Системы теплоснабжения зданий

       Системы водяного отопления с насосной циркуляцией  бывают двухтрубные с верхней и нижней разводками, однотрубные с верхней и нижней разводками и горизонтальные. В двухтрубных системах отопления горячая вода из стояков непосредственно поступает во все отопительные приборы, а охлажденная вода из каждого прибора возвращается в котел по обратным стоякам, не заходя в другие приборы. Таким образом, каждый прибор обслуживается подающим и обратным стояками. Если не учитывать охлаждение воды в трубах, можно считать, что во все нагревательные приборы вода поступает с одинаковой температурой.

       Устройство  двухтрубной насосной системы водяного отопления с верхней разводкой показано на рисунке 3. Эта система отличается от естественной тем, что на обратной линии перед котлом установлен насос, а расширительный сосуд присоединен к обратной линии перед всасывающим отверстием насоса.

       Кроме систем отопления с насосной циркуляцией  и верхней разводкой, еще большее  применение имеют системы отопления  с насосной циркуляцией и нижней разводкой. Такая система представлена на рисунке 4. Устроены эти системы так же, как и системы отопления с естественной циркуляцией, но расширительный сосуд присоединен к обратной магистрали до насоса, как в системах отопления с насосной циркуляцией и верхней разводкой. В системах отопления применяют малонапорные, но большой производительности центробежные насосы.

Рисунок 4 – Схема двухтрубной системы отопления с насосной циркуляцией  
и нижней разводкой: 1 – котел; 2 – подающая магистраль; 3 – обратная магистраль; 4 – подающие стояки; 5 – обратные стояки; 6 – расширительная труба;  
7 – расширительный сосуд; 8 – воздухосборник;, 9 – воздушные краны;  
10 – центробежный насос 

       В настоящее время для создания циркуляции в системах отопления  широко используют консольные центробежные насосы типа «К» производительностью от 6 до 360 м³/ч и напором от 14 до 100 м.  

       4 ОДНОТРУБНЫЕ, ДВУХТРУБНЫЕ И БИФИЛЯРНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 
 

       В однотрубных системах водяного отопления  отсутствуют обратные стояки. Температура  горячей воды, проходя через верхние  радиаторы, понижается, при этом вода возвращается в подающие стояки. В нижние радиаторы поступают горячая вода от стояка и охлажденная вода из верхних радиаторов. Температура этой смешанной воды ниже температуры воды в отопительных приборах, расположенных выше, следовательно, чтобы увеличить отдачу тепла, поверхность нагрева нижних радиаторов должна быть увеличена.

       Однотрубные системы отопления подразделяются на 2 вида.

       По  одной схеме (рисунок 5) – с замыкающими участками, из стояка часть воды поступает в верхние радиаторы, при этом, остальная вода направляется по стояку к ниже расположенным радиаторам.

       Количество  поступающей в радиаторы воды регулируется кранами, которые устанавливаются у каждого радиатора.

       При другой системе (рисунок 6 и 7) – проточной, вода из стояка следует последовательно через все радиаторы, начиная с верхнего. В отличие от схемы с замыкающими участками, здесь в радиаторы, находящиеся в нижней части отапливаемого дома, поступает охлажденная вода. В проточной системе не устанавливаются регулировочные краны, так как при уменьшении или перекрытии крана у того или иного радиатора, то уменьшится или перекроется подача воды во всех радиаторах, присоединенных к данному стояку.

       Также в данной схеме невозможно регулировать температуру воздуха в помещениях. Кроме того, если дом двухэтажный, то невозможно осуществить пуск отопительной системы только на одном этаже. Однако по сравнению с двухтрубными системами, однотрубные системы проще в монтаже, на их устройство требуется меньше труб, и они выглядят более красиво.

       Однотрубные системы отопления могут выполняться  только в домах, где имеются чердаки, т. е. для их функционирования требуется  верхняя разводка труб.

Рисунок 5 – Однотрубная система водяного отопления с принудительной  
циркуляцией. Схема с замыкающими участками: 1 – отопительный котел;  
2 – главный стояк; 3 – разводящий магистральный трубопровод; 4 – воздухосборник; 5 – стояки горячей воды; 6 – радиаторы; 7 – обратная линия;  
8 – расширительный бак; 9 – расширительная труба; 10 – циркуляционный насос 

       Двухтрубную систему водяного отопления с  вертикальными стояками с верхней  или нижней разводкой целесообразно  использовать как в одноэтажных, так и в двухэтажных (и более) домах и коттеджах с крутой крышей. Возможны и другие варианты устройства двухтрубных систем отопления.

Рисунок 6 – Однотрубная система водяного отопления с принудительной циркуляцией. Схема проточной системы: 1 – отопительный котел; 2 – главный  
стояк; 3 – разводящий магистральный трубопровод; 4 – расширительный бак;  
5 – воздухосборник; 6 – стояки; 7 – обратная линия; 8 – расширительная труба;  
9 – циркуляционный насос 

       При горизонтальной системе отопления  невозможно полностью обогреть все помещения дома. Система отопления выполняется с естественной циркуляцией, так как для этого вполне достаточен циркуляционный напор. При установке котла в подвале высота дымовой трубы должна составлять не менее 10 м, что позволяет отопительному котлу работать на любом топливе. В домах без подвала котлы устанавливают на первом этаже, а система должна быть только с верхней разводкой. 

Рисунок 7 – Двухтрубная регулируемая система водяного отопления с естественной циркуляцией. Варианты подводок: 1 – магистральная труба горячей воды; 2 – задвижка; 3 – фильтр; 4 – стояки горячей воды; 5 – регулятор перепада давления и расхода; 6 – термоголовка; 7 – клапан термостатический; 8 – гарнитур подключения; 9 – вентиль балансовый; 10 – клапан четырехходовой;  
11 – термоголовка с дистанционной регулировкой; 12 – вентиль ручной;  
13 – узел подключения; 14 – обратные стояки; 15 – вентиль запорный;  
16 – муфта радиаторная быстроразъемная; 17 – вентиль запорный; 18 – клапан для слива 

       Бифилярная (двухтопочная) система отопления – установка водяного отопления с отопительными приборами в стояках и ветвях, раздел на 2 равные части последовательно соединенных 1 трубой. Теплоноситель (вода) в частях каждого отопительного, прибора движется в противоположных направлениях с различной температурой, что создает равенство среднеарифметической температуры теплоносителя во всех отопительных приборах системы. Бифилярная система отопления по гидравлической связи частей отопительных приборов (последовательно соединение) относится к однотрубным системам водяного отопления, а по условиям теплопередачи приборов – к двухтрубным системам отопления.

       Схемы бифилярной системы отопления с  вертикальными стояками и горизонтальными ветвями аналогичны схемам однотрубной системы. В вертикальной бифилярной системе устраиваются, как в однотрубной системе с нижней разводкой, П-образные стояки. По такой схеме до конца 80-х гг. устраивалось папельно-лучистое отопление отдельных типов жилых зданий, где использовались трубчатые нагревательные элементы, встроенные вместе со стояками во внутренний бетонный слой наружных стеновых панелей. При этом нагревательные элементы каждого помещения делились на 2 змеевика, а каждый змеевик отдельно присоединялся к восходящей и нисходящей частям стояка. В горизонтальных двухтопочных системах отопления применяются трубчатые отопительные приборы – конвекторы, трубы отопительные (ребристые и гладкие), бетонные радиаторы приставного типа, стальные и чугунные радиаторы – только при двухрядной установке. В горизонтальной системе, как и в однотрубной системе, проточными приборными узлами отопления, невозможно индивидуальное количественное регулирование теплоотдачи отдельных отопительных приборов, поэтому проводится регулирование сразу всей цепочки приборов или каждого прибора "по воздуху", если устанавливаются конвекторы с воздушным клапаном. Бифилярные системы с горизонтальными пофасадными ветвями наиболее часто используется в производстве и сельско-хозяйственных зданиях. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 
 

       Как было показано в этой работе, существует множество систем теплоснабжения. Безусловно, решение по теплоснабжению должно приниматься застройщиками по результатам технико-экономического обоснования с учетом условий инвестирования строительства, климата и региональной специфики в вопросах градостроительства, топливоснабжения, социального уровня проживания населения. Разработка и внедрение децентрализованных систем теплоснабжения должны производится на основании соблюдения технологических особенностей всех процессов, сопровождающих выработку тепловой энергии, с обязательным учетом их в конструкции здания, специально проектируемого для конкретных схем автономного теплоснабжения. 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ 
 

       1 Щёкин Р.В., Кореневский С.М., Бем Г.Е. Отопление и вентиляция. – Киев: Будiвельник, 1976.

       2 Каменев П.Н., Сканави А.Н., Богословский В.Н. Учебник по отоплению и вентиляции. – М.: Стройиздат, 1975.

       3 Николаев А.А. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. – М.: Издательство литературы по строительству, 1989.