Обеспечение теплом многоквартирных домов: централизованная система отопления

Опубликовано 14 декабря 2014 в 1:58

Как известно, обеспечение теплом значительной доли жилого фонда осуществляется централизованно. И, не смотря на то, что в последние годы появляются и внедряются более современные схемы теплоснабжения, центральное отопление остается востребованным, если не у собственников, то у застройщиков многоквартирного жилья. Однако следует отметить, что многолетний зарубежный и отечественный опыт использования такого варианта обогрева доказал его эффективность и право на существование в дальнейшем при условии безотказной и качественной работы всех элементов.

Отличительным признаком такой схемы является выработка тепла за пределами обогреваемых зданий, доставка которого от источника тепла осуществляется посредством трубопроводов. Другими словами, централизованное отопление – сложная инженерная система, распределенная по значительной площади, обеспечивающая теплом одновременно большое количество объектов.

Структура системы центрального отопления

Основными структурными элементами системы центрального отопления являются:

Источник тепловой энергии, в качестве которого могут выступать крупные котельные или теплоэнергоцентрали (ТЭЦ); в них осуществляется нагрев теплоносителя за счет использования какого-либо вида источника энергии.
При этом в котельных для передачи тепловой энергии до потребителей используется вода, тогда, как в ТЭЦ она сначала нагревается до состояния пара, имеющего более высокие энергетические показатели и направляющегося в паровые турбины для выработки электроэнергии. И уже отработанный пар используется для нагрева той воды, которая поступает в систему отопления многоквартирного дома.

Одна теплоэнергоцентраль способна заменить несколько котельных, в результате чего не только снижаются расходы на строительство и высвобождаются значительные площади, но и значительно улучшается общая экологическая обстановка.

Необходимо отметить, что крупные централизованные схемы теплоснабжения имеют, как правило, несколько источников теплоты, связанные резервными магистралями и обеспечивающие надежность и маневренность их функционирования.



Рисунок 1 – Общая схема центрального отопления

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.

Монтаж систем отопления: перечень необходимых инструментов и порядок выполнения работ



Выбор и монтаж систем отопления – тема, в которой обязан хорошо разбираться домовладелец, даже если он решил доверить эти задачи специалистам.

В противном случае обогрев жилища может оказаться не только неоправданно дорогим, но и малоэффективным.

Тем более стоит заняться изучением данного вопроса, если вы намерены выполнить монтаж системы отопления частного дома своими руками. Надеемся, наша статья окажется достойным помощником в этом важнейшем деле.

Виды отопления

Вместо воды могут использоваться и другие теплоносители – масло или антифриз, поэтому правильнее говорить не «водяное отопление», а «системы с жидкостным теплоносителем».

Их можно классифицировать по нескольким признакам.

Для начала рассмотрим такие разновидности:

1. Радиаторное отопление: традиционный вариант, хорошо знакомый каждому без исключения. Отопительный контур состоит из радиаторов, устанавливаемых, как правило, под окнами и соединенных трубами.
2. Система «теплый пол»: этот вид отопления стал применяться не очень давно, когда появилась возможность купить качественные полимерные трубы. Роль радиатора здесь играет пол, в конструкции которого «змейкой» или спиралью уложена труба с теплоносителем.

Радиаторное отопление имеет несколько исполнений:

1. Однотрубная система: самое простое и недорогое решение – соединить радиаторы последовательно, как бы нанизав их на одну трубу. Однако, при таком исполнении не будет возможности регулировать теплоотдачу радиаторов индивидуально. Вдобавок, те из них, которые окажутся наиболее удаленными от теплогенератора, будут почти холодными.
2. Двухтрубная: можно поступить хитрее: протянуть по периметру помещения две трубы – «подачу» и «обратку», а радиаторы подключить между ними по параллельной схеме. Трубы понадобится больше, чем при однотрубной схеме, но за то система получится более практичной.
3. Коллекторная (лучевая): самый дорогостоящий вариант. От единого распределителя к каждому радиатору прокладывается отдельная труба. Таким же образом прокладываются и трубопроводы «обратки», подключаемые ко второму – сборному – коллектору.

Жидкостный теплоноситель может двигаться по контуру за счет конвекции (естественная циркуляция) либо за счет работы насоса (принудительная).

Какое отопление выбрать?

Наиболее выгодной разновидностью отопления является система «теплый пол».

Из-за того, что теплоноситель имеет сравнительно низкую температуру, а нагретый воздух мало контактирует с наружными стенами, она характеризуется наименьшими теплопотерями.

Но у «теплых полов» есть существенный недостаток: теплоноситель в них не может двигаться за счет конвекции – слишком велико гидравлическое сопротивление контура.

Необходимо использовать циркуляционный насос, соответственно, при отключении электроснабжения система отопления окажется неработоспособной.

Поэтому внутрипольный подогрев целесообразно применять в жилых комнатах как дополнительную систему, а в помещениях, где комфортная температура не так важна и при этом имеются значительные теплопотери (холл, коридор, прихожая) – как основную.

В жилых комнатах функцию основной отопительной системы чаще всего возлагают на радиаторную двухтрубную. Это оптимальный по сочетанию цены и практичности вариант.

Коллекторная система более удобна в эксплуатации и легче поддается балансировке, но она также не может работать без циркуляционного насоса, а кроме того требует скрытой прокладки труб. Их так много, что при прокладке открытым способом интерьер помещения будет безнадежно испорчен.

Сегодня радиаторную систему в обязательном порядке оснащают циркуляционным насосом.



Схема работы открытой системы отопления с принудительной циркуляцией

Это дает несколько выгод:

• Отопление можно эксплуатировать в низкотемпературном режиме (потребность в этом возникает в межсезонье).
• Из-за незначительного перепада температур между «подачей» и «обраткой» котел работает в щадящих условиях, что положительно сказывается на сроке его службы.
• После простоя контур прогревается достаточно быстро.

Но при этом систему делают такой, чтобы она могла работать и в режиме естественной циркуляции, то есть была энергонезависимой. С этой целью:

• применяют трубы достаточно большого диаметра;
• укладывают их с большими уклонами.

В начале контура, сразу после котла делают разгонный коллектор – вертикальный участок трубы, уходящий под потолок.

Что необходимо для монтажа отопления?

Помимо стандартного набора инструментов, куда входит рулетка, маркер (для разметки), плоскогубцы, молоток и пр., понадобится следующее:



• водяной уровень: для придания трубам необходимого уклона (лазерным уровнем работать будет не так удобно, так как часть трубы может быть скрыта стеной);
• трубный (газовый) ключ, в большинстве случаев №2;
• набор рожковых гаечных ключей размером от 8 до 30 мм;
• болгарка;
• перфоратор.

Для разрезания металлопластиковых труб понадобится труборез. Полипропиленовые трубы также лучше резать при помощи трубореза (он отличается от «металлопластикового»), а для их сваривания следует обзавестись специальным паяльником.

Если предполагается использовать полипропиленовые трубы армированные алюминиевой фольгой, то понадобится еще и шабер – инструмент для зачистки фольги на привариваемом участке.

Они не нуждаются в зачистке, но самое главное – изготавливаются по более простой технологии, чем фольгированные, а значит, риск наскочить на бракованную продукцию будет меньше.

Порядок проведения работ

Если все готово, можно приступать к монтажу. Вот основные его этапы:

Установка котла

Подключение теплогенератора к системе газоснабжения может осуществлять только сотрудник газового хозяйства, но все остальное пользователь вправе сделать самостоятельно. Прежде всего, нужно правильно выбрать место для котла. Он должен стоять поближе к дымоходу, так чтобы длина соединяющей их трубы не превышала 25 см. Площадь поперечного сечения дымохода должна быть не меньше, чем у дымоотводящего патрубка котла.

Объем помещения должен составлять не менее 15 куб. м, а при мощности котла свыше 75 кВт – по 0,2 куб. м на каждый киловатт.



Схема отопления с газовым котлом

В помещении должно быть окно, минимальная площадь которого определяется из расчета 0,03 кв. м на каждый куб. м объема.

В котельную должен поступать свежий воздух – непосредственно с улицы либо через соседнее помещение, например, через кухню.

Подключать полимерные трубы непосредственно к котлу нельзя. Между ними и теплогенератором должен быть металлический участок длиной не менее 3 м.

Выбор отопительной системы – ответственный шаг. От этого зависит эффективность и затраты на обогрев помещения. Виды отопления частного дома – смотрите краткий обзор существующих схем.

В каких случаях необходим расширительный бак для отопления, читайте здесь.

А в этой теме https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/dvuxtrubnaya/chastnogo-doma.html все о плюсах и минусах двухтрубной системы отопления. Принцип действия, расчет и монтаж.

Разметка

Перед тем как продолжить монтаж системы отопления, нужно отметить на стенах местоположение крепежных элементов и отверстий для пропуска труб.

Разметку отверстий под кронштейны радиаторов удобнее всего наносить при помощи шаблона.

Если предполагается использовать секционные радиаторы большой длины, то кронштейны нужно располагать не только с краю, но и посредине, чтобы избежать провисание прибора с его последующей деформацией и разгерметизацией.

Установка оборудования и монтаж трубопроводов систем отопления

Рассмотрим монтаж системы отопления из полипропиленовых труб. Перед навешиванием радиатора на стене можно закрепить лист фольги, которая уменьшит теплопотери за счет отражения инфракрасного излучения. Еще один полезный прием – установка над радиатором плавно изгибающегося жестяного козырька, который облегчит нагретому воздуху выход из-под подоконника.

Циркуляционный насос устанавливают на линии «обратки» перед самым котлом. Здесь теплоноситель является наиболее холодным, а значит, насос прослужит дольше.

Этот участок хорошо подходит и для мембранного расширительного бака. Последний очень не любит турбулентность, и как раз перед циркуляционным насосом она почти никогда не наблюдается.

Воздухоотводчик устанавливается в самой высокой точке контура.



Готовая отопительная система с трубопроводом

Соединения в полипропиленовых и металлопластиковых трубопроводах выполняются разными способами. Детали из полипропилена свариваются, для чего их нужно разогреть на специальном инструменте, называемом в обиходе паяльником или утюгом.

Время выдержки строго регламентировано и зависит от диаметра детали и толщины ее стенки. После разогрева одна из деталей одевается на другую и по мере остывания они образуют прочный сплав.

Ни в коем случае нельзя сваривать полипропиленовые трубы между собой встык, без применения муфты. Такое соединение не выдержит внутреннего давления и очень быстро даст течь.

Для присоединения металлопластиковой трубы к арматуре или радиатору на ней необходимо закрепить фитинг. Фитинги бывают двух видов:

1. Обжимные: самый доступный, а соответственно, и самый популярный вариант. Деталь состоит из штуцера, разрезного кольца (сухаря) и накидной гайки. Первой на трубу надевается гайка, затем – сухарь, после чего в нее вводят штуцер. Теперь сухарь нужно надвинуть на штуцер, а следом за ним – накидную гайку, которая при этом навинчивается на имеющуюся на штуцере резьбу. Затягивать гайку нужно до того момента, пока не услышите четырехкратное поскрипывание материала. У обжимных фитингов есть существенный недостаток: время от времени их приходится подтягивать, иначе они начнут подтекать. По этой причине их нельзя замуровывать в стены.
2. Пресс-фитинги: более дорогая, но зато и гораздо более надежная разновидность. Фитинг имеет гильзу, которая обжимается специальными клещами вокруг штуцера после надевания на него трубы. При таком исполнении протечки исключены, так что трубы с пресс-фитингами можно безбоязненно прокладывать скрытым способом.

Перед протяжкой трубы через отверстие в стене ее конец следует обмотать полиэтиленовой пленкой во избежание попадания внутрь мусора.

Собранную систему нужно подвергнуть испытанию давлением – опрессовке. Для этого используют ручной или электрический опрессовщик. С его помощью в системе на несколько часов создают давление в 1,5 – 2 раза выше номинального.

Если за время испытаний показания манометра не изменились, значит, протечки отсутствуют.

Стоимость работ на заказ

Приведем средние цены на услуги приглашенных мастеров по монтажу систем отопления.

Установка и обвязка котла (без газоснабжения):

• настенного одноконтурного: 8 тыс. руб.;
• настенного 2-контурного: 10 тыс. руб.;
• напольного мощностью до 60 кВт: 14 тыс. руб.;
• напольного до 140 кВт: 20 тыс. руб.

Стоимость прочих работ:

1. Установка расширительного бака с подключением: 2 тыс. руб.
2. Монтаж циркуляционного насоса в систему отопления: от 3 тыс. руб.
3. Сборка и установка радиатора отопления или конвектора: 2,5 тыс. руб.
4. Сборка и установка встроенного конвектора: 4 тыс. руб.
5. Монтаж системы «теплый пол» (водяной): 490 руб./кв. м.
6. Монтаж терморегулятора на радиатор: 500 руб.
7. Прокладка труб: 150 руб./м. п.
8. Прокладка труб в штробах: в кирпичной стене – 300 руб./м.п., в бетонной – 500 руб./м.п.
9. Теплоизоляция труб: 50 руб./м.п.
10. Опрессовка: 4 тыс. руб.
11. Монтаж дымохода: внутри дома – 1400 руб./м.п., снаружи – 1800 руб./м.п.

Как видно, с точки зрения экономии самостоятельный монтаж весьма и весьма оправдан.

Традиционная система отопления с естественной циркуляцией уже не так популярна, но все же используется в частных домах. О том, как работает такая система отопления и как ее правильно организовать, читайте на нашем сайте.

Порядок установки циркуляционного насоса для отопления разберем в этой теме.

Видео на тему

Читайте также:  Вред от инфракрасного отопления