Общие сведения об устройствах отопления

          
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВАХ ОТОПЛЕНИЯ

Классификация систем отопления зданий

Отопление зданий обеспечивается системами отопления, которые в зависимости от используемого теплоносителя - воды, пара, воздуха или нескольких сразу - называются водяными, паровыми, воздушными или комбинированными. Воду для систем отопления используют температурой не более 150°С, водяной пар температурой не более 130°С, воздух, нагретый до 45...70°С. Иногда применяют также электрические и газовые системы отопления. Системы отопления могут быть местные и центральные.

В местных системах генератор теплоты и отопительный прибор конструктивно скомпонованы вместе и установлены в отапливаемом помещении. К местным системам относятся печное отопление, воздушно-отопительные агрегаты, работающие на твердом, жидком или газообразном топливе, электрические и газовые нагреватели.

В центральных системах генератор теплоты расположен за пределами отапливаемых помещений и обслуживает целый ряд зданий или помещений.

Системы водяного и воздушного отопления по способу циркуляции теплоносителя бывают с естественной (гравитационные) и искусственной (насосные) циркуляцией.

Системы водяного отопления, широко распространенные, состоят из следующих элементов (рис.1): генератора теплоты 1 или теплообменника для получения теплоты Q от другого источника; отопительных приборов 5 для передачи теплоты Q от теплоносителя воздуху и ограждающим конструкциям помещения; магистралей 4, 6 для перемещения теплоносителя между источником теплоты и отопительными приборами; расширительного сосуда 3, служащего для поддержания заданного давления в системе отопления при разных температурах теплоносителя. В системах с искусственным побуждением устанавливают элеваторные узлы или циркуляционные насосы.

Рис.1. Принципиальная схема системы водяного отопления:

1 - генератор теплоты, 2 - теплопроводы высокотемпературного теплоносителя, 3 - расширительный сосуд, 4 - подающая магистраль,
5 - отопительный прибор, 6 - обратная магистраль

Системы водяного отопления подразделяют на низкопотенциальные с предельной температурой горячей воды t до 65°С (обычно системы гелиоотопления и системы с тепловыми насосами), низкотемпературные t= (85...105)°С и высокотемпературные с t=(110…150)°С.

Системы парового отопления в зависимости от давления пара разделяют на вакуум-паровые с абсолютным давлением пара р < 0,1 МПа и предельной температурой t до 100°С, низкого давления - р = (0,1...0,17) МПа, t = (100.. 115)°С и высокого давления - р=(0,17-0,3) МПа, t = (115...132)°С. Вакуум-паровые системы в России не применяют.

В системах водяного и парового отопления при расположении отопительных приборов (радиаторов, конвекторов, приставных отопительных панелей) на высоте не более 1 м от пола предельную температуру теплоносителя принимают: для жилых и общественных зданий - не более 105°С, а при использовании конвекторов с кожухом - 130°С, для некоторых производственных помещений и лестничных клеток - до 150°С.

По расположению труб, соединяющих отопительные приборы, системы водяного и парового отопления бывают вертикальные и горизонтальные. Теплопроводы вертикальных систем подразделяют на магистрали, стояки и подводки: подающие - для горячей воды или пара к приборам и обратные - для отведения охлажденной воды или конденсата.

По конструкции стояков и схеме присоединения к ним отопительных приборов системы отопления могут быть одно- или двухтрубными или бифилярными (с подводом к одному отопительному прибору или к двум приборам в одном помещении теплоносителей с разной температурой).

По размещению магистралей различают системы с верхней и нижней разводкой.

Движение теплоносителя в подающей и обратной магистралях может совпадать по направлению или быть встречным. В первом случае системы называют с попутным движением воды, во втором - с тупиковым.

Отопительные приборы и арматура

Отопительные приборы предназначены для обогрева помещений, причем теплота воздуху и ограждениям помещений передается конвекцией и излучением (радиацией). По преобладающей форме передачи теплоты приборы подразделяют на радиационные, конвективные и конвективно-радиационные. В водяных и паровых системах отопления в основном применяются конвективно-радиационные и конвективные приборы.

Наиболее распространенные типы отопительных приборов: радиаторы (секционные и панельные), конвекторы (с кожухом и без кожуха), ребристые трубы, гладкотрубные регистры, отопительные панели и приборы динамического отопления - вентиляторные конвекторы и децентрализованные нагреватели (доводчики).

В зависимости от использованных при изготовлении отопительных приборов материалов они бывают металлические - из чугуна, стали, алюминия и его сплавов, латуни, меди или комбинации этих металлов, неметаллические - из керамики, фарфора, стекла, бетона и полимерных материалов и комбинированные - например, в виде бетонных панелей с замоноличенными в них трубчатыми регистрами из стали, стекла или полимерных материалов.

По высоте отопительные приборы делят на высокие (высотой более 650 мм), средние (более 400 мм до 650 мм), низкие (более 200 мм до 400 мм) и плинтусные (высотой 200 мм и менее); по глубине в установке (с учетом расстояния от прибора до стены) - малой глубины (до 120 мм включительно), средней глубины (более 120 мм до 200 мм) и большой глубины (более 200 мм).

По тепловой инерции отопительные приборы подразделяют на малоинерционные, имеющие небольшую массу и вмещающие малое количество воды (например, конвекторы), и инерционные массивные, вмещающие значительное количество воды (например, чугунные радиаторы, бетонные панели).

Важнейшая характеристика отопительных приборов - номинальный тепловой поток в киловаттах (кВт), передаваемый прибором от теплоносителя воздуху и ограждениям помещения в нормированных условиях работы отопительного прибора, при которых разность средних температур теплоносителя в приборе и воздуха в помещении составляет = 70°С, расход горячей воды через прибор М = 0,1 кг/с (360 кг/ч), барометрическое давление воздуха в помещении 1013,3 Па (760 мм рт. ст.), а движение теплоносителя в приборе осуществляется по схеме "сверху вниз".

До недавнего времени отопительные приборы характеризовались площадью эквивалентной поверхности нагрева в экм. За 1 экм принималась площадь эквивалентной поверхности нагрева, передающей тепловой поток в 506 Вт при = 64,5°С и М = 17,4 кг/(ч·экм) для радиаторов и ребристых труб или 300 кг/ч для конвекторов при движении теплоносителя по схеме "сверху вниз".

Для секционных радиаторов и конвектора без кожуха 1 экм - = 0,56 кВт, для конвекторов с кожухом 1 экм = 0,57 кВт.