Каждый здравый житель желает разобраться: как усовершенствовать обогрвевающий комплекс дома. Всем известно, что источники тепла всегда дорожают. Абсолютно в каждом уколке нашей стране нужно в холодный период обогревать квартиру. Нереально представить себе жизнедеятельность жителя в России без отопительного комплекса коттеджа. На web сайте Sistema-Otopleniya.ru собрано много комплексов обогрева коттеджа, использующих абсолютно разные принципы вырабатывания тепла. Указанные комплексы обогрева рекомендуется использовать самостоятельно или гибридно.

Согласно нормативной документации, помещения, сооружения и здания, в которых постоянно либо в срок более 2-х часов находятся люди, необходимо поддерживать оптимальную температуру воздуха. Поэтому требуется сооружение системы центрального отопления для поддержки требуемой температуры воздуха внутри помещения на протяжении всего календарного года. В этой статье рассматривается вопрос, какая есть классификация систем отопления.

Схема отопления загородного дома.

Выбирая систему отопления, тип нагревательных приборов, параметры теплоносителя, следует придерживаться тепловой инерции конструкций, назначения и характера сооружений.

Отопительная система должна соответствовать ряду требований. Санитарно-гигиенические нормы, предъявляемые к различным отопительным устройствам, подразумевают обеспечение определенной температуры в здании и поддержку заданной температуры поверхности приборов отопления с целью предотвращения возможности получения ожогов и возгорания пыли. В соответствии с технико-эксплуатационными нормами, расходы, затраченные на монтаж и обслуживание устройства, должны быть минимально простыми. Согласно требованиям строительно-архитектурных норм, предусматривается оптимальная увязка всех деталей отопления с остальными решениями и элементами помещения с целью максимальной сохранности строительной конструкции. Суть монтажно-эксплуатационных норм в том, что отопительные системы должны обеспечивать надежное функционирование во время всего эксплуатационного срока и быть наиболее простыми в обслуживании.

Состоят системы отопления из 3-х основных компонентов: теплопровода, источника теплоты и отопительных приборов.

Классификация отопительных систем

Схема парового отопления.

Конструкции, работа которых направлена на отопление помещения, различаются в соответствии с определенными критериями. Так, их классифицируют относительно способа перемещения теплоносителя, вида применяемого теплоносителя и в зависимости от расположения источника тепла.

В зависимости от разновидности носителя различают следующие системы отопления:

  • паровые;
  • водяные;
  • воздушные;
  • радиационные;
  • огневоздушные (печные);
  • газовые;
  • электрические.

Оптимальным вариантом в плане соответствия большинству норм являются устройства, основанные на водяном и паровом обогреве. Основным теплоносителем в них являются вода либо горячий пар. Стоит отметить, что в их использовании присутствуют определенные ограничения. Например, категорически запрещена установка таких систем в зданиях, предназначенных для хранения различных химических веществ (натрий, калия, карбида кальция, лития и т.д.), способных к выделению взрывоопасных веществ, возгоранию при контакте с жидкостью. Также не допускается использование в таких сооружениях, в которых есть осаждение на отопительные приборы веществ, способных возгораться при контакте с горячей поверхностью. В обоих случаях t поверхности приборов, предназначенных для отопления, не должна превышать 110°С. Как известно, даже при температуре 80°С может произойти возгорание пыли, разложение, сопровождающееся запахом гари. В связи с этим, поверхность нагревательных конструкций должна быть гладкой и не препятствующей регулярному очищению.

Схема водяной системы отопления.

Максимально безопасной считается система воздушного отопления. подразумевающая нагрев воздушных масс при помощи калорифера. Теплоносителем в таких отопительных устройствах выступает пар либо горячая вода. В некоторых случаях нагрев воздуха может производиться с использованием газа в том случае, если продукты горения будут выделяться непосредственно наружу.

Обогрев торговых павильонов, квартир, офисов, коттеджей, складов и подобных помещений стало популярно производить при помощи электрокалориферов, электрокаминов, подогреваемых полов либо других электрифицированных отопительных приборов.

Перенос тепла в системах отопления может происходит при помощи газообразной либо жидкой среды. Эта среда, которая перемещается, имеет название теплоносителя. В электрических отопительных приборах перенос тепла происходит посредством твердой среды.

Классификация отопительные систем в плане расположения источника тепла

В зависимости от места размещения теплового источника, встречают системы местного и центрального типа. Местные системы отопления являются конструкцией, в которой в одной установке происходит перенос, получение и передача тепла в помещение. Среда, способная переносить тепло, нагревается при помощи горячей воды, пара либо электричества или является результатом сжигания какого-либо вида топлива. Тепло передается путем излучения вынужденной либо свободной конвекцией.

Ярким примером отопительной системы местного типа является печь. В ней тепло — результат сжигания топлива (жидкого, газообразного, твердого) — из теплообменника в виде горячего газа переносится по теплопроводу (каналу). В результате происходит передача тепла в помещение через отопительный прибор — стенки печи.

Схема воздушной системы отопления.

Местная система, работа которой основана на использовании электроэнергии, может функционировать без теплоносителя, тепло в таком случае переносится сразу же в твердую среду.

Центральные отопительные устройства используют для отопления из единого теплового центра сразу нескольких помещений. В таких системах приборы и теплообменник находятся на определенном удалении друг от друга. Так, в теплообменнике происходит нагрев теплоносителя. Все эти реакции происходят в тепловом центре. Далее тепло передается по теплопроводам в остальные помещения и по кругу возвращается обратно. Центральными бывают отопительные устройства парового, водяного и воздушного отопления.

В некоторых случаях возможно сооружение централизованного отопления в рамках районной системы. В таком случае отопление группы зданий происходит из ЦТС. Здесь происходит разделение отопительных приборов и теплообменника. Так, в теплообменнике происходит нагрев теплоносителя, расположенного на тепловой станции. Далее происходит его перемещение во теплопроводам (наружного и внутреннего типа) в группу отдельных помещений нескольких зданий. После того как тепло будет доставлено в местные отопительные приборы, происходит возвращение носителя на станцию.

Современные устройства отопления и теплоснабжения в основном применяют сразу 2 теплоносителя. Так, первичный носитель после того, как будет получено тепло на станции или теплообменнике, продолжает движение по системе наружных теплопроводов. Теплоноситель вторичного плана при этом получает тепло от вторичного и переносит уже его по системе внутренних теплопроводов. В качестве первичного носителя тепла очень часто выступает пар либо вода. Так, различают водоводяную системы, пароводяную, водовоздушную и многие другие централизованные отопительные системы.

Классификация систем водяного отопления

Схемы радиаторных систем отопления.

Системы, использующие принцип водяного отопления, можно условно разделить на высокотемпературные (выше 105°С) и низкотемпературные (их температура не превышает 105°С). В данный момент существуют определенные ограничения на максимальный температурный предел в 150°С.

Кроме всего прочего, водяные системы разделяют в зависимости от способа создания водной циркуляции. Так, они бывают гравитационные (с естественным процессом циркуляции) и насосные (с механическим способом побуждения циркуляции воды с применением насосов). Принцип функционирования гравитационной системы основан на различных показателях плотности воды, которая нагревается до различных температур.

В насосной системе для циркуляции воды применяют электрический насос, действие которого направлено на увеличение гидравлического давления. В результате, кроме гравитационного движения, в системе возникает и вынужденное.

В зависимости от принципа соединения труб в системе водяного отопления. различают двухтрубные и однотрубные системы.

Классификация систем парового отопления

Схема огневоздушной системы отопления.

В зависимости от высоты давления пара различают несколько разновидностей паровых отопительных систем. Так, это могут быть системы высокого давления, низкого и вакуум-паровые.

В плане максимального показателя давления пара существуют определенные ограничения. Так, допустимый предел составляет порядка 0,37 МПа или 3,8 кг/см².

Принцип работы систем парового отопления состоит в конденсации насыщенного пара на стенках в приборах отопления. Далее следует передача тепло фазового превращения непосредственно в помещение через стенки. После этого происходит удаление конденсата, и пар возвращается в котлы.

В зависимости от способа возвращения конденсата обратно в котел, различают замкнутые и разомкнутые отопительные системы. В замкнутой системе происходит непрерывная подача конденсата в котел. Стоит заметить, что их конструкция подразумевает расположение отопительных приборов значительно выше самого котла.

Разомкнутая система представляет собой непрерывное поступление пара в конденсатный бак, и передача его по мере накопления в котел. Теплопроводы в таких системах бывают конденсатопроводами и паропроводами.

Классификация систем воздушного отопления

Схема печной системы отопления.

В зависимости от способа, благодаря которому происходит циркуляция теплоносителя, различают гравитационные (работа которых основана на естественной циркуляции) и вентиляторные (работа основана на механическом побуждении движения воздуха).

Гравитационная разновидность предполагает использование воздуха различной плотности в результате нагревания до различных температур. Аналогично с водной гравитационной системой, естественное движение воздуха возникает в результате неоднородного распределения плотности.

Отопительная система вентиляторная работает с использованием электровентилятора, способного создавать вынужденное движение воздушных масс как результат повышения давления воздуха. В таких системах совмещен гравитационный и вентиляторный способы.

