Электронная библиотека
Водяное отопление предусматривает приготовление горячей воды с температурой до 95 о С или 105 о С. В качестве теплогенератора (источника тепла) используются:
ü котельная для отдельного здания (котел в пристройке или на крыше);
ü районная котельная для группы зданий, части населенного пункта;
ü центральная котельная для всего населенного пункта;
ü теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) в крупных населенных пунктах.
Совмещение выработки тепла и электричества позволяет повысить эффективность использования топлива, поэтому применение теплоэлектроустановок даже в качестве районной или центральной котельной находит все больше сторонников. Такие системы получили название «энергетические системы». Водяное отопление также совмещается с системой централизованного горячего водоснабжения.
Потребителю горячая вода (как теплоноситель) доставляется по специальным трубам – теплопроводам (подающим), а после отдачи тепла охлажденная вода возвращается по «обратному» теплопроводу. В качестве отопительных приборов используются стальные и чугунные радиаторы, конвекторы (в виде труб с пластинчатыми насадками), гладкие и ребристые трубы увеличенного диаметра, бетонные панели с уложенными внутри пластиковыми трубами, пристраиваемыми в виде части стен или перегородок, и трубы малого диаметра (металлические или пластиковые), уложенные в конструкцию пола.
При присоединении системы водяного отопления к центральному теплоснабжению с высокой температурой первичного теплоносителя (до 150 о С вода и до 500 о С пара), для регулирования температуры воды, подаваемой в систему отопления, на вводе устанавливается тепловой пункт (тепловой узел). В тепловых пунктах температура циркулирующей воды может быть повышена путем смешения с горячим теплоносителем (открытая схема подключения) или подогрета в водонагревателях (закрытая схема). Система водяного отопления внутри здания состоит из сети труб: подающей и обратной магистрали, стояков или ветвей (при присоединении отопительных приборов к вертикальным и горизонтальным трубам, соответственно), воздухоотводных устройств, запорной и регулирующей арматуры, сливных и промывочных устройств, расширительных и циркуляционных устройств и т.д.
Для монтажа систем водяного отопления применяют пластмассовые трубы (при температуре теплоносителя до 90 о С), стальные трубы при открытой или закрытой прокладке, медные трубы при замоноличивании в строительные конструкции и другие (при обосновании).
Паровое отопление представляет собой примерно те же конструктивные элементы, что и водяное отопление. Теплогенераторами могут быть такие же котлы и котельные, а также пар некоторых промышленных производств. Поддержание температуры в паровой системе осуществляется регулированием давления в заданных пределах специальными клапанами. Паровые системы являются опасными, так как при выходе из строя предохранительных устройств может произойти резкое повышение давления с последующим взрывом. Теплопровод, по которому транспортируется пар, называется паропроводом. При движении пара по трубам и отопительным приборам происходит конденсация пара с отдачей тепловой энергии при остывании и фазовом превращении. Конденсат по конденсатопроводу возвращается в котельную. Отопительные приборы используются те же, что и в водяном отоплении, только площадь поверхности теплопередачи их значительно меньше.
При работе системы парового отопления для поддержания давления периодически подается атмосферный воздух, т.е. в систему попадает кислород. Поэтому обыкновенные стальные трубы подвергаются интенсивной коррозии и работают непродолжительное время.
Особо выглядит вакуум-паровая система отопления. В системе с помощью вакуум-насоса понижается давление таким образом, чтобы температура кипения воды становился ниже 100 о С. Регулированием вакуума можно исключить некоторые недостатки парового отопления, например, предотвратить попадание воздуха в систему и т.д. Находит применение как локальная система в небольших зданиях. Системе требуется высокая степень автоматизации управления и обеспечения безопасности.
Воздушное отопление осуществляется путем подачи в помещение теплого воздуха с температурой выше нормативной для этого помещения, компенсирующей теплопотери помещения. При подогреве воздуха этого же помещения система называется рециркуляционной, при подаче наружного воздуха – прямоточной, а при частичном замещении внутреннего воздуха – с частичной рециркуляцией. Для подогрева воздуха могут быть использованы различные воздухонагреватели: с естественным побуждением движения воздуха или механическим побуждением с помощью вентиляторов.
Система воздушного отопления будет местной, если воздухонагреватель стоит в этом же помещении, и центральной (локальной), если воздух по специальным каналам и воздуховодам подается в другие помещения. Зона подачи подогретого воздуха в помещения ограничивается малой теплоемкостью воздуха и большими расходами и составляет не больше 8 м при естественной подаче воздуха, и около 20 м – при механической подаче.
Устройства для забора наружного воздуха осуществляются так же, как и для приточной вентиляции. Каналы для подачи воздуха могут быть встроенными в строительные элементы зданий или специальными (круглыми или прямоугольными в сечении), прикрепленными к потолку, стене или размещенными в пространстве между полом и перекрытием. Выполняются они из прочных материалов, не вызывающих вторичного загрязнения подаваемого воздуха.
Местное отопление предусматривает использование тепла в помещении, где находится теплогенератор (или в смежном). В качестве теплогенераторов в местных системах отопления используются печи, камины, излучатели электрические, газовые и жидкотопливные и различные воздушно-тепловые агрегаты. В зависимости от первичного теплоносителя система может быть: водовоздушная, паровоздушная, газовоздушная, электровоздушная. Их используют в самых различных зданиях и сооружениях в качестве основного, временного, вспомогательного (дополнительного) и аварийного отопления. Необходимо иметь в виду, что некоторые из них имеют высокую пожарную опасность.
Как разновидность различных систем отопления выступает панельно-лучистое отопление. В качестве отопительного прибора в таких системах используются конструктивные элементы ограждающих частей помещения. Это позволяет во многом решить вопросы эстетические, увеличения пространства и т.д. В качестве теплоносителей могут быть использованы: пар вода, воздух и газы, а также греющие электрические кабели и теплоэлектронагреватели.
При использовании пола в качестве отопительного прибора температура его поверхности определяется назначением помещения и во многих случаях не должна превышать 28 о С, а вот при использовании потолка температура панелей может быть выше 100 о С, что значительно сокращает площадь нагрева. Использование наружных стен в настоящее время требует тщательного обоснования, так как в этом случае наблюдаются значительные теплопотери. Все большее применение находит использование элементов внутренних стен и перегородок для устройства панельно-лучистого отопления. При использовании воды в качестве теплоносителя в летнее время эта же система может быть использована для охлаждения воздуха путем подачи охлажденной воды по системе трубопроводов.
Сравнительные достоинства и недостатки различных систем отопления приведены в табл. 1.1. Системы отопления следует принимать с учетом рекомендаций строительных норм /36/ по таблицам 1.2, 1.3.
Обеспечивает равномерность температуры помещения
Ограничивает верхний предел температуры поверхности отопительных приборов, что исключает пригорание на них пыли
Характеризуется простотой центрального регулирования теплоотдачи отопительных приборов путем изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха (качественное регулирование)
Бесшумно действует, сравнительно долговечная
Значительное гидростатическое давление в системе обусловлено ее высотой и большой массовой плотностью
Расход металла значительный
Тепловая инерционность вследствие большой плотности и теплоемкости воды приводит к некоторым колебаниям температуры помещения
Существует опасность замораживания воды с разрушением оборудования, находящегося в охлаждающихся помещениях
Теплоотдача отопительных приборов высокая
Сокращается площадь поверхности отопительных приборов и, как следствие, уменьшается расход металла
Гидростатическое давление незначительное
Опасность замораживания меньше, чем у водяного отопления
Осуществляется быстрый прогрев помещений вследствие малой тепловой инерционности
Возможно перемещение пара на большие расстояния без применения искусственного побуждения (за счет давления пара)
Температура на поверхности труб и отопительных приборов высокая (>100 °С), что не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям
Невозможно централизованно качественно регулировать теплоотдачу приборов (применяется регулирование пропусками, периодическое включение и выключение систем)
Эксплуатация более сложная и дорогостоящая по сравнению с эксплуатацией систем водяного отопления
Вследствие ускоренной коррозии в условиях высокой температуры меньше долговечность
Вследствие попутной конденсации пара возникают шум и удары в системе
Возможно совмещение с системой вентиляции
Характеризуется отсутствием в отапливаемом помещении каких-либо отопительных приборов
Характеризуется отсутствием тепловой инерции, т.е. обеспечивает быстрый прогрев помещений
Возможно централизованное качественное регулирование
Сечения каналов воздуховодов большие
При прокладке магистральных воздуховодов в неотапливаемых помещениях происходят большие бесполезные теплопотери
Характеризуется малой теплоаккумулирующей способностью, что приводит к быстрому охлаждению помещений в случае отключения системы из работы
Система отопления (отопительные приборы, теплоноситель, предельная
температура теплоносителя или теплоотдающей поверхности)
1. Жилые, общественные и административно-бытовые (кроме указанных в п.п. 2 – 10)
Водяное с радиаторами, панелями и конвекторами при температуре теплоносителя для систем: двухтрубных – 95 °С и однотрубных – 105 °С
Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
Местное (квартирное) водяное с радиаторами или конвекторами при температуре теплоносителя 95 °С
Электрическое или газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 95 °С
2. Детские дошкольные, лестничные клетки и вестибюли в детских дошкольных учреждениях
Водяное с радиаторами, панелями и конвекторами при температуре теплоносителя 95 °С
Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
Электрическое с температурой на теплоотдающей поверхности не более 95 °С
Продолжение табл. 1.2
Система отопления (отопительные приборы, теплоноситель, предельная
температура теплоносителя или теплоотдающей поверхности)
1. Палаты, операционные и другие помещения лечебного назначения в больницах, кроме психиатрических и наркологических, общественных и административно-бытовых
Водяное с радиаторами и панелями при температуре теплоносителя 85 °С
Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы, с учетом специальных рекомендаций
Палаты, операционные и другие помещения лечебного назначения в психиатрических и наркологических больницах, кроме общественных и административно-бытовых
Водяное с радиаторами и панелями при температуре теплоносителя 95 °С.
