Классификация систем отопления и применяемые материалы
Garant-vl.ru

Строительный портал

Классификация систем отопления и применяемые материалы

Виды и классификация систем отопления

О топление помещения — искусственный обогрев с целью возмещения теплопотерь и поддержания в нём комфортной температуры. Отоплением так же называется схема приборов, система выполняющая эту функцию. Без отопления никуда, дому и человеку нужно тепло и сейчас существует множество систем отопления различных видов которые помогают человеку поддерживать комфортную температуру в его жилище.

Рассмотрим виды систем отопления, что бы вы смогли выбрать подходящий

В ряде регионов нашей необъятной планеты отопление в принципе не требуется, а в части вообще только бы охладиться, поскольку температура зашкаливает и иногда с человеческой жизнью не совместима. Но мы живём в переменном климате и в некоторых регионах температура опускается до -40 и даже -50 градусов Цельсия. В такую погоду практически невозможно находиться на улице, а если и возможно, то небольшое время, а потом бегом в тёплое гнёздышко. Давайте рассмотрим, какие виды отопления на данный момент присутствуют на рынке, классифицируем эти системы, разберём самые традиционные виды, что бы вы научились в них разбираться, смогли подобрать себе подходящую систему, заказать → монтаж отопления или просто прикинуть возможность самостоятельного устройства, начнём.

Содержание:
1. Из чего состоит отопление (отопительная система).
2. Общая классификация и виды отопительных систем.
2.1 Тип источника нагрева, вид генератора и топлива.
2.2 Типы теплоносителя.
2.3 Виды отопительных приборов.
2.4 Типы циркуляции теплоносителя.
2.5 Автономность и сезонность.
3. Традиционные виды систем отопления.
3.1 Воздушное отопление.
3.2 Водяное радиаторное отопление.
3.3 Электрическое отопление.
3.4 Печи и камины.

Из чего состоит отопление (отопительная система)

Сначала вкратце пробежимся что такое система отопления и из чего она состоит. В самом общем виде тепло должно где-то вырабатываться и куда-то по чему-то передаваться и, соответственно, отопительная система состоит из:

  • теплогенератора,
  • теплопровода,
  • отопительного прибора.

Вкратце система отопления состоит из трёх основных элементов

Всё это может существовать в едином приборе, например, переносной обогреватель — он же и генератор и проводник и сам себе отопительный прибор. Ну, а в других случаях это система, состоящая из основных этих элементов.

Генераторы могут иметь различные виды топлива: электрические, дизельные и т.п. (см. ниже классификацию). Суть генератора в выработке из топлива тепловой энергии и передачи её теплоносителю.

Теплоносителем может быть жидкость или газ (к примеру, воздух в печи, идущий по дымоходу — газовый теплоноситель). Генератор передаёт тепловую энергию теплоносителю и вместе с ним тепло переносится на отопительный прибор.

Отопительный прибор

Если это печь, то она выступает и прибором, так же отопительным прибором выступает дымоход. При водном отоплении (где теплоносителем служит жидкость) прибором выступают радиаторы отопления.

Общая классификация и виды отопительных систем

Общая классификация отопительных систем выражается в следующих параметрах:

  • По типу источника нагрева (генератора) и виду топлива.
  • Типу теплоносителя (жидкость, газ).
  • Типам применяемых отопительных приборов (лучистые, конвекционные).
  • Типу циркуляции теплоносителя (естественный, механический).

Так же подразделяется на:

  • постоянно работающие и сезонные,
  • местные (автономные) и общие — центральные,
  • и т.д.

Рассмотрим каждую классификацию отдельно.

Тип источника нагрева, вид генератора и топлива

По типу источника топлива (нагрева) генераторы (котлы) подразделяются на:

  • жидкотопливные сжигают жидкое топливо для выработки тепловой энергии (мазут, отработанное моторное масло, дизель),
  • газовые сжигают магистральный и природный газ,
  • твёрдотопливные (дрова, пеллеты, уголь),
  • геотермальные используют геотермальные источники для обогрева, но в частых домах не используются,
  • электрические преобразуют электричество в тепловую энергию,
  • в солнечных теплогенераторах теплоноситель нагревается от солнечного излучения,
  • тепловой насос работает по принципу холодильника, но с обратным эффектом.

