Виды и классификация систем отопления

О топление помещения — искусственный обогрев с целью возмещения теплопотерь и поддержания в нём комфортной температуры. Отоплением так же называется схема приборов, система выполняющая эту функцию. Без отопления никуда, дому и человеку нужно тепло и сейчас существует множество систем отопления различных видов которые помогают человеку поддерживать комфортную температуру в его жилище.

Рассмотрим виды систем отопления, что бы вы смогли выбрать подходящий

В ряде регионов нашей необъятной планеты отопление в принципе не требуется, а в части вообще только бы охладиться, поскольку температура зашкаливает и иногда с человеческой жизнью не совместима. Но мы живём в переменном климате и в некоторых регионах температура опускается до -40 и даже -50 градусов Цельсия. В такую погоду практически невозможно находиться на улице, а если и возможно, то небольшое время, а потом бегом в тёплое гнёздышко. Давайте рассмотрим, какие виды отопления на данный момент присутствуют на рынке, классифицируем эти системы, разберём самые традиционные виды, что бы вы научились в них разбираться, смогли подобрать себе подходящую систему, заказать → монтаж отопления или просто прикинуть возможность самостоятельного устройства, начнём.

Содержание:
1. Из чего состоит отопление (отопительная система).
2. Общая классификация и виды отопительных систем.
2.1 Тип источника нагрева, вид генератора и топлива.
2.2 Типы теплоносителя.
2.3 Виды отопительных приборов.
2.4 Типы циркуляции теплоносителя.
2.5 Автономность и сезонность.
3. Традиционные виды систем отопления.
3.1 Воздушное отопление.
3.2 Водяное радиаторное отопление.
3.3 Электрическое отопление.
3.4 Печи и камины.

Из чего состоит отопление (отопительная система)

Сначала вкратце пробежимся что такое система отопления и из чего она состоит. В самом общем виде тепло должно где-то вырабатываться и куда-то по чему-то передаваться и, соответственно, отопительная система состоит из:

• теплогенератора,
• теплопровода,
• отопительного прибора.

Вкратце система отопления состоит из трёх основных элементов

Всё это может существовать в едином приборе, например, переносной обогреватель — он же и генератор и проводник и сам себе отопительный прибор. Ну, а в других случаях это система, состоящая из основных этих элементов.

Генераторы могут иметь различные виды топлива: электрические, дизельные и т.п. (см. ниже классификацию). Суть генератора в выработке из топлива тепловой энергии и передачи её теплоносителю.

Теплоносителем может быть жидкость или газ (к примеру, воздух в печи, идущий по дымоходу — газовый теплоноситель). Генератор передаёт тепловую энергию теплоносителю и вместе с ним тепло переносится на отопительный прибор.

Отопительный прибор

Если это печь, то она выступает и прибором, так же отопительным прибором выступает дымоход. При водном отоплении (где теплоносителем служит жидкость) прибором выступают радиаторы отопления.

Общая классификация и виды отопительных систем

Общая классификация отопительных систем выражается в следующих параметрах:

• По типу источника нагрева (генератора) и виду топлива.
• Типу теплоносителя (жидкость, газ).
• Типам применяемых отопительных приборов (лучистые, конвекционные).
• Типу циркуляции теплоносителя (естественный, механический).

Так же подразделяется на:

• постоянно работающие и сезонные,
• местные (автономные) и общие — центральные,
• и т.д.

Рассмотрим каждую классификацию отдельно.

Тип источника нагрева, вид генератора и топлива

По типу источника топлива (нагрева) генераторы (котлы) подразделяются на:

• жидкотопливные сжигают жидкое топливо для выработки тепловой энергии (мазут, отработанное моторное масло, дизель),
• газовые сжигают магистральный и природный газ,
• твёрдотопливные (дрова, пеллеты, уголь),
• геотермальные используют геотермальные источники для обогрева, но в частых домах не используются,
• электрические преобразуют электричество в тепловую энергию,
• в солнечных теплогенераторах теплоноситель нагревается от солнечного излучения,
• тепловой насос работает по принципу холодильника, но с обратным эффектом.

Разнообразие котлов даёт богатый выбор по используемому топливу

Типы теплоносителя

По видам теплоносителя отопление делится на:

• жидкостные,
• воздушные,
• паровые,
• и комбинированные.

Теплоноситель — то вещество, которое переносит тепло по теплотрассе от теплогенератора к отопительным приборам.

Современные жидкостные теплоносители не замерзают при низких температурах

Виды отопительных приборов

Все виды подразделяются на конвекционные и лучистые. Есть смешанные виды отопительных приборов.

Конвекционный тип — это нагрев воздуха, посредством горячих приборов. Например, стандартный водный радиатор отопления нагревает воздух проходящий через и около него. Тёплый воздух уходит выше по помещению, так происходит конвекция и нагрев воздуха.

Конвекционный тип устройств нагревают воздух в помещении

Лучистый обогрев происходит за счёт инфракрасного излучения. Например, камин, то есть, открытый огонь не нагревает воздух, а нагревает предметы вокруг себя излучением. Нагретые предметы за счёт конвекции уже нагревают воздух.

Типы циркуляции теплоносителя

Циркуляция теплоносителя может быть естественной или принудительной. Относится это в основном к жидкостным теплоносителям. К естественной циркуляции в целом можно отнести и любой вид движения теплоносителя за счёт его нагрева и как следствия уменьшения удельного веса (горячая вода легче холодной) и передвижения естественным путём по теплопроводу вверх.

Так, жидкость в водной системе отопления, нагреваясь, самостоятельно двигается по контуру, достигая нагревательных приборов, отдаёт через них тепло и, охлаждаясь, двигается далее (ниже), от теплогенератора (котла) обратно в теплогенератор, но с другой стороны. Так создаётся естественная циркуляция теплоносителя в системе.

Естественная циркуляция теплоносителя

Принудительная циркуляция относится к системе с жидкостным теплоносителем и осуществляется с помощью насоса, имеет ряд преимуществ по сравнению с естественной:

• используется меньший диметр труб,
• упрощёны расчёты системы отопления,
• более быстрый прогрев помещения,
• и другие.

Единственный и иногда существенный минус — необходимость электричества для работы насоса. При перебоях с электропитанием насос не сможет качать теплоноситель, трубы могут промёрзнуть.

Автономность и сезонность

Системы отопления так же классифицируются как центральные — отапливающие жилые районы и автономные — отапливающие отдельные здания.

Сезонность работы, естественно — это когда отопление работает: сезонами или постоянно.

На этом основная классификация систем отопления закончена, есть ещё некоторая классификация, но она уже более детальна. Рассмотрим основные виды систем отопления на данный момент.

Традиционные виды систем отопления

Рассмотрим несколько видов отопительных систем, наиболее распространённых в наше время, что бы вы смогли выбрать и осуществить монтаж либо самостоятельно (что при больших загородных системах проблематично), либо привлекая специалистов, к примеру → инженерную компанию GWDE.

Воздушное отопление

Применяется довольно редко за счёт дороговизны оборудования. В этом типе отопления нагревается непосредственно воздух в помещении и по вентиляционным каналам доносится до всех комнат.

Воздушное отопление применяется не часто

Водяное радиаторное отопление

Наиболее распространённый вид отопления как в многоквартирных домах, так и в частных. В многоквартирных применяется центральный тип системы отопления — где есть центральная котельная, обеспечивающая нагрев теплоносителя (воды) и доставку его по теплосети в дома и квартиры.

В частных домах применяется автономное отопление от котлов.

Водяное радиаторное отопление — один из самых распространённых типов отопления

Электрическое отопление

Преобразование электрического тока в тепловую энергию происходит с помощью специальных приборов. Этот вид отопления обходится довольно дорого из-за высокой мощности приборов, по-этому применяется для обогрева достаточно редко или как временная мера, при отсутствии другого источника тепла, например сезонно на дачах.

Электрическое отопление — простое, но довольно дорогое удовольствие

Печи и камины

В современном мире применяются часто как вспомогательный или декоративный источник тепла. Но в глубинках и деревнях остаются единственными.

Печное и каминное отопление издревле использовалось как самое простое и доступное. Смысл заключается в том, чтобы создать контролируемый огонь. Для этого придуманы печи и камины.

Такое отопление имеет свои достоинства и недостатки, в т.ч. постоянное присутствие домочадцев для закладки топлива в печь и неработоспособность в отсутствие людей.

Печное отопление — достаточно распространённый и самый недорогой вид источника тепла

Другие виды отопления применяются крайне редко и имеют скорее инновационное значение. На этом рассказ о классификации и видах отопления можно завершить, остаётся лишь добавить, что уникального отопления в наше время не существует, вид генератора, теплоносителя и отопительных приборов подбирается индивидуально исходя из доступности топлива, финансовых возможностей семьи и целесообразности той или иной системы в конкретном случае. Успехов вам в выборе!

Оставляйте ваши советы и комментарии ниже. Подписывайтесь на новостную рассылку. Успехов вам, и добра вашей семье!

