Содержание
Требования пожарной безопасности к системам отопления зданий
Современная система отопления объектов состоит из совокупности оборудования для генерации, транспортировки и отдачи тепла. Основная задача – сохранение установленной температуры пропорционально требованиям комфорта. Эксплуатация систем отопления – это комплекс обязательных мероприятий, необходимых для эффективной, безопасной работы аппаратуры и коллекторов.
Виды систем отопления
Классифицирование конструкций отопления лучше начинать с вида применяемого топлива.
В зависимости от источника тепла эти конструкции бывают:
- На жидком топливе (дизтопливо, лёгкие сорта мазута. Высокий КПД, упрощённое управление и снижение расхода топлива системами управления).
- На твёрдом топливе (пеллетные, угольные, дровяные).
- На газу (магистральный газ сравнительно дешёвый источник энергии).
- Электрические (простота установки).
- Альтернативные (независимые, экологичные и экономичные системы, работающие на энергии солнца и/или земли).
- Комбинированные (употребление разных видов топлива).
Требования к отоплению жилых и административных зданий
Отопление должно благоприятствовать поддерживанию определённой степени температуры воздуха в помещении, гарантировать ее однородность по вертикали и горизонтали. Приборы отопления не должны ухудшать качество воздуха в помещении. Системы отопления в административных зданиях вводятся в эксплуатацию при согласовании с государственными нормами и правилами, предъявляемыми к сооружениям такого типа (СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»). Система обогрева поддерживает допустимые и рекомендуемые значения температуры воздуха во время отопительного сезона, установленные в документации.
Из-за большой ответственности проектировку, расчёт системы отопления, подбор наилучшей конфигурации и сборку конструкции стоит доверять только профессионалам. Они дают оценку размерам будущего здания и выбирают схему теплоснабжения согласно требованиям нормативных документов.
К избранным отопительным системам предъявляются жёсткие требования, базирующиеся на обеспечении безопасности теплоснабжения, и эффективности работы:
- Санитарно- гигиенические (равномерное распределение температуры по всем помещениям дома).
- Строительные. Отопительные приборы не должны работать хуже из- за особенностей конструктивных элементов здания.
- Монтажные. Схемы установки должны оперативно заменяться в случае выхода из строя.
- Эксплуатационные. Максимальная автоматизация работы теплоснабжения.
Также к системе отопления предъявляются такие требования:
- прочность;
- долговечность;
- удобство ремонта;
- простота в управлении;
- безопасность;
- бесшумность работы;
- тепловая надёжность – работа системы без сбоев на протяжении всего отопительного сезона.
Видео: Конвекторы отопления
Выбор отопительных приборов
При покупке отопительных приборов следует учитывать сразу несколько моментов:
1. характер прокладки трубопроводов (открытый или закрытый);
2. тип и конфигурацию отопительной системы;
3. качество теплоносителя;
4. величину рабочего давления в системе отопления;
5. архитектурную планировку дома;
6. особенности теплового режима помещений;
7. место и длительность пребывания людей в отапливаемых помещениях;
6. назначение отопительных приборов;
9. технические характеристики отопительных приборов.
Обратите внимание, что при эксплуатации всех отопительных приборов возникают следующие проблемы:
- — коррозия внутренних поверхностей;
- — химическая и электрохимическая коррозия внутренних поверхностей;
- — гидравлические удары.
Это значит, что качественный отопительный прибор должен:
Важным показателем отопительного прибора является рабочее и опрессовочное (испытательное) давление. В отличие от большинства европейских стран, в России давление при опрессовке отопительной системы увеличивается не на 30 %, а на все 50-60 % (то есть до 15 атм). Некоторые импортные отопительные приборы не выдерживают подобного давления, так как рассчитаны максимум на 7-8 атм.
Вообще, перед тем как отдать деньги за приглянувшийся отопительный прибор, необходимо вдумчиво изучить его технические и теплогидравлические характеристики. При этом не стоит полагаться исключительно на собственные знания и понимание данного вопроса: лучше проконсультироваться со специалистом. Кстати, не стоит безоговорочно доверять продавцу: он не всегда владеет необходимой информацией, а иногда так просто заинтересован в скорейшей продаже товара, независимо от его параметров.
Излишне говорить, что приобретать отопительные приборы желательно в специализированных магазинах. При покупке не забывайте поинтересоваться о наличии гарантийного талона и сертификата соответствия. Советуем спросить, как долго работает на российском рынке фирма-поставщик, как давно и насколько успешно занимается отопительными приборами фирма-производитель, как конкретные отопителычые приборы зарекомендовали себя на практике, причем именно в российских условиях, а не где-нибудь в благополучной Европе… Короче, будьте любопытны, задавайте как можно больше вопросов по существу. Тем самым вы оградите себя от запоздалых раскаяний в поспешной покупке.
Требования к отопительным приборам
Ко всем отопительным приборам, независимо от вида, мощности и месторасположения, предъявляют жесткие требования.
1. Санитарно-гигиенические: — низкая температура наружной поверхности (корпуса); — наименьшая площадь горизонтальной поверхности для уменьшения отложений пыли; — доступность отопительного прибора и ограждающих поверхностей вокруг него для очистки от пыли.
2. Экономические: — оптимальная стоимость самого прибора и работ по его монтажу и эксплуатации; — наименьший расход металла.
3. Архитектурно-строительные: — эстетичный внешний вид, как можно более соответствующий интерьеру помещения; — небольшие габаритные размеры (но не менее 75 % ширины светового проема).
Следует отметить, что компактность отопительных приборов нынче в моде. Если дизайн прибора не является сногсшибательным и не предполагает использование в качестве композиционного центра всего интерьера, то хозяева не спешат выставлять отопительный прибор на всеобщее обозрение. Тем более что со временем даже самый красивый и стильный прибор теряет львиную долю своего лоска. Отсюда понятно стремление либо убрать отопительные приборы в шкафы, либо спрятать за декоративными ограждениями. В любом случае стараются приобрести прибор как можно более миниатюрных размеров.
4. Производственно-монтажные; — наименьшие трудозатраты при монтаже, отчасти обусловленные максимальной механизацией работ; — достаточная механическая прочность отопительных приборов, гарантирующая, что они не развалятся во время установки.
5. Эксплуатационные: — теплоустойчивость отопительного прибора; — наличие возможности регулировать его теплоотдачу; — водонепроницаемость при предельно допустимом в рабочих условиях гидростатическом давлении.
6. Теплотехнические: отопительные приборы должны обеспечивать наибольшую плотность удельного теплового потока, приходящегося на единицу площади.
Размещение отопительных приборов
Металлические отопительные приборы обычно монтируют вдоль стен или в стенных нишах. При этом они могут быть навешаны в 1 или 2 ряда, установлены открыто или за специальными ограждениями. При размещении в 2 ряда или в глубокой нише рекомендуют выбирать приборы с площадью нагревательной поверхности, увеличенной на 5 %. Это позволить сохранить необходимую величину теплоотдачи отопительных приборов. Наоборот, при установке вдоль стены за специальным ограждением площадь нагревательной поверхности не только не увеличивают, но даже иногда уменьшают на 10 %, так как при таком размещении теплоотдача приборов имеет тенденцию увеличиваться на 10 %. Установка отопительных приборов в декоративном шкафу выгодна с эстетической точки зрения, но проигрыша по теплотехническим параметрам. Теплоотдача спрятанных приборов сокращается примерно на 12 %. Дабы избежать уменьшения теплоотдачи, в шкафы следует прятать отопительного приборы с площадью нагревательной поверхности, увеличенной на 12 %.
Чаще всего отопительные приборы размещают под окнами у наружных стен дома. При таком размещении рекомендуют учитывать следующие требования:
1. длина отопительного прибора должна быть не меньше 50-75 % длины оконного проема. Исключение — окна с витражами: длина отопительного прибора и длина витражного окна должны быть одинаковыми.
2. вертикальная ось оконного проема должна совпадать с вертикальной осью отопительного прибора (при отклонении от оси не более 5 см).
Следует учитывать, что при размещении отопительных приборов у наружных стен дома радиационное охлаждение людей уменьшается, а температура нижней части внутренней поверхности стены возрастает. Это значит, что при отсутствии подоконников или их незначительной ширине восходящие от отопительных приборов потоки нагретого воздуха перекрывают движение холодного воздуха в рабочую зону. У внутренних стен дома отопительные приборы устанавливают нечасто, ибо такой вид размещения допустим только при непродолжительном пребывании людей в помещении или в условиях короткой и теплой зимы. В случае установки приборов вдоль внутренних стен воздух около пола остается холодным, что, впрочем, можно предотвратить креплением отопительного прибора практически у самого пола.
Положительными моментами размещения у внутренних стен дома являются: — повышенная теплопередача отопительных приборов; — сокращение протяженности теплопроводов; — уменьшение числа стояков.
При выборе отопительного прибора следует учитывать, что в помещениях с высокими потолками лучше использовать высокие и короткие приборы, в остальных случаях следует отдавать предпочтение длинным и низким приборам. Дело в том, что при установке под окном короткого прибора воздух в верхней части помещения будет перегреваться, а охлажденный воздух станет опускаться в рабочую зону с обеих сторон от прибора. При использовании же длинных и низких отопительных приборов, установленных около пола, прогревается весь объем воздуха в отапливаемом помещении.
Видео: Конвекторы отопления
Следующие статьи:
- Выбор радиатора отопления
- Виды отопительных приборов
Какие требования необходимо сообщить при заказе системы отопления
Организация по проектированию отопления в обязательном порядке должна выдать документацию, в которой будет содержаться информация об отопительной системе, размещении котельной и её обвязке, мощности и типе котла, материале системы отопления, диаметре магистралей и прочих нюансах, связанных с выполненной работой. При выборе вида отопительной системы особое внимание следует обратить на её стойкость. Срок работы трубопроводов и приборов отопления должен составлять не менее 25 лет.
Также при разработке проекта системы отопления необходимо обращать внимание на составление дизайн-проекта или эскиза с точным указанием мест расположения отопительных приборов.
Добавлено 2021-01-17 в раздел Ремонт и отделка
Нормативы для отопительных приборов
При самостоятельном монтаже в помещении или здании отопительных приборов необходимо строго придерживаться следующих правил:
Требования к установке радиаторов
- нужно обязательно учитывать теплопотери помещения, спровоцированные оградительными элементами;
- необходимость и расход тепла на наружный воздух;
- расход тепловой энергии, который нужен для нагрева материалов, транспорта и приборов.
Тепло, выделяемое светильниками, людьми, техническим оборудованием, приборами, работающими на электричестве и прочими объектами.
По нормативу СНиП: отопление, вентиляция и кондиционирование, потери теплого воздуха через ограждение элементов внутреннего вида без ущерба стоит откинуть тогда, когда разница в температурном режиме этих помещений не более трех градусов Цельсия.
Общие сведения об отоплении
В зависимости от преобладающего способа теплопередачи отопление помещений может быть конвективным или лучистым.
Характеристика систем отопления
К конвективному относят отопление, при котором температура внутреннего воздуха поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная температура помещения, понимая под радиационной усредненную температуру поверхностей, обращенных в помещение, вычисленную относительно человека, находящегося в середине этого помещения. Это широко распространенный способ отопления.
Лучистым называют отопление, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха. Лучистое отопление при несколько пониженной температуре воздуха (по сравнению с конвективным отоплением) более благоприятно для самочувствия человека в помещении (например, до 18-20 °с вместо 20-22 °с в помещениях гражданских зданий).
Конвективное или лучистое отопление помещений осуществляется специальной технической установкой, называемой системой отопления. Система отопления — это совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи теплоты в обогреваемые помещения здания.
Основные конструктивные элементы системы отопления (рисунок 1):
- теплоисточник (теплогенератор при местном или теплообменник при централизованном теплоснабжении) — элемент для получения теплоты;
- теплопроводы — элемент для переноса теплоты от теплоисточника к отопительным приборам;
- отопительные приборы — элемент для передачи теплоты в помещение.
Рисунок 1. Схема системы отопления: 1 — теплогенератор или теплообменник и основные типы теплообменных аппаратов ; 2 — подача топлива или подвод первичного теплоносителя; 3 — подающий теплопровод; 4 — отопительный прибор; 5 — обратный теплопровод.
