Водяное отопление: классификация систем и их установка

Классификация систем водяного отопления

Классификация систем водяного отопления проводится по следующим основным признакам [11].

1. По способу создания циркуляции водяные системы отопления подразделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с искусственной циркуляцией (насосные). В системах с естественной циркуляцией (рис. 4.3) движение воды осуществляется под действием разности плотностей охлажденной воды после отопительных приборов и горячей воды, поступающей в систему отопления. В системах с искусственной циркуляцией движение воды происходит под действием насоса.

2. По схеме включения отопительных приборов в стояк или ветвь системы водяного отопления подразделяются на двухтрубные в соответствии с
рис. 4.3 (приборы присоединены по теплоносителю параллельно) и однотрубные (приборы присоединены по теплоносителю последовательно).

3. По направлению объединения отопительных приборов как двухтрубные, так и однотрубные системы отопления могут быть вертикальными в соответствии с рис. 4.3 (последовательно присоединяются к общему вертикальному стояку отопительные приборы на разных этажах) и горизонтальными(последовательно присоединяются к общей горизонтальной ветви отопительные приборы на одном этаже).

4. По месту расположения подающих и обратных магистралей системы водяного отопления подразделяются на системы с верхним расположением подающих магистралей в соответствии с рис. 4.3 (по чердаку или под потолком верхнего этажа, а обратных магистралей – по подвалу) и с нижним расположением обеих магистралей(по подвалу или над полом первого этажа).

5. По направлению движения воды в подающих и обратных магистралях системы водяного отопления подразделяются на тупиковые в соответствии с рис. 4.3 (горячая и охлажденная вода в магистралях движется в противоположных направлениях) и с попутным движением(горячая и охлажденная вода в магистралях движется в одном направление).

Для уяснения устройства и принципа действия системы водяного отопления рассмотрим схему системы [11], представленную на рис. 4.3.

Вода, нагретая в теплогенераторе (котле) К до температуры t_г поступает через теплопровод – главный стояк 1 в подающие магистральные теплопроводы 2. По подающим магистральным теплопроводам горячая вода поступает
в подающие стояки 9. Затем по подающим подводкам 13 горячая вода поступает в отопительные приборы 10, через стенки которых теплота передается воздуху помещения. Из отопительных приборов охлажденная вода с температурой t_о по обратным подводкам 14, обратным стоякам 11 и обратным магистральным теплопроводам 15 возвращается в теплогенератор К, где она снова подогревается до температуры t_г, и далее циркуляция происходит по замкнутому кольцу.

К – котел; 1 – главный стояк; 2 – подающий магистральный теплопровод (горячей воды);
3 – сигнальная трубка; 4 – расширительный бак; 5 – переливная труба; 6– циркуляционная труба; 7 – вентили; 8 – тройники с пробкой, верхние – для впуска воздуха в отключенный стояк, нижние – для спуска воды; 9 – подающие стояки (горячей воды); 10 – отопительные приборы; 11 – обратные стояки (охлажденной воды); 12 – регулировочные краны у отопительных приборов; 13 – подающие подводки; 14 – обратные подводки; 15 – обратный магистральный теплопровод (охлажденной воды); 16 – запорные вентили для регулирования и отключения отдельных веток системы; 17 – труба для заполнения системы водой из водопровода;
18 – спускная труба

Рис. 4.3. Схема двухтрубной системы водяного отопления
с верхней разводкой и естественной циркуляцией

В системе водяного отопления имеется расширительный бак 4, предназначенный для вмещения прироста объёма воды при её нагревании, а также для удаления через него воздуха в атмосферу как при заполнении системы водой, так и в период её эксплуатации (в случае открытого расширительного бака). Для регулирования теплоотдачи отопительных приборов на подводках к ним устанавливают регулировочные краны 12.

Перед пуском в действие каждая система заполнятся водой из водопровода 17 через обратную линию до сигнальной трубы 3 в расширительном баке 4. Когда уровень воды в системе повысится до сигнальной трубы и вода будет вытекать из трубы в раковину, находящуюся в котельной, кран на сигнальной трубе закрывают и прекращают заполнение системы водой.

При недостаточном прогреве приборов вследствие засорения трубопровода или арматуры, а также в случае появления утечки вода из отдельных стояков может быть спущена без опорожнения и прекращения работы других участков системы. Для этого закрывают вентили 7 на стояках. Из тройника 8, установленного в нижней части стояка, вывёртывают пробку и к штуцеру тройника присоединяют гибкий шланг, по которому вода из теплопровода и отопительных приборов стекает в канализацию. Чтобы вода быстрее стекала, из верхнего тройника 8 вывёртывают пробку.

