Системы квартирного отопления
Квартирной системой водяного отопления является система с естественной циркуляцией, предназначенная для отопления одной или нескольких квартир, расположенных на одном этаже.
Двухтрубная система водяного квартирного отопления состоит: из котла, устанавливаемого на кухне; главного стояка, который изолируют для улучшения циркуляции и уменьшения тепловыделений на кухне; горячего подающего трубопровода, проложенного под потолком; горячих стояков, нагревательных приборов; обратных стояков и обратного трубопровода, проложенного под приборами (рис. 62).
Рис. 62. Схема двухтрубной системы квартирного водяного отопления:
1 — котел; 2 — расширительный бак (с выпуском воздуха); 3 — отопительные приборы
Расширительный сосуд устанавливают в отапливаемом помещении и соединяют с главным стояком. От расширительного сосуда прокладывают трубу к кухонной раковине. Она служит одновременно переливной и воздушной трубой.
Для свободного удаления воздуха и спуска воды из системы подающий и обратный трубопроводы прокладывают с уклоном по направлению движения воды в трубопроводе. Воду из системы удаляют через спускной патрубок с вентилем. Наполняют систему из водопровода.
В данной системе центр нагревательного котла обычно находится выше центра нагревательных приборов. Поэтому вода в системе циркулирует благодаря охлаждению в трубах и нагревательных приборах. Чем дальше стояк от котла, тем больше будет охлаждаться вода в разводящей магистрали и тем больше будет естественное давление, вызывающее циркуляцию воды на этом участке. Так как давление в этой системе очень мало, трубопровод должен быть больших диаметров.
Для нагревания воды в системах квартирного водяного отопления применяют отопительные аппараты, работающие на газовом, жидком или твердом топливах.
Системы отопления с насосной циркуляцией воды
Системы отопления с искусственной (насосной) циркуляцией воды отличаются от систем с естественной циркуляцией тем, что в сеть трубопроводов включен насос, обеспечивающий циркуляцию воды. Циркуляционные насосы для бытовых систем отопления имеют низкое потребление электроэнергии — около 100 ватт, то есть как лампочка. Насос не поднимает воду, а лишь помогает ей преодолеть местные сопротивления в трубах. В результате значительно увеличивается радиус действия отопительных систем, сокращаются диаметры трубопроводов и обеспечивается возможность присоединения систем к котлам с повышенными параметрами теплоносителя. В системах отопления с насосной циркуляцией нагретая в котле вода под действием циркуляционного насоса по подающему трубопроводу поступает в нагревательные приборы. Охлажденная в нагревательных приборах вода по обратным трубопроводам поступает в циркуляционный насос, а затем в котел. Расширительный сосуд создает постоянное давление в системе, кроме того, он воспринимает увеличивающийся при нагревании объем воды. Расширительные и циркуляционные трубы от расширительного сосуда присоединяют к обратной магистрали перед насосом. Отметка дна расширительного сосуда должна быть выше самой высокой точки системы не менее чем на 800 мм.
Для лучшего удаления воздуха из системы следует обеспечить попутное движение воды и воздуха, для чего подающую магистраль прокладывают с подъемом к дальнему стояку. Для удаления воздуха из системы в наиболее высоких местах устанавливают проточный воздухосборник. Для отключения стояков от системы у их основания устанавливают проходные пробковые сальниковые краны, а на подводках к приборам — регулирующие краны.
Чтобы обеспечить бесшумную работу водяной системы отопления с насосной циркуляцией, скорость движения теплоносителя не должна превышать: в трубопроводах, прокладываемых в основных помещениях жилых зданий, при условных проходах труб 10, 15 и 20 мм и более соответственно 1,5; 1,2 и 1 м/с; в трубопроводах, прокладываемых во вспомогательных помещениях жилых зданий, — 1,5 м/с; в трубопроводах, прокладываемых в других вспомогательных зданиях, — 2 м/с. Для того чтобы обеспечить в системах отопления постоянную циркуляцию воды, желательно устанавливать не менее двух циркуляционных насосов, один из которых — рабочий, другой — резервный.
Двухтрубные системы отопления с насосной циркуляцией воды. Двухтрубные системы водяного отопления с насосной циркуляцией воды могут быть с верхней и нижней разводками (рис. 63).
Рис. 63.Схема двухтрубной системы отопления с насосной циркуляцией:
а — с верхней разводкой; б — с нижней разводкой; 1 — котел; 2 — подающий трубопровод; 3 — обратный трубопровод; 4 — подающие стояки; 5 — обратные стояки; 6 — расширительная труба; 7 — расширительный сосуд; 8 — воздухосборник; 9 — воздушные краны; 10 — насос
В двухтрубных системах с верхней разводкой каждый нагревательный прибор обслуживается подающим и обратным трубопроводами. Если не учитывать охлаждение воды в трубах, то можно считать, что во все нагревательные приборы вода поступает с одинаковой температурой.
В двухтрубных системах отопления с нижней разводкой подающую и обратную магистрали прокладывают в подвальной части здания или в специальных каналах, сделанных в полу первого этажа. В этих системах теплоноситель поступает в нагревательные приборы не сверху вниз, как в системах с верхней разводкой подающей магистрали, а снизу вверх. В остальном система работает по тому же принципу, что и при верхней разводке подающей магистрали. Воздух из системы с нижней разводкой подающей магистрали удаляется посредством воздушной линии, присоединяемой к стоякам и отводящей воздух к воздухосборнику или через воздушные краны.
Для регулирования теплоотдачи приборов в двухтрубных системах на подводках к нагревательным приборам устанавливают краны двойной регулировки. На подающих и обратных стояках в местах присоединения их к магистральным линиям устанавливают краны для отключения стояков на случай ремонта. Расширительный сосуд, также как и в системе с верхней разводкой, присоединяют к обратной магистрали перед насосом.
Двухтрубные системы отопления с нижней разводкой в сравнении с системами с верхней разводкой имеют следующие преимущества: сокращается количество трубопроводов, проходящих в неотапливаемых помещениях, следовательно, уменьшаются непроизводительные потери тепла; в процессе обслуживания системы отключение отдельных стояков на случай аварии более удобно, так как краны на подающем и обратном стояках расположены в одном месте.
Однотрубные системы отопления с насосной циркуляцией воды. По конструктивным особенностям эти системы разделяются на две группы: проточные и с замыкающими участками (перемычками), каждая из которых может быть как вертикальной, так и горизонтальной (рис. 64).
Рис. 64.Схема однотрубных вертикальных систем отопления с насосной циркуляцией:
а — проточных; б — со смещенными замыкающими участками; 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — расширительный сосуд; 4 — подающий трубопровод; 5 — воздухосборник; 6 — стояки; 7 — нагревательные приборы; 8 — обратный трубопровод; 9 — насос
В проточных однотрубных системах нагретая в котле вода поднимается по главному стояку в подающий трубопровод, откуда она распределяется по стоякам. Из стояков вода распределяется не по отдельным приборам, а поступает сначала в приборы верхнего этажа. Несколько охлажденная вода из приборов переходит по тому же стояку в приборы нижележащих этажей. Таким образом, вода последовательно проходит через все приборы, расположенные на стояке. Пройдя все приборы на стояках, охлажденная вода собирается в обратную магистраль, из которой насосом подается в котел. В проточных однотрубных системах в помещениях с одинаковыми теплопотерями приборы нижних этажей должны иметь большую поверхность нагрева, чем приборы верхних этажей.
Расширительный сосуд, так же как и в двухтрубных системах отопления, присоединяется к обратной магистрали перед насосом. Воздух из системы удаляется через воздухосборник. Теплоотдачу нагревательных приборов в проточных схемах можно регулировать только перекрытием воздушного клапана, если в конструкции прибора он предусмотрен.
В однотрубных вертикальных системах отопления со смещенными замыкающими участками горячая вода из котла по главному стояку и подающей магистрали поступает в стояки. В местах присоединения нагревательных приборов к стояку поток воды распределяется: часть воды проходит транзитом по стояку через перемычку, а часть затекает в нагревательный прибор.
Вода, охладившись в нагревательном приборе верхнего этажа, выходит из него и смешивается с более горячей водой, проходящей через перемычку. Смешанная вода поступает по стояку к нагревательному прибору нижележащего этажа, где поток воды вновь распределяется, то есть часть воды поступает в прибор, а часть проходит через перемычку. Такое движение воды повторяется на каждом этаже по ходу движения теплоносителя.
И при этой схеме отопления в каждый нижерасположенный прибор по ходу теплоносителя вода поступает с более низкой температурой. Таким образом, последние отопительные приборы приходится делать более мощными, следовательно, более большими по размеру.
Теплоотдачу нагревательных приборов в таких системах регулируют поворотом трехходового крана. Благодаря этим фитингам часть теплоносителя попадает в радиатор, а часть проходит через перемычку и не охлаждается. То есть может быть отключена перемычка — вся вода проходит через прибор, или отключен прибор — вся вода проходит через перемычку. При промежуточном положении пробки крана часть воды пойдет через прибор, а часть — через перемычку.
Однотрубные системы отопления в сравнении с двухтрубными имеют следующие преимущества: меньшую протяженность системы; более простые узлы трубных обвязок, что упрощает их заготовку и монтаж.