Тема этой статьи — классификация систем отопления зданий различного назначения. Мы исследуем использующиеся в них источники тепловой энергии, способы переноса тепла, конфигурации движения теплоносителей и разводки отопительных приборов.
Итак, в путь.
Источник тепла
В этой роли могут выступать:
- Газ. Газовые котлы отопления обеспечивают минимальную стоимость тепловой энергии. Там, где газовые магистрали отсутствуют, вместо них могут использоваться газгольдеры или баллоны.
Однако: в этом случае цена киловатт-часа тепла заметно увеличится.
- Дрова и уголь. Твердотопливные котлы для этих энергоносителей обычно унифицированы. Их главный недостаток — ограниченная автономность работы: закладка топлива и чистка зольника требуются несколько раз в сутки.
Впрочем, газогенераторы и котлы верхнего горения способны несколько увеличить промежуток между закладками.
- Пеллеты. Пеллетные котлы с бункерами и дозаторами позволяют добиться автономности в несколько дней.
- Соляра. Здесь автономность уже исчисляется неделями; к недостаткам можно отнести высокую шумность оборудования и потребность в громоздкой емкости под дизтопливо.
- Электроэнергия. Наряду с устройствами прямого нагрева ее используют тепловые насосы, использующие электричество для перекачки тепла от сравнительно холодной среды (воздуха, воды или грунта) в более теплое помещение.
Вот примерная оценка расходов для разных источников.
Источник тепла | Цена киловатт-часа |
Газовый котел (магистраль) | 0,7 р. |
Твердотопливный котел (дрова) | 1,1 р. |
Тепловой насос | 1,2 р. |
Твердотопливный котел (уголь) | 1,3 р. |
Газовый котел (газгольдер) | 1,8 р. |
Газовый котел (баллоны) | 2,8 р. |
Дизельный котел | 3,2 р. |
Электричество (прямой нагрев) | 3,6 р. |
Центральный источник и распределенное отопление
Наиболее распространена схема с одним централизованным источником тепла (котлом или печью), периферийными отопительными приборами и трубопроводами для транспортировки тепла. Однако наряду с ними используются и распределенные системы отопления.
Примеры?
- Электрические теплые полы с независимыми терморегуляторами.
- Электрические конвектора, размещенные в каждой комнате.
- Газовые конвектора с разводкой газа по дому.
- Инфракрасные излучатели с независимым питанием.
- Отопление кондиционерами с собственной сплит-системой в каждой комнате.
Способ передачи тепла
Передача тепловой энергии может осуществляться несколькими способами.
Теплоноситель
В этом качестве используется вода или ее смеси с этилен- и пропиленгликолем, замерзающие при более низких температурах. Высокая теплоемкость теплоносителей позволяет обойтись магистралями сравнительно небольшого сечения.
Воздух
Воздушное отопление подразумевает, что источник тепла нагревает непосредственно воздух, поступающий в помещение. Системы воздушного отопления часто совмещаются с вентиляцией. Основной недостаток решения, влияющий на его популярность — необходимость прокладки воздуховодов большого сечения: без ущерба для отделки это можно сделать лишь на стадии строительства.
Пар
Системы отопления перегретым паром с температурой 200-400 градусов в наше время применяются исключительно на промышленных объектах. Они удобны тем, что благодаря высокой температуре отопительных приборов, позволяют обеспечить их минимальные размеры при высоких значения тепловой мощности. Недостаток пара — серьезная опасность для обитателей отапливаемых помещений при авариях.
Инфракрасное излучение
Так называемые инфракрасные отопительные приборы передают существенную часть тепла не воздуху вокруг себя, а непосредственно окружающим объектам и людям посредством инфракрасного излучения, лежащего за пределами видимой части спектра.
Использование ИК-излучателей экономически оправдано прежде всего потому, что оно снижает комфортный минимум температуры в помещении. За счет непосредственного нагрева кожи на открытых участках тела зона субъективного комфорта начинается уже от +15-16С.
Конвекция и теплый пол
Привычная нам с детства схема обогрева помещения точечными источниками тепла со сравнительно высокой температурой (радиаторами, конвекторами, регистрами и т.д.) называется конвекционной. Каждый отопительный прибор генерирует конвекционный поток; эти потоки перемешивают воздух в помещении.
Главная проблема конвекционного отопления — в том, что температуры в отапливаемом помещении распределяются крайне неравномерно.
Мало того: они распределяются еще и неэффективно. Под потолком температура на 5-8 градусов выше, чем на уровне человеческого роста. Вы много времени проводите на потолке?
Одно из побочных следствий перегрева воздуха вблизи потолка — резкое увеличение утечек тепла через перекрытие. Теплопотери прямо пропорциональны дельте температур между сторонами ограждающей конструкции.
Альтернатива конвекционному отоплению — теплый пол. Поверхность пола нагревается до температуры в 25-35 градусов кабелем, пленочным нагревателем или трубой с водой.
В результате:
- Температура максимальна именно там, где в ней есть потребность — на уровне пола.
- Тепловая завеса, препятствующая промерзанию стен, формируется по всему периметру помещения.
- За счет снижения средней температуры в помещении обеспечивается заметная экономия энергии.
Водяное отопление
В случае использования жидкого теплоносителя классификация системы отопления возможна еще по нескольким параметрам.
Центральное и автономное
В системах ЦО источником тепла является ТЭЦ или котельная. Теплоноситель — техническая вода — транспортируется по теплотрассам; циркуляция в отдельных контурах обеспечивается перепадом между подающей и обратной нитками.
Функцию развязки между трассой и системой отопления здания выполняет элеваторный узел.
В нем:
- Нивелируется перепад между нитками. В трассе он достигает 3-6 кгс/см2; в то же время для стабильной циркуляции контура разумного размера достаточно перепада в 0,2 кгс/см2
- Обеспечивается вовлечение части объема теплоносителя из обратного контура в повторную циркуляцию. Тем самым уменьшается разброс температур между ближними к элеваторному узлу и дальними от него отопительными приборами.
- Регулируется режим работы системы ГВС (горячего водоснабжения). В зависимости от температуры подачи ГВС подается с прямой или обратной нитки.
В случае автономной системы мы имеем дело с замкнутым контуром, заполненным теплоносителем постоянного объема и не связанным с внешними объектами. Горячая вода для хознужд из контура не отбирается.
Побуждение циркуляции
В системе ЦО теплоноситель приводится в движение перепадом между нитками. А что в автономных контурах?
Здесь возможны два варианта.
Полезно: гравитационную систему несложно модернизировать для ускорения циркуляции в ней, своими руками установив в контур циркуляционный насос. Инструкция довольно проста: розлив разрывается вентилем или обратным клапаном, по обе стороны от которого делаются врезки на насос. Врезки комплектуются грязевиком перед насосом и парой отсекающих вентилей.
Одно- и двухтрубные системы
Разводка теплоносителя по отопительным приборам может быть однотрубной и двухтрубной. В первом случае радиатор разрывает единственный розлив или, что разумнее, врезается параллельно ему. Во втором каждый отопительный прибор является перемычкой между подающим и обратным трубопроводами.
Важный момент: во втором случае система требует обязательной балансировки — настройки проходимости батарей дросселирующей запорной арматурой. Без нее дальние от котла радиаторы просто-напросто не будут работать.
Вертикальные и горизонтальные
Ленинградка — однотрубное кольцо по периметру дома с врезанными параллельно ему батареями, является типичной горизонтальной системой. Стояк отопления в многоквартирном доме — столь же типичная вертикальная. Как нетрудно догадаться, они часто комбинируются: скажем, в том же многоквартирном доме с вертикальным стояком соседствует горизонтальный розлив.
Попутные и тупиковые
Если теплоноситель от выходного патрубка котла до входного не меняет направления движения на противоположное — это попутная система. Если меняет — тупиковая.
Верхний и нижний розлив
В многоквартирных домах можно встретить два типа разводки стояков.
- Нижний розлив подразумевает, что подача и обратка находятся в подвале. Стояки соединяются попарно перемычкой на чердаке или верхнем этаже. Каждая пара стояков накоротко замыкает подающий и обратный трубопроводы.
- В случае верхнего розлива подача вынесена на чердак и снабжена баком для сбора воздуха. Каждый стояк для сброса приходится отключать в двух точках; зато при запуске системы проблем на порядок меньше: стравить воздух нужно не на каждой паре стояков, а лишь в единственном баке.
Подключение радиаторов
Секционные отопительные приборы могут подключаться к подводкам несколькими способами.
- Боковое подключение наиболее выгодно с точки зрения эстетики. Однако при большой длине прибора крайние секции будут заметно холоднее первых от подводки.
- Диагональное подключение позволит батарее прогреваться по всей длине.
Совет: для подключения к левой пробке используйте не сгон, а американку. Она существенно упростит демонтаж и установку радиатора.
- Наконец, схема «снизу вниз» не только равномерно прогреет радиатор, но и избавит его от необходимости в промывке. Непрерывная циркуляция через нижний коллектор не даст ему заиливаться. Оборотная сторона такого подключения — в необходимости снабдить верхнюю пробку краном Маевского и при каждом запуске стравливать воздух.
Заключение
Надеемся, что наш экскурс в теорию, пусть и несколько поверхностный, окажется полезным читателю. Как обычно, прикрепленное видео предложит его вниманию дополнительные материалы.
Успехов!
Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен