Отопление своими руками, Схема отопления

on 24 Ноябрь 2012.

Системы водяного отопления по своим конструктивным особенностям подразделяются на несколько разновидностей:

• с вертикальными и горизонтальными стояками;
• с тупиковой схемой и с попутным движением воды (в зависимости от того, как проложена магистраль);
• с верхней и нижней подводкой (в зависимости от места прохождения стояка с горячей водой);
• однотрубные и двухтрубные (в зависимости от того, как присоединяются нагревательные устройства).

Основные элементы системы отопления

Система отопления, работающая в автономном режиме, состоит из множества элементов. Чтобы ясно представлять, как работает вся система, необходимо знать назначение и принцип действия входящих в нее устройств.

Котел

Это основной элемент любой системы отопления. Именно в котле происходит процесс сгорания топлива, здесь тепло, выделяющееся при этом, передается теплоносителю (воде или антифризу).
В настоящее время выпускается 2 вида котлов, различающихся по своим функциональным особенностям: одно- и двухконтурные котлы.

Одноконтурные котлы выполняют только одну функцию — отопление. Двухконтурный котел используется для отопления помещения, а также для нагрева воды. Считается, что одноконтурный котел более надежен и удобен в применении: если он сломается, в накопителе все равно останется запас горячей воды. В случае если из строя выйдет двухконтурный котел, дом останется без тепла и без горячей воды. Однако среди владельцев дачных домов большей популярностью пользуются двухконтурные системы.

В одноконтурной системе вода нагревается в котле и движется по трубам к радиаторам, затем снова возвращается в котел. В двухконтурные котлы вмонтированы специальные приборы, которые нагревают воду для бытовых целей. Вместе с двухконтуриыми котлами продаются накопители, так называемые бойлеры.

В зависимости от того, где установлены котлы, они бывают напольными или настенными. Положение на рынке настенных котлов в последнее время изменилось в их пользу. Не подлежит сомнению, что подвесные котлы, в которых используются, как правило, атмосферные газовые горелки, гораздо лучше приспособлены к. колебаниям давления газа в магистральных трубопроводах (напольные котлы в таких ситуациях достаточно быстро выходят из строя).

Горелка

Теплогенераторы, работающие па газовом топливе, подразделяются по типу применяемых горелок. Они бывают вентиляторными и атмосферными.

Котлы, оснащенные вентиляторными горелками, работают без перебоев при пониженном давлении, однако отличаются одним существенным недостатком они очень шумные.

Котлы с атмосферными горелками, наоборот, работают бесшумно, однако могут работать только в том случае, если давление газа не ниже 150 мм вод, ст. Если давление снижается, котел начинает работать примерно на 80% мощности, в результате горелка прогорает.

С вентиляторными горелками этого не случается, поэтому лучше выбрать именно их.

Воздушный клапан

Воздушный клапан предусмотрен для выведения воздуха из системы. Сначала систему заполняют жидкостью до тех пор, пока в ней не останется воздуха, Однако в процессе нагрева могут появиться воздушные пузырьки, которые образуют воздушные пробки и препятствуют прохождению воды по батареям и трубам, Именно для этого и нужен воздушный клапан — он автоматически выводит появившуюся воздушную пробку

Расширительный бачок

Система водяного отопления имеет определенную вместимость, Внутреннее гидравлическое давление в замкнутой системе, заполненной водой, при повышении температуры также увеличивается, что может привести к аварии, поскольку данное повышение давления может превзойти предел прочности отдельных элементов системы.

Для того чтобы предотвратить подобное осложнение, в систему водяного отопления вводится расширительный бачок, Помимо этого, он выполняет еще несколько функций:

• восполнение убыли объема воды в системе при понижении ее температуры и незначительной утечке;
• удаление из бачка открытого типа избытка воды в водосток;
• сбор воздуха, выделяющегося из воды при ее нагревании в теплогенераторе.

Расширительные бачки бывают двух типов: открытого и закрытого.

Первый представляет собой емкость, дно которой соединено с отопительной системой; уровень воды в бачке зависит от объема жидкости в системе.