Область применения и преимущества различных систем водяного отопления представлены в табл. 4.2 [11].

Таблица 4.2 – Область применения и преимущества различных систем водяного отопления

Продолжение таблицы 4.2

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Назначение и классификация систем отопления зданий

В помещениях с постоянным или длительным пребыванием людей и в помещениях, где по условиям производства требуется поддержание положительных температур в холодный период года, устраивается система отопления.

Отоплением называется искусственное обогревание помещений здания с возмещением теплопотерь для поддержания в них температуры на заданном уровне, определяемом условиями теплового комфорта для находящихся в них людей и требованиями протекающего технологического процесса. Известно три вида отопления: водяное, паровое и воздушное.

Системы отопления включают три основных элемента: источник теплоты (генератор тепла), теплопроводы (каналы или трубопроводы) и отопительные (нагревательные) приборы.

В генераторе тепла происходит сжатие тепла, а выделяемое при этом тепло передается теплоносителю, т.е. среде, переносящей тепло от генератора к нагревательным приборам. Нагревательные приборы передают полученное от генератора тепло воздуху помещений. По теплопроводам теплоноситель перемещается от генератора тепла к нагревательным приборам.

Система отопления является одной из строительно-технологических установок здания, которая должна отвечать следующим основным требованиям:

1) санитарно-гигиеническим – обеспечивать необходимые внутренние температуры, регламентируемые соответствующими СНиП, без ухудшения состояния воздушной среды;

2) экономическим – обеспечивать наименьшие приведенные затраты при уменьшении расхода металла;

3) строительным – предусматривать размещение отопительных элементов в уровне с архитектурно-планировочным и конструктивным решениями здания без нарушения прочности основных конструкций при монтаже и ремонте систем отопления.

4) монтажным – предусматривать возможность монтажа индустриальными методами с максимальным использованием унифицированных узлов заводского изготовления при минимальном количестве типоразмеров и ограничением применения узлов и деталей индивидуального изготовления;

5) эксплуатационным – характеризоваться простотой и удобством управления и ремонта, бесшумностью и безопасностью действия;

6) эстетическим – хорошо гармонировать с внутренней отделкой помещения и не занимать излишних площадей.

В практике строительства нашли применение разнообразные системы отопления, в основе выбора которых лежит использование тех или иных особенностей систем.

Системы отопления классифицируют по следующим основным признакам (рисунок 5): по виду использованного теплоносителя; по способу перемещения теплоносителя; по месту расположения источника теплоты.

По виду использованного теплоносителя системы отопления делятся на водяные, паровые, воздушные, огневоздушные.

По способу перемещения теплоносителя системы отопления делятся на системы с естественным (гравитационным) побуждением движения теплоносителя и системы с принудительным побуждением.

По месту расположения источника теплоты системы отопления разделяют на центральные и местные.

Рисунок — 5 Классификация систем отопления

В местной системе отоплениягенератор тепла, нагревательные приборы и теплоотдающие поверхности конструктивно объединены в одном устройстве. Примером местного отопления может служить комнатная печь. В ней генератором тепла является топливник, в котором происходит сгорание топлива, теплопроводом служат дымообороты, прогревающие стенки печи и отводящие продукты сгорания из топки, а воздух помещений нагревается при его непосредственном соприкосновении с горячими поверхностями стенок печи. К местным системам отопления относятся также газовое отопление (при сжигании газа в нагревательных приборах, находящихся в отапливаемом помещении) и электрическое, если электрическая энергия переходит в тепловую непосредственно в самих нагревательных приборах. Радиус действия местных систем отопления невелик и ограничивается одной или двумя-тремя смежными комнатами.

Центральными системами отопления называются системы, в которых генератор тепла (например, котел) находится вне отапливаемых помещений, а теплоноситель к местам потребления подается по трубопроводам.

В центральных системах отопления одним генератором тепла, состоящим из одного котла или группы котлов, могут отапливаться не только отдельное здание, но и группы зданий. Система отопления, которая обслуживает целую группу зданий от одной котельной, называется районной.

В зависимости от вида теплоносителя центральные системы отопления подразделяются на системы водяного, парового, воздушного и комбинированного отопления.

Если в системе водяного отопления циркуляция воды в трубопроводах и нагревательных приборах происходит под действием разности объемных весов охлажденной и нагретой воды, то она называется системой с естественной циркуляцией.

В системах большой протяженности применять естественную циркуляцию воды экономически нецелесообразно, так как это привело бы к необходимости установки труб слишком больших диаметров. Поэтому в этих случаях устраивают системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды при помощи насосов (или насосные). Эти системы отопления в качестве теплоносителя могут использовать воду с температурой до 100 0 С или высокотемпературную воду (с температурой более 100 0 С).

В системах парового отопления пар из котла по трубопроводам поступает в нагревательные приборы, где конденсируется и, выделяя скрытую теплоту парообразования, нагревает эти приборы. Конденсат же возвращается в котел и вновь превращается в пар.

Системы парового отопления различаются по величине первоначального давления и бывают вакуум-паровыми (с давлением пара до 1 кгс/см 2 ), низкого давления (от 1,0 до 1,7 кгс/см 2 ) и высокого давления (более 1,7 кгс/см 2 ). В системах парового отопления пар перемещается под действием разности давлений на выходе из котла и перед нагревательным прибором.

Система воздушного отопления в зависимости от вида первичного теплоносителя подразделяются на водовоздушные, паровоздушные, огневоздушные, электровоздушные и газовоздушные. По способу передвижения воздуха воздушные системы могут быть с естественным и механическим побуждением. Во втором случае используются вентиляторы.

Комбинированной системой отопления называют систему, в которой применены либо два различных теплоносителя, либо один теплоноситель, но с разными параметрами. К ней относятся пароводяные, водоводяные и все воздушные системы отопления.

Системы водяного и парового отопления различаются также по способу разводки магистральных трубопроводов (с верхней, нижней и средней разводкой), по способу присоединения нагревательных приборов к стоякам (двухтрубные и однотрубные), по способу теплоотдачи нагревательных приборов (конвекционные и лучистые) и по типу применяемых нагревательных приборов (радиаторные, конвекторные, панельные, из гладких труб и др.).

Требования, предъявляемые к теплоносителям систем отопления.Основные требования, предъявляемые к теплоносителям, это способность аккумулировать тепло, подвижность и незначительное потребление электроэнергии на их перемещение. Применяемые в качестве теплоносителя горячая вода, пар и воздух наиболее близко соответствует этим требованиям.

К тому же температура теплоносителя (при воздействии ее на нагревательные приборы) не должна ухудшать гигиенические условия воздуха помещения.

Вода, пар и воздух обладают различными физическими свойствами. Вода характеризуется большой теплоемкостью, значительным объемным весом и большой подвижностью, что дает возможность передавать на большие расстояния значительное количество тепла при сравнительно небольшом объеме воды. При использовании в качестве теплоносителя горячей воды температуры поверхности нагревательных приборов (а следовательно, и их теплоотдачу) можно регулировать из одного общего центра (например, котельной), что позволяет экономней расходовать топливо.

Таблица 2 — Свойства водяного пара

При паровом отоплении большое количество тепла, выделяющегося при конденсации пара, и малый объемный вес последнего позволяют передавать на большие расстояния значительное количество тепла с минимальными затратами электроэнергии на перемещение теплоносителя. Кроме того, при использовании в качестве теплоносителя пара существенно сокращается количество нагревательных приборов, так как температура последних значительно выше, чем при теплоносителе — горячей воде. К недостаткам пара, как теплоносителя, следует отнести невозможность центрального регулирования теплоотдачи нагревательных приборов, высокую температуру на поверхности последних и возможность пригорания на них органической пыли, что ухудшает санитарно-гигиенические условия отапливаемых помещений. Кроме того, потери тепла паропроводами и конденсатопроводами значительно превышают потери тепла трубопроводами водяных систем отопления.

Воздушное отопление с использованием в качестве теплоносителя нагретого воздуха, имеющего сравнительно небольшие температуру (50 0 -70 0 С), теплоемкость и объемный вес, потребляет много электроэнергии на перемещение больших количеств воздуха. К недостаткам его можно отнести также шум, возникающий при работе вентиляторов.

По экономическим соображениям воздушное отопление предпочтительнее водяного и парового, так как не требует установки нагревательных приборов, стоимость которых составляет около 60% стоимости всей системы отопления.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Водяное отопление

Водяное отопление считается самой верной и простой системой, используемой для отопления дома. Все очень просто: вода нагревается при помощи котла, после того идет по трубам к батареям в помещениях, отдает тепло и возвращается в котел. Циркуляционный процесс воды поддерживается с помощью такого устройства, как циркуляционный насос.

