К выбору системы водяного отопления в многоэтажных зданиях. Разновидности систем отопления многоквартирного дома Особенности отопления высотных жилых зданий

Недостатком зависимой системы присоединения со смещением воды является возможность повышения в ней гидростатического давления, непосредственно передающегося через обратный теплопровод в обратную магистраль системы до значения, опасного для целости отопительных приборов (превышающего их рабочее давление).

Смесительный насос можно применять в системе отопления со значительным гидравлическим сопротивлением, тогда как при использовании элеваторной смесительной установки гидравлическое сопротивление системы должно быть сравнительно небольшим. Все же водоструйные элеваторы получили широкое распространение благодаря безотказному и бесшумному действии.

Обратная вода из системы отопления смешивается с высокотемпературной водой из наружного подающего теплопровода при помощи смесительного насоса или водоструйного элеватора. При использовании смесительного насоса возможно не только местное качественно-количественное регулирование параметров воды, но и сохранение циркуляции воды в системе отопления при аварийном прекращении подачи ее из наружных теплопроводов.

Теплоноситель в системе насосного водяного отопления может нагреваться в местной водогрейной котельной (местное теплоснабжение) или высокотемпературной водой поступающей из TЭЦ, или центральной тепловой станции (централизованное теплоснабжение). В зависимости от источника теплоснабжения, параметров теплоносителей в тепловой сети и в системе отопления изменяется оборудование теплового пункта.

ПРИСОЕДИНЕНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ К НАРУЖНЫМ ТЕПЛОВЫМ СЕТЯМ

ЛЕКЦИЯ 12

В регуляторе косвенного действия обычно используется электрическая энергия для нагревания термобаллона уменьшенного объема, который, в свою очередь, связан со штоком регулирующего клапана. Для индивидуального ручного регулирования теплопередачи приборов служат краны и вентили и воздушные клапаны в кожухе конвекторов.

Для индивидуального автоматического регулирования применяют регулятор температуры прямого и косвенного действия. Принцип работы регулятора прямого действия основан на изменении объема среды при давлении или понижении ее температуры. Изменение объема среды термоактивного материала (например, резины) непосредственно вызывает перемещение клапана регулятора в потоке основного теплоносителя.

Эксплуатационное регулирование теплопередачи приборов может быть автоматизировано. Местное автоматическое регулирование в тепловом пункте проводят, ориентируясь на изменение температуры наружного воздуха. Индивидуальные автоматическое регулирование теплопередачи прибора происходит при отклонении температуры воздуха в помещении.

Принципиальная схема системы насосного водяного отопления при местном теплоснабжении от водогрейной котельной, находящейся в отапливаемом здании или близ него, показана на рис. 12.I, а.

Рис. 12.1 Принципиальные схемы системы насосного водяного отопления при местном теплоснабжении (а) и централизованном (б,в,г)

1-циркуляционный насос; 2- котел; 3-подача топлива; 4- расширительный бак. 5 - отопительные приборы; 6-водопровод; 7 - теплообменник? 8- подпиточны насос: 9, 1О-наружные обратный и подающий теплопроводы 11 - смесительная установка

Вода подогревается в котельной до температуры ТI(tг). Горячая вода распределяется по отопительным приборам. Движение воды создается циркуляционным насосом, включенным в общую обратную магистраль, куда собирается охлажденная до температуры Т2 (to) вода приборов. К обратной магистрали присоединен расширительный бак. Первоначальное заполнение и пополнение системы при утечке (подпитку производят холодной водой из водопровода через обратный клапан, исключающий вытекание воды из системы при понижении давления в водопроводной сети.

При централизованном теплоснабжении применяют три основные схемы присоединения системы насосного водяного отопления к наружным теплопроводам (рис. 12.1, б-г).

Независимая схема присоединения системы насосного водяного отопления к наружным теплопроводам (рис.12.1, б) близка по своим элементам к схеме при местном теплоснабжении. Заполнение и подпитку системы осуществляют деаэрированной водой из наружной тепловой сети. При этом используют давление в ней или применяют подпиточный насос, если этого давления недостаточно. В водо-водяном теплообменнике первичная высокотемпературная вода (температура TII(t1) из наружного подающего теплопровода подогревает вторичную - местную воду и, охлаждаясь, до Т2 (t2), удаляется в наружный обратный теплопровод.

Независимую схему применяют для получения обособленного тепло-гидравлического режима в системе отопления, в которую по каким-либо причинам недопустима непосредственная подача высокотемпературной води. Преимуществом независимой схемы, кроме обеспечения тепло-гидравлического режима, индивидуального для каждого здания, является возможность сохранения циркуляции с использованием теплосодержания воды в течение некоторого времени, обычно достаточного для устранения аварийного повреждения наружных теплопроводов. Система отопления по независимой схеме служит дольше, чем система с местной котельной, вследствие уменьшения коррозионной активности воды.

Зависимая схема со смешением воды для присоединения системы отопления к наружным теплопроводам (рис.12.1) в) проще по конструкции и в обслуживании. Стоимость ее ниже по стоимости независимой схемы благодаря исключению таких элементов, как теплообменник, расширительный бак и подпиточный насос, Функции которых выполняются централизованно на тепловой станции. Эту схему присоединения выбирают, когда в системе требуется температура воды TI и допускается повышение гидростатического давления до значения, под которым находится вода в наружном обратном теплопроводе.

Зависимая прямоточная схема присоединения системы водяного отопления к наружный теплопроводам наиболее проста по конструкции и в обслуживании: в системе отсутствуют такие элементы, как теплообменник или смесительная установка, циркуляционный и подпиточный насосы, расширительный бак (рис.12.1,г). Прямоточное присоединение применяют, когда в системе допускается подача высокотемпературной воды (TI=TII) и значительное гидростатическое давление, или при подаче воды, имеющей температуру ниже ЮО°С. Система отопления отличается пониженной стоимостью и уменьшенным расходом металла.

Недостатками прямоточного присоединения является невозможность местного качественного регулирования и зависимость теплового режима системы отопления (и помещений) от обезличенной температуры воды в наружном подающем теплопроводе. Высота зданий, в которых можно использовать высокотемпературную воду, ограничена вследствие необхо­димости сохранять в системе гидростатическое давление, достаточно высокое для предотвращения вскипания воды.

При централизованном теплоснабжении с применением независимого и зависимого присоединения в системе отопления обеспечивается циркуляция деаэрированной воды (воздух удаляется на тепловой станции). Это не только упрощает сбор и удаление воздуха из системы (тактически удаление воздуха проводят только в пусковой период после монтажа и ремонта), но и увеличивает срок ее службы.

Высотные здания обычно зонируются - делятся на части - зоны определенной высоты, между которыми помещаются технические этажи. В системах водяного отопления высота зоны определяется допустимым давлением воды (рабочим давлением) в наиболее низко расположенных приборах и возможностью размещения оборудования и коммуникаций на техни­ческих этажах.

2017-03-15

В последнее время в проектах отопления общественных зданий начали предусматривать горизонтальные системы водяного отопления с разводкой поэтажных магистралей над плинтусом или в конструкции пола, с параллельной (двухтрубной) или последовательной (однотрубной) подачей воды к прибору. Причём в помещениях большой площади, имеющих на одном фасаде несколько окон, в качестве отопительных приборов устанавливают радиаторы, присоединяемые к магистрали по схеме «сверху-вниз» и «снизувверх». На рис. 1, 2 и 3 представлены возможные схемы горизонтальных систем отопления с применением запорно-регулирующей и термостатической арматуры «ГЕРЦ» .

Такие системы имеют ряд серьёзных недостатков. Во-первых, число радиаторов соответствует числу окон, что приводит к удорожанию системы отопления, так как каждый радиатор должен быть снабжён воздухоотводчиком (например, краном Маевского) для удаления воздуха и дорогостоящей запорно-регулирующей и термостатической арматурой.

Во-вторых, при скорости воды в коллекторе радиатора меньше 0,20-0,25 м/с неизбежно скопление воздуха в радиаторе, особенно в начале отопительного сезона, что вызывает необходимость систематического удаления воздуха из радиатора. Скорость воды больше указанной может быть при тепловой нагрузке радиатора не менее 9 кВт.

В-третьих, длина радиатора в ряде случаев меньше 50-75 % ширины оконного проёма, что не отвечает требованиям СП 60.13330.2013 . В-четвертых, монтаж системы с плинтусной прокладкой магистралей и тем более с прокладкой их в полу в теплоизоляции сложнее.

Кроме того, при последовательной, однотрубной подаче воды к радиатору число секций разборного радиатора или тип неразборного радиатора под окнами должны быть разными. Это, собственно, дополнительно усложняет подбор отопительного прибора.

К преимуществу горизонтальных систем водяного отопления с прокладкой магистралей в теплоизоляции в конструкции пола можно отнести лишь снижение попутных тепловых потерь в магистрали, позволяющее осуществлять подачу воды к приборам с приблизительно одинаковой температурой. Теплоотдача одного погонного метра изолированной трубы, например, ∅ 20 мм при разности средней температуры воды в отопительном приборе и температуры воздуха в помещении, равной 60 °C, составляет не более 20 Вт, то есть почти в четыре раза меньше теплоотдачи неизолированной, открыто проложенной трубы в горизонтальном положении .

С целью сокращения стоимости систем отопления в помещениях с числом окон двумя и более на одном фасаде предлагается в качестве отопительных приборов устанавливать конвекторы, присоединяемые по воде последовательно, как это показано на рис. 4.

Во-первых, в этом случае запорно-регулирующую и термостатическую арматору достаточно устанавливать только в единственном числе. Во-вторых, требуется меньше труб, необходимых для соединения конвекторов. К тому же длина конвекторов малой высоты больше длины радиаторов строительной высоты 500 мм одинаковой тепловой мощности.

При расчётной температуре воды в системе отопления 95-70 °C и скорости воды 0,4 м/с количество теплоты, проходящей через трубу ∅ 20 мм, составит около 15,4 кВт, при скорости 0,2 м/с — 7,7 кВт.

При этом потери давления на трение составят около 145 и 39 Па на один погонный метр, соответственно.

1. Журнал СОК №10/2019. Программа лояльности NAVIEN PRO
2. Журнал СОК №11/2019. Viessmann вывела на рынок энергоэффективный электрический котёл Vitotron
3. Журнал СОК №11/2019. Электрические кабельные тёплые полы: современные решения и рыночные тенденции
4. Настольная книга проектировщика. - Вена: «Герц Арматурен ГмбХ», 2008.
5. СП 60.13330.2013. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.
6. Внутренние санитарно-технические устройства: Справ. проект-ка. Ч. 1. Отопление / В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др. - М.: Стройиздат, 1990.
7. Крупнов Б.А., Крупнов Д.Б. Отопительные приборы, производимые в России и ближнем зарубежье: Науч.-поп. изд. Изд. 4-е, доп. и испр. - М.: Изд-во «АСВ», 2015.

1.
2.
3.
4.
5.

Квартира в многоэтажном доме – это городская альтернатива частным домам, и в квартирах проживает очень большое количество людей. Популярность городских квартир не является странной, ведь в них есть все, что требуется человеку для комфортного проживания: отопление, канализация и горячее водоснабжение. И если два последних пункта не нуждаются в особом представлении, то схема отопления многоэтажного дома требует детального рассмотрения. С точки зрения конструктивных особенностей, централизованная имеет ряд отличий от автономных конструкций, что позволяет ей обеспечить дом тепловой энергией в холодную пору года.

Особенности отопительной системы многоквартирных домов

При оборудовании отопления в многоэтажных домах необходимо в обязательном порядке соблюдать требования, устанавливаемые нормативной документацией, к которой относятся СниП и ГОСТ. В этих документах указано, что отопительная конструкция должна обеспечивать в квартирах постоянную температуру в пределах 20-22 градусов, а влажность должна варьироваться от 30 до 45 процентов.

Несмотря на наличие норм, многие дома, особенно из числа старых, не соответствуют данным показателям. Если это так, то в первую очередь нужно заняться установкой теплоизоляции и поменять отопительные приборы, а уже потом обращаться в теплоснабжающую компанию. Отопление трехэтажного дома, схема которого изображена на фото, можно приводит в качестве примера хорошей отопительной схемы.

Чтобы достичь необходимых параметров, используется сложная конструкция, требующая качественного оборудования. При создании проекта отопительной системы многоквартирного дома специалисты используют все свои знания, чтобы достичь равномерного распределения тепла на всех участках теплотрассы и создать сопоставимое давление на каждом ярусе здания. Одним из неотъемлемых элементов работы такой конструкции является работа на перегретом теплоносителе, что предусматривает схема отопления трехэтажного дома или других высоток.

Как это работает? Вода поступает прямо с ТЭЦ и разогрета до 130-150 градусов. Кроме того, давление увеличено до 6-10 атмосфер, поэтому образование пара невозможно – высокое давление будет прогонять воду по всем этажам дома без потерь. Температура жидкости в обратном трубопроводе в таком случае может достигать 60-70 градусов. Конечно, в разное время года температурный режим может меняться, поскольку он напрямую завязан на температуру окружающей среды.

Назначение и принцип действия элеваторного узла

Выше было сказано, что вода в отопительной системе многоэтажного здания разогревается до 130 градусов. Но такая температура не нужна потребителям, и нагревать батареи до такого значения абсолютно бессмысленно, независимо от этажности: система отопления девятиэтажного дома в данном случае не будет отличаться от любой другой. Объясняется все довольно просто: подача отопления в многоэтажных домах завершается устройством, переходящим в обратный контур, которое называется элеваторным узлом. В чем смысл этого узла, и какие функции на него возложены?

Разогретый до высокой температуры теплоноситель попадает в , который по принципу своего действия похож на инжектор-дозатор. Именно после этого процесса жидкость осуществляет теплообмен. Выходя через элеваторное сопло, теплоноситель под высоким давлением выходит через обратную магистраль.

Кроме того, через этот же канал жидкость поступает на рециркуляцию в отопительную систему. Все эти процессы в совокупности позволяют смешивать теплоноситель, подводя его к оптимальной температуре, которой достаточно для обогрева всех квартир. Использование элеваторного узла в схеме позволяет обеспечить наиболее качественное отопление в высотных домах, независимо от этажности.

Конструктивные особенности схемы отопления

В цепи отопления за элеваторным узлом находятся разные задвижки. Их роль нельзя недооценивать, поскольку они дают возможность регулировать отопление в отдельных подъездах или в целом доме. Чаще всего регулировка задвижек осуществляется вручную сотрудниками теплоснабжающей компании, если возникает такая необходимость.

В современных зданиях нередко используются дополнительные элементы, вроде коллекторов, тепловых и другого оборудования. В последние годы почти каждая система отопления высотных зданий оснащается автоматикой, чтобы минимизировать вмешательство человека в работу конструкции (прочитайте: " "). Все описанные детали позволяют добиться лучшей производительности, повышают КПД и дают возможность более равномерно распределять тепловую энергию по всем квартирам.

Разводка трубопровода в многоэтажном доме

Как правило, в многоэтажных домах используется однотрубная схема разводки с верхним или нижним розливом. Расположение прямой и обратной трубы может варьироваться в зависимости от множества факторов, включая даже регион, где расположено здание. Например, схема отопления в пятиэтажном доме будет конструктивно отличаться от отопления в трехэтажных зданиях.

При проектировании отопительной системы учитываются все эти факторы, и создается наиболее удачная схема, позволяющая довести все параметры до максимума. Проект может предполагать различные варианты розлива теплоносителя: снизу вверх или наоборот. В отдельных домах устанавливаются универсальные стояки, которые обеспечивают поочередность движения теплоносителя.

Типы радиаторов для обогрева многоквартирных домов

В многоэтажных домах нет единого правила, позволяющего использовать конкретный вид радиатора, поэтому выбор особо не ограничивается. Схема отопления многоэтажного дома довольно универсальна и имеет хороший баланс между температурой и давлением.

К основным моделям радиаторов, используемых в квартирах, можно отнести следующие устройства:

1. Чугунные батареи . Нередко используются даже в самых современных зданиях. Дешево стоят и очень легко монтируются: как правило, установкой данного типа радиаторов владельцы квартир занимаются самостоятельно.
2. Стальные отопители . Этот вариант является логичным продолжением разработок новых отопительных приборов. Будучи более современными, стальные панели отопления демонстрируют хорошие эстетические качества, довольно надежны и практичны. Очень хорошо сочетаются с регулирующими элементами отопительной системы. Специалисты сходятся во мнении, что именно стальные батареи можно назвать оптимальными при использовании в квартирах.
3. Алюминиевые и биметаллические батареи . Изделия, изготовленные из алюминия, очень ценятся владельцами частных домов и квартир. Алюминиевые батареи имеют самые лучшие показатели, если сравнивать с предыдущими вариантами: отличные внешние данные, небольшой вес и компактность отлично сочетаются с высокими эксплуатационными характеристиками. Единственный минус этих устройств, который нередко отпугивает покупателей – высокая стоимость. Тем не менее, специалисты не рекомендуют экономить на отоплении и считают, что такое вложение окупится довольно быстро.

Заключение

Выполнять ремонтные работы в отопительной системе многоквартирного дома самостоятельно также не рекомендуется, особенно в том случае, если это отопление в стенах панельного дома: практика показывает, что жильцы домов, не имея соответствующих знаний, способны выбросить важный элемент системы, посчитав его ненужным.

Централизованные системы отопления демонстрируют хорошие качества, но их нужно постоянно поддерживать в рабочем состоянии, а для этого нужно следить за многими показателями, включая теплоизоляцию, износ оборудования и регулярной замены отработавших свое элементов.

Система водяного отопления высотных зданий

Высотные здания и санитарно-технические устройства классифицируются: делятся на части - зоны определенной высоты, разделенные техническими этажами. Оборудование и коммуникации помещаются на технических этажах. В системах отопления, вентиляции и водоснабжения допус­тимая высота зоны определяется значением гидростатическо­го давления воды в нижних отопительных приборах или других элементах и возможностью размещения оборудова­ния, воздуховодов, труб и других коммуникаций на техни­ческих этажах.

Для системы водяного отопления высота зоны в зави­симости от гидростатического давления, допустимого как рабочего для отдельных видов отопительных приборов (от 0,6 до 1,0 МПа), не должна превышать (с некоторым запа­сом) 55 м при использовании чугунных и стальных прибо­ров (при радиаторах типа МС - 80м) и 90 м для приборов со стальными греющими трубами.

В пределах одной зоны систему водяного отопления устраивают при водяном теплоснабжении по схеме с неза­висимым присоединением к наружным теплопроводам, т. е. гидравлически изолированной от наружной теп­ловой сети и от других систем отопления. Такая система имеет собственные водо-водяной теплообменник, циркуля­ционный и подпиточный насосы, расширительный бак.

Число зон по высоте здания определяется, как и высота отдельной зоны, допустимым гидростатическим давлением, но не для отопительных приборов, а для оборудования в тепловых пунктах, расположенных при водяном тепло­снабжении обычно в подвальном этаже. Основное оборудо­вание этих тепловых пунктов, а именно обычного вида водо-водяные теплообменники и насосы, даже изготовленные по специальному заказу, могут выдерживать рабочее давление не более 1,6 МПа.

Это означает, что при таком оборудовании высота зда­ния при водо-водяном отоплении гидравлически изолиро­ванными системами имеет предел, равный 150-160 м. В таком здании могут быть устроены две (по 75-80 м высо­той) или три (по 50-55 м высотой) зональные системы отоп­ления. При этом гидростатическое давление в оборудовании системы отопления верхней зоны, находящемся в подваль­ном этаже, достигнет расчетного предела.

В зданиях высотой 160-250 м может применяться водо-водяное отопление с использованием специального обору­дования, рассчитанного на рабочее давление 2,5 МПа. Может быть также выполнено, если имеется в наличии пар, комбинированное отопление: помимо водо-водя­ного отопления в нижних 160 м в зоне сверх 160 м устраи­вается пароводяное отопление.

Теплоноситель пар, отличающийся незначительным гид­ростатическим давлением, подается на технический этаж под верхней зоной, где оборудуют еще один тепловой пункт. В нем устанавливают пароводяной теплообменник, свои циркуляционный насос и расширительный бак, приборы для качественно-количественного регулирования.

В каждой зональной системе отопления имеется свой расширительный бак, оборудованный системой электриче­ской сигнализации и управления подпиткой системы.

Подобный комплекс комбинированного отопления дей­ствует в центральной части главного корпуса Московского государственного университета: в нижних трех зонах уст­роено водо-водяное отопление с чугунными радиаторами, в верхней IV зоне - пароводяное отопление.

В зданиях высотой более 250 м предусматривают новые зоны пароводяного отопления или прибегают к электроводя­ному отоплению, если источника пара не имеется.

Для снижения стоимости и упрощения конструкции возможна замена комбинированного отопления высотного здания одной системой водяного отопления, при которой не требуется второй первичный теплоноситель (например, пар). В здании может быть уст­роена гидравлически общая система с одним водо-водяным теплообменником, общими циркуляционным насосом и рас­ширительным баком (рис.2). Система по высоте здания по-прежнему делится на зональные части по приведенным выше прави­лам. Вода во вторую и последующие зоны подается зональными циркуляционно-повысительными насосами и возвращается из каждой зоны в общий расширительный бак. Необходи­мое гидростатическое давление в главном обратном стояке каждой зональной части поддерживается регулятором дав­ления типа «до себя». Гидростатическое давление в обору­довании теплового пункта, в том числе и в повысительных насосах, ограничено высотой установки открытого расшири­тельного бака и не превышает стандартного рабочего давле­ния 1 МПа.

Для систем отопления высотных зданий характерны де­ление их в пределах каждой зоны по сторонам горизонта (по фасадам) и автоматизация регулирования температу­ры теплоносителя. Температура теплоносителя воды для зональной системы отопления устанавливается по заданной программе в зависимости от изменения температуры наружного воздуха (регулирование «по возмущению»). При этом для части системы, обогревающей помещения, обращенные на юг и запад, предусматривают дополнительное регулиро­вание температуры теплоносителя (для экономии тепловой энергии) на случай, когда при инсоляции температура поме­щений повышается (регулирование «по отклонению»).

