Параметры теплоносителя системы отопления многоквартирного дома

Особенности систем отопления многоэтажного дома: обзор схем трубопроводов, параметров теплоносителя, автономного и централизованного теплоснабжения

Во время проектирования профессиональных систем отопления необходимо учитывать все факторы — как внешние, так и внутренние. В особенности это касается схем теплоснабжения для многоквартирных зданий. Чем особенна система отопления многоэтажного дома: давление, схемы, трубы. Сначала нужно разобраться со спецификой ее обустройства.

Особенности теплоснабжения многоэтажных домов

Схема отопления многоэтажного дома

Автономное отопление многоэтажного дома должно выполнять одну функцию — своевременную доставку теплоносителя каждому потребителю с сохранением его технических качеств (температуры и давления). Для этого в здании должен быть предусмотрен единый распределительный узел с возможностью регулирования. В автономных системах он совмещен с устройствами нагрева воды — котлами.

Характерные особенности системы отопления многоэтажного дома заключаются в его организации. Она должна состоять из следующих обязательных компонентов:

• Распределительный узел. С его помощью происходит подача горячей воды по магистралям;
• Трубопроводы. Они предназначены для транспортировки теплоносителя в отдельные комнаты и помещения дома. В зависимости от способа организации бывает однотрубная или двухтрубная система отопления многоэтажного дома;
• Контрольно-регулирующая аппаратура. Ее функция — изменение характеристик теплоносителя в зависимости от внешних и внутренних факторов, а также его качественный и количественный учет.

На практике схема отопления жилого многоэтажного дома состоит из нескольких документов, включающих в себя помимо чертежей расчетную часть. Она составляется специальными проектными бюро и должна соответствовать текущим нормативным требованиям.

Отопительная система является неотъемлемой частью многоэтажного дома. Ее качество проверяется при сдаче объекта или во время осуществления плановых проверок. Ответственность за это лежит на управляющей компании.

Разводка труб в многоэтажном доме

Виды разводок труб в многоэтажном доме

Для нормальной работы теплоснабжения здания необходимо знать его основные параметры. Какое давление в системе отопления многоэтажного дома, а также температурный режим будут оптимальными? Согласно нормативам эти характеристики должны иметь следующие значения:

• Давление. Для зданий до 5-ти этажей – 2-4 атм. Если же количество этажей девять – 5-7 атм. Разница заключается в напоре горячей воды для ее транспортировки на верхние уровни дома;
• Температура. Она может варьироваться от +18°С до +22°С. Это относится только к жилым помещениям. На лестничных площадках и нежилых комнатах допускается снижение до +15°С.

Определив оптимальные значения параметров можно приступать к выбору разводки отопления в многоэтажном доме.

Она во многом зависит от этажности здания, его площади и мощности всей системы. Также учитывается степень теплоизоляции дома.

Разница давления в трубах на 1-м и 9-м этажах может составлять до 10% от нормативного. Это нормальная ситуация для многоэтажного дома.

Однотрубная разводка отопления

Виды однотрубного отопления

Это один из экономных вариантов организации теплового снабжения в здании с относительно большой площадью. Впервые массово однотрубная система отопления многоэтажного дома стала применяться для «хрущевок». Принцип ее работы заключается в наличии нескольких распределительных стояков, к которым происходит подключение потребителей.

Подача теплоносителя происходит по одному контуру труб. Отсутствие обратной магистрали значительно упрощает монтаж системы, уменьшая при этом затратную часть. Однако при этом ленинградская система отопления многоэтажного дома имеет ряд недостатков:

• Неравномерный нагрев помещения в зависимости от удаленности точки забора горячей воды (котла или коллекторного узла). Т.е. возможны варианты, когда у потребителя подключенного раньше по схеме, батареи будут горячее, чем у следующих по цепочке;
• Проблемы с регулировкой степени нагрева радиаторов. Для этого на каждом радиаторе нужно делать байпас;
• Сложная балансировка однотрубной системы отопления многоэтажного дома. Она осуществляется с помощью терморегуляторов и запорной арматуры. При этом сбой системы возможен даже при незначительном изменении входных параметров – температуры или давления.