Система водяного отопления

Система водяного отопления являет собой замкнутую цепь, состоящую из котла, выполняющего функцию генератора тепла, трубопроводной системы и батарей. По этой системе в постоянном режиме циркулирует вода или антифриз. Топливом для того чтобы разогреть воду может быть уголь, дрова, керосин или природный газ, электроснабжение, преобразователи и т.д.

Кроме вышеназванных компонентов, которые включает водяная система отопления, сюда еще входят устройства, предназначенные для регулирования системы – расширительный бак для отведения излишков воды или такой жидкости, как антифриз, которые появляются в случае нагрева, терморегуляторы, насос циркуляции, манометр, запорный, автоматический отводчик воздуха, клапаны для предохранения.

Для водяного отопления могут быть использованы разнообразные трубы:

• Стальные, нержавеющие и стальные оцинкованные. При установке таких труб их сваривают. Стальные трубы – подвержены коррозии. Оцинкованные стальные и нержавеющие – не обладают таким недостатком, а при их установке лучше применять резьбовые соединения.

• Медные. Такие трубы являются надежными, они выносят очень высокие температурные режимы, высокое давление. Соединяются медные трубы высокотемпературной пайкой серебросодержащим припоем. Они могут быть хорошо скрыты в стенах вашего дома. Заметим, что медные трубы – самые дорогостоящие, используются они, в основном, в строительстве эксклюзивных объектов.

• Полимерные (металлопластик, полиэтилен, полипропилен, армированные алюминием трубы). Такие трубы достаточно удобны при установке. Металлопластиковые – прочны и стойки к процессу коррозии, они не позволяют откладываться осадку на поверхности внутри. Монтируются они при помощи прессовых или резьбовых соединений без сварки. Но у таких труб большой коэффициент расширения тепла. Поэтому, если долго была только горячая вода, после чего пошла холодная, то такие трубы могут дать течь. Поэтому при временном прекращении работы котла в зимнее время и размораживании систем отопления наступит повреждение.

Выбор материала труб, которые будут использовать определенные водяные системы отопления, должен непременно быть согласован с проектировщиками с учетом таких факторов, как вероятность альтернативного или аварийного отопления здания, предпочтения и финансовые возможности. Специалистами было доказано, что наиболее надежными являются медные трубы, поэтому для построения долговечной системы водяного отопления необходимо использовать именно такие.

Этапы установки водяной отопительной системы

Систему водяного отопления необходимо планировать на основе места размещения основного ее элемента – котла. Сам котел ставится еще до планирования разводки труб. Если котел громоздкий – то для него делается бетонный постамент высотой в 4-5 см. Подставка также может быть сделана из листа железа с асбестом сверху. Сразу после того, как постамент готов, котел соединяется с дымоходом, а все соединения замазываются глиной (но не цементом!).

Помните, что в помещении, где будет размещен котел, должна быть хорошая вентиляция – или естественная, или принудительная. Отверстие вентиляции можно оборудовать жалюзями для того чтобы они помогали регулированию потока воздуха.

Обвязка котла делается только при помощи металлических труб.

Только после того, как вы выдержали расстояние, указанное в руководстве, можно вести трубопровод уже металлопластиковыми трубами, но введения в котел должны быть только металлическими трубами. Трубы, вводящие воду в котел, должны иметь такой же диаметр, как и выводящие. Нельзя пользоваться переходниками!

Виды систем водяного отопления

Классификация систем водяного отопления подразумевает их деление на одноконтурные и двухконтурные. Первый тип служит только для того чтобы отапливать помещения. Двухконтурная система делается не только для отопления помещений, но и для нагревания воды.

Практика показывает, что часто применяется установка двух одноконтурных систем: одна из них отапливает помещения, а вторая – нагревает воду. При этом, если на улице лето, то можно пользоваться только одной системой, при этом помните, что для нагревания воды для бытовых нужд тратится 25% мощности котла.

Схемы систем водяного отопления подразумевают использование трех вариантов разводки труб: однотрубная, двухтрубная, коллекторная.

Однотрубная разводка – проста: здесь нагретая вода от котла идет последовательно от одной батареи к другой. Поэтому последняя батарея в цепи будет холоднее, чем первая. Обычно такая система широко распространена в многоквартирных домах. Такая система достаточно сложна в управлении, ведь без специальных приемов здесь просто не перекрыть доступ носителя тепла в один из радиаторов, так как перекроется доступ и ко всем остальным.

Двухтрубная разводка предполагает такой принцип работы водяного отопления, при котором температурный режим в помещении регулируется проще. К каждому отопительному прибору в данном случае подводится две трубки – с горячей и холодной водой. Так, трубы также способны разводиться и звездообразно – к батарее подводится труба с горячей водой, а уходит с холодной. При этом температура каждой батареи одинаковая.

Также существует и коллекторная или лучевая разводка. В данном случае от коллектора к каждому прибору отопления подводится две трубки – прямая и обратная. Коллектор представляет собой устройство, собирающее воду. Благодаря универсальности коллекторных систем принцип работы системы водяного отопления может быть со скрытой проводкой труб. Такая схема позволяет производить регулирование системы и монтаж специальных электрических моторов, которые поддерживают заданный температурный режим в помещениях.

Преимущество, которое приносит такая схема водяного отопления, — это то, что здесь можно очень легко регулировать температуру в каждой комнате, устанавливать ее относительно просто, а поврежденные участки труб можно заменять, не нарушая всю систему.

Достоинства и недостатки водяного отопления

Среди преимуществ, которые предоставляет система водяного отопления, можно назвать следующие:

• Экономичность в расходах материалов.
• Достаточно высокий уровень теплоемкости. Ведь показатель теплоемкости воды превышает тот же показатель воздуха, нагретого до такой же температуры, в 4 тысячи раз.
• Комфортная температура.

Как и в любой системе отопления, стоит выделить несколько недостатков:

• Трудоемкость установки и эксплуатации в сравнении с другими системами.
• Необходимость постоянного контроля над работой генератора тепла.
• В случае долговременного отбытия – необходимость удаления воды. Ведь если воду с труб не спустить, то в случае низких температур она замерзнет, вследствие чего трубопровод лопнет. Кроме того, трубопровод с воздухом довольно быстро подвергается процессам коррозии.

Установка водяного отопления возможна только во время строительства или капитального ремонта.

Устройство, принцип действия и классификация систем водяного отопления. Критерии выбора основной схемы отопления.

Обеспечивает равномерность температуры помещения. Ограничивает верхний предел температуры поверхности отопительных приборов, что исключает пригорание на них пыли. Характеризуется простотой центрального регулирования теплоотдачи отопительных приборов путем изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха (качественное регулирование). Бесшумно действует, сравнительно долговечная.

Значительное гидростатическое давление в системе, обусловленное её высотой и большой массовой плотностью. Значительный расход металла. Тепловая инерционность вследствие большой плотности и теплоемкости воды, приводящая к некоторым колебаниям температуры помещения. Опасность замораживания воды с разрушением оборудования, находящегося в охлаждающихся помещениях.

Для рассмотрения устройства и принципа действия системы отопления рассмотрим схему двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией.

Вода, нагретая в теплогенераторе (например, котле или другом источнике тепловой энергии) К до температуры t_Г поступает через теплопровод – главный стояк 1 в подающие магистральные теплопроводы ( соединительные трубы между главным стояком и подающими стояками) 2. По подающим магистральным теплопроводам горячая вода поступает в подающие стояки 9 (соединительные трубы между подающими магистралями и подающими подводками к отопительным приборам). Затем по подающим подводкам (соединительным трубам между стояками и отопительными приборами) 13 горячая вода поступает в отопительные приборы 10, через стенки которых теплота передается воздуху помещения. Из отопительных приборов охлажденная вода с температурой t по обратным подводкам 14, обратным стоякам 11 и обратным магистральным теплопроводам 15 возвращается в теплогенератор К, где она снова подогревается до температуры t_Г, и далее циркуляция происходит по замкнутому кольцу.

Система водяного отопления гидравлически замкнута и имеет определенную вместимость отопительных приборов, теплопроводов, арматуры, т.е. постоянный объем заполняющей ее воды. При повышении температуры воды она расширяется и в замкнутой заполненной водой системе отопления внутреннее гидравлическое давление может превысить механическую прочность её элементов. Чтобы этого не произошло, в системе водяного отопления имеется расширительный бак 4, предназначенный для вмещения прироста объема воды при её нагревании, а также для удаления через него воздуха в атмосферу как при заполнении системы водой, так и в период её эксплуатации ( в случае открытого расширительного бака). Для регулирования теплоотдачи отопительных приборов на подводках к ним устанавливают регулировочные краны 12.

17 –труба для заполнения системы водой из водопровода. Перед пуском в действие каждая система заполняется водой из водопровода 17 через обратную линию до сигнальной трубы 3 в расширительном баке 4. Когда уровень воды в системе повысится до сигнальной трубы и вода будет вытекать из трубы в раковину, находящуюся в котельной, кран на сигнальной трубе закрывают и прекращают заполнение системы водой.

7 – вентили или краны на стояках;

8 – тройники с пробкой, верхние – для впуска воздуха в отключенный стояк, нижние – для спуска воды.

Классификация систем водяного отопления проводится по следующим основным признакам.

По способу создания циркуляции водяные системы подразделяют на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с искусственной циркуляцией (насосные). В системах с естественной циркуляцией движение воды осуществляется под действием разности плотностей охлажденной воды после отопительных приборов и горячей воды, поступающей в систему отопления. В системах с искусственной циркуляцией движение воды происходит под действием насосов.

По схеме включения отопительных приборов в стояк лил ветвь системы водяного отопления подразделяются на двухтрубные, в которых горячая вода поступает в приборы по одним (подающим) стоякам, а охлажденная вода отводится по другим (приборы присоеденены по теплоносителю параллельно) и однотрубные, в которых горячая вода подается в приборы и охлажденная вода отводится из них по одному стояку (приборы присоединены по теплоносителю последовательно).

По направлению объединения отопительных приборов как двухтрубные, так и однотрубные системы отопления могут быть вертикальные, в которых последовательно присоединяются к общему вертикальному теплопроводу-стояку отопительные приборы, расположенные на разных этажах, и горизонтальные, в которых к общей горизонтальной ветви присоединяются приборы, находящиеся на одном этаже.

По месту расположения подающих и обратных магистралей системы водяного отпления подразделяют на системы с верхним расположением подающих магистралей по чердаку или под потолком верхнего этажа, а обратных магистралей – по подвалу, над полом первого этажа или в подполных каналах и с нижним расположением обеих магистралей по подвалу, над полом первого этажа или в подпольных каналах.

По направлению движения воды в подающих и обратных магистралях системы водяного отопления подразделяют на тупиковые, когда горячая и охлажденная вода в магистралях движется в противоположных направлениях, и с попутным движением, когда направления потоков движения воды в подающей и обратной магистралях совпадают.

При проектировании систем отпления необходимо обеспечить расчетную температуру и равномерное нагревание воздуха помещений, гидравлическую и тепловую устойчивость, взрывопожарную безопасность и доступность очистки и ремонта (согласно СНиП 2.04.05-91 * «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Для жилых зданий необходимо принимать при температуре теплоносителя 95 0 С двухтрубные и при 105 0 С однотрубные системы отопления с радиаторами и конвекторами. Для других зданий и помещений выбор системы отопления, отопительных приборов, вида теплоносителя и его температуры регламентируется СНиП 2.04.05-91 * (прилож.11).

Системы отопления для различных типов здания

Системы отопления проектируются, как правило однотрубными из унифицированных узло и деталей. Допускается выбор с обоснованием двухтрубных систем водяного отопления в зданиях трех и менее этажей. Вертикальные однотрубные системы обладают лучшей тепловой и гидравлической устойчивостью, чем двухтрубные. Последние характеризуются большой вертикальной разрегулировкой.

Для жилых зданий рекомендуются вертикальные однотрубные проточно-регулируемые системы водяного отопления с трехходовыми кранами, с насосной циркуляцией, как более экономичные по расходу металла и регулированию расхода теплоты.

Классификация систем отопления

Системы водяного отопления различают:

а) по схеме соединения труб с отопительными приборами:

— однотрубные с последовательным соединением приборов;

— двухтрубные с параллельным соединением приборов;

— бифилярные с последовательным соединением сначала всех первых половин приборов, затем для течения воды в обратном направлении всех вторых их половин;

б) по положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или по горизонтали — вертикальные и горизонтальные;

в)по расположению магистралей:

— с верхней разводкой при прокладке подающей магистрали выше отопительных приборов;

— с нижней разводкой при расположении и подающей и обратной магистралей ниже приборов;

— с «опрокинутой» циркуляцией воды при прокладке обратной магистрали выше приборов;

г)по направлению движения воды в подающей и обратной магистралях:

— с тупиковым (встречным) движением воды в системе отопления

— попутным (в одном направлении) движением воды в системе отопления.

