Назначение, виды системы отопления

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

Системы отопления водяного типа.
Сейчас широко распространено водяное отопление, которое имеет массу преимуществ по сравнению с иными системами отопления. Приобретенный опыт по использованию водяных систем доказывает гигиенические, а также пользовательские показатели.

Для системы отопления водяного типа характерным является надежность, бесшумность, простота и удобство в эксплуатации, наличие значительного радиуса действия по горизонтали.

Радиус действия системы по вертикали, можно определить допустимым гидростатическим давлением. Систему водяного отопления можно представить в виде системы замкнутых контуров.

Все системы водяного отопления делятся следующим образом:

  • способ создания циркуляции — то есть естественная циркуляция системы (гравитационная) и искусственная циркуляция системы (насосные);
  • в зависимости от схем соединений труб, стояков с приборами отопления — двухтрубные (ведут соединение отопительных приборов параллельно по ходу движения вторичного теплоносителя) и однотрубные (отопительные приборы соединяют последовательно по ходу движения теплоносителя );
  • в зависимости от места нахождения прокладки магистральных трубопроводов — системы с верхней разводкой (подающую магистраль (горячая), прокладывают выше нагревательных приборов), системы с нижней разводкой (обратная, подающая магистраль находится ниже приборов), система с «опрокинутой» циркуляцией;
  • соединяющая нагревательные приборы по расположению труб — вертикальные (отопительные приборы присоединяют к вертикальному стояку) и горизонтальные (приборы присоединяют к трубопроводу который расположенный горизонтально );
  • по источнику движения направления воды, в обратной и подающей магистрали — тупиковые (движение горячей и холодной воды встречное) и системы с попутным движением воды (где направление потоков в подающей и обратной магистралях совпадает друг с другом).

Также для систем водяного отопления предусматривает размещение специальной емкости — расширительный бак.

Образовавшиеся воздушные пробки в отопительной системе могут нарушить циркуляцию воды. В систему, воздух может попасть в процессе эксплуатации, при подсасывании водой , а также при заполнении ее теплоносителем. Воздух, который растворяется и переходит в свободное состояние, зависит от давления и температуры теплоносителя в системе.

Из использованной деаэрированной воды, из которой удаляют воздух, не исключают образования новых газовых пробок в системе отопления, потому что с образованием гидрата закиси железа (химической реакции), осуществляется образования окалин,вследствие чего выделяется водород. Поэтому устанавливают в системах отопления воздухосборники.

В системах отопления гравитационного типа, скорость воды небольшая, поэтому подающую магистраль монтируют к расширительному баку с подъемом, через который и выпускают воздух (газ), который сосредоточиться в самой верхней точке отопительной системы.

В случае же с насосными системами, воздух выпускается через специальные воздухосборники, которые устанавливают в наивысших точках этой системы: при верхней разводке — перед самым отдаленным стояком на подающей магистрали, при нижней разводке - воздух будет собираться в отопительных приборах, которые находятся в верхней части системы, и периодически выкидывается в атмосферу за счет наличия ручных или автоматических воздушных кранов (или же воздух выбрасывается в специальную центральную воздушную линию).

Водяное отопление зданий, с повышенной этажностью.
В системе водяного отопления, гидростатическое давление теплоносителя во многом будет зависеть от высоты его подъема, т. е. от количества этажей.

Высота столба воды должна не превышать 55 м, если эксплуатируют стальные и чугунные радиаторы, а также 90 м если используют конвекторы. Поэтому здания с повышенной этажностью, зонируют по вертикали, т. е. делят на определенные части заданной высоты, между которыми, высотой не меньше 1,9 м, располагаются технические этажи.

В наиболее низко расположенных приборах зоны высот55 или 90 м определяется допустимым рабочим давлением воды.

Все системы водяного отопления которые находятся в пределах одной зоны устраивают по независимой схеме, т.е. она имеет свой теплообменник, насос -циркуляционный или подпиточный,а также бак для расширения воды. Это все оборудование, а также магистраль трубопроводов, размещается на технических этажах.

Чаще всего в зданиях повышенной этажности применяют теплообменники водяного типа (вода является первичными вторичным теплоносителем).