Разнообразие котлов даёт богатый выбор по используемому топливу

Типы теплоносителя

По видам теплоносителя отопление делится на:

  • жидкостные,
  • воздушные,
  • паровые,
  • и комбинированные.

Теплоноситель — то вещество, которое переносит тепло по теплотрассе от теплогенератора к отопительным приборам.

Современные жидкостные теплоносители не замерзают при низких температурах

Виды отопительных приборов

Все виды подразделяются на конвекционные и лучистые. Есть смешанные виды отопительных приборов.

Конвекционный тип — это нагрев воздуха, посредством горячих приборов. Например, стандартный водный радиатор отопления нагревает воздух проходящий через и около него. Тёплый воздух уходит выше по помещению, так происходит конвекция и нагрев воздуха.

Конвекционный тип устройств нагревают воздух в помещении

Лучистый обогрев происходит за счёт инфракрасного излучения. Например, камин, то есть, открытый огонь не нагревает воздух, а нагревает предметы вокруг себя излучением. Нагретые предметы за счёт конвекции уже нагревают воздух.

Типы циркуляции теплоносителя

Циркуляция теплоносителя может быть естественной или принудительной. Относится это в основном к жидкостным теплоносителям. К естественной циркуляции в целом можно отнести и любой вид движения теплоносителя за счёт его нагрева и как следствия уменьшения удельного веса (горячая вода легче холодной) и передвижения естественным путём по теплопроводу вверх.

Так, жидкость в водной системе отопления, нагреваясь, самостоятельно двигается по контуру, достигая нагревательных приборов, отдаёт через них тепло и, охлаждаясь, двигается далее (ниже), от теплогенератора (котла) обратно в теплогенератор, но с другой стороны. Так создаётся естественная циркуляция теплоносителя в системе.

Естественная циркуляция теплоносителя

Принудительная циркуляция относится к системе с жидкостным теплоносителем и осуществляется с помощью насоса, имеет ряд преимуществ по сравнению с естественной:

  • используется меньший диметр труб,
  • упрощёны расчёты системы отопления,
  • более быстрый прогрев помещения,
  • и другие.

Единственный и иногда существенный минус — необходимость электричества для работы насоса. При перебоях с электропитанием насос не сможет качать теплоноситель, трубы могут промёрзнуть.

Автономность и сезонность

Системы отопления так же классифицируются как центральные — отапливающие жилые районы и автономные — отапливающие отдельные здания.

Сезонность работы, естественно — это когда отопление работает: сезонами или постоянно.

На этом основная классификация систем отопления закончена, есть ещё некоторая классификация, но она уже более детальна. Рассмотрим основные виды систем отопления на данный момент.

Традиционные виды систем отопления

Рассмотрим несколько видов отопительных систем, наиболее распространённых в наше время, что бы вы смогли выбрать и осуществить монтаж либо самостоятельно (что при больших загородных системах проблематично), либо привлекая специалистов, к примеру → инженерную компанию GWDE.

Воздушное отопление

Применяется довольно редко за счёт дороговизны оборудования. В этом типе отопления нагревается непосредственно воздух в помещении и по вентиляционным каналам доносится до всех комнат.

Воздушное отопление применяется не часто

Водяное радиаторное отопление

Наиболее распространённый вид отопления как в многоквартирных домах, так и в частных. В многоквартирных применяется центральный тип системы отопления — где есть центральная котельная, обеспечивающая нагрев теплоносителя (воды) и доставку его по теплосети в дома и квартиры.

В частных домах применяется автономное отопление от котлов.

Водяное радиаторное отопление — один из самых распространённых типов отопления

Электрическое отопление

Преобразование электрического тока в тепловую энергию происходит с помощью специальных приборов. Этот вид отопления обходится довольно дорого из-за высокой мощности приборов, по-этому применяется для обогрева достаточно редко или как временная мера, при отсутствии другого источника тепла, например сезонно на дачах.

Электрическое отопление — простое, но довольно дорогое удовольствие

Печи и камины

В современном мире применяются часто как вспомогательный или декоративный источник тепла. Но в глубинках и деревнях остаются единственными.

Печное и каминное отопление издревле использовалось как самое простое и доступное. Смысл заключается в том, чтобы создать контролируемый огонь. Для этого придуманы печи и камины.

Такое отопление имеет свои достоинства и недостатки, в т.ч. постоянное присутствие домочадцев для закладки топлива в печь и неработоспособность в отсутствие людей.

Печное отопление — достаточно распространённый и самый недорогой вид источника тепла

Другие виды отопления применяются крайне редко и имеют скорее инновационное значение. На этом рассказ о классификации и видах отопления можно завершить, остаётся лишь добавить, что уникального отопления в наше время не существует, вид генератора, теплоносителя и отопительных приборов подбирается индивидуально исходя из доступности топлива, финансовых возможностей семьи и целесообразности той или иной системы в конкретном случае. Успехов вам в выборе!

Оставляйте ваши советы и комментарии ниже. Подписывайтесь на новостную рассылку. Успехов вам, и добра вашей семье!

Классификация систем отопления и применяемые материалы

Тема этой статьи — классификация систем отопления зданий. Мы выясним, какими бывают схемы отопления по типу теплоносителя, разводке и массе других признаков. Кроме того, нам интересно, какие материалы применяются сейчас для обогрева жилых и производственных помещений.

Теплоноситель

Одна из схем классификации. Надо признать — далеко не полная.

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.

Принципиальная схема котла воздушного отопления.

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.

Читать еще:  Правильное штробление стен под проводку без пыли

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.

Главный узел элеваторного узла, регулирующий температуру батарей в доме.

  • 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.

Схема гравитационной системы отопления.

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.

Двухтрубное отопление с попутным движением теплоносителя.

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.

Так меняется теплоотдача при разных подключениях.

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.

Замкнутая система парового отопления.

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:

Именно этот материал применялся во всех домах советской постройки.

  • 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.

Именно такое решение вы можете увидеть на фото.

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.

Классификация систем отопления

ИЗ ЧЕГО ЖЕ СОСТОИТ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ «Сердцем» отопительной системы является котел. От него нагретый теплоноситель (вода или антифриз) с помощью циркуляционного насоса (если система с принудительной циркуляцией) или без него (естественная циркуляция) движется по трубам и отдает тепло вашему дому через отопительные приборы. Кроме вышеназванных основных элементов в систему отопления входит еще масса других более мелких, но необходимых для нормальной работы вещей: расширительный бак — компенсирующий температурное расширение воды, фитинги — для соединения труб, воздушные клапаны и многое другое.

Какие бывают системы отопления

Системы с принудительной и естественной циркуляцией. В чем же их отличие? В системе с принудительной циркуляцией движение теплоносителя осуществляется с помощью циркуляционного насоса. Плюсами такой системы являются: комфорт (есть возможность поддерживать заданную температуру в каждой комнате), более высокое качество, небольшой диаметр труб, меньшая разница температур выходящей из котла нагретой воды и возвращающейся в котел остывшей (увеличивает срок службы котла). Основной и, пожалуй, единственный минус таких систем — насос требует наличия электричества. В системе с естественной циркуляцией насоса нет. Роль насоса в ней выполняет гравитационная сила, возникающая за счет разности плотности (удельного веса) теплоносителя в подающей и обратной трубах (плотность горячей воды меньше, т. е. она легче, чем холодная). Для такой системы требуются трубы большого диаметра (чтобы снизить сопротивление), она практически не поддается регулированию, и при ее использовании вы получаете меньший комфорт при больших затратах топлива.

Читать еще:  Стираем шторы в домашних условиях

СПОСОБЫ РАЗВОДКИ ТРУБ К РАДИАТОРАМ Существует два способа разводки труб к отопительным приборам — однотрубная и двухтрубная. При двухтрубной к каждому радиатору подведено две трубы — «прямая» и «обратная». Эта разводка позволяет иметь одинаковую температуру теплоносителя на входе во все приборы. Двухтрубная разводка может быть двух типов: а) с параллельным подключением радиаторов (см. рис. 2), б) лучевая (коллекторная), когда от коллектора «лучами» к каждому отопительному прибору подводятся две трубы — прямая и обратная. Минус лучевой системы — большие затраты труб. Плюс — легкая регулировка отопительных приборов и балансировка системы. При однотрубной разводке (см. рис. 1) теплоноситель переходит последовательно от одного радиатора к другому, при этом остывая. Таким образом, последний радиатор в цепочке может быть значительно холоднее первого. Если вы заботитесь о качестве системы отопления — выбирайте двухтрубную систему, позволяющую регулировать температуру в каждой комнате. Единственный плюс однотрубной системы — более низкая цена.

Рис. 1 Однотрубная разводка Рис. 2 Двухтрубная разводка с параллельным подключением радиаторов ОП — отопительный прибор 1 — прямая 2 — обратная

по взаимному расположению основных элементов:

Центральными называют системы отопления Предназначенные для отопления нескольких помещений из одного теплового пункта, где находиться теплогенератор (котельная,ТЭЦ)

Местными системами отопления называют такой вид отопления , при котором все три основных элемента конструктивно объединены в одном устройстве, установленном в обогреваемом помещении. (пример печь, газовые и электрические приборы, воздушно-отопительные агрегаты).

по виду теплоносителя: паровые водяные воздушные комбинированные

по способу циркуляции теплоносителя: системы с естественной циркуляцией (гравитационные) системы с искусственной циркуляцией ( насосные)

по месту расположения подающих и обратных магистралей: с верхним расположением подающих магистралей ( по чердаку или под потолком верхнего этажа) с нижним расположением обеих магистралей ( по подвалу, над полом первого этажа или в подпольных каналах)

по месту расположения подающих и обратных магистралей: с верхним расположением подающих магистралей ( по чердаку или под потолком верхнего этажа) с нижним расположением обеих магистралей ( по подвалу, над полом первого этажа или в подпольных каналах)

по схеме включения отопительных приборов: Двухтрубные ( в которых горячая вода поступает в приборы по одним стоякам ,а охлажденная вода отводиться по другим) Однотрубные ( в которых горячая вода подается в приборы и охлажденная вода отводиться из них по одному стояку)

Вода представляет собой жидкую, практически не сжимаемую среду со значительной плотностью и теплоемкостью. Вода изменяет плотность объем и вязкость в зависимости от температуры, а температуру кипения в зависимости от давления, способна сорбировать или выделять растворимые в ней газы при изменения температуры и давления.

Пар является легко подвижной средой со сравнительно малой плотностью. Температура и плотность пара зависят от давления. Пар значительно изменяет объем и энтальпию при фазовом превращении.

Воздух является легкоподвижной средой со сравнительно малыми вязкостью , плотностью и теплоемкостью, изменяющей плотность и объем в зависимости от температуры.

Назначение и классификация систем отопления зданий

В помещениях с постоянным или длительным пребыванием людей и в помещениях, где по условиям производства требуется поддержание положительных температур в холодный период года, устраивается система отопления.

Отоплением называется искусственное обогревание помещений здания с возмещением теплопотерь для поддержания в них температуры на заданном уровне, определяемом условиями теплового комфорта для находящихся в них людей и требованиями протекающего технологического процесса. Известно три вида отопления: водяное, паровое и воздушное.

Системы отопления включают три основных элемента: источник теплоты (генератор тепла), теплопроводы (каналы или трубопроводы) и отопительные (нагревательные) приборы.

В генераторе тепла происходит сжатие тепла, а выделяемое при этом тепло передается теплоносителю, т.е. среде, переносящей тепло от генератора к нагревательным приборам. Нагревательные приборы передают полученное от генератора тепло воздуху помещений. По теплопроводам теплоноситель перемещается от генератора тепла к нагревательным приборам.

Система отопления является одной из строительно-технологических установок здания, которая должна отвечать следующим основным требованиям:

1) санитарно-гигиеническим – обеспечивать необходимые внутренние температуры, регламентируемые соответствующими СНиП, без ухудшения состояния воздушной среды;

2) экономическим – обеспечивать наименьшие приведенные затраты при уменьшении расхода металла;

3) строительным – предусматривать размещение отопительных элементов в уровне с архитектурно-планировочным и конструктивным решениями здания без нарушения прочности основных конструкций при монтаже и ремонте систем отопления.

4) монтажным – предусматривать возможность монтажа индустриальными методами с максимальным использованием унифицированных узлов заводского изготовления при минимальном количестве типоразмеров и ограничением применения узлов и деталей индивидуального изготовления;

5) эксплуатационным – характеризоваться простотой и удобством управления и ремонта, бесшумностью и безопасностью действия;

6) эстетическим – хорошо гармонировать с внутренней отделкой помещения и не занимать излишних площадей.

В практике строительства нашли применение разнообразные системы отопления, в основе выбора которых лежит использование тех или иных особенностей систем.

Системы отопления классифицируют по следующим основным признакам (рисунок 5): по виду использованного теплоносителя; по способу перемещения теплоносителя; по месту расположения источника теплоты.

По виду использованного теплоносителя системы отопления делятся на водяные, паровые, воздушные, огневоздушные.

По способу перемещения теплоносителя системы отопления делятся на системы с естественным (гравитационным) побуждением движения теплоносителя и системы с принудительным побуждением.

По месту расположения источника теплоты системы отопления разделяют на центральные и местные.

Водяные системы отопления С принудительным побуждением Центральные Местные Двухтрубные Однотрубные
С естественным побуждением Местные
Паровые системы отопления Низкого давления Высокого давления С самотечным возвратом конденсата С конденсационным баком и питательным насосом
Печное отопление С нетеплоемкими печами С теплоемкими печами
Воздушное отопление Совмещенное с вентиляцией (прямоточное) Рециркуляционное
Электрическое отопление С промежуточными теплоносителями (вода, пар, воздух) С непосредственным обогревом помещения

Рисунок — 5 Классификация систем отопления

В местной системе отоплениягенератор тепла, нагревательные приборы и теплоотдающие поверхности конструктивно объединены в одном устройстве. Примером местного отопления может служить комнатная печь. В ней генератором тепла является топливник, в котором происходит сгорание топлива, теплопроводом служат дымообороты, прогревающие стенки печи и отводящие продукты сгорания из топки, а воздух помещений нагревается при его непосредственном соприкосновении с горячими поверхностями стенок печи. К местным системам отопления относятся также газовое отопление (при сжигании газа в нагревательных приборах, находящихся в отапливаемом помещении) и электрическое, если электрическая энергия переходит в тепловую непосредственно в самих нагревательных приборах. Радиус действия местных систем отопления невелик и ограничивается одной или двумя-тремя смежными комнатами.

Центральными системами отопления называются системы, в которых генератор тепла (например, котел) находится вне отапливаемых помещений, а теплоноситель к местам потребления подается по трубопроводам.

В центральных системах отопления одним генератором тепла, состоящим из одного котла или группы котлов, могут отапливаться не только отдельное здание, но и группы зданий. Система отопления, которая обслуживает целую группу зданий от одной котельной, называется районной.

В зависимости от вида теплоносителя центральные системы отопления подразделяются на системы водяного, парового, воздушного и комбинированного отопления.

Если в системе водяного отопления циркуляция воды в трубопроводах и нагревательных приборах происходит под действием разности объемных весов охлажденной и нагретой воды, то она называется системой с естественной циркуляцией.

В системах большой протяженности применять естественную циркуляцию воды экономически нецелесообразно, так как это привело бы к необходимости установки труб слишком больших диаметров. Поэтому в этих случаях устраивают системы водяного отопления с искусственной циркуляцией воды при помощи насосов (или насосные). Эти системы отопления в качестве теплоносителя могут использовать воду с температурой до 100 0 С или высокотемпературную воду (с температурой более 100 0 С).

В системах парового отопления пар из котла по трубопроводам поступает в нагревательные приборы, где конденсируется и, выделяя скрытую теплоту парообразования, нагревает эти приборы. Конденсат же возвращается в котел и вновь превращается в пар.

Системы парового отопления различаются по величине первоначального давления и бывают вакуум-паровыми (с давлением пара до 1 кгс/см 2 ), низкого давления (от 1,0 до 1,7 кгс/см 2 ) и высокого давления (более 1,7 кгс/см 2 ). В системах парового отопления пар перемещается под действием разности давлений на выходе из котла и перед нагревательным прибором.

