Обеспечение теплом многоквартирных домов: централизованная система отопления

Опубликовано 14 декабря 2014 в 1:58

Как известно, обеспечение теплом значительной доли жилого фонда осуществляется централизованно. И, не смотря на то, что в последние годы появляются и внедряются более современные схемы теплоснабжения, центральное отопление остается востребованным, если не у собственников, то у застройщиков многоквартирного жилья. Однако следует отметить, что многолетний зарубежный и отечественный опыт использования такого варианта обогрева доказал его эффективность и право на существование в дальнейшем при условии безотказной и качественной работы всех элементов.

Отличительным признаком такой схемы является выработка тепла за пределами обогреваемых зданий, доставка которого от источника тепла осуществляется посредством трубопроводов. Другими словами, централизованное отопление – сложная инженерная система, распределенная по значительной площади, обеспечивающая теплом одновременно большое количество объектов.

Структура системы центрального отопления

Основными структурными элементами системы центрального отопления являются:

Источник тепловой энергии, в качестве которого могут выступать крупные котельные или теплоэнергоцентрали (ТЭЦ); в них осуществляется нагрев теплоносителя за счет использования какого-либо вида источника энергии.
При этом в котельных для передачи тепловой энергии до потребителей используется вода, тогда, как в ТЭЦ она сначала нагревается до состояния пара, имеющего более высокие энергетические показатели и направляющегося в паровые турбины для выработки электроэнергии. И уже отработанный пар используется для нагрева той воды, которая поступает в систему отопления многоквартирного дома.

Одна теплоэнергоцентраль способна заменить несколько котельных, в результате чего не только снижаются расходы на строительство и высвобождаются значительные площади, но и значительно улучшается общая экологическая обстановка.

Необходимо отметить, что крупные централизованные схемы теплоснабжения имеют, как правило, несколько источников теплоты, связанные резервными магистралями и обеспечивающие надежность и маневренность их функционирования.



Рисунок 1 – Общая схема центрального отопления

Классификация систем централизованного отопления

Существующее на сегодня многообразие схем организации центрального отопления позволяет произвести их ранжирование по некоторым классификационным признакам.

По режиму потребления тепловой энергии

• сезонные, обеспечение теплом требуется только в холодный период года;
• круглогодичные, нуждающиеся в постоянном теплоснабжении.

По виду используемого теплоносителя

• водяные – это самый распространенный вариант отопления, используемый для обогрева многоквартирного дома; такие системы просты в эксплуатации, позволяют транспортировать теплоноситель на большие расстояния без ухудшения качественных показателей и регулировать температуру на централизованном уровне, а также характеризуются хорошими санитарно-гигиеническими качествами.
• воздушные – эти системы позволяют осуществлять не только отопление, но и вентиляцию зданий; однако вследствие высокой стоимости такая схема не находит широкого применения;



Рисунок 2 – Воздушная схема отопления и вентиляции зданий

• паровые – считаются самыми экономичными, т.к. для отопления дома используются трубы небольшого диаметра, а гидростатическое давление в системе мало, что облегчает ее эксплуатацию. Но такая схема теплоснабжения рекомендуется для тех объектов, которым помимо тепла требуется и водяной пар (в основном это промышленные предприятия).

По способу подключения отопительной системы к теплоснабжающей

• независимые, в которых циркулирующий по теплосетям теплоноситель (вода или пар) нагревает в теплообменнике подаваемый в систему отопления теплоноситель (воду);



Рисунок 3 – Независимая система централизованного отопления

• зависимые, в которых нагретый в теплогенераторе теплоноситель подается непосредственно к потребителям тепла по сетям (см. рисунок 1).

По способу присоединения к системе теплоснабжения горячего водоснабжения

• открытые, горячая вода забирается непосредственно из теплосети;



Рисунок 4 – Открытая система отопления

• закрытые, в таких системах забор воды предусмотрен из общего водопровода, а ее нагрев осуществляется в сетевом теплообменнике централи.



Рисунок 5 – Закрытая система центрального отопления

Устройство централизованной системы отопления и принцип работы ее узлов в многоквартирном доме

Понятно, что для обеспечения теплом многоквартирного дома его нужно подключить к теплосети, идущей от котельной или ТЭЦ. Для этих целей в ведущих к зданию трубах устанавливают входные задвижки, от которых запитан один или два тепловых узла.