Перенос по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой или газообразной рабочей среды. Жидкая (вода или специальная незамерзающая жидкость — антифриз) или газообразная (пар, воздух, продукты сгорания топлива) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем.
Система отопления для выполнения возложенной на нее задачи должна обладать определенной тепловой мощностью. Расчетная тепловая мощность системы выявляется в результате составления теплового баланса в обогреваемых помещениях при температуре наружного воздуха.
Текущие (сокращенные) теплозатраты на отопление имеют место в течение почти всего времени отопительного сезона, поэтому теплоперенос к отопительным приборам должен изменяться в широких пределах. Этого можно достичь путем изменения (регулирования) температуры и (или) количества перемещающегося в системе отопления теплоносителя.
Требования к системе отопления
Санитарно-гигиенические: поддержание заданной температуры воздуха и внутренних поверхностей ограждений помещения во времени, в плане и по высоте при допустимой подвижности воздуха, ограничение температуры на поверхности отопительных приборов;
Экономические: оптимальные капитальные вложения, экономный расход тепловой энергии при эксплуатации;
Архитектурно-строительные: соответствие интерьеру помещения, компактность, увязка со строительными конструкциями, согласование со сроком строительства здания;
Производственно-монтажные: минимальное число унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления, сокращение трудовых затрат и ручного труда при монтаже;
Эксплуатационные: эффективность действия в течение всего периода работы, надежность (безотказность, долговечность, ремонтопригодность) и техническое совершенство, безопасность и бесшумность действия.
Деление требований на пять групп условно, так как в них входят требования, относящиеся как к периоду проектирования и строительства, так и эксплуатации здания.
Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, которые обусловливаются необходимостью поддерживать заданную температуру в помещениях в течение отопительного сезона и всего срока службы системы отопления здания.
Классификация систем отопления
Системы отопления по расположению основных элементов подразделяются на местные и центральные.
В местных системах для отопления, как правило, одного помещения все три основных элемента конструктивно объединяются в одной установке, непосредственно в которой происходит получение, перенос и передача теплоты в помещение. Теплопереносящая рабочая среда нагревается горячей водой, паром, электричеством или при сжигании какого-либо топлива.
Еще одним примером местной системы отопления могут служить отопительные печи, конструкции и расчет которых будут рассмотрены.
В местной системе отопления с использованием электрической энергии теплопередача может осуществляться с помощью жидкого или газообразного теплоносителя либо без него непосредственно от разогретого твердого элемента.
Центральными называются системы, предназначенные для отопления группы помещений из единого теплового центра. В тепловом центре находятся теплогенераторы (котлы) или теплообменники. Они могут размещаться непосредственно в обогреваемом здании (в котельной или местном тепловом пункте) либо вне здания — в центральном тепловом пункте (ЦТП), на тепловой станции (отдельно стоящей котельной) или ТЭЦ.
Теплопроводы центральных систем подразделяют на магистрали (подающие, по которым подается теплоноситель, и обратные, по которым отводится охладившийся теплоноситель), стояки (вертикальные трубы или каналы) и ветви (горизонтальные трубы или каналы), связывающие магистрали с подводками к отопительным приборам (с ответвлениями к помещениям при теплоносителе воздухе).
Примером центральной системы является система отопления здания с собственным тепловым пунктом или котельной, принципиальная схема которой не будет отличаться от схемы на рисунке 1, если отопительные приборы размещены во всех обогреваемых помещениях этого здания.
Центральная система отопления называется районной, когда группа зданий отапливается из отдельно стоящей центральной тепловой станции. Теплогенераторы, теплообменники и отопительные приборы системы здесь также разделены: теплоноситель (например, вода) нагревается на тепловой станции, перемещается по наружным и внутренним (внутри здания) теплопроводам в отдельные помещения каждого здания к отопительным приборам и, охладившись, возвращается на тепловую станцию (рисунок 2).
Рисунок 2. Схема районной системы отопления: 1 — приготовление первичного теплоносителя; 2 — местный тепловой пункт; 3 и 5 — внутренние подающие и обратные теплопроводы; 4 — отопительные приборы; б и 7 — наружный подающий и обратный теплопроводы; 8 — циркуляционный насос наружного теплопровода
В современных системах теплоснабжения зданий от ТЭЦ или крупных тепловых станций используются два теплоносителя. Первичный высокотемпературный теплоноситель перемещается от ТЭЦ или тепловой станции по городским распределительным теплопроводамк цтп или непосредственно к местным тепловым пунктам зданий и обратно. Вторичный теплоноситель после нагревания в теплообменниках (или смешения с первичным) поступает по наружным (внутриквартальным) и внутренним теплопроводам к отопительным приборам обогреваемых помещений зданий и затем возвращается в цтп или местный тепловой пункт.
Первичным теплоносителем обычно служит вода, реже пар или газообразные продукты сгорания топлива. Если, например, первичная высокотемпературная вода нагревает вторичную воду, то такая центральная система отопления именуется водоводяной. Аналогично могут существовать водовоздушная, пароводяная, паровоздушная, газовоздушная и другие системы центрального отопления.
По виду основного (вторичного) теплоносителя местные и центральные системы отопления принято называть системами водяного, парового, воздушного или газового отопления.
Теплоносители в системах отопления
Движущаяся среда в системе отопления — теплоноситель — аккумулирует теплоту и затем передает ее в обогреваемые помещения. Теплоносителем для отопления может быть подвижная, жидкая или газообразная среда, соответствующая требованиям, предъявляемым к системе отопления.
Для отопления зданий и сооружений в настоящее время преимущественно используют воду или атмосферный воздух, реже водяной пар или нагретые газы.
Сопоставим характерные свойства указанных видов теплоносителя при использовании их в системах отопления.
Газы, образующиеся при сжигании твердого, жидкого или газообразного органического топлива, имеют сравнительно высокую температуру и применимы в тех случаях, когда в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями удается ограничить температуру теплоотдающей поверхности отопительных приборов. При транспортировании горячих газов имеют место значительные попутные теплопотери, обычно бесполезные для обогревания помещения.
Высокотемпературные продукты сгорания топлива могут выпускаться непосредственно в помещения или сооружения, но при этом ухудшается состояние их воздушной среды, что в большинстве случаев недопустимо. Удаление же продуктов сгорания наружу по каналам усложняет конструкцию и понижает кпд отопительной установки. При этом возникает необходимость решения экологических проблем, связанных с возможным загрязнением атмосферного воздуха продуктами сгорания вблизи отапливаемых объектов.
Область использования горячих газов ограничена отопительными печами, газовыми калориферами и другими подобными местными отопительными установками.
В отличие от горячих газов вода, воздух и пар используются многократно в режиме циркуляции и без загрязнения окружающей здание среды.
Вода представляет собой жидкую, практически несжимаемую среду со значительной плотностью и теплоемкостью. Вода изменяет плотность, объем и вязкость в зависимости от температуры, а температуру кипения — в зависимости от давления, способна сорбировать или выделять растворимые в ней газы при изменении температуры и давления.
Пар является легкоподвижной средой со сравнительно малой плотностью. Температура и плотность пара зависят от давления. Пар значительно изменяет объем и энтальпию при фазовом превращении.
Воздух также является легкоподвижной средой со сравнительно малыми вязкостью, плотностью и теплоемкостью, изменяющей плотность и объем в зависимости от температуры.
Сравним эти три теплоносителя по показателям, важным для выполнения требований, предъявляемых к системе отопления.
Одним из санитарно-гигиенических требований является поддержание в помещениях равномерной температуры. По этому показателю преимущество перед другими теплоносителями имеет воздух. При использовании нагретого воздуха-теплоносителя с низкой теплоинерционностью — можно постоянно поддерживать равномерной температуру каждого отдельного помещения, быстро изменяя температуру подаваемого воздуха, т.е. Проводя так называемое эксплуатационное регулирование. При этом одновременно с отоплением можно обеспечить вентиляцию помещений.
Применение в системах отопления горячей воды также позволяет поддерживать равномерную температуру помещений, что достигается регулированием температуры, подаваемой в отопительные приборы воды. При таком регулировании температура помещений все же может несколько отклоняться от заданной (на 1 -2 °С) вследствие тепловой инерции масс воды, труб и приборов.
При использовании пара температура помещений неравномерна, что противоречит гигиеническим требованиям. Неравномерность температуры возникает из-за несоответствия теплопередачи приборов при неизменной температуре пара (при постоянном давлении) изменяющимся теплопотерям помещения в течение отопительного сезона. В связи с этим приходится уменьшать количество подаваемого в приборы пара и даже периодически отключать их во избежание перегревания помещений при уменьшении их теплопотерь.
Другое санитарно-гигиеническое требование — ограничение температуры наружной поверхности отопительных приборов — вызвано явлением разложения и сухой возгонки органической пыли на нагретой поверхности, сопровождающимся выделением вредных веществ, в частности окиси углерода. Разложение пыли начинается при температуре 65-70 °С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 °С.
При использовании пара в качестве теплоносителя температура поверхности большинства отопительных приборов и труб постоянна и близка или выше 100 °С, т.е. Превышает гигиенический предел. При отоплении горячей водой средняя температура нагретых поверхностей, как правило, ниже, чем при применении пара. Кроме того, температуру воды в системе отопления понижают для снижения теплопередачи приборов при уменьшении теплопотерь помещений. Поэтому при теплоносителе воде средняя температура поверхности приборов в течение отопительного сезона практически не превышает гигиенического предела.
Важным экономическим показателем при применении различных теплоносителей является расход металла на теплопроводы и отопительные приборы.
При использовании воды обеспечивается достаточно равномерная температура помещений, можно ограничить температуру поверхности отопительных приборов, сокращается по сравнению с другими теплоносителями площадь поперечного сечения труб, достигается бесшумность движения в теплопроводах. Недостатками применения воды являются значительный расход металла и большое гидростатическое давление в системах. Тепловая инерция воды замедляет регулирование теплопередачи приборов.
При использовании пара сравнительно сокращается расход металла за счет уменьшения площади приборов и поперечного сечения конденсатопроводов, достигается быстрое прогревание приборов и отапливаемых помещений. Гидростатическое давление пара в вертикальных трубах по сравнению с водой минимально. Однако пар как теплоноситель не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, его температура высока и постоянна при данном давлении, что затрудняет регулирование теплопередачи приборов, движение его в трубах сопровождается шумом.
При использовании воздуха можно обеспечить быстрое изменение или равномерность температуры помещений, избежать установки отопительных приборов, совмещать отопление с вентиляцией помещений, достигать бесшумности его движения в воздуховодах и каналах. Недостатками являются его малая теплоаккумулирующая способность, значительные площадь поперечного сечения и расход металла на воздуховоды, относительно большое понижение температуры по их длине.
Основные виды систем отопления
В настоящее время в россии применяют центральные системы в основном водяного и, значительно реже, парового отопления, местные и центральные системы воздушного отопления, а также печное отопление в сельской местности. Приведем общую характеристику этих систем с детальной классификацией на основании рассмотренных свойств теплоносителей.
При водяном отоплении циркулирующая нагретая вода охлаждается в отопительных приборах и возвращается к теплоисточнику для последующего нагревания.
Системы водяного отопления по способу создания циркуляции воды разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждением циркуляции воды при помощи насоса (насосные). В гравитационной системе (рисунок 3, а) используется свойство воды изменять свою плотность при изменении температуры. В замкнутой вертикальной системе с неравномерным распределением плотности под действием гравитационного поля земли возникает естественное движение воды.
В насосной системе (рисунок 3, б) используется насос с электрическим приводом для создания разности давления, вызывающей циркуляцию, и в системе создается вынужденное движение воды.
Рисунок 3. Схемы системы водяного отопления: а — с естественной циркуляцией (гравитационная); б — с механическим побуждением циркуляции воды (насосная); 1 — теплообменник; 2 — подающий теплопровод (т1); 3 — расширительный бак; 4 — отопительный прибор; 5 -обратный теплопровод (т2); 6 — циркуляционный насос; 7 — устройство для выпуска воздуха из системы
По температуре теплоносителя различаются системы низкотемпературные с предельной температурой горячей воды ниже 70 °С, среднетемпературные от 70 до 100 °С и высокотемпературные выше 100 °С. Максимальное значение температуры воды ограничено в настоящее время 150°С.
По положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или горизонтали, системы делятся на вертикальные и горизонтальные.
В зависимости от схемы соединения труб с отопительными приборами системы бывают однотрубные и двухтрубные.
В каждом стояке или ветви однотрубной системы отопительные приборы соединяются одной трубой, и вода протекает последовательно через все приборы. Если каждый прибор разделен условно на две части («д» и «б»), в которых вода движется в противоположных направлениях и теплоноситель последовательно проходит сначала через все части «а», а затем через все части «б», то такая однотрубная система носит название бифилярной (двухпоточной).
В двухтрубной системе каждый отопительный прибор присоединяется отдельно к двум трубам — подающей и обратной, и вода протекает через каждый прибор независимо от других приборов.
При воздушном отоплении циркулирующий нагретый воздух охлаждается, передавая теплоту при смешении с воздухом обогреваемых помещений и иногда через их внутренние ограждения. Охлажденный воздух возвращается к нагревателю.
Системы воздушного отопления по способу создания циркуляции воздуха разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждением движения воздуха с помощью вентилятора.
В гравитационной системе используется различие в плотности нагретого и окружающего отопительную установку воздуха. Как и в водяной вертикальной гравитационной системе, при различной плотности воздуха в вертикальных частях возникает естественное движение воздуха в системе. При применении вентилятора в системе создается вынужденное движение воздуха.
Воздух, используемый в системах отопления, нагревается до температуры, обычно не превышающей 60 °с, в специальных теплообменниках -калориферах. Калориферы могут обогреваться водой, паром, электричеством или горячими газами. Система воздушного отопления при этом соответственно называется водовоздушной, паровоздушной, электровоздушной или газовоздушной.
Воздушное отопление может быть местным (рисунок 4, а) или центральным (рисунок 4, б)
Рисунок 4. Схемы системы воздушного отопления: а — местная система; б — центральная система; 1 — отопительный агрегат; 2 — обогреваемое помещение (помещения на рис. Б); 3 -рабочая (обслуживаемая) зона помещения; 4 — обратный воздуховод; 5 — вентилятор; б -теплообменник (калорифер); 7 — подающий воздуховод.
В местной системе воздух нагревается в отопительной установке с теплообменником (калорифером или другим отопительным прибором), находящимся в обогреваемом помещении.
В центральной системе теплообменник (калорифер) размещается в отдельном помещении (камере). Холодный воздух подводится к калориферу по обратному (рециркуляционному) воздуховоду. Горячий воздух от калорифера перемещается вентилятором в обогреваемые помещения по подающим воздуховодам.
Лекция на тему: «Классификация систем отопления и требования, предъявляемые к основным видам систем отопления»
Водяное отопление может быть подключено как от централизованных сетей, так и быть выполнено автономно. По исполнению системы водяного отопления бывают:
а) Однотрубные. Подключение радиаторов осуществляется последовательно.
б) Двухтрубные. Радиаторы в этом случае запитываются параллельно между магистралями подачи и обратки.
в) Коллекторные или по другому лучевая. Все приборы отопления запитываются от общего распределителя, именуемого коллектором.
Недостатки
Недостатки водяного отопления также общеизвестны. Это высокая подверженность процессам коррозии и окисления, неравномерность прогрева радиаторов в некоторых случаях, достаточно большие потери при транспортировке тепла. При аварийных ситуациях может образоваться утечка теплоносителя.
Также такая система требует соблюдения температурного режима. В минусовые температуры необходим полный слив теплоносителя из сетей, чтобы исключить их заморозку.
Как лучше
На практике для отопления небольших одноэтажных домов вполне достаточно однотрубной теплосистемы: малый объем прогреется равномерно, а при строительстве будет экономия средств и времени.
Если же планируется, что здание впоследствии будет достраиваться, лучше сделать двухтрубный вариант. Он дороже, но его легче развивать. Если же использовать пластиковые трубы, то разница в затратах будет невелика. Но все же именно двухтрубные проекты практичнее.
Воздушное отопление
Этот вид системы отопления частного дома заслуживает внимания для применения благодаря своей универсальности. Нагретый в теплообменниках воздух может подаваться как в отдельное помещение, так и по всему зданию.
При воздушном отоплении дом очень быстро прогревается и становится пригодным для комфортного проживания. До появления и внедрения водяного отопления обогрев подаваемым по воздуховодам горячим воздухом широко использовался в нашей стране. Наиболее эффективным он показал себя при использовании зданий с большими жилыми площадями.
Плюсы использования воздушного отопления:
- Экономичность и эффективная доставка тепла. Отсутствует промежуточный носитель (напомним, его роль в водяном отоплении выполняет вода или иная жидкость), не нужны дополнительные приборы обогрева.
- Легкий и быстрый запуск в работу. Такое отопление не может протечь, затопить дорогой интерьер, замерзнуть.
- Высокий коэффициент полезного действия и долговечность. При правильном техническом обслуживании аварийные ситуации сведены к минимуму. Оборудование воздушного обогрева служит безотказно десятилетиями.
- Высокий уровень интеграции с вентиляционными системами, что положительно сказывается на снижении стоимости работ и материалов, а также в простоте и экологическом преимуществе монтажа.
Особенности проектирования и монтажа
- Дополнительные требования предъявляются и на этапе проекта, который должен учитывать размеры торговых, производственных и складских помещений, специфику продукции, санитарно-гигиенические требования, профиль предприятия и многие другие факторы основные и второстепенные. Оно зависит и от толщины стен и крыш, материалов, из которых они сделаны, а также так называемой «розы ветров». Поэтому процесс утверждения (а затем и реализации) готового проекта в этом случае более длительный и трудоемкий
Имеет свои отличия и установка системы отопления зданий производственного, складского или торгового назначения, обладающих серьезной площадью – он более ответственный и трудоемкий. Одна из возможных трудностей – потолки на рассматриваемых Объектах могут достигать 10 м и выше
Электричество
Отдельно стоит упомянуть об электрическом виде отоплении. Само слово «электричество» прочно вошло в наш обиход. Область использования электроэнергии в мире приближается к ста процентам.
Поэтому как вариант можно использовать системы отопления, полностью работающие на электричестве. В некоторых случаях может быть целесообразной установка, например, электрического подогрева полов, полотенцесушителей в ванные комнаты, небольших радиаторов.
Однако, электроэнергия постоянно растет в цене, и этот фактор необходимо учитывать, устанавливая приборы электрообогрева рационально. Также особенно важно соблюдать меры электробезопасности, производить монтаж такого оборудования с помощью квалифицированных специалистов.
Когда начинается отопительный период?
Рассматривая нормы включения отопления, становится понятным, что отопительный сезон начинается с того момента, когда среднесуточная температура за окном на протяжении 5 дней не превышает +8 градусов. Подача же тепла прекращается, если наружная температура воздуха находится выше отметки +8 градусов, и данная ситуация длится более пяти дней.
Как правило, отопительный сезон продолжается с середины октября и до начала апреля.
Но стоит отметить, что объекты социальной сферы, учебные заведения могут подавать заявки на запуск отопления ранее срока. Обычно за 1,5-2 месяца до начала отопительного периода осуществляется проверочный пуск отопления в городских домах. На всех подъездах расклеиваются объявления о сроках проведения проверочного запуска. Делается это с целью проверки исправности системы.
В указанное время жильцам квартир лучше остаться дома. Ведь во время пробного запуска может случиться протечка системы. В обязательном порядке проводят пусконаладочные работы системы отопления и после монтажа системы теплоснабжения либо ее ремонта и модернизации. Это позволяет проверить готовность инженерных систем. А также вывести их на нужные рабочие параметры.
Альтернативные варианты отопления
При постоянном повышении цен на энергоносители устойчиво продвигаются альтернативные виды систем отопления частного дома. Конечно, они не могут в полной мере заменить традиционные способы отопления частного дома, но снизить затраты способны существенно.
В регионах, где количество солнечных дней достаточно велико, все чаще можно наблюдать установленные на крышах загородных и частных домов солнечные батареи. Солнечный свет является неиссякаемым источником энергии, и позволяет пользоваться преобразованным электричеством долгие годы.
Электричество в свою очередь используется как питание для нагревательных элементов отопления. Единственный недостаток такого вида получения энергии – дороговизна элементов, но со временем затраты окупаются.
Солнечную энергию также можно «консервировать» и применять при помощи солнечного коллектора. Принцип его действия основан на нагреве выставленного на солнце радиатора, соединенного с емкостью большого объема. Солнечные лучи нагревают воду в радиаторе, которая в свою очередь отдает тепло в емкость.
Данный способ позволяет нагревать воду для использования ее в качестве теплоносителя в системах отопления. Наибольший эффект достигается при использовании вакуумных коллекторов. Внутри таких радиаторов находятся колбы с откачанным воздухом, таким образом достигается эффект «термоса».
Ветрогенераторы
Понятно, что напрямую использовать силу ветра для отопления дома использовать не получится. Но зато, установив «ветряк» можно получить дармовую электроэнергию, впоследствии направляемую на различные нужды, в том числе и для питания систем отопления. В регионах, где ветры бывают особенно часто такой способ получения энергии будет наиболее эффективным. Опять же, как и в случаях с солнечными батареями все упирается в стоимость аккумуляторов, преобразователей и электрогенераторов.
Типы отопления по способу циркуляции теплоносителя
Эффективная передача тепла в помещение в водяных системах отопления напрямую зависит от скорости движения теплоносителя во внутреннем отопительном контуре.
Для небольших отапливаемых объектов, необходимую скорость движения горячей воды можно обеспечить с помощью естественной циркуляции, а для более крупных объектов со сложными многоуровневыми контурами нагрева, скорость теплоносителя достигается путем применения электрического центробежного насоса.
Естественная циркуляция
Эти системы правильнее называть гравитационными. Поскольку нагреваемая вода поднимается по вертикальной трубе, под воздействием гравитационного эффекта, вызванного разностью температур теплоносителя и, следовательно, различной плотностью жидкости, создающей напор. Данная труба считается подающим стояком.
Дальше теплоноситель движется по подающему трубопроводу к отопительным приборам. В которых тепло передается окружающему воздуху и благодаря конвекции распространяется по комнате. Вода остывает и по обратному трубопроводу возвращается в котлоагрегат.
Ее плотность увеличивается, создается напор, вытесняющий нагретую воду из котла в подающий трубопровод для следующего цикла нагрева.
Принудительная циркуляция
Это современные эффективные системы отопления способные отапливать дом любой этажности и площади с многоуровневыми контурами отопления зданий, работающие с разными режимами нагрева, например, традиционная радиаторная система с вариантом «теплый пол». Обвязку трубопроводов, возможно, выполнить трубами небольшого диаметра, которые располагают под любым углом и в любом месте исходя из принятого дизайна и габаритов комнат.
Преимущество данных систем объясняется высоким уровнем регулирования, способным обеспечить индивидуальный режим нагрева для каждого помещения в разрезе суток и отопительных месяцев.
Существует всего один недостаток этого варианта отопления — он относится к энергозависимым, поэтому для обеспечения бесперебойности необходимо предусмотреть аварийный источник электрической энергии, который, скорее всего, понадобится и котлоагрегату.
Какая система теплоснабжения лучше
Этот вопрос будет, прежде всего зависеть от бюджета, который способен выделить собственник на организацию системы отопления. Немаловажное значение имеет доступность топлива, климатический район строительства и состояние теплоизоляции стен дома.
Если анализировать систему теплоснабжения для центрального района России для многоуровневого жилого дома от 200 до 300 м2, когда владелец не обременен средствами, то наиболее перспективные варианты теплоснабжения будут распределяться следующим образом:
- Тепловой насос.
- Газовые котлы.
- Твердотопливные котлы.
- Теплый пол.
- Электрические котлы.
В любом случае перед выбором системы отопления в частном доме, собственнику потребуется обратиться к специалистам, чтобы они могли оценить все теплозначимые факторы объекта отопления, чтобы обеспечить долговременную работу теплосетевого оборудования с низкой себестоимостью тепловой энергии.
Тем не менее, по большинству технико-экономический показателей тепловой насос и геотермальные установки — лучшее направление в развитии систем отопления.
Инновационные отопительные системы
К этому типу относятся такие варианты отопления, как:
- Инфракрасные полы. Работают от электросети, элементы укладываются в стяжку пола и излучают инфракрасные волны. Волны проходят через покрытие пола, нагревают не воздух, а предметы, которые передают тепловую энергию воздуху. В продаже есть саморегулирующиеся карбоновые маты и пленка, которые переносят тяжесть мебели без утраты качественных показателей. Затраты на обслуживание относительно малы – при включении ИК-полы потребляют до 116 ватт на 1 погонный метр, затем уровень потребления снижается до 87 ватт. При установке терморегуляторов экономия достигает 30%.
- Тепловые насосы. Оборудование работает по принципу отбора тепла из окружающей среды для нагрева теплоносителя. Различаются насосы открытого и закрытого типа, а также по способу используемого источника – воздух, земля, вода. К преимуществам относят возможность подключения в домах без газовых и центральных магистралей отопления, малые расходы на обслуживание. Минус один – значительные затраты на обустройство системы.
- Солнечные коллекторы. Работают по принципу прогрева теплоносителя посредством тепловой энергии солнца. Минус – в зависимости работы прибора от количества солнечных дней. Агрегаты могут быть плоскими или вакуумными. Плоские нагревают носитель до 200 С, оснащены абсорбером и теплоизоляцией. Вакуумные приборы с многослойным покрытием обеспечивают прогрев теплоносителя до 250-300 С. Простые в монтаже устройства с малой массой и потенциально высоким КПД имеют один недостаток – для них требуется много солнца. Чтобы обогреть дом, необходимо правильно рассчитать количество коллекторов, разместить с учетом особенностей агрегатов, ландшафта и прочих нюансов.
Автономное отопление в квартире проблемы, с которыми вы столкнетесь
Для обустройства автономного отопления в квартире придется руководствоваться целым рядом документов и нормативно-правовых актов, основными из них являются Федеральный закон о теплоснабжении 190-ФЗ, статьи 26, 27 Жилищного кодекса, Правительственное Постановление №307.
Также понадобятся разрешительные документы от местных органов и жильцов соседних квартир. Учитывая фактор, что для автономного отопления в квартирах рационально использовать взрывоопасный газ, получить разрешение практически нереально, особенно после серии последних взрывов газа в многоквартирных домах. В этом случае не помогут даже согласие архитектурных служб и газовиков, муниципалитет будет для подстраховки отказывать в любых случаях, ссылаясь на Федеральные законы.
Добиться своего можно только через суд с помощью опытного адвоката, но эта мысль с учетом финансовых расходов и сопротивления властей еще более абсурдна, чем решение устроить автономный обогрев квартиры газом, согласованный с государственными органами.
Рис. 20 Электрокотел в доме
Стоит отметить, что общепризнанным лидером по экономии финансовых средств, удобству пользования, являются системы, работающие на природном газу, наиболее дешевое, но не слишком удобное с практической точки зрения – отопление на твердом топливе. Электрические и жидкотопливные котлы более затратны, но последние можно подключать к газовой магистрали, используя в качестве топлива природный газ.
Тепловой насос для отопления дома принцип работы
Принцип работы теплового насоса для отопления
Принцип работы тепловых насосов основан на возможности тел и сред отдавать свою тепловую энергию другим таким же телам и средам. По этой особенности различают различные виды тепловых насосов, в которых обязательно присутствуют поставщик энергии и её получатель.
В названии насоса на первом месте указывается источник тепловой энергии, а на втором тип носителя, которому передаётся энергия.
Тепловой насос для отопления дома
В конструкции каждого теплового насоса отопления дома выделяют 4 основных элемента:
- Компрессор, предназначенный для увеличения давления и температуры пара, возникающего вследствие кипения фреона.
- Испаритель, представляющий из себя бак, в котором фреон из жидкого состояния переходит в газообразное.
- В конденсаторе хладагент передаёт тепловую энергию внутреннему контуру.
- Посредством дроссельного клапана регулируется количество хладагента, поступающего в испаритель.
Классификация
Понятно, что по определению в качестве теплоносителя используется вода или теплоноситель на ее основе с более низкой температурой замерзания. Есть ли альтернативы?
- Паровое отопление. Теплоноситель — перегретый пар высокого давления. Температура позволяет сделать отопительные приборы более компактными или более эффективными при том же размере.
Обратите внимание: оборотные стороны эффективности — большая опасность аварий ( в жилых помещениях паровое отопление не применяется) и более быстрая коррозия труб и регистров из коррозионно-нестойких сталей.
- Система воздушного отопления. Подогретый воздух разводится теплоизолированными воздуховодами, выполняя заодно функции вентиляции.
- Децентрализованное отопление подразумевает, что вместо любого теплоносителя используется свой источник тепла для каждого помещения или даже для каждой зоны комнаты. Именно так работают электрические и газовые конвекторы, инфракрасные панели и масляные радиаторы.
Вернемся, однако, к использованию в качестве теплоносителя воды. По каким признакам возможна классификация систем водяного отопления?
Зависимые и независимые
В зависимой системе теплоноситель извне (как правило, из теплотрассы) поступает непосредственно в систему отопления. Он может использоваться исключительно для обогрева; куда чаще возможен отбор горячей воды для хознужд. Именно по такой схеме работает отопление в абсолютном большинстве городских домов.
Тепловой узел независимой системы включает теплообменник, посредством которого вода теплотрассы отдает тепловую энергию теплоносителю в замкнутом контуре. Схема может быть применена в том случае, если в частном доме в качестве теплоносителя используется антифриз. При наличии теплосчетчиков такое подключение позволит отключить обогрев на время длительного отъезда, не рискуя разморозкой системы.
Принципиальная схема независимого отопления.
Открытые и закрытые
Открытая водяная система отопления функционирует без избыточного давления и открывается в атмосферу. В ее верхней точке монтируется открытый расширительный бак, куда вытесняются все воздушные пробки.
В системе закрытого типа поддерживается постоянное избыточное давление от 1 (в частных домах) до 6 (в многоквартирных зданиях) атмосфер.
Принудительная и естественная циркуляция
Системы с естественной циркуляцией в наше время применяются сравнительно редко. Однако это прекрасное решение для небольших домов, позволяющее сделать отопление независимым от электричества.
В основе принципа работы так называемых гравитационных систем лежит тот факт, что при нагреве плотность воды падает. В замкнутом объеме более холодная вода вытесняет нагретые водяные массы в верхнюю часть контура. При определенной конфигурации можно обеспечить непрерывное движение теплоносителя.
Инструкция по созданию гравитационной системы, в общем-то, сравнительно проста:
- Котел размещается как можно ниже. В домах без подвала под него часто делается углубление в полу.
- От котла розлив поднимается вертикально вверх до наиболее высокой точки контура, формируя так называемый разгонный коллектор.
- В верхней точке в случае открытой системы монтируется, как уже говорилось, расширительный бак открытого типа. В случае закрытого контура там устанавливается воздухоотводчик — автоматический или ручной; расширительный же бачок мембранного типа может располагаться в любой части контура.
- От верхней точки розлив возвращается к котлу с постоянным небольшим уклоном, необходимым для движения остывающей воды самотеком. По пути теплоноситель отдает тепло радиаторам или другим отопительным приборам.
Простейшая гравитационная система.
Особенность гравитационных систем — жесткие требования к гидравлическому сопротивлению контура. Используется труба не тоньше ДУ 32 и минимум запорной арматуры. Дроссели любого типа на розлив категорически не ставятся.
Для справки: гидравлическое сопротивление современного шарового вентиля в десятки раз меньше, чем у чугунного или латунного винтового. Сравнение этой и ряда других характеристик приводят к простой мысли: про винтовые вентиля при закупке материалов лучше полностью забыть.
В системе с принудительной циркуляцией для ее создания используется внешний (с теплотрассы) перепад или собственный циркуляционный насос. При этом насосы могут работать в системах как закрытого, так и открытого типов.
Прекрасное решение — схема с циркуляционным насосом, которая в отсутствие электроэнергии может работать как гравитационная. Для обеспечения такой возможности розлив выполняется трубой большого сечения и в одной точке разрывается вентилем. До и после вентиля врезается насос с грязевиком.
Что дает такая схема?
- При закрытом байпасе и включенном насосе система работает с принудительной циркуляцией. Байпас перекрывается для того, чтобы насос не гонял воду по кругу.
- При открытом байпасе система благодаря минимальному гидравлическому сопротивлению способна работать как гравитационная.
На фото вместо вентиля розлив разрывается шариковым обратным клапаном. Такая реализация способна переключаться на принудительную циркуляцию при запуске насоса автоматически, но менее отказоустойчива.
Почему принудительная циркуляция заставила потесниться гравитационные системы? Ведь она по определению делает отопление более отказоусточивым, не так ли?
- Циркуляционный отопительный насос позволяет прокладывать розлив строго по уровню и обойтись трубой меньшего диаметра. Помимо экономии, это сильно влияет на эстетику помещения.
Впрочем: в домах с чердаком и подвалом розливы подачи и обратки могут быть вынесены из жилой части дома.
- Принудительная циркуляция обеспечивает более быстрый и равномерный нагрев отопительных приборов. В гравитационной системе дальние от котла радиаторы всегда заметно холоднее ближних.
Однотрубные и двухтрубные
Разницу легче объяснить на примерах.
Простейшая однотрубная схема (барачного типа, или ленинградка) устроена так:
- По контуру помещения проходит кольцо розлива.
- Параллельно ему или, размыкая его, монтируются отопительные приборы.
Минимальный расход материалов и максимальная отказоустойчивость — несомненные достоинства. Недостаток — большой разброс температур между первыми и последними радиаторами. Его, впрочем, легко нивелировать разным количеством секций или дросселирующей арматурой на каждом радиаторе (разумеется, в этом случае они не должны разрывать основное кольцо розлива).
В случае двухтрубной схемы нам, что вполне логично, потребуются два розлива — подающий и обратный. Каждый отопительный прибор представляет собой перемычку между ними. Что в результате?
- Не нужен неразрывный контур по всему периметру. Можно, к примеру, не обводить трубами дверь или панорамное окно.
- Температура отопительных приборов может быть одинаковой. На практике, впрочем, разброс есть.
- Балансировка дросселями или термоголовками ОБЯЗАТЕЛЬНА. Иначе вполне реальна ситуация, когда вся масса теплоносителя двинется по короткому контуру — через ближние отопительные приборы, а дальняя часть розлива и батарей в холода будет просто разморожена.
Двухтрубная схема. Дроссель для балансировки обязателен.
Горизонтальная и вертикальная разводка
Чем отличаются эти схемы систем водяного отопления — несложно понять интуитивно. К примеру, пресловутая ленинградка — типичная горизонтальная схема, а вот стояк отопления в современной пятиэтажке — вертикальная.
На практике, однако, куда чаще можно видеть комбинированные схемы, включающие горизонтальные и вертикальные участки разводки:
- В стоячной системе в домах советской постройки есть, помимо стояков, еще и горизонтально расположенные розливы.
- В новостройках используется еще более сложная комбинация: розливы соединяются вертикальными стояками, от которых на каждом этаже запитана горизонтальная разводка внутри отдельно взятой квартиры.
Тупиковые и попутные схемы
Тупиковые водяные системы отопления — это двухтрубные схемы, в которых направления воды в розливах подачи и обратки противоположно. Теплоноситель добирается до дальних радиаторов и возвращается обратно. А вот если он продолжает двигаться к котлу или тепловому узлу, сохраняя то же направление — наша схема становится попутной.
Заметьте: попутная схема разводки имеет крайне мало преимуществ перед однотрубной в случае одноэтажного дома. В ее пользу говорит разве что несколько более равномерный прогрев радиаторов.
Простейшая попутная схема.
Подключение отопительных приборов
Разные типы подключения могут использоваться, прежде всего, для секционных радиаторов разных типов.
Конвекторы снабжены подводками, и направление циркуляции в них определено производителем. Какие варианты возможны при подключении батарей?
Источник https://delta-instrument.ru/montazh/trebovaniya-k-sistemam-otopleniya.html
Источник http://helpinginer.ru/obshhie-svedeniya-ob-otoplenii/
Источник https://ottosteinach.ru/montazh-i-remont/kakie-vidy-otopleniya-byvayut.html