Классификация систем отопления

Характеристика систем отопления

Общие положения

Система отопления – это совокупность взаимосвязанных конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи теплоты в обогреваемые помещения здания.

Основные конструктивные элементы системы отопления: теплоисточник (теплогенератор при местном или теплообменник при централизованном теплоснабжении), предназначенный для получения теплоты; теплопроводы (элементы для переноса теплоты от теплоисточника к отопительным приборам); отопительные приборы (элементы для передачи теплоты в помещение).

Перенос по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой или газообразной среды. Жидкая (вода или специальная незамерзающая жидкость – антифриз) или газообразная (пар, воздух) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем.

Расчетная тепловая система отопления выявляется в результате сопоставления теплового баланса в обогреваемых помещениях при расчетной температуре наружного воздуха – средней температуре наиболее холодной пятидневки t_н.р с обеспеченностью k_об = 0,92 (рис. 1.1). Расчетная тепловая мощность в течение отопительного сезона, продолжительностью D z_о.с, должна использоваться частично при текущей температуре наружного воздуха t_н.i и только при t_н.р – полностью.

Требования, предъявляемые к системам отопления:

— санитарно-гигиенические: поддержание заданной температуры воздуха и внутренних поверхностей ограждений помещений во времени при допустимой подвижности воздуха; ограничение температуры поверхности отопительных приборов;

— экономические: минимальные капитальные вложения, экономный расход тепловой энергии при эксплуатации;

— архитектурно-строительные: компактность; увязка со строительными конструкциями;

— производственно-монтажные: минимальное количество унифицирован-ных узлов и деталей; механизация их изготовления; сокращение ручного труда при монтаже;

— эксплуатационные: эффективность действия в течение всего периода работы; долговечность, ремонтнопригодность, безотказность; безопасность и бесшумность действия.

Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, от которых зависит поддержание заданной температуры в помещениях в течение отопительного сезона.

Рис. 1.1. Изменение среднесуточной температуры наружного воздуха в течение года в Москве:

t_п – температура помещения; t_н1 – минимальная среднесуточная температура наружного воздуха

Классификация систем отопления

Системы отопления подразделяются на местные и центральные.

В местных системах для отопления, как правило, одного помещения все три элемента конструктивно объединяются в одной установке, непосредственно в которой происходит получение, перенос и передача теплоты в помещение. Примером местной системы отопления являются отопительные печи, конструкции и расчет которых будут рассмотрены далее, а также системы отопления с использованием электрической энергии.

Центральными называются системы, предназначенные для отопления группы помещений из единого теплового центра. Котлы или теплообменники могут размещаться непосредственно в обогреваемом здании (в котельной или местном тепловом пункте) либо вне здания – в центральном тепловом пункте (ЦТП), на тепловой станции (отдельно стоящая котельная) или ТЭЦ.

Теплопроводы центральных систем подразделяются на магистрали (подающие, по которым подается теплоноситель, и обратные, по которым отводится охладившийся теплоноситель), стояки (вертикальные трубы) и ветви (горизонтальные трубы), связывающие магистрали с подводками к отопительным приборам.

Центральная система отопления называется районной, когда группа зданий отапливается из отдельно стоящей центральной тепловой станции. Теплоноситель (как правило, вода) нагревается на тепловой станции, перемещается по наружным (t₁) и внутренним (внутри здания t_г

Дата добавления: 2016-01-07 ; просмотров: 4736 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Системы отопления – виды, характеристики и возможности

Искусственный обогрев помещений необходим во всех странах, где зима связана с достаточно сильным похолоданием. Чтобы создать комфортный микроклимат в помещениях, где люди живут, учатся или работают, а также проводят свой досуг, приходится сжигать огромное количество топлива и тратить немалые денежные средства на то, чтобы каждое здание обслуживала централизованная либо автономная система отопления.

Одна и та же температура воздуха по-разному ощущается разными людьми. Кроме того, в северных и южных странах, где заметно различаются среднегодовые температуры, а также их минимальные и максимальные значения, различны и представления о том, какую именно температуру в помещении можно считать комфортной.

Однако проведенные научные изыскания выявили, что человеческому организму одинаково вредны как длительное нахождение в холоде, так и длительный перегрев. Согласно медицинским исследованиям, комфортный для организма диапазон температур в летнее время составляет от 23 до 25ºС, а в зимнее – от 18 до 22ºС. При этом наиболее благоприятные значения температуры, которые должна обеспечивать система отопления дома, различаются в зависимости от назначения помещений:

• для гостиной считается достаточной температура 20-21ºС. Если в этой комнате, кроме радиаторов или конвекторов водяного отопления, дополнительно установлен дровяной или электрический камин, то при пользовании им рекомендуется отрегулировать мощность отопления и снизить эту цифру на 1-2ºС;
• для спальни рекомендуется более прохладная температура – не более 18- 19ºС. Сон в жарком помещении не приносит пользы здоровью и нередко приводит к головным болям и снижению дневной активности;
• в детской комнате температурный режим устанавливают в зависимости от возраста ребенка. Новорожденному младенцу нужна температура около 24ºС, а ребенку старше трех лет подойдет 20-21ºС. Подросткам рекомендован тот же температурный режим, что и взрослым членам семьи;
• для кухни, где активно работают нагревательные приборы, считается достаточным 19ºС, а для ванной комнаты нужна более высокая температура – около 24º С. Что же касается подсобных помещений, то в них обычно поддерживают не более 17ºС;
• температура в офисах, согласно нормам СанПиН, летом должна находиться в пределах 23 – 25ºС, а зимой – от 22 до 24ºС;
• если помещение предназначено для занятий физкультурой и спортом, в нем необходимо поддерживать более низкую температуру, чтобы у людей не возникало состояние перегрева. Например, в тренажерных залах она не должна превышать 16 – 18ºС.

Настроить во всех комнатах разную температуру легко, если используется система отопления в частном доме, схема которой включает автоматические термостаты или блок электронного управления с датчиками в каждой комнате. Что же касается многоэтажных домов с центральным отоплением, то для них существуют установленные средние нормы температуры, на которые ориентируются коммунальщики.

Классификация систем отопления

Существует несколько оснований для такой классификации. Так, по виду топлива, сжигаемого генератором тепла (котлом или печью) различают:

• дровяное отопление, в котором топливом могут служить поленья, прессованные отходы деревообрабатывающего производства, а также гранулы из опилок – пеллеты;
• газовое – работающее на природном газе, который подается централизованно по специальным магистралям или на сжиженном, хранящемся в специальных резервуарах в местах его использования;
• электрическое отопление – довольно дорогой, но зато очень удобный и доступный вид;
• жидкотопливное, в котором используются дизельное топливо (солярка), отработанное масло или мазут.

По месту установки генератора тепла и радиусу действия выделяют два вида – централизованное отопление, при котором крупные котельные обслуживают большие районы, или местное (автономное) – когда котел или печь смонтированы прямо в здании, которое они отапливают.

По виду теплоносителя различают:

• воздушные или конвекционные системы, изобретенные ещё древними римлянами. Нагревающийся от источника тепла воздух распределяется по специальным каналам в другие помещения. Для увеличения скорости его движения и более быстрого прогрева комнат могут использоваться вентиляторы;
• системы водяного отопления, в которых теплоносителем служит жидкость;
• паровое отопление.

В нашей стране наиболее широкое распространение получили отопительные системы, работающие на воде или антифризе. Существует всего две их разновидности, различие между которыми обусловлено способом циркуляции теплоносителя:

• естественный или гравитационный способ основан на свойстве жидкостей расширяться при нагревании. При этом за счет уменьшения плотности горячая вода поднимается вверх, а затем из верхней точки системы, остывая, опускается вниз и вновь попадает в теплообменник котла для повторного нагревания. Основанная на естественной циркуляции схема системы отопления включает, кроме котла, трубопроводов и радиаторов, большой расширительный бак, который ставится в самой верхней точке системы (обычно на чердаке). Этот способ подходит для небольших одноэтажных зданий;
• другой способ, который может успешно применяться как в автономных, так и в централизованных системах для обогрева зданий с любым количеством этажей – это система отопления с принудительной циркуляцией. Её особенностью является использование циркуляционного насоса. Он создает в сети давление, достаточное для движения теплоносителя со скоростью, обеспечивающей хорошую отдачу тепла. В таких системах расширительный бак герметичен, имеет небольшие размеры и может быть установлен рядом с котлом.