На рис. 1а) приведена схема вертикальной однотрубной системы насосного водяного отопления с верхней разводкой, с двусторонним (стояки 1, 2,4) и односторонним (стояки 3, 5) присоединением приборов к стоякам. Стояки показаны условно трех различных типов: нерегулируемого проточного (стояк 1); с замыкающими участками осевыми (стояк 2) и смещенными (стояк 3) с проходными регулирующими кранами (КРП, поставленные со стороны входа теплоносителя в приборы); проточно-регулируемого с обходными участками (стояки 4,5) с трехходовыми регулирующими кранами (КРТ).

На рис. 1б) дана схема вертикальной однотрубной системы насосного водяного отопления с нижней разводкой и П-образными стояками условно трех типов (по аналогии с рис. 1а): нерегулируемого проточного (стояк 7), регулируемого со смещенными замыкающими участками и кранами КРП (стояки 2, 2), проточно-регулируемого с обходными участками и кранами КРТ (стояки 4, 5). При непарных отопительных приборах восходящую часть стояков делают «холостой» (стояки 3, 5).

На рис. 1в) показана схема вертикальной однотрубной системы насосного отопления с опрокинутой циркуляцией воды и проточным расширительным баком. Стояки могут быть проточными (стояки 1, 5) или со смещенными обходными (стояки 2, 5) и замыкающими (стояк 4) участками. Проточный стояк 1 изображен с конвекторами типа «Комфорт-20», имеющими две горизонтально расположенные греющие трубы и регулирующий воздушный клапан.

На рис.2 приведена схема горизонтальной однотрубной системы насосного водяного отопления с ветвями условно различной конструкции. Проточная ветвь I изображена для радиаторов, установленных на двух этажах, причем радиаторы на первом этаже объединены воздушной трубой, на втором этаже снабжены воздушными кранами. Бифилярная ветвь II показана для трубчатых отопительных приборов (конвекторов, гладких и ребристых труб). Ветвь III дана для регулируемых приборных узлов с кранами КРП и замыкающими участками постоянной длины с дросселирующими вставками. Аналогично может быть выполнена ветвь с обходными участками и кранами КРТ, хотя в этом случае затруднен централизованный спуск воды.

На рис. 3 изображена схема вертикальной двухтрубной системы насосного водяного отопления с верхней (в левой части рисунка) и нижней разводкой. При нижней разводке удаление воздуха из системы может быть централизованным (через воздушную линию) и местным (через воздушные краны). В приборные узлы входят краны двойной регулировки (КРД) или краны повышенного гидравлического сопротивления — КРП с дросселирующим устройством (в системах отопления многоэтажных зданий с нижней разводкой).

Основные приборные узлы, относящиеся к горизонтальным двухтрубным системам с верхней разводкой показаны на рис. 4а), с нижней разводкой-на рис. 4б). Слева изображено змеевиковое (последовательное) соединение трубами таких приборов, как гладкие и ребристые трубы, плинтусные конвекторы, справа — присоединение колончатых радиаторов по схемам сверху-вниз (см. рис. 4,а) и снизу-вниз (см. рис. 4,б).

10.3. Последовательность проектирования системы отопления

Исходные данные для проектирования: назначение и технология, планировка и строительные конструкции здания; климатические условия и положение здания на местности; источник теплоснабжения; температура помещений.

Расчет теплового режима. Теплотехнический расчет наружных ограждений конструкций, расчет теплового режима в помещениях, определение тепловых нагрузок для отопления (см. раздел I и гл. 8).

Выбор системы. Выбор параметров теплоносителя и гидравлического давления в системе, вида отопительных приборов и схемы системы (с технико-экономическим обоснованием в необходимых случаях).

Конструирование системы. Размещение отопительных приборов, стояков, магистралей и других элементов системы. Деление системы на части постоянного и периодического действия, для позонного и пофасадного регулирования. Назначение уклона труб; схемы движения, сбора и удаления воздуха; компенсации удлинения и изоляции труб; мест спуска и наполнения водой стояков и системы. Выбор вида запор-но-регулирующей арматуры, ее размещение.

Конструирование заканчивают вычерчиванием схемы системы с нанесением тепловых нагрузок отопительных приборов и расчетных участков.

Теплогидравлический расчет системы. Гидравлический расчет системы. Тепловой расчет труб и приборов (см. гл. 9).

До гидравлического расчета проводят предварительный тепловой расчет (без учета теплоотдачи труб) отопительных приборов с греющими элементами из труб (конвекторы, змеевиковые радиаторы, бетонные панели), потери давления по длине которых заметно влияют на общие потери давления в стояках и ветвях. В этом случае предварительно выбранные размеры приборов уточняют после выполнения гидравлического расчета.

Допустимо делать окончательный тепловой расчет приборов любого вида до гидравлического расчета двухтрубных систем при скрытой прокладке труб.

После гидравлического расчета проводят сразу окончательный тепловой расчет «емкостных» отопительных приборов (радиаторы секционные и панельные колончатые, ребристые и гладкие трубы Dy = 40— 100 мм), потери давления в которых допустимо оценивать по местному сопротивлению на входе и выходе воды, а также тепловой расчет гравитационной системы отопления малоэтажных зданий.

Выбор системы отопления

При проектировании водяного отопления предпочтение отдается насосным однотрубным системам из унифицированных узлов и деталей с автоматическим пофасадным регулированием. Гравитационные системы применяют при отсутствии централизованного теплоснабжения, технико-экономическом обосновании их преимущества по сравнению с насосными или при технологической необходимости полного исключения шума и вибрации конструкций в здании.

Наиболее экономичные однотрубные системы проточного типа проектируют тогда, когда индивидуальное регулирование теплоотдачи отопительных приборов не обязательно или предусматривается установка приборов с воздушными регулирующими клапанами (например, конвекторов типа КН-20).

Однотрубные системы проточно-регулируемого типа (с кранами КРТ) используются в тех случаях, когда необходимо индивидуальное регулирование теплоотдачи приборов.

Однотрубные системы с замыкающими участками у приборов (с кранами КРП) применяют взамен проточно-регулируемых, когда требуется уменьшить потери давления в приборных узлах, несмотря на относительное увеличение площади нагревательной поверхности приборов (большее при узлах с осевым замыкающим участком, меньшее при узлах со смещенным замыкающим участком). Учитывают, что при смещенных замыкающих участках обеспечивается компенсация теплового удлинения этажестояков.

Вертикальные однотрубные системы рекомендуют для зданий, имеющих три этажа и более. Однотрубные системы с верхней разводкой устраивают для обеспечения централизованного удаления воздуха из системы вне рабочих помещений.

Однотрубные системы с нижней разводкой применяют в бесчердачных зданиях с техническими подпольями и подвалами, а также при необходимости поэтажно включать систему в действие в процессе строительства здания.

Однотрубные системы с опрокинутой циркуляцией воды устраивают преимущественно в зданиях повышенной этажности, в зданиях с обогреваемыми чердачными помещениями (с «теплыми» чердаками) или верхними техническими этажами. В таких системах рекомендуют применять отопительные приборы с греющими элементами из стальных труб (например, конвекторы).

Однотрубные системы следует разделять на две последовательно соединенные части, когда расчетная разность температуры воды превышает 45°С (например, 130-70°С).

Горизонтальные однотрубные системы рекомендуется применять в протяженных зданиях, в зданиях с ленточным остеклением, в зданиях, где каждый этаж имеет различное технологическое назначение или тепловой режим.

Бифилярные системы целесообразно устраивать при одинаковых тепловых нагрузках приборов, при автоматическом поддержании заданной температуры помещений путем пофасадного (вертикальные системы) или поэтажного (горизонтальные системы) количественного регулирования теплоотдачи отопительных приборов.

Вертикальные насосные двухтрубные системы с нижней разводкой могут применяться в зданиях, состоящих из разноэтажных частей, с установкой у отопительных приборов кранов КРД (малоэтажные здания) или КРП с дросселирующим устройством, т.е. повышенного гидравлического сопротивления (многоэтажные-до восьми этажей — здания), а также при установке индивидуальных автоматических регуляторов у каждого отопительного прибора.

Двухтрубные системы с верхней разводкой можно устраивать в малоэтажных зданиях (один-два этажа), особенно при естественной циркуляции воды. Такие системы используются для квартирного отопления при радиусе действия не более 15 м по горизонтали. Применения горизонтальных насосных двухтрубных систем следует избегать; при выборе по необходимости такие системы делают с попутным движением воды в магистралях.

Для сокращения длины и диаметра магистралей вертикальные системы отопления многоэтажных зданий рекомендуется применять с тупиковым движением воды, особенно если предусматривается автоматическое пофасадное регулирование. В насосных системах значительной протяженности при малой тепловой нагрузке стояков следует использовать для увязки потерь давления в параллельно соединённых участках (если расхождение при тупиковом движении воды превышает 15%) попутное движение воды в магистралях.