Классификация систем отопления

Характеристика систем отопления

Общие положения

Система отопления – это совокупность взаимосвязанных конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи теплоты в обогреваемые помещения здания.

Основные конструктивные элементы системы отопления: теплоисточник (теплогенератор при местном или теплообменник при централизованном теплоснабжении), предназначенный для получения теплоты; теплопроводы (элементы для переноса теплоты от теплоисточника к отопительным приборам); отопительные приборы (элементы для передачи теплоты в помещение).

Перенос по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой или газообразной среды. Жидкая (вода или специальная незамерзающая жидкость – антифриз) или газообразная (пар, воздух) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем.

Расчетная тепловая система отопления выявляется в результате сопоставления теплового баланса в обогреваемых помещениях при расчетной температуре наружного воздуха – средней температуре наиболее холодной пятидневки t_н.р с обеспеченностью k_об = 0,92 (рис. 1.1). Расчетная тепловая мощность в течение отопительного сезона, продолжительностью D z_о.с, должна использоваться частично при текущей температуре наружного воздуха t_н.i и только при t_н.р – полностью.

Требования, предъявляемые к системам отопления:

— санитарно-гигиенические: поддержание заданной температуры воздуха и внутренних поверхностей ограждений помещений во времени при допустимой подвижности воздуха; ограничение температуры поверхности отопительных приборов;

— экономические: минимальные капитальные вложения, экономный расход тепловой энергии при эксплуатации;

— архитектурно-строительные: компактность; увязка со строительными конструкциями;

— производственно-монтажные: минимальное количество унифицирован-ных узлов и деталей; механизация их изготовления; сокращение ручного труда при монтаже;

— эксплуатационные: эффективность действия в течение всего периода работы; долговечность, ремонтнопригодность, безотказность; безопасность и бесшумность действия.

Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, от которых зависит поддержание заданной температуры в помещениях в течение отопительного сезона.

Рис. 1.1. Изменение среднесуточной температуры наружного воздуха в течение года в Москве:

t_п – температура помещения; t_н1 – минимальная среднесуточная температура наружного воздуха

Классификация систем отопления

Системы отопления подразделяются на местные и центральные.

В местных системах для отопления, как правило, одного помещения все три элемента конструктивно объединяются в одной установке, непосредственно в которой происходит получение, перенос и передача теплоты в помещение. Примером местной системы отопления являются отопительные печи, конструкции и расчет которых будут рассмотрены далее, а также системы отопления с использованием электрической энергии.

Центральными называются системы, предназначенные для отопления группы помещений из единого теплового центра. Котлы или теплообменники могут размещаться непосредственно в обогреваемом здании (в котельной или местном тепловом пункте) либо вне здания – в центральном тепловом пункте (ЦТП), на тепловой станции (отдельно стоящая котельная) или ТЭЦ.

Теплопроводы центральных систем подразделяются на магистрали (подающие, по которым подается теплоноситель, и обратные, по которым отводится охладившийся теплоноситель), стояки (вертикальные трубы) и ветви (горизонтальные трубы), связывающие магистрали с подводками к отопительным приборам.

Центральная система отопления называется районной, когда группа зданий отапливается из отдельно стоящей центральной тепловой станции. Теплоноситель (как правило, вода) нагревается на тепловой станции, перемещается по наружным (t₁) и внутренним (внутри здания t_г

Дата добавления: 2016-01-07 ; просмотров: 4738 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Классификация систем отопления, виды и назначение

Согласно нормативам, те помещения, в которых люди находятся более 2 часов подряд, должны в обязательном порядке отапливаться. В таких зданиях обустраиваются системы, основным назначением которых является поддержание оптимальной температуры в холодное время года. Видов отопительных сетей существует несколько.

По каким признакам могут подразделяться

Классификация систем отопления может производиться по нескольким признакам:

месту расположения нагревательного оборудования;

виду используемого теплоносителя.

