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.

§ 127. Отопление

Системы центрального отопления в отопительный сезон должны работать бесперебойно и обеспечивать поддержание нормальной температуры воздуха во всех помещениях.

Опись неисправностей системы отопления, подлежащих устранению в летний период, составляют в течение отопительного сезона на основе тщательного осмотра всех частей системы: трубопроводов, нагревательных приборов, арматуры и другого оборудования.

При текущем ремонте системы отопления выполняют следующие работы:

устраняют течи в трубопроводе, приборах и арматуре, регулируют и заменяют в отдельных помещениях регулировочную и запорную арматуру, набивают сальники в запорной и регулирующей арматуре;

разбирают, осматривают и очищают грязевики, элеваторы, воздухоотводчики;

промывают систему отопления двух- трехкратным наполнением воды. Если система загрязненная, то промывку производят с применением сжатого воздуха, подаваемого в систему автокомпрессором через штуцер, вваренный в подающую магистраль;

очищают от грязи и смазывают ходовые части электродвигателей насосов и вентиляторов.

После окончания работ по ремонту выполняют гидравлическое испытание системы отопления, затем ее промывают путем двух- трехкратного наполнения водой, после чего наполняют чистой водой и делают пробную топку, доводя температуру до 80—85 С, чтобы удалить из системы воздух и проверить равномерность прогрева всех нагревательных приборов. Одновременно отмечают все неустраненные во время ремонта неисправности системы.

После устранения всех неисправностей ПРОИЗВОДЯ! вторичную пробную топку, во время которой систему регулируют и оставляют ее наполненной водой до начала следующего отопительного периода.

Система отопления со стальными панельными радиаторами должна подпитываться только подготовленной (обескислороженной) водой, поступающей из ТЭЦ, районных квартальных котельных или из местных водоподготовительных устройств.

Спускать воду из системы центрального отопления в период отопительного сезона допускается только в случаях значительной аварии.

Не допускается разбор воды из системы отопления на бытовые цели и эксплуатация ее при наличии утечек теплоносителя.

Воздух из системы отопления с верхней разводкой при отсутствии автоматических воздухоотводчиков следует выпускать не реже одного раза в 3 недели. Работу автоматических воздухоотводчиков проверяют не реже одного раза в течение месяца.

Воздух из системы отопления с нижней разводкой выпускают через спускные краны у нагревательных приборов верхних этажей при пуске системы отопления в начале отопительного сезона и после ремонта системы. В течение отопительного сезона производится контрольная проверка наличия воздуха в приборах верхних этажей.

В процессе эксплуатации в работе систем центрального отопления могут возникнуть неисправности. Работа системы будет нарушена. Причинами неисправности систем отопления могут быть: понижение уровня воды в системе ниже допустимого; образование засоров и воздушных пробок; недостаточная циркуляция воды, создаваемая насосами; неисправность воздухоотводных устройств.

Понижение уровня воды в системе ниже допустимого или недостаточное заполнение системы водой при верхнем розливе может привести к прекращению циркуляции воды в системе, а при нижнем розливе не будут прогреваться приборы, расположенные в одном и нескольких верхних этажах, в зависимости от уровня понижения воды в системе.

В действующих системах отопления в результате образования засоров в приборах или в трубопроводах может полностью прекратиться циркуляция воды на отдельном участке системы или частично через отдельные приборы. В результате этой неисправности сокращается теплоотдача приборов.

Засоры чаще всего образуются в изгибах, кранах, фасонных частях. Места засоров можно определить следующим образом. Если не прогревается группа рядом расположенных приборов, то место засора может быть в подающих или в обратных трубопроводах, объединяющих эти приборы. Если не прогреваются одиночные приборы, то место засора может находиться в тройниках, на ответвлениях к этим приборам, у регулировочных кранов или в местах, выхода воды из прибора. Чтобы ликвидировать засоры, следует применить общую промывку системы отопления или части ее. При этом необходимо воду быстро удалять из системы. Для лучшего удаления воздуха из системы необходимо наполнять ее медленно через обратную линию.

Образование воздушных пробок на отдельных участках системы происходит в результате неисправности устройств для спуска воздуха — воздухосборников, воздухоотводчиков,. воздушных кранов. Воздушные пробки нарушают нормальную циркуляцию воды. Чтобы устранить неисправности,, необходимо разобрать и исправить воздухоудаляющие устройства.

Недостаточная циркуляция воды в системе отопления может создаваться из-за неисправности циркуляционных насосов.. Неисправность насосов может возникнуть в результате попадания в улитку грязи или посторонних предметов, а также при неплотно закрытой задвижке на обводной линии у насосов. Неплотно закрытая задвижка на обводной линии сокращает количество воды, поступающей в систему, что приводит к недогреву отопительных приборов.

При аварийной остановке системы в зимнее время, чтобы вода в трубопроводах и нагревательных приборах (при отсутствии циркуляции) не замерзала, из системы следует удалять воду не позднее 2—3 ч после остановки системы. При наличии «мешков» на горизонтальном участке трубопровода воду из системы удаляют продувкой воздухом.

Гидравлическое испытание системы производится после каждого ремонта, но не реже одного раза в год. Периодически в сроки, установленные производственной инструкцией, проверяют термометры, манометры и другие контрольно-измерительные приборы.

Читайте также:  Сепаратор воздуха для систем отопления