Классификация систем отопления

Системы водяного отопления различают:

а) по схеме соединения труб с отопительными приборами:

— однотрубные с последовательным соединением приборов;

— двухтрубные с параллельным соединением приборов;

— бифилярные с последовательным соединением сначала всех первых половин приборов, затем для течения воды в обратном направлении всех вторых их половин;

б) по положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или по горизонтали — вертикальные и горизонтальные;

в)по расположению магистралей:

— с верхней разводкой при прокладке подающей магистрали выше отопительных приборов;

— с нижней разводкой при расположении и подающей и обратной магистралей ниже приборов;

— с «опрокинутой» циркуляцией воды при прокладке обратной магистрали выше приборов;

г)по направлению движения воды в подающей и обратной магистралях:

— с тупиковым (встречным) движением воды в системе отопления

— попутным (в одном направлении) движением воды в системе отопления.

На рис. 1а) приведена схема вертикальной однотрубной системы насосного водяного отопления с верхней разводкой, с двусторонним (стояки 1, 2,4) и односторонним (стояки 3, 5) присоединением приборов к стоякам. Стояки показаны условно трех различных типов: нерегулируемого проточного (стояк 1); с замыкающими участками осевыми (стояк 2) и смещенными (стояк 3) с проходными регулирующими кранами (КРП, поставленные со стороны входа теплоносителя в приборы); проточно-регулируемого с обходными участками (стояки 4,5) с трехходовыми регулирующими кранами (КРТ).

На рис. 1б) дана схема вертикальной однотрубной системы насосного водяного отопления с нижней разводкой и П-образными стояками условно трех типов (по аналогии с рис. 1а): нерегулируемого проточного (стояк 7), регулируемого со смещенными замыкающими участками и кранами КРП (стояки 2, 2), проточно-регулируемого с обходными участками и кранами КРТ (стояки 4, 5). При непарных отопительных приборах восходящую часть стояков делают «холостой» (стояки 3, 5).

На рис. 1в) показана схема вертикальной однотрубной системы насосного отопления с опрокинутой циркуляцией воды и проточным расширительным баком. Стояки могут быть проточными (стояки 1, 5) или со смещенными обходными (стояки 2, 5) и замыкающими (стояк 4) участками. Проточный стояк 1 изображен с конвекторами типа «Комфорт-20», имеющими две горизонтально расположенные греющие трубы и регулирующий воздушный клапан.

На рис.2 приведена схема горизонтальной однотрубной системы насосного водяного отопления с ветвями условно различной конструкции. Проточная ветвь I изображена для радиаторов, установленных на двух этажах, причем радиаторы на первом этаже объединены воздушной трубой, на втором этаже снабжены воздушными кранами. Бифилярная ветвь II показана для трубчатых отопительных приборов (конвекторов, гладких и ребристых труб). Ветвь III дана для регулируемых приборных узлов с кранами КРП и замыкающими участками постоянной длины с дросселирующими вставками. Аналогично может быть выполнена ветвь с обходными участками и кранами КРТ, хотя в этом случае затруднен централизованный спуск воды.

На рис. 3 изображена схема вертикальной двухтрубной системы насосного водяного отопления с верхней (в левой части рисунка) и нижней разводкой. При нижней разводке удаление воздуха из системы может быть централизованным (через воздушную линию) и местным (через воздушные краны). В приборные узлы входят краны двойной регулировки (КРД) или краны повышенного гидравлического сопротивления — КРП с дросселирующим устройством (в системах отопления многоэтажных зданий с нижней разводкой).

Основные приборные узлы, относящиеся к горизонтальным двухтрубным системам с верхней разводкой показаны на рис. 4а), с нижней разводкой-на рис. 4б). Слева изображено змеевиковое (последовательное) соединение трубами таких приборов, как гладкие и ребристые трубы, плинтусные конвекторы, справа — присоединение колончатых радиаторов по схемам сверху-вниз (см. рис. 4,а) и снизу-вниз (см. рис. 4,б).

10.3. Последовательность проектирования системы отопления

Исходные данные для проектирования: назначение и технология, планировка и строительные конструкции здания; климатические условия и положение здания на местности; источник теплоснабжения; температура помещений.

Расчет теплового режима. Теплотехнический расчет наружных ограждений конструкций, расчет теплового режима в помещениях, определение тепловых нагрузок для отопления (см. раздел I и гл. 8).

Выбор системы. Выбор параметров теплоносителя и гидравлического давления в системе, вида отопительных приборов и схемы системы (с технико-экономическим обоснованием в необходимых случаях).

Конструирование системы. Размещение отопительных приборов, стояков, магистралей и других элементов системы. Деление системы на части постоянного и периодического действия, для позонного и пофасадного регулирования. Назначение уклона труб; схемы движения, сбора и удаления воздуха; компенсации удлинения и изоляции труб; мест спуска и наполнения водой стояков и системы. Выбор вида запор-но-регулирующей арматуры, ее размещение.

Конструирование заканчивают вычерчиванием схемы системы с нанесением тепловых нагрузок отопительных приборов и расчетных участков.

Теплогидравлический расчет системы. Гидравлический расчет системы. Тепловой расчет труб и приборов (см. гл. 9).

До гидравлического расчета проводят предварительный тепловой расчет (без учета теплоотдачи труб) отопительных приборов с греющими элементами из труб (конвекторы, змеевиковые радиаторы, бетонные панели), потери давления по длине которых заметно влияют на общие потери давления в стояках и ветвях. В этом случае предварительно выбранные размеры приборов уточняют после выполнения гидравлического расчета.

Допустимо делать окончательный тепловой расчет приборов любого вида до гидравлического расчета двухтрубных систем при скрытой прокладке труб.

После гидравлического расчета проводят сразу окончательный тепловой расчет «емкостных» отопительных приборов (радиаторы секционные и панельные колончатые, ребристые и гладкие трубы Dy = 40— 100 мм), потери давления в которых допустимо оценивать по местному сопротивлению на входе и выходе воды, а также тепловой расчет гравитационной системы отопления малоэтажных зданий.

Выбор системы отопления

При проектировании водяного отопления предпочтение отдается насосным однотрубным системам из унифицированных узлов и деталей с автоматическим пофасадным регулированием. Гравитационные системы применяют при отсутствии централизованного теплоснабжения, технико-экономическом обосновании их преимущества по сравнению с насосными или при технологической необходимости полного исключения шума и вибрации конструкций в здании.

Наиболее экономичные однотрубные системы проточного типа проектируют тогда, когда индивидуальное регулирование теплоотдачи отопительных приборов не обязательно или предусматривается установка приборов с воздушными регулирующими клапанами (например, конвекторов типа КН-20).

Однотрубные системы проточно-регулируемого типа (с кранами КРТ) используются в тех случаях, когда необходимо индивидуальное регулирование теплоотдачи приборов.

Однотрубные системы с замыкающими участками у приборов (с кранами КРП) применяют взамен проточно-регулируемых, когда требуется уменьшить потери давления в приборных узлах, несмотря на относительное увеличение площади нагревательной поверхности приборов (большее при узлах с осевым замыкающим участком, меньшее при узлах со смещенным замыкающим участком). Учитывают, что при смещенных замыкающих участках обеспечивается компенсация теплового удлинения этажестояков.

Вертикальные однотрубные системы рекомендуют для зданий, имеющих три этажа и более. Однотрубные системы с верхней разводкой устраивают для обеспечения централизованного удаления воздуха из системы вне рабочих помещений.

Однотрубные системы с нижней разводкой применяют в бесчердачных зданиях с техническими подпольями и подвалами, а также при необходимости поэтажно включать систему в действие в процессе строительства здания.

Однотрубные системы с опрокинутой циркуляцией воды устраивают преимущественно в зданиях повышенной этажности, в зданиях с обогреваемыми чердачными помещениями (с «теплыми» чердаками) или верхними техническими этажами. В таких системах рекомендуют применять отопительные приборы с греющими элементами из стальных труб (например, конвекторы).

Однотрубные системы следует разделять на две последовательно соединенные части, когда расчетная разность температуры воды превышает 45°С (например, 130-70°С).

Горизонтальные однотрубные системы рекомендуется применять в протяженных зданиях, в зданиях с ленточным остеклением, в зданиях, где каждый этаж имеет различное технологическое назначение или тепловой режим.

Бифилярные системы целесообразно устраивать при одинаковых тепловых нагрузках приборов, при автоматическом поддержании заданной температуры помещений путем пофасадного (вертикальные системы) или поэтажного (горизонтальные системы) количественного регулирования теплоотдачи отопительных приборов.

Вертикальные насосные двухтрубные системы с нижней разводкой могут применяться в зданиях, состоящих из разноэтажных частей, с установкой у отопительных приборов кранов КРД (малоэтажные здания) или КРП с дросселирующим устройством, т.е. повышенного гидравлического сопротивления (многоэтажные-до восьми этажей — здания), а также при установке индивидуальных автоматических регуляторов у каждого отопительного прибора.

Двухтрубные системы с верхней разводкой можно устраивать в малоэтажных зданиях (один-два этажа), особенно при естественной циркуляции воды. Такие системы используются для квартирного отопления при радиусе действия не более 15 м по горизонтали. Применения горизонтальных насосных двухтрубных систем следует избегать; при выборе по необходимости такие системы делают с попутным движением воды в магистралях.

Для сокращения длины и диаметра магистралей вертикальные системы отопления многоэтажных зданий рекомендуется применять с тупиковым движением воды, особенно если предусматривается автоматическое пофасадное регулирование. В насосных системах значительной протяженности при малой тепловой нагрузке стояков следует использовать для увязки потерь давления в параллельно соединённых участках (если расхождение при тупиковом движении воды превышает 15%) попутное движение воды в магистралях.