Принципы проектирования системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления на основе расчетного цир­куляционного давления представляет собой отдельный этап проектиро­вания. Этот расчет выполняется после определения тепловых нагрузок, выбора и конструирования системы, рассмотренных в предыдущих гла­вах. Таким образом, проектирование системы можно разделить на че­тыре этапа, характерные не только для систем водяного, но и для си­стем парового и воздушного отопления.

Исходными данными для проектирования системы отопления служат: назначение, планировка и строительные конструкции здания; положение здания на местности; климатологические показатели для местности; ис­точник теплоснабжения; температура и влажность воздуха в основных помещениях.

Расчет теплового режима. После проведения теплотехнического рас­чета наружных ограждений, расчета теплового режима в помещениях определяются теплопотери, подлежащие возмещению при помощи ото­пительных приборов. Расчеты выполняются с использованием сведений, изложенных в главах I и II.

Выбор системы. На этом этапе проектирования выбираются расчет­ная температура (параметры) воды, вид отопительных приборов и кон­струкция системы отопления с технико-экономическим обоснованием принятого решения в необходимых случаях. На основании сведений, приведенных в главах I, III, IV, можно установить следующие положе­ния для выбора конструкции системы отопления.

В многоэтажных зданиях, имеющих более трех этажей, проектируют­ся преимущественно вертикальные однотрубные системы отопления. В бесчердачных зданиях средней этажности используются однотрубные системы с нижней прокладкой обеих магистралей. В зданиях повышен­ной этажности применяются однотрубные системы с нижней разводкой подающей магистрали для создания «опрокинутой» циркуляции воды в стояках.

В зданиях массового строительства предпочтение отдается однотруб­ному стояку унифицированной конструкции, имеющему один диаметр и повторяющуюся длину его элементов.

зданиях ограниченного объема, имеющих разноэтажные части, устраиваются двухтрубные системы с нижней прокладкой обеих магист­ралей. В одноэтажных зданиях, в двух-трехэтажных пристройках к глав­ному зданию используются в основном горизонтальные однотрубные системы, могут применяться и двухтрубные системы с верхней развод­кой подающей магистрали.

Чем выше здание, тем меньше должно быть гидравлическое сопротив­ление узла каждого отопительного прибора вертикального однотрубного стояка, и, наоборот, тем больше должно быть сопротивление каждого приборного узла двухтрубного стояка или горизонтальной однотруб­ной ветви.

Конструирование системы. Размещают отопительные приборы и стоя­ки на планах каждого этажа, отопительное оборудование в тепловом пункте здания, расширительный бак (если он имеется) и магистрали системы.

Магистрали предусматриваются раздельными для отопительных при­боров постоянного действия, для воздухонагревателей лестничных кле­ток и воздушно-тепловых завес, для отопительных приборов дежурного или периодического действия. Рекомендуется при трассировке магистра- лей предусматривать возможность пофасадного регулирования действйя системы отопления.

При размещении магистралей принимаются также решения по вели­чине и направлению уклона, по компенсации удлинения и тепловой изо­ляции труб, по организации движения, сбора И удаления воздуха, по спуску и наполнению водой системы и стояков, по выбору и размеще­нию арматуры.

Этот этап проектирования завершается конструированием схемы труб и приборов системы отопления, основного чертежа, по которому можно выявить циркуляционные кольца системы, разделить их на участки и нанести тепловые нагрузки.

Термин «участок», встречающийся ранее, означает отрезок трубы, по которому протекает при определенной температуре неизменное количе­ство воды.

Тепловая нагрузка отопительного прибора определяет тепловой по­ток, подводимый в расчетных условиях к прибору теплоносителем — во­дой. Этот тепловой поток QT по уравнению (III.1) принимается равным тепловому потоку Qnp, передаваемому прибором в помещение. Точнее, при установке отопительного прибора у наружной стены под окном QT> >Qnp приблизительно на 5%. Различие в тепловых потоках обусловле­но увеличением теплопотери через наружную стену вследствие повыше­ния температуры ее внутренней поверхности, непосредственно облучае­мой прибором.

Тепловая нагрузка участка определяет тепловой поток, передающий­ся в помещения от воды, протекающей по участку. Этот тепловой поток равняется сумме тепловых нагрузок отопительных приборов. Для участ­ка подающего теплопровода он выражает количество тепла, подлежа­щее передаче от горячей воды на ее дальнейшем пути, для участка об­ратного теплопровода — количество тепла, отведенное от охлажденной воды. Тепловая нагрузка участка носит условный характер и в действи­тельности выражает расход воды на участке — величину, необходимую для гидравлического расчета.

Например, если тепловая нагрузка участка обратного теплопровода равняется 7000 Вт (6000 ккал/ч), то это означает, что вода, протекаю­щая по участку, передала в помещения тепловой поток в 7000 Вт (6000 ккал/ч). Если же при этом вода охладилась на 25°, то по участ­ку протекает 240 кг/ч воды [согласно формуле (IV.2)].

Расчет системы состоит из гидравлического расчета и теп­лового расчета нагревательной поверхности труб и приборов .

Гидравлический и тепловой расчеты системы отопления взаимно свя­заны, и, строго говоря, требуется многократное повторение расчетов по методу итерации для выявления действительного расхода воды и необ­ходимой площади нагревательной поверхности приборов. Поэтому наи­более точным является расчет системы на ЭЦВМ. При ручном счете расчет повторяется 1—2 раза, причем гидравличе­ский и тепловой’расчеты выполняются в различной очередности.

В первом случае тепловой расчет отопительных приборов предшест­вует гидравлическому расчету. Это случай, когда длина греющих эле­ментов отопительных приборов существенно влияет на гидравлическое сопротивление стояка. К таким приборам относятся конвекторы, панели и ребристые трубы, основанные на применении греющих труб dy 15 и 20 мм. Тогда до гидравлического расчета определяется предварительная длина труб приборов, а после уточнения расхода и температуры воды в стояках вносятся поправки в размеры приборов.

Окончательный тепловой расчет любых приборов может выполнять­ся сразу (до гидравлического расчета) в двухтрубных системах при скры­той прокладке стояков и подводок к приборам.

Во втором случае, наоборот, гидравлический расчет предшествует тепловому расчету приборов. Это случай, когда длина приборов прак­тически не отражается на гидравлическом сопротивлении стояка. К та­ким приборам относятся радиаторы, полые панели, ребристые и глад­кие трубы с?у=50—100 мм. В результате гидравлического расчета определяются диаметр труб, расход и температура воды в стояках, а за­тем размер отопительных приборов с учетом теплопередачи труб в каж­дом помещении.

Гидравлический расчет системы отопления выполняется двумя спо­собами: с равным и неравным (часто говорят с постоянным и перемен­ным) перепадом температуры воды в стояках.

Расчет с равным перепадом температуры воды в стояках заключает­ся в подборе диаметра труб по заданному расходу воды на всех участ­ках системы, i

Расчет с неравным перепадом температуры воды в стояках заклю­чается в определении расхода и температуры обратной воды в каждом стояке по заданному диаметру труб на всех участках системы.

2. Гидравлический расчет систем водяного отопления

Трубопроводы в систем отопления выполняют важную функцию распределения теплоносителя по отдельным отопительным приборам. Они являются теплопроводами, задача которых состоит в передаче оп­ределенного расчетного количества тепла каждому прибору.

Система отопления представляет собой сильно разветвленную и сложно закольцованную сеть теплопроводов, по каждому участку ко­торой должно переноситься определенное количество тепла. Выполне­ние точного расчета такой сети является сложной гидравлической за­дачей, связанной с решением большого числа нелинейных уравнений. В инженерной практике эта задача решается методом подбора.

В водяных системах количество принесенного тепла теплоносителем зависит от его расхода и перепада температуры при охлаждении воды в приборе. Обычно при расчете задают общий для системы перепад температуры теплоносителя и стремятся к тому, чтобы этот перепад был выдержан в двухтрубных системах — для всех приборов и системы в целом; в отднотрубных системах — для всех стояков. При известном перепаде температуры теплоносителя по теплопроводам системы дол­жен быть подведен определенный расчетом расход воды к каждому ото­пительному прибору.

При таком подходе выполнить гидравлический расчет сети теплопро­водов системы отопления значит (с учетом располагаемого цирку­ляционного давления) так подобрать диаметры отдельных участков, чтобы по ним проходил расчетный расход теплоносителя. Расчет ведет­ся подбором диаметров по имеющемуся сортаменту труб, поэтому он всегда связан с некоторой погрешностью. Для различных систем и от­дельных элементов допускаются определенные невязки.

В отличие от рассмотренного выше метода в настоящее время нашел широкое распространение, применительно к расчету однотрубных си­стем отопления, метод с переменным перепадом температуры воды в стояках, предложенный А. И. Орловым в 1932 г. Принцип расчета за­ключается в том, что расходы воды в стояках не задаются заранее, а определяются в процессе гидравлического расчета исходя из полной увязки давлений во всех кольцах системы и принятых диаметров теп­лопроводов сети.