Также такие сети могут подразделяться по типу применяемого оборудования и конструкции.

Виды отопительных систем по месту расположения нагревательного агрегата

В этом плане различают сети:

Называется такая классификация систем отопления — «по радиусу действия». Первый тип сетей используется для обогрева большого количества зданий. Нагревательное оборудование в данном случае располагается в отдельно стоящих постройках. К примеру, именно такая система предусматривается для отопления квартир городских многоэтажек, цехов предприятий, офисов.

В автономных системах нагревательное оборудование устанавливается непосредственно в том здании, за создание комфортного микроклимата в котором зимой и отвечает. Котлы и другое оборудование в данном случае, конечно же, используются менее мощные и дорогие.

Классификация систем отопления и их виды: автономные сети

Инженерные коммуникации этого типа чаще всего используются для обогрева малоэтажных загородных зданий. Также их зачастую обустраивают в разного рода хозяйственных постройках, гаражах и банях.

Классификация систем отопления зданий малой этажности производится прежде всего по виду используемого нагревательного оборудования. В старых небольших загородных жилых зданиях иногда обустраивается печное отопление. Но чаще всего в жилых частных домах в наше время используются все же автономные магистральные сети, за поддержание нужной температуры теплоносителя в которых отвечают котлы.

Иногда в качестве нагревательного оборудования в частных домах также используются электрические радиаторы, калориферы или тепловые пушки. В некоторых случаях в таких зданиях могут обустраиваться и комбинированные сети с котлом и, к примеру, печью или камином.

Классификация систем центрального отопления

Сети этого типа подразделяются на:

В первом случае теплоноситель для обогрева зданий отбирается непосредственно из водовода. В закрытых системах вода сначала нагревается в теплообменнике ТЭЦ.

Виды по типу используемого теплоносителя

Чаще всего для обогрева жилых или производственных помещений используются сети:

Классификация систем отопления в данном случае производится по типу используемого теплоносителя. Помимо водяных, паровых и воздушных, в строениях иногда могут использоваться сети, к примеру, радиационные, газовые, электрические. Печное отопление по-другому называют огневоздушным.

Что представляют собой водяные системы отопления

Такие сети считаются оптимальным вариантом для обогрева жилых зданий. Как в частных домах, так и в городских многоэтажках в подавляющем большинстве случаев монтируются именно водяные системы отопления.

В производственных помещениях такие сети также используются достаточно часто. Единственное — их нельзя монтировать в зданиях, предназначенных для хранения таких химических веществ, к примеру, как:

литий и некоторые другие.

То есть такие отопительные сети не собираются там, где хранятся или используются в производственном процессе вещества, способные возгораться при контакте с водой.

В качестве нагревательного оборудования в системах этого типа чаще всего используются котлы. Вода в сетях этого типа циркулирует по трубам, протянуты по помещениям. Непосредственно же за обогрев здания отвечают радиаторы отопления, установленные в комнатах или цехах.

Основным преимуществом водяных систем является то, что батареи и трубы в данном случае не разогреваются слишком сильно. Следовательно, и исключается возможность появления ожогов при случайном контакте с ними. Также на батареях и магистралях таких сетей не горит и не спекается пыль.

Два основных типа водяных систем

В жилых зданиях, в свою очередь, могут использоваться водяные сети:

с естественным током теплоносителя;

с принудительным током.

В этом случае классификация систем отопления производится по способу передвижения теплоносителя по трубам. В сетях первого типа вода от котла и обратно к нему перемещается под действием силы гравитации. В таких коммуникациях используются трубы значительного диаметра. Магистрали же при этом собираются с небольшим уклоном.

В системах отопления принудительного типа за передвижение теплоносителя отвечает циркуляционный насос. Такие сети, хотя и являются энергозависимыми, обустраиваются в жилых, офисах и производственных зданиях чаще всего. Трубы в таких коммуникациях обычно имеют не слишком большое сечение и не портят внешнего вида помещений. Преимуществом систем с принудительной циркуляцией воды, по сравнению с гравитационными, является, помимо всего прочего, и то, что их можно обустраивать в зданиях значительной площади и этажности.

Иногда вместо воды в системах отопления в качестве теплоносителя используется антифриз — вещество, не замерзающее при температуре внешней среды ниже нуля. Такие сети монтируются в тех зданиях, которые посещаются людьми лишь время от времени. При использовании антифриза в качестве теплоносителя при отключении котла зимой исключается возможность размораживания труб и другого оборудования системы.

Типы по конструкции

Помимо всего прочего, в зданиях могут обустраиваться сети:

В этом случае классификация систем водяного отопления производится по типу разводки контура в помещениях. В сетях первого типа теплоноситель подается от котла и возвращается к нему по одной закольцованной магистрали. Радиаторы в таких коммуникациях подключаются последовательно. Основным недостатком систем этого типа является неравномерный нагрев помещений. Ведь последние батареи при использовании такой схемы нагреваются хуже расположенных ближе к котлу. Для компенсации этого недостатка при монтаже однотрубных систем приходится использовать специальную регулирующую и запорную арматуру.

В двухтрубных системах вода в контур отопления поступает по одной трубе, а возвращается — по другой. Все радиаторы в сетях этого типа разогреваются до одинаковой температуры. Но монтировать такие системы сложнее, чем однотрубные. К тому же и обходится их сборка дороже.

Коллекторные системы водяного отопления обычно монтируются в домах выше одного этажа. Магистраль от котла в данном случае подводится сначала к распределительной гребенке. Далее уже от такого коллектора монтируются отдельные контуры на каждый радиатор и другие потребители.

Виды используемого оборудования

Классификация систем водяного отопления, таким образом, может производиться по разным признакам. Но и само оборудование в такие сети может включаться разное. В большинстве случаев при обустройстве систем отопления в жилых и производственных зданиях в качестве основного нагревательного оборудования используются котлы. Такие агрегаты, в свою очередь, могут быть паровыми или водяными.

По виду используемого топлива же котлы подразделяются на:

Также в зданиях могут устанавливаться электрические агрегаты этого типа.

В конструкцию любой водяной системы отопления в обязательном порядке включается расширительный бак. Вода при перепадах температур, как известно, способна увеличиваться в объеме. В результате в магистрали системы отопления создается слишком большое давление, что может привести к порче оборудования и разрыву труб.

Для компенсации давления в водяных системах отопления и используются расширительные баки. По виду такого оборудования сети этого типа классифицируются на:

В первом случае расширительные баки устанавливают обычно на значительной высоте от уровня котла. Представляют они собой открытые устройства.

В закрытых системах отопления используются герметичные расширительные баки. Устанавливается оборудование этого типа рядом с котлом. В обоих случаях бачки чаще всего монтируются на трубе обратки, то есть на той магистрали, по которой уже остывший теплоноситель возвращается в нагревательный агрегат.

Классификация циркуляционных насосов систем отопления выглядит примерно следующим образом:

оборудование с «сухим» ротором;

приборы с «мокрым» ротором.

Второй тип насосов обычно используется для перекачки небольших объемов теплоносителей. Основным преимуществом такого оборудования является простота в установке и использовании.

Насосы с «сухим» ротором отличаются высоким КПД и нетребовательностью к качеству теплоносителя. Но такое оборудование является довольно-таки шумным.

Классификация приборов систем отопления может производиться и по особенностям их конструкции. В этом плане различают насосы:

консольные, монтируемые на фундаменте;

блочные, комплектуемые двигателями с воздушным охлаждением;

inline, с патрубками, находящимися на единой оси.

Радиаторы в системах отопления могут использоваться чугунные, алюминиевые или биметаллические.