В настоящее время установка однотрубной системы отопления многоэтажного дома новой постройки встречается крайне редко. Это объясняется трудностью индивидуального учета теплоносителя в отдельной квартире. Так, в жилых зданиях хрущевского проекта количество распределительных стояков в одной квартире может доходить до 5-ти. Т.е. на каждый из них необходимо устанавливать счетчик учета потребления энергоносителя.

Правильно составленная смета на отопление многоэтажного дома с однотрубной системой должна включать в себя не только затраты на техническое обслуживание, но и модернизацию трубопроводов – замену отдельных компонентов на более эффективные.

Двухтрубная разводка отопления

Двухтрубная схема распределения горячей воды

Для повышения эффективности работы лучше всего устанавливать двухтрубную систему отопления многоэтажного дома. Она также состоит из распределительных стояков, но после прохождения теплоносителя через радиатор он попадает в обратную трубу.

Ее главным отличием является наличие второго контура, выполняющего функцию обратной магистрали. Он необходим для сбора остывшей воды и ее транспортировки к котлу или в тепловую станцию для дальнейшего нагрева. Во время проектирования и эксплуатации необходимо учитывать ряд особенностей системы отопления многоэтажного дома подобного типа:

• Возможность регулировки уровня температуры в отдельных квартирах и во всей магистрали в целом. Для этого необходимо установить смесительные узлы;
• Для выполнения ремонта или профилактических работ не нужно отключать всю систему, как в ленинградской схеме отопления многоэтажного дома. Достаточно с помощью запорной арматуры перекрыть поступление в отдельный контур отопления;
• Низкая инерционность. Даже при хорошей балансировке однотрубной системы отопления многоэтажного дома потребителю нужно ждать 20-30 секунд, пока горячая вода по трубопроводам дойдет до радиаторов.

Какое оптимальное давление в системе отопления многоэтажного дома? Все зависит от его этажности. Оно должно обеспечить поднятие теплоносителя на нужную высоту. В некоторых случаях эффективнее установить промежуточные насосные станции, чтобы уменьшить нагрузку на всю систему. При этом оптимальное значение давления должно быть от 3 до 5 атм.

Перед приобретением радиаторов нужно узнать по схеме отопления жилого многоэтажного дома ее характеристики — давление и температурный режим. Основываясь на этих данных выбираются батареи.

Теплоснабжение многоэтажного дома

Распределительный узел отопления многоквартирного дома

Разводка отопления в многоэтажном доме имеет важное значение для эксплуатационных параметров системы. Однако помимо этого следует учитывать характеристики теплоснабжения. Важным из них является способ подачи горячей воды – централизованный или автономный.

В подавляющих случаях делают подключение к центральной отопительной системе. Это позволяет уменьшить текущие затраты в смете на отопление многоэтажного дома. Но практически уровень качества подобных услуг остается крайне низким. Поэтому при возможности выбора предпочтение отдается автономному отоплению многоэтажного дома.

Автономное отопление многоэтажного дома

автономное отопление многоэтажного дома

В современных многоэтажных жилых зданиях существует возможность организации независимой системы теплоснабжения. Она может быть двух типов – поквартирное или общедомовое. В первом случае автономная отопительная система многоэтажного дома осуществляется в каждой квартире отдельно. Для этого делают независимую разводку трубопроводов и устанавливают котел (чаще всего — газовый). Общедомовая подразумевает монтаж котельной, к которой предъявляются особые требования.

Принцип ее организации ничем не отличается от аналогичной схемы для частного загородного дома. Однако есть ряд важных моментов, которые необходимо учесть:

• Установка нескольких котлов отопления. Обязательно один или несколько из них должны выполнять дублирующую функцию. В случае выхода из строя одного котла – другой должен заменить его;
• Монтаж двухтрубной отопительной системы многоэтажного дома, как наиболее эффективной;
• Составление графика проведения плановых ремонтных и профилактических работ. В особенности это актуально для отопительного нагревательного оборудования и групп безопасности.

Учитывая особенности отопительной схемы конкретного многоэтажного дома нужно организовать поквартирную систему учета тепла. Для этого на каждый входящий патрубок от центрального стояка нужно установить счетчики учета энергии. Именно поэтому ленинградская отопительная система многоэтажного дома не подходит для уменьшения текущих затрат.

Централизованное отопление многоэтажного дома

Схема элеваторного узла

Как может измениться разводка отопления в многоквартирном доме при подключении его к центральному теплоснабжению? Основным элементом этой системы является элеваторный узел, который выполняет функции нормализации параметров теплоносителя до приемлемых значений.

Общая протяженность центральных тепловых магистралей достаточно велика. Поэтому в тепловом пункте создают такие параметры теплоносителя, чтобы потери тепла были минимальны. Для этого повышают давление до 20 атм. что приводит к возрастанию температуры горячей воды до +120°С. Однако учитывая особенности системы отопления в многоквартирном доме, подача горячей воды с такими характеристиками к потребителям не разрешена. Для нормализации параметров теплоносителя устанавливают элеваторный узел.

Он может быть рассчитан как для двухтрубной, так и для однотрубной отопительной системы многоэтажного дома. Его основными функциями являются:

• Уменьшение давления с помощью элеватора. Специальная конусная задвижка регулирует объем притока теплоносителя в распределительную систему;
• Снижение уровня температуры до +90-85°С. Для этого предназначен узел смешивания горячей и остывшей воды;
• Фильтрация теплоносителя и уменьшение содержания кислорода.

Помимо этого элеваторный узел выполняет основную балансировку однотрубной системы отопления в доме. Для этого в нем предусмотрена запорная и регулирующая арматура, которая в автоматическом или полуавтоматическом режиме осуществляет регулировку давления и температуры.

Также нужно учитывать, что смета на централизованное отопление многоэтажного дома будет отличаться от автономной. В таблице показаны сравнительные характеристики этих систем.

Давление в системе отопления многоэтажного дома

На реальную величину давления влияют следующие факторы:

• Состояние и мощность оборудования, подающего теплоноситель.
• Диаметр труб, по которым теплоноситель циркулирует в квартире. Бывает, что желая повысить температурные показатели, хозяева сами меняют их диаметр в большую сторону, снижая общее значение давления.
• Расположение конкретной квартиры. В идеале это не должно иметь значения, но в действительности существует зависимость от этажа, и от удаленности от стояка.
• Степень износа трубопровода и нагревательных приборов. При наличии старых батарей и труб не следует ожидать, что показатели давления останутся в норме. Лучше предупредить возникновение нештатных ситуаций, заменив отслужившую свое теплотехнику.

Как меняется давление от температуры

Проверяют рабочее давление в высотном доме при помощи трубчатых деформационных манометров. Если при проектировании системы конструкторы заложили автоматическую регулировку давления и его контроль, то дополнительно устанавливают датчики разных типов. В соответствии с требованиями, прописанными в нормативных документах, контроль осуществляют на наиболее ответственных участках:

• на подаче теплоносителя от источника и на выходе;
• перед насосом, фильтрами, регуляторами давления, грязевиками и после этих элементов;
• на выходе трубопровода из котельной или ТЭЦ, а также на вводе его в дом.

Обратите внимание: 10% разницы между нормативным рабочим давлением на 1 и 9 этаже — это нормально.

Давление в летний период

В период, когда отопление бездействует как в теплосети, так и в системах отопления поддерживается давление, величина которого превышает статическое. В противном случае в систему попадет воздух и трубы начнут коррозировать.

