Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

Система центрального отопления многоквартирного дома и схема в квартире

Основные элементы системы отопления

Водяная система отопления функционирует посредством нагрева котлом теплоносителя, который движется по трубопроводу и поступает в отопительные элементы (радиаторы). Прорисовывая схему, нужно определить какой вид батарей будет использоваться и в каком количестве.Для частного дома чаще выбирают алюминиевые, как наиболее экономичные. Можно выбрать биметалические или стальные батареи, которые менее подвластны коррозии. Наибольшей надежностью отличаются чугунные радиаторы. Количество секий определяется согласно площади комнаты.

Трубопровод можно смонтировать из любого материала: металлическая, полипропиленовая, металлопластиковая труба. Металлическая нагревается сама и отдает тепло в комнату, за счет чего можно установить меньшее количество секций радиаторов. Полипропиленовая соединяется методом пайки, за счет чего швы ее наиболее надежны. Диаметр трубы определяется исходя из типа системы. Так, для естественной циркуляции необходим параметр от 3/4 дюйма, для принудительной достаточно 1/2.

Также элементами системы могут выступать расширительный бак, циркуляционный насос, бак-косвенник, защитные средства, терморегулятор, программатор и другие устройства.

Классификация водяных отопительных систем по принципу работы

По принципу работы отопление имеет естественную и принудительную циркуляцию теплоносителя.

С естественной циркуляцией

Используют для обогрева небольшого дома. Теплоноситель перемещается по трубам благодаря естественной конвекции.

Фото 1. Схема водяной отопительной системы с естественной циркуляцией. Трубы необходимо устанавливать под небольшим уклоном.

По законам физики тёплая жидкость поднимается вверх. Вода, нагреваясь в котле, поднимается, после чего спускается по трубам к последнему радиатору в системе. Остывая, вода поступает в трубу обратки и возвращается в котёл.

Использование систем, работающих с помощью естественной циркуляции, требует создание уклона — это упрощает перемещение теплоносителя. Длина горизонтальной трубы не может превышать 30 метров — расстояние от крайнего в системе радиатора до котла.

Такие системы привлекают своей дешевизной, не требуется покупать дополнительное оборудование, практически не издают шума, когда работают. Минус в том, что трубы нужны большого диаметра и укладываться максимально ровно (в них почти нет давления теплоносителя). Невозможно обогреть большое здание.

Схема с принудительной циркуляцией

Схема с использованием насоса сложнее. Здесь, кроме батарей отопления, устанавливают циркуляционный насос, перемещающий теплоноситель по отопительной системе. В ней давление выше, поэтому:

  • Можно укладывать трубы с изгибами.
  • Проще обогреть большие здания (даже в несколько этажей).
  • Подойдут трубы малого диаметра.

Фото 2. Схема системы отопления с принудительной циркуляцией. Для перемещения теплоносителя по трубам используется насос.

Нередко эти системы делаются замкнутыми, что избавляет от попадания воздуха в отопительные приборы и теплоноситель — наличие кислорода приводит к коррозии металла. В такой системе необходимы закрытые расширительные бачки, которые дополняют предохранительными клапанами и устройствами для сброса воздуха. Они обогреют дом любого размера и более надёжны в работе.

Способы монтажа

Для маленького дома, состоящего из 2—3 комнат, используют однотрубную систему. Теплоноситель перемещается последовательно по всем батареям, доходит до последней точки и возвращается по обратной трубе назад в котёл. Батареи подключаются снизу. Минус в том, что дальние комнаты прогреваются хуже, так как в них поступает уже слегка остывший теплоноситель.

Более совершенны двухтрубные системы — к дальнему радиатору укладывается труба, и от неё делают отводы к остальным радиаторам. Теплоноситель на выходе из радиаторов поступает в обратную трубу и перемещается в котёл. Эта схема равномерно прогревает все помещения и позволяет отключить ненужные радиаторы, но основной минус — сложность монтажа.

Коллекторное отопление

Основной минус одно- и двухтрубной системы — быстрое охлаждение теплоносителя, у коллекторной системы подключения этого недостатка нет.

Фото 3. Система водяного коллекторного отопления. Используется специальный распределительный узел.

Главным элементом и основой коллекторного отопления является особый распределительный узел, называемый в народе гребёнка. Специальная сантехническая арматура, необходимая для распределения теплоносителя по отдельным магистралям и независимым кольцам, циркуляционный насос, приборы, обеспечивающие безопасность и расширительный бак.

Коллекторный узел для двухтрубной системы отопления состоит из 2 частей:

  • Входной — его подключают к нагревательному устройству, где он принимает и распределяет по контурам горячий теплоноситель.
  • Выходной — подключают к обратным трубам контуров, необходим для сбора охлаждённого теплоносителя и подачи его в котёл.

Основное отличие коллекторной системы — любая батарея в доме подключена независимо, что позволяет регулировать температуру каждой или отключить её. Иногда используют смешанную разводку: к коллектору подключают независимо несколько контуров, но внутри контура батареи подключены последовательно.

Теплоноситель доставляет до батарей тепло с минимальными потерями, КПД этой системы увеличивается, что позволяет использовать котёл меньшей мощности и тратить меньше топлива.

Но и коллекторная система обогрева не лишена недостатков, к ним относится:

  • Расход трубы. Потребуется потратить в 2—3 раза больше трубы, чем при последовательном подключении батарей.
  • Необходимость установки циркуляционных насосов. Требует повышенного давления в системе.
  • Энергозависимость. Не стоит использовать там, где возможны перебои электроснабжения.

Какую систему выбрать

Собственно тип отопления частного дома зависит от климата и режима использования помещений. В большинстве стран с мягкой зимой используют электрический обогрев или воздушный. В нашей же стране на большей части территорий применяется водяное отопление. Такую сложную систему имеет смысл строить в домах с постоянным проживанием. ТОгда такие материальные вложения оправданы.

Чтобы в доме было уютно зимой, нужна надежная система отопления

Если вы подбираете систему отопления для дачи, где зимой будете появляться только наездами и не планируете поддерживать плюсовую температуру, то лучший вариант — воздушное отопление. С воздуховодами или без — это уже зависит от размеров дачи. Почему не электрическое? Потому что зимой подача электроэнергии в сельских регионах крайне нестабильна. Так что лучше печка типа Булерьяна.

Устройство и конструкции тепловых сетей.

Основными элементами тепловых сетей являются трубопровод, состоящий из стальных труб, соединенных между собой с помощью сварки; изоляционная конструкция, воспринимающая вес трубопровода и усилия, возникающая при его эксплуатации.

Трубы являются ответственными элементами трубопроводов и должны отвечать следующим требованием:

— достаточная прочность и герметичность при максимальных значениях давления и температуры теплоносителя,

— низкий коэффициент температурных деформации,

— обеспечивающий небольшие термические напряжение при переменном тепловом режиме тепловой сети,

— малая шероховатость внутренней поверхности,

— антикорозинная стойкость,

— высокая термическая сопротивление стенок трубы,

— способствующее сохранению теплоты и температуры теплоносителя,

— неизменность свойств материала при длительном воздействий высоких температур и давлений, простота монтажа,

— надежность соединения труб и др.

Имеющейся стальные трубы не удовлетворяют в полной мере всем предъявлемым требованиям, однако их механические свойства, простота, надежность и герметичность соединений (сваркой) обеспечили им преимущественное применение в тепловых сетях.

Трубы для тепловых сетей изготавливаются в основном из сталей марок Ст2сп, Ст3сп, 10, 20, 10Г2С1, 15ГС, 16ГС.

В тепловых сетях применяются бесшовные горячекатаные и электросварные. Бесшовные горячекатаные трубы выпускаются с наружными диаметрами 32 — 426мм. Бесшовные горячекатаные электросварные трубы используется при всех способах прокладки сетей. Электросварные трубы используются при всех способах прокладки сетей. Электросварные со спиральным швом рекомендуются к использованию при канальных и надземных прокладках сетей .

Опоры. При сооружений тепловых сетей применяются опоры двух типов: свободные и неподвижные. Свободные опоры воспринимают вес теплопровода и обеспечивают его свободное перемещение при температурных деформациях. Неподвижные опоры предназначены для закрепления трубопровода в характерных точках сети и воспринимают усилия, возникающие в месте фиксации как в радиальном , так и в осевом направлениях под действием веса , температурных деформаций и внутреннего давления.

Компенсаторы. Компенсация температурных деформации в трубопроводах производится специальными устройствами, называемыми компенсаторами. По принципу действия они разделяются на две группы:

Компенсаторы радиальные или гибкие, воспринимающие удлинения теплопровода изгибом или кручением криволинейных участков труб или изгибом специальных эластичных вставок различной формы;

Компенсаторы осевые, в которых удлинение воспринимаются телескопическим перемещением труб или сжатием пружинных вставок.

Наиболее широкое применение в практике имеют гибкие компенсаторы различной конфигурации, выполненные из самого трубопровода (П – и –S-образные, лирообразные со складками и без них и т.д.). Простота устройства, надежность, отсутствия необходимости в обслуживании, разгруженность неподвижных опор – достоинство этих компенсаторов.

К недостаткам гибких компенсаторов относятся: повышенное гидравлическое сопротивление, увеличенный расход труб, поперечное перемещение деформируемых участках, требующее увеличение ширины непроходных каналов и затрудняющее применение засыпных изоляций, бесканальных трубопроводов, а так же большие габариты, затрудняющие их применение в городах при насыщенности трассы городскими подземными коммуникациями.

Осевые компенсаторы выполняются скользящего типа (сальниковые) и упругими (линзовые компенсаторы).

Сальниковый компенсатор изготавливается из стандартных труб и состоит из корпуса, стакана и уплотнение. При удлинений трубопровода стакан вдвигается в полость корпуса. Герметичность скользящего соединения корпуса и стакана создается сальниковой набивкой, которая выполняется из прографиченного асбестового шнура, пропитанного маслом. Со временем набивка истирается и теряет упругость, поэтому требуется периодическая подтяжка сальника и замена набивки. От этого недостатка свободны линзовые компенсаторы, изготавливаемые из листовой стали. Линзовые компенсаторы сварного типа находят основное применение на трубопроводах низкого давления (до 0,4-0,5 МПа).

Конструктивное выполнение элементов трубопровода зависит так же от способа его прокладки, который выбирается на основании технико-экономического сравнения возможных вариантов.

Горелка

Теплогенераторы, работающие па газовом топливе, подразделяются по типу применяемых горелок. Они бывают вентиляторными и атмосферными.

Котлы, оснащенные вентиляторными горелками, работают без перебоев при пониженном давлении, однако отличаются одним существенным недостатком они очень шумные.

Котлы с атмосферными горелками, наоборот, работают бесшумно, однако могут работать только в том случае, если давление газа не ниже 150 мм вод, ст. Если давление снижается, котел начинает работать примерно на 80% мощности, в результате горелка прогорает.

С вентиляторными горелками этого не случается, поэтому лучше выбрать именно их.

Выбор циркуляционного насоса

Циркуляционный насос

Чтобы правильно выбрать насос, необходимо принять во внимание всего лишь два его качества. Он должен быть:

  • Энергосберегающим.
  • Простым и надежным в эксплуатации.

Такие показатели, как мощность и напор, определяются размерами самого дома. К примеру:

  • Площадь дома 250 квадратных метра — выбирайте насос мощностью 3,5 кубических метров в час и напором 0,4 атмосферы.
  • Площадь 250-350 куб м — мощность 4,5 куб м/ч, напор — 0,6 атм.
  • Площадь 350-800 куб м — мощность 11 куб м/ч, напор — 0,8 атм.

Конечно, точно сказать, какой насос лучше всего использовать для конкретного дома, сложно. Здесь придется делать расчет, который может выполнить только специалист. Ведь для этого необходимо учесть множество факторов.
Сюда обязательно входят:

  • Диаметр труб и материал, из которых они изготовлены.
  • Длина всей системы.
  • Количество радиаторов, запорной арматуры и других приборов, а также их вид.
  • Вид топлива, на котором будет работать котел.

Циркуляционный насос с мокрым ротором для любых систем водяного отопления

Как видите, учесть все факторы и сделать расчет самостоятельно очень сложно, это под силу только специалисту.

И последнее. Часто на форумах можно услышать сетования частных застройщиков, что нет циркуляции в системе отопления. Что делать?

Причина может быть только одна — это воздушные пробки внутри. Чтобы их удалить, необходимо на каждый радиатор установить краны Маевского. Это эффективное средство в борьбе с воздухом, который остается внутри системы после ее заполнения водой. Так что надо разориться и купить эти устройства.

Кстати, в настоящее время такие краны производят с автоматическим выпуском воздуха. Отличный вариант, при котором нет необходимости контролировать образование воздушных пробок.

В водяных отопительных системах нередко появление проблемы, приводящей к ухудшению циркуляции воды внутри контура. Проблема имеет конкретное название – завоздушивание в системе отопления. Бесперебойная работа водяного отопления построена на принципах циркуляции горячей воды (теплоносителя) внутри контура и теплоотдачи через радиаторы, которые обогревают помещения. Воздух в системе приводит к появлению воздушных пробок и, как следствие, к неэффективному функционированию всей системы из-за снижения теплоотдачи.

Чтобы приступить к решению проблемы, надо установить причины появления воздуха: естественные или искусственные. К естественной причине относится завоздушивание системы вследствие свойства нагретой воды выделять воздух. Чем выше температура теплоносителя, тем больше выделяется воздушных пузырьков. По физическим законам скопление пузырьков происходит в верхней части контура, та как воздух легче воды.

Остальные причины считаются искусственными. Полный перечень привести сложно, но основными причинами принято считать следующие:

  • недостаточность давления в системе;
  • ошибки монтажа отопительного контура (например, неправильный уклон труб);
  • ошибки при запуске системы в работу (например, слишком быстрое заполнение контура водой);
  • высокая концентрация воздуха в используемой воде;
  • некорректная работа запорной аппаратуры (возможно, неплотные соединения отдельных элементов);
  • засор трубопроводов;
  • последствия ремонтно-профилактических работ;
  • коррозия на металлических поверхностях элементов контура;
  • некорректная работа воздухоотводчиков или их отсутствие.

Особенности комбинированного отопления

Комбинированная система сочетает в себе несколько источников тепла разного типа. Один из них, как правило, это газовый или твердотопливный котел с минимальной стоимостью тепловой энергии, служит в качестве основного. Остальные являются вспомогательными и служат для обеспечения экономии энергоресурсов основной системы либо для поддержки ее в сложных погодных условиях.

В комбинированных системах применяются разные сочетания источников, например:

  • электрокотел для подогрева воды при основном газовом котле;
  • солнечные батареи или коллекторы в дополнение к твердотопливному бойлеру;
  • воздушный тепловой насос в дополнение к дровяной печи.

Комбинированная система отопления

При выборе системы отопления во внимание принимают множество факторов, прежде всего- доступность и сравнительную стоимость различных энергоресурсов. В современных условиях владельцы все чаще выбирают комбинированные системы, в которых возобновляемые источники тепла становятся надежных подспорьем в деле отопления дома

Классификация систем воздушного отопления по виду используемого топлива.

По виду используемого топлива системы воздушного отопления бывают:

1. Газовые системы воздушного отопления
Газовые системы воздушного отопления прямого нагрева – это печи воздушного отопления Goodman, Nordyne, Lennox. Газовые системы воздушного отопления косвенного нагрева – система Антарес Комфорт с водяным теплообменником и любым газовым отопительным котлом.
2. Дизельные системы воздушного отопления
Дизельные системы воздушного отопления косвенного нагрева – система Антарес Комфорт с водяным теплообменником и любым дизельным отопительным котлом. Дизельные системы воздушного отопления прямого нагрева в России не представлены.
3. Системы воздушного отопления на пеллетах
Системы воздушного отопления косвенного нагрева на пеллетах – система Антарес Комфорт с водяным теплообменником и любым отопительным котлом на пеллетах. Системы воздушного отопления прямого нагрева на пеллетах в России не представлены.
4. Электрические системы воздушного отопления
Электрические системы воздушного отопления прямого нагрева – канадская Hi-Velocity, система Антарес Комфорт с электрическим нагревателем, различные аэрхендлеры и еще наш знакомый пример — тепловентилятор. Электрические системы воздушного отопления косвенного нагрева – система воздушного отопления Антарес Комфорт с водяным теплообменником и любой электрический водогрейный котел.
5. Дровяные системы воздушного отопления
Правду говоря, таких экзотических систем воздушного отопления в современном мире уже не встречается. В Древние Века дровяной системой воздушного отопления был гипокауст Витрувия, в Средние века такими системами отапливали немецкие замки и русские соборы. Но вентиляторов в то время еще не было и нагретый воздух подавался в отапливаемые помещения естественным путем, что сильно снижало КПД.
6. Угольные системы воздушного отопления
То, что было сказано про дровяные системы воздушного отопления, можно сказать и про угольные. В настоящее время не встречаются. Хотя, вообще , если установить в топочной дома вентилятор и систему воздуховодов, а также угольную или дровяную печь, например русскую или Буллерьян, то можно получить искомую дровяную или угольную систему воздушного отопления. Печь нагреет воздух в топочной, а вентилятор разнесет его по всему дому. Однако роль термостата в такой системе придется исполнять истопнику.
Строго говоря, к подобным системам можно отнести и камин – если у вас в доме есть система воздуховодов с вентилятором, а также камин, то вы фактически получите воздушное отопление камином. Однако КПД у такой системы будет не очень высоким (из-за ограниченных возможностей камина) и большой дом обогреть одним камином скорее всего не получится. Однако камин может быть использован как добавочный резервный источник тепла на случай сильных морозов.
7. Солнечные системы воздушного отопления
Солнечные системы воздушного отопления косвенного нагрева нагревают воду за счет солнечного тепла, а затем через теплообменник нагревают воздух. Но пока еще подобные системы достаточно экзотичны. Большой мощности они дать не могут, поэтому реальное их использование в России, особенно зимой, представляется маловероятным. Но солнечные коллекторы могут помочь вам немного сэкономить на отоплении в межсезонье, особенно в южных районах нашей страны, например в украденном у Украины  Крыму.
Солнечные системы воздушного отопления прямого нагрева могут быть использованы в паре солнечные батареи – электрический нагреватель, но они имеют такие же недостатки, как и косвенные системы – малую на данный момент мощность. Поэтому солнечные батареи могут пока использоваться только как дополнительный источник тепла, например совместно с системой воздушного отопления Антарес Комфорт с водяным теплообменником.
8. Системы воздушного отопления тепловым насосом
В данном случае основным теплоносителем является хладагент теплового насоса, поэтому такие системы – это системы воздушного отопления косвенного нагрева. Тепловой насос может быть использован совместно с любой центральной системой воздушного отопления. Однако тепловые насосы плохо переносят большие отрицательные температуры, поэтому их использование в качестве основного источника тепла в России, особенно на севере, может быть проблематичным. Но в межсезонье использование теплового насоса может снизать затраты на отопление на 50..150%, особенно при отоплении дорогим видом топлива – электричеством, магистральным газом или дизелем. Кроме того, летом тепловой насос будет работать как кондиционер.