Для опорожнения отдельных стояков или частей системы на технических этажах прокладывают дренажные линии. На время действия системы дренажную линию выключают во избежание неконтролируемой утечки воды общим венти­лем перед разделительным водосточным бачком.

Децентрализованная система водо-водяного отопления

Среди применяемых систем водяного отопления преоб­ладают системы, в которых температура поверхности отопи­тельных приборов ограничена 95 °С. Выше рассматривались распространенные системы, где местный теплоноситель цент­рализованно нагревается высокотемпературной водой, причем нагревается максимум до 95 °С в двухтрубных и до 105 °С в однотрубных системах. Между тем, система, в которой высокотемпературная вода подво­дилась бы как можно ближе к отопительным приборам, а температура их поверхности по гигиеническим требованиям сохранялась пониженной, имела бы определенное экономи­ческое преимущество перед обычной системой. Это преиму­щество достигалось бы за счет уменьшения диаметра труб для перемещения сокращенного количества воды с повышенной скоростью под давлением сете­вого (станционного) циркуляционного насоса.

В такой комбинированной водо-водяной системе нагре­вание теплоносителя происходило бы децентрализованно. В тепловом пункте здания оборудования для нагревания и создания циркуляции воды не потребовалось, там только контролировалось бы действие системы, и учитывался рас­ход тепловой энергии.

Разберем некоторые схемы системы децентрализованного нагревания местного теплоносителя высокотемпературной водой, разработанные советскими инженерами, разделив их на две группы: с независимым и зависимым присоедине­нием системы к наружным теплопроводам.

Для децентрализованного нагревания местной воды или масла по независимой схеме предложены безнапорные стальные или керамические отопительные приборы. Эти приборы, как открытые сосуды, заполняются водой (мас­лом), нагреваемой через стенки змеевика высокотемператур­ной водой. Испарение с поверхности воды в приборе спо­собствует повышению влажности воздуха в помещении. Змеевик включен в однотрубную проточно-регулируемую систему с «опрокинутой» циркуляцией высокотемпературной воды. Высокотемпературная вода может иметь температуру при керамических блоках 110°С, при сталь­ных приборах, заполненных минеральным маслом, 130 °С. При этом температура поверхности приборов не превыша­ет 95 °С.

Децентрализованное смешение высоко- и низкотемпе­ратурной воды, т. е. нагревание местного теплоносителя по зависимой схеме, может осуществляться в магистралях, стояках и непосредственно в отопительных приборах.

При смешении в магистралях система отопления делится на несколько последовательно соединенных частей (подсистем), состоящих каждая из нескольких однотрубных П-образных стояков. Попутное подмешивание высокотемпературной воды к охлажденной обратной воде из подсистем (для повышения температуры от 70 до 105 °С) происходит через перемычки с диафрагмами в промежуточ­ные магистрали между отдельными подсистемами.

В системе со смешением воды в основании однотрубных П-образных стояков магистраль с высокотемпературной водой делается в отличие от известных сис­тем отопления также однотрубной.Вода в ней понижает температурув точках смешения и поступает в стояки с различной температурой. В вертикальных стояках возникает в основ­ном естественная циркуляция воды, так как гидравличе­ское сопротивление замыкающих участков сравнительно невелико.

Для смешения воды в основании двухтрубных стояковиспользуются специальные смесители 2. Вода в обеих магистралях перемещается под давлением сетевого насоса, в стояках происходит естествен­ная циркуляция воды.

При децентрализованном смешении и однотрубных стоя­ках система отопления делится на две части: в первой высоко­температурная вода движется в стояках снизу вверх, охлаждаясь до температуры 95 °С, во второй - сверху вниз. Для обеспечения затекания в приборы необходимого количества высокотемпературной воды на замыкающих участках устанавливают диафрагмы.

При децентрализованном смешении в двухтрубных стоя­ках высокотемпературная вода подается внутрь каждого отопительного прибора через перфорированный коллектор 4 или через сопло-смеситель, а охлажденная вода удаляется в таком же количестве в обратный стояк.

Описанные системы отопления не получили массового распространения из-за затруднений с прокладкой труб высокотемпературной воды в помещениях, сложности мон­тажного и эксплуатационного регулирования.

В настоящее время применяется прямоточная система отопления с децентрализованным нагреванием воды, воз­вращающейся из последовательно соединенных трех-четы­рех подсистем (групп стояков). В этой так называемой сис­теме со ступенчатой регенерацией температуры (СРТ) (высокотемпературная вода нагревает охлажден­ную воду в двух-трех (между подсистемами) регенераторах температуры (РТ). Регенераторы температуры представ­ляют собой противоточные теплообменники типа «труба в трубе» (например, труба Dy25 в корпусе Dy40). Вода дважды протекает через каждый РТ; сначала в виде высокотемпературной по межтрубному пространству, потом в виде охлажденной воды по внутренней трубе. Вода при возвращении из последней подсистемы нагревается высокотем­пературной водой до 95-105 °С, затем поступает в пред­последнюю подсистему и т. д., пока из первой подсистемы она охлажденной не возвратится к точке ввода в здание высокотемпературной воды.

Систему отопления СРТ выполняют однотрубной с одно­сторонними унифицированными приборными узлами, с верхней или нижней разводкой подающей магистрали.

Система поквартирного отопления

Проблема рационального потребления и распределения тепловой энергии системами отопления по-прежнему актуальна, т. к. при климатических условиях России системы отопления жилых зданий являются наиболее энергоемкими из инженерных систем.

В последние годы созданы предпосылки для строительства жилых домов с пониженным энергопотреблением за счет оптимизации градостроительных и объемно-планировочных решений, формы зданий, за счет повышения уровня теплозащиты ограждающих конструкций и за счет использования более энергоэффективных инженерных систем.

Возводимые с 2000 года жилые здания с теплозащитой, соответствующей втором этапу энергосбережения, по энергоэффективности соответствуют нормативным требованиям таких стран, как Германия и Великобритания. Стены и окна жилых зданий стали «теплее» – потери тепла ограждающими конструкциями сократились в 2–3 раза, современные светопрозрачные ограждения (окна, двери лоджий и балконов) имеют настолько небольшую воздухопроницаемость, что при закрытых окнах практически отсутствует инфильтрация.

В то же время в жилых зданиях массового строительства до настоящего времени проектируются и эксплуатируются выполненные по типовым проектам системы отопления. В системах традиционно используются высокотемпературные теплоносители с параметрами 105–70, 95–70°C. При обеспечении тепловой защиты зданий по второму этапу энергосбережения и при указанных параметрах теплоносителя снижаются габариты и поверхность нагрева отопительных приборов, расход теплоносителя через каждый прибор и, как следствие, не обеспечивается защита от обратной радиации в зоне окон, дверей балконов, лоджий, ухудшаются условия работы и регулирования автоматических терморегуляторов отопительных приборов.

Для создания зданий с более эффективным использованием тепловой энергии, обеспечивающих комфортные условия для проживания человека, необходимы современные, энергоэкономичные системы отопления. Регулируемые поквартирные системы отопления вполне отвечают этим требованиям. Однако широкое применение поквартирных систем отопления сдерживается отчасти из-за отсутствия достаточной нормативной базы и рекомендаций по проектированию.

В настоящее время в отделе технического нормирования Госстроя России рассматривается Свод правил «Системы поквартирного отопления жилых зданий». Свод правил подготовлен группой специалистов ФГУП «СантехНИИпроект», ОАО «Моспроект», Госстроя России и включает требования к системам, отопительным приборам, арматуре и трубопроводам, требования по безопасности, долговечности и ремонтопригодности поквартирных систем отопления.

Свод правил дополняет и развивает требования по проектированию поквартирных систем отопления согласно СНиП 2.04.05-(2) и может использоваться для проектирования поквартирных систем отопления в жилых зданиях различного типа одно- и многоквартирных, блочных и секционных при строительстве новых и реконструируемых зданий, обеспечиваемых тепловой энергией от тепловых сетей (ТЭЦ, РТС, котельная), от автономных или индивидуальных источников тепла.

Поквартирная система отопления – система с разводкой трубопроводов в пределах одной квартиры, обеспечивающая поддержание заданной температуры воздуха в помещениях этой квартиры.

Анализ ряда проектов показывает, что поквартирные системы отопления имеют ряд преимуществ по сравнению с центральными системами:

Обеспечивают большую гидравлическую устойчивость системы отопления жилого здания;

Повышают уровень комфорта в квартирах за счет обеспечения температуры воздуха в каждом помещении по желанию потребителя;

Обеспечивают возможность учета тепла в каждой квартире и сокращение расхода тепла за отопительный период на 10–15% при автоматическом или ручном регулировании тепловых потоков;

Удовлетворяют требования заказчика по дизайну (возможность выбора типа отопительного прибора, труб, схемы прокладки труб в квартире);

Обеспечивают возможность замены трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры и отопительных приборов в отдельных квартирах при перепланировке или при аварийных ситуациях без нарушения режима эксплуатации систем отопления в других квартирах, возможность проведения наладочных работ и гидростатических испытаний в отдельной квартире.

Уровень теплозащиты жилых зданий с поквартирными системами отопления должен быть не ниже требуемых значений приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждений здания согласно СНиП II-3-79*.

Расчетную температуру воздуха для холодного периода года в отапливаемых помещениях жилого дома следует принимать в пределах оптимальных норм по ГОСТ 30494, но не ниже 20°C для помещений с постоянным пребыванием людей. В многоквартирных домах допускается понижение температуры воздуха в отапливаемых помещениях, когда они не используются (на время отсутствия владельца квартиры), ниже нормируемой не более чем на 3–5°C, но не ниже 15°C. При таком перепаде температур потери теплоты через внутренние ограждающие конструкции допускается не учитывать.

В многоквартирном доме с центральной системой отопления системы поквартирного отопления следует проектировать для всех квартир. Не допускается устройство поквартирных систем для одной или нескольких квартир в доме. Системы поквартирного отопления в жилом здании присоединяются к тепловым сетям по независимой схеме через теплообменники, в квартальном ЦТП или в индивидуальном тепловом пункте (ИТП). Допускается присоединение систем поквартирного отопления к тепловым сетям по зависимой схеме при обеспечении автоматического регулирования параметров теплоносителя в ИТП.

В одноквартирных и блочных домах с индивидуальными источниками теплоснабжения могут применяться как системы поквартирного отопления с отопительными приборами, так и системы напольного отопления для обогрева отдельных помещений или участков пола, возможно применять при условии обеспечения автоматического поддержания заданной температуры теплоносителя и температуры на поверхности пола.

Для систем поквартирного отопления в качестве теплоносителя применяется, как правило, вода; другие теплоносители допускается применять при технико-экономическом обосновании в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91*.

Параметры теплоносителя для систем поквартирного отопления в зависимости от источника тепла, типа используемых труб и способа их прокладки приведены в таблице.

В системах поквартирного отопления жилого здания параметры теплоносителя должны быть одинаковые для всех квартир. При техническом обосновании или по заданию заказчика допускается принимать температуру теплоносителя системы поквартирного отопления одной из квартир ниже принятой для системы отопления здания. При этом должно быть обеспечено автоматическое поддержание заданной температуры теплоносителя.

Системы отопления

В зданиях высотой два и более этажей для подачи теплоносителя в квартиры следует проектировать двухтрубные системы с нижней или верхней разводкой магистральных трубопроводов, магистральными вертикальными стояками, обслуживающими часть здания или одну секцию.

Подающий и обратный магистральные вертикальные стояки для каждой части здания секции прокладываются в специальных шахтах общих коридоров, лестничных холлов. В шахтах на каждом этаже предусматриваются встроенные монтажные шкафы, в которых должны размещаться распределительные поэтажные коллекторы с отводящими трубопроводами для каждой квартиры, запорная арматура, фильтры, балансировочные клапаны, счетчики учета тепла.

Системы поквартирного отопления могут выполняться по следующим схемам:

Двухтрубные горизонтальные (тупиковые или попутные) с параллельным подсоединением отопительных приборов (рис. 1). Трубы прокладываются у наружных стен, в конструкции пола или в специальных плинтусах-коробах;

Двухтрубные лучевые с индивидуальным подсоединением трубопроводами (петлями) каждого отопительного прибора к распределительному коллектору квартиры (рис. 2). Допускается подсоединение «на сцепке» двух отопительных приборов в пределах одного помещения. Трубопроводы прокладываются в форме петель в конструкции пола или вдоль стен под плинтусами. Система удобна для монтажа, т. к. используются трубопроводы одного диаметра, отсутствуют соединения труб в полу;

Однотрубные горизонтальные с замыкающими участками и последовательным подсоединением отопительных приборов (рис. 3). Значительно сокращается расход труб, но поверхность нагрева отопительных приборов увеличивается приблизительно на 20% и более. Схема рекомендуется к применению при более высоких параметрах теплоносителя и меньшем перепаде температур (например, 90–70°C). За счет увеличения количества затекающей в прибор воды уменьшается поверхность нагрева прибора. Расчетная температура воды, выходящей из последнего прибора, не должна быть ниже 40°C;

Напольные с укладкой нагревательных змеевиков из труб в конструкции пола. Напольные системы обладают большей инерционностью, чем системы с нагревательными приборами, менее доступны для ремонта и демонтажа. Возможные варианты схемы укладки труб в системах напольного отопления приведены на рис. 4, 5. Схема по рис. 4 обеспечивает легкий монтаж труб и равномерное распределение температуры по поверхности пола. Схема по рис. 5 обеспечивает примерно равную среднюю температуру на поверхности пола.

Полотенцесушители ванных помещений присоединяются к системе горячего водоснабжения – при теплоснабжении здания от тепловых сетей или от автономного источника, или к системе отопления – при индивидуальном источнике тепла.

В жилых зданиях с числом этажей более трех при центральном или общем автономном источниках теплоснабжения необходимо проектировать отопление лестничных клеток, лестничных и лифтовых холлов. В зданиях с числом этажей более трех, но не более 10, а также в зданиях любой этажности с индивидуальными источниками тепла допускается не проектировать отопление незадымляемых лестничных клеток первого типа. При этом сопротивление теплопередаче внутренних стен, ограждающих неотапливаемую лестничную клетку от жилых помещений, принимается равным сопротивлению теплопередаче наружных стен.

Гидравлические расчеты систем поквартирного отопления выполняются по существующим методикам с учетом рекомендаций по применению и подбору отопительных приборов, разработанных на основании результатов НИИсантехники при проведении испытаний и сертификации отопительных приборов различных производителей.

Присоединение отопительного прибора к трубопроводам может выполняться по следующим схемам:

Боковое одностороннее подсоединение;

Подсоединение радиатора снизу;

Боковое двухстороннее (разностороннее) подсоединение к нижним пробкам радиатора. Разностороннее подсоединение трубопроводов следует предусматривать для радиаторов длиной не более 2 000 мм, а также для радиаторов, соединенных «на сцепке». В двухтрубной системе отопления допускается в пределах одного помещения соединение двух отопительных приборов «на сцепке».

В системах поквартирного отопления, как и в традиционных системах отопления, следует использовать нагревательные приборы, клапаны, арматуру, трубы и другие материалы, разрешенные к применению в строительстве, имеющие сертификаты соответствия Российской Федерации.

В многоквартирных жилых домах срок службы отопительных приборов и трубопроводов систем отопления должен быть не менее 25 лет; в одноквартирных домах срок службы принимается по заданию заказчика.

В качестве отопительных приборов целесообразно применять стальные радиаторы или другие приборы с гладкой поверхностью, обеспечивающей очистку поверхности от пыли. Допускается применять конвекторы с воздушными регулирующими клапанами.

Для регулирования теплового потока в помещениях у отопительных приборов следует устанавливать регулирующую арматуру. В помещениях с постоянным пребыванием людей, как правило, устанавливаются автоматические терморегуляторы (с встроенными или выносными термостатическими элементами), обеспечивающие поддержание заданной температуры в каждом помещении и экономию подачи тепла за счет использования внутренних теплоизбытков (бытовые тепловыделения, солнечная радиация).

Для гидравлической увязки отдельных веток поквартирной двухтрубной системы отопления у всех отопительных приборов в квартире устанавливаются клапаны с предварительной настройкой.

Для гидравлической устойчивости системы отопления здания предусматривается установка балансировочных клапанов на магистральных вертикальных стояках для каждой части здания, секции, а также у каждого поэтажного распределительного коллектора.

В зданиях с системами поквартирного отопления следует предусматривать:

Установку в ИТП закрытого расширительного бака и фильтра для системы здания при теплоснабжении от тепловых сетей и автономного источника тепла;

Установку закрытого расширительного бака и фильтра для каждой квартиры при теплоснабжении от индивидуального источника тепла.

При открытых расширительных баках вода в системе насыщается воздухом, существенно активизирующим процесс коррозии элементов системы из металла, образуются воздушные пробки в системе.

Трубопроводы поквартирной системы отопления могут выполняться из стальных, медных, термостойких полимерных или металлополимерных труб. В системах отопления с трубопроводами из полимерных или металлополимерных труб параметры теплоносителя (температура и давление) не должны превышать предельно допустимые значения, указанные в технической документации на их изготовление. При выборе параметров теплоносителя следует учитывать, что прочность полимерных и металлополимерных труб зависит от рабочей температуры и давления теплоносителя. При уменьшении температуры и давления теплоносителя ниже максимально допустимых значений увеличивается коэффициент безопасности и соответственно срок эксплуатации труб. Трубопроводы систем поквартирного отопления, как правило, прокладываются скрыто: в штробах, в конструкции пола. Допускается открытая прокладка металлических трубопроводов. При скрытой прокладке трубопроводов в местах расположения разборных соединений и арматуры следует предусматривать люки или съемные щиты для проведения осмотра и ремонта.

При расчете отопительных приборов в каждом помещении следует учитывать не менее 90% поступающей теплоты от трубопроводов, проходящих по помещению. Потери теплоты за счет остывания теплоносителя в неизолированных открыто проложенных горизонтальных трубопроводах принимаются по справочным данным. Тепловой поток открыто проложенных труб учитывается в пределах:

90% при горизонтальной прокладке труб у пола;

70–80% при прокладке горизонтальных труб под потолком;

85–90% при вертикальной прокладке труб.

Тепловая изоляция предусматривается для трубопроводов, прокладываемых в штробах наружных стен, в шахтах и в неотапливаемых помещениях, на участках пола с близким размещением четырех и более труб в полу, обеспечивая допустимую температуру на поверхности.

Учет расхода тепловой энергии

Поквартирные системы отопления, с одной стороны, обеспечивают наиболее комфортные условия для проживания, удовлетворяющие потребителя, а с другой стороны, позволяют регулировать теплоотдачу отопительных приборов в квартире с учетом режима проживания семьи в квартире, необходимости снижения затрат на оплату за отопление и т. д.

В здании с поквартирными системами отопления предусматривается учет расхода теплоты зданием в целом, а также раздельно каждой квартирой и помещениями общественного и технического назначения, расположенными в этом здании.

Для учета расхода теплоты каждой квартиры могут предусматриваться: счетчики расхода теплоты для каждой поквартирной системы; распределители тепла испарительного или электронного типа на каждом отопительном приборе; счетчик расхода теплоты на вводе в здание. При любом виде приборов учета теплоты в оплату жильца должны включаться общие расходы тепла на здание (отопление лестничных клеток, лифтовых холлов, служебных и технических помещений).

В зданиях с повышенной тепловой защитой ограждающих конструкций поквартирные системы отопления (с автоматическими терморегуляторами у отопительных приборов и счетчиками расходов теплоты как на вводе в здание, так и для каждой квартиры) создают дополнительные возможности и стимулы для более эффективного использования тепловой энергии. Благодаря автоматическому регулированию теплоотдачи отопительных приборов при изменении тепловой нагрузки в помещениях и возможности жильцов регулировать теплоотдачу отопительных приборов с учетом режима проживания семьи (снижение температуры воздуха в помещениях на время отсутствия жильцов, уменьшение теплопотерь) может быть достигнута экономия тепловой энергии от 20 до 30%. При этом снизится оплата потребителей за тепло, т. к. установленные нормативы потребления тепловой энергии существенно превышают фактическое потребление.

Гидравлический расчет системы водяного отопления. Способы гидравлического расчета системы водяного отопления. Расчет по удельной линейной потери давления; расчет по характеристикам сопротивления и проводимостям; расчет по проведенным длинам и по динамическим давлениям. - 1час.

Потеря давления в сети.

Движение жидкости в теплопроводах происходит от сечения с большим давлением к сечению с меньшим давлением за счет разности давления. При перемещении жидкости расходуется потенциальная энергия, т. е. гидростатическое давление на преодоление сопротивлений от трения о стенки труб и от завихрений и ударов при изменении скорости и направления движения в фасонных частях, приборах и арматуре.

Падение давления, обусловленное сопротивлениями трения о стенки труб, является линейной потерей; падение давления, вызванное местными сопротивлениями, - местной потерей.

Падение давления Ар, Па, вызванное трением и местными сопротивлениями, измеряется в долях динамического давления и выражается формулой, известной из курса гидравлики

Если при расчетах систем отопления принять плотность теплоносителя (жидкости) постоянной, что ведет к погрешности, лежащей за пределами практической точности расчета, то величины могут быть определены как постоянные для теплопровода заданного диаметра.

Использование в расчетах постоянного отношения - позволяет по заданному расходу теплоносителя и диаметру теплопровода определить скорость теплоносителя делением расхода на эту величину; использование постоянной величины позволяет определить потери давления в теплопроводе по заданному расходу, минуя определение скорости.

Гидравлический расчет систем водяного отопления.

Трубопроводы в системе отопления выполняют важную функцию распределения теплоносителя по отдельным отопительным приборам. Они являются теплопроводами, задача которых состоит в передаче определенного расчетного количества тепла каждому прибору.

Система отопления представляет собой сильно разветвленную и сложно закольцованную сеть теплопроводов, по каждому участку которой должно переноситься определенное количество тепла. Выполнение точного расчета такой сети является сложной гидравлической задачей, связанной с решением большого числа нелинейных уравнений. В инженерной практике эта задача решается методом подбора.