Минимальное значение этого параметра определяется высотой здания плюс запас от 3 до 5 м.

Как поднять давление

Проверки давления в отопительных магистралях многоэтажных домов нужны обязательно. Они позволяют анализировать функциональность системы. Падение уровня давления даже на незначительную величину, может стать причиной серьезных сбоев.

При наличии централизованного отопления систему чаще всего испытывают холодной водой. Падение давления за 0,5 часа на величину большую, чем 0,06 МПа указывает на наличие порыва. Если этого не наблюдается, то система готова к работе.

Непосредственно перед стартом отопительного сезона выполняют проверку водой горячей, подаваемой под максимальным давлением.

Изменения, происходящие в системе отопления многоэтажного дома, чаще всего не зависят от хозяина квартиры. Пытаться повлиять на давление — затея бессмысленная. Единственное, что можно сделать, устранить воздушные пробки, появившиеся из-за неплотных соединений или неправильно выполненной регулировки клапана спуска воздуха.

На наличие проблемы указывает характерный шум в системе. Для отопительных приборов и труб это явление очень опасно:

• Расслаблением резьбы и разрушениями сварных соединений во время вибрации трубопровода.
• Прекращением подачи теплоносителя в отдельные стояки или батареи в связи со сложностями с развоздушиванием системы, невозможностью регулировки, что может привести к ее размораживанию.
• Понижением эффективности системы, если теплоноситель прекращает движение не полностью.

Чтобы предотвратить попадание воздуха в систему необходимо перед ее испытанием в рамках подготовки к отопительному сезону осмотреть все соединения, краны на предмет пропускания воды. Если услышите характерное шипение при пробном запуске системы, немедленно ищите утечку и устраняйте ее.

Можно нанести на стыки мыльный раствор и там, где герметичность нарушена, будут появляться пузырьки.

Иногда давление падает и после замены старых батарей на новые алюминиевые. На поверхности этого металла от контакта с водой появляется тонкая пленка. Побочным продуктом реакции является водород, за счет его сжимания давление снижается.

Вмешиваться в работу системы в этом случае не стоит — проблема носит временный характер и со временем уходит сама по себе. Это происходит исключительно в первое время после монтажа радиаторов.

Повысить напор на верхних этажах высотного здания можно путем установки циркуляционного насоса.

Внимание: самой удаленной точкой трубопровода является угловая комната, следовательно, давление здесь самое меньшее.

Минимальное давление

Из условия, когда перегретая вода в системе отопления не вскипает, принимается минимальное давление.

Определить его можно следующим образом:

К высоте дома (геодезической) добавляют запас приблизительно 5 м, чтобы избежать завоздушивания, плюс еще 3 м на сопротивление системы отопления внутри дома. Если на подаче давление недостаточное, то батареи на верхних этажах останутся непрогретыми.

Если взять 5-этажный дом, то на подаче минимальное давление должно иметь значение:

5х3+5+3=23 м = 2,3 ата = 0,23 Мпа

Перепад давления

Чтобы отопительная система нормально выполняла свои функции, перепад давлений, представляющий собой разность между его величинами на подаче и обратке, должен быть определенной и постоянной величины. В числовом выражении он должен быть в пределах от 0,1 до 0,2 МПа.

Отклонение параметра в меньшую сторону свидетельствует о сбое в циркуляции теплоносителя по трубам. Колебание в сторону увеличения показателя — о завоздушивании отопительной системы.

В любом случае нужно искать причину изменения, иначе отдельные элементы могут выйти со строя.

Если давление упало, то проверяют на наличие утечек: отключают насос и наблюдают изменения статического давления. Если оно продолжает снижаться, то ищут место повреждения путем последовательного выведения из схемы разных участков.

В случае, когда статический напор не меняется, то причина кроется в неисправности оборудования.

Стабильность перепада рабочего давления изначально зависит от проектировщиков, от выполненных ими расчетов по гидравлике, а затем правильного монтажа магистрали. Нормально функционирует отопления многоэтажки, при монтаже которого учтены следующие моменты:

• Подающий трубопровод, за редким исключением, находится вверху, обратный внизу.
• Разливы выполнены из труб сечение от 50 до 80 мм, а стояки и подвод к батареям — от 20 до 25 мм.
• В отопительную систему в байпасную линию насоса или перемычку, соединяющую подачу и обратку врезаны регуляторы, гарантирующие, что даже при резких перепадах давления завоздушивание не появится.
• В схеме теплоснабжения присутствует запорная арматура.

Идеальных условий эксплуатации отопительной системы не существует. Всегда есть потери, снижающие показатели давления, но все же они не должны выходить за пределы регламентированными Строительными нормами и правилами РФ СНиП 41-01-2003.

Понятие нормы отопления может быть совершенно разным для двух ситуаций: когда квартира отапливается централизованно, и когда в доме установлено и функционирует автономное отопление.

Централизованное отопление в квартире

В чем разница отопительных норм централизованного и автономного отопления?

В случае централизованного отопления в расчет должны приниматься местонахождение квартиры (угловая или нет), а также расчетные температуры теплоносителя. Они определяются индивидуально для каждого региона страны с учетом климатического режима в холодную пору года.

Схема отопления многоквартирного дома

Гораздо свободнее в этом вопросе будут чувствовать себя обладатели систем автономного отопления. Тут понятие нормы отопления будет являться достаточно условным, определяющим, прежде всего, комфортность проживания, а также учитывающим возможности отопительного котла и финансовое состояние хозяев.

Отдельно следовало бы выделить вопрос, касающийся норм отопления относительно зданий, в которых вентиляция, кондиционирование, а также повышение температуры производится встроенными сплит-системами. Их работа определяется суммарными затратами на создание во всех комнатах микроклимата, показатели которого будут оптимальными не только по температуре, но также и по влажности воздуха.

Установлено, в частности, что при повышенной влажности воздуха температура определяется людьми как более высокая, нежели для тех случаев, когда в помещениях поддерживается более низкая влажность. Поэтому в данном случае вместо положения о нормативном обогреве следовало бы пользоваться совокупностью параметров микроклимата.

Нормы по отоплению для многоквартирных домов, отапливаемых централизованно

Данные нормы являются наиболее «древними». Они рассчитывались в то время, когда на топливе для подогрева теплоносителя не экономили, батареи были горячими. Зато дома строились преимущественно из «холодных» по качествам теплосбережения материалов, то есть из бетонных панелей.

Времена изменились, но нормы остались теми же. Согласно действующему ГОСТ Р 52617-2000, температура воздуха в жилых помещениях не должна быть ниже 18°С (для угловых комнат – не менее 20°С). При этом организация – поставщик тепловой энергии имеет право в ночное время (0-5 часов) снижать температуру воздуха не более, чем на 3°С. Отдельно устанавливаются нормы отопления для различных помещений квартиры: например, в ванной комнате должно быть не менее 25°С, а в коридоре – не менее 16°С.

Общество длительно и временами небезуспешно ведет борьбу за изменение порядка определения норм отопления, привязывая их не к температуре воздуха в помещениях, а к средней температуре теплоносителя. Данный показатель является значительно более объективным для потребителей, хотя и невыгодным для поставщика тепловой энергии. Судите сами: температура в жилых помещениях часто зависит не только от работающей системы, сколько от характера жизнедеятельности человека и условий его проживания.

Например, теплопроводность кирпича значительно ниже, чем бетона, поэтому в кирпичном доме при одной и той же температуре придется затратить меньшее количество тепловой энергии. В таких помещениях, как кухня, в процессе готовки пищи выделяется тепла не намного меньше, чем от батарей отопления.

Многое зависит также от конструктивных особенностей самих отопительных приборов. Скажем, системы панельного отопления будут при той же температуре воздуха иметь более высокую теплоотдачу, чем чугунные батареи. Таким образом, нормы отопления, привязанные к температуре воздуха, являются не совсем справедливыми. При данном способе учитывается температура наружного воздуха ниже 8°С. При фиксации такого значения в течение трех дней подряд теплогенерирующая организация должна безусловно подать тепло потребителям.

Для средней полосы расчетные значения температуры теплоносителя в зависимости от температуры внешнего воздуха имеют следующие значения (для удобства пользования данными значениями, используя бытовые термометры, температурные показатели округлены):

Температура наружного воздуха, °С

Температура сетевой воды в подающем трубопроводе, °С

Пользуясь приведенной таблицей, можно легко определить температуру воды в системе панельного отопления (или в любой другой), использовав обычный градусник в момент спуска части теплоносителя из системы. Для прямой ветки пользуются данными граф 5 и 6, а для обратки – данными графы 7. Отметим, что первые три графы устанавливают отпускную температуру воды, то есть без учета потерь в передающих магистральных трубопроводах.

Если фактическая температура теплоносителя не соответствует нормативной, это является основанием для пропорционального уменьшения платы за предоставляемые услуги центрального теплоснабжения.

Есть еще вариант с установкой тепловых счетчиков, но он срабатывает лишь тогда, когда все квартиры в доме обслуживаются системой централизованного отопления. Кроме того, такие счетчики подлежат ежегодной обязательной проверке.

Нормы отопления для систем индивидуального отопления

Квартира с автономным теплоснабжением

В данном случае под понятием нормы отопления стоит понимать теплоотдачу отопительного прибора, которая приходится на единицу площади помещения, где этот прибор установлен. При этом стоит различать между собой понятия «радиатор» и «отопительный прибор». Например, вентиляция и кондиционирование воздуха при одновременном его обогреве, которая выполняется при помощи кондиционеров комбинированного действия, не подпадает под понятие ни радиатора, ни отопительного прибора.

Формула для определения нормы для систем теплоснабжения при известной тепловой мощности отопительного прибора Р, Вт имеет вид:

Здесь S – площадь помещения в м 2. для которого выполняется данный расчет; h – высота помещения в м; 41 – эмпирический коэффициент минимума тепловой мощности для помещений с постоянным местонахождением людей.

Полученную величину необходимо соотнести с реальной теплоотдачей отопительного прибора. В зависимости от типа системы отопления этот параметр на одну секцию составляет:

1. Для чугунных радиаторов – 90-160 Вт (большие данные соответствуют максимальной температуре теплоносителя в 90°С, при меньших значениях норму отопления следует пропорционально пересчитать).
2. Для стальных радиаторов – 60-170 Вт (при снижении температуры теплоносителя тепловая мощность стальных радиаторов падает более резко, нежели у чугунных).
3. Для алюминиевых и биметаллических радиаторов 160-200 Вт.

Разделив значение Р на нормативный показатель теплоотдачи радиатора определенного типа, получим требуемое для обеспечения необходимых норм количество секций. Остается только их приобрести. Таким образом, для индивидуального дома соблюдение теплового режима обеспечивается в основном за счет конструктивных особенностей отопительных приборов.

Для повышения точности расчета норм необходимо учесть и способ подключения отопительных приборов. Так, при нижнем подключении нормативная тепловая мощность радиаторов снижается на 10%, а при подключении по однотрубной системе – на 25-30%.

Следует отметить, что тепловая мощность отопительного прибора любого типа во многом определяется допускаемым давлением теплоносителя, который прокачивается через этот прибор. Минимальное давление в системе отопления должно быть не менее 2-4 атм. а максимальное 6-8 атм. В первом случае обогрев будет крайне неэффективным, а во втором — могут не выдержать трубопроводы. Таким образом, нормы отопления для индивидуального дома (или для автономного отопления квартиры) рассчитываются в зависимости от типа отопительных приборов и фактического давления теплоносителя в системе отопления.