Что представляет собой паровая система отопления

Такие системы по принципу работы сходны с водяными. Единственное, в сетях этого типа по контуру разводки циркулирует не вода, а пар. Основным преимуществом таких сетей является практически стопроцентный КПД. Недостатками же паровых систем считаются:

невозможность регулировки температуры нагрева радиаторов;

слишком сильный нагрев батарей и труб;

сравнительно недолгий срок службы оборудования.

Паровые сети

Классификация паровых систем отопления производится по показателям давления пара в магистралях. Различают сети этого типа:

Инженерные коммуникации первого типа используются для отопления зданий большой площади. Также такие системы монтируются в том случае, если теплоноситель приходится подавать на значительные расстояния. Системы низкого давления монтируются в домах малой площади. Вакуумные сети могут использоваться для автономного обогрева как жилых зданий, так и производственных.

Виды воздушных сетей

Такие сети также иногда используются для обогрева офисных, производственных и жилых помещений. Классификация систем воздушного отопления производится:

по способу передачи нагретого воздуха;

В первом случае различают:

системы с естественной циркуляцией;

По принципу работы воздушные сети могут быть:

с полной рециркуляцией;

с частичной рециркуляцией.

В качестве основного нагревательного оборудования в таких сетях используются калориферы. В системах с полной рециркуляцией воздух по каналам направляется в помещения, а затем возвращается обратно в калорифер. В прямоточных сетях после прохождения через комнаты и отдачи тепла он удаляется на улицу. Далее снаружи забирается новая порция воздуха. В системах с частичной рециркуляцией через калорифер одновременно проходят воздух, поступающий и из помещений, и с улицы.

Конвекторные и радиационные системы

Производиться классификация систем отопления зданий может и по типу используемых для обогрева радиаторов. Батареи, устанавливаемые непосредственно в помещениях, бывают:

Чаще всего в жилых домах монтируется первый тип радиаторов. Тепло окружающей среде такие батареи передают путем конвекции. Соприкасаясь с поверхностью радиатора этого типа, воздух нагревается и начинает подниматься вверх. Отдавая тепло окружающим предметам, воздух снова опускается вниз. Здесь он снова соприкасается с поверхностью радиатора.

Радиационные батареи работают по другому принципу. Такие приборы излучают в окружающее пространство инфракрасные лучи. В результате происходит нагрев не воздуха, а непосредственно расположенных в зоне действия радиатора предметов.

Обогрев теплиц

Классификация систем отопления теплиц может производиться по следующим признакам:

типу используемого теплоносителя;

виду применяемого оборудования.

По типу теплоносителя все отопительные сети, используемые в таких сооружениях, подразделяются на:

По виду применяемого оборудования они бывают:

Работают системы отопления теплиц примерно по тому же принципу, что и сети жилых зданий.

Какое оборудование может использоваться в теплицах

Обуславливается выбор конкретного типа системы отопления для теплицы в первую очередь ее размерами. Водяные и воздушные сети с котлами, к примеру, монтируются, конечно же, только в значительных по площади производственных сооружениях этого типа.

Небольшие частные теплицы чаще всего отапливаются электрическими или газовыми обогревателями.

При этом в первом случае могут использоваться приборы как конвекторного типа, так и инфракрасные. Второй тип обогревателей для таких сооружений считается более предпочтительным. Инфракрасное излучение имеет ту же природу, что и солнечный свет.

Иногда в теплицах, обустраиваемых на загородных участках, может устанавливаться и огневоздушное отопительное оборудование — то есть небольшие печи. В данном случае обогрев производится или с использованием дров, или же угля.

Вместо заключения

Подразделяться сети, отвечающие за обогрев зданий, таким образом, могут по таким признакам, как вид используемого оборудования, способы разводки контура, тип теплоносителя, назначение. О классификации систем отопления представление иметь стоит в том числе и владельцам загородных жилых домов. В случае необходимости это поможет выбрать для своего дома наиболее оптимальный вариант сети.