Центральное отопление: принцип работы, достоинства и недостатки, отказ

Схема отопления дома

Выше уже говорилось, что большинство современных домов в городах отапливается при помощи централизованной отопительной системы. То есть, имеется тепловая станция, на которой (в большинстве случаев при помощи угля) котлы отопления нагревают воду до очень высокой температуры. Чаще всего она составляет больше 100 градусов по Цельсию!

Поэтому, чтобы избежать закипания и испарения воды, давление в трубах очень велико – около 10 Кгс.

Вода подается во все здания, подключенные к теплотрассе. При подсоединении дома к теплоцентрали, устанавливаются вводные задвижки, позволяющие контролировать процесс подачи в него горячей воды. К ним же подключается теплоузел, а также ряд специализированного оборудования.

схема работы теплоузла

Вода может подаваться как сверху вниз, так и снизу вверх (при использовании однотрубной системы, о которой будет рассказано ниже), в зависимости от того, как расположены стояки отопления, или же одновременно во все квартиры (при двухтрубной системе).

Горячая вода, попадая в радиаторы отопления, нагревает их до нужной температуры, обеспечивая ее необходимый уровень в каждом помещении. Размеры радиаторов зависят как от размеров помещения, так и от его назначения. Конечно, чем больший размер имеют радиаторы, тем теплее будет там, где они установлены.

Каким бывает отопление

Имея в виду отопление многоквартирного дома, нельзя похвастать большим выбором. Все дома отапливаются примерно по одной и той же схеме. В каждом помещении находится чугунный радиатор отопления (его размеры зависят от размеров помещения и его назначения), в который подается горячая вода определенной температуры (теплоноситель), приходящая с тепловой станции.

пример чугунного радиатора

Однако вся схема подачи воды может различаться в зависимости от того, какая разводка отопления предусмотрена в конкретном здании – однотрубная или двухтрубная. Каждый из этих вариантов имеет определенные достоинства и недостатки. Чтобы лучше разобраться в этом вопросе, нужно точно знать все о первых и о вторых. Так что коротко опишем их.

Однотрубная система отопления

Ее конструкция отличается простотой, а, значит, надежностью и дешевизной. Но все же она не слишком востребована. Дело в том, что, попадая в систему отопления дома, теплоноситель (горячая вода) должен пройти через все радиаторы отопления, прежде чем попадет в возвратный канал (его также называют «обраткой»). Конечно, нагревая поочередно все радиаторы, теплоноситель теряет температуру. В результате, добираясь до последнего пользователя, вода имеет сравнительно невысокую температуру, из-за чего в последнем помещении она может значительно отличаться от температуры в том, в которое приходит вначале.

Это нередко вызывает недовольство среди жильцов. Поэтому описанная система отопления многоэтажного дома используется сравнительно редко.

Двухтрубная система отопления

Лишена тех недостатков, которые присущи описанной выше системе отопления. Конструкция этой системы существенно отличается. Горячая вода, пройдя через радиатор отопления, попадает не в трубу, ведущую к следующему радиатору, а сразу в возвратный канал. Оттуда сразу отправляется назад, на тепловую станцию, где будет нагрета до нужной температуры.

Подробней узнать о двухтрубной системе отопления можете из статьи на нашем сайте.

Конечно, этот вариант требует значительно больших затрат как при монтаже системы, так и при обслуживании. Зато эта схема устройства отопительной системы позволяет обеспечить одинаковую температуру во всех отапливаемых зданиях.

Пример двухтрубной системы отопления

Она дает также возможность устанавливать счетчик отопления. Установив его на радиатор отопления, владелец может самостоятельно регулировать уровень его нагрева и, соответственно, снижать затраты на оплату счетов за отопление.

В однотрубной системе отопления такой вариант невозможен. Уменьшая количество горячей воды, проходящей через радиаторы, вы таким образом можете доставить немало хлопот соседям, к которым теплоноситель попадает, пройдя через вашу квартиру. То есть правила отопления в этом случае будут откровенно нарушены.

Изменить тип системы отопления в квартире невозможно, это требует титанических усилий и огромной работы, которая затронет весь дом. Но все же знать о плюсах и минусах разных видов систем отопления будет полезно каждому владельцу квартиры.

В этом видео сделан широкий обзор различных систем отопления.

Разработка проекта системы отопления

Устройство отопления, начиная от вводной системы и заканчивая радиаторами отопления, создается сразу после того, как построен остов многоквартирного здания. Разумеется, к этому моменту проект отопления многоквартирного дома должен быть разработан, проверен и утвержден.

И именно на первом этапе нередко возникает ряд трудностей, как и при выполнении любой другой, очень сложной и важной работы.
Вообще, система отопления многоквартирного дома отличается сложностью.

Специалистам необходимо рассчитать оптимальную толщину всех труб, которые будут использоваться при монтаже, размеры радиаторов и многое другое.

Мощность системы отопления может зависеть от силы ветра в вашем регионе, материала, из которого построено здание, толщины стен, размеров помещений и множества других факторов. Даже две одинаковые квартиры, одна из которых расположена на углу здания, а другая – в его центре, требуют разного подхода.

Ведь сильный ветер в зимнее время года довольно быстро остужает наружные стены, а, значит, теплопотери угловой квартиры будут значительно выше.

Поэтому их необходимо компенсировать, установив более крупные радиаторы отопления. Учесть все нюансы, подобрать оптимальные решения могут только опытные специалисты, точно знающие, как устроено и как работает все оборудование.

Новичок, решивший провести расчет системы отопления в многоквартирном доме, с самого начала будет обречен на провал. И это приведет не только к значительному перерасходу ресурсов, но и поставит жизнь обитателей дома в опасность.

Классификация систем централизованного отопления

Существующее на сегодня многообразие схем организации центрального отопления позволяет произвести их ранжирование по некоторым классификационным признакам.

По режиму потребления тепловой энергии

• сезонные. обеспечение теплом требуется только в холодный период года;
• круглогодичные. нуждающиеся в постоянном теплоснабжении.

По виду используемого теплоносителя

• водяные – это самый распространенный вариант отопления, используемый для обогрева многоквартирного дома; такие системы просты в эксплуатации, позволяют транспортировать теплоноситель на большие расстояния без ухудшения качественных показателей и регулировать температуру на централизованном уровне, а также характеризуются хорошими санитарно-гигиеническими качествами.
• воздушные – эти системы позволяют осуществлять не только отопление, но и вентиляцию зданий; однако вследствие высокой стоимости такая схема не находит широкого применения;

Рисунок 2 – Воздушная схема отопления и вентиляции зданий

• паровые – считаются самыми экономичными, т.к. для отопления дома используются трубы небольшого диаметра, а гидростатическое давление в системе мало, что облегчает ее эксплуатацию. Но такая схема теплоснабжения рекомендуется для тех объектов, которым помимо тепла требуется и водяной пар (в основном это промышленные предприятия).

По способу подключения отопительной системы к теплоснабжающей

• независимые. в которых циркулирующий по теплосетям теплоноситель (вода или пар) нагревает в теплообменнике подаваемый в систему отопления теплоноситель (воду);

Рисунок 3 – Независимая система централизованного отопления

• зависимые. в которых нагретый в теплогенераторе теплоноситель подается непосредственно к потребителям тепла по сетям (см. рисунок 1).

По способу присоединения к системе теплоснабжения горячего водоснабжения

• открытые. горячая вода забирается непосредственно из теплосети;

Рисунок 4 – Открытая система отопления

• закрытые. в таких системах забор воды предусмотрен из общего водопровода, а ее нагрев осуществляется в сетевом теплообменнике централи.

Рисунок 5 – Закрытая система центрального отопления

Устройство централизованной системы отопления и принцип работы ее узлов в многоквартирном доме

Понятно, что для обеспечения теплом многоквартирного дома его нужно подключить к теплосети, идущей от котельной или ТЭЦ. Для этих целей в ведущих к зданию трубах устанавливают входные задвижки, от которых запитан один или два тепловых узла.

После задвижек, как правило, устанавливаются грязевики, предназначенные для осаждения образующихся в трубопроводе при длительном контакте с горячей водой окислов и солей металлов. К слову, эти устройства позволяют продлить срок безремонтной работы системы отопления.

Далее в домовом контуре расположены врезки горячего водоснабжения: одна на подаче, вторая на обратке. Как известно, центральное отопление функционирует на перегретой воде (температура теплоносителя с ТЭЦ составляет 130-150 0С, а чтобы жидкость не превращалась в пар, в системе создается давление 6-10 кгс). Поэтому в холодный период года ГВС подключается с обратки, где температура воды не превышает обычно 70 0С. В летний период, когда температура теплоносителя в теплосети относительно низкая, горячее водоснабжение подключается с подачи.

После задвижек ГВС находится самый главный узел системы – элеватор отопления, основное предназначение которого заключается в охлаждении перегретой (поступающей с ТЭЦ) воды до нормативных показателей, необходимых для подачи непосредственно к отопительным приборам многоквартирного дома.

Это устройство состоит из стального корпуса, в котором расположено сопло, из которого поступающая с теплоэнергоцентрали вода выходит с пониженным давлением и высокой скоростью. В результате этого создается разрежение, вызывающее подсос теплоносителя из обратки в элеватор, где и происходит смешивание воды, т.е. изменение ее температуры.

Рисунок 6 – Устройство элеватора отопления

Следует отметить, что регулирование системы отопления, т.е. определение реального перепада температур в ней, а также уровня нагрева рабочей водяной смеси и, соответственно, отопительных приборов, осуществляется изменением диаметра сопла элеватора.

За элеватором обычно расположены задвижки на отопление подъездов или многоквартирного дома в целом.

Домовые задвижки позволяют подключать и отсекать отопительный контур здания от теплоцентрали: зимой они открыты, летом перекрываются.

Далее центральное отопление предусматривает монтаж так называемых сбросов, представляющих собой вентили для перепускания или осушения системы. Иногда их соединяют с трубопроводом холодного водоснабжения с целью заполнения радиаторов водой в летний период.

В последние годы в соответствии с требованиями по обязательной установке приборов учета, на вводе в подъезды или дом устанавливаются теплосчетчики.

Рисунок 7 – Схема устройства теплового узла центральной системы отопления

Стояки и розливы централизованной системы отопления

Схема организации циркуляции воды в системе многоквартирного дома представляет собой, как правило, однотрубный вариант подачи теплоносителя с верхним или нижним розливом. При этом трубы подачи и обратки могут разводиться либо обе в подвале, либо подача на чердаке или техэтаже, а обратка в подвале.

Стояки, в свою очередь, бывают с:

• попутным движением теплоносителя;
• движением воды верху вниз;
• встречным движением снизу вверх.

При использовании схемы с нижним розливом каждая пара стояков соединяется посредством перемычек, которая может располагаться либо в квартирах на последнем этаже, либо на чердаке. При этом в верхней точке перемычки обязательно должен быть смонтирован воздухоотводчик (воздушник).

Кран Маевского — самый простейший по конструкции, но отказоустойчивый воздушник.

Основным недостатком этого варианта является завоздушивание системы после каждого сброса воды, что требует стравления воздуха из каждой перемычки.

Рисунок 8 – Возможные схемы центральной системы отопления с нижним розливом

Система отопления с верхним розливом предусматривает установку на техэтаже многоэтажного дома расширительного бака с вентилем-воздухоотводчиком, а также отдельные вентили, позволяющие отсекать каждый стояк.

Правильный уклон при прокладке розлива обеспечивает при открытии воздушников полный слив воды из системы за очень короткое время. Но такой вариант имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании.

1. Температура отопительных приборов уменьшается по мере движения теплоносителя вниз. Понятно, что на нижних этажах она будет значительно ниже, чем на верхних, что обычно компенсируется увеличением количества секций радиаторов или площади конвекторов.
2. Процесс запуска отопления довольно прост. Для этого требуется заполнить систему, открыть имеющиеся домовые задвижки и на короткое время воздушник на расширительном баке. После этого центральное отопление и вся система начинают функционировать в полной мере.
3. Сброс теплоносителя из конкретного стояка, наоборот, имеет некоторые сложности. Для этого требуется сначала найти и перекрыть нужный стояк на техэтаже многоэтажного дома, затем найти и отключить его вентиль в подвале, и только после этого можно будет открыть сбросник.

Рисунок 9 – Схема однотрубной системы отопления с верхним розливом

Достоинства и недостатки центральной системы отопления

Центральная система отопления имеет следующие достоинства:

• возможность использования недорогих видов топлива;
• надежность, обеспеченная регулярным контролем работоспособности и технического состояния со стороны специальных служб;
• применение экологичного оборудования;
• простота в эксплуатации.

Среди недостатков такой схемы обогрева многоквартирного дома следует отметить:

• система функционирует по строгому сезонному графику;
• невозможность индивидуального регулирования температуры приборов отопления;
• частые перепады давления в системе;
• значительные теплопотери в процессе транспортировки и отопления в многоквартирном доме;
• высокую стоимость оборудования и его монтажа.

​По схеме разводки

Типы отопительных систем многоэтажного дома различаются также по схемам разводки.

Однотрубная

Принцип работы однотрубной отопительной системы прост: вода двигается по замкнутому контуру от котла до отопительных радиаторов. Установка может быть вертикальной и горизонтальной.

Вертикальная: подключение нагревательных элементов к одному вертикальному стояку. Такая система подходит для многоквартирных домов. Горизонтальная: последовательное соединение радиаторов горизонтальным стояком. Самый подходящий способ для одноэтажных построек.

Преимущества:

• Экономичность: не требуется много материалов.
• Простота установки.

Недостатки:

• Нет контроля над отдельно взятыми батареями.
• Для ремонта одного элемента необходимо остановить всю систему.

«Ленинградка»

Ленинградка признана самой простой и удобной системой отопления. Она надёжна, элементарная в установке и идеальная для многоэтажных домов. Кроме того, ленинградка может работать без принудительной циркуляции в зданиях до 30 метров в высоту.

Фото 3. Принципы подключения отопительных радиаторов по схеме «Ленинградка». Подача и обратка находится в нижней части батарей.

Преимущества:

• Легко монтируется.
• Вы выбираете температуру батареи.
• Стояки просто спрятать.
• Надёжна при правильном расчёте.

Недостатки:

• Неравномерный прогрев радиатора.
• Невозможность «тёплого пола».

Двухтрубная

Схема двухтрубной системы теплоснабжения отличается от однотрубной только тем, что по одной трубе в батареи поступает горячий теплоноситель, а вторая собирает охладившуюся воду и направляет её обратно в котёл.

Плюсы:

• Во все радиаторы поступает вода одинаковой температуры без перепадов.
• На каждую батарею можно поставить регулятор потока и это не отразится на общем тепловом потоке.
• Есть возможность использования фитингов меньшего диаметра.
• Лёгкий демонтаж при аварии одного радиатора.

Минусы:

Лучевая

Батареи подводятся в помещении к коллектору, от которого к радиатору идёт одна труба. Радиаторы становятся обособлены от остальных батарей.

Преимущества:

• Быстрая окупаемость установки.
• Возможность регулирования температуры нагрева.
• Трубы легко прячутся в пол.

Фото 4. Монтаж отопительной системы в квартире по лучевой схеме. Красным обозначены трубы с горячим теплоносителем, синим — с холодным.

Недостатки:

• Большое число соединений и фитингов, следовательно, выше финансовые затраты.
• Частые поломки.

Правила и нормативы, применяемые в системах теплоснабжения МКД

Организация системы теплоснабжения многоквартирного здания жестко регламентируется законодательными актами и нормами СанПиН.

Так, согласно СанПиН 2.1.4.2496-09:

«Температура горячей воды в местах водоразбора независимо от применяемой системы теплоснабжения должна быть не ниже 60 °С и не выше 75 °С».

Температура горячей воды должна быть более 60 градусов Цельсия для ее дезинфекции от вирусов и бактерий, которые могут выживать при меньших показателях температуры, но погибают при значениях выше этой цифры.

С другой стороны, использование воды, нагретой выше 75 градусов – недопустимо, поскольку может привести к ожогам.

Согласно постановлению Правительства РФ от 6 мая 2011 года N 354 «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов»:

1. Система отопления должна обеспечивать нормативную температуру воздуха:

a. в жилых помещениях — не ниже +18 °С (в угловых комнатах +20 °С);

b. в районах с температурой наиболее холодной пятидневки -31 °С и ниже от +20°С (в угловых комнатах от +22°С);

c. в других помещениях, в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации о техническом регулировании.

2. Система отопления должна обеспечивать допустимое превышение нормативной температуры не более 4 °C;

3. Допустимое снижение нормативной температуры в ночное время суток (от 0.00 до 5.00 часов) — не более 3°C;

4. Снижение температуры воздуха в жилом помещении в дневное время (от 5.00 до 0.00 часов) не допускается.

Ремонт и обслуживание систем теплоснабжения

В зависимости от источника теплоснабжения, ремонт и обслуживание систем теплоснабжения многоквартирного здания производится по-разному.

При централизованной системе теплоснабжения ежегодно производится техническое обслуживание, в которое входят следующие мероприятия:

· Гидравлические испытания тепловых узлов, тепловой сети, системы отопления, системы ГВС;

· Промывка системы отопления;

· Ревизия оборудования систем теплопотребления;

· Диагностика, ремонт и обслуживание узла учета тепловой энергии;

· Текущий ремонт систем теплопотребления;

· Промывка теплообменного оборудования.

При местной децентрализованной системе теплоснабжения:

· Обслуживание котельного оборудования;

· Гидравлические испытания тепловых узлов, системы отопления, системы ГВС;

· Ежегодная промывка системы отопления;

· Ревизия оборудования систем теплопотребления (проверка манометров, термометров, набивка сальниковых уплотнений на задвижках);

· Текущий ремонт систем теплопотребления (в соответствии с дефектными ведомостями);

· Промывка теплообменного оборудования;

· Осмотр и ревизия теплообменного оборудования, насосного оборудования;

· Подкачка давления в расширительном баке;

· Обслуживание и ремонт газового оборудования.

При индивидуальный децентрализованной системе теплоснабжения проводится комплекс работ необходимых для поддержания в эксплуатационном состоянии оборудования системы теплоснабжения:

· Проверка на герметичность системы отопления и ГВС;

· Проверка предохранительных клапанов;

· Подкачка давления в расширительном баке;

· Мониторинг насосного оборудования.

К обязательным мероприятиям в данном случае также относится обслуживание газового оборудования.

Замена, перенос и выбор радиаторов в многоквартирном доме

Оговоримся, что какие любые изменения в поквартирное отопление в многоквартирном доме необходимо согласовывать с исполнительными органами и эксплуатирующими организациями.

При замене радиатора рекомендуем подключить его через запорные вентили, это даст возможность осуществлять его обслуживание, не отключая систему отопления

Мы уже упоминали, что принципиальная возможность замены и переноса радиаторов обусловлена схемой. Как правильно выбрать радиатор для многоквартирного дома? Необходимо учесть следующее:

• В первую очередь радиатор должен выдерживать давление, которое в многоквартирном доме выше, чем в частном. Чем больше количество этажей, тем выше может быть испытательное давление, оно может достигать 10 атм, а в высотных зданиях даже 15 атм. Точное значение можно узнать в местной эксплуатирующей службе. Отнюдь не все радиаторы, продающиеся на рынке, обладают соответствующими характеристиками. Значительная часть алюминиевых и многие стальные радиаторы не подойдут для многоквартирного дома.
• Можно ли и насколько изменить тепловую мощность радиатора, зависит от применённой схемы. Но в любом случае теплоотдачу прибора необходимо рассчитать. У одной типовой секции чугунной батареи теплоотдача равна 0,16 кВт при температуре теплоносителя 85 ºС. Умножив число секций на эту величину, получим тепловую мощность существующей батареи. Характеристики нового отопительного прибора можно найти в его техническом паспорте. Панельные радиаторы не набираются из секций, имеют фиксированные размеры и мощность.

Усреднённые данные теплоотдачи различных типов радиаторов, могут различаться в зависимости от конкретной модели

• Материал также имеет значение. Центральное отопление в многоквартирном доме зачастую характеризуется низким качеством теплоносителя. Наименее чувствительны к загрязнениям традиционные чугунные батареи, хуже всего реагируют на агрессивную среду алюминиевые. Неплохо себя проявили биметаллические радиаторы.

Установка теплового счётчика

Тепловой счётчик без проблем может быть установлен при лучевой схеме разводки в квартире. Как правило, в современных домах уже имеются приборы учёта. Что касается существующего жилого фонда с типовыми системами отопления, такая возможность есть отнюдь не всегда. Это зависит от конкретной схемы и конфигурации трубопроводов, консультацию можно получить в местной эксплуатирующей организации.

Поквартирный прибор учёта тепла можно установить при лучевой и двухтрубной схеме разводки, если на квартиру идёт отдельная ветка

Если установить прибор учёта на всю квартиру не удаётся, можно разместить компактные тепловые счётчики на каждом из радиаторов.

Альтернатива квартирному счётчику — приборы учёта тепла, размещаемые непосредственно на каждом из радиаторов

Отметим, что установка приборов учёта, замена радиаторов, внесение иных изменений в устройство отопления в многоквартирном доме требуют предварительного согласования и должны выполняться специалистами, представляющими организацию, обладающую лицензией на проведение соответствующих работ.

Заключение

На последнем этапе производится подключение радиаторов, при этом их внутренний диаметр и объем секций рассчитывается с учетом типа подачи и скорости остывания теплоносителя. Поскольку централизованное отопление представляет собой сложную систему взаимосвязанных компонентов, то произвести замену радиаторов или ремонт перемычек в конкретной квартире довольно сложно, ведь демонтаж какого-либо элемента способен вызвать перебои в работе теплоснабжения всего дома.

Поэтому владельцам квартир, использующим для обогрева центральное отопление, не рекомендуется самостоятельно проводить какие-либо манипуляции с радиаторами и системой трубопроводов, поскольку малейшее вмешательство может обратиться в серьезную проблему.

В целом же, грамотно разработанная, продуктивная схема отопления жилого многоквартирного дома позволяет добиться неплохих показателей в вопросах теплоснабжения и обогрева.