Устройство и монтаж систем отопления, трубопроводов, котельных

По всей России 8 800 707-75-89
Санкт-Петербург +7 (812) 611-25-89

Важными элементами системы отопления являются:

  • Элемент для получения теплоты  теплоисточник, является теплообменником при централизованном теплоснабжении.
  • Элемент, который служит проводником теплоты от теплоисточника к отопительным приборам  теплопровод.
  • Элемент, который нужен для теплопередачи в помещения-отопительный прибор.

В зависимости от расположения основных элементов системы отопления подразделяются на центральные и местные.
В местных системах отопления теплоотдающие поверхности и нагревательные приборы соединены в едином устройстве. Рабочая среда, переносящая тепло, нагревается либо электричеством, либо при сжигании топлива,а также горячей водой или паром.

Основными конструктивными элементами системы отопления являются:
Жидко-топливные и газовые агрегаты отопления, являются примером местной отопительной системы. Когда происходит сжигание газообразного топлива в горелке, образуется тепловая энергия, которая в поверхностном теплообменнике передается воздуху (теплоносителю), нагнетаемому вентилятором. После того как горячий воздух проходит очистку в фильтре он выпускается по теплопроводам в помещение. А продукты сгорания газа, которые уже остыли, выходят в атмосферу через дымоход.

Благодаря использованию электрической энергии, в местной системе отопления теплопередача осуществляется за счет газообразного или жидкого теплоносителя, или без него, через твердую среду.

Центральные системы это системы, цель предназначения которых состоит в отоплении нескольких помещений при помощи всего одного теплового центра. Тепловые центры предполагают наличие тепло-генераторов (котлов) или теплообменников. Располагаться они могут как в здании, которое обогревается (к примеру, в котельной или тепловом пункте), так и вне помещения (на тепловой станции, в ЦТП или в ТЭЦ). В зависимости от того, какие теплоносители применяются, выделяют три вида центральных систем: воздушные, паровые и водяные. Отдельно стоит отметить комбинированные центральные системы, которые также нашли широкое применение.

Центральные водяные отопительные системы.
В данных отопительных системах, вода нагревается в тепло-генераторе (котле), затем теплоноситель поступает по теплопроводу в приборы нагревания (калориферы и радиаторы),после чего накопленная в них тепловая энергия через стенки передается воздуху помещений, вследствие чего,происходит остывание теплоносителя.Охлажденный теплоноситель вновь возвращается в котел,в котором он восстанавливает свою температуру и вновь направляется в нагревательные приборы.

В водяных отопительных системах вода, которая находится в тепло-генераторе нагревается до максимальной температуры 95 градусов Цельсия, а затем остывает в приборах нагревания до70 градусов Цельсия возвращаясь назад в тепло-генератор,в результате этого перепад температуры воды составляет 25 градусов Цельсия.

Верхнее значение температуры теплоносителя, определяется санитарно-гигиеническими требованиями. Таким образом средняя температура жидкости в нагревательном устройстве при расчетном значении температуры не должна превышать пол суммы температур максимально подогретой жидкости 95 °С и вернувшейся в генератор теплоты 70 °С, то есть 82,5 °С. Из-за высокой температуры воды на металлических поверхностях прибора может произойти пригорание пыли что повлечет за собой неприятный запах раздражающий человека.

А так же при высоких температурах метала, на поверхности приборов, возникает опасность ожога.

Нижний предел температуры теплоносителя определяется исходя из экономических соображений.

То есть происходит непрерывная круговая циркуляция (движение) жидкости: тепло - генератор - приборы для нагревания - тепло - генератор.

Системой естественной циркуляции называется процесс, когда без применения механизмов происходит циркуляция воды по системе, за счет разности объёмных весов горячей и охладившейся жидкости. Без применения теплопровода при значительной протяженности системы давления, которая создается одной естественной циркуляцией.

В случае значительной протяженности системы отопления, давление, которое создается за счет естественной циркуляции,недостаточно для осуществления перемещения нужного объема жидкости, не применяя принудительную циркуляцию. В результате чего в сеть трубопроводов системы отопления устанавливают насос,который осуществляет механическое перемещение воды. Данная система называется водяной системой с механическим побуждением или насосной системой водяного отопления.

Система воздушного отопления не имеет нагревательных приборов, обогрев помещения осуществляется за счет непосредственного впуска в него горячего воздуха (теплоносителя).

В случае с системой парового отопления, образованный в парогенераторе водяной пар, под воздействием собственного давления двигается в паропроводах (теплопроводах) и попадает в нагревательные приборы. После чего, пар через стенки нагревательных приборов передает свою теплоту в окружающую среду помещений, после чего превращается в воду.

Температура образовавшейся воды (конденсата) равна температуре пара, который поступил в нагревательный прибор. После чего конденсат по трубопроводам из нагревательных приборов отводится назад в парогенератор, в котором он вновь превращается в пар.

В зависимости от уровня давления пара системы парового отопления разделяют на три вида:

  1. вакуум-паровые системы, в данных системах давление пара ниже атмосферного давления, пар образуется путем разрежения с помощью специальных устройств;
  2. паровые системы низкого давления, давления в данных системах находится в пределах от 5 до 70 кило Паскаль;
  3. паровые системы высокого давления, давление в данных системах более 70 кило Паскаль.

Как говорилось ранее,система воздушного отопления предусматривает осуществление обогрева помещения за счет непосредственного впуска в них разогретого воздуха (теплоносителя). Данная система не оборудована нагревательными приборами.

Воздушные системы отопления, также как водяные могут быть как с механическим побуждением, то есть движение воздуха обеспечивается за счет давления образующегося вентилятором, так и с естественной циркуляцией, в данном случае перемещение воздуха по каналам происходит в результате разности объемных весов горячего и холодного воздуха.

Нагрев воздуха, который служит теплоносителем, осуществляется в специальных установках — калориферах, нагрев которых осуществляется т горячей водой, паром, точными дымовыми газами или электричеством. Исходя из этого, выделяют следующие системы воздушного отопления: водо-воздушные, паровоздушные, огне- воздушные, и электро- воздушные.

В комбинированных центральных системах отопления нагрев главного теплового носителя, который поступает в нагревательные приборы зданий, осуществляется с помощью вспомогательных теплоносителей. Например, нагрев воды в водяной системе отопления осуществляется в специальных устройствах (бойлеры, противоточные аппараты) за счет пара, данные системы имеют называние пароводяные

Трубопроводы центральных систем отопления подразделяются на:

  • магистрали — обратные, по ним теплоноситель отводится, и подающие, по которым подается теплоноситель;
  • стояки это каналы или трубы, которые расположены вертикально;
  • ветви это каналы или трубы расположены горизонтально.

Примером центральной системы отопления, является система отопления домов оборудованных собственной котельной, а отопительные приборы, размещенными во всех комнатах и помещениях дома.

В случае если центральная система отопления отапливает несколько зданий из отдельно стоящей котельной, то данная система центрального отопления называется районной. В данном случае теплообменники и отопительные приборы также разделены, то есть теплоноситель нагревается в тепловой станции, после чего он перемещается по теплопроводам (внутренним и наружным) к отопительным приборам каждого из помещений отдельно стоящего здания, а после чего охладившись, теплоноситель возвращается назад.

В настоящее время в системах теплоснабжения гражданских зданий, от крупных тепловых станций или теплоэлектростанций используют 2 типа теплоносителя:

  • высокотемпературный первичный теплоноситель(пар, вода, газообразные продукты) — транспортируются от теплоэлектростанций по распределительным теплопроводам к центральному тепловому пункту и обратно;
  • вторичный теплоноситель, образуется после смешивания с первичным теплоносителем или путем нагревания в теплообменниках, данный теплоноситель подается по внутриквартальным (наружным) теплопроводам в отопительные приборы в каждой обогреваемой комнате, после чего он возвращается в центральный тепловой пункт.

В случае если, в качестве первичного теплоносителя выступает вода, которая осуществляет нагрев вторичного теплоносителя, в качестве которого также выступает вода, то данная система отопления, называется «водоводяной». Также существуют «водовоздушные» системы центрального отопления, «пароводяные», «паровоздушные», «газовоздушные» и другие виды центрального отопления.

Характеристика теплоносителей.
В качестве теплоносителя для системы отопления может выступать газообразная или жидкая среда, которая обладает теплоаккумулирующими свойствами, а также является относительно дешевой и подвижной. В настоящее время широкое распространение получили следующие виды теплоносителей:

  • газ — создастся за счет сгорания топлива, обладает довольно высокой температурой, в связи с этим применяется для отопления в тех случаях,когда есть возможность ограничить температуру поверхности отопительных приборов согласно санитарно-гигиеническим требованиям. Зачастую горячий газ применяется в газовых калориферах, отопительных печах, а также других видах отопительных установок; 
  • вода — данный теплоноситель обладает значительной теплоемкостью, вязкостью и плотностью, в процессе нагревания расширяется с уменьшением плотности. При повышении температуры и понижения давления,вода выделяет газы. Температура кипения воды прямо пропорциональна давлению окружающей среда, то есть при понижении давления снижается и температура кипения; 
  • пар — является одним из видов агрегатного состояния воды, данный теплоноситель обладает высокой подвижностью и малой плотностью; при увеличении давления увеличивается плотность и температура пара. Данный теплоноситель за счет теплоты испарения, которая выделяется вовремя конденсации пара в трубах и отопительных приборах, обладает большим теплосодержанием; 
  • воздух — данный теплоноситель обладает малой теплоемкостью, подвижностью и плотностью, в процессе нагревания расширяется с параллельным уменьшением плотности. Температура нагретого воздуха уменьшается в процессе смешения с воздухом отапливаемого здания и теплопередачи через стенки каналов.

Выбор теплоносителя для тех или иных зданий и сооружений осуществляется на основании санитарно-гигиенических требований.

За счет использования воды в качестве теплоносителя достигаются следующие характеристики:

  • равномерность температуры в помещении;
  • ограниченный уровень нагрева поверхности отопительных приборов;
  • использование трубы меньшего диаметра;
  • бесшумность во время движения теплоносителя в трубах.

В тоже время водяные системы отопления требуют большого расхода металлоконструкций, возможно довольно высокое гидростатическое давление в системе отопления из-за повышенной плотности воды, за счет инерции воды обусловлена инерционность регулирования теплоотдачи приборов отопления.

В случае применения пара в качестве теплоносителя сокращается расход металлоконструкции, это обеспечивается за счет уменьшения поперечного сечения конденсатопроводов и площади приборов, сокращается время прогрева отопительных приборов. В тоже время, данный теплоноситель не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, так как имеет довольно высокую температуру, и как следствие не возможно регулирование теплоотдачи приборов,движение пара в трубопроводах сопровождается шумом.

За счет использования в качестве теплоносителя – воздуха,довольно быстро достигается равномерная температура в отапливаемом помещении. Это дает возможность осуществлять вентиляцию помещения и не устанавливать дополнительные отопительные приборы. Также данный теплоноситель бесшумно движется в каналах. При этом воздух обладает довольно низкой теплоаккумуляционной способностью; диаметр сечения воздухопроводных каналов довольно значительный, таки образом необходим большой расход металла для их изготовления; неравномерная температура теплоносителя по длине воздуховода.

© 1997 — 2021
FAS