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.

В чём секрет её работы? Особенности системы отопления в многоэтажном доме



Обычно жители многоквартирных домов не интересуются, почему в их квартирах тепло.

Вопросы появляются в двух случаях: в квартире слишком холодно или жарко; хочется изменить внешний вид источников тепла в квартире.

Сейчас мы коротко расскажем о том, какие системы отопления многоквартирных домов существуют.

Виды систем отопления в многоквартирном доме



Все отопительные системы делятся по следующим характеристикам:

• По расположению источника тепла: централизованное и децентрализованное (поквартирное; индивидуальное на дом).
• По характеристикам теплоносителя: водяное, паровое.
• По схеме разводки: однотрубная, «ленинградка», двухтрубная, лучевая.

По расположению источника тепла

По расположению источника тепла различают несколько разновидностей отопительных систем в многоквартирном доме.

Поквартирное

Система поквартирного обогрева представляет собой мини-котельную, которая находится в каждой квартире. Основные элементы: отопительный котёл, радиаторы, оборудование для удаления дыма и подачи воздушных масс. Самый доступный вид поквартирного обогрева — тот, в котором источником энергии станет природный газ.

Преимущества:

• Вы управляете уровнем температуры горячего водоснабжения в системе теплоснабжения.
• Исчезает проблема «двухнедельного отпуска» летом.
• Вы экономите газ на 30—40% и поэтому тратите меньше на коммунальные платежи.
• Система экологична, так как камера сгорания топлива закрыта и никак не влияет на вентиляцию в квартире.



Фото 1. Настенный газовый котел, установленный на кухне в квартире. Прибор скрыт в специальном шкафчике.

Недостатки:

• Природный газ — взрывоопасное топливо, поэтому котёл в каждой квартире должны быть оснащены контролем пламени, датчиками контроля тяги и температуры.

Индивидуальное на один дом

Провести индивидуальное отопление на дом — максимально удобное и экономное решение. Жители сами управляют отоплением в своей квартире и любой комнате соответственно. Комфортную температуру поддерживает терморегулятор. Он экономит электричество и радует микроклиматом. Не нужно включать дополнительные обогреватели когда мёрзнете, и не открываете окна если слишком жарко.

Центральное

Элементы центрального теплоснабжения: котельная или теплоэлектроцентраль, которая используется для передачи тепловой мощности в жилые дома, паровая турбина (в ТЭЦ) производит электрическую энергию, сеть трубопроводов.



Магистральный транспортирует горячую воду от котельной к людям в дома.

Плюсы:

• Надёжность, подкреплённая государством.
• Экологично безопасное оборудование внутри здания.
• Простота (за жителей многоквартирного дома все решается инженерами на теплоснабжающих предприятиях).

Минусы:

• Сезонность: отопление есть только зимой.
• Невозможность регулирования температуры (регулирование только форточками и конвекторами).
• Теплопотери из-за протяжённости трубопроводов.

По характеристикам теплоносителя

По характеристикам теплоносителя бывает водяное и паровое отопление.

Водяное



Водяное отопление — самый распространённый вид теплоснабжающих систем. В систему входят:

• Отопительный котёл.
• Трубопроводы.
• Радиаторы.
• Насос циркуляционный.
• Датчики температуры.
• Термостаты.
• Контролёры.

Справка. Принцип работы максимально прост. Вода, которая проходит через котёл, подогревается до требуемых параметров, по трубам доставляется в нужное помещение. Через трубы и радиаторы излучается тепло, вода охлаждается и идёт обратно в котёл.

Преимущества:

• Вода — самый доступный и недорогой теплоноситель. Она поглощает в четыре тысячи раз больше тепла, чем воздух.
• Так как система замкнутая, объём воды после окончания монтажа и запуска не меняется.
• Есть возможность регулировать температуру на каждом радиаторе. Нет необходимости вентилировать помещение.
• Водяная отопительная система работает практически бесшумно, не разносят пыль по сравнению с воздушными системами.

Недостатки:

• Водопроводная неподготовленная вода агрессивна для металлических элементов, так как в её составе присутствуют соли и щелочи. Происходит коррозийный процесс, осаждается накипь, поэтому замедляется поток жидкости и снижается коэффициент теплоотдачи.
• Вода может замёрзнуть и локально разорвать трубопровод. Поэтому требуется добавление антифризов в теплоноситель.
• Монтаж сложный и финансово затратный.



Фото 2. Установка радиаторов в квартире. Приборы являются частью системы водяного отопления.







Паровое

Главное отличие парового отопления от водяного — теплоноситель. По трубопроводам идёт не вода, а пар. Кроме того, устанавливается паровой котёл, у которого главная задача — испарить воду и получить на выходе пар требуемых параметров (130—200 °C).

Внимание! В системе парового отопления используются бесшовные толстостенные стальные или медные трубы, радиаторы чугунные с оребрением или регистры из труб (это прибор по типу конвектор).

Преимущества:

• Эффективный обогрев. При конденсации пара выделяется больше тепла, чем при теплоотдаче в водяной системе теплоснабжения.
• Система инерционна и быстрее нагревается помещение.

Недостатки:

1. Слишком высокая температура в системе приводит к следующим последствиям: активная циркуляция воздуха в помещении; воздух становится слишком сухим; горячие элементы опасны для жизнедеятельности, есть необходимость их закрывать; сложно подобрать материалы для таких высоких температур.
2. Сложно регулировать теплоотдачу в радиаторах.
3. Шум в системе.

​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.

Нормативы системы отопления в многоэтажном доме

В системе отопления многоквартирного дома давление в системе варьируется от 6 до 9 атм, температура зависит от температурного режима (например, 150/70, 90/70 и так далее). Температура в помещении должна быть 18—22 °C.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается об особенностях индивидуального отопления квартиры, его преимуществах и недостатках.

Заключение

В итоге, если возникает необходимость заменить радиатор, поставить счётчик или сделать индивидуальное отопление на квартиру, придётся обратиться к специалистам и согласовываться с управляющей компанией.

Читайте также:  Специальная подложка для теплых полов