Система отопления – это комплекс элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты в обогреваемые помещения. Каждая система отопления, в соответствии с рис. .1, включает в себя три основных элемента: теплогенератор 1, служащий для получения теплоты и передачи её теплоносителю, системы теплопроводов 2 для транспортировки по ним теплоносителя от теплогенератора к отопительным приборам 3, передающих теплоту от теплоносителя воздуху и ограждениям помещения. В качестве теплогенератора для системы отопления может служить отопительный котельный агрегат или любой другой теплообменный аппарат, использующий иной, чем в системе отопления, теплоноситель.
Центральные системы отопления – это системы отопления, предназначенные для отопления нескольких помещений из одного теплового пункта, где находится теплогенератор (котельная или ТЭЦ). Примером центральной системы отопления может служить система водяного отопления здания с местной котельной. Местные системы отопления – это система отопления, при которой все три основных элемента (теплогенератор, теплопровод и отопительный прибор) конструктивно объединены в одном устройстве, установленном в обогреваемом помещении.
Рис. .1. Принципиальная схема системы отопления: 1 – теплогенератор; 2 – теплопровод; 3 – отопительный прибор
1. Общие сведения о системе отопления. Требования, предъявляемые к системе отопления. Теплоносители система отопления.
Система отопления это:
комплекс элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи тепла в обогреваемые помещения. Система отопления состоит из:
- Генератора тепла (1).
- Теплопроводов (2).
- Отопительных (3).
Генератор тепла служит для получения теплоты и передачи ее теплоносителю.
Генераторами тепла могут служить:
- Котельные установки на ТЭС, КЭС.
- Печи.
Теплопроводы – для транспортировки теплоносителя от генератора тепла к отопительным приборам. Теплопроводы системы отопления подразделяют на магистрали, стояки и подводки (лежаки) к приборам.
Отопительные приборы – служат для передачи тепла от теплоносителя воздуху отапливаемых помещений.
Основные требования, предъявляемые к системе отопления:
- Санитарно-гигиенические – обеспечение СНиПами температур во всех точках помещения и поддержание температур внутренних поверхностей наружных ограждений и отопительных приборов на определенном уровне.
- Экономические – обеспечение минимальных затрат на изготовление и эксплуатацию системы (возможность унифицирования узлов, деталей).
- Строительные – обеспечение соответствия архитектурно-планировочным и конструктивным решениям. Увязка размещения отопительных приборов со строительными конструкциями.
- Монтажные – обеспечение монтажа индустриальными методами с максимальным использованием унифицированных узлов, при минимальном количестве типоразмеров.
- Эксплуатационные – простота и удобство обслуживания, управления, ремонта, надежность, безопасность, бесшумность действия.
- Эстетические – минимальная площадь, сочетаемость с архитектурными решениями.
Все перечисленные требования важны, и их необходимо учитывать при выборе и проектировании системы отопления.
Но наиболее важными требованиями все же остаются санитарно-гигиенические требования.
Теплоносители системы отопления.
Теплоносителем для системы отопления может быть любая среда, обладающая хорошей способностью аккумулировать тепловую энергию и изменять теплотехнические свойства, подвижная, дешевая, не ухудшающая санитарные условия в помещениях, позволяющая регулировать отпуск теплоты.
Наиболее широко в системе отопления используют: воду, водяной пар, воздух, отвечающие всем перечисленным требованиям.
Свойства теплоносителей
Вода – обладает высокой теплоемкостью, большой плотностью (950 кг/м3), несжимаема, при нагревании расширяется с ↑ Р ↑ t.
Пар – малая плотность, высокая подвижность, с ↑ Р ↑ t.
Воздух - ↓ плотность и теплоемкость, ↑ подвижность.
Классификация систем отопления
Системы отопления различаются по трем основным классификационным признакам:
Центральными называют системы отопления, предназначенные для отопления нескольких помещений (зданий) из одного теплового пункта, расположенного вне отапливаемых помещений (зданий) (котельная, ТЭЦ).
В таких системах теплота вырабатывается за пределами помещений, а затем с помощью теплоносителя по теплопроводам транспортируется в отдельное помещение здания.
Например: система отопления здания с собственной местной котельной.
Центральными могут быть:
- система парового отопления;
- система водяного отопления;
- система воздушного отопления.
Местными называют такие системы отопления, где все три основных конструктивных элемента (генератор, теплопроводы, О.П.). Системы отопления объединены в одном устройстве, установленном непосредственно в отапливаемом помещении.
Например: местная система отопления – отопительная печь, где теплогенератором является топка,
теплопроводы – газоходы
отопительная печь – стенки печи.
К местному отоплению относят отопление газовыми и электрическими приборами, воздушно-отопительными агрегатами.
Основные виды, характеристики и область применения систем отопления
Водяное отопление, благодаря ряду преимуществ перед другими системами, получило в настоящее время наиболее широкое распростране-ние. Для уяснения устройства и принципа действия системы водяного отопления рассмотрим схему системы, представленную на рис. 2.
Pиc. 2 Схема двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией
Вода, нагретая в теплогенераторе К до температуры T1 , поступает в теплопровод - главный стояк 1 в подающие магистральные теплопроводы 2. По подающим магистральным теплопроводам горячая вода поступает в подающие стояки 9. Затем по подающим подводкам 13 горячая вода поступает в отопительные приборы 10 , через стенки которых теплота передается воздуху помещения. Из отопительных приборов охлажденная вода с температурой Т2 по обратным подводкам 14, обратным стоякам 11 и обратным магистральным теплопроводам 15 воз¬вращается в теплогенератор К, где она снова подогревается до температуры T1 и далее циркуляция происходит по замкнутому кольцу.
Система водяного отопления гидравлически замкнута и имеет определенную вместимость отопительных приборов, теплопроводов, арматуры, т.е. постоянный объем заполняющей ее воды. При повышении температуры воды она расширяется и в замкнутой, заполненной водой системе отопления внутреннее гидравлическое давление может превысить механическую прочность ее элементов. Чтобы этого не произошло, в системе водяного-отопления имеется расширительный бак 4, предназначенный для вмещения прироста объема воды при ее нагревании, а также для удаления через него воздуха в атмосферу, как при заполнении системы водой, так и в период ее эксплуатации. Для регулирования теплоотдачи отопительных приборов на подводках к ним устанавливают регулировочные краны. 12.
Перед пуском в действие каждая система заполняется водой из водопровода 17 через обратную линию до сигнальной трубы 3 в расширительный бак 4 . Когда уровень воды в системе повысится до уровня переливной трубы и вода будет вытекать в раковину, находящуюся в котельной, кран на сигнальной трубе закрывают и прекращают заполнение системы водой.
При недостаточном прогреве приборов вследствие засорения трубопроводов или арматуры, а также в случае появления утечки, вода из отдельных стояков может быть спущена без опорожнения и прекращения заботы других участков системы. Для этого закрывают вентили или краны 7 на стояках. Из тройника 8, установленного в нижней части стояка, вывертывают пробку, и к штуцеру стояка присоединяют гибкий шланг, по которому вода из теплопроводов и приборов стекает в канализацию. Чтобы вода быстрее стекала и стекла полностью, из верхнего тройника 8 вывертывают пробку. Представленные на рис. 2-4 системы отопления называются системами с естественной циркуляцией. В ниx движение воды осуществляется под действием разности плотностей охлажденной воды после отопительных приборов, и горячей воды, поступающей в систему отопления.
Вертикальные двухтрубные системы с верхней разводкой применяют в основном при естественной циркуляции воды в системах отоплении зданий до 3-х этажей включительно. Эти системы по сравнению с системами при нижней разводке подающей магистрали (рис.3) имеют большее естественное циркуляционное давление, в них проще воздухоудаление из системы (через расширительный бак).
Рис. 3 Схема двухтрубной системы водяного отопления с нижней разводкой и естественной циркуляцией
К—котел, 1—главный стояк: 2, 3, 5 — соединительная, переливная, сигнальная трубы расширительного бака: 4 — расширительный бак. 6 —воздушная линия, 7 — воздухосборник; 8 — подающие подводки: 9 — регулировочные краны у отопительных приборов; 10—отопительные приборы: 11—обратные подводки. 12— обратные стояки (охлажденной воды); 13 — подающие стояка (горячей воды); 14 —тройники с пробкой для спуска воды: 15 — краны или вентили на стояках: I6, 17 — подающий и обратный магистральные теплопроводы. I8—запорные вентили или задвижки на магистральных теплопроводах для регулирования и отключения отдельных веток; 19 — воздушные краны
Рис. 4 Схема однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией
Двухтрубная система с нижним расположением обеих магистралей и естественной циркуляцией перед системой с верхней разводкой имеет преимущество: монтаж и пуск систем может производиться поэтажно по мере возведения здания: удобнее эксплуатация системы, т.к. вентили и краны на подающем и обратном стояках находятся внизу и в одном месте. Двухтрубные вертикальные системы с нижней разводкой применяют в малоэтажных зданиях с кранами двойной регулировки отопительных приборов, что объясняется большой гидравлической оптовой устойчивостью в сравнении с системами с верхней развод-Удаление воздуха из этих систем осуществляется воздушными кранами.