Системы отопления зданий

Общий принцип действия всех водяных систем отопления один и тот же: теплоноситель нагревается в котле и по трубам движется к радиаторам, отдает тепло помещению, после чего возвращается в котел. При этом, циркуляция может быть естественной или принудительной. Все зависит от того, что приводит теплоноситель в движение. В первом случае это сила тяжести, во втором насос.

Системы с естественной циркуляцией

Системы с естественной циркуляцией в силу своих особенностей, больше подходят только для домов с общей площадью до 200 кв. м, или помещений имеющих мало тепловых контуров. Кроме того, для них понадобятся трубы большого диаметра (не менее 40- 50 мм). Причем прокладывают их под углом к горизонтальной плоскости, чтобы вода текла под действием своего веса. Такие системы трудно регулировать, но зато они независимы от электроснабжения.

Системы с принудительной циркуляцией

Системы с принудительный циркуляцией подходят для домов и объектов любой площади, они легко регулируются и более эффективны при теплоотдаче. Большим достоинством является комфорт от эксплуатации (возможность поддерживать необходимую температуру в каждом помещении). В них могут использоваться трубы небольшого диаметра. В такой системе меньше разница в температуре между подачей и обработкой, что увеличивает срок службы котла. Единственный недостаток— потребность в бесперебойном электропитании. 

Также системы отопления бывают открытого и закрытого типа: 

В первом случае для компенсации расширения теплоносителя (воды или антифриза) в системе отопления используется открытый расширительный бак. Во втором — применяется закрытый мембранный бак.

В открытой системе расширительный бак должен устанавливаться в наивысшей точке системы. В закрытой же — размещать мембранный бак наверху нет никакой необходимости.

Система с закрытым мембранным баком имеет массу преимуществ по сравнению с открытой. Вот основные: бак можно расположить возле котла, нет необходимости тянуть и утеплять трубу на чердак, во всей системе создаётся давление, способствующее равномерной работе всех радиаторов, нет испарений пара или жидкостей. Открытые системы в наше время применяются редко.

Типы разводок труб в системах отопления

По типу конструкции трубопроводов системы разделяют на однотрубные и двухтрубные.Однотрубные системы бывают разные:

С нижней разводкой (в народе часто называемая — ленинградкой) когда трубопровод отопления проходит через весь дом или объект по кругу, возвращаясь в котёл. Приборы отопления зацеплены на лежак отопления, бывает вариант когда трубопровод непосредственно проходит через батареи.

Иногда такую систему применяют на нескольких этажах, делая на каждый этаж свой контур. Плюс ленинградки: малое количество труб, нет стояков, можно расположить систему не испортив дизайна (когда нет возможности спрятать трубы). Минус большой диаметр труб, неравномерность распределения тепла (первые приборы горячие, последние холодные ), невозможность регулировать систему.

Второй тип однотрубных систем — с верхней разводкой (называемые московской системой ), когда трубопровод отопления проходит по верху помещения и возвращается в котёл через низ. Батареи сидят на стояках, которые соединяют подачу и обработку. Плюс, такой системе возможность работать без электричества, равномерность температуры по батареям, достигается с помощью разных диаметров труб и теплового расчёта количества секций (причём количество секций в одинаковых помещениях будет различаться, и зависит от многих характеристик).

Минус системы сложность точной регулировки системы, стояки и лежаки отопления нарушают дизайн (если нет возможности спрятать в стены). У нас в Сибири, часто применяемая схема в частных домах (многие наши клиенты используют именно эту схему, если есть перебои с электричеством).

Двухтрубные системы отопления тоже бывают нескольких типов: коллекторная или веерная разводка труб. Часто её ещё называют лучевой или шкафной. Эта система самая популярная в коттеджах и зданиях. Смысл коллекторной системы в том, что на каждом этаже стоит один или несколько шкафов с коллекторами, а уже от этих коллекторов отходят трубопроводы подачи и обработки к каждому отопительному прибору.

Лучевая поэтажная разводка

Бывает когда все коллектора собраны в котельной. Плюсы веерной разводки: каждый прибор можно отдельно отключать или регулировать по температуру, все трубопроводы можно прокладывать в полу, система не портит дизайн помещений, легка в расчётах при проектировании, возможность автоматизировать систему. Минусы: больше труб, большие затраты на систему. Последовательная двухтрубная система.

Часто классическая двухтрубная система отопления с нижней разводкой в жилых многоквартирных домах. Трубопроводы отопления прокладываются под потолком цокольного этажа (в подшивном потолке или открытом) либо в конструкции пола цокольного этажа, к ним присоединяются стояки отопления, обеспечивающие теплоносителем приборы отопления.