Система воздушного отопления в зависимости от вида первичного теплоносителя подразделяются на водовоздушные, паровоздушные, огневоздушные, электровоздушные и газовоздушные. По способу передвижения воздуха воздушные системы могут быть с естественным и механическим побуждением. Во втором случае используются вентиляторы.

Комбинированной системой отопления называют систему, в которой применены либо два различных теплоносителя, либо один теплоноситель, но с разными параметрами. К ней относятся пароводяные, водоводяные и все воздушные системы отопления.

Системы водяного и парового отопления различаются также по способу разводки магистральных трубопроводов (с верхней, нижней и средней разводкой), по способу присоединения нагревательных приборов к стоякам (двухтрубные и однотрубные), по способу теплоотдачи нагревательных приборов (конвекционные и лучистые) и по типу применяемых нагревательных приборов (радиаторные, конвекторные, панельные, из гладких труб и др.).

Требования, предъявляемые к теплоносителям систем отопления.Основные требования, предъявляемые к теплоносителям, это способность аккумулировать тепло, подвижность и незначительное потребление электроэнергии на их перемещение. Применяемые в качестве теплоносителя горячая вода, пар и воздух наиболее близко соответствует этим требованиям.

К тому же температура теплоносителя (при воздействии ее на нагревательные приборы) не должна ухудшать гигиенические условия воздуха помещения.

Вода, пар и воздух обладают различными физическими свойствами. Вода характеризуется большой теплоемкостью, значительным объемным весом и большой подвижностью, что дает возможность передавать на большие расстояния значительное количество тепла при сравнительно небольшом объеме воды. При использовании в качестве теплоносителя горячей воды температуры поверхности нагревательных приборов (а следовательно, и их теплоотдачу) можно регулировать из одного общего центра (например, котельной), что позволяет экономней расходовать топливо.

Читать еще:  День рождения на даче летом

Таблица 2 — Свойства водяного пара

Давление в кгс/см 2 Темпера тура в С 0

Объем 1 кг пара в м 3 Вес 1 м 3 пара в кг Теплота испарения 1 кг пара в ккал Полное теплосодержа ние 1 кг пара в ккал
99,1 1,722 0,5807 539,7 639,3
1,2 104,2 1,4521 0,6887 539,5 641,3
1,6 112,7 1,1096 0,9013 531,2 644,7
119,6 0,9006 1,1104 526,8 647,2
132,8 0,6163 1,6224
142,8 0,4708 2,1239 511,2 655,4
0,382 2,6177 505,9 658,1

При паровом отоплении большое количество тепла, выделяющегося при конденсации пара, и малый объемный вес последнего позволяют передавать на большие расстояния значительное количество тепла с минимальными затратами электроэнергии на перемещение теплоносителя. Кроме того, при использовании в качестве теплоносителя пара существенно сокращается количество нагревательных приборов, так как температура последних значительно выше, чем при теплоносителе — горячей воде. К недостаткам пара, как теплоносителя, следует отнести невозможность центрального регулирования теплоотдачи нагревательных приборов, высокую температуру на поверхности последних и возможность пригорания на них органической пыли, что ухудшает санитарно-гигиенические условия отапливаемых помещений. Кроме того, потери тепла паропроводами и конденсатопроводами значительно превышают потери тепла трубопроводами водяных систем отопления.

Воздушное отопление с использованием в качестве теплоносителя нагретого воздуха, имеющего сравнительно небольшие температуру (50 0 -70 0 С), теплоемкость и объемный вес, потребляет много электроэнергии на перемещение больших количеств воздуха. К недостаткам его можно отнести также шум, возникающий при работе вентиляторов.

По экономическим соображениям воздушное отопление предпочтительнее водяного и парового, так как не требует установки нагревательных приборов, стоимость которых составляет около 60% стоимости всей системы отопления.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Виды систем отопления

Для того чтобы в холодный зимний период обеспечить в жилом помещении необходимые условия для проживания, нужна система, которая помогала бы поддерживать нужный температурный режим. Система отопления является наиболее удачным инженерным решением данной проблемы. Отопительная система поможет поддерживать в доме комфортные условия на протяжении всего холодного периода, но следует знать, какие бывают системы отопления в современности.

