4.2. Классификация систем отопления

Системы отопления классифицируются по приведенным ниже признакам.

1. По месту размещения генератора тепла относительно отапливаемых помещений:

- местные;

- центральные.

2. По виду теплоносителя:

- водяного отопления;

- парового отопления;

- воздушного (нагрев воздуха непосредственно в здании);

- комбинированные (пароводяные, водоводяные, паровоздушные, водовоздушные, газовоздушные и др.).

3. По способу перемещения теплоносителя:

- с естественным побуждением;

- с механическим побуждением.

4. По способу передачи тепла помещению:

- конвекционные;

- лучистые;

- конвекционно-лучистые.

К местным относят системы отопления, в которых генератор тепла и теплоотдающая часть находятся непосредственно в отапливаемом помещении, обслуживают одно или несколько смежных помещений, это печное, газовое и электрическое отопление. Центральными системами отопления называют такие системы, генераторы тепла в которых расположены вне отапливаемых помещений, это системы, которые работают от котельной, ТЭЦ и других источников централизованной подачи тепла в микрорайон, город.

4.3. Выбор систем отопления

Тепловой режим в зданиях и помещениях может быть постоянным и переменным в зависимости от их назначения.

В зданиях и помещениях с постоянным тепловым режимом применяют системы отопления в соответствии с рекомендациями приложения 11 из СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Здесь приведены характеристики систем отопления в зависимости от назначения помещения.

Для жилых, общественных и административно-бытовых зданий рекомендуют применять отопление

- водяное с радиаторами, панелями и конвекторами при температуре теплоносителя t_тепл не более 95°С (для двухтрубных систем) и не более 105°С (для однотрубных систем);

- водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы;

- местное (поквартирное) водяное с радиаторами или конвекторами при температуре теплоносителя t_тепл не более 95 °С;

- электрическое или газовое с температурой на теплоотдающей поверхности не более 95 °С.

В производственных зданиях применяют следующие системы отопления: водяное или паровое, воздушное, электрическое или газовое в зависимости от категории помещений по пожаро- взрывобезопасности.

Температуру теплоносителя в системах отопления принимают в зависимости от назначения помещений в соответствии со СНиП 2.04.05-91 (150°С – для пассажирских залов вокзалов, производственных помещений категорий А, Б, В, Г и Д без выделений пыли или с выделением негорючей пыли, категорий Г и Д без выделений пыли или с повышенными требованиями к чистоте воздуха или со значительным влаговыделением; для производственных помещений категорий А, Б с выделением горючей пыли – 110°С, категории В, Г и Д с выделением горючей пыли – 130°С).

Для того, чтобы можно было пользоваться этими рекомендациями, необходимо дополнить классификацию видами водяных систем отопления.

Системы отопления разделяют на:

- однотрубные и двухтрубные;

- вертикальные и горизонтальные;

- с верхней разводкой и нижней разводкой;

- тупиковые и с попутным движением воды.

Примеры систем отопления (схемы) приведены на рис. 4.1—4.7. На рисунках: 1 – нагревательные приборы; 2 – трубопроводы; 3 – трубопровод обратной воды; 4 – вентиль (клапан); 5 – расширительный бак; 6 – нагревательный котел или теплообменник; 7 – циркуляционный насос; t_под – температура теплоносителя в подающем трубопроводе; t_обр – температура теплоносителя в обратном трубопроводе.

Рис. 4.1. Однотрубная система отопления:	Рис. 4.2. Двухтрубная система отопления

Рис. 4.3. Горизонтальная система отопления	Рис. 4.4. Система отопления с верхней разводкой

Рис. 4.5. Система отопления с попутным движением воды (см. также рис. 4.2)

Системы отопления могут быть с естественным побуждением (рис. 4.6) и с искусственным побуждением (рис. 4.7). В системах с искусственным побуждением применяются элеваторы и подпиточные насосы, которые устанавливаются в узлах ввода теплоносителя в здание.

Рис. 4.6. Система отопления с естественным побуждением	Рис. 4.7. Система отопления с искусственным побуждением

Примеры вертикальных систем отопления см. на рис. 4.1 и 4.2, систем отопления с нижней разводкой см. на рис. 4.1 и 4.2, систем отопления тупиковых см. на рис. 4.3 и 4.4.

Системы водяного отопления с естественной циркуляцией могут применяться для зданий небольшой протяженности и в том случае, если отсутствует централизованное теплоснабжение и в дальнейшем не предполагается его устройство.

Радиус действия систем с естественной циркуляцией следует принимать не более 30 м при расстоянии от середины высоты котла до середины нижнего нагревательного прибора не менее 3 м. В системах квартирного водяного отопления с естественной циркуляцией в связи с большим охлаждением воды в трубопроводах допускается установка генератора тепла и нагревательных приборов на одном уровне.

Как правило, следует применять системы водяного отопления с искусственной циркуляцией. Диаметры труб в насосных системах благодаря большому давлению, создаваемому насосом, значительно меньше, чем в системах водяного отопления с естественной циркуляцией, и радиус их действия велик. Стоимость устройства насосных систем отопления меньше, чем систем с естественной циркуляцией.

Применение систем водяного отопления целесообразно в жилых, общественных и промышленных зданиях. Двухтрубные системы с верхней разводкой рекомендуется применять в зданиях с числом этажей до трех включительно. Однотрубные вертикальные системы с осевыми или смещенными замыкающими участками рекомендуется применять в зданиях с числом этажей более трех. Однотрубные вертикальные проточные регулируемые и нерегулируемые системы можно применять независимо от этажности здания. Однотрубные вертикальные системы с нижней разводкой рекомендуется применять в бесчердачных зданиях, однотрубные горизонтальные системы – в случае необходимости поэтажного выключения системы отопления здания.

Системы с попутным движением теплоносителя следует проектировать при невозможности увязки потерь давления в отдельных кольцах систем отопления.

Отопление в нерабочее время называется дежурным.

В холодный период года дежурное отопление в общественных, административно-бытовых и производственных помещениях, когда они не используются, предусматривают для поддержания температуры воздуха ниже нормируемой, но не ниже 5°С, используя основные отопительные системы. При этом должно быть обеспечено восстановление нормируемой температуры к началу использования помещения или к началу работы, При экономическом обосновании допускается проектировать специальные системы дежурного отопления.

Преимущества систем водяного отопления заключаются в следующем:

- невысокая температура на поверхности нагревательных приборов;

- высокая теплоемкость теплоносителя (воды);

- простота центрального регулирования за счет изменения температуры воды (качественное регулирование);

- бесшумность работы;

- простота обслуживания.

Недостатки систем водяного отопления следующие:

- большое гидравлическое давление в нижней части систем, что ограничивает их высоту;

- опасность замерзания воды в трубопроводах, прокладываемых в неотапливаемых помещениях и в лестничных клетках, с разрушением системы.

Для производственных помещений применяют также системы отопления с теплоносителем в виде пара.

Преимущества паровых систем отопления в сравнении с водяными системами отопления следующие:

- большая теплоотдача нагревательных приборов;

- меньшая металлоемкость;

- отсутствует опасность замерзания;

- возможность быстрого перемещения пара на большие расстояния без применения искусственного побуждения.

Недостатки паровых систем отопления:

- высокая температура поверхности труб и нагревательных приборов;

- невозможность гибкого центрального регулирования, в связи с чем применяется регулирование пропусками (периодическими включениями и отключениями);

- более сложная эксплуатация;

- значительные тепловые напряжения и деформации системы;

- меньший срок эксплуатации из-за коррозии труб.

Воздушное отопление может применяться как в административно-бытовых, так и в производственных помещениях. Его преимущества перед другими видами отопления следующие:

- возможность совмещения с системой вентиляции;

- отсутствие в отапливаемых помещениях каких-либо нагревательных приборов;

- отсутствие тепловой инерции;

- возможность центрального качественного регулирования.

Недостатки воздушного отопления:

- большие сечения каналов для транспортировки нагретого воздуха;

- большие непроизводительные потери тепла при прокладке воздуховодов в неотапливаемых помещениях.