Данную схему целесообразно проектировать при отоплении больших загородных домов (от 1500 кв. м.), при наличии службы эксплуатации. Достоинство данной схемы в том, что в жилых помещениях находятся только отопительных приборы, нет шкафов, стяжка пола уменьшается (не нужно место для прокладки трубопроводов отопления), по материалу, относительно коллекторной схемы, она более выгодна. Так как это двухтрубная схема, то температурный перепад на приборе постоянный, и при желании каждый прибор можно отключить для его замены без остановки всей системы отопления загородного дома.

В местах подключения стока к магистрали( на цокольном этаже) часто устанавливаются регуляторы перепада давления (балансировочные краны) — они могут создавать большое местное сопротивления и гидравлически выравнивать все стояки в здании. Одной из разновидностей двухтрубной последовательной системы является — поэтажная система отопления.

Смысл этой системы в следующем — от котла поднимают стояк, и на каждом этаже по периметру дома прокладывают магистрали отопления с последовательным присоединением к ним отопительных приборов. Основной критерий по которому используют эту схему — трубопроводы располагаются у наружной стены дома и никому и ничему не мешают и удобство монтажа — все трубопроводы находятся около пола, строительные работы сведены к минимуму (нет штроб, ниш под шкафы во встроенном исполнении), возможно, отключить каждый этаж отдельно, не дорогая в монтаже схема (относительно шкафной).

Помимо последовательной и лучевой разводки труб, мы в своей работе часто сталкиваемся еще и с «комбинированным» типом разводки. Он применяется в случае, когда при лучевой разводке на одно кольцо коллектора, запитывается несколько радиаторов. Как правило эти радиаторы располагаются в непосредственной близости друг от друга (в одном помещении).

Или комбинированный коллекторный тип когда в котельной монтируются распределительные коллекторы подачи и обработки, и далее расходятся трубопроводы по контурам (на разные помещения или даже разные объекты ) Эта система эффективна в больших коттеджах и зданиях, где много различных тепловых контуров или несколько помещений. Возможность настройки разной температуры в разных помещениях, недорогая в монтаже система.

Бывает ещё коллекторный тип с использованием гидрострелки, когда котёл запитан с коллектором по кругу одним контуром (первичный контур), а на систему отопления расходятся вторичные контура. Хорошо использовать, когда требуется высокая температура обработки. В Сибири пока мало распространён из-за дороговизны системы, но удобен в настройке и регулировке.

Правильно выбрать, рассчитать (бесплатно) и смонтировать оптимальную систему отопления, могут специалисты нашей компании. ЗВОНИТЕ: +7 (391) 288 02 48

Источник: kras-kotel.ru

Характеристики отопления[править | править код]

В зависимости от преобладающего способа теплопередачи отопление помещений может быть конвективным и лучистым.

Конвективное отопление[править | править код]

Вид отопления, при котором тепло передается благодаря перемешиванию объемов горячего и холодного воздуха. К недостаткам конвективного отопления относится большой перепад температур в помещении (высокая температура воздуха наверху и низкая внизу) и невозможность вентиляции помещения без потерь тепловой энергии

Лучистое отопление[править | править код]

Вид отопления, когда тепло передается в основном излучением и в меньшей степени — конвекцией. Приборы для отопления размещаются непосредственно под или над обогреваемой зоной (вмонтированы в пол или потолок, также могут крепиться на стены или под потолком)^[3][4].

Виды отопления[править | править код]

По источнику тепла

• Печное
• Динамическое

По теплоносителю

• Воздушное
• Паровое
• Водяное
• Инфракрасное

По топливу

• Жидкотопливное;
• Твердотопливное;
• Газовое

Системы отопления[править | править код]

Система отопления — это совокупность технических элементов, предназначенных для компенсации температурных потерь через внешние ограждающие конструкции (стены, пол, крыша), методом получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения необходимого количества теплоты, достаточного для поддержания температуры на заданном уровне согласно нормам ДБН.

Основные конструктивные элементы системы отопления:

• Районная котельная (при индивидуальном теплоснабжении котел отопления) — место где вырабатывается теплота;
• Тепловые магистрали (теплотрассы) — элементы для транспортировки теплоты от источника теплоты к потребителям (объектам инфраструктуры);
• Отопительные приборы — элементы для передачи тепловой энергии от теплоносителя воздушным массам в помещении (батареи, теплый пол).