Системы отопления могут различаться в зависимости от разных критериев. Существуют такие основные виды систем отопления, как: воздушное отопление, электрическое отопление, водяное отопление, водяные теплые полы, и другие. Несомненно, важным вопросом является выбор вида системы отопления для своего жилища. Классификация систем отопления включает множество видов. Рассмотрим основные из них, а также проведем сравнение видов топлива для отопления.

Водяное отопление

Среди всей классификации систем отопления наибольшей популярностью пользуется водяное отопление. Технические преимущества такого отопления были выявлены в результате многолетней практики.

Несомненно, на вопрос, какие виды отопления бывают, именно водяное отопление первым приходит на ум. Водяное отопление обладает такими преимуществами, как:

  • Не очень большая температура поверхности различных приборов и труб;
  • Обеспечивает одинаковую температуру во всех помещениях;
  • Экономится топливо;
  • Повышены эксплуатационные сроки;
  • Бесшумная работа;
  • Простота в обслуживании и ремонте.

Главным компонентом системы водяного отопления является котел. Такое устройство необходимо для того чтобы нагревать воду. Вода является в таком виде отопления теплоносителем. Она циркулирует по трубам замкнутого типа, а потом тепло передается в различные отопительные компоненты, а от них уже обогревается все помещение.

Наиболее простым вариантом является циркуляция естественного типа. Такая циркуляция достигается благодаря тому, что в контуре наблюдается разное давление. Однако такая циркуляция может быть и принудительного характера. Для подобной циркуляции водяные варианты отопления должны быть оснащены одним или несколькими насосами.

После того, как теплоноситель проходит по всему контуру отопления, он полностью охлаждается и возвращается назад в котел. Здесь он снова нагревается и, таким образом, снова позволяет отопительным приборам выделять тепло.

Классификация систем водяного отопления

Водяной тип отопления может различаться по таким критериям, как:

  • метод циркуляции воды;
  • расположение магистралей разводящего типа;
  • конструкционные особенности стояков и схема, по которой соединяются все приборы обогрева.

Наибольшую популярность обретает система отопления, где циркуляция воды происходит посредством насоса. Отопление с циркуляцией воды естественного плана в последнее время применяется крайне редко.

В насосной отопительной системе нагрев теплоносителя может иметь место и благодаря водогрейной котельной, или термо воды, которая поступает из ТЭЦ. В отопительной системе вода может нагреваться даже посредством пара.

Прямоточное соединение используют тогда, когда допустима в системе подача воды с очень высокой температурой. Такая система будет стоить не так дорого, расход металла будет несколько меньше.

Минусом прямоточного присоединения считается зависимость теплового режима от «обезличенной» температуры теплоносителя в подающем тепловоде наружного типа.

Воздушное отопление

Такие виды отопления различных помещений считаются одними из самых старых. Впервые подобную систему применяли еще до нашей эры. На сегодняшний день такая отопительная система получила широкое распространение – как в общественных помещениях, так и производственных.

Популярностью для обогрева зданий также пользуется нагретый воздух. При рециркуляции такой воздух может подаваться в помещение, где происходит процесс смешивания с внутренним воздухом и, таким образом, воздух охлаждается до температуры помещения и снова нагревается.

Воздушное отопление может быть местного характера, в случае если в здании нет центральной приточной вентиляции, или же если поступающее количество воздуха меньше, чем необходимо.

В системах воздушного отопления нагревание воздуха происходит за счет калориферов. Первичный отопитель для таких компонентов является горячий пар или вода. Для того чтобы прогреть воздух в помещении, можно использовать и другие приборы для отопления или любые источники тепла.

Местное воздушное отопление

При вопросе, какое бывает отопление, местное отопление часто приравнивается только к производственным помещениям. Приборы местного отопления используются для таких помещений, которые используются лишь в определенные периоды, в помещениях вспомогательного характера, в помещениях, которые сообщаются с наружными воздушными потоками.