Перепад температуры теплоносителя в отдельных стояках при этом получается различным — переменным. Площадь теп­лоотдающей/ поверхности отопительных приборов находится по темпе­ратуре и расходу воды, определенным гидравлическим расчетом.

Ме­тод расчета с переменным перепадом температуры точнее отражает действительную картину работы системы, исключает необходимость монтажной регулировки, облегчает унификацию трубной заготовки, так как дает возможность избежать применения разнообразных сочетаний диаметров радиаторных узлов и составных стояков.

Этот метод полу­чил распространение после того, как в 1936 г, Г, И. Фихман доказал возможность применения при расчете теплопроводов систем водяного отопления усредненных значений коэффициентов трения и ведения все­го расчета по квадратичному закону. Наиболее детально этот метод разработан Е. А. Белинким.

ZANYDное Проектирование систем отопления. Основные принципы работы и «подводные камни»

Запись дневника создана пользователем zanyda, 09.03.15
Просмотров: 9.244, Комментариев: 1

Предлагаю сначала определиться, что делает система отопления ? Какие основные принципы работы заложены в ней ? Или если еще точнее, то я бы выразился так — основные «подводные» камни отопления и способы их решения.

Думаю всем понятно что основной «функцией» системы отопления является — правильно поддержание комфортной (заданной) температуры в помещении (здании). Или если более точно охарактеризовать, то отопление должно компенсировать тепловые потери (здания или помещения) . Мои формулировки в данном посте будут чистой «ОТСЕБЯТИНОЙ». То есть это мои мысли, которые не претендуют на звание «точная научная формулировка». Хотя кое что я «содрал» из умной книги. 😉

Зайцев О. Н., Любарец А. П. «ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ» от фирмы «HERZ Armaturen Ges.m.b.H.»

Но только по тому что считаю – «то что я взаимствовал, написано с моей точки зрения более правильно, и отвечает на поставленные вопросы более точно и аргументировано. И поможет Вам в последующем обдуманно и рационально подойти к монтажу системы отопления»

Поэтому если вы решили «собрать» систему отопления .
Первое и самое главное — сделать расчет (выполнить проект) .
Правда как раз этим пунктом, все и пренебрегаю.
Хотя с моей точки зрения конечно зря.

Задачей проектирования и расчета является определение двух взаимосвязанных показателей: количества энергии и способа ее распределения (раздачи). По существу, речь идет о том, чтобы рассчитать и запроектировать такую систему управления расходом и распределением энергии (теплоты) , чтобы обеспечить при использовании ее минимальный расход . На начальном этапе суть решения такой задачи состоит в том, что время разогрева помещения должно быть минимизировано. Если иметь в виду, что реальное помещение есть совокупность теплоемких ограждающих конструкций и теплоемкого внутреннего оборудования (мебели), то процесс нагрева предполагает повышение температуры всей совокупности элементов помещения, то есть ограждающих конструкций и оборудования. Элементы высокой тепловой аккумуляции потребуют большего времени на разогрев. Следовательно, минимизация времени разогрева помещения достигается минимизацией времени разогрева элементов высокой тепловой аккумуляции. Можно сразу указать два простых случая: время разогрева помещения будет стремиться к минимуму, если внутренние поверхности ограждающих конструкций имеют низкие значения коэффициента теплоусвоения материалов, а так же если имеет место высокая интенсивность конвективного теплообмена между внутренним воздухом и внутренними поверхностями ограждающих конструкций. Оптимальный результат достигается, если совпадают оба случая.

Системы отопления являются основным инструментом, позволяющим создавать и поддерживать тепловые комфортные условия в зданиях и сооружениях. В настоящее время к этим функциям добавилась функция управления параметрами микроклимата, что в совокупности с требованиями энергосбережения выводит на первую роль именно системы отопления.

Однако, обратной стороной расширения функций систем отопления явилось и их усложнение – как разница между арифмометром и современными ЭВМ, такое же различие между «классическими» системами водяного отопления и современными системами обеспечения микроклимата. По большому счету, это два совершенно различных объекта с одним и тем же предназначением.

Современные системы отопления имеют принципиально иной подход к регулированию – это не процесс наладки перед пуском с последующей работой в постоянном гидравлическом режиме, это системы с постоянно изменяющимся тепловым и гидравлическим режимами в процессе эксплуатации, что соответственно требует автоматизации систем для отслеживания этих изменений и реагирования на них. К примеру, изменение теплового режима зависит от способности терморегуляторов изменять расход тепловой энергии на нагревательные приборы в системе отопления путем изменения гидравлического режима, что вызывает цепную реакцию других систем (либо терморегуляторов, что может вызвать как разрегулировку системы, так и выход из строя циркуляционного насоса).

Естественно, что классификация систем отопления также изменилась. Во всяком случае, представляется логичным введение новых признаков систем, отличающих системы с терморегулирующим оборудованием от классических.

Системы отопления можно разделить:
1. По радиусу действия – местные и центральные;
2. По виду циркуляции теплоносителя – естественные и искусственные (насосные);
3. По типу теплоносителя – воздушные, водяные, паровые, электрические, комбинированные;
4. По способу разводки – с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной;
5. По способу присоединения приборов – однотрубные, двухтрубные, комбинированные;
6. По типу применяемых приборов – конвекционные, лучистые, конвекционно-лучистые;
7. По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах – тупиковые и попутные;
8. По гидравлическим режимам – с постоянным и изменяемым режимом.
9. По величине перепада температур в подающей и обратной магистрали – бифилярные системы.
10. По времени работы – постоянно работающие на протяжении отопительного периода и периодические (в том числе и аккумуляционные) системы отопления.

Все эти признаки системы в реальности, как правило, смешиваются – например, водяная система с нижней разводкой, тупиковая, с изменяемой гидравликой, с нагревательными приборами – конвекторами, электрическая – прямого действия и воздушная или водяная системы отопления.

Таким образом, в качестве задач, которые должны решаться с помощью систем отопления можно указать:

1. Система отопления должна возмещать потери тепла помещения через все его ограждающие конструкции;
2. Система отопления должна независимо от колебаний наружной температуры поддерживать внутри помещения установленную температуру;
3. Температура внутреннего воздуха должна быть возможно равномерной как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях (по горизонтали разница температур не должна превышать 2 °С, по вертикали – 1 °С на 1 метр высоты помещения);
4. Внутренние поверхности должны иметь температуру, приближающуюся к температуре воздуха в помещении и обеспечивать минимальное время нагрева элементов высокой тепловой аккумуляции;
5. Система отопления должна обеспечивать достижение максимального теплоиспользования в течение всего отопительного периода.

Кроме требований, необходимых для решения указанных задач, к системам отопления предъявляется ряд дополнительных требований:

а) санитарно-гигиенические;
б) технико-экономические;
в) архитектурно-строительные;
г) монтажно-эксплуатационные;
д) эстетические.

Наиболее важными являются санитарно-гигиенические и монтажно-эксплуатационные требования, которые обуславливаются необходимостью поддерживать заданную температуру в помещениях в течение отопительного сезона. По этому показателю преимущество перед другими видами имеют воздух и вода, так как при использовании горячего воздуха можно постоянно поддерживать равномерной температуру каждого отдельного помещения путем быстрого изменения его температуры, а при использовании воды, поддерживать равномерную температуру помещения путем регулирования подаваемой в отопительные приборы воды с помощью термических регуляторов и регуляторов расхода теплоносителя в стояках. Важным санитарно-гигиеническим требованием является также ограничение температуры на поверхности нагревательных приборов, так как при температуре свыше 60 °C начинается разложение, и сухая возгонка органической пыли в помещении с их поверхности. В связи с этим, наиболее неблагоприятными являются системы отопления с теплоносителями пар и электровоздухонагреватели.

Технико-экономические требования – это простота устройства системы, наименьший расход материалов и трудовых затрат при монтаже и эксплуатации.

Архитектурно-строительные и эстетические требования сводятся к тому, чтобы отдельные элементы отопительных установок не нарушали внешнего архитектурного облика и дизайн здания, гармонировали с внутренней отделкой помещений и не занимали излишних площадей. Необходимо также учитывать теплотехнические характеристики здания, его геометрию.

Современная система отопления должна не только восполнять теплопотери, но и своевременно реагировать на возможные теплопоступления в помещение (например, присутствие 1 взрослого человека почти равноценно 1 секции чугунного радиатора), при этом повышаются требования к распределению тепла в объеме помещения, что возможно только при учете взаимодействия системы отопления с ограждающими конструкциями и их температурным режимом.

Повышение теплозащитных качеств ограждающих конструкций заключается в увеличении их сопротивления теплопередачи до нормативных значений, действующих в настоящее время. Это достигается утеплением стен теплоизоляционными материалами, которые должны защищаться от наружных воздействий защитно-декоративным слоем, способным при необходимости сохранить или улучшить архитектурно-художественный облик здания или помещения.

В практике устройства дополнительной теплозащиты стен существует два основных способа ее расположения: с наружной или внутренней стороны стены. Иногда встречается конструктивно-технологическое решение устройства теплозащиты зданий с расположением утеплителя с наружной и внутренней стороны стены одновременно.

Конкретный вариант расположения теплозащиты устанавливается на основе анализа всех возможных способов ее устройства с учетом их достоинств и недостатков

— осуществляется защита стен от переменного замерзания и оттаивания, а так же и от других атмосферных воздействий;
— выравниваются температурные колебания основного массива стены;
— увеличивается долговечность конструкций стены;
— температурный ноль сдвигается во внешний теплоизоляционный слой;
— возрастает теплоаккумулирующая способность массивной стены.

При внутреннем утеплении несущая стена промерзает что способствует снижению коэффициента ее термосопротивления, появлению избытка влаги и ускоренному старению ограждающей конструкции.
Если утеплитель размещен с внутренней стороны ограждающей конструкции. Для подвального помещения такой способ утепления наиболее обоснован. Утеплять стены с внутренней стороны помещения во вновь строящемся здании экономически неэффективно.

Если утеплитель размещен снаружи ограждающей конструкции. При размещении утеплителя снаружи его необходимо защищать от атмосферных воздействий. Можно выделить два подхода:

-это наиболее часто применяемая защита из специального штукатурного состава без воздушной прослойки
-защита из специальных плит с воздушной прослойкой, так называемая система вентилируемого
фасада.

Устройство дополнительной теплоизоляции снаружи лучше защищает стену от переменного замерзания и оттаивания. Выравниваются температурные колебания массива стены, что препятствует появлению деформаций, особенно нежелательных при крупнопанельном домостроении. Точка росы сдвигается в наружный теплоизоляционный слой, внутренняя часть стены не отсыревает.

Другим достоинством наружной теплоизоляции является увеличение теплоаккумулирующей способности массива стены. Так, если произойдет отключение источника теплоснабжения при наружной изоляции, кирпичная стена будет остывать примерно в 6 раз медленнее, чем при внутреннем слое теплоизоляции такой же толщины. Установка теплоизоляции снаружи позволяет также снизить расходы на ремонт поврежденных стен.

Использование навесных конструкций позволяет, с одной стороны, “одеть” фасад в современные отделочные материалы, а с другой — улучшить теплотехнические характеристики ограждающей конструкции и защитить ее от вредных атмосферных воздействий.

Существенными недостатками этого варианта является необходимость устройства по теплоизоляции надежного защитного слоя, а также использование при выполнении работ дорогостоящих средств подмащивания

В настоящее время при теплоснабжении высокотемпературной водой считается оправданным стремление повышать расчётную температуру и скорость движения теплоносителя в системах отопления. Это делают для уменьшения площади поперечного сечения теплопроводов и нагревательной поверхности приборов и калориферов. Однако повышение температуры теплоносителя в большинстве случаев препятствуют санитарно-гигиенические требования, предусматривающие нормативное ограничение высшего значения температуры теплоносителя в системе отопления того или иного здания.

Создание работоспособных систем отопления, устойчиво распределяющих теплоту по всем помещениям, ещё не означает достижения основной цели отопления − обеспечения благоприятного самочувствия и высокой жизнедеятельности людей в холодный период года путём поддержания комфортных температурных условий в помещениях. Для достижения этой цели в конкретном здании требуется увеличивать или уменьшать теплоотдачу в помещения в связи с отклонением от тех изменений погоды и теплопоступлений, которые были учтены при проектировании системы отопления. На систему отопления возлагается дополнительная эксплуатационная задача — устранять дисбаланс теплоты, возникающий из-за случайных внешних и внутренних воздействий на тепловой режим помещений, с тем чтобы изменения температуры воздуха в помещениях не превышало ±2 °С.

Эта задача может быть решена, если конструкция системы будет приспособлена к проведению местного и индивидуального регулирования температуры и количества теплоносителя. Естественно, верхний предел подачи тепла всегда будет ограничен тепловой мощностью системы в целом или отдельных её частей, агрегатов и приборов (котлом, конвекторами, радиаторами отапливаемыми поверхностями ).

Для компенсации тепловых потерь, возникающих в зданиях и сооружениях в переходный и зимний периоды года, используются системы отопления. Любая система отопления предназначена для поддержания в помещениях отапливаемого здания нормируемых значений внутренней температуры и состоит из трех основных элементов: теплогенерирующего центра, в котором теплоносителю передается расчетное количество тепла, система трубопроводов для перемещения по ним теплоносителя и отопительных приборов, передающих тепло от теплоносителя внутреннему воздуху помещений.

В системах отопления в качестве теплоносителя применяют воду, незамерзающие смеси, насыщенный водяной пар, воздух, а в панельно-излучающих системах – перегретую воду, незамерзающие смеси и электроэнергию. В последнее время все большее распространение получили теплоносители на основе гликолей.

В последнее время все более широкое применение находят растворы многоатомных спиртов, в том числе пропиленгликоля (ПГ), этиленгликоля, глицерина, что особенно характерно для систем центрального кондиционирования и частного отопления. При проектировании систем с гликолевыми теплоносителями следует учитывать их физико- химические особенности.

Водные растворы этиленгликоля и пропиленгликоля имеют отличные от воды теплофизические свойства — теплоемкость, плотность, теплопроводность, химическую активность и т.п., которые должны быть учтены при подборе оборудования, гидравлическом расчете систем холодоснабжения.

Пропиленгликоль и этиленгликоль имеют молекулярный размер меньший, чем у чистой воды. Это свойство может привести к образованию утечек в уплотнениях (особенно при низких температурах теплоносителя и высоких концентрациях гликоля) и требует более внимательного подхода к выбору насосного оборудования и его размещению. В ряде случаев стандартные насосы рассчитаны на максимальное содержание гликоля 30 — 40%, более высокие концентрации требуют замены стандартных уплотнений на специальные. По возможности насосы следует размещать в частях системы с более высокой температурой теплоносителя. Также не рекомендуется применять трубы из оцинкованной стали в системах с гликолевыми теплоносителями.

Вместо традиционно использовавшихся в системах отопления и горячего водоснабжения стальных (черных и оцинкованных) труб широко используются медные (труды из нержавейки) и полимерные трубы. Гидравлическое сопротивление систем, смонтированных из этих труб значительно меньше, что позволяет увеличить скорость движения теплоносителя, то есть обеспечить большую пропускную способность при одинаковом сечении трубы.

В качестве отопительных приборов рекомендуется использовать радиаторы или конвекторы различных конструкций, имеющих сертификат соответствия. При этом:

— полная высота отопительного прибора должна быть меньше расстояния от чистого пола до низа подоконной доски (или низа оконного проема при ее отсутствии) на величину не менее 110 мм;
— длина отопительного прибора должна быть 0,9 — 0,5 ширины оконных проемов отапливаемых помещений;
— отопительный прибор должен быть удобен в эксплуатации и, в первую очередь, доступен для очистки от пыли.

При разнообразии архитектурно-конструктивных решений отдельных отапливаемых помещений дома (например, наличие зимнего сада, бассейна и др.) допускается использование в одной системе отопления отопительных приборов различных типов.

На подводке к отопительному прибору следует предусматривать установку термостата или ручного регулировочного крана.

Установка у отопительных приборов систем отопления с механическим побуждением (насосом) в качестве регулирующей арматуры автоматических терморегуляторов (термостатов) является предпочтительной

Размещение запорной и спусковой арматуры должно обеспечивать возможность отключения и опорожнения системы и ее отдельных частей.

Вентили, имеющие видимые устройства для определения положения запорного клапана, выраженного в числах оборотов маховика, и у которых для каждого положения определены характеристики сопротивления называются балансировочными

Балансировочные вентили применяются:

• для гидравлической увязки параллельных циркуляционных контуров в проектах систем отопления и горячего водоснабжения;
• для создания фиксированного гидравлического сопротивления, что позволяет создать необходимый перепад давления перед терморегуляторами, то есть обеспечить регулирование теплоотдачи нагревательных приборов для поддержания заданной температуры в помещении;
• для определения фактических расходов воды на тех участках трубопроводной системы, на которых установлены вентили.

Для определения фактического расхода воды через установленный на трубопроводе балансировочный вентиль пользуются преобразованной формулой:

Для определения расхода воды нужно измерить разность давлений ΔP, кПа, до и после вентиля, найти в каталоге значение KV при известном числе оборотов маховика и выполнить вычисление по формуле (1). Для возможности вычисления расходов воды производители балансировочных вентилей выпускают их в модификациях с патрубками для присоединения датчиков давления или импульсных трубок измерительных компьютеров, последние позволяют получить данные по расходу теплоносителя.

Ручные балансировочные вентили хорошо справляются с гидравлической увязкой только при постоянных расходах воды в стояках. При установке РТК (радиаторных термостатических клапанов) нужно исходить из возможности уменьшения расхода воды в режиме, когда часть клапанов закроется. В этом случае при фиксированном положении маховика балансировочного вентиля перепад давления на остальных термостатических клапанах данного циркуляционного кольца, может увеличиться, что в некоторых случаях вызывает возникновение шума.

Чтобы избежать этого, при проектировании современных отопительных систем используют автоматические регуляторы расхода и регуляторы перепада давления.

Необходимо также отметить, что отличительной особенностью современных систем отопления является наличие регулирующего оборудования. Поскольку раньше использовались системы отопления с постоянными гидравлическими характеристиками, регулирование количества тепла, подаваемого системой отопления, выполнялось изменением температуры теплоносителя. При этом при запитке от централизованных систем теплоснабжения работа районных котельных и ТЭЦ также осуществлялась по температурному графику, в зависимости от наружной температуры . Но в связи с внесенным еще в 1991 году изменением No2 к СНиП 2.04.05-91 все нагревательные приборы должны быть оборудованы терморегуляторами. Кроме энергосберегающего эффекта это требование вызвало конфликт между системами отопления, которые перешли в разряд гидравлических изменяемых систем (то есть с количественным регулированием), и тепловыми сетями с постоянным гидравлическим режимом (при питании от централизованных систем районных котельных, ТЭЦ).Этот же конфликт можно рассматривать и в системе отопления частного дома. Заменив районную котельную на индивидуальный котел .Хотя индивидуальный котел имеет более разнообразную работу и может останавливать насос например при достижении определенной температуры в помещении.

Автономными (индивидуальными) системами теплоснабжения являются системы, в которых отсутствуют тепловые наружные сети, а выработка теплоты предназначена только для одного здания.

Теплоснабжение зданий в децентрализованных системах теплоснабжения может осуществляться:

— от автономного источника тепла (в том числе крышной котельной);
— от индивидуальных теплогенераторов систем поквартирного теплоснабжения.

Требуемая тепловая мощность котлов определяется в зависимости от функционального назначения – одноконтурные котлы (только для отопления) и двухконтурные (отопление и горячее водоснабжение).

В случаях, когда котел обеспечивает только отопительную нагрузку, Q КОТ.ОТ Вт, его следует подбирать на тепловую мощность, определяемую по формуле (2):

Q КОТ.ОТ = 1,1 (Q ТР + Q В — Q БЫТ ) (2)

где:
Q B — определяется по прил. 10 СНиП 2.04.05-91 .
Q БЫТ – суммарные бытовые выделения теплоты.
Q ТР – требуемое количество тепла.

Снижение температуры горячей воды (теплоносителя) в системе отопления требует увеличения площади нагревательных приборов (вследствие уменьшения температурного напора), увеличения диаметров магистральных трубопроводов, то есть увеличения эксплуатационных и капитальных затрат. То же можно сказать и о регулировании систем отопления – поскольку регуляторы устанавливаются в среднем положении на нагревательные приборы, то площадь последних необходимо увеличить на 15 — 20 % по сравнению с необходимой по расчету. То есть проблему энергосбережения жилых зданий необходимо рассматривать в комплексе всех составляющих тепловой системы.

Размещение теплогенерирующих агрегатов предусматривается:

(лучше всего уточнить по действующим на настоящий момент СНИПам и ГОСТам,связано с постоянным введением новых требований)

— на кухне при мощности котла до 60 кВт независимо от наличия газовой плиты и газового водонагревателя;

Основные требования к индивидуальным теплогенераторам

Индивидуальные системы теплоснабжения применяются для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения квартир в жилых зданиях, в том числе имеющих встроенные помещения общественного назначения.

В качестве источников теплоты систем поквартирного теплоснабжения следует применять индивидуальные теплогенераторы — автоматизированные котлы полной заводской готовности на различных видах топлива, в том числе на природном газе, работающие без постоянного обслуживающего персонала.

Для многоквартирных жилых домов и встроенных помещений общественного назначения следует применять теплогенераторы:

— с закрытой (герметичной) камерой сгорания;
— с автоматикой безопасности, обеспечивающей прекращение подачи топлива при прекращении подачи электроэнергии, при неисправности цепей защиты, при гашении пламени горелки, при падении давления теплоносителя ниже предельно допустимого значения, при достижении предельно допустимой температуры теплоносителя, при нарушении дымоудаления;
— с температурой теплоносителя до 95 °С;
— с давлением теплоносителя до 1,0 МПа.

В квартирах теплогенераторы общей теплопроизводительностью до 35 кВт можно устанавливать в кухнях, коридорах, в нежилых помещениях, а во встроенных помещениях общественного назначения — в помещениях без постоянного пребывания людей.

— в отдельном помещении на любом этаже (в том числе подвальном или цокольном) при их суммарной мощности для систем отопления и горячего водоснабжения до 150 кВт;

— в отдельном помещении первого или цокольного этажа, а также в помещении, пристроенном к жилому дому, при их суммарной мощности для системы отопления и горячего водоснабжения до 500 кВт.

При размещении тепловых агрегатов суммарной мощностью до 150 кВт в отдельном помещении, расположенном на любом этаже жилого здания, помещение должно отвечать следующимтребованиям:
— высота не менее 2,5 м;
— объем и площадь помещения из условий удобного обслуживания тепловых агрегатов и вспомогательного оборудования, но не менее 15 м3;
— помещение должно быть отделено от смежных помещений ограждающими стенами с пределом огнестойкости 0,75 ч, а предел распространения огня по конструкции равен нулю;
— естественное освещение из расчета остекления 0,03 м2 на 1 м3 помещения;
— в помещении должна предусматриваться вентиляция из расчета: вытяжка в объема 3-кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки плюс количество воздуха на горение газа (при заборе воздуха на горение из помещения);
— объем и площадь помещения из условий удобного обслуживания тепловых агрегатов и вспомогательного оборудования.
При размещении тепловых агрегатов суммарной тепловой мощностью до 500 кВт в пристройке к жилым зданиям помещение пристройки должно отвечать следующим требованиям:
— пристройка должна размещаться у глухой части стены здания с расстоянием по горизонтали от оконных и дверных проемов не менее 1 м;
— стена пристройки не должна быть связана со стеной жилого здания;
— ограждающие стены и конструкции пристройки должны иметь предел огнестойкости 0,75 ч, а предел распространения огня по конструкциям равен нулю;
— высота — не менее 2,5 м;
— объем и площадь помещения — из условий удобного обслуживания теплогенераторов и вспомогательного оборудования;
— естественное освещение — из расчета остекления 0,03 м2 на 1 м3 объема помещения;
— в помещении должна предусматриваться вентиляция из расчета: вытяжка в объеме 3-кратного воздухообмена помещения в час, приток в объеме вытяжки плюс количество воздуха на горение газа (при заборе воздуха на горение из помещения);
— оно должно иметь сигнализацию загазованности.
Дымоходы от котлов должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91 . Дымоходы могут выполняться в пределах дома или быть пристроены с наружной стороны здания. Присоединение котлов к дымоходам осуществляется трубами, изготовляемыми из кровельной стали толщиной не менее 1 мм, или унифицированными элементами, поставляемыми в комплекте с котлом. Конструкции дымоходов также могут быть промышленного изготовления и поставляться в комплекте с котлом.

Дымоходы, проложенные снаружи здания, должны быть теплоизолированы по всей длине.

Теплогенераторы общей теплопроизводительностью свыше 35 кВт следует размещать в отдельном помещении. Общая теплопроизводительность установленных в этом помещении теплогенераторов не должна превышать 100 кВт.

Забор воздуха для горения должен осуществляться:

— для теплогенераторов с закрытыми камерами сгорания — воздуховодами непосредственно снаружи здания;
— для теплогенераторов с открытыми камерами сгорания — непосредственно из помещений, в которых установлены теплогенераторы.

Дымоход должен иметь вертикальное направление и не иметь сужений. Запрещается прокладывать дымоходы через жилые помещения.

К коллективному дымоходу могут присоединяться теплогенераторы одного типа (например, с закрытой камерой сгорания с принудительным дымоудалением), теплопроизводительность которых отличается не более, чем на 30 % в меньшую сторону от теплогенератора с наибольшей теплопроизводительностью.

К одному коллективному дымоходу следует присоединять не более 8 теплогенераторов и не более одного теплогенератора на этаж.

В помещениях теплогенераторов с закрытой камерой сгорания следует предусматривать общеобменную вентиляцию по расчету, но не менее одного обмена в 1 ч. В помещениях теплогенераторов с открытой камерой сгорания следует учитывать также расход воздуха на горение топлива, при этом система вентиляции не должна допускать разряжения внутри помещения, влияющего на работу дымоудаления от теплогенераторов.

При размещении теплогенератора в помещениях общественного назначения следует предусматривать установку системы контроля загазованности с автоматическим отключением подачи газа для теплогенератора при достижении опасной концентрации газа в воздухе — свыше 10 % нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПРП) природного газа.
В настоящее время применение местных автономных теплогенераторов (для отопления квартиры или дома) возможно при одновременной выработке двух и более видов энергии (тепловой, электрической энергии)
Перспективно использование приведенных ниже схем с использованием биотоплива ТТ котла и солнечного коллектора.