При водяном отоплении высота здания составляет 150—160 м. В этом здании может быть пристроены двое (высотой по 75—80 м) зональных систем отопления с конвекторами, или трое (высотой по 50—55 м) с радиаторами.

В зданиях, у которых высота от 160 до 250 м, делают комбинированное отопление: помимо теплообменника водяного типа для нижних этажей (до 160 м.), внедряют теплообменник для пароводяной зоны (свыше 160 м.). Теплоносителем является — пар, который отличается малым гидростатическим давлением, в качестве теплоносителя первичного типа пар подается на технический этаж, под верхней зоной, где образуется собственный теплопунктс пароводяным теплообменником.

Применяются системы отопления парового пита в вспомогательных и производственно-бытовых помещениях при недолгом присутствии обслуживающего персонала тех промышленных предприятий, в которых пар изготовляется для технических нужд.

Отопление парового типа может также размещаться в производственных зданиях, в которых не осуществляется выделение пыли и аэрозоли. Паровую систему можно оборудовать в случае выделения негорючей и неядовитой пыли, а также негорючих газов и паров или газов которые не поддерживают горение, и сооружениях со значительным влаго- испарением. Также используют для обогрева лестничных клеток, пешеходных переходов для персонала, вестибюлей, зданий.

Во многих случаях применение отопления парового типа требует производственного обоснования (например, паровое отопление используется, если при технологическом процессе производства имеется избыток пара).

Паровое отопление — это передача помещению тепла, выделяющегося в приборе отопления, при конденсации в нем пара насыщенного. Массовая теплоемкость пара больше в пять сот раз, чем у воды. В паровой системе отопления различают: две среды, которые перемещаются по трубопроводу — это пар и конденсат, и два типа трубопроводов — паропровод и конденсатопровод.

Прокладывают паропроводы в свою очередь от источников пара (котлов) до отопительных приборов, а конденсатопроводы — прокладывают от приборов до котла.

Системы отопления парового типа по способу возвращения конденсата в котел делятся на: замкнутые, где самотеком конденсат стекает в котел; и разомкнутые, где конденсат поступает самотеком в конденсационный бак, а затем перекачивается насосом в котел.

По сравнению с водяными,системы отопления парового типа имеют некоторые преимущества то есть — малые капитальные затраты на строительство системы, сравнительно небольшой расход металла, возможность быстрого обогрева помещений и мгновенного отключения, а также малое гидравлическое сопротивление.

Но недостатки во время эксплуатации системы парового отопления сильно существенны, что довольно сильно ограничивают область ее применения. Это и невозможность качественной регулировки теплоотдачи приборов отопления с помощью изменения температур теплоносителя, постоянно очень высокая температура (100 °С и выше) на поверхности теплопроводов и приборов отопления, что может вызвать разложение оседающей органической пыли и нуждается в осуществлении перерывов в подаче пара. При этом происходит колебание температуры воздуха в помещениях, т. е. снижается уровень теплового комфорта; увеличиваются тепло-потери паропроводами, когда они проложены в помещениях которые не обогреваются; различного шума при действии систем, особенно при обновлении работы после перерыва; уменьшение срока службы теплопроводов, когда при перерыве в подаче пара, теплопровод может заполниться воздухом, это значительно может усилить коррозию их внутренней поверхности. Вследствие этого не допускается применять системы отопления парового типа в жилом помещении, общественных и административно-бытовых зданиях, а также при повышенных требованиях к чистоте воздуха в производственном помещении.

Для систем отопления воздушного типа, в качестве теплоносителя используют воздух, который, нагревается в калорифере с помощью первичного теплоносителя — пара, а также горячей воды или газов до определенной температуры, и поступает в отапливаемое помещение, остывает и отдает свое тепло. При остывании воздуха полученное количество теплоты, должно быть равным тепло-потерям помещения. Основное достоинство отопления воздушного типа это очень высокий санитарно-гигиенический показатель. Но такие системы отличаются значительными размерами воздуховодов, сложностью регулирования и повышенными требованиями к герметизации зданий.