Перенос по теплотрассам теплоты может осуществляться с помощью разных рабочих сред (жидкой или газообразной). Жидкая (вода или специальная незамерзающая жидкость — антифриз) или газообразная (пар, воздух, продукты сгорания топлива) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем. Наиболее часто применяется в виде рабочей среды вода, объясняется это ее дешевой ценой и приемлемыми теплотехническими показателями. Пар как теплоноситель для обогрева общественных и жилых объектов не применяется, так как потенциально опасен для здоровья людей (в случае деформации и выхода из строя трубопроводов), его применяют для технологических нужд на предприятиях.

Современные системы отопления обладают также и функцией поддержания микроклимата, что предусматривает наличие автоматизации и соответствующего усложнения самой системы. При этом гидравлический режим часто меняется в процессе эксплуатации, что отличает такие системы от «классических», которые единожды настраиваются при пуске в работу^[5]. Благодаря внедрению систем автоматического регулирования для нужд отопления, достигается значительная экономия энергоресурсов.

Классификация[править | править код]

Системы отопления можно разделить^[5]:

• По типу источника нагрева — газовые, геотермальные, дровяные, пиролизные, мазутные, солнечные, угольные, торфяные, пеллетные, электрические (кабельная), отопление с помощью теплового насоса и пр.
  См. Отопительный котёл
• По типу теплоносителя — водяные (жидкостные), воздушные, паровые, комбинированные;
• По типу применяемых приборов — лучистые, конвективно-лучистые, конвективные;
• По виду циркуляции теплоносителя — с естественной и искусственной (механической, с использованием насосов);

А также:

• По радиусу действия — местные и центральные;
• По режиму работы — постоянно работающие на протяжении отопительного периода и периодические (в том числе и аккумуляционные) системы отопления.
• По гидравлическим режимам — с постоянным и изменяемым режимом;
• По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах — тупиковые и попутные;

Для водяного отопления:

• По способу разводки — с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной;
• По способу присоединения приборов — однотрубные, двухтрубные;

История и эволюция систем отопления[править | править код]

Воздушное отопление[править | править код]

Основная статья: Воздушное отопление.

Огневоздушное — означает, что нагрев теплоносителя (воздуха) осуществляется с помощью огня.

Первой огневоздушной, да и вообще первой отопительной установкой считается костёр, разведённый внутри жилища.

В Древнем Риме в I веке до н. э. уже существовало развитое отопительное устройство гипокауст, где воздух в помещении получал теплоту от полов, которые нагревались печными дымовыми газами, проходящими в подпольных полостях. Такая система позволяла получать «чистую» теплоту, без контакта человека с продуктами сгорания. Кроме этого, каменный пол, обладая большой тепловой инерцией, долго ещё после потухания огня отдавал теплоту помещению. Гипокауст описывается Марком Витрувием Поллионом в трактате «Об архитектуре». Схожая система, ондоль, появившаяся предположительно в I в. до н. э. — VII в. н. э., используется до сих пор в Корее. Аналогичная система обогреваемого пола известна и в северных районах Китая, где она известна как «дикан» (буквально пол-кан). Впрочем, более распространённый тип китайского кана обогревал лишь широкую лежанку, где люди спали, сидели, сушили вещи и т. д.

Также ещё в Древнем Риме принял свой современный облик камин. Термин и происходит от латинского caminus — открытый очаг. Он устанавливался в центре помещения и максимально окружался теплоаккумулирующими материалами — каменный портал, каменный дымоход, каменная противоложная стена. Таким образом удавалось избежать перегрева во время топки (камень «впитывал» теплоту) и резкого охлаждения после потухания огня (теперь камень «отдавал» тепло). Камин также осуществлял вентиляцию, создавая тягу в дымоходе.

А в средней Европе, судя по археологическим раскопкам, и в IX веке жилища отапливались печами-каменками и курными печами. Печь-каменка представляла собой очаг, сложенный из булыжников и валунов, курная печь — вырытую в земле яму с глиняным сводом. Это было уже большим шагом после костра — такая печь аккумулировала теплоту и продолжала отдавать её долгое время после прогорания топлива, что позволяло тратить меньше дров и сил. Но всё равно эти печи ещё топились «по чёрному» — продукты сгорания выходили сперва прямо в жилище и уже после в атмосферу через специальное отверстие в потолке, а то и вовсе через дверь. В XV веке существовали печи с дымоходными трубами, тогда деревянными — «дымницами»^[6][7].

К этому времени в Европе система гипокауста была практически утрачена (за исключением Испании, где изменённая версия, называемая «глорией», существовала до начала XX века), а потому появление огневоздушной системы, называемой «русской системой», произвело небольшую революцию. Устройство отопления было такое: холодный воздух через воздухозаборную шахту подводился к установленной на первом или цокольном этаже печи, где, касаясь её раскалённой поверхности, нагревался, а после по горизонтальным и вертикальным кирпичным воздухораспределяющим каналам подводился в обогреваемые помещения. Оттуда через вытяжные каналы отдавший теплоту воздух выводился обратно в атмосферу. Циркуляция воздуха была естественной, за счёт разности плотностей горячего и холодного.

Такая система не только обеспечивала жильё «чистой» теплотой, но и осуществляла вентиляцию. «Русской системой» была оборудована, к примеру, Грановитая палата в Кремле^[8].

Печи в XV—XVIII веках были глиняные, кирпичные или даже изразцовые, что было большой роскошью — изразцовую печь можно было встретить только в богато украшенных дворцовых помещениях и изредка у зажиточных горожан. Также на Тульском заводе выпускались чугунные и стальные нетеплоёмкие печи. В 1709 году по указу Петра первого были созданы первые десять «шведских» печей с более дешёвыми изразцами (синяя роспись по гладкому белому основанию). «Шведская» печь популярна и до сих пор, бывает различных конструкций — К. Я. Буслаева, Г. Резника, В. А. Потапова, но по сути представляет собой печь с оснащённой вытяжкой варочной камерой в «теле» печи и «кухонной плитой» на ней. В 1736 году в Петербурге были широко распространены «дровосберегающие» печи, оснащённые горизонтальным змеевиком дымохода, в 1742 её уже успешно вытесняла печь с «колодцами» — вертикальным змеевиком.

Российский инженер и архитектор Н. А. Львов в 1795 году издал первую оригинальную русскую работу по отоплению, свою книгу «Русская пиростатика». В издании Львов с резкой критикой отозвался о модном увлечении иностранными фигурными печами, которые были крайне неэффективны, а также представил изобретённые им усовершенствования отопительных установок, а также основы конструирования и расчёты систем огневоздушного отопления.

В это время всё больше распространялись многоэтажные здания, поэтому появляется тенденция к централизованному отоплению. Тут и пригодится «русская система», выполняемая раньше в основном для двухэтажных зданий. Тогда же в 1799 году Николай Львов опубликовал свою вторую книгу «Русская пиростатика, или употребленіе испытанныхъ каминовъ и печей», где есть раздел «О духовыхъ печахъ верхнія или соседственные комнаты нагревающіхъ». Там он предложил конструкцию наподобие калорифера, но малоэффективную.

В 1821 году в Вене была издана книга немецкого профессора Мейснера «Руководство к отоплению зданий гретым воздухом» — также сделавшая значительный вклад в развитие огневоздушного отопления^[9].

В 1820-х годах быстро приобрели и потеряли популярность т. н. печи Уттермарка. Оригинальная печь Ивана^[10] Уттермарка была круглой и выкладывалась очень плотно особым кирпичом, сделанным по лекалам. Также она имела в своей конструкции изогнутые медные трубы с коленами, проходя через которые, нагревался комнатный воздух^[11]. То есть набор деталей был не из общедоступных. Поэтому только упрощённый вариант, где печь была из обычного кирпича и снабжалась металлической «рубашкой», и получил популярность, которая быстро схлынула из-за плохих санитарно-гигиенических характеристик (при контакте с раскалённой печью воздушная пыль пригорала, издавая неприятный запах).

В 1835 году Николай Аммосов, обобщив идеи Львова и Мейснера, представил первый в мире эффективный калорифер — свою систему «пневматического» отопления, позже и названную «аммосовской печью». Работала система вполне аналогично «русской» — нагретый печью воздух под действием разности плотностей поднимался по «жаровым» металлическим каналам в парадные залы и жилые комнаты. Представление печи было не простое — её впервые установили в помещениях Императорской Академии художеств, где система хорошо себя показала. В 1838 году, после трёхдневного пожара в Зимнем дворце, печное отопление заменили на аммосовские пневмопечи^[12]. К 1841 году «аммосовские печи» были установлены в зданиях Эрмитажа, Придворном Манеже — в общей сложности в 100 крупных зданиях в Санкт-Петербурге и других крупных городах России насчитывалось в общей сложности свыше 420 «больших и малых пневматических печей».

И только теперь стали заметны существенные недостатки. То, что система издавала низкий гул при топке, пересушивала воздух, потрескивала во время грозы, было заметно сразу и терпимо (впрочем, именно поэтому Александр II в 1860-х добавил ей «в помощь» локальные системы водяного отопления^[12], но главный недостаток заключался в раскалённых «жаровых» воздуховодах, которые перегревали оказавшиеся рядом стены, уничтожая драгоценные росписи, а пыль на них пригорала, издавая неприятный запах, или, хуже, взлетала и покрывала понемногу сажей стены, картины — словом, весь интерьер^[13].

Сам Аммосов же ни в коем случае не соглашался с недостатками своего изобретения и приписывал их «лени и неряшеству истопников»^[11].

Водяное отопление[править | править код]

Основная статья: Водяное отопление.

В 1777 году французский инженер М. Боннеман изобрёл и применил для обогрева инкубаторов первую водную систему отопления с естественной циркуляцией, основные принципы и инженерные решения которой нашли применение в отоплении жилищ тогда и применяются до сих пор.

В 1834 первой в России системой водяного отопления с естественной циркуляцией стала система горного инженера, профессора П. Г. Соболевского. В 1875 году появилась первая не только в России, но и в Западной Европе квартира с отдельной системой водяного отопления с использованием плоских отопительных приборов, сделанных в виде пилястр. Подогрев воды происходил в небольшом нагревателе, установленном в кухонном очаге.

В период 1855-57 гг. российский промышленник Франц Карлович Сан-Галли изобрёл принципиально новое для того времени обогревательное устройство — радиатор водяного отопления^[14]. Первые экземпляры радиаторов отопления представляли собой толстые трубы с вертикальными дисками. Сан-Галли назвал свое изобретение «хайцкёрпер» (горячая коробка), а позже придумал для него русское название «батарея». Батареи, производимые на чугунолитейном заводе Сан-Галли, быстро завоевали популярность в Петербурге, а затем и по всему миру.

XX век дал начало системам отопления с принудительной циркуляцией, осуществляемой с помощью насосов. Это осуществилось с промышленным выпуском электродвигателей^[7].

Паровое отопление[править | править код]

Грядущий XIX век дал широкое распространение водяным и паровым системам отопления. Собственно, толчок паровым системам отопления дало повсеместные применение паровых машин. Промышленные помещения были велики, и отапливать их было сложно, так что отработанный пар пришёлся кстати.

В 1802 году в Российской империи впервые появились статьи о возможности отопления паром, а в 1816 г. в Петербурге уже существовала теплица, отапливаемая таким способом.

Одна из крупнейших в мире систем центрального парового отопления была создана в Нью-Йорке в 1882 году и функционирует по сей день^[15].

Отопление в СССР[править | править код]

К 1917 году в России многие доходные дома, в основном элитные, оснащались системами водяного и парового отопления. Подача тепла в дом осуществлялась от котельной, расположенной в подвале или пристройке. Судьба одного из таких домов после революции отражена в рассказе Михаила Булгакова «№ 13. Дом Эльпит-Рабкоммуна». На фабриках применялось отопление отработанным паром, который использовался для работы паровых машин. В то же время, значительная часть городских зданий и все индивидуальные дома в городах, селах и деревнях отапливались печами на дровах или иных местных видах топлива.

При создании и обсуждении плана ГОЭЛРО в 1920 г. была выдвинута идея создания систем центрального отопления на основе теплофикации  — совместной выработки электрической и тепловой энергии, реализуемой на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Распространенными видами топлива в то время были каменный и бурый уголь, торф, мазут и дрова. Центральное отопление и теплофикация позволяли повысить эффективность использования топлива, улучшить экологическую обстановку в городах и избавить население от заботы об отоплении жилищ.

Днем рождения советской теплофикации считается 25 ноября 1924 года. В этот день к государственной электростанции № 3 (ТЭЦ-3), расположенной в Ленинграде, была подключен дом № 96 на набережной Фонтанки^[16]. В 1925 году к ТЭЦ-3 были подключены Егорьевские бани и Обуховская больница.

Широкое внедрение систем центрального отопления началось в эпоху индустриализации СССР и сопутствующей ей урбанизации. В это время формируются основные черты систем центрального отопления, которые действуют в России по настоящее время. При вновь возводимых промышленных предприятиях строятся жилые районы («соцгородки») с многоквартирными домами, оснащенными радиаторами водяного отопления.

К началу 1950-х годов большинство сталинских домов были оснащены системами центрального водяного отопления, которые подключались к котельным промышленных предприятий, ТЭЦ или небольшим районным котельным. При невозможности подключения к центральному отоплению отдельные дома имели собственные котельные, а некоторые малоэтажные дома проектировались с вариантом печного отопления.

Окончательное внедрение центрального отопления многоквартирных домов произошло с началом массового жилищного строительства хрущёвок. Наряду с подключением домов к ТЭЦ и котельным предприятий, в новых жилых массивах возводились районные котельные. С середины 1960-х по начало 1990-х развитие систем отопления в СССР шло в направлении дальнейшей централизации. Небольшие котельные закрывались, а дома подключались к крупным котельным и ТЭЦ. Проводились закольцовывание систем отопления и внедрение закрытой системы теплоснабжения с тепловыми пунктами.

С начала 1960-х котельные и ТЭЦ с местных видов топлива массово переходят на более удобное и экологичное — магистральный природный газ. С ходом газификации населенных пунктов индивидуальные жилые дома в городах и сельской местности также начинают переходить на водяное отопление с использованием газовых котлов.

В 1980-е планировалось внедрение отопления с использованием атомной энергии: атомные теплоснабжающие станции (АСТ) в Воронеже и Горьком, атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ) в Харькове и Одессе. Однако после Чернобыльской аварии все проекты были остановлены. Единственной существующей атомной теплоэлектроцентралью является Билибинская АЭС.

Отопление в постсоветскую эпоху[править | править код]

Системы центрального отопления в постсоветскую эпоху развиваются в направлении снижения тепловых потерь при транспортировке тепла, учета расхода тепловой энергии и ее экономии. Законодательство РФ предписывает оборудование строящихся и реконструируемых зданий приборами учета тепловой энергии, а также оснащение существующих многоквартирных домов приборами учета тепловой энергии до 1 января 2019 года^[17]. Во вновь построенных многоквартирных домах все чаще используется горизонтальная разводка отопления с индивидуальными счетчиками тепла на каждую квартиру и терморегуляторами, которые обеспечивают комфортную температуру в квартире и позволяют экономить дорожающую тепловую энергию.

Наряду с развитием центрального отопления, происходит и иной процесс — распространение местного отопления. Этому способствуют дешевизна и распространенность магистрального природного газа, появление недорогих автоматических газовых котлов и нестабильное функционирование систем центрального отопления. Во вновь возводимых многоквартирных жилых домах применяются домовые котельные, устанавливаемые на крыше или в пристройке. В домах малой и средней этажности также применяются поквартирные системы водяного отопления с помощью настенных газовых котлов.

В индивидуальной жилой застройке продолжается газификация магистральным природным газом и внедрение газовых отопительных котлов. Во многих населенных пунктах  — преимущественно сельских — частные дома по-прежнему отапливаются печами на дровах и иных видах твердого топлива. Этому способствуют низкая скорость газификации и высокая стоимость подключения к газовым сетям. В качестве альтернативы отоплению дровяными печами, требующему постоянного ручного управления процессом, распространяется отопление при помощи котлов с автоматизированной подачей топлива, использующих топливные гранулы (пеллеты), а также автономная газификация.

Источник: ru.wikipedia.org

Теплоноситель

Если не вдаваться в мелкие детали, то можно выделить три основных типа теплоносителя для систем отопления:

• Водяное отопление — это на практике не только вода, но и различные незамерзающие жидкости на ее основе, глицерин и масло. В большинстве случаев перейти с одного теплоносителя этого типа на другой можно без какой-либо модификации отопительной системы.
• Использование для обогрева пара накладывает куда более жесткие требования к прочности и термостойкости труб и отопительных приборов. Очевидный плюс — перегретый пар благодаря более высокой температуре обеспечивает большую эффективность нагрева при том же размере радиатора или регистра. Минус —  большая опасность для обитателей помещения при любых авариях.

Обратите внимание: жилые здания паром не отапливаются. В наше время паровое отопление — удел производственных помещений, причем в основном на предприятиях с устаревшей материально-технической базой.

• Наконец, в помещение может подаваться подогретый воздух. Для его транспортировки используются теплоизолированные воздуховоды. Как правило, воздушное отопление бывает совмещенным с системой вентиляции.

В этом порядке мы и станем рассматривать применяемые схемы.

Водяное

По каким признакам можно классифицировать схемы этого типа?

Центральное и автономное

Определения интуитивно понятны. Источник тепловой энергии для центрального отопления находится вне здания; теплоноситель транспортируется к нему и обратно по двум теплоизолированным трубам — теплотрассе. Тепловую энергию вырабатывает котельная или ТЭЦ.

Автономное отопление, напротив, обогревает исключительно то здание, в котором размещено. В эту категорию входят котлы, печи и тепловые насосы различных типов.

Независимые и зависимые

Системы центрального отопления, в свою очередь, тоже делятся на две подкатегории:

• Зависимые используют для циркуляции в системе отопления и для нужд горячего водоснабжения непосредственно тот теплоноситель, который поступает из теплотрассы. Для его дозировки и управления тепловым режимом служит элеваторный узел. Именно такую схему использует абсолютное большинство многоквартирных домов советской постройки.

• Независимая схема подразумевает замкнутый контур с постоянным объемом теплоносителя, для нагрева которого водой из теплотрассы используется теплообменник. Таким же образом нагревается горячая вода для хознужд. Схема прогрессивнее уже тем, что позволяет использовать теплоноситель любого типа без мусора и примесей из трассы; однако тепловые пункты обходятся заметно дороже элеваторных узлов.

Закрытые и открытые

А вот открытой может быть только автономная система. В открытой контур и отопительные приборы заполнены без избыточного давления; контур открывается непосредственно в атмосферу (как правило, через расширительный бак открытого типа). Все схемы ЦО — исключительно закрытого типа.

Обратите внимание: в открытой системе может использоваться не только естественная циркуляция. Циркуляционный насос может работать и без избыточного давления — лишь бы он не завоздушивался.

Как несложно догадаться, в системе закрытого типа давление больше атмосферного. Типично оно поддерживается равным 1,5 кгс/см2. Для компенсации расширения жидкости при нагреве служит расширительный бак мембранного типа, который может быть смонтирован в любой части контура.

Естественная и принудительная циркуляция

И здесь деление возможно только в автономных системах: в ЦО циркуляция всегда принудительна. Теплоноситель приводит в движение перепад давлений между подающим и обратным трубопроводами теплотрассы.

В контурах с естественной циркуляцией (гравитационных) теплоноситель заставляет двигаться  разница в плотности между горячей и холодной жидкостью. Нагретый котлом теплоноситель непрерывно вытесняется в верхнюю часть контура; оттуда он, описывая круг по дому и  постепенно отдавая тепло отопительным приборам, возвращается обратно к котлу.

Принудительная циркуляция в автономной системе обеспечивается маломощным насосом. Его применение позволяет использовать розлив меньшего диаметра, прогревать дом быстрее и равномернее; цена этого — энергозависимость отопления.

Двух- и однотрубные

Однотрубные схемы, как несложно догадаться из названия, используют разводку теплоносителя  по всем отопительным приборам единственной трубой. Очевидное следствие — контур должен представлять собой замкнутый круг, что не всегда удобно.

Однако есть и ряд важных преимуществ:

• Минимальные расходы. Трубы не так уж дешевы; понятно, что одно кольцо по периметру дома обойдется куда дешевле двух.
• Отказоустойчивость. Если вода в контуре циркулирует — остановка движения теплоносителя в любых отопительных приборах невозможна. Можно не бояться разморозки.

Двухтрубная схема дает больше возможностей в плане возможных схем разводки: к примеру, контур может быть разорван пополам находящейся посередине дверью, представляя собой два полукольца. Кроме того, он позволяет обеспечить более равномерный нагрев отопительных приборов.

Оборотная сторона — необходимость балансировки системы дросселирующей арматурой. Инструкция вполне объяснима: если все радиаторы подключены трубами одного сечения, при этом одни ближе к котлу, а другие дальше — вода будет циркулировать только через ближние.

Попутные и тупиковые

Двухтрубные схемы могут быть, в свою очередь, попутными и тупиковыми. В чем разница?

• Если теплоноситель доходит до дальних радиаторов и возвращается через обратный трубопровод, двигаясь в противоположном направлении — схема тупиковая.
• Если вода, пройдя через радиаторы, продолжает двигаться в том же направлении — можно говорить о попутной схеме разводки.

Вертикальная и горизонтальная разводка

В чем разница — понять несложно: к примеру, типичная для одноэтажного дома однотрубная система отопления Ленинградка — разводка горизонтальная, а вот несколько радиаторов, объединенных общим стояком в многоквартирном доме — вертикальная.

Однако: на практике очень часто встречается комбинация этих двух типов. Наиболее наглядный пример — нынешние новостройки. От горизонтальных розливов в подвале идет пара вертикальных стояков; от них, в свою очередь, в квартире выполнена горизонтальная разводка теплоносителя к отопительным приборам.

Схема подключения радиаторов

Водяное отопление может различаться и тем, как подключены секционные радиаторы.

Если другие отопительные приборы (к примеру, конвекторы) можно подключить лишь одним способом, продиктованным производителем, то с секционными батареями отопления возможны разные схемы.

