Системы квартирного отопления

Квартирной системой водяного отопления является система с естественной циркуляцией, предназначенная для отопления одной или нескольких квартир, расположенных в одном этаже. Главное отличие этой системы отопления от описанных выше в том, что в данной системе центр нагревательного котла часто находится выше центра радиаторов отопления, то есть в циркуляционном напоре гравитационная составляющая (h) отсутствует либо имеет отрицательные значения. Подставляя отрицательное или нулевое значение высоты (h) в формулу на рисунке 1 получаем отрицательный или нулевой циркуляционный напор (Р_ц). Такая отопительная система называется «зажатой». Движение теплоносителя в ней обеспечивается только за счет снижения плотности и увеличении объема нагретой воды. Верх радиаторов горячий, низ — холодный.

Как же заставить циркулировать теплоноситель в системах квартирного отопления, «разжать» систему? Во-первых, как уже говорилось, нужно постараться установить котел как можно ниже, например, сделав в полу приямок так, чтобы входной патрубок обратки на котле оказался на одном уровне с трубой обратки системы. Во-вторых, для использования силы тяжести воды на преодоление внутренних сопротивлений труб и радиаторов, уклоны подающих и отводящих трубопроводов делают не менее 0,005 (хотя бы подающих, на отводящих, чаще всего, сделать рекомендуемый уклон не удается, но постараться нужно). В-третьих, для того, чтобы в полной мере использовать разницу плотностей горячей и охлажденной воды (вторая часть формулы рис.1), стояк с горячей водой утепляют до разводящей магистрали, а саму магистраль размещают под потолком квартиры. В системах, описанных в предыдущих главах, допускалось размещать утепленные разводящие магистрали по чердаку и подполью, в квартирном отоплении эту магистраль делают только под потолком и обязательно открытой и не утепленной. Таким образом, получается, что толстая труба подачи сама является отопительным прибором, а вместе с радиаторами фактический центр отопительных приборов поднимается выше центра котла и появляется циркуляционный напор. Иными словами, если рассматривать систему квартирного отопления в схематическом виде, то центр отопительных приборов часто находится ниже центра котла и вода по системе циркулировать не должна, но если учесть еще и трубы, подводящие горячую воду и отводящие охлажденную, то оказывается, что фактический центр отопительных приборов находится все-таки выше центра котла и теплоноситель будет циркулировать. Правда, циркуляционный напор в системах квартирного отопления весьма низок, поэтому для обеспечения нормальной циркуляции, рекомендуется использовать все доступные средства: силу тяжести воды (используя большие диаметры и крутые уклоны труб); разность плотностей горячего и холодного теплоносителя (утепление стояка); гравитационную составляющую (разность высот между центром отопительных приборов и центром котла); а так же, максимально снижать гидравлические сопротивления в трубах и радиаторах (выбирать трубы и приборы с наименьшим сопротивлением).

рис. 11. Схема квартирного отопления

Система водяного квартирного отопления состоит из котла, устанавливаемого на кухне; главного стояка, который изолируют для улучшения циркуляции и уменьшения тепловыделений на кухне; горячего подающего трубопровода, проложенного под потолком; горячих стояков, нагревательных приборов; обратных стояков и обратного трубопровода, проложенного под приборами (рис. 11). Расширительный сосуд устанавливают в отапливаемом помещении и соединяют с главным стояком. От расширительного сосуда прокладывают трубу к кухонной раковине. Она служит одновременно переливной, воздушной и сигнальной трубой. Для свободного удаления воздуха и спуска воды из системы подающий и обратный трубопроводы прокладывают с уклоном в сторону движения воды в трубопроводе. Воду из системы удаляют через спускной патрубок с вентилем, который устанавливают в самой низкой точке трубопровода. Наполняют систему из водопровода, обязательно вводя в узел запитки вентиль и обратный клапан, желательно включить в него и фильтр-грязевик.

3. Система квартирного водяного отопления

Квартирной системой водяного отопления является система с естественной циркуляцией, предназначенная для отопления одной или нескольких квартир, расположенных в одном этаже.

Для свободного удаления воздуха и спуска воды из системы подающую и обратную линии прокладывают с уклоном по движению воды в трубопроводе. Воду из системы спускают через спускной патрубок с вентилем. Напускают воду в систему из водопровода.

В данной системе центр нагревательного котла обычно находится выше центра нагревательных приборов. Поэтому вода в системе циркулирует за счет охлаждения в трубах и нагревательных приборах. Чем дальше стояк от котла, тем больше будет охлаждаться вода в разводящей магистрали и тем больше будет естественное давление, вызывающее циркуляцию воды на этом участке. Так как располагаемое давление в этой системе очень мало, трубопровод должен быть больших диаметров.

Для регулирования теплоотдачи нагревательных приборов у каждого из них устанавливают вентиль «Кос-ва», создающий меньшее сопротивление, чем кран двойной регулировки.

Для нагревания воды применяют чугунные котлы ВНИИСТО-Мч или газовые водонагреватели АГВ-80 и АГВ-120, устанавливаемые в кухне. Нагревать воду можно также змеевиками, радиаторами или водогрейными коробками, вмонтированными в плиты. -Нагревательными приборами служат радиаторы и конвекторы.

Насос для отопительной системы бывает нескольких видов: сухой и мокрый. В конструкции первого ротор не имеет контакта с водой, и от двигателя его отделяют специальные кольца. Когда двигатель запускается, кольца вращаются, и за счет тонкой водяной пленки происходит герметизация. Пружины толкают кольца друг к другу, из-за чего они изнашиваются, и срок их службы составляет около 3 лет. Они бывают трех видов: горизонтальные, блочные и вертикальные. После этого секции стягивают монтажными болтами одновременно по нижним и верхним головкам с таким расчетом, чтобы величина зазора между секциями после натяга была не более 2 мм.

В указанной последовательности собирают сначала правый, а затем левый пакеты. После сборки монтажные болты заменяют постоянными стяжными

болтами. Собранный котел испытывают гидравлическим давлением, равным полуторакратному рабочему давлению, но не менее 4 кгс/см2. Котел оставляют под давлением в течение 5 мин; при этом не должно быть потения стенок секций и течи в соединениях котла. При появлении течи или потения секций котел следует разобрать и собрать вновь.

После гидравлического испытания котел обмуровывают.

На 108 приведена принципиальная схема водогрейного котла «Энергия-6». Все водогрейные котлы производительностью свыше 350 000 ккал/ч должны быть оборудованы не менее чем двумя предохранительными клапанами диаметром 38 мм.

Рисунок 4: Схема водяной отопительной системы

Схемы отопительных систем разрабатываются при проектировании каждого здания. Часто повторяющийся элемент каждой схемы — это стояк, который является опорой всей системы. Поэтому в первую очередь рассчитывают высоту и длину стояка, исходя из габаритов здания.

Рисунок 6: Насос для системы отопления

Мокрые насосы состоят из пяти модулей: корпус, электродвигатель, стартер, рабочее колесо, коробка с клеммами, вал и ротор с подшипниками. Такие насосы имеют 1-фазный и 3-фазный двигатели. Его устанавливать лучше на обратном трубопроводе. К подшипнику постоянно должна поступать вода, так как в данном случае она выполняет роль смазки, и по этому вал всегда должен находиться в горизонтальном положении. § 55. Системы отопления с искусственной циркуляцией воды

Системы отопления с искусственной (насосной) циркуляцией воды отличаются от систем с естественной циркуляцией тем, что в сеть трубопроводов включен насос, обеспечивающий циркуляцию воды. В результате значительно увеличивается радиус действия этих систем, сокращаются диаметры трубопроводов и обеспечивается возможность присоединения систем, к тепловым станциям с повышенными параметрами теплоносителя.

В системах центрального отопления с насосной циркуляцией воды (113) нагретая в котле вода под действием насоса 9 по подающей магистрали 2 поступает в нагревательные приборы 6. Охлажденная в нагревательных приборах вода по обратным трубопроводам 7 и 8 поступает в циркуляционный насос, а затем в котел. Расширительный сосуд 3 служит для создания постоянного давления в системе. Кроме того, он воспринимает увеличивающийся при нагревании объем воды. Расширительную и циркуляционные трубы от расширительного сосуда присоединяют к обратной магистрали перед насосом. Расстояние между точками присоединения должно быть не менее 2 м. Отметка дна расширительного сосуда должна быть выше самой точки системы не менее чем на 800 мм.

В том случае, если группу зданий присоединяют к одному источнику теплоснабжения, расширительный сосуд устанавливают на самом высоком

здании. При этом необходимо, чтобы расширительная и циркуляционная трубы были присоединены к обратной магистрали так, чтобы при отключении любого здания расширительный сосуд не был отключен.

Для лучшего удаления воздуха из системы следует обеспечить попутное движение воды и воздуха, для чего подающую магистраль прокладывают с подъемом к дальнему стояку. Для удаления воздуха из системы в наиболее высоких местах устанавливают проточный воздухосборник 4. Для отключения стояков от системы у их основания устанавливают проходные пробковые сальниковые краны, а на подводках к приборам регулировочные краны.

Для постоянной циркуляции воды необходима непрерывная работа центробежного насоса. Поэтому в системах отопления с насосной циркуляцией устанавливают два насоса, один из которых является резервным. Насосы работают попеременно.

В насосных системах отопления вследствие охлаждения воды в приборах и трубах возникает также естественное давление. В случае прекращения подачи электроэнергии и остановки насосов благодаря есте-ственнсму давлению вода продолжает медленно циркулировать в системе. Эта циркуляция предотвращает быстрое повышение температуры воды в котяе и аварию его, а также временно обеспечивает некоторое прогревание приборов верхних этажей и предохраняет магистрали от замораживания.

Для уменьшения сопротивления движению воды у насосов устраивают обводную линию с параллельной задвижкой; если открыть задвижку, вода проходит по трубопроводу, минуя насосы.

В системах отопления применяют малонапорные, но большой производительности центробежные найёсй типа «К»-

Схема подключения отопления в квартире: какую выбрать

Из этой статьи вы узнаете:

Какие схемы отопления используются в квартире

Чем однотрубные схемы отопления в квартире отличаются от двухтрубных

Какие существуют схемы подключения радиаторов отопления в квартире

Сегодня многие владельцы квартир предпочитают автономное отопление. Данная отопительная система выгоднее и эффективнее централизованной. Принцип работы автономного оборудования следующий: вода, поступающая в батареи, нагревается с помощью газового котла. Какие схемы подключения отопления в квартире используются на практике? Об этом вы узнаете из нашей статьи.

Распространенные схемы отопления в квартире

Чтобы определить, какой способ отопления подобрать для вашей квартиры, нужно знать отличительные особенности разных отопительных систем. Проект системы отопления в каждом случае будет свой. Чаще всего используются следующие схемы отопления:

1. Коллекторная схема подключения батарей отопления в квартире. Нагретая вода поступает в батареи из распределительного коллектора. В данном случае можно регулировать температуру каждого радиатора. Если какой-то нагревательный элемент выйдет из строя, его легко заменить. Для этого не потребуется останавливать работу всей отопительной системы. Минусы данной схемы: придется устанавливать коллектор; для этой схемы разводки понадобится большое количество труб.
2. Двухтрубная схема отопления. Можно контролировать нагревание каждой батареи. Система независимая, каждый радиатор отключается. Двухтрубная система отопления устроена основана на том, что к каждой из батарей подключены две трубы. Для подачи горячей воды используется одна труба, а для обратки другая.
3. При однотрубной схеме подключения отопления радиаторы в квартире устанавливаются последовательно. Сначала теплоноситель поступает в первую батарею, затем во вторую, третью и так далее. Первый радиатор самый горячий. Температура последней батареи будет ниже всех в цепи. Недостаток данной схемы: нельзя регулировать нагрев отдельного радиатора. Плюс: низкая цена, так как труб требуется не много.

Читайте также:  Как использовать маты для теплого пола

Оборудование, которое понадобится для каждой схемы подключения отопления в квартире:

• газовый котел;
• металлопластиковые или пропиленовые трубы;
• головки термостатические;
• обратный клапан;
• клапан термостатический;
• кран шаровой для воды;
• батареи;
• бак расширительный объемом 18 л;
• группа безопасности;
• прямоточный кран для радиаторов;
• кран Маевского;
• шаровые краны;
• заглушки или футорки;
• насос циркуляционный.

Диаметр полипропиленовых труб для подачи и циркуляции горячей воды в системе должен быть 32 мм. Размер поперечного сечения труб, которые отходят от основной магистрали к радиаторам, может быть 20 мм. Профессионалы советуют в схеме отопления квартиры использовать не только трубы, но и краны из пропилена. Срок службы пропиленовых деталей выше, чем у металлических.

Как устроена однотрубная схема отопления квартиры

Рассмотрим однотрубную схему подключения отопления в квартире. При этой разводке теплоноситель поступает в батарею и выводится с помощью одной трубы. Радиаторы соединены последовательно, в соответствии с направлением движения жидкости. Температура воды на входе в каждой последующей батарее отопления будет ниже, чем в предыдущей. То есть происходит постепенное снижение отдачи тепла в сети.

Раньше подобные схемы широко использовались, но сегодня они остаются лишь в частных домах, многоэтажных зданиях старого жилого фонда и автономных системах водяного обогрева. Принцип работы однотрубной системы отопления основан на естественной циркуляции горячей воды. Основной недостаток однотрубной схемы: невозможно регулировать отдачу тепла каждого отдельно взятого радиатора.

Рекомендуемые статьи по данной теме:

Частично устранить несовершенство данной системы помогает использование байпасного соединения подачи тепла и обратки. Но даже в этом случае последняя батарея в стояке остается практически холодной по сравнению с первой.

В многоэтажных зданиях обычно применяется однотрубная схема отопления квартиры вертикального типа.

В многоэтажных домах использовать данную систему удобнее, владельцам жилья при этом удастся сэкономить на отоплении. Однотрубная схема отопления представляет собой вертикально расположенные стояки, которые проходят по всем этажам строения. Расчет количества тепла, которые отдают батареи, производится на стадии проектирования здания.

В новых зданиях однотрубная схема отопления практически не используется, так как невозможно регулировать температуру нагрева радиаторов. Не всех потребителей тепла, подсоединенных к одной ветке отопления, подобная отопительная система устраивает. Жильцам верхних этажей слишком жарко, а в квартирах, расположенных на нижних этажах холодно.

Однотрубную схему отопления квартиры можно использовать в частных жилых домах. Это отопительная система гравитационного типа. Циркуляция теплоносителя происходит из-за разницы в плотности горячей и холодной воды. Основное достоинство однотрубной гравитационной схемы отопления – независимость от внешнего источника энергии. Система нормально функционирует при перебоях с электричеством, потому что для нее не нужен насос.

Минус однотрубной схемы в том, что температура теплоносителя, циркулирующего по радиаторам, неравномерная. Ближайшие приборы отопления в стояке будут горячими, а отдаленные чуть теплыми. Чем дальше от источника тепла, тем ниже температура батарей. Но так как в гравитационных отопительных системах используются трубы большого диаметра, теплоемкость у них достаточно высокая.

Двухтрубная схема отопления квартиры: варианты разводки

Двухтрубная схема отопления квартиры отличается тем, что вода, переносящая тепло, подводится к батареям и выводится с помощью двух водопроводных труб.

Существует несколько видов двухтрубных разводок: стандартная (классическая), веерная, попутная и лучевая.

• Классическая модель отопления

При стандартной схеме отопления квартиры подача нагретой воды осуществляется в одном направлении, затем теплоноситель движется в противоположную сторону. В современных многоэтажных зданиях чаще используется классическая система отопления, которая считается наиболее эффективной. В этом случае тепло распространяется по всем батареям в равной мере, без перерасхода. Можно регулировать температуру отопительного прибора в каждой комнате. Процесс может быть автоматизирован посредством подключения специальных клапанов, на которые устанавливаются термоголовки.

• «Петля Тихельмана» (попутная схема подключения отопления в квартире)

Это вариант классической разводки, который отличается от стандартной схемы. Направление движения теплоносителя в подающем и в отводящем трубопроводе одинаковое. Эта отопительная система подходит для помещений, где большие расстояния от котла до обогреваемых комнат. Применение попутной схемы дает возможность уменьшения гидравлического сопротивления. Теплоноситель равномерно распределяется по всем батареям.

• Лучевая или веерная система

Сегодня в многоэтажных домах применяется веерная схема подключения отопления. Каждая квартира обогревается индивидуально. Жильцы устанавливают счетчики, учитывающие расход тепла. Подобная отопительная схема может использоваться в частных домах, если сделать разводку труб на каждом этаже. Для этого понадобятся: индивидуальный трубопровод и коллектор, имеющий выход ко всем квартирам. Потребуется установка счетчиков, учитывающих количество потребленного тепла. Каждый хозяин будет платить конкретную сумму согласно прибору учета.

Читайте также:  Расчет отопления квартиры с теплыми полами

Лучевой способ позволяет распределять трубопроводы по этажам таким образом, чтобы можно было веерно подключать радиаторы к единому коллектору. От него к каждой батарее подсоединяется подающая и отводящая трубы. С помощью веерной схемы отопления квартиры возможно равномерное распределение горячей воды по радиаторам. Потери тепла будут минимальными.

Важно: при лучевой схеме необходимо выполнять разводку трубопровода целыми элементами (трубы не должны иметь развилок или обрывов). Если используются изделия из меди или полимеров, лучше применять стяжку из бетона. Тогда трубопровод при эксплуатации не разорвет. Трубы не будут подтекать в местах стыков.

Схемы подключения радиаторов отопления в квартире

Существует несколько методов подсоединения устройств отопления. Рассмотрим некоторые из них:

Подключение радиатора с торца

При одностороннем подсоединении подающий и отводящий трубопровод подключаются с одного бока радиатора. Высокая эффективность торцевого способа проверена временем. Этот метод позволяет достичь максимальной теплоотдачи радиатора. Теплоноситель подается в верхнюю части батареи, а отводится внизу. Применяя специальные приспособления, можно использовать другую схему подключения отопления в квартире, когда подача и обратка находятся в нижней части конвектора. Выглядеть радиатор будет эстетичнее, так как исчезнут лишние трубы. Но отдача тепла снизится на треть.

Способ подсоединения радиатора по диагонали

При диагональном подключении нагретая вода подается в верхнюю часть устройства, а выводится внизу, с противоположной стороны. Данный вариант стыковки батареи и трубопровода в схеме отопления квартиры применяется, когда количество секций в радиаторе больше 12 (или длина батареи превышает 1200 миллиметров). Если использовать подключение сбоку батареи, возможно неравномерное прогревание отопительных приборов в системе. Для равномерного прогрева радиаторов лучше использовать диагональное соединение.

Подключение внизу радиатора

При схеме нижнего подключения отопления в квартире подвод и вывод теплоносителя располагаются в нижней части батареи. Этот способ привлекателен тем, что можно максимально скрыть установленные трубы. Подача и обратка находятся внизу батареи, но коллекторы подсоединяются к разным частям патрубка. Данная схема не очень эффективная, теплоотдача будет на 15–20 процентов ниже.

Чтобы не понижался КПД, рекомендуется в схеме отопления квартиры использовать панельные приборы отопления, выполненные из стали. Соединительные элементы радиатора находятся в нижней части сбоку. Конструктивные особенности стальной батареи таковы, что теплоноситель подается в верхний отдел, а обратка спускается и выводится с помощью нижнего трубопровода.

Какие радиаторы использовать в различных схемах отопления в квартире

Раньше многие пользовались батареями из чугуна. Технология монтажа отопительных систем при централизованной подаче теплоносителя требовала именно такого типа радиаторов. Для автономных систем данные устройства не подходят. Чугунные батареи имеют большой объем, для нагрева нужно использовать много жидкости. Это невыгодно. Данный радиатор долго прогревается, так как стенки корпуса достаточно толстые. Для обогрева помещения придется тратить много средств, энергии требуется больше.

Лучше в схеме отопления современной квартиры использовать алюминиевые или стальные батареи. Допустимый вариант – радиатор, выполненный из композиционных материалов. Несмотря на то что у батареи маленький водяной контур, она выдерживает повышенную температуру. Для этого не требуется большое давление в системе. Можно объединить в единую сеть радиаторы отопления и теплые полы, работающие за счет циркуляции горячей жидкости.

Полезный совет: из перечисленных радиаторов отопления эффективнее всего батареи из алюминия. Но эти радиаторы дорогие. Также придется добавлять в теплоноситель вещества, которые будут нейтрализовать щелочь, содержащуюся в воде. В схеме не должны присутствовать медные детали. Алюминий и медь окисляются и разрушаются, контактируя друг с другом.

Как подобрать нужное количество секций радиаторов для каждой схемы отопления квартиры:

• Подсчитаем подходящее для комнаты число сегментов батарей. Расчет количества секций осуществляется по формуле: К = S x 100 / P (для помещения с высотой потолка ниже трех метров). К – количество секций, S означает площадь комнаты, P – мощность сегмента (180–200 Вт), 100 показывает нужное количество Вт на один квадратный метр площади.
• Рассчитаем нужное число сегментов для схемы отопления типовой квартиры. Предположим, помещение имеет размеры 3,5 на 6,5 метров. Площадь его равна 22,75 кв. м. Мощность одного сегмента радиатора – 185 Вт. Подставив это значение в формулу, получим: K = S x 100 / P = 22,75 x 100 / 185 = 12,29. Число секций должно быть целым. Округлив полученную величину, получаем, что отопительный прибор должен состоять из 13 секций.

У панельных батарей конструкция иная, там нет секций. Но они также отличаются размерами и мощностью.

• Как подобрать к жилому помещению отопительные устройства в виде панелей? Хоть тут и неприменим расчет по секциям, но, зная параметры помещения и схемы отопления в квартире, выбирают подходящие по габаритам и мощности радиаторы. Можно использовать другую формулу: P = V x 41. P соответствует начальной мощности, V – объём комнаты, 41 – количество мощности на кубический метр (Вт/м 3 ). Сделаем расчет для комнаты, имеющей высоту 2,50 м и площадь 225 x450 = 10,125 кв. м. Получаем: V = 2,5 x 10,125 = 25,3125 куб. м.
• Далее нужно подсчитать мощность батареи: P = V x41 = 25,3125 x 41 = 1037,81 Вт. Отопительные устройства с подобными параметрами не существуют. Будем использовать в схеме подключения отопления в квартире радиаторы мощностью 1 или 1,5 кВт. Точная величина зависит от климатических условий района проживания.