Основным теплоносителем в таких системах является воздух. Он нагревается до температуры максимум в 70°С при помощи калорифера — отопительного прибора. Обогрев калорифера изнутри происходит при помощи воды, электричества, пара, горячего газа. В зависимости от источника нагрева и различают воздушные отопительные системы: они могут быть газовоздушными, паровоздушными, водовоздушными, электровоздушными и паровоздушными.

В зависимости от радиуса воздействия, системы воздушного отопления классифицируются как местные либо центральные. В местной нагрев воздуха происходит непосредственно в калорифере, расположенном в том помещении, которое нужно обогреть. В центральной отопительный прибор (калорифер) располагается в тепловом центре, а нагретый воздух передвигается путем обратных воздухоотводов.

Классификация системы газового отопления

Схема газовой системы отопления.

Одним из наиболее экологически чистых видов топлива, предназначенного для отопления помещения, считается газ. Если правильно организовать процесс сжигания этого топлива, то можно добиться минимального выделения вредных веществ. Также применения газа в отопительных целях является чрезвычайно выгодным в экономическом плане. Стоит обратить внимание и на простоту эксплуатации для генерирования тепла в таких отопительных системах.

Одним из недостатков газа как вида топлива является его взрывоопасность и некоторая степень токсичности продуктов, выделяемых во время сгорания. При сооружении газовой отопительной системы следует предъявить повышенные требования к обеспечению безопасности и эксплуатации.

Газовые отопительные системы используют в большом количестве различных установок: в специализированных и обычных котлах, отопительных приборах для местного либо квартирного отопления, в различных агрегатах.

В системе отопления при помощи газов основными отопительными приборами выступают трубы, предназначенные для излучения тепла. Их необходимо расположить в верхнем участке помещения. Принцип нагрева помещения достаточно прост. Отопительная конструкция представляет собой замкнутый круг, внутри которого происходит циркуляции смеси нагретого воздуха, содержащего различные продукты сгорания. Теплоотдача происходит путем излучения.

При использовании газовоздушной системы отопления существует масса преимуществ перед воздушной системой. За счет уменьшения разницы температур по всей высоте комнаты, ликвидируется возможность уменьшения температуры воздуха непосредственно в рабочей зоне.

Основными отопительными приборами в подобной системе отопления являются горелки, источающие инфракрасное излучение. Подобное отопление максимально выгодно использовать в помещениях больших размеров, характеризующихся большой степенью теплопотерь. Наибольшее распространение газовоздушная система отопления получила при обогреве площадок открытого либо частично-открытого типа (зачастую это автомобильные стоянки, монтажные и сборочные площадки и т.д.). За счет небольшой массы и размера источников тепла (горелок) можно размещать их максимально удобно в любом помещении. Поверхность теплопередачи этих устройств практически в 10 раз меньше, чем площадь, необходимая для сооружения системы водяного отопления. Лучистое газовоздушное отопление очень часто используют в сельскохозяйственных помещениях, характеризующихся большой площадью.

Источник: http://1poteply.ru/sistemy/tip/klassifikaciya-sistem-otopleniya.html

Подробно рассмотрены виды отопительных систем, их преимущества и недостатки, рекомендованные области применения. Рассмотрен принцип работы центральной системы отопления, основы ремонта и монтажа.

Системы отопления предназначены для теплового обогрева жилых, хозяйственных и производственных помещений. Отопительные системы имеют свою классификацию: местные и центральные. По способу циркуляции делятся на системы с естественной и принудительной циркуляцией. Бывают с верхним, нижним, комбинированным  и опрокинутым расположением магистральных трубопроводов.  Так же системы отопления делятся по типу теплоносителя: (См. также: Теплоноситель для систем отопления )

Местные системы отопления включают в себя такие виды:

  • Печное отопление.

    Особенности и виды местного отопления

    При электрическом отоплении  электроэнергия преобразуется в тепловую энергию. Эта система является очень перспективной. Самое простое отопление считается газовое. Оно же является и самым дешевым, но имеет и два больших минуса, такие как токсичность и взрывоопасность. При печном отоплении получение, перенос и передача теплоты происходит в одном помещении. Топливо сжигается в печи, после чего нагреваются стенки дымохода и передают тепло в помещение.

    Стояки отопительной системы

    Источник: http://www.otopimdom.ru/index.php?id=372

    Заключительная часть

    Учебные вопросы

    Вводная часть

    VI. Текст лекции

    Во вводной части занятия (10 минут) преподаватель принимает доклад у дежурного по учебной группе о готовности группы к занятиям. Проверяет наличие обучающихся, делает соответствующие отметки в учебном журнале группы и строевой записке. Объявляет тему, учебные цели, вопросы, рассматриваемые на занятии и литературу. Доводит расчет учебного времени на отработку учебных вопросов.

    В ходе занятия(75 минут) преподаватель доводит новый учебный материал, контролирует работу обучающихся. Создает условия для развития творческого мышления и самостоятельности обучающихся. При необходимости своевременно разъясняет отдельные положения, вызывающие затруднения и вопросы.

    В заключительной части занятия(5 минут) в целях проверки качества усвоения обучающимися учебного материала преподаватель может провести выборочную проверку конспектов, подводит итоги всего занятия. Выдается задание на подготовку к следующему семинарскому занятию. Подается команда к завершению занятия.

    Вопрос 1. Назначение, устройство, классификация систем отопления.

    Отопление – это искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них тепловых потерь и поддержания температуры воздуха, отвечающей условиям теплового комфорта для людей или требованиям технологического процесса.

    Отопление – искусственное нагревание помещения в холодный период года для компенсации тепловых потерь и поддержания нормируемой температуры со средней необеспеченностью 50 ч/год. [п. 3.22 СП 60.13330.2012] (необеспеченность – это отклонение параметров внутреннего воздуха от нормируемых (расчетных), допускаемое СП).

    Комплекс технических устройств, обеспечивающих заданный тепловой режим, называется системой отопления.Основными элементами отопительных систем являются генератор теплоты, теплопровод и нагревательные приборы.

    Системы отопления классифицируются по ряду признаков.

    В зависимости от места размещения генератора теплоты относительно отапливаемого помещения различают системы местного и центрального отопления.

    По виду теплоносителя различают системы водяного, парового, и воздушного отопления.

    Сравнительная характеристика теплоносителей позволяет правильно выбрать вид теплоносителя (отопления) с учетом экономических, технических и противопожарных требований. Теплоноситель должен быть негорючим, теплоемким, подвижным и дешевым. Наряду с этим он не должен ухудшать санитарных условий в отапливаемых помещениях.

    В качестве теплоносителей в системах отопления используются вода, водяной пар, дымовые газы и воздух.

    Вода легко подвергается нагреву в широком диапазоне температур, обладает большой теплоемкостью, что позволяет передавать значительные количества теплоты при небольшом ее расходе. В центральных и местных системах отопления производственных, жилых, общественных и административных зданиях чаще используется вода с температурой 60-95 °С, поэтому температура магистральных трубопроводов сравнительно невысока и тепловые потери в системах водяного отопления значительно меньше, чем в системах парового отопления. При теплоносителе «вода» теплоотдача от нагревательных приборов к воздуху помещения может регулироваться из теплового пункта путем изменения температуры воды. Это позволяет при смене климатических условий легко изменять тепловой режим в отапливаемых помещениях.

    Основные недостатки воды как теплоносителя заключается в том, что она имеет большую плотность, поэтому при ее перемещении требуются большие затраты энергии, а так же при длительной аварийной остановке системы возможно ее замерзание.

    Водяной пар, используемый в системах отопления, в нагревательных приборах конденсируется, выделяя скрытую теплоту парообразования. Высокое теплосодержание пара и малая плотность позволяет передавать на большие расстояния значительные количества теплоты при малых затратах энергии. В системах парового отопления используется водяной пар с температурой 105-130 °С. При одинаковой температуре воды и пара теплоотдача системы парового отопления выше, чем при водяном отоплении.

    Однако пар имеет существенные недостатки, значительно ограничивающие область его применения. В отопительных системах парового отопления нагревательные приборы имеют температуру более 100 °С, при которой органическая пыль, осевшая на поверхности приборов, разлагаются и в воздух помещения выделяются продукты разложения (в числе которых и окись углерода). При этом теплоносителе невозможна централизованная регулировка теплоотдачи нагревательных приборов.

    Дымовые газы являются теплоносителем в отопительных установках, работающих при сжигании твердого, жидкого или газообразного топлива. Передача теплоты от продуктов горения к воздуху помещения осуществляется путем нагрева конструкций печей или аппаратов. Дымовые газы в отопительных установках имеют температуру от 1300 °С в топливнике до 130 °С на выходе из дымовой трубы. Раскаленные сажистые частицы, содержащиеся в дымовых газах, при отсутствии искрогасителя на дымовой трубе могут быть источником воспламенения сгораемых кровель и других сгораемых предметов.

    Воздух имеет малую теплоемкость и плотность, температура его в системах отопления не превышает 70 °С. Подавать воздух на большие расстояния при воздушном отоплении нецелесообразно. Достоинством воздуха как теплоносителя является возможность обеспечивать в отапливаемых помещениях необходимые санитарно-гигиенические условия.

    В пожарном отношении вода, пар и воздух с учетом их физических свойств не представляют опасности (известны случаи, когда разрушение трубопровода водяной или паровой системы отопления при пожаре приводило к ликвидации горения). Однако в производственных помещениях могут использоваться вещества, способные в контакте с водой или паром образовывать взрывоопасные смеси, самовозгораться или самовоспламеняться, поэтому для данных помещений применение воды или пара не допускается.

    Пожарная опасность отопительных систем обусловлена наличием нагретых поверхностей элементов отопительного оборудования (калориферов, нагревательных приборов, трубопроводов и др.). Так, в системах парового и водяного отопления с насосной рециркуляцией воды температура поверхности нагревательных приборов может превышать 100°С. При этой температуре возможно самовоспламенение таких веществ, как сероуглерод, ацетальдегид и др. Поэтому для помещений, в которых используются данные вещества, температура теплоносителя должна быть ниже температуры самовоспламенения наиболее опасного вещества.

    Пожароопасные свойства теплоносителей следует учитывать при разработке мероприятий противопожарной защиты и выбора отопительных систем.

    Центральными системами отопления называются системы, в которых генератор теплоты размещен в отдельном помещении, а в отапливаемых расположены только нагревательные приборы, соединенные между собой разветвленной системой теплопроводов.

    Центральная система одним или несколькими генераторами теплоты (котлом или группой котлов) может отапливать одно здание с большим числом помещений, несколько зданий, район города или город в целом.

    Центральные системы отопления классифицируются по виду и параметрам теплоносителя, способу его перемещения, схеме прокладки магистральных трубопроводов, преобладающему виду теплоотдачи нагревательных приборов (конвективные, лучистые, конвективно-лучистые нагревательные приборы).

    Водяные системы отопления наиболее широко распространены в жилых, общественных и производственных зданиях, так как обладают преимуществами перед другими системами отопления: простотой централизованного регулирования теплоотдачи нагревательных приборов, возможностью поддержания на поверхности нагревательных приборов умеренных температур, исключающих процессы термического разложения органических пылей, бесшумностью работы и простой эксплуатации.

    Однако системы водяного отопления имеют и ряд недостатков: ограниченность радиуса действия из-за больших потерь давления и высоты систем, повышенная опасность замерзания и др.

    Водяные системы в зависимости от способа перемещения и параметров теплоносителя подразделяются на системы с естественной и механической циркуляцией теплоносителя.

    В системах с естественной циркуляцией движение воды происходит под действием гидростатического давления, обусловленного разностью плотностей горячей воды на входе в систему и холодной воды на выходе из нее. В данных системах отопления водяной контур сообщается с атмосферой, поэтому температура горячей воды не может превышать 100°С.

    В системах отопления с искусственной (насосной) циркуляцией побудителем движения теплоносителя является насос или водоструйный элеватор. Эти системы не сообщаются с атмосферой (давление выше атмосферного), могут иметь температуру горячей воды до 150°С.

    Конструктивное исполнение системы водяного отопления.

    Рис. 6. Система водяного отопления с насосной циркуляцией теплоносителя:

    1 – насос; 2 – котел; 3 – расширительный бак; 4 – воздухосборник; 5 – воздушная линия

    Отопительные водяные системы при этом принципиально одинаковы. Отопительную систему монтируют с таким расчетом, чтобы возвратная вода поступала к отопительному аппарату снизу по трубам, имеющим уклон в сторону аппарата.

    Системы парового отопления в зависимости от параметров теплоносителя разделяют на системы высокого и низкого давления, а так же вакуумные.

    Системы парового отопления в зависимости от абсолютного давления пара делятся на вакуум- паровые - при абсолютном давлении пара менее 0,1 МПа; низкого давления - при давлении пара 0,1-0,12 МПа; повышенного давления - при давлении пара 0,12-0,17 МПа; высокого давления - при абсолютном давлении пара 0,17 – 0,27 МПа.

    Паровые системы отопления высокого и низкого давления целесообразно применять в производственных зданиях и сооружениях, где используется пар для технологических нужд. Вакуумные системы применяются крайне редко.

    В системах парового отопления теплоносителем является водяной пар. Передача теплоты от теплоносителя к нагревательным приборам происходит за счет его конденсации. Поверхности нагревательных приборов при паровом отоплении имеют температуру 100-130 °С.

    Паровое отопление нельзя применять жилых домах, детских учреждениях, школах, санаториях, больницах и т.п.

    Системы парового и водяного отопления разделяются по способу прокладки разводящих магистралей на системы с верхней и с нижней прокладкой магистралей.

    Конструктивное исполнение системы парового отопления.