В водяных системах количество принесенного тепла теплоносителем зависит от его расхода и перепада температуры при охлаждении воды в приборе. Обычно при расчете задают общий для системы перепад температуры теплоносителя и стремятся к тому, чтобы этот перепад был выдержан в двухтрубных системах - для всех приборов и системы в целом; в однотрубных системах - для всех стояков. При известном перепаде температуры теплоносителя по теплопроводам системы должен быть подведен определенный расчетом расход воды к каждому отопительному прибору.

При таком подходе выполнить гидравлический расчет сети теплопроводов системы отопления значит (с учетом располагаемого циркуляционного давления) так подобрать диаметры отдельных участков, чтобы по ним проходил расчетный расход теплоносителя. Расчет ведется подбором диаметров по имеющемуся сортаменту труб, поэтому он всегда связан с некоторой погрешностью. Для различных систем и отдельных элементов допускаются определенные невязки.

В отличие от рассмотренного выше метода в настоящее время нашел широкое распространение, применительно к расчету однотрубных систем отопления, метод с переменным перепадом температуры воды в стояках, предложенный А. И. Орловым в 1932 г.

Принцип расчета заключается в том, что расходы воды в стояках не задаются заранее, а определяются в процессе гидравлического расчета исходя из полной увязки давлений во всех кольцах системы и принятых диаметров теплопроводов сети. Перепад температуры теплоносителя в отдельных стояках при этом получается различным - переменным. Площадь теплоотдающей поверхности отопительных приборов находится по температуре и расходу воды, определенным гидравлическим расчетом. Метод расчета с переменным перепадом температуры точнее отражает действительную картину работы системы, исключает необходимость монтажной регулировки, облегчает унификацию трубной заготовки, так как дает возможность избежать применения разнообразных сочетаний диаметров радиаторных узлов и составных стояков. Этот метод получил распространение после того, как в 1936 г, Г.И. Фихман доказал возможность применения при расчете теплопроводов систем водяного отопления усредненных значений коэффициентов трения и ведения всего расчета по квадратичному закону.

Общие указания по расчету системы водяного отопления

Искусственное давление Арн, создаваемое насосом, принимается:

а) для зависимых систем отопления, присоединяемых к тепловым сетям через элеваторы или смесительные насосы, исходя из располагаемой разности давления на вводе и коэффициента смешения;

б) для независимых систем отопления, присоединяемых к тепловым сетям через теплообменники или к котельным без перспективы присоединения к тепловым сетям, исходя из предельно допустимой скорости движения воды в теплопроводах, возможности увязки потери давления в циркуляционных кольцах систем и технико-экономических расчетов.

Ориентируясь на величину средней удельной линейной потери давления Rcр, сначала определяют предварительные, а затем (с учетом потери на местные сопротивления) окончательные диаметры теплопроводов.

Расчет теплопроводов начинают с основного наиболее неблагоприятного циркуляционного кольца, которым следует считать:

а) в насосной системе с тупиковым движением воды в магистралях - кольцо через наиболее нагруженный и отдаленный от теплового пункта стояк;

б) в насосной системе с попутным движением воды - кольцо через средний наиболее нагруженный стояк;

в) в гравитационной системе - кольцо, у которого в зависимости от располагаемого циркуляционного давления, значение Rсp будет наименьшим.,

Увязка потерь давления в циркуляционных кольцах должна производиться с учетом только тех участков, которые не являются общими для сравниваемых колец.

Расхождение (невязка) в расчетных потерях давления на параллельно соединенных участках отдельных колец системы допускается при тупиковом движении воды до 15%, при попутном движении воды в магистралях ±5%.

В настоящее время отопление подавляющего большинства существующих жилых многоэтажных зданий в нашей стране осуществляется в основном вертикальными однотрубными системами водяного отопления. Достоинства и недостатки таких систем отмечены в и других источниках. Среди основных недостатков следует отметить следующие:

□ невозможно проводить учет расхода теплоты на отопление каждой квартиры;

□ невозможно осуществлять оплату расхода теплоты за фактически потребленную тепловую энергию (ТЭ);

□ очень сложно поддержать требуемую температуру воздуха в каждой квартире.

Поэтому можно сделать вывод о том, что необходимо отказаться от использования вертикальных систем для отопления жилых многоэтажных зданий и применять поквартирные системы отопления (СО), как это рекомендует . При этом в каждой квартире необходимо устанавливать счетчик ТЭ.

Поквартирные СО в многоэтажных зданиях - это такие системы, которые могут обслуживаться жителями квартиры без изменения гидравлического и теплового режимов соседних квартир и обеспечивать поквартирный учет расхода теплоты. При этом повышается тепловой комфорт в жилых помещениях и экономия теплоты на отопление. На первый взгляд это две противоречивые задачи. Однако никакого противоречия здесь нет, т.к. устраняется перегрев помещений за счет отсутствия гидравлической и тепловой разрегулировки СО. Кроме того, на 100% используется теплота солнечной радиации и бытовые теплопоступления в каждую квартиру. Актуальность решения этой проблемы осознают строители и службы эксплуатации. Существующие системы поквартирного отопления в нашей стране для отопления многоэтажных зданий применяются редко по разным причинам и, в том числе, из-за их невысокой гидравлической и тепловой устойчивости. Система поквартирного отопления, защищенная действующим патентом РФ № 2148755 F24D 3/02, по мнению авторов, отвечает всем требованиям . На рис. 1 представлена схема СО для жилых зданий, имеющих небольшое количество этажей.

СО содержит подающий 1 и обратный 2 теплопроводы сетевой воды, сообщенные с индивидуальным тепловым пунктом 3 и соединенным, в свою очередь, с подающим теплопроводом 4 СО. К подающему теплопроводу 4 присоединен вертикальный подающий стояк 5, соединенный с поэтажной горизонтальной веткой 6. К ветке 6 присоединены отопительные приборы 7. В тех же квартирах, где установлен вертикальный подающий стояк 5, установлен обратный стояк 8, который присоединен к обратному теплопроводу СО 9 и горизонтальной поэтажной ветке 6. Вертикальные стояки 5 и 8 ограничивают длину поэтажных веток 6 одной квартирой. На каждой поэтажной ветке 6 установлен квартирный тепловой пункт 10, который служит для обеспечения подачи требуемого расхода теплоносителя и учета расхода теплоты на отопление каждой квартиры и регулирования температуры воздуха внутри помещения в зависимости от температуры наружного воздуха, поступления теплоты от солнечной радиации, тепловыделений в каждой квартире, скорости и направления ветра. Для отключения каждой горизонтальной ветки предусмотрены вентили 11 и 12. Воздушные краны 13 служат для удаления воздуха из отопительных приборов и веток 6. У отопительных приборов 7 могут устанавливаться краны 14 для регулирования расхода воды, проходящей через отопительные приборы 7.

Рис. 1. Схема системы отопления зданий, имеющих небольшое количество этажей: 1 - подающий теплопровод сетевой воды; 2 - обратный теплопровод сетевой воды; 3 - индивидуальный тепловой

пункт; 4 - подающий теплопровод системы отопления; 5 - вертикальный подающий стояк; 6 - поэтажная горизонтальная ветка; 7 - отопительные приборы; 8 - обратный стояк; 9 - обратный теплопровод системы отопления;

10 - квартирный тепловой пункт; 11, 12 - вентили; 13 - воздушные краны; 14 - краны, для регулирования расхода воды.

В случае выполнения СО многоэтажного здания (рис. 2) подающий вертикальный стояк 5 выполнен в виде группы стояков - 5, 15 и 16, а вертикальный обратный стояк 8 выполнен в виде группы стояков 8, 17 и 18. В этой СО подающий стояк 5 и обратный стояк 8, сообщенные соответственно с теплопроводами 4 и 9, объединяют в блок «А» горизонтальные поэтажные ветки 6 нескольких (в данном конкретном случае трех веток) верхних этажей здания. Подающий стояк 15 и обратный стояк 17 также соединены с теплопроводами 4 и 9 и объединяют в блок «В» горизонтальные поэтажные ветки следующих трех этажей. Вертикальные подающий стояк 16 и обратный стояк 18 объединяют поэтажные ветки 6 трех нижних этажей в блок «С» (количество веток в блоках А, В и С может быть больше или меньше трех). На каждой горизонтальной поэтажной ветке 6, расположенной в одной квартире, установлен квартирный тепловой пункт 10. Он включает, в зависимости от параметров теплоносителя и местных условий, запорно-регулирующую и контрольно-измерительную арматуру, регулятор давления (расхода) и устройство для учета расхода теплоты (теплосчетчик). Для отключения горизонтальных веток предусмотрены вентили 11 и 12. Краны 14 служат для регулирования теплоотдачи отопительного прибора (в случае необходимости). Воздух удаляется через краны 13.

Количество горизонтальных веток в каждом блоке определяется расчетом и может быть больше или меньше трех. Следует отметить, что вертикальные подающие стояки 5, 15, 16 и обратные 8, 17, 18 проложены в одной квартире, т.е. так же, как и на рис. 1, а это обеспечивает высокую гидравлическую и тепловую устойчивость СО многоэтажного здания и, следовательно, эффективную работу СО.

Изменяя количество блоков, на которые по высоте делится СО, можно практически полностью исключить влияние естественного давления на гидравлическую и тепловую устойчивость системы водяного отопления многоэтажного здания.

Другими словами, можно сказать, что при количестве блоков, равном числу этажей в здании, получим систему водяного отопления, в которой естественное давление, возникающее от остывания воды в отопительных приборах, присоединенных к поэтажным веткам, не будет влиять на гидравлическую и тепловую устойчивость СО.

Рассмотренная СО обеспечивает высокие санитарно-гигиенические показатели в отапливаемых помещениях, экономию теплоты на отопление, эффективное регулирование температуры воздуха в помещении. Осуществить пуск СО в действии можно по желанию жителя (при наличии теплоносителя) в тепловом пункте 3 в любое время, не дожидаясь пуска СО в других квартирах или во всем доме. Учитывая, что тепловая мощность и длина горизонтальных веток приблизительно одинакова, то при изготовлении трубной заготовки достигается максимальная унификация узлов СО, а это снижает расходы на изготовление и монтаж СО. Разработанная система поквартирного отопления для многоэтажных жилых зданий универсальна, т.е. такую СО можно использовать при теплоснабжении:

□ от центрального источника теплоты (от тепловых сетей);

□ от автономного источника теплоты (в том числе крышной котельной).

Рис. 2. Схема системы отопления многоэтажных зданий. 1 - подающий теплопровод сетевой воды; 2 - обратный теплопровод сетевой воды; 3 - индивидуальный тепловой пункт; 4 - подающий теплопровод системы отопления; 5, 15, 16 - вертикальные подающие стояки; 6 - поэтажная горизонтальная ветка; 7 - отопительные приборы; 8, 17, 18 - обратные стояки; 9 - обратный теплопровод системы отопления; 10 - квартирный тепловой пункт; 11, 12 - вентили; 13 - воздушные краны; 14 - краны, для регулирования расхода воды.

Такая система обладает гидравлической и тепловой устойчивостью, может быть однотрубной и двухтрубной и в ней могут быть использованы отопительные приборы любого типа, удовлетворяющие требованиям . Схема подачи теплоносителя в отопительный прибор может быть различна , при установке крана у отопительного прибора можно регулировать тепловую мощность отопительного прибора. Такая СО может применяться не только для отопления жилых зданий, но и общественных и производственных зданий. В этом случае горизонтальная ветка прокладывается у пола (или в углублении пола) вдоль плинтуса. Такую СО возможно ремонтировать и реконструировать, если возникла необходимость в перепланировке здания. Для устройства описанной выше системы требуется меньший расход металла. Монтаж таких СО можно осуществлять из стальных, медных, латунных и полимерных труб, разрешенных к применению в строительстве . Теплоотдача теплопроводов должна учитываться при расчете отопительных приборов. Применение поквартирных СО обеспечивает снижение расхода теплоты на 10-20% .

Идея использовать поквартирные системы для отопления многоэтажных жилых зданий зародилась давно. Однако такие системы отопления не применялись даже во вновь строящихся жилых домах по многим причинам, и в том числе - из-за отсутствия нормативной базы и рекомендаций по проектированию. За последние 5 лет создана нормативная база и разработаны рекомендации по проектированию таких систем. В России пока отсутствует опыт эксплуатации поквартирных СО, подключенных к различным источникам теплоты.

При проектировании таких систем возникает много вопросов по поводу размещения горизонтальных веток и мест прокладки вертикальных подающих и обратных стоков. Расход трубопроводов для устройства горизонтальных веток будет минимальным, если квартира в плане будет иметь форму квадрата или приближаться к квадрату.

Следует отметить, что подающие и обратные вертикальные стояки могут прокладываться в специальных шахтах, расположенных в лестничных клетках или общих коридорах. В шахтах на каждом этаже должны располагаться монтажные шкафы, в которых размещают квартирные узлы ввода.

Для массового жилищного строительства по- квартирные СО целесообразно выполнять однотрубными горизонтальными с замыкающими участками и последовательным подсоединением отопительных приборов. В этом случае значительно уменьшается расход труб, но при этом поверхность нагрева отопительных приборов увеличивается (за счет сокращения теплового напора) в среднем на 10-30%.

Горизонтальные ветки следует прокладывать у наружных стен, над полом либо в конструкции пола или в специальных плинтусах - коробах в зависимости от высоты отопительного прибора, его вида и расстояния от пола до подоконной доски (расстояние от пола до подоконной доски при новом строительстве при необходимости может быть увеличено на 100-250 мм).

При длинных отопительных приборах, например конвекторах, можно будет применять проходные конвекторы и использовать разностороннее (диагональное) присоединение приборов к горизонтальной ветке, а это во многих случаях улучшает прогреваемость приборов и, следовательно, увеличивает их теплоотдачу. При открытой прокладке горизонтальных веток увеличивается их теплоотдача в помещение, а это в итоге приводит к уменьшению поверхности отопительных приборов и, следовательно, снижается расход металла на их изготовление.

Такая система удобна для монтажа и, как правило, для горизонтальных веток используются трубопроводы одного диаметра. Кроме того, при однотрубной СО можно использовать и более высокие параметры теплоносителя (до 105 О С). При использовании трехходовых кранов (или другом конструктивном решении) можно увеличить количество затекающей в прибор воды, а это уменьшает поверхность нагрева приборов. При таком конструктивном выполнении системы обеспечивается возможность ее ремонта, т.е. замена трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры и отопительных приборов в каждой квартире без вскрытия конструкции пола и т.д.

Неоспоримым достоинством таких систем отопления является то, что для их устройства можно использовать материалы и изделия только Российского производства.

Литература

1. СканавиА.Н., МаховЛ.М. Отопление. УчебникдляВУЗов - М.: Издательство АСВ, 2002. 576 с.

2. СНиП. 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.

3. Ливчак И.Ф. Квартирное отопление. - М.: Стройиздат, 1982.