Схема разводки трубопровода системы отопления

По способу разводки трубопроводов и присоединения радиаторов или конвекторов различают однотрубный и двухтрубный варианты. При однотрубной схеме горячий теплоноситель подается в верхнюю точку системы, а оттуда распределяется по радиаторам, подключенным к нисходящей магистрали. Монтаж однотрубной системы несложен и недорог, поэтому она повсеместно используется для центрального отопления и имеет множество сторонников среди владельцев частных домов и дач. Её недостатком является существенная разница температуры теплоносителя в верхних и нижних радиаторах.

Двухтрубная схема монтажа обходится несколько дороже, так как для неё требуется больше труб и соединительных элементов, но её преимуществом является то, что горячая вода поступает в каждый радиатор непосредственно от котла и отводится обратно в теплообменник по второй трубе. Поэтому разницы в температуре радиаторов нет, а отрегулировать её по своему усмотрению можно с помощью терморегулятора, который монтируется на каждую батарею.

Классификация видов систем отопления частного дома включает также вариант с коллекторной разводкой. К коллектору (гребенке), смонтированному на подающей трубе, присоединяют необходимое количество труб меньшего диаметра с обязательной установкой отсечных кранов. Преимуществом этого способа монтажа является возможность поддерживать одинаковое давление во всей системе и одинаковую температуру в конвекторах или обычных батареях. Кроме того, при такой схеме не нужно отключать отопление во всем доме, если понадобится заменить одну батарею.

Система отопления с гидрострелкой (гидравлическим разделителем) создает условия для качественной балансировки работы всех элементов разветвленных схем. Гидравлический разделитель – это небольшой цилиндрический бачок, который устанавливают вертикально сразу за котлом. В его корпус врезаны две пары патрубков – для подающей и обратной линий, а также воздухоотводчик. К патрубкам подключаются котел и коллектор. Гидрострелка позволяет повысить КПД котла за счет подогревания обратки и компенсировать динамическое влияние, оказываемое друг на друга разными контурами системы.

Система отопления частного дома

Автономность отопления дает собственнику жилья массу преимуществ:

• во-первых, это независимость от графика отопления, которого придерживаются централизованные сети. Вы можете топить свой дом тогда, когда захотите, даже летом, если стало прохладно или в дождливую погоду появилось ощущение сырости;
• во-вторых, это возможность выбора любой температуры воздуха. Владельцам домов с индивидуальным отоплением не приходится досадовать по поводу того, что «опять плохо топят» или, наоборот, что «в квартире жара, как в Африке». Они просто регулируют температурный режим по мере необходимости или предоставляют заботу об этом автоматике;
• в-третьих, в частных домах легко организовать комбинированное отопление с несколькими генераторами тепла, работающими на разных видах топлива (газ, дрова, электричество). Это очень удобные системы отопления дачного дома или постоянного жилища, так как при отсутствии одного из видов топлива всегда можно получить тепло от другого источника.

Минусом индивидуального отопления считается необходимость постоянно следить за работой печки или котла, если они работают на твердом топливе. Однако сейчас эта задача решается покупкой оборудования с автоматической загрузкой топлива и электронным блоком управления. Автоматический котел может быть подключен к системе «Умный дом» или получать команды от владельца по смартфону – в любом варианте хлопот будет значительно меньше. С другой стороны, печи с ручным управлением и функцией длительного тления также не обременяют лишними заботами своих владельцев, так как позволяют поддерживать тепло в течение нескольких часов без дополнительной закладки топлива. Поэтому печная система отопления в частном доме по-прежнему сохраняет свою популярность.

Если есть желание организовать у себя дома водяное отопление и при этом сэкономить на электричестве, то можно обратить внимание на вариант с естественной циркуляцией. Источником тепла в этом случае могут быть любые энергонезависимые котлы – газовые или твердотопливные. При монтаже необходимо правильно выбрать местоположение котла – чем больше разница по высоте между котлом, радиаторами и расширительным баком, тем активнее будет происходить циркуляция теплоносителя. Для больших коттеджей подойдет закрытая энергозависимая система с циркуляционным насосом и мембранным баком.

Нужна ли подпитка системы отопления? При естественном способе циркуляции используется открытый расширительный бак, из которого вода постоянно испаряется, поэтому здесь не обойтись без её своевременного добавления. Что же касается закрытых систем, то для них подпитка может быть нужна только в случае протечки или при увеличении протяженности трубопроводов и, соответственно, требуемого объема теплоносителя.

Что выбрать – радиаторы или водяные конвекторы? Радиаторы обладают большой площадью поверхности, с которой снимается тепло, поэтому их эффективность очень высока. Если не устраивает внешний вид стандартных приборов, то в продаже имеется большой выбор дизайнерских моделей, оформленных в современном или традиционном стилях.

Конвекторы привлекают тем, что они могут быть спрятаны в нишах, устроенных в полу, а также тем, что циркуляция теплого воздуха в этом случае происходит на всем пространстве комнаты от пола до потолка. Однако для моделей с принудительной конвекцией требуется электричество, а модели без вентиляторов будут малоэффективны в комнатах с высокими потолками.

Система отопления частного дома, схема которой включает водяные «теплые» полы, будет несколько сложнее, чем та, в которой используют только радиаторы или конвекторы. Однако «теплый пол» создает исключительный комфорт и особенно нужен в детских комнатах, а также в тех помещениях, которые расположены на первом этаже здания.

Проектирование систем отопления

Проектные работы, касающиеся отопления, в идеале должны вестись одновременно с проектированием нового дома. В этом случае есть возможность заложить в архитектурный проект все необходимые подготовительные операции – сооружение фундамента под дымоход и отопительный прибор и надлежащее конструктивное оформление проемов для дымохода в стенах, крыше и перекрытиях. Если же есть необходимость установки новой системы в существующем здании, то приходится создавать проект с учетом его особенностей.

Работа начинается с выбора вида отопления, при котором в первую очередь учитывают доступность топлива и его цену. Самым дешевым видом топлива в нашей стране является газ, поэтому многие предпочитают использовать именно это топливо для обеспечения жилища теплом и горячей водой. Если этот вариант осуществить затруднительно, то прибегают к отоплению на угле или древесном топливе. Твердотопливные котлы сейчас выпускаются не только с ручным, но и с электронным управлением, в том числе с дозированной автоматической загрузкой (например, пеллетные и угольные котлы ZOTA), поэтому они доставляют владельцам гораздо меньше хлопот, чем старые модели.

Далее необходимо определить место, где будет установлен котел. Вне зависимости от того, выбрана ли система отопления в частном доме с естественной циркуляцией или предполагается использовать закрытую систему с циркуляционным насосом, котел обычно монтируют на первом этаже или в подвальном помещении. Возможен также вариант обустройства котельной в пристройке к дому или отдельно стоящем сооружении. Во всех случаях потребуется строгое соблюдение норм пожарной безопасности, а для газового оборудования – ещё и специальных правил, которые установлены надзорными службами.

Обязательным дополнением к котлу является дымоход. Вариантов его сооружения несколько:

• можно сложить дымовую трубу из кирпича и установить внутри неё стальную гильзу круглого или овального сечения. Гильзование исключает возможность утечки дыма через трещины в кирпичной кладке и способствует поддержанию тяги на нужном уровне;
• высококачественные керамические дымоходы заводского производства (например, немецкие Schiedel) можно купить в виде готового комплекта, рассчитанного на определенную длину дымовой трубы. Керамические трубы обладают гладкой внутренней поверхностью, утеплены и могут оснащаться вентиляционными каналами. Проект системы отопления с керамическим дымоходом обязательно должен предусматривать сооружение фундамента.
• можно собрать дымовую трубу из стальных модулей, которые выпускаются в одностенном и двустенном исполнении. Кроме прямых модулей, в продаже есть изогнутые под разными углами (90º,45º,30º), а также крышные разделки, модули с ревизионными люками и другие элементы. Модули продаются по отдельности, поэтому несложно собрать из них индивидуальный комплект;
• коаксиальные дымоходы одновременно с отведением дыма обеспечивают подачу воздуха на горение. Они широко используются с газовыми котлами.

При разработке проекта составляется аксонометрическая схема системы отопления. Этот способ выполнения чертежа позволяет наглядно представить себе разводку труб, места расположения радиаторов, конвекторов, мембранного бака, циркуляционного насоса и другого оборудования, а также обозначить их технические характеристики.

Специалисты компании «Мой котел» с удовольствием помогут вам в решении всех задач, связанных с организацией отопления. Звоните!