    Рис. 8. Система парового отопления низкого давления:

    1 – паровой котел; 2 – паросборник; 3 – паропровод; 4 – нагревательный прибор; 5 – конденсатопровод; 6 – бак для сбора конденсата; 7 - насос

    Воздушное отопление применяется в зданиях различного назначения совместно с системами приточной вентиляции. Теплоносителем является наружный воздух, очищенный от пыли и нагретый в калориферах до температуры 30-45 °С. Подача воздуха в отапливаемые помещения осуществляется вентиляторами по воздуховодам.

    В производственных помещениях может устраиваться бесканальное воздушное отопление, когда калорифер для нагревания воздуха располагается непосредственно в отапливаемом помещении.

    Системы воздушного отопления классифицируются по месту размещения генератора теплоты, виду подачи воздуха в отапливаемые помещения, схеме и конструктивным особенностям.

    В зависимости от места размещения генератора теплоты (калорифера) различают центральные и местные системы воздушного отопления.

    По виду подачи нагретого воздуха в помещения системы воздушного отопления классифицируют на прямоточные, с частичной или полной рециркуляцией. В прямоточных системах воздух забирается снаружи здания, очищается от пыли, проходит термовлажностную обработку и вентилятором подается в помещение. При частичной рециркуляции к наружному воздуху подмешивается воздух, удаляемый из помещения. При полной рециркуляции нагревается только воздух помещения.

    По схеме и конструктивным особенностям системы воздушного отопления подразделяются на отдельные и общие. Отдельные обслуживают отдельную зону или одно помещение. Общие системы применяются при отоплении нескольких помещений. Общие системы воздушного отопления более пожароопасны.

    В сельской местности, рабочих поселках и поселках городского типа при отсутствии централизованного теплоснабжения кроме отопительных печей находят применение бытовые отопительные аппараты заводского изготовления на твердом, жидком или газообразном топливе.

    Для отопления животноводческих помещений, птицефабрик, теплиц и других объектов сельскохозяйственного производства используются теплогенерирующие установки (теплогенераторы, воздухонагреватели, паро-водогрейные котлы и др.).Промышленность выпускает электрические и огневые установки. Огневые теплогенерирующие установки работают на твердом, жидком или газообразном топливе.

    Источник: http://studopedia.ru/2_93279_vopros--tsentralnie-sistemi-otopleniya.html

    Теплоносителями в системах центрального отопления могут быть вода, пар и воздух; соответствующие системы называют системами водяного, парового или воздушного отопления. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки.

    Достоинствами системы парового отопления являются значительно меньшие ее стоимость и расход металла по сравнению с другими системами: при конденсации 1 кг пара освобождается примерно 535 ккал, что в 15—20 раз больше количества тепла, выделяющегося при остывании 1 кг воды в нагревательных приборах, и поэтому паропроводы имеют значительно меньший диаметр, чем трубопроводы системы водяного отопления. В системах парового отопления меньше и поверхность нагревательных приборов. В помещениях, где люди пребывают периодически (производственные и общественные здания), система парового отопления даст возможность производить отопление с перерывами и при этом не возникает опасность замерзания теплоносителя с последующим разрывом трубопроводов.

    Недостатками системы парового отопления являются ее низкие гигиенические качества: находящаяся в воздухе пыль пригорает на нагревательных приборах, нагретых до 100°С и более; регулировать теплоотдачу этих приборов невозможно и большую часть отопительного периода система должна работать с перерывами; наличие последних приводит к значительным колебаниям температуры воздуха в отапливаемых помещениях. Поэтому системы парового отопления устраивают только в тех зданиях, где люди пребывают периодически — в банях, прачечных, душевых павильонах, вокзалах и в клубах.

    На системы воздушного отопления расходуется мало металла, и они могут одновременно с обогревом помещения выполнять его вентиляцию. Однако стоимость системы воздушного отопления жилых зданий выше, чем других систем.

    Системы водяного отопления имеют большие стоимость и металлоемкость по сравнению с паровым отоплением, но они обладают высокими санитарно-гигиеническими качествами, обеспечивающими им широкое распространение. Их устраивают во всех жилых зданиях высотой более двух этажей, в общественных и большинстве производственных зданий. Централизованное регулирование теплоотдачи приборов в этой системе достигается путем изменения температуры поступающей в них воды.

    Системы водяного отопления различают по способу перемещения воды и конструктивным решениям.

    По способу перемещения воды различают системы с естественным и механическим (насосным) побуждением. Системы водяного отопления с естественным побуждением. Принципиальная схема такой системы состоит из котла (генератора тепла), подающего трубопровода. нагревательных приборов 4, обратного трубопровода 5 и расширительного сосуда, Нагретая в котле вода поступает в нагревательные приборы, отдает в них часть своего тепла на компенсацию потерь тепла через наружные ограждения отапливаемого здания, затем возвращается в котел и далее циркуляция воды повторяется. Ее движение происходит под действием естественного побуждения, возникающего в системе при нагреве воды в котле. Выясним причину возникновения этого побуждения и его величину.

    Предположим, что: 1) все трубопроводы системы имеют такую тепловую изоляцию, что температура воды в них между котлом и приборами не изменяется и 2) в верхних половинах котла и приборов температура воды расчетная максимальная и плотность ее aг (кг/м3), а в нижних половинах котла и приборов она расчетная минимальная с плотностью р0 (кг/м3). При этих условиях определим силу, заставляющую каплю воды а перемещаться по обратному трубопроводу 5 к котлу. Причиной перемещения может быть только неравенство массы столбов воды, действующих на каплю с обеих сторон. Рассекая по высоте систему на три зоны — над осью прибора 4, между осями прибора 4 и котла / и ниже оси котла /, можно установить следующее:

    1) в зоне побуждение не создастся, так как высота вертикальных трубопроводов, находящихся в этой зоне, и плотность

    воды (в них одинаковы и, следовательно, одинаково и давление, создаваемое соответствующими столбами воды на каплю а;

    2) в зоне побуждение не создается по той же причине, что и в зоне;

    3) в зоне побуждение создается, так как в левом трубопроводе горячая вода имеет плотность меньшую, чем охлажденная в правом трубопроводе.

    Из формулы следует, что естественное побуждение в системе водяного отопления будет тем выше, чем больше расстояние по высоте между осями котла и нагревательного прибора и разность между температурами горячей и обратной воды в системе (и соответственно разность до — дг).

    Однако эта величина определена исходя из предположения, что трубопроводы изолированы так, что они не теряют тепло. Практически тепло в них теряется, и температура воды по мере удаления от котла уменьшается, что создает дополнительное давление Ар, величина которого зависит от горизонтального расстояния и от числа этажей в здании.

    Последнее слагаемое в формуле мало по сравнению с первым и его учитывают только при расчете систем квартирного отопления.

    Циркуляционное давление, создавшееся при работе системы, расходуется на преодоление сопротивления движению воды по трубам (от трения воды о стенки труб) и на местные сопротивления (в отводах, кранах, вентилях, нагревательных приборах, котлах, тройниках, крестовинах и т. д.).

    Величина этих сопротивлений тем больше, чем выше скорость движения воды в трубах (если скорость увеличится в два раза, то сопротивление — в четыре раза, т. е. в квадратичной зависимости). В системах с естественным побуждением в зданиях небольшой этажности величина действующего давления невелика, и поэтому в них нельзя допускать больших скоростей движения воды в трубах; следовательно, диаметры труб должны быть большими. Система может оказаться экономически невыгодной. Поэтому применение систем с естественной циркуляцией допускается лишь для небольших зданий. Радиус действия таких систем не должен превышать 30 м. а величина к должна быть не менее 3 м .

    При нагревании воды в системе объем ее увеличивается. Для вмещения этого дополнительного объема воды в системах отопления предусматривается расширительный сосуд 3; в системах с верхней разводкой и естественным побуждением он одновременно служит для удаления из них воздуха, выделяющегося из воды при ее нагреве в котлах.

    Системы водяного отопления с насосным побуждением. Система отопления всегда заполнена водой и задачей насосов является создание давления, необходимого только для преодоления сопротивления движению воды. В таких системах одновременно действуют естественное и насосное побуждения; суммарное давление для двухтрубных систем с верхней разводкой, кгс/м2 (Па)

    По экономическим соображениям рш обычно принимают в размере 5—10 кгс/м2 на 1 м (49—98 Па/м).

    Достоинствами систем с насосным побуждением является снижение затрат на трубопроводы (их диаметр меньше, чем в системах с естественным побуждением) и возможность от одной котельной снабжать теплом ряд зданий.

    Приборы описанной системы, расположенные на разных этажах здания, работают в разных условиях. Давление р2, обеспечивающее циркуляцию воды через прибор второго этажа, примерно в два раза больше, чем давление р1 для прибора нижнего этажа. В то же время суммарное сопротивление кольца трубопровода, проходящего через котел и прибор второго этажа, примерно равно сопротивлению кольца, проходящего через котел и прибор первого этажа. Поэтому первое кольцо будет работать с избыточным давлением, в прибор на втором этаже поступит больше воды, чем нужно по расчету, и соответственно уменьшится количество воды, проходящее через прибор на первом этаже.

    В результате в отапливаемом данным прибором помещении второго этажа наступит перегрев, а в помещении первого этажа — недогрев. Для устранения этого явления применяют специальные методы расчета систем отопления, а также пользуются устанавливаемыми на горячей подводке к приборам кранами двойной регулировки. Если прикрыть эти краны у приборов на втором этаже, можно полностью погасить избыточное давление и тем самым отрегулировать расход воды по всем приборам, находящимся на одном стояке. Однако неравномерность распределения воды в системе, возможна и по отдельным стоякам. Объясняется это тем, что длина колец и, следовательно, суммарные их сопротивления в такой системе для всех стояков неодинаковы: наименьшее сопротивление имеет кольцо, проходящее через стояк (ближайший к главному стояку); наибольшее сопротивление имеет самое длинное кольцо, проходящее через стояк.

    Распределить воду по отдельным стоякам, как это следует по проекту, можно путем соответствующей регулировки установленных на каждом стояке пробочных (проходных) кранов.

    Для циркуляции воды устанавливают два насоса — один рабочий, второй — запасной. Вблизи насосов делают обычно закрытую, обводную линию с задвижкой. В случае прекращения подачи электроэнергии и остановки насоса задвижка открывается, и система отопления работает с естественной циркуляцией.

    В системе с насосным побуждением расширительный бак присоединяется к системе перед насосами, и поэтому накапливающийся воздух через него не может удаляться. Для удаления воздуха в смонтированных ранее системах концы подающих стояков были продолжены воздушными трубами, на которых установлены вентили (для отключения стояка на ремонт). Воздушная магистраль в месте присоединения к воздухосборнику выполнена в виде петли, препятствующей циркуляции воды через воздушную магистраль. В настоящее время вместо такого решения применяют воздушные краны, ввинченные в верхние пробки радиаторов, установленных на верхнем этаже здания.

    Системы отопления с нижней разводкой в эксплуатации более удобны, чем системы с верхней разводкой. Через подающую магистраль не теряется столько тепла и можно своевременно обнаружить и устранить утечку воды из нее. Чем выше помещен нагревательный прибор в системах с нижней разводкой, тем, следовательно, больше давление, имеющееся в кольце. Чем больше длина кольца, тем больше его суммарное сопротивление; поэтому в системе с нижней разводкой избыточные давления у приборов верхних этажей значительно меньше, чем в системах с верхней разводкой и, следовательно, регулировка их проще. В системах с нижней разводкой величина естественного побуждения снижается из-за ого, что вследствие охлаждения в подающих стояках оды возникает тормозящее ее движение сверху вниз, поэтому суммарное давление, действующее в таких системах,

    В настоящее время большое распространение получили однотрубные системы, в которых радиаторы обеими подводками присоединяются к одному стояку; такие системы проще монтируются и обеспечивают более равномерный прогрев всех нагревательных приборов. Наиболее распространена однотрубная система с нижней разводкой и вертикальными стояками.

    Стояк такой системы состоит из подъемной и опускной частей. Трехходовые краны могут пропускать расчетное количество или часть воды в приборы в последнем случае остальное ее количество проходит, минуя прибор, через замыкающие участки. Соединение подъемной и опускной частей стояка производится прокладываемой под окнами верхнего этажа соединительной трубой. В верхних пробках приборов, находящихся на верхнем этаже, устанавливают воздушные краны, через которые слесарь удаляет из системы воздух во время пуска системы или обильной подпитки ее водой.

    В однотрубных системах вода последовательно проходит через все приборы, и поэтому они должны быть тщательно отрегулированы. В случае необходимости регулировку теплоотдачи отдельных приборов осуществляют с помощью трехходовых кранов, а расход воды по отдельным стоякам — проходными (пробочными) кранами или установкой в них дросселирующих шайб. Если стояк будет поступать чрезмерно большое количество воды, то первые по ходу движения воды нагревательные приборы стояка отдадут тепла больше, чем это необходимо по расчету.

    Как известно, циркуляция воды в системе, помимо давления, создаваемого насосом и естественным побуждением, получается и от дополнительного давления Ар, возникающего в результате охлаждения воды при движении по трубопроводам системы. Наличие этого давления позволило создать системы квартирного водяного отопления, котел которого не заглублен, а его устанавливают обычно на полу кухни. В таких случаях расстояние, следовательно, система работает только за счет дополнительного давления, возникающего в результате охлаждения воды в трубопроводах. Расчет таких систем отличается от расчетов систем отопления здании.

    Системы квартирного водяного отопления в настоящее время широко применяют взамен печного отопления в одно- и двухэтажных зданиях в газифицируемых городах: в таких случаях вместо котлов устанавливают автоматические газовые водонагреватели (ЛГВ), обеспечивающие не только отопление, но и горячее водоснабжение.

    Источник: http://www.uves.ru/articles/109/103/

    Смотрите также:


    16 декабря 2019 года