После задвижек, как правило, устанавливаются грязевики, предназначенные для осаждения образующихся в трубопроводе при длительном контакте с горячей водой окислов и солей металлов. К слову, эти устройства позволяют продлить срок безремонтной работы системы отопления.

Далее в домовом контуре расположены врезки горячего водоснабжения: одна на подаче, вторая на обратке. Как известно, центральное отопление функционирует на перегретой воде (температура теплоносителя с ТЭЦ составляет 130-150 0С, а чтобы жидкость не превращалась в пар, в системе создается давление 6-10 кгс). Поэтому в холодный период года ГВС подключается с обратки, где температура воды не превышает обычно 70 0С. В летний период, когда температура теплоносителя в теплосети относительно низкая, горячее водоснабжение подключается с подачи.

После задвижек ГВС находится самый главный узел системы – элеватор отопления, основное предназначение которого заключается в охлаждении перегретой (поступающей с ТЭЦ) воды до нормативных показателей, необходимых для подачи непосредственно к отопительным приборам многоквартирного дома.

Это устройство состоит из стального корпуса, в котором расположено сопло, из которого поступающая с теплоэнергоцентрали вода выходит с пониженным давлением и высокой скоростью. В результате этого создается разрежение, вызывающее подсос теплоносителя из обратки в элеватор, где и происходит смешивание воды, т.е. изменение ее температуры.



Рисунок 6 – Устройство элеватора отопления

Следует отметить, что регулирование системы отопления, т.е. определение реального перепада температур в ней, а также уровня нагрева рабочей водяной смеси и, соответственно, отопительных приборов, осуществляется изменением диаметра сопла элеватора.

За элеватором обычно расположены задвижки на отопление подъездов или многоквартирного дома в целом.

Домовые задвижки позволяют подключать и отсекать отопительный контур здания от теплоцентрали: зимой они открыты, летом перекрываются.

Далее центральное отопление предусматривает монтаж так называемых сбросов, представляющих собой вентили для перепускания или осушения системы. Иногда их соединяют с трубопроводом холодного водоснабжения с целью заполнения радиаторов водой в летний период.

В последние годы в соответствии с требованиями по обязательной установке приборов учета, на вводе в подъезды или дом устанавливаются теплосчетчики.



Рисунок 7 – Схема устройства теплового узла центральной системы отопления

Стояки и розливы централизованной системы отопления

Схема организации циркуляции воды в системе многоквартирного дома представляет собой, как правило, однотрубный вариант подачи теплоносителя с верхним или нижним розливом. При этом трубы подачи и обратки могут разводиться либо обе в подвале, либо подача на чердаке или техэтаже, а обратка в подвале.

Стояки, в свою очередь, бывают с:

• попутным движением теплоносителя;
• движением воды верху вниз;
• встречным движением снизу вверх.

При использовании схемы с нижним розливом каждая пара стояков соединяется посредством перемычек, которая может располагаться либо в квартирах на последнем этаже, либо на чердаке. При этом в верхней точке перемычки обязательно должен быть смонтирован воздухоотводчик (воздушник).

Кран Маевского — самый простейший по конструкции, но отказоустойчивый воздушник.

Основным недостатком этого варианта является завоздушивание системы после каждого сброса воды, что требует стравления воздуха из каждой перемычки.



Рисунок 8 – Возможные схемы центральной системы отопления с нижним розливом

Система отопления с верхним розливом предусматривает установку на техэтаже многоэтажного дома расширительного бака с вентилем-воздухоотводчиком, а также отдельные вентили, позволяющие отсекать каждый стояк.

Правильный уклон при прокладке розлива обеспечивает при открытии воздушников полный слив воды из системы за очень короткое время. Но такой вариант имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании.

1. Температура отопительных приборов уменьшается по мере движения теплоносителя вниз. Понятно, что на нижних этажах она будет значительно ниже, чем на верхних, что обычно компенсируется увеличением количества секций радиаторов или площади конвекторов.
2. Процесс запуска отопления довольно прост. Для этого требуется заполнить систему, открыть имеющиеся домовые задвижки и на короткое время воздушник на расширительном баке. После этого центральное отопление и вся система начинают функционировать в полной мере.
3. Сброс теплоносителя из конкретного стояка, наоборот, имеет некоторые сложности. Для этого требуется сначала найти и перекрыть нужный стояк на техэтаже многоэтажного дома, затем найти и отключить его вентиль в подвале, и только после этого можно будет открыть сбросник.