Системы отопления воздушного типа делятся следующим образом:

  • по движению теплоносителя — за счет вентилятора с естественной циркуляцией и механическим побуждением;
  • по месту приготовления воздуха — местные, где происходит нагрев и подача воздуха, непосредственно в отапливаемом помещении за счет отопительных и отопительно-вентиляционных приборов, и центральные, где непосредственно происходит нагрев воздуха в воздухонагревательном приборе, и подается по каналам в одно или более помещений;
  • по качеству и количеству подачи воздуха — с полной рециркуляцией; с частичной и прямоточной рециркуляцией.

Нагретый в калорифере воздух, в системе с полной рециркуляцией, при помощи вентилятора поступает по вентиляционному каналу в помещение. Там он, отдает свое тепло, при этом он компенсирует тепло-потери помещений, и охлаждаясь, идет его возврат по каналу в отопительный агрегат. Затем воздух снова нагревается и тот же процесс снова повторяется.

В циркулирующем воздухе постоянно постепенно накапливаются вредные вещества, которые выделяются в помещении, и гигиенические показатели помещения резко уменьшаются.

Рециркуляционной системе свойственна высокая экономичность, но гигиенические качества у нее очень низкие. Его можно использовать как дежурное, то есть в нерабочее время (когда нет в помещении людей), в общественных и административных зданиях, школах, коммунально-бытовых, а также в складских помещениях, где вентиляция не предусматривается нормативами.
Наружный воздух в прямоточной системе из воздухозаборной шахты с помощью вентилятора поступает через калорифер, и по каналу подается в помещение. Там он отдает свою теплоту и компенсирует тепло-потери помещения, затем ассимилирует вредные вещества, которые выделяются в помещении и уже потом идет удаление через вытяжную шахту. Система отопления прямоточного типа характеризуется потерями тепловой энергии вместе с отработанным воздухом и имеет очень высокие гигиенические качества.

В калорифере с частичной рециркуляцией идет нагревания смеси наружного воздуха и рециркуляционного. Объем наружного воздуха определяют по определенным требованиям вентиляции. Подогретый приточный воздух подается в помещение по каналам. Там он, отдавая свое тепло, компенсирует теплопотери помещений, затем ассимилирует вредность и частично идет удаление с помощью вытяжной шахты. Оставшаяся часть постепенно поступает по каналу и смешивается с наружным воздухом.

Эта система является экономически целесообразной, поскольку в ней используется теплота отработанного воздуха, но имеет ограниченное применение (зависит от типа выделяющихся в помещении вредных веществ).

В технико-экономическом и гигиеническом отношении наиболее совершенна система отопления воздушного типа с рекуперацией теплоты отработанного воздуха.

Для системы отопления воздушного типа могут выполняться функции только отопительные или же совмещенные вместе с вентиляцией. При этом количество воздуха определяют по требованиям вентиляции, в первом случае полностью рециркуляционные системы, во втором с частичной рециркуляцией, то есть прямоточные.

Рекомендовано с вентиляцией совмещать системы отопления воздушного типа, если вентиляция используется в две или три смены. Предусматривается при остановке или неполадке технологического оборудования дежурное отопление, которое работает по схеме полной рециркуляции. Совмещенное с вентиляцией воздушное отопление, является экономичным, так как для него используется все оборудование целой системы механической вентиляции — вентилятор, воздуховоды, электродвигатели и лишь нагреве калориферов поверхность несколько больше, чем для всей вентиляционной установки.

На данный момент воздушное отопление, вместе с вентиляционной установкой, применяют так же и в больших общественно-производственных зданиях, но практически почти не устраивается в гостиничных, жилых и административных зданиях, но зарубежный опыт строительства таких зданий уже имеет место.

Подача воздуха в центральных системах осуществляется при помощи воздуховодов и сосредоточенно. При наличии отопления с сосредоточенной подачей воздуха в больших объемах применяются производственные здания и общественные, такие, как супермаркеты, кинотеатры на 300—600 зрителей, бассейны, гимнастические и выставочные залы. Вследствие этого происходит равномерное распределение температуры в помещении, а при отсутствии воздуховодов система получается экономически выгодной.

При сосредоточенной подаче, выпуск воздуха происходит струями(компактными или веерными).

Применяют так же и систему отопления комбинированного типа,в зданиях с малым пребыванием людей, которая состоит из централизованной водной части с упрощенной конструкцией, и с приборами отопления,которые имеют уменьшенную и одинаковую мощность, создающую стабильное «фоновое» отопление, что рассчитывается на температурный режим от 5— 10 °С.

Еще в качестве дополнения к фоновому отоплению можно применять периодически действующее отопление воздушного типа, что служит для обогрева помещений в начале рабочего дня и вентиляции их на протяжении рабочего времени.

Сейчас обкрадывают многие здания школ, системой отопления центрально-воздушного типа, при непостоянном обогревании учебных помещений значительно сократилась тепло-затраты на отопление зданий. Воздушно-тепловая завеса,возникшая в проеме входа есть один из витков по пресечению холодного воздуха извне, который возникает в результате движений транспорта либо людей, что поступает через входные двери и ворота, и по этому происходит переохлаждение присоединенных помещений.

Еще создаются высокоскоростные воздушные завесы шиберующего типа в проеме ворот промышленного здания, которые ограничивают,либо предотвращают попадание внутрь холодного потока воздуха.

Считается что воздушно-тепловую завесу применяют: при tН = от -15... до -25 °С и проход через дверь в течение 1 ч больше чем 400 человек; при tН = от -25 до -45 °С и проход в 1 ч больше чем 200 человек; при tН = от -45 °С и проход в 1 ч больше чем 100 человек.

В результате воздушная тепловая завеса создается специально для, рециркуляционной установки местного, а также для центрально- воздушного отопления.

Обычно воздух внутри собирается из верхней зоны помещений и затем постепенно нагревается до температуры не более 50 °С.

При входе в гражданские помещения и различные вспомогательные здания промышленных предприятий могут размещать воздушно-тепловые низкоскоростные завесы смесительного типа (скорость выпуска воздуха не больше чем 5м/с), которые рассчитываются только на нагревание холодного потока воздуха, при проникновении его снаружи. Для этого во входах в помещении предусматривают завесы, которые оснащаются системами кондиционирования воздуха, и в помещениях со значительным выделением влаги или с близким расположением к входам постоянных рабочих мест.

На 30% можно сократить воздухо-проницание обычного входа,за счет замены его на обычные двойные двери с тамбуром.

Замены входа тройной дверью и тамбуром можно снизить приток холодного потока воздуха в 2 раза, а при установке на входе вращающуюся (турникетную) дверь, объем холодного воздуха снаружи,который проникает в помещение, можно уменьшить на 7—7,5 раз.

Система отопления панельно-лучистого типа.
Отопление лучистого типа — это способ отопления помещения, посредствам лучистого теплообмена,в качестве источника которого используют поверхность потолка или стен, которая обогревается с помощью любого теплоносителя.
Применяется так же и панельно-лучистое отопление в жилых домах, общих комнатах на первого этажа и детского дошкольного учреждения, в операционной, родовой, наркознойи других помещениях лечебно-профилактического типа, в вестибюлях (теплые полы) многих общественных зданий.В виде теплоносителей в таких системах используют горячую воду, но намного реже пар или горячий воздух; и только изредка применяются электрические обогреватели, которые встраивают в потолок.

Около 75 процентов теплоты при лучистом отоплении, необходимого для отопления, помещение получает в виде лучеиспускания, а около 25 процентов — конвекцией.

Еще отопление лучистого типа может быть устроено, как и при низких температурах (от 70 до 250 °С), так и при высоких (до 900 °С).

Система отопления лучистого типа выполняется:
местной — это когда отопление помещения выполняется панелью и отражательным экраном, и если энергоносителем то для нее свойственно электрический ток, горючий газ , твердое топливо (при улови сжигании его в каминах). На данный момент нормой предусмотрено их использование только при температуре их поверхности не более 250 °С;
центральной — низко и среднетемпературной панелью и также отражательный экран с различным централизованным тепло-обеспечением при помощи подогретой воды и воздуха, пара с высоким и низким давлением.
По своему конструктивному устройству к лучистому отоплению также близко и отопление панельного типа.

Стеновая панель, оборудованная греющим элементом.

Многие отопительные приборы можно размещать на потолке или на полу, также вблизи потолка или стены помещения.
Различают панели: стеновые, подоконные, напольные.

При использовании отопления панельно-лучистого типа , температура внутренних поверхностей ограждений может повышаться на 2—4 °С больше, чем при различных видах отопления.За счет этого идет уменьшение теплоотдачи, путем перехода излучения от людей к ограждениям.Вследствие этого у людей создается здоровое и прекрасное самочувствие, благодаря равномерному действию лучистой теплоты при ее уменьшенной теплоотдаче, излучением, и немного уменьшенной температуре воздуха.

Рекомендуется также в условии Крайнего Севера устройство для панельного отопления напольного типа.

В районах, где резкий континентальный климат, свойственно размещать отопление потолочного типа, поскольку оно летом имеет такую систему,что ее можно эксплуатировать даже и для охлаждения помещений,при этом пропускать по змеевикам охлажденную воду.

Панели отопления бывают: встроенные, пристроенные и подвесные. Панели используют для разных целей,но особенно для обогрева основных помещений вокзалов, аэропортов, ангаров, аэропортов и высоких сборочных цехов. Их также применяют в производственном помещении, которое имеет особые требования к гигиене (производство пищевых продуктов и т.п.).

Системы отопления панельно-лучистого типа включают: обеспечение высокого санитарно-гигиенического показателя, индустриальность, малая металлоемкость, уменьшение стоимости и трудозатрат на монтаж, большие конструктивные особенности для комфортных условий в помещении с различной площадью и высотой.

Но системы отопления панельного типа весьма теплоемки, они затрудняют индивидуальную регулировку теплоотдачи панелей, а так же они весьма сложны в ремонте изамене отдельных деталей системы.

Применяемые системы отопления электрического типа обеспечивают очень высокую надежность для этих систем отопления, их индустриальность, простота управления, высокий показатель КПД, значительно большие конструктивные возможности для создания разнообразных комфортных и гигиенических условий в зданиях с разной площадью и высотой. Но одним из недостатков для широкого распространения является довольно высокая стоимость электроэнергии.

Электрическую систему отопления можно разделить на следующие группы:

  • по радиусу действия — центральная, районная и местная;
  • по назначению — для покрытия нагрузки отопительной или пиковой нагрузки;
  • для дополнительного отопления и высоконадежного терморегулирования в отдельных зданиях (доводчики) комбинированных систем.

Системы отопления электрического типа, у которых предназначение для полного покрытия отопительной нагрузки, классифицируют на системы с эксплуатацией самых простых электроприборов, а также тепло аккумулирующих приборов.

Целесообразно использовать отопление электрического типа с обыкновенными электроприборами в тех районах, где дорогой привоз топлива,и если имеется возможность заполучить электроэнергию от рядом находящихся электростанций. В России это считаются районы Крайнего Севера и Восточной Сибири.

Также может применяться отопление электрического типа с инерционными теплоаккумулирующими приборами отопления в сильно заселенной западной части Российской Федерации.

Электрические печи теплоаккумулирующего типа используют в целях отопления в ночное время (вовремя переизбытка электроэнергии). Электроэнергия в ночной период отпускается всегда по сниженному тарифу и может быть аккумулирована теплоемкими приборами с раздачей тепла в помещениях даже в дневное время суток.

Этот стало актуальным при строительстве АЭС, которые имеют большое количество электрической энергии в ночное время суток, где в дополнении используют электрическую и легко регулируемую систему отопления.

Основная фоновая система отопления, считается водяная, она дает в расчетный период такую температуру воздуха чтобы в помещениях было от 10— до 15 °С, а повышение температуры до желаемой регулирует сам абонент, который включает отопительные электроприборы. Целесообразность применения этого отопления связана с необходимостью, резко улучшить теплозащиту отапливаемых зданий.

В странах, где часто распространено применение электрического отопления, осуществляется очень высокий уровень теплоизоляции помещений с применением, высокоэффективных утеплителей, использование теплоты фазовых превращений — вкладышей в конструкции строения, «утепление» световых проемов, за счет остекления в три стекла, это когда термическое сопротивление окон и стен идентично. На данный момент одно из направлений технологического прогресса в мировом масштабе считается такое домостроение, в котором происходит улучшение сочетаний теплозащиты помещений с применением электро-отопления.

© 1997 — 2020
FAS