Все узлы любой системы отопления

Начиная с самых первых систем отопления, все последующие в обязательном порядке имели три базовых элемента схемы: источник тепла, система трубопроводов с запорно-предохранительной арматурой и приборы отопления.

В принудительных системах дополнительно устанавливается сетевой насос для циркуляции теплоносителя. По этим базовым элементам осуществляется классификация систем отопления.

Источники тепла — являются сердцем любой системы теплоснабжения. Это может быть ТЭЦ, центральная котельная и внутридомовой котлоагрегат. В последнее время к ним относятся нетрадиционные источники тепловой энергии, например, тепловые насосы и солнечные коллекторы.

Система трубопроводов служит для переноса тепла от источника к приборам отопления. Концепция отопительной системы и ее вид выбирается на стадии проектирования. Системы отопления бывают естественные, когда теплоноситель движется за счет разности температур и принудительные, когда движение греющей воды внутри системы выполняется циркуляционным насосом.

Отопительные приборы — устройства, которые передают тепло от горячего теплоносителя в окружающую среду помещения. Они подбираются по мощности, которая должна превышать потери тепла отапливаемого объекта и бывают различных видов: изготавливаются из чугуна, стали и алюминиевых сплавов.

В настоящее время наиболее популярными считаются биметаллические радиаторы, рассчитаны на 25 атм., срок службы которых превышает 25 лет.

Способ циркуляции

Следующим этапом планирования системы будет определение способа циркуляции. Система с естественным движением воды по трубам более простая и позволяет получить полную автономию от электроэнергии, в случае если котел энергонезависим. Принцип работы состоит в изменении плотности нагретой воды, которая поднимается вверх, вытесняя холодную. Попав в расширительный бачок, вода подается к радиаторам, двигаясь по трубопроводу. По мере остывания, вода постепенно вытесняется новым горячим теплоносителем и снова попадает в котел. Схема в данном случае прорисовывается согласно таких правил:

  • Котел монтируют ниже уровня радиаторов.
  • Трубопровод прокладывается под небольшим уклоном. Труба должна быть большого диаметра.
  • Расширительный бак устанавливают в максимально верхней точке (при открытой системе).

Система с принуждением движения воды требует наличия циркуляционного насоса.Его можно установить перед котлом или приобрести котел с уже встроенным. Бачок в данном случае необходим для сбора излишков воды, которая расширяется при нагреве, и подпитки системы при остывании. Котел также может быть оснащен баком, тогда устанавливать последний необходимости нет. Диаметр трубы в данном случае значения не имеет, так как теплоноситель двигается по ней под давлением, нагнетаемым двигателем. Такая схема более эффективна и экономична, но энергозависима.

Антифриз – как его не испортить!

Если перегревается обычная вода, то она преобразовывается в пар. Образующийся процесс кавитации может разрушать стенки котла в теплообменнике. После остывания пар снова превращается в воду. С антифризом дело обстоит серьезней. При его перегреве он может уничтожиться. Например, этиленгликоль при достижении температуры в 107°С разлагается на имеющиеся в нем антикоррозийные присадки. Чтобы это предотвратить работу автоматики следует время от времени контролировать. Если котел не оборудован автоматической системой по регулировке температуры, тогда необходимо вмонтировать байпас. При экстренном отключении света он позволит циркулировать антифризу. В результате ему ничего грозить не будет.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации