Область применения системы водяного отопления

§ 2. Классификация и область применения систем отопления

Комплекс взаимодействующих устройств для выработки, транспортирования и распределения теплоты с целью создания в помещениях необходимого теплового режима, называется системой отопления. В зависимости от того, где вырабатывается теплота — непосредственно в месте ее использования или на расстоянии от теплоисточника, — системы отопления разделяют на местные (комнатные), центральные квартирные, домовые, районные, квартальные, городские и межгородские.

Во всех разновидностях отопительных систем, за исключением комнатных, источник теплоты находится в некотором условном центре, расположенном на расстоянии нескольких десятков или сотен метров, а в крупных системах — километров или десятков километров от отапливаемого помещения.

Системы, теплоисточник которых находится в отдалении от потребителей, называются центральными. Для более точного определения дополнительно указывают: центральное квартирное, центральное домовое, центральное квартальное и т.д. отопление. Нередко в целях краткости изложения слово «центральное» опускают.

Квартальные и более крупные центральные системы наряду с теплотой, расходуемой на отопление зданий, вырабатывают теплоту для приготовления горячей воды. Такой комплекс называют системой централизованного теплоснабжения. Хотя преимущества централизованного теплоснабжения неоспоримы, местное отопление, в том числе печное, еще многие десятилетия будет играть главную роль в сельской местности.

В системах отопления теплота, выработанная источниками, передается потребителю с помощью теплоносителя, в качестве которого могут быть использованы вода, воздух, пар, электроэнергия. По виду теплоносителя системы отопления делятся на водяные, воздушные, паровые, электрические. Каждая из разновидностей отопительных систем имеет свою область преимущественного использования. Например, централизованные системы водяного отопления наиболее эффективны при большой плотности жилой застройки. Паровые системы применяют в промышленных зданиях, а электрические — при избыточных базовых мощностях в энергосистеме.

Печное отопление допускается применять в соответствии со СНиП II-33-75* в жилых и общественных зданиях, производственных и вспомогательных сооружениях предприятий при высоте до двух этажей, включая цокольный (табл. 1).

Водяное отопление. Виды и работа. Устройство и особенности. Выбор

Если необходимо сразу отапливать несколько комнат, то одним из решений, при помощи которого это можно реализовать, является водяное отопление. Хотя сейчас существует много видов обогрева помещения, но именно этот традиционный способ является самым практичным, распространенным и доступным.

Виды водяного отопления

Во время работы этого типа отопления происходит нагрев воды, которая движется по трубам и обогревает помещения.

Существует несколько видов таких систем:

• С естественной циркуляцией. В этом случае работа системы происходит за счет разной плотности холодной и горячей воды. Нагрев проводится снизу и по законам физики происходит естественная циркуляция воды по трубам.

• С принудительной циркуляцией. В данной системе для движения теплоносителя используется электрический насос.

• Комбинированная система. Здесь используются одновременно два предыдущих варианта.

Кроме этого, водяное отопление может отличаться схемой монтажа труб:

• Однотрубная или одноконтурная, здесь теплоноситель движется по трубам последовательно, поэтому температура в радиаторах, расположенных ближе к котлу будет выше, чем у тех, что находятся дальше.

• Двухтрубная, она позволяет легче регулировать температуру и в свою очередь может быть: звездообразной, шлейфовой, коллекторной.

Для нагрева воды в такой системе отопления используются котлы, которые работают на топливе:

• Твердое (уголь, брикеты).
• Жидкое (дизельное топливо).
• Электричество.
• Газ.
• Комбинированные устройства.

Устройство системы

Устройство системы водяного отопления достаточно простое, но работает она эффективно, чем и объясняется популярность такого способа обогрева.

Водяное отопление состоит из основных элементов:

• Котел, он используется для нагрева воды или антифриза.
• Расширительный бачок, во время нагрева вода расширяется и ей надо куда-то деваться.
• Система труб, они могут быть стальными, медными, металлопластиковыми или пластиковыми, из них создается замкнутый отопительный контур.
• Устройства, отдающие тепло в комнату – это могут быть обычные стальные или биметаллические и т.п. радиаторы, но сейчас часто устанавливают теплый пол.
• Насос, он необходим для покачивания воды по системе.
• Термометр и манометр, эти приборы необходимы для контролирования температуры и давления жидкости в системе, они могут быть встроены в котел или устанавливаются отдельно.

Принцип действия

Некоторые люди называют водяное отопление паровым, но это неправильно. Паровое отопление является отдельным видом обогрева, в нем в качестве теплоносителя выступает пар, а в нашем случае вода или другой жидкий теплоноситель.

Независимо от вида, принцип работы такого обогрева будет одинаковым. Во время работы нагревательного устройства, в нем происходит нагрев воды или другого теплоносителя. После этого, за счет принудительной или естественной циркуляции, нагретый теплоноситель начинает циркулировать по трубам и обогревает комнаты. Тепло может отдаваться в комнату, как через радиаторы отопления, так и через систему теплого пола. По системе труб остывший теплоноситель возвращается в нагревательное устройство, и весь процесс повторяется снова.

Область применения

Водяное отопление используется как для отопления многоэтажных, так и частных домов. Кроме этого, оно применяется для обогрева офисов, магазинов, промышленных предприятий. Такое решение позволяет значительно экономить используемое топливо — это электричество, уголь или газ и т.п.

Данный способ обогрева чаще всего применяется в жилых помещениях, где люди находятся постоянно. Это объясняется тем, что он обеспечивает комфортный режим смены температуры, так как во время работы системы нет ее резких скачков. Кроме этого, вода или антифриз имеют высокую теплоемкость, что позволяет им долго остывать и поддерживать тепло, даже когда котел не работает.

Не стоит думать, что водяное отопление является идеальной системой обогрева. Монтаж такой системы достаточно сложный, поэтому если нет соответствующих навыков, то выполнить его самостоятельно не получится. Надо контролировать работу котла, чтобы он не затух, исключением являются электрические котлы, в которых этот процесс автоматизирован.

Когда система долгое время не используется, из нее рекомендуется сливать воду, особенно в зимний период, иначе можно разморозить трубы и радиаторы. Надо контролировать, чтобы в трубах или радиаторах не образовались воздушные пробки, так как в этих местах появляется коррозия.

Если же такая система сделана профессионалами и правильно эксплуатируется, то она способна поддерживать в любом помещении комфортную для проживания температуру.

Особенности выбора

При выборе данной системы обогрева дома, сначала надо определиться с источником, который будет нагревать теплоноситель. Если в доме есть магистральный газопровод, то лучше использовать газовый котел. Хорошей альтернативой является электрический котел, но можно установить и твердотопливное оборудование или то, что работает на жидком топливе. Все зависит от того, какой энергоноситель будет самым дешевым и доступным в вашем регионе. Можно подключить параллельно несколько генераторов тепла, которые будут работать по очереди, в зависимости от наличия того или иного вида топлива.

При выборе системы циркуляции, а она может быть естественной или принудительной, надо учитывать ваши требования к системе отопления и какие у вас финансовые возможности. Если нагрев воды происходит в твердотопливном котле или печи с водяным контуром, то часто используется естественная циркуляция теплоносителя. Когда применяется газовое или электрическое отопление, то лучше использовать принудительную систему циркуляции воды или антифриза.

При выборе труб есть несколько вариантов: металлические, пластиковые и металлопластиковые. Для естественной циркуляции, трубы надо монтировать с уклоном, для этого лучше подойдут металлические, но надо иметь специальные навыки, чтобы выполнить их монтаж. Металлопластиковые и пластиковые трубы также можно уложить с уклоном, но они не рассчитаны на температуру более 95 градусов, поэтому обычно используются для создания систем с принудительной циркуляцией.

Для соединения металлопластиковых труб используют специальные муфты, поэтому их укладку легко выполнить своими руками. Для монтажа пластиковых труб надо приобрести специальный паяльник, стоит он недорого, и работать с ним несложно.

При выборе радиатора, надо учитывать способ его подключения, это может быть сверху, снизу, с одной или разных сторон.

Достоинства и недостатки

Чаще всего используется водяное отопление с принудительной или естественной циркуляцией, рассмотрим их преимущества и недостатки.

Преимущества системы с принудительной циркуляцией воды или антифриза:

• Можно автоматически управлять потоком тепла от радиаторов и таким образом, устанавливать температуру в каждой комнате отдельно.
• Она более экономична, так как возможность регулирования температуры в каждой комнате отдельно, приводит к снижению расхода энергии, необходимой для нагрева воды в системе.
• Есть возможность использовать пластиковые трубы, а это позволяет ускорить монтаж всей системы и уменьшить стоимость материалов.
• Пластиковые трубы скрываются в стену или размещают над плинтусом, поэтому не портят внешний вид комнаты.

Основным недостатком такой системы отопления является то, что для ее работы необходима электроэнергия, иначе насос работать не будет.

Если говорить о естественной циркуляции теплоносителя, то такая система отопления полностью автономная, так как для ее работы не надо электричество.

Недостатки системы обогрева с естественной циркуляцией воды:

• В радиаторах нельзя регулировать температуру воды.
• Перерасход топлива.
• Надо устанавливать трубы большого диаметра, а это увеличивает стоимость такой системы обогрева.
• Трубы, размещенные на стенах, выглядят не очень привлекательно.
• Данная система обогрева не совместима с теплым полом.

Хотя существует много способов обогрева дома, но наиболее эффективным, практичным и доступным на протяжении многих лет остается водяное отопление. Современная промышленность периодически представляет новые или усовершенствованные генераторы тепла, трубопроводы и генераторы, за счет чего эффективность данного способа обогрева увеличивается, а его стоимость снижается.

Схемы теплоснабжения, области применения различных систем отопления

Все здания, гражданские и производственные, в зависимости от назначения и условий эксплуатации можно разделить на здания с постоянным и переменным тепловыми режимами (таблица ниже).

Рекомендуемые системы отопления в зависимости от назначения зданий

Назначение зданий и помещений

Применяемая система отопления

Постоянный тепловой режим

1) Здания больниц, родильных домов и лечебно-профилактических учреждений круглосуточного использования, помещения с повышенными санитар­но-гигиеническими требованиями

2) Здания жилые, общежития, гостини­цы, дома отдыха, санатории, пансио­наты, поликлиники, амбулатории, ап­теки, здравпункты, психиатрические больницы и другие лечебно-профилактические учреждения, детские сады и ясли, музеи, выставки, картин­ные галереи, книгохранилища, архи­вы, библиотеки

3) Здания плавательных бассейнов, вокзалов, аэропортов

4) Производственные здания с непрерывным технологическим процессом и бытовые помещения таких предпри­ятий

1) Водяное отопление с радиаторами и бетонными панелями. В основных помещениях лечебно-профилактических учреждений — центральное воз­душное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией

2) Водяное отопление с радиаторами, конвекторами и бетонными панелями как приставными, так и встроенными при скрытой прокладке стояков. Для лестничных клеток — высокие конвекторы и рециркуляционные воздухо­нагреватели. Для зданий с круглосу­точно действующей приточной венти­ляцией (музеи, картинные галереи, книгохранилища, архивы) — цен­тральное воздушное отопление

3) Водяное отопление с радиаторами, конвекторами и другими приборами во вспомогательных помещениях. Воздушное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией, дополненное в случае необходимости водяным отоплением с приборами, размещенными под световыми проемами. В вестибюлях и проходах вокзалов и аэропортов, вокруг ванн плавательных бассейнов делают водяное отопление с наполь­ными панелями

4) Центральное воздушное отопление или местное воздушное отопление. Водяное отопление в бытовых поме­щениях

Переменный тепловой режим

1) Здания школ и других учебных учреж­дений, управлений, научных и проект­ных учреждений, конструкторских бюро, контор и читальных залов, предприятий связи, бань, промышленных и обслуживания насе­ления, в которых работают сидя у све­товых проемов, вспомогательные зда­ния промышленных предприятий

2) Здания зрелищных предприятий и спортивные сооружения

3) Здания прачечных, душевых павильо­нов, предприятий торговли и общест­венного питания, промышленных предприятий, в которых работают стоя, вспомогательные здания и быто­вые помещения промышленных предприятий

4) Производственные неутепленные зда­ния и помещения

1) Водяное отопление с радиаторами и конвекторами (в школах и банях конвекторы допустимы только во вспомо­гательных помещениях), используе­мое как дежурное или с различной интенсивностью в рабочее и нерабочее время. В рабочее время можно исполь­зовать центральное воздушное отопле­ние, совмещенное с вентиляцией при дежурном отоплении водяном или воздушном с полной рециркуляцией воздуха

2) Воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией, в рабочее время и дежур­ное отопление на полной рециркуля­ции в нерабочее время. Водяное ото­пление с радиаторами, конвекторами и другими приборами во вспомога­тельных помещениях

3) Водяное отопление с радиаторами или гладкими трубами (в прачечных и ду­шевых) и конвекторами и другими приборами в остальных помещениях. Дежурное местное воздушное отопление основных крупных помещений, дополняемое в случае необходимости водяным отоплением. Центральное воздушное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией

4) Периодически действующее воздушное отопление со струйной подачей нагретого воздуха для обслуживания отдельных участков рабочих зон и пло­щадок

В системах отопления одного здания, единого жилого рай­она или промышленной площадки следует принимать единый вид теплоносителя. В зданиях, включающих отдельные поме­щения иного назначения (например, пункт бытового обслужи­вания населения в жилом доме), предусматривают одну общую систему отопления. Крупные помещения или комплексы по­мещений специального назначения при основном здании (на­пример, магазин, пристроенный к жилому дому, бытовые по­мещения производственного здания) оборудуют отдельными системами отопления. При выборе систем отопления прини­мают во внимание такие факторы, как соответствие системы назначению и архитектурно-планировочному решению поме­щений, отопительных приборов — строительным конструкци­ям и интерьеру, высотность здания, его протяженность и т.п. Можно сказать, что выбор системы отопления — вопрос твор­ческий, решаемый совместно архитектором и специалистом по отоплению.