Главными приборами системы местного отопления являются вентилятор и нагревательный прибор. Для воздушного отопления могут применяться такие устройства и приборы, как: воздушно-отопительные устройства, тепловые вентиляторы или тепловые пушки. Такие приборы работают на принципе воздушной рециркуляции.

Центральное воздушное отопление

Центральное воздушное отопление делается в помещениях любого плана, если здание располагает центральной системой вентиляции. Такие типы систем отопления можно организовать по трем различным схемам: с прямоточной рециркуляцией, с частичной или полной рециркуляцией. Полная рециркуляция воздуха может использоваться, в основном, в нерабочие часы для дежурных видов отопления, или для того чтобы обогреть помещение перед началом рабочего дня.

Однако отопление по такой схеме может иметь место, если оно не противоречит никаким правилам противопожарной безопасности или основным требованиям гигиены. Для такой отопительной схемы должна быть использована система приточной вентиляции, но воздух будет забираться не с улицы, а с тех помещений, которые отапливаются. В центральной воздушной отопительной системе применяются такие конструктивные виды приборов отопления, как: радиаторы, вентилятор, фильтры, воздуховоды и другие приборы.

Воздушные занавесы

Холодный воздух может поступать в большом количестве с улицы, если в доме слишком часто открываются входные двери. Если не предпринять ничего для того чтобы ограничить количество холодного воздуха, который проникает в помещение, или не обогревать его, то он может негативно сказаться на температурном режиме, который должен соответствовать норме. Чтобы предотвратить данную проблему, можно в открытом дверном проеме создать воздушный занавес.

Во входах зданий жилого или офисного плана можно установить низкорослый воздушно-тепловой занавес.

Ограничить количество поступающего холодного воздуха снаружи здания имеет место благодаря конструктивным изменением входа в помещение.

Все большей популярностью в последнее время пользуются воздушно-тепловые занавесы компактного типа. Самыми эффективными занавесами считаются занавесы «щиберующего» вида. Такие занавесы создают струйную воздушную преграду, которая защитит открытый дверной проем от проникновения холодных воздушных потоков. Как показывает сравнение видов отопления, такой занавес позволяет сократить потери тепла почти в два раза.

Электрическое отопление

Нагрев помещения имеет место благодаря распределению воздуха, проходящего через приборную панель без того, чтобы нагревалась ее лицевая сторона. Это полностью обезопасит от различных ожогов и предотвратит любое возгорание.

Посредством электрических конвекторов можно обогреть любой тип помещения, даже если у вас имеется всего один источник энергии, такой как электричество.

Такие виды систем отопления зданий не требуют больших затрат для установки или ремонта, к тому же, могут обеспечить максимальный комфорт. Электрический конвектор можно просто поставить в определенное место и подключить его к питанию сети. Делая выбор системы отопления, можно обратить внимание на данный тип – довольно эффективный.

Принцип действия

Холодный воздух, который находится в нижней части здания, проходит через нагревательный компонент конвектора. Затем его объем увеличивается и он уходит вверх через выходные решетки. Обогревательный эффект имеет место и благодаря дополнительному излучению тепла с передней стороны панели электрического конвектора.

Уровень комфорта и экономичность такой обогревательной системы достигается благодаря тому, что в электрических конвекторах применяется электронная система, которая помогает поддерживать определенную температуру. Нужно всего-навсего установить необходимый температурный показатель и датчик, который установлен в нижней области панели начнет через заданный период времени определять температуру воздуха, который проникает в помещение. Датчик подаст сигнал на термостат, который в свою очередь подключит или наоборот выключит обогревательный элемент. Посредством такой системы для поддержания определенной температуры, которая даст возможность соединить электрические конвекторы в разных помещениях, для того чтобы обогреть целое здание.

Какая система лучше

Конечно же, вопрос какая система отопления лучше является нецелесообразным, так как та или иная система является эффективной в определенных условиях. Сравнение систем отопления следует производить, учитывая все их плюсы и минусы, ориентируясь на условия установки и собственные возможности.

Рассмотрев, какие системы отопления существуют, можно сделать для себя определенные выводы. Но в целом, лучшим вариантом станет посоветоваться с профессионалами.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector