Байпас что такое

Практические конструкции байпасной трубы

Несмотря на внешние различия, принцип и устройство байпаса практически идентичны, как для батареи центрального отопления в квартире, так и для электрического насоса, перекачивающего теплоноситель индивидуального отопления дома.

Как не замерзнуть при работающем индивидуальном отоплении

Первое назначение системы байпас в индивидуальном отоплении отнюдь не в повышении экономичности или эффективности отопительных приборов. Байпас, прежде всего, нужен для предупреждения выхода из строя индивидуального котла и разморозки батарей при отключении электроэнергии в следующих ситуациях.

Если у вас в индивидуальной системе отопления стоит малоинерционный котел на природном газе, его работа контролируется и обеспечивается газовой автоматикой и насосом прокачки теплоносителя. При отключении электроэнергии котел и насос остановятся, батареи будут остывать, вплоть до полного размораживания. При использовании твердого топлива остановка циркуляции грозит не только размораживанием радиаторов, а прежде всего перегревом или прогаром теплообменника котла, что нередко случается в условиях частного дома.

Установка байпасной магистрали с обратным клапаном позволяет организовать движение теплоносителя в системе отопления по принципу самотека, когда более тяжелый холодный теплоноситель вытеснял из теплообменника более легкий. Но для этого нужно, чтобы трубы, котел и батареи отопления были приспособлены для работы в условиях естественной циркуляции теплоносителя.

Как работает байпас в индивидуальном отоплении частного дома

Конструктивно байпасная система представляет: перепускную трубу с двумя ручными шаровыми клапанами, посадочным местом под циркуляционный насос и фильтром;

Устанавливается байпас непосредственно на патрубок для входа в котел холодной воды. В штатном режиме работы теплоноситель засасывается работающим циркуляционным насосом и выталкивается в котел для нагрева. При остановке мотора его крыльчатка создает сильное сопротивление потоку жидкости и в отдельных случаях способна даже закупорить трубу. Чтобы организовать полноценное протекание в ручном режиме, перекрываются краны, и поток теплоносителя направляется напрямую.

Для работы байпасного обвода и смены направления потока было бы достаточно одного крана. Чтобы получить возможность демонтировать главный насос, необходим второй кран, который также отсечет его от труб систем отопления.

К такой системе существует два основных требования:

• Установка магистрали с насосом в верхнем положении для уменьшения завоздушивания линии;
• Краны для переключения потоков жидкости и патрубки выбираются на четверть дюйма меньше диаметра основной обводной магистрали.
• Наличие в линии байпаса качественного фильтра для удаления ржавчины и загрязнений.

Байпас в системе центрального отопления дома

Система обводного байпасного канала может быть полезной не только в системах индивидуального отопления. Установка прибора может быть выполнена как в двухтрубной, так и в однотрубной системах. Наиболее эффективным байпасная система будет в двухтрубной системе.

Кроме возможности ремонта батарей и всей арматуры системы отопления в доме, байпас позволяет довольно точно регулировать количество горячей воды, перепускаемой через радиатор. Подобные системы работают примерно по одной схеме, как для двухтрубных, так и для однотрубных линий центрального отопления. В современных двухтрубных системах отопления установка и применение байпаса является обязательным требованием СНиП отопления. Это делается для экономии горячей воды в системе отопления. При относительно высокой температуре воздуха на улице и работе батарей на полную мощность в помещении может возникнуть перегрев. Раньше избыток тепла ликвидировали с помощью открытых настежь окон, теперь с целью экономии ресурсов температуру батареи можно снижать байпасом.

К сожалению, подобная регулировка возможна только в одном направлении. Повысить температуру батареи байпасом практически невозможно. Поэтому для однотрубной системы ваша экономия на энергии позволит добавить тепла в квартирах на верхних и нижних этажах.

Байпасный обвод уже стал незаменимым для сушилок в ванных комнатах. В такие теплообменники энергии подается с избытком для поддержания надлежащего температурного режима, поэтому есть необходимость в ручной регулировке нагрева.

Байпасная конструкция позволяет довольно быстро и эффективно выполнять заполнение системы и удалять воздушные пробки.

Изготовить и установить байпасную трубу можно собственными силами. Обводную линию можно спаять из алюминий-пропиленовой или металлопластиковой труб, добавив пару тройников и кранов для горячей воды.

Общая оценка влияния байпаса на экономию энергии

Наличие байпасной системы в системе индивидуального отопления позволяет экономить электроэнергию, но способ экономии требует реализации специального режима работы циркуляционного насоса. В этом режиме насос включается на 30-60 сек на максимальной мощности. По достижении оптимальных 2-3 м/с мотор отключается, и теплоноситель движется по инерции еще 2-2,5 мин по обходной линии. Общие затраты электроэнергии на привод насоса уменьшаются на 40-50%.

Кроме экономии электроэнергии, котел с байпасной линией потребляет на 10% меньше газа.

Использование байпасной магистрали не является единственным способом организовать отопление в режиме самотека. Основной проблемой является устройство улитки центробежного насоса. В промышленных центробежных насосах уже довольно давно используется конструкция с дополнительным объемом улитки и утопленным рабочим колесом. Такая схема обладает минимальным сопротивлением потоку, и при остановке мотора поток жидкости протекает без потерь.

Практичность и полезность байпасной конструкции подтверждена в десятках тысяч установленных приборов. Современные газовые и твердотопливные котлы в обязательном порядке оснащаются приборами обводной линии. Старые котлы переоборудуются с установкой байпасной магистрали, как изготовленной собственноручно, но чаще — промышленного изготовления, с сертифицированными клапаном и датчиком жидкости.

• Как выбрать чугунную печь для бани
• Проектирование системы отопления частного дома
• Каменная печь для бани и дома
• Чем замазать печь, чтобы не трескалась

Схемы байпас: основные типы и сферы их применения

Байпас – это режим питания нагрузки сетевым напряжением в обход основной схемы системы бесперебойного питания (СБП). Например, в обход ИБП, стабилизатора или дизель-генератора. Этот режим реализуется построением схемы байпас, поэтому саму эту обходную защитную линию (цепь) и её сопутствующие коммутационные устройства часто и называют байпас.

Схема байпас строго рекомендуется к применению для повышения защищенности оборудования и безопасности его эксплуатации.

Схемы байпас по способу коммутации

Механический способ
Коммутация цепей байпас осуществляется с помощью разъёмов, переключателей, рубильников, контакторов и др. устройств. Напряжение подается со входа на выход непосредственно по электрическому проводнику. Одинаково распространены как внутренние, так и внешние цепи байпас. Чаще под механическим способом подразумевают ручной метод переключения.

Электронный способ
Коммутация цепей производится посредством электронных ключей (транзисторных, тиристорных и др.), контролируемых как оператором, так и автоматически с помощью управляющих устройств. Напряжение подается со входа на выход через ключевой полупроводниковый элемент. Данные электронные схемы байпас могут быть реализованы на стандартных блоках: статических электронных АВР (STS – Static Transfer Switch). Данное оборудование может выть выполнено в виде отдельных блоков, так и быть составной часть других устройств (например, ИБП). Приведенные ниже примеры некоторых схем также могут быть реализованы с помощью электронных коммутирующих устройств.

Автоматический
Автоматической называется схема, которая осуществляет переход в режим байпас без присутствия человека, например, при перегрузке или аварии основного оборудования СБП. Такие схемы могут быть реализованы на стандартных блоках: контакторных АВР, статических электронных АВР (STS – Static Transfer Switch). Данное оборудование может быть выполнено как в виде отдельных блоков, так и быть составной часть других устройств (например, большинство ИБП имеют встроенный байпас который автоматически активируется при аварии или перегрузке). Приведенные ниже примеры некоторых схем могут быть реализованы как автоматические байпасы с помощью электромеханических (контакторных) и электронных (тиристоры, семисторы) коммутирующих устройств.

Ручной способ
Под ручным байпасом обычно имеется в виду механический рубильник или реверсивный переключатель (или несколько рубильников / переключателей), который осуществляет ручной перевод системы в байпас. Электронный байпас также может быть ручным, например, управляемый вручную кнопочным переключателем. Наиболее часто под ручным способом подразумевается механический коммутатор.

Далее представлены примеры некоторых схемы механических внешних байпасов. Главной задачей цепей байпас является полное выведение системы бесперебойного питания (СБП), источника бесперебойного питания (ИБП), дизель-генераторной установки (ДГУ) или стабилизатора напряжения из основной силовой линии для последующего ремонта, профилактического обслуживания или замены. При этом полезная нагрузка питается от сети.

Примеры наиболее часто используемых схем байпас

Тип 1. Самый распространенный вариант, применяемый в промышленных системах.

• Нулевое время переключения на байпас и обратно.
• Требует соблюдения правил переключения байпас-СБП (в момент перехода, ИБП должен находиться в электронном байпасе и др.).
• Подключение дополнительных сигнальных линий (СБП-устр. коммутации) обеспечивает безопасность.
• Используется в параллельных системах ИБП с децентрализованными внутренними электронными байпасами.

Тип 2. Вариант широко используемый в маломощных системах.

• Ненулевое время переключения.
• Безопасность.

Тип 3,4,6. Наиболее распространенные варианты байпасных схем для систем малой мощности. Самым оптимальным из них является тип 6.

• Ненулевое время переключения.
• Безопасность

Тип 5. Пример ошибочного байпаса. Ошибка – те же элементы что в безопасном типе 6 но байпас является опасным (одновременное замыкание байпасной линии и вых. автомата ведёт к подаче сетевого напряжение на выход СБП и к повреждению ИБП или стабилизатора).

Замечания по фазности байпасных схем

Замечание 1. Все приведённые выше схемы байпасов могут быть как однофазными (все коммутационные устройства 1-фазные / 1-полюсные) или трёхфазными (все коммутационные устройства 3-фазные / 3-полюсные). Фазность выбирается соответственно фазности защищаемого оборудования. В обоих случаях нейтраль проходит без разрыва в системе, земля проходит без разрыва в системе.

Замечание 2. В специальных случаях допускаются байпасы с разрывом нейтрали то есть используются коммутационные устройства разрывающие нейтраль (2-полюсные для 1-фазного байпаса и 4-хполюсные для 3-хфазного байпаса). Без необходимости этого делать не рекомендуется. Земля проходит без разрыва в системе.

Система Байпас является очень важной, ответственной, повышающей надёжность и безопасность систем энергоснабжения и поэтому применяется в широком диапазоне мощностей и типов систем. Ниже показан спектр применения Байпасов — от Байпаса одиночного ИБП до Байпаса высоковольтной подстанции HVDC.

Рубильник Bypass одиночного ИБП

Байпас высоковольтной подстанции HVDC

5 байпасы

Замечание 1: Все приведённые выше схемы байпасов могут быть как однофазными (все коммутационные устройства 1фазные(1полюсные)) или трёхфазными (все коммутационные устройства 3фазные(3полюсные)). Фазность выбирается соответственно фазности защищаемого оборудования. В обоих случаях Нейтраль проходит без разрыва в системе, Земля проходит без разрыва в системе.

Замечание 2: В специальных случаях допускаются Байпасы с разрывом нейтрали тоесть используются коммутационные устройства разрывающие нейтраль (2полюсные для 1фазного Байпаса и 4хполюсные для 3хфазного Байпаса). Без необходимости этого делать не рекомендуется. Земля проходит без разрыва в системе.

Нерегулируемый байпас

Устройство нерегулируемых байпасов представляет собой простую трубу, не имеющую какого-либо оборудования. Труба постоянно находится в открытом состоянии, и жидкость по ней перемещается произвольно, то есть, возможность влиять на интенсивность тока воды отсутствует. Нерегулируемые обводные трубы чаще всего используются для подключения отопительных приборов.

Проектируя отопительную систему, нужно обязательно учитывать тот факт, что вода всегда двигается в первую очередь по тем участкам, где величина гидравлического сопротивления минимальна. В случае с байпасом это означает, что внутренний диаметр его вертикального участка должен быть меньше внутреннего сечения магистрального трубопровода. Если это требование не будет соблюдаться, то теплоноситель попросту будет тяготеть к байпасу.

При проектировании горизонтальной разводки отопления работают другие правила, которые нужно учитывать перед тем, как сделать байпас в систему отопления. Разогретый теплоноситель имеет пониженный удельный вес и всегда пытается двигаться вверх. Чтобы система могла работать нормально с учетом этого правила, диаметр нижней части байпаса должен совпадать с диаметром магистрали, а сечение патрубка, ведущего к радиатору, должно быть меньше.

Байпасы с ручной регулировкой

Байпасы, которые настраиваются вручную (ручные байпасы), оснащаются шаровыми кранами. Использование шаровых кранов обуславливается тем, что они совершенно не меняют пропускную способность трубопровода при переключении, поскольку гидравлическое сопротивление в системе не меняется. Это качество делает шаровый кран оптимальным вариантом для байпаса.

Запорная арматура такого типа позволяет регулировать объем жидкости, который проходит через обводящий участок. При закрытом кране теплоноситель в полном объеме двигается по основной магистрали. Эксплуатация шаровых кранов имеет один важный нюанс – их нужно регулярно поворачивать, даже если необходимость настройки системы отсутствует. Это связано с тем, что при длительном застое краны могут намертво прикипеть, и их придется менять. Иногда также устанавливают клапан подпитки системы отопления, который играет немалую роль.

Ручные байпасы в отопительных системах могут использоваться несколькими способами. Чаще всего их используют для подключения батарей к однотрубной магистрали, а также для обвязки циркуляционных насосов.

Автоматические байпасы

Байпасы с автоматической регулировкой обычно монтируются в обвязке насоса, установленного в системе с естественной циркуляцией теплоносителя. Подобные отопительные системы могут работать и самостоятельно, но благодаря насосу увеличивается скорость перемещения жидкости по контуру, что позволяет снизить тепловые потери и повысить эффективность отопления.

Наличие автоматического байпаса в обвязке насоса позволяет системе самостоятельно регулировать свою работу, т.е. вмешательство человека не требуется. Когда насос работает, теплоноситель проходит сквозь него, а обвод в это время перекрыт. При остановке насоса байпас открывается, и жидкость перемещается уже в нем, в то время как неподвижная крыльчатка насоса перекрывает ток теплоносителя.

Байпасы автоматического типа делятся на две разновидности:

• Клапанные;
• Инжекционные.

В конструкции первого типа устройств присутствует обратный шаровый клапан. Гидросопротивление клапана минимально, поэтому жидкость легко перемещается самостоятельно. Когда насос включен, теплоноситель начинает двигаться быстрее, переправляется в магистраль и расходится по двум направлениям.

Дальнейшее движение жидкости осуществляется без каких-либо препятствий, а обратный ток заблокирован клапаном. Принцип работы самого клапана предельно прост – гидравлическое давление со стороны выхода превышает давление на входе, поэтому шар тесно прижимается к седлу конструкции и не дает жидкости двигаться.

Клапанные байпасы довольно удобны и просты, но они очень требовательны к качеству воды, которой заполняется отопительная система. Если в воде содержатся различные примеси, вроде ржавчины или накипи, клапан очень быстро загрязняется и приходит в негодное состояние, вследствие чего его приходится менять.

Инжекционные байпасы – это устройства, по принципу работы аналогичные гидроэлеватору. В главной магистрали устанавливается насосный узел, который подключается к основному контуру при помощи труб меньшего диаметра. При такой схеме оба патрубка заводятся внутрь магистрального трубопровода.

Когда насос запускается, часть жидкости заходит в патрубок и пропускается через аппарат, многократно ускоряясь в процессе. На повышение скорости работает и выходной патрубок, который слегка заужен и визуально напоминает сопло, благодаря которому обеспечивается эффективная перекачка жидкости.

За выходным патрубком создается разрежение, за счет которого теплоноситель начинает высасываться из байпаса. Поток, двигающийся под давлением, тянет за собой всю жидкость, и она с заметным ускорением продолжает движение по основной магистрали. Данный эффект позволяет полностью предотвратить возможность обратного тока жидкости.

Описанная выше технология работает только при включенном насосе. Если же насосное оборудование отключено, то теплоноситель в полном объеме проходит через байпас под воздействием гравитационных сил.

Назначение байпаса

Главная функция любого байпаса заключается в возможности держать систему отопления в рабочем состоянии даже при поломке одного из ее элементов или отключении электроэнергии. Приборы, подключаемые посредством байпаса, без проблем отключаются от системы – для этого нужно лишь перекрыть оба крана, и теплоноситель пойдет по обводу.

Отопление благодаря байпасу может продолжать работу в любом случае, а поврежденные элементы можно ремонтировать, затрачивая на это любое количество времени. Надежность и удобство обслуживания отопительной системы при наличии байпаса многократно повышается.

В автономных отопительных контурах байпас используется для решения следующих задач:

• Подключение отопительных приборов к однотрубной разводке;
• Обвязка насосного оборудования;
• Подключение распределительного коллектора водяного теплого пола;
• Формирование малого циркуляционного контура при использовании твердотопливного отопительного оборудования.

Методика установки байпаса может разниться в зависимости от его назначения в конкретной отопительной системе.

Байпас для радиатора

В однотрубных отопительных системах батареи лучше всего подключать с использованием байпаса. Для двухтрубных контуров и коллекторных разводок обводы не нужны, поскольку все отопительные приборы подключаются параллельно, и в каждый из них поступает теплоноситель одинаковой температуры. Если одна из батарей выходит из строя, то ее всегда можно снять без отключения отопительной системы (разумеется, при наличии отсекающих кранов).

В системах с однотрубной разводкой батареи подключаются последовательно, поэтому теплоноситель в каждом последующем приборе остывает. Результат очевиден – дальние приборы получают гораздо меньше тепла, и ни о каком равномерном распределении тепловой энергии не может быть и речи.

Решить проблему позволяют байпасы. Контуры подачи и обратки соединяются перемычкой, которая обеспечивает независимое движение потоков. Горячий теплоноситель поступает прямо в радиатор, в то время как другая его часть проходит дальше и на выходе смешивается с остывшей водой из одного радиатора. Такая схема позволяет донести гораздо больше тепла до последующих отопительных приборов.

Подключение насоса через байпас

Циркуляционный насос целесообразно подключать через байпас только в тех системах, которые изначально были предназначены для естественной циркуляции, т.е. в них должен быть разгонный коллектор, соблюдены уклоны труб и правильно подобраны их диаметры. Насос в таких системах предназначен не для обеспечения их работы, а для повышения эффективности.

Для систем, которые еще на этапе проектирования были рассчитаны на принудительную циркуляцию, байпас попросту неактуален. Такие системы работают только за счет насоса, поэтому при его отключении циркуляция теплоносителя попросту прекращается. Байпас в данном случае не сможет решить проблему.

При подключении насоса посредством обводной линии появляется возможность противотока в байпасе. Кроме того, формируется замкнутый циркуляционный контур между насосом и самим байпасом. Чтобы такая схема могла нормально функционировать, обходное устройство обязательно должно оборудоваться шаровым краном или обратным клапаном.

Когда насос работает, устройство блокирует ток жидкости по трубе обвода. Клапан делает эту работу автоматически, а кран приходится настраивать вручную. При остановке насоса байпас открывается, что дает возможность теплоносителям из разных контуров смешиваться. Подобная схема неприменима в случае с инжекционными байпасами – они полностью устраняют возможность обратного тока теплоносителя.

Установка байпаса

Включение байпаса в разные типы систем имеет свои нюансы, поэтому перед тем, как сделать байпас на отопление, необходимо в этих моментах разобраться.

Например, при подключении радиаторов через байпас должны соблюдаться следующие правила:

• Внутреннее сечение обвода должно быть на один шаг меньше, чем диаметр магистральной трубы;
• Устанавливать байпас нужно на минимальном удалении от радиатора;
• При использовании в многоквартирных домах байпас нельзя оборудовать краном.

Монтаж байпаса системы отопления может выполняться как при обустройстве новой системы, так и при ремонте уже имеющейся конструкции. В последнем случае перед работой нужно подготовить набор патрубков подходящего диаметра, два тройника и запорная арматура.

Входной патрубок конструкции оснащается одним из следующих устройств:

• Шаровой кран, который имеет минимальное гидравлическое сопротивление и полностью пропускает поток теплоносителя;
• Вентиль, позволяющий настраивать интенсивность тока жидкости вручную;
• Комбинацией шарового крана и автоматического терморегулятора – такое сочетание может настраивать работу системы автоматически.

Выходной патрубок всегда оснащается шаровым или запорным краном. Для соединения отдельных элементов может использовать сварка или резьба. Независимо от типа соединения, оно должно быть герметичным. Перед вводом системы в эксплуатацию нужно проверить ее на предмет герметичности.

Байпас с насосом в системе отопления устанавливаются с учетом следующих пунктов:

1. Байпас, на который планируется устанавливать насос, обычно представляет собой часть магистрали. Внутренний диаметр байпаса должен быть достаточно большим, чтобы в системе обеспечивалась нормальная естественная циркуляция. Насос монтируется на отдельной трубе, внутреннее сечение которой может быть меньше диаметра магистрального трубопровода.
2. Чтобы упростить себе работу, лучше всего заранее купить собранный насосный узел с необходимыми параметрами. Установить такую конструкцию очень просто, поскольку на ней уже правильно собраны все элементы, а соединения достаточно надежны.
3. При самостоятельном монтаже насос должен располагаться таким образом, чтобы ось крыльчатки была горизонтальной. Поверхность с клеммами, к которым подводится питание, должна быть направлена вверх – во-первых, это упростит доступ к контактам, а во-вторых, исключит вероятность попадания жидкости на контакты при нарушении герметичности системы.
4. Участок с байпасом обязательно оснащается обратным клапаном или шаровым краном, которые предотвращают ток теплоносителя в обратную сторону – это оптимизирует работу системы. Разумеется, перед тем, как установить байпас, нужно приобрести все комплектующие.

Перед тем, как установить байпас с обратным клапаном для циркуляционного насоса, нужно хорошо продумать конструкцию будущей системы и учесть все возможные нюансы.

Байпас – это простая конструкция, позволяющая решать широкий спектр задач. Наличие данного элемента в отопительной системе позволяет сделать все ее элементы независимыми друг от друга, что очень полезно при настройке и обслуживании. Знание того, как правильно сделать байпас на отопление, позволит создать надежную и эффективную конструкцию.