• Боковое подключение оставляет на виду минимум труб; однако многосекционный радиатор в этом случае будет нагрет неравномерно, а последние секции неизбежно будут заиливаться.
• Диагональное заставит его прогреваться полностью и равномерно. Ил будет скапливаться лишь под верхней подводкой: промывка изредка все же потребуется.
• Подключение снизу вниз наиболее практично: в этом случае весь осадок будет уноситься водой. Радиатор в этом случае обязательно снабжается воздушником любого типа.

Паровое

Ряд параметров, которые могут различаться у водяного отопления, применимы и для парового:

• Одно- и двухтрубные схемы можно встретить и здесь;
• Разводка тоже может быть вертикальной и горизонтальной;
• Движение пара и конденсата — попутным и тупиковым.

Но есть и характеристики, актуальные лишь для пара.

1. В ваккум-паровых системах давление меньше атмосферы. В системах низкого давления оно составляет не более 1,7 кгс/см2; все, что сверх того — высокое давление.
2. Системы низкого давления бывают не только закрытыми, но и открытыми (сообщающимися с атмосферой).
3. Паровое отопление может быть замкнутым (с возвратом конденсата непосредственно в котел) и разомкнутым (конденсат собирается в отдельной емкости, из которой потом перекачивается в котел для повторного нагрева).
4. Кроме того, конденсатопроводы могут быть сухими (то есть не полностью заполненными водой во время работы отопления) и мокрыми.

Воздушное

По каким признакам возможна классификация системы отопления этого типа?

Естественная и принудительная циркуляция

Нагретый воздух стремится вверх благодаря меньшей плотности относительно более холодных воздушных масс. Если работа воздушного отопления основана исключительно на естественной конвекции, нагревательный элемент волей-неволей приходится размещать ниже отапливаемых помещений. На практике куда чаще используется принудительная циркуляция воздуха, которую обеспечивают маломощные вентиляторы.

Рециркуляция

Простейшая схема воздушного отопления, которую легко смонтировать своими руками — котел с воздушным теплообменником, забирающий холодный воздух с улицы и после нагрева подающий его в жилое помещение. Отработанный воздух покидает дом через вытяжную вентиляцию.

Схема проста, но непрактична: потери тепла будут в этом случае непомерно велики. Очевидное решение — использовать полную или частичную рециркуляцию. Воздух вовлекается в повторный цикл; нагреть его до нормальных для воздушного отопления 50-60 градусов куда легче при начальной температуре +20, а не -30С.

Материалы

Водяное отопление

Для транспортировки теплоносителя могут применяться трубы из довольно большого списка материалов:

• Черная сталь.

• Оцинкованная сталь.
• Гофрированная нержавеющая сталь.
• Металлополимер (два слоя пластика с алюминиевой трубкой между ними).

Важно: для отопления применяются исключительно металлопластиковые трубы с пресс-фитингами, обжатыми специальным инструментом. Компрессионные фитинги начинают течь после нескольких циклов нагрева и охлаждения.

• Полипропилен (как правило, армированный алюминием или стекловолокном).
• Сшитый полиэтилен (устойчивая к температуре модификация привычного нам полиэтилена).
• Медь.

Какими могут быть отопительные приборы?

• Стальными. В эту категорию попадают пластинчатые и трубчатые радиаторы, конвекторы и регистры.
• Алюминиевыми.
• Биметаллическими. Популярные сочетания — сталь с алюминием и медь с алюминием.
• Чугунными.

Паровое отопление

Типичные материалы, применяемые для отопления предприятий — стальные трубы и регистры, соединяющиеся с подводкой сварным швом. Часто применяются ребристые чугунные трубы (экономайзеры) и стальные конвекторы. Благодаря более высокой по сравнению с водой температуре пара отопительные приборы того же размера более эффективны.

Воздушное отопление

Из чего делаются воздуховоды для подогретого воздуха?

Наиболее типичное решение — гофрированный алюминиевый рукав в теплоизоляции. Отражающие свойства алюминия уменьшат потери тепла за счет инфракрасного излучения, а утепляющий слой — за счет конвекции.

Однако часто воздух от печи разводится и обычными тонкостенными трубами из оцинкованной жести. Потери, строго говоря, можно считать таковыми весьма условно: тепло ведь остается в доме.

Наконец, для канальных кондиционеров со сравнительно низкой температурой воздуха на выходе часто применяются обычные поливинилхлоридные вентканалы — круглые и коробчатые.

Заключение

Хотите узнать больше о типах отопительных систем? Возможно, полезную информацию вы сможете найти в прикрепленном к статье видео.

Теплых зим!

Источник: otoplenie-gid.ru