Второй — это герметичная металлическая емкость, разделенная внутри мембраной из термостойкой резины на воздушную и жидкостную камеры.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос используется для движения теплоносителя в системе с принудительной циркуляцией. Он представляет собой чугунный корпус, в котором находится ротор с закрепленной на нем крыльчаткой, Их вращением горячая вода продвигается по отопительной системе.

Бойлер

Для подогрева горячей воды в системах автономного водоснабжения используются бойлеры, то есть аккумулирующие баки, в которых нагревание происходит за счет теплообмена между теплоносителем и холодной водой, поступающей в бойлер из системы водоснабжения.

Накопительные бойлеры имеют различные объемы аккумулирующего бака горячей воды 100-1000 л.

Трубы

Трубы, используемые для систем отопления, бывают 3 видов:

Наиболее популярны трубы последнего вида, они сравнительно недороги и удобны и монтаже. Медные трубы очень красивы, не ржавеют, но дороги и очень сложны в монтаже. Что касается стальных труб, то они всем известны, поскольку установлены в большинстве городских квартир.

Радиаторы

Радиаторы бывают 4 видов:

Для установки в дачном доме целесообразнее всего использовать стальные радиаторы. Их достоинства: высокая теплоотдача, оптимальное соотношение цены и качества, небольшое водосодержание.

Недостатки: не выносят слива теплоносителя, открытых систем отопления, неустойчивы к диффузии кислорода.

Антифриз

Если зимой вы в доме не живете и система отопления выключена, вода, замерзая, может разорвать как трубы, так и сам котел. Именно для итого в качестве теплоносителя следует использовать антифриз.

Однако при применении следует знать его существенные отличия от воды, как то: пониженная теплоемкость, повышенная вязкость, образование слоя нагара. Помимо этого, следует иметь в виду, что антифриз нельзя использовать в оцинкованных трубах.

На рынке строительных материалов появились в продаже импортные нетоксичные пропиленгликолевые антифризы. В свою очередь, российские производители также стали выпускать антифризы на основе экологически чистых веществ Поэтому, прежде чем заливать что-то в систему, обязательно посоветуйтесь со специалистом.

Терморегуляторы

Для автоматического поддержания нужной температуры отопительные приборы снабжены терморегуляторами, которые состоят ил 2 частей: регулирующего крана и термоголовки. Нужную температуру воздуха можно установить поворотом термоголовки. 13 ней же присутствует состав, который расширяется при повышении температуры и механически воздействует па регулирующий крап.

С помощью терморегуляторов можно в разных комнатах поддерживать разную температуру.

Системы отопления зданий

Система отопления это: комплекс элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи тепла в обогреваемые помещения. Система отопления состоит из:

1. Генератора тепла.

Генератор тепла служит для получения теплоты и передачи ее теплоносителю.

Генераторами тепла могут служить:

1. Котельные установки на ТЭС, КЭС.

Теплопроводы – для транспортировки теплоносителя от генератора тепла к отопительным приборам. Теплопроводы системы отопления подразделяют на магистрали, стояки и подводки (лежаки) к приборам.

Отопительные приборы – служат для передачи тепла от теплоносителя воздуху отапливаемых помещений.

Основные требования, предъявляемые к системе отопления:

1. Санитарно-гигиенические – обеспечение СНиПами температур во всех точках помещения и поддержание температур внутренних поверхностей наружных ограждений и отопительных приборов на определенном уровне.

2. Экономические – обеспечение минимальных затрат на изготовление и эксплуатацию системы (возможность унифицирования узлов, деталей).

3. Строительные – обеспечение соответствия архитектурно-планировочным и конструктивным решениям. Увязка размещения отопительных приборов со строительными конструкциями.

4. Монтажные – обеспечение монтажа индустриальными методами с максимальным использованием унифицированных узлов, при минимальном количестве типоразмеров.

5. Эксплуатационные – простота и удобство обслуживания, управления, ремонта, надежность, безопасность, бесшумность действия.

6. Эстетические – минимальная площадь, сочетаемость с архитектурными решениями.

Все перечисленные требования важны, и их необходимо учитывать при выборе и проектировании системы отопления. Но наиболее важными требованиями все же остаются санитарно-гигиенические требования.

Теплоносители системы отопления

Теплоносителем для системы отопления может быть любая среда, обладающая хорошей способностью аккумулировать тепловую энергию и изменять теплотехнические свойства, подвижная, дешевая, не ухудшающая санитарные условия в помещениях, позволяющая регулировать отпуск теплоты.

Наиболее широко в системе отопления используют: воду, водяной пар, воздух, отвечающие всем перечисленным требованиям.

Свойства теплоносителей

Вода – обладает высокой теплоемкостью, большой плотностью (950 кг/м3), несжимаема, при нагревании расширяется.

Пар – малая плотность, высокая подвижность.

Воздух — малая плотность и теплоемкость, большая подвижность.

Классификация систем отопления

Системы отопления различаются по трем основным классификационным признакам: Центральными называют системы отопления, предназначенные для отопления нескольких помещений (зданий) из одного теплового пункта, расположенного вне отапливаемых помещений (зданий) (котельная, ТЭЦ).

В таких системах теплота вырабатывается за пределами помещений, а затем с помощью теплоносителя по теплопроводам транспортируется в отдельное помещение здания.

Например: система отопления здания с собственной местной котельной.

Центральными могут быть: система парового отопления; система водяного отопления; система воздушного отопления.

Местными называют такие системы отопления, где все три основных конструктивных элемента (генератор, теплопроводы). Системы отопления объединены в одном устройстве, установленном непосредственно в отапливаемом помещении.

Например: местная система отопления – отопительная печь, где теплогенератором является топка, теплопроводы – газоходы, отопительная печь – стенки печи.

К местному отоплению относят отопление газовыми и электрическими приборами, воздушно-отопительными агрегатами.

Классификация систем отопления зданий

По способу циркуляции теплоносителя

Система с естественной циркуляцией – циркуляция теплоносителя осуществляется за счет разности плотностей холодного и горячего теплоносителя

Система с искусственной циркуляцией – где циркуляция теплоносителя осуществляется при помощи циркуляционных насосов.

Центральные паровые системы отопления имеют искусственную циркуляцию за счет давления пара (т.е. насосов нет в паровых системах с искусственной циркуляцией).

По виду теплоносителя центральные на:

— водяные (для жилья, школ, домов, больниц и т.д.);

— паровые (для жилья, школ, домов, больниц, спортивных сооружений, бассейнов, залов);

— воздушные (спортивные сооружения, бассейны, залы);

Конструктивные элементы и узлы систем водяного отопления

Для систем отопления применяются металлические (стальные, медные, латунные и др.) и неметаллические трубы. Преимущественно применяют стальные шовные (сварные) трубы. Бесшовные трубы устанавливаются только в местах, недоступных для ремонта. Трубы могут быть обыкновенные, усиленные и легкие D_у = 10—50 мм, выбираются со стенками наименьшей толщины. Усиленные трубы применяют в уникальных и долговременных сооружениях со скрытой проводкой труб; обыкновенные – при открытой прокладке, легкие – под сборку на резьбовых соединениях.

По требованиям СНиП 2.04.05-91 прокладка труб, как правило, должна быть скрытой (в плинтусах, шахтах, за экранами и т.д.). Допускается открытая прокладка при соответствующем обосновании.

Подводки к отопительным приборам должны осуществляться с уклоном 5—10 мм на всю ее длину. При размещении стояков следуют правилам:

— стояки лестничных клеток устанавливаются обособленно;

— стояки должны размещаться в углах у наружных стен;

— на стояках необходимо предусматривать изгибы для температурной компенсации;

Магистрали в производственных зданиях допускается располагать под потолком, в средней зоне и у пола; в гражданских и административно-бытовых – в технических помещениях.

При прокладке трубопроводов следует учитывать требования:

— расстояние между осями изолированных стояков D_у ≤ 32 мм должно равняться 80 мм;

— расстояние от поверхностей строительных конструкций до осей стояков или горизонтальных труб принимать 35 мм при D_у ≤ 32 мм ; 50 мм при D_у > 32 мм с допуском ± 5 мм.

В северной строительно-климатической зоне (при расчетной температуре наружного воздуха t_н = — 40°С и ниже) прокладка трубопроводов на чердаках и проветриваемых технических подпольях не допускается.

На подводках к отопительным приборам устанавливают:

— при однотрубных стояках – краны проходные КРП и трехходовые КРТ, автоматические краны;

— при двухтрубных стояках – ручные краны двойного регулирования КРД, краны проходные КРП с дросселирующим устройством, автоматические краны;

Регулирующие краны у отопительных приборов не устанавливаются в местах, где может замерзнуть вода (в лестничных клетках, у ворот, наружных проемов).

Арматуру не ставят на стояках в малоэтажных зданиях (1—3 этажа). При 4—7 этажах устанавливают проходные краны, в зданиях 8 и более этажей устанавливают вентильные краны.

В нижней и верхней частях стояка устанавливают спускные краны, тройники или муфты с пробками для опорожнения стояка и выпуска воздуха из него. При высокотемпературном теплоносителе применяют регулирующие краны вентильного типа. На стояках в лестничных клетках запорные краны устанавливают независимо от числа этажей.

Применяются в системах отопления циркуляционные, подпиточные и смесительные насосы. Схемы систем отопления с насосами приведена на рис. 4.8 а, 4.8 б.

Циркуляционные и смесительные насосы устанавливают по два: основной и резервный, насосы снабжаются обратными клапанами, управляются автоматически (рис. 4.8 а).

Рис. 4.8. Схемы систем отопления с насосами: 1 – циркуляционный насос; 2 – теплообменник; 3 – отопительный прибор; 4 – расширительный бак; 5 – обратный клапан; 6 – подпиточный насос; 7 – регулятор расхода; 8 – задвижка; 9 – подающий трубопровод; 10 – обратный трубопровод; 11 – смесительный насос

Подпиточные насосы применяют при недостаточном гидростатическом давлении в сети, для заполнения системы и восполнения убыли воды в ней, управляются автоматически с использованием реле уровня.

Устройства для перемещения и удаления
воздушных скоплений

При подпитке водопроводной водой в систему отопления вносится около 30 г воздуха на 1 т воды, который скапливается в верхней части системы, создавая воздушные пробки.

В насосной системе с верхней разводкой предусматривают уклон не менее 0,005, обеспечивающий перемещение воздушных пузырьков в сторону воздухосборника, рис. 4.9.

Рис. 4.9. Схемы удаления воздушных скоплений из системы водяного отопления с верхней разводкой: 1 – воздухоотводчик (воздухосборник); 2 – проточный расширительный бак

В двухтрубных системах с верхней разводкой то же делается и для обратных магистралей, при этом воздух транспортируется к главным обратным стоякам, рис. 4.10.

Рис. 4.10. Схема удаления воздушных скоплений из двухтрубной системы
водяного отопления с верхней разводкой:

1 – воздухоотводчик; 2 – нагревательные приборы

В стояках однотрубной системы с нижней разводкой воздушные краны (для выпуска воздуха) устанавливаются на отопительных приборах.

В двухтрубных системах с нижней разводкой для сбора воздуха, как правило, используют отопительные приборы верхних этажей.

Воздух из воздухосборников выпускается вручную через спускные краны, или через автоматические воздухоотводчики (рис. 4.11). Воздух, накопившийся в отопительных приборах, в верхней точке стояка или магистрали, выпускается в атмосферу через воздушные краны.

Рис. 4.11. Воздухоотводчики а – горизонтальный проточный; б – концевой проточный для установки на последнем стояке; в – непроточный для системы с нижней разводкой; г – проточный с внутренней отводной трубой; 1 – спускной кран; 2 – автоматический воздухоотводчик; 3 — трубы

Расширительные баки применяют в системах с небольшой тепловой мощностью (