Рисунок 9 – Схема однотрубной системы отопления с верхним розливом

Достоинства и недостатки центральной системы отопления

Центральная система отопления имеет следующие достоинства:

• возможность использования недорогих видов топлива;
• надежность, обеспеченная регулярным контролем работоспособности и технического состояния со стороны специальных служб;
• применение экологичного оборудования;
• простота в эксплуатации.

Среди недостатков такой схемы обогрева многоквартирного дома следует отметить:

• система функционирует по строгому сезонному графику;
• невозможность индивидуального регулирования температуры приборов отопления;
• частые перепады давления в системе;
• значительные теплопотери в процессе транспортировки и отопления в многоквартирном доме;
• высокую стоимость оборудования и его монтажа.

Теплоснабжение многоквартирного дома (МКД)

Система теплоснабжения – одна из центральных инженерных систем любого многоквартирного жилого дома. Подобные системы можно классифицировать по:

· Месту расположения источника тепла;

· Способу организации ГВС (горячего водоснабжения);

· Способу подачи теплоносителя в систему отопления.

Классификация систем теплоснабжения МКД по расположению источника тепла

По месту расположения источника тепловой энергии системы теплоснабжения делятся на:

Централизованные системы теплоснабжения

В подобных системах теплоснабжения источником тепла могут быть:

· Котельные, работающие для одного или нескольких зданий.



Рис. 1. Принципиальная схема централизованной системы теплоснабжения

Контроль потребленной тепловой энергии в централизованной системе теплоснабжения производится с помощью узла учёта, который установлен на границе балансовой принадлежности тепловой сети. Часто для МКД граница расположена на вводе сети в дом.

Централизованная система теплоснабжения включает в себя:

· Трубопроводы отопления и ГВС (полимерные или металлические);

· Запорную и запорно-регулирующую арматуры;

· Отопительные приборы: радиаторы, конвекторы, регистры;

· Фильтры, грязевики, манометры, термометры;

· Узлы управления системой отопления и ГВС;

· Расширительные баки необходимого объема;

· Узел учета тепловой энергии;

· Систему подпитки и очистки воды;

· Щиты автоматики и электрические щиты.

Местные децентрализованные системы теплоснабжения

В данном типе систем теплоснабжение каждого здания происходит от отдельного источника – котельной.



Рис. 2. Принципиальная схема местной децентрализованная система теплоснабжения

В местной децентрализованной системе теплоснабжения узел учета на вводе в дом не устанавливается. Вместо него устанавливают узел учета потребленного газа на весь дом целиком.

Такая система состоит из двух частей:

· Инженерной системы здания (систем отопления и ГВС);

· Оборудования в котельной.

В состав инженерной системы дома входят:

· Трубопроводы отопления и горячего водоснабжения;

· Запорная и запорно-регулирующая арматуры;

· Отопительные приборы: радиаторы, конвекторы, регистры;

· Фильтры, гидрострелки, грязевики, манометры, термометры;

· Узлы управления системой отопления и ГВС;

В состав оборудования котельной входят:

· Котел или группа котлов;

· Расширительные баки необходимого объема;

· Контрольно-измерительные приборы: манометры, термометры;

· Узел учета газа;

· Система подпитки и очистки воды;

· Щиты автоматики и электрические щиты;

· Газовые трубопроводы и оборудование;

· Системы сигнализации и защиты.

Индивидуальные децентрализованные системы теплоснабжения

В индивидуальных децентрализованных системах теплоснабжения помещения или группа помещений (квартир) снабжаются теплом от отдельного источника – чаще всего котла. При этом узел учета потребленного газа устанавливается в каждой квартире.



Рис. 3. Принципиальная схема индивидуальной децентрализованной системы теплоснабжения

Индивидуальная децентрализованная система теплоснабжения состоит из:

· Настенного котла (газового или электрического);

· Полимерных (из полипропилена или металлопластика) или стальных трубопроводов;

· Отопительных приборов (радиаторов, конвекторов, регистров) с запорно-регулирующей арматурой;

Классификация систем теплоснабжения по способу организации систем отопления

По способу организации систем отопления в МКД системы теплоснабжения подразделяются на:

Зависимые системы теплоснабжения – системы, в которых вода нагревается и поставляется в систему отопления и ГВС напрямую, то есть в радиаторах отопления и в кранах – одна и таже.



Рис. 4. Зависимая система теплоснабжения

Независимые системы теплоснабжения – системы, в которых теплоноситель в тепловых сетях отдает тепло внутренней системе отопления многоквартирного дома через пластинчатый теплообменник.



Рис. 5. Независимая система теплоснабжения

Классификация систем теплоснабжения по способу организации ГВС (горячего водоснабжения)

В такой классификации системы теплоснабжения подразделяются на:

Закрытые системы теплоснабжения – вода на горячее водоснабжение забирается из водопровода и нагревается через теплообменник сетевой водой.



Рис. 6. Закрытая система теплоснабжения

В открытой системе теплоснабжения вода на ГВС забирается непосредственно из тепловой сети.



Рис. 7. Открытая система теплоснабжения

Правила и нормативы, применяемые в системах теплоснабжения МКД

Организация системы теплоснабжения многоквартирного здания жестко регламентируется законодательными актами и нормами СанПиН.

Так, согласно СанПиН 2.1.4.2496-09:

«Температура горячей воды в местах водоразбора независимо от применяемой системы теплоснабжения должна быть не ниже 60 °С и не выше 75 °С».

Температура горячей воды должна быть более 60 градусов Цельсия для ее дезинфекции от вирусов и бактерий, которые могут выживать при меньших показателях температуры, но погибают при значениях выше этой цифры.

С другой стороны, использование воды, нагретой выше 75 градусов – недопустимо, поскольку может привести к ожогам.

1. Система отопления должна обеспечивать нормативную температуру воздуха:

a. в жилых помещениях — не ниже +18 °С (в угловых комнатах +20 °С);

b. в районах с температурой наиболее холодной пятидневки -31 °С и ниже от +20°С (в угловых комнатах от +22°С);

c. в других помещениях, в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации о техническом регулировании.

2. Система отопления должна обеспечивать допустимое превышение нормативной температуры не более 4 °C;

3. Допустимое снижение нормативной температуры в ночное время суток (от 0.00 до 5.00 часов) — не более 3°C;

4. Снижение температуры воздуха в жилом помещении в дневное время (от 5.00 до 0.00 часов) не допускается.

Ремонт и обслуживание систем теплоснабжения

В зависимости от источника теплоснабжения, ремонт и обслуживание систем теплоснабжения многоквартирного здания производится по-разному.

При централизованной системе теплоснабжения ежегодно производится техническое обслуживание, в которое входят следующие мероприятия:

· Гидравлические испытания тепловых узлов, тепловой сети, системы отопления, системы ГВС;

· Промывка системы отопления;

· Ревизия оборудования систем теплопотребления;

· Диагностика, ремонт и обслуживание узла учета тепловой энергии;

· Текущий ремонт систем теплопотребления;

· Промывка теплообменного оборудования.

При местной децентрализованной системе теплоснабжения:

· Обслуживание котельного оборудования;

· Гидравлические испытания тепловых узлов, системы отопления, системы ГВС;

· Ежегодная промывка системы отопления;

· Ревизия оборудования систем теплопотребления (проверка манометров, термометров, набивка сальниковых уплотнений на задвижках);

· Текущий ремонт систем теплопотребления (в соответствии с дефектными ведомостями);

· Промывка теплообменного оборудования;

· Осмотр и ревизия теплообменного оборудования, насосного оборудования;

· Подкачка давления в расширительном баке;

· Обслуживание и ремонт газового оборудования.

При индивидуальный децентрализованной системе теплоснабжения проводится комплекс работ необходимых для поддержания в эксплуатационном состоянии оборудования системы теплоснабжения:

· Проверка на герметичность системы отопления и ГВС;

· Проверка предохранительных клапанов;

· Подкачка давления в расширительном баке;

· Мониторинг насосного оборудования.

К обязательным мероприятиям в данном случае также относится обслуживание газового оборудования.

Читайте также:  Задачи системы водоснабжения ответ