Конструктивные схемы систем водяного отопления

(Различные системы водяного отопления)

Конструктивно системы водяного отопления (как с естественным, так и с искусственным побуждением) подразделяют:

• по месту прокладки подающей магистрали — на системы с верхней и нижней разводкой;
• по способу присоединения нагревательных приборов к подающим стоякам — на однотрубные и двухтрубные;
• по расположению стояков — на системы с вертикальными и горизонтальными стояками;
• по схеме прокладки магистрали — на системы с тупиковой схемой и с попутным движением воды в магистралях.

Системы отопления с верхней и нижней разводкой

Вариант системы отопления с верхней и нижней разводкой приведен на. рис. 6а, 6б на примере двухэтажного дома с подвалом и чердачным помещением. При верхней разводке (рис. 6а) горячая вода в чердачном помещении направляется в различные стояки, по ним же поступает к нагревательным приборам-радиаторам. При нижней разводке (рис. 6б) горячая вода из котла поступает в стояки снизу (из подвала). Независимо от типа разводки расширительный бак всегда располагается в наиболее высокой точке системы, т. е. в чердачном помещении.

Рис. 6а. Двухтрубная система водяного отопления с естественной циркуляцией (верхнее распределение воды): 1 — подающий (главный) стояк; 2 — трубопровод обратной воды; 3 — котел; 4 — расширительный бачок; 5 — нагревательные приборы; 6 — перелив; 7 — предохранительный трубопровод

Рис. 6б. Двухтрубная система водяного отопления с естественной циркуляцией (нижнее распределение воды): 1 — подающий (главный) стояк; 2 — трубопровод обратной воды; 3 — котел; 4 — расширительный бачок; 5 — нагревательные приборы; 6 — воздушная труба; 7 — перелив; 8 — предохранительный трубопровод

Однотрубные и двухтрубные системы отопления

Однотрубные системы водяного отопления не имеют обратных стояков, и вода, охлажденная в нагревательных приборах, возвращается в подающие стояки (рис. 7а, 7 б). В однотрубных системах в нижние нагревательные приборы поступает смесь горячей воды и воды, охлажденной в верхних приборах. Так как температура этой смеси ниже температуры воды в приборах верхних этажей, то поверхность нагрева нижних приборов должна быть несколько увеличена.

Рис. 7а. Однотрубные системы водяного отопления с искусственной циркуляцией (с замыкающими участками): 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — расширительная труба; 4 — расширительный бак; 5 — подающая линия; 6 — воздухосборник; 7 — стояки; 8 — обратная линия; 9 — насос; 10 — тройники с пробками

Рис. 7б. Однотрубные системы водяного отопления с искусственной циркуляцией (проточная система): 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — расширительная труба; 4 — расширительный бак; 5 — подающая линия; 6 — воздухосборник; 7 — стояки; 8 — обратная линия; 9 — насос; 10 — тройники с пробками

Рис. 7в. Однотрубные системы водяного отопления с искусственной циркуляцией (горизонтальная проточная система)

В однотрубных системах вода циркулирует в нагревательных приборах и стояках, которые их питают, вследствие разности температур воды в тех и других. Однотрубные системы можно устраивать по двум схемам. При схеме, приведенной па рис. 7а, в верхние радиаторы поступает из стояка только часть воды, остальная вода направляется по стояку к нижерасположенным радиаторам. Количество воды для каждого нагревательного прибора можно регулировать кранами, установленными у приборов.

Другая проточная система показана на рис. 7б. Здесь вся вода из стояка проходит последовательно через все нагревательные приборы, начиная с верхней. В отличии от простой однотрубной системы, в проточной системе в нижележащие радиаторы поступает не смесь горячей и охлажденной в верхних приборах воды, а только охлажденная вода. В проточных системах нельзя ставить у нагревательных приборов обычные краны двойной регулировки. Если бы были установлены такие краны, то, перекрыв у того или иного прибора кран, уменьшили бы подачу воды во все приборы, присоединенные к стояку, а полностью закрыв один из кранов, можно прекратить циркуляцию воды через все приборы данного стояка. Между тем установка нагревательных приборов без кранов влечет за собой большие неудобства, так как тогда становится невозможным регулировать температуру воздуха в помещениях.

Однотрубные системы отопления могут выполняться только с верхней разводкой, поэтому их применяют в зданиях, где имеются чердаки и где можно располагать подающие магистрали в верхних этажах. Поэтажный пуск данных систем в действие невозможен, и в этом их недостаток. Однако по сравнению с двухтрубными системами отопления однотрубные проще в монтаже и, кроме того, имеют более красивый внешний вид. Достоинство их в том, что на устройство однотрубной системы требуется меньше труб, чем на устройство двухтрубной. Все эти положительные особенности однотрубных систем весьма существенны и вполне оправдывают их широкое применение.

Системы отопления с вертикальными и горизонтальными стояками

Если нагревательные приборы разных этажей подключаются к единому стояку, то такая система является системой с вертикальными стояками (рис. 7а и 7б). Если нагревательные приборы одного этажа подключаются к единому стояку — это система с горизонтальными стояками (рис.7в). Преимуществом системы с горизонтальным расположением стояка является меньшая стоимость монтажа и экономия труб. Недостатком является сложность эксплуатации и возможность скопления воздуха в нагревательных приборах с образованием воздушных пробок.

Системы отопления тупиковые и с попутным движением воды в магистралях

Показанные на рис. 2 (а, б) системы отопления относятся к так называемым тупиковым системам, в которых циркуляционные кольца не равны по длине, причем самое короткое кольцо проходит через стояк, ближайший к котлу, а самое длинное — через стояк, наиболее отдаленный от котла.

Рис. 8. Система водяного отопления с попутным движением воды: 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — расширительный бак; 4 — воздухосборник; 5 — подающие стояки; 6 — обратные стояки; 7 — обратная линия; 8 — расширительная труба; 9 — насос

На рис. 8 изображена система отопления другого типа, где длина всех колец одна и та же и, следовательно, одинаково сопротивление колец (при одинаковой тепловой нагрузке стояков). Такие системы называют системами с попутным движением воды, причем их обычно устанавливают только в системах с насосной циркуляцией. В этих системах все стояки и нагревательные приборы находятся почти в равных условиях, что значительно облегчает регулировку. Недостаток систем с попутным движением воды состоит в том, что для их устройства требуется большее количество труб, чем для тупиковых систем.

Рекомендации по выбору и эксплуатации систем водяного отопления

Чтобы облегчить выбор наиболее целесообразной системы отопления, предлагается следующая классификация индивидуальных домов и коттеджей:

• тип А — одноэтажные дома с подвалом и без подвала с крутой крышей;
• тип Б — одноэтажные дома с плоской крышей с подвалом или без подвала;
• тип В — двух- и более этажные дома с плоской или крутой крышей и с подвалом.

Для домов типа А рекомендуется применение систем водяного отопления только с вертикальными стояками. Отопительные системы с горизонтальной разводкой не могут отопить чердачное помещение с крутопадающей крышей. Систему водяного отопления таких домов с подвалом или без него желательно выполнять двухтрубной с естественной циркуляцией с верхней или нижней разводкой. При установке котла в подвале высота дымовой трубы должна быть не менее 10м. В домах без подвала котлы устанавливают на первом этаже, а система должна быть только с верхней разводкой.

Для домов типа Б с подвалом следует применять систему водяного отопления с горизонтальной разводкой. Котел желательно установить в подвале. В связи с тем, что высота трубы таких домов не превышает 6 метров, желательно в качестве топлива применять газ или жидкое топливо.

Для домов типа Б без подвалов также рекомендуется применять систему водяного отопления с горизонтальной разводкой, котел устанавливают не заглубленным, а в качестве топлива желательно применение газа или жидкого топлива.

Для двух- и более этажных домов типа В целесообразно использовать двухтрубную систему водяного отопления с вертикальными стояками и верхней или нижней разводкой. При горизонтальной системе отопления невозможно полностью обогреть все помещения дома. Система отопления выполняется с естественной циркуляцией, поскольку для этого вполне достаточен циркуляционный напор. Так как дымовая труба у этих зданий имеет высоту не менее 10 м, то котлы могут работать на любом топливе.

В табл. 1 приведены системы отопления (от выбранной системы в некоторой мере зависит и разводка труб отопления), рекомендуемые для применения в домах соответствующих типов.

Таблица 1. Типы индивидуальных домов и соответствующие им системы отопления Система отопления
Тип А
Тип Б
Тип В

Система водяного отопления:

С вертикальной разводкой: верхнее распределение + х + нижнее распределение + + + С горизонтальной разводкой + х + х Воздушное отопление дома + + +

Местное отопление: газовые нагреватели + х + х х электрические нагреватели с аккумуляцией тепла + х + х х

Примечание. Заштрихованная часть на рисунке — жилые помещения, незаштрихованные — подвальные; «+» — рекомендуется; «х» — допускается.

Ссылки по теме, читайте также:

• Современные камины
  Отдельно стоящая бетонная конструкция обрамляет газовую печь.
• Воздушное отопление
  Низкая инерционность, отсутствие замерзающего теплоносителя.
• Система водяного отопления
  В двухтрубных системах отопления нагретая вода приходит к приборам двух этажей из одной подающей трубы.

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Инженерные системы

Монтаж, ремонт и обслуживание котлов и колонок

Конструктивные схемы водяных систем отопления

Теплоноситель (вода), применяемый в этих системах отопления, безвреден и позволяет легко регулировать температуру воздуха в отапливаемых помещениях. Температуру воды, циркулирующей в системе отопления, изменяют в зависимости от температуры наружного воздуха (чем выше температура наружного воздуха, тем ниже температура циркулирующей в системе воды).

Системы отопления различают по типу циркуляции воды в них (гравитационные и насосные) , по схеме расположения разводящих трубопроводов (с нижней и верхней разводкой), по способу присоединения нагревательных приборов (двухтрубные и однотрубные).

Гравитационные системы отопления (с естественной циркуляцией воды) используют только для отопления небольших зданий с протяженностью трубопроводов не более 200 м. Объясняется это наличием незначительного напора для преодоления гидравлических сопротивлений в трубопроводах: при большей протяженности трубопроводов применяют насосные системы (с механической циркуляцией), радиус действия которых не ограничен.

Принципиальная схема отопления двухтрубной системы с естественным побуждением показана на рис.1, а.

Нагретая в котле отопления вода поступает в главный стояк, затем в верхнюю разводящую магистраль, в присоединенные к ней горячие стояки, откуда по горячей подводке поступает в отопительные приборы. Здесь вода охлаждается, отдавая свою теплоту через стенки приборов воздуху помещения, и далее по обратной подводке, обратному стояку и обратной магистрали возвращается в котел отопления.

Схемы системы отопления

Рис.1. Принципиальные схемы систем водяного отопления

• а – двухтрубная система с естественным побуждением и верхней разводкой;
• б – однотрубная с нижней разводкой;
• в – однотрубная с верхней разводкой.

Циркуляционное давление Р (в Па) в системе обусловлено разностью между удельными весами охлажденной в приборе воды, заполнившей обратные трубопроводы, и горячей воды в котле и главном стояке:

P=h(yo-y)

где:
h – расстояние по вертикали от оси котла отопления до оси нагревательного прибора, м;
yo – удельный вес охлажденной воды (после отопительного прибора), Н/м ;
y – удельный вес горячей воды, поступающей в главный стояк из котла отопления, Н/м .

Из формулы видно, что с увеличением расстояния между осями котла отопления и нагревательного прибора увеличивается естественный циркуляционный напор, поэтому целесообразно размещать котел отопления в подвальном помещении. Если такая система отопления будет присоединена к централизованному теплоснабжению через водяной и пароводяной бойлер, то сказанное о заглублении котла будет справедливо и для бойлера.

Чтобы избежать образования воздушных “пробок” в отдельных участках системы отопления, горячую магистраль прокладывают с уклоном в сторону расширительного сосуда. Подводку к нагревательным приборам в этом случае осуществляют в сторону подающих стояков. Это способствует выходу воздуха из системы отопления (при первоначальном заполнении ее водой и в процессе эксплуатации) в расширительный сосуд, а оттуда в атмосферу.

Уклоны полностью позволяют опорожнить систему отопления при ремонте и промыть ее перед началом отопительного сезона.

Расширительный сосуд представляет собой металлический бак, сообщающийся с атмосферным воздухом и с магистралью системы. Его устанавливают в самой высокой точке системы для выхода воздуха, компенсации теплового расширения воды (увеличение объема при нагревании), а также для частичного восполнения утечек воду и распределения давления в системе.

Преимуществами системы водяного отопления с естественной циркуляцией перед системой с механической циркуляцией являются бесшумность ее работы вследствие малой скорости движения воды в системе (0,1-0,3 м/с) и отсутствие насоса; недостатками – применение труб большого диаметра и заглубление бойлера. Двухтрубные системы отопления применяют в одно- и двухэтажных зданиях.

Водяные системы отопления с механической циркуляцией показаны на рис.1, б, в.Их выполняют по однотрубной схеме с верхней и нижней разводкой.

Между прямыми и обратными подводками к приборам имеются смещенные от стояков замыкающие участки, по которым вода может проходить, минуя приборы. Поступление воды в приборы и в замыкающие участки регулируется трехходовыми кранами.

При однотрубной схеме отопления обратные стояки отсутствуют, вода из горячего стояка поступает в отопительный прибор, охлаждается в нем и по выходе опять поступает в тот же стояк. Поэтому в отопительные приборы расположенных ниже этажей вода будет поступать с более низкой температурой. Чтобы компенсировать ее охлаждение, приборы на нижних этажах должны иметь большую поверхность, чем на верхних.

Для устройства системы отопления по однотрубной схеме требуется меньшее количество труб, чем для двухтрубной, и, следовательно, однотрубные системы отопления устанавливают в многоэтажных зданиях.

Оборудование для электрического пола теплого и других систем отопления и инженерных систем.