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.

Централизованное отопление это одновременно плюсы и минусы

Большинство тех, кто живет в многоквартирных домах, как правило, имеет централизованное отопление – это тот вариант, который работает от общей сети. Функционирование такой системы имеет ряд особенностей и во многом отличается от системы автономного отопления, применяемой обычно в частных домах.

Многие утверждают, что централизованное теплоснабжение – весьма неэффективный способ обогрева жилища. Поэтому следует более подробно рассмотреть технические характеристики этого варианта отопления, а также разобраться с тем, как должно проходить подключение к центральному отоплению и каким образом можно сэкономить свои средства.

Принцип работы централизованной отопительной системы

У такого варианта нагрева помещения в квартире есть масса особенностей, которые обязательно следует упомянуть.

Во-первых, центральное отопление в частном доме (такой вариант также встречается) и в квартире предусматривает вырабатывание тепла совсем не в том помещении, где происходит обогрев. Местом получения энергии тепла обычно является либо местная котельная, либо тепловая электростанция. Именно оттуда прогретый до нужной температуры носитель тепла поступает в квартиры по трубопроводу.

Категорий систем централизованного отопления существует две – водяная и паровая, что и объясняет наличие в котельных котлов на пару и на воде. Источником энергии при этом выступают разные виды топлива (каменный уголь, газ, древесные отходы и пр.).

Многие котельные непосредственно перед подачей воды в квартиры предварительно очищают ее специальным химическим составом. В этом случае, в первую очередь, снижается жесткость теплоносителя, кроме того, из него удаляются излишки кислорода и углекислого газа. Целью такой обработки является предотвращение появления накипи и коррозионных образования внутри системы труб.

Достоинства и недостатки отопления централизованного типа

Несмотря на тот факт, что многие считают централизованную отопительную систему малопроизводительной, такой вариант все же имеет некоторые очевидные плюсы, к которым относятся следующие:

• этот вариант обогрева жилого помещения стоит значительно дешевле автономного. Кроме того, совершенно не потребуется приобретать дорогостоящие приборы, генерирующие тепло, а также самостоятельно выполнять монтажные работы;
• устройства, обогревающие теплоноситель перед его подачей в дома, вполне способны функционировать на недорогом топливе, что неизменно повышает показатели экономичности системы;
• более того, нельзя не отметить, что большинство котельных оснащено специальными приборами, способными работать практически на любом виде топлива, что не может не сказаться положительно на надежности этого варианта отопления;
• перед тем как отказаться от центрального отопления, не стоит забывать, что такой способ нагрева является полностью экологически чистым, поскольку в помещения квартир не проникает никаких вредных продуктов сгорания, чего не скажешь о некоторых автономных системах. Читайте также: «Как отказаться от отопления в многоквартирном доме – вопросы и ответы, инструкция».

Однако недостатки у такого отопления также имеются, и самыми значимыми из них являются следующие:

• потери тепла в таких системах являются обычно очень существенными. Так, при поступлении в квартиры теплоноситель проходит большое расстояние, за время которого он успевает порядком остыть. Именно поэтому для поддержания комфортной температуры в жилище требуется гораздо больший объем источника энергии по сравнению с автономным оборудованием (прочитайте: «Автономное отопление частного дома — монтаж и схема системы»);
• регулировать температуру нагрева практически невозможно, что обусловлено полным контролем со стороны котельной. При этом весьма часты случаи, как нехватки тепла, так и излишнего перегрева, что негативно сказывается на микроклимате в квартире;
• самовольное отключение от центрального отопления выполнять категорически запрещается, так как подобные мероприятия могут быть рассмотрены исключительно в судебном порядке;

Кроме того, в связи с регулярно растущими тарифами многие хозяева предпочитают оборудовать автономную отопительную систему, однако, как уже говорилось ранее, перед тем, как отключиться от центрального отопления, необходимо получить специальное разрешение от соответствующих органов.

Варианты оптимизации работы централизованного отопления

Как известно, теплоноситель, проходя через систему труб, теряет значительную часть своей температуры, чтоб обусловливает необходимость оптимизации функционирования системы отопления с целью уменьшения теплопотерь.

Эту задачу можно решить одним из двух способов:

Первый метод будет актуальным в том случае, если котельная и вся система труб является полностью регулируемой самими хозяевами.

В этом случае улучшения могут быть следующими:

— допускается монтаж более современного и эффективного оборудования с более высокими показателями производительности. Как следствие, это изменит давление в системе центрального отопления, сократится потребление топлива, а также уменьшатся финансовые расходы;
— возможность оснащения трубопровода системы качественным изоляционным материалом, что позволит снизить потери тепла при его продвижении к батареям. Кроме того, теплоизоляционный материал защити всю конструкцию от возможного замерзания, что особенно актуально в условиях холодных зим.

1. Суть второго способа заключается в следующем: тепловая энергия, поставляемая котельной или ТЭЦ в конкретное жилое помещение, строго фиксируется. Обычно этот метод предусматривает установку специальных энергосберегающих счетчиков (прочитайте также: «Энергосберегающее отопление частного дома — выбираем энергоэффективную систему»). Так, все последующие оплаты за услуги отопления будут выполняться исключительно исходя из их показаний.

Возможность перехода к автономному отоплению

Если говорить более однозначно, то разрешение на оборудование индивидуального отопления обычно можно получить лишь в том случае, если от центрального обогрева лишается весь дом, а не одна из его квартир.

Так или иначе, любые работы, связанные с монтажом и подключением отопления рекомендуется проводить под присмотром специалистов, чтобы обезопасить себя и находящихся по соседству жильцов от возможных неприятностей, вызванных неправильным монтажом или ремонтом. Кроме того, профессиональные мастера обычно имею, в наличии разнообразные фото- и видеоматериалы, способные помочь в оборудовании альтернативного варианта централизованному отоплению.

Посмотрите также видео о возможности отключения от централизованного отопления: