, при повышении которого часть потока поступает в обратную  линию, если ее коллектор расположен ниже прямого. Одновременно элемент снижает последствия гидравлических ударов, возникающих при включении и отключении циркулярного электронасоса в линии теплых полов.

 

Рис. 13 Коллекторный  узел с перемыкающей трубкой

Байпас в системе обвязки котла отопления на твердом топливе

Основное отличие твердотопливного котла от газового — высокая температура горения отопительных материалов (древесный и каменный уголь, дрова, торфяные брикеты, пеллеты) и невозможность ее регулировки.

Если разогревать твердотопливные котлы отопления, они в течение короткого времени достигают очень высоких температур, и взаимодействие горячего воздуха с холодным теплоносителем приводит к слишком большому температурному перепаду. Данный фактор негативно сказывается на прочностных характеристиках разделяющих источники материалов, приводя их ускоренному износу — чугун не любит такие перепады температур и может треснуть, а сталь подвергается повышенной коррозии. К тому же быстрый высокотемпературный нагрев способствует образованию на поверхности дымохода конденсата, на который оседает поступающая с дымом сажа.

Единственный технически приемлемый и грамотный выход из положения — снизить период времени взаимодействия горячего воздуха в котле с холодным теплоносителем. Для решения этой задачи создают малый отопительный контур твердотопливного котла, в котором циркулирует небольшое количество жидкости. Перемещаясь по замкнутому кругу через байпасную перемычку, вода быстро прогревается, после чего постепенно поступает в основную систему через приоткрывающийся термостатический клапан, настроенный на определенную температуру. Горячая вода смешивается с основным теплоносителем и постепенно его нагревает, обеспечивая плавный запуск всей системы без резких температурных перепадов. Данная методика существенно продлевает срок службы всего оборудования, снижает периодичность профилактических работ по очистке дымоходных каналов, увеличивает КПД системы.

Рис. 14 Байпас в системе обвязки твердотопливного котла

Ответы специалиста на вопросы

Наиболее часто у людей, недостаточно хорошо разбирающихся в индивидуальном отоплении, возникает вопрос — нужен ли байпас в двухтрубной системе отопления рядом с радиаторами? Если рассмотреть однотрубную систему отопления, в нее устанавливают как правило перемычку для обеспечения работоспособности всей линии при отключении или неисправности одного из теплообменных элементов в цепи, их равномерного прогрева, и необходимость байпаса не вызывает сомнений. В двухтрубной разводке такие проблемы не возникают по определению, подключение каждого контура производится независимо от других, и на все поступает теплоноситель одинаковой температуры.

Простейшая перемычка из отрезка трубы в отопительной линии выполняет множество функций в однотрубной схеме разводки — поддерживает постоянство температур на всех теплообменниках и бесперебойное функционирование всей системы, обеспечивает высокую ремонтопригодность нагревательных элементов. Также патрубок-байпас можно встретить в системах теплых полов и обвязке твердотопливных котлов отопления, где он повышает эффективность и надежность работы оборудования.