Водяное с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
Электрическое с температурой на теплоотдающей поверхности 95 °С
3. Спортивные залы
Водяное с радиаторами, панелями и конвекторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя 150 °С
Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
Электрическое или газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С
4. Бань, прачечных и душевых
Водяное с радиаторами, конвекторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя; 95 °С для помещений бань и душевых, 150 °С – для прачечных
Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
5. Общественного питания (кроме ресторанов) и торговые залы, кроме указанных в п. 8
Водяное с радиаторами, панелями, конвекторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя 150 °С
Водяное с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
Электрическое и газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С
Электрическое и газовое с высокотемпературными темными излучателями в неутепленных и полуоткрытых помещениях и зданиях
6. Торговые залы и помещения для обработки и хранения материалов, содержащих легковоспламеняющиеся жидкости
Принимать по поз. 11 или 11,б настоящей таблицы
7. Пассажирские залы вокзалов
Водяное с радиаторами и конвекторами при температуре теплоносителя 150 °С
Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
Электрическое с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С
8. Залы зрительные и рестораны
Водяное с радиаторами и конвекторами при температуре теплоносителя 115 °С
Электрическое с температурой на теплоотдающей поверхности 115 °С
а) категорий А, Б и В без выделений пыли и аэрозолей или с выделением негорючей пыли
Водяное и паровое при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С
Электрическое и газовое для помещений категории В (кроме складов категории В) при температуре на теплоотдающей поверхности 130 °С
Электрическое для помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б) во взрывозащищенном исполнении в соответствии с /26/ при температуре на теплоотдающей поверхности 130 °С
б) категорий А, Б и В с выделением горючей пыли и аэрозолей
Водяное и паровое при температуре теплоносителя: воды 110 °С в помещениях категорий А и Б и 130 °С – в помещениях категории В
Электрическое и газовое для помещений категории В (кроме складов категории В) при температуре на теплоотдающей поверхности 110 °С
Электрическое для помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б) во взрывозащищенном исполнении в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) при температуре на теплоотдающей поверхности 110 °С
Продолжение табл. 1.2
Система отопления (отопительные приборы, теплоноситель, предельная
температура теплоносителя или теплоотдающей поверхности)
в) категорий Г и Д без выделений пыли и аэрозолей
Водяное и паровое с ребристыми трубами, радиаторами и конвекторами при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С
Водяное с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
Газовое и электрическое, в том числе с высокотемпературными темными излучателями
г) категорий Г и Д с повышенными требованиями к чистоте воздуха
Водяное с радиаторами (без оребрения), панелями и гладкими трубами при температуре теплоносителя 150 °С
Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
д) категорий Г и Д с выделением негорючих пыли и аэрозолей
Водяное и паровое с радиаторами при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С
Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
Электрическое и газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С
е) категорий Г и Д с выделением горючих пыли и аэрозолей
Водяное и паровое с радиаторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя: воды 130 °С, пара 110 °С
Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы
ж) категорий Г и Д со значительным влаговыделением
Водяное и паровое с радиаторами, конвекторами и ребристыми трубами при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С
Газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С
з) с выделением возгоняемых ядовитых веществ
По специальным нормативным документам
1. Лестничные клетки, пешеходные переходы и вестибюли
Водяное и паровое с радиаторами, конвекторами и калориферами при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С
2. Тепловые пункты
Водяное и паровое с радиаторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С
3. Отдельные помещения и рабочие места в неотапливаемых и отапливаемых помещениях с температурой воздуха ниже нормируемой (кроме помещений категорий А, Б и В)
Газовое и электрическое, в том числе с высокотемпературными излучателями
1. Для помещений, указанных в поз. 1 (кроме жилых) и поз. 10, допускается применять однотрубные системы водяного отопления с температурой теплоносителя до 130 о С при использовании в качестве отопительных приборов конвекторов с кожухом при скрытой прокладке или изоляции участков, стояков и подводок с теплоносителем, имеющим температуры выше 105 о С для помещений, указанных в поз. 1, и выше 115 о С – для помещений, указанных в поз. 10, а также при соединении трубопроводов в пределах обслуживаемых помещений на сварке.
2. Температуру воздуха при расчете систем воздушного отопления, совмещенного с приточной вентиляцией или кондиционированием, следует определять с учетом теплопотерь в помещениях.
3. Отопление газовыми приборами в зданиях III, IIIa, III6, IVa и V степеней огнестойкости не допускается.
