Водяное отопление предусматривает приготовление горячей воды с температурой до 95 оС или 105 оС. В качестве теплогенератора (источника тепла) используются:
ü котельная для отдельного здания (котел в пристройке или на крыше);
ü районная котельная для группы зданий, части населенного пункта;
ü центральная котельная для всего населенного пункта;
ü теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) в крупных населенных пунктах.
Совмещение выработки тепла и электричества позволяет повысить эффективность использования топлива, поэтому применение теплоэлектроустановок даже в качестве районной или центральной котельной находит все больше сторонников. Такие системы получили название «энергетические системы». Водяное отопление также совмещается с системой централизованного горячего водоснабжения.
Потребителю горячая вода (как теплоноситель) доставляется по специальным трубам – теплопроводам (подающим), а после отдачи тепла охлажденная вода возвращается по «обратному» теплопроводу. В качестве отопительных приборов используются стальные и чугунные радиаторы, конвекторы (в виде труб с пластинчатыми насадками), гладкие и ребристые трубы увеличенного диаметра, бетонные панели с уложенными внутри пластиковыми трубами, пристраиваемыми в виде части стен или перегородок, и трубы малого диаметра (металлические или пластиковые), уложенные в конструкцию пола.
При присоединении системы водяного отопления к центральному теплоснабжению с высокой температурой первичного теплоносителя (до 150 оС вода и до 500 оС пара), для регулирования температуры воды, подаваемой в систему отопления, на вводе устанавливается тепловой пункт (тепловой узел). В тепловых пунктах температура циркулирующей воды может быть повышена путем смешения с горячим теплоносителем (открытая схема подключения) или подогрета в водонагревателях (закрытая схема). Система водяного отопления внутри здания состоит из сети труб: подающей и обратной магистрали, стояков или ветвей (при присоединении отопительных приборов к вертикальным и горизонтальным трубам, соответственно), воздухоотводных устройств, запорной и регулирующей арматуры, сливных и промывочных устройств, расширительных и циркуляционных устройств и т.д.
Для монтажа систем водяного отопления применяют пластмассовые трубы (при температуре теплоносителя до 90 оС), стальные трубы при открытой или закрытой прокладке, медные трубы при замоноличивании в строительные конструкции и другие (при обосновании).
Паровое отопление представляет собой примерно те же конструктивные элементы, что и водяное отопление. Теплогенераторами могут быть такие же котлы и котельные, а также пар некоторых промышленных производств. Поддержание температуры в паровой системе осуществляется регулированием давления в заданных пределах специальными клапанами. Паровые системы являются опасными, так как при выходе из строя предохранительных устройств может произойти резкое повышение давления с последующим взрывом. Теплопровод, по которому транспортируется пар, называется паропроводом. При движении пара по трубам и отопительным приборам происходит конденсация пара с отдачей тепловой энергии при остывании и фазовом превращении. Конденсат по конденсатопроводу возвращается в котельную. Отопительные приборы используются те же, что и в водяном отоплении, только площадь поверхности теплопередачи их значительно меньше.
При работе системы парового отопления для поддержания давления периодически подается атмосферный воздух, т.е. в систему попадает кислород. Поэтому обыкновенные стальные трубы подвергаются интенсивной коррозии и работают непродолжительное время.
Особо выглядит вакуум-паровая система отопления. В системе с помощью вакуум-насоса понижается давление таким образом, чтобы температура кипения воды становился ниже 100 оС. Регулированием вакуума можно исключить некоторые недостатки парового отопления, например, предотвратить попадание воздуха в систему и т.д. Находит применение как локальная система в небольших зданиях. Системе требуется высокая степень автоматизации управления и обеспечения безопасности.
Воздушное отопление осуществляется путем подачи в помещение теплого воздуха с температурой выше нормативной для этого помещения, компенсирующей теплопотери помещения. При подогреве воздуха этого же помещения система называется рециркуляционной, при подаче наружного воздуха – прямоточной, а при частичном замещении внутреннего воздуха – с частичной рециркуляцией. Для подогрева воздуха могут быть использованы различные воздухонагреватели: с естественным побуждением движения воздуха или механическим побуждением с помощью вентиляторов.
Система воздушного отопления будет местной, если воздухонагреватель стоит в этом же помещении, и центральной (локальной), если воздух по специальным каналам и воздуховодам подается в другие помещения. Зона подачи подогретого воздуха в помещения ограничивается малой теплоемкостью воздуха и большими расходами и составляет не больше 8 м при естественной подаче воздуха, и около 20 м – при механической подаче.
Устройства для забора наружного воздуха осуществляются так же, как и для приточной вентиляции. Каналы для подачи воздуха могут быть встроенными в строительные элементы зданий или специальными (круглыми или прямоугольными в сечении), прикрепленными к потолку, стене или размещенными в пространстве между полом и перекрытием. Выполняются они из прочных материалов, не вызывающих вторичного загрязнения подаваемого воздуха.
Местное отопление предусматривает использование тепла в помещении, где находится теплогенератор (или в смежном). В качестве теплогенераторов в местных системах отопления используются печи, камины, излучатели электрические, газовые и жидкотопливные и различные воздушно-тепловые агрегаты. В зависимости от первичного теплоносителя система может быть: водовоздушная, паровоздушная, газовоздушная, электровоздушная. Их используют в самых различных зданиях и сооружениях в качестве основного, временного, вспомогательного (дополнительного) и аварийного отопления. Необходимо иметь в виду, что некоторые из них имеют высокую пожарную опасность.
Как разновидность различных систем отопления выступает панельно-лучистое отопление. В качестве отопительного прибора в таких системах используются конструктивные элементы ограждающих частей помещения. Это позволяет во многом решить вопросы эстетические, увеличения пространства и т.д. В качестве теплоносителей могут быть использованы: пар вода, воздух и газы, а также греющие электрические кабели и теплоэлектронагреватели.
При использовании пола в качестве отопительного прибора температура его поверхности определяется назначением помещения и во многих случаях не должна превышать 28 оС, а вот при использовании потолка температура панелей может быть выше 100 оС, что значительно сокращает площадь нагрева. Использование наружных стен в настоящее время требует тщательного обоснования, так как в этом случае наблюдаются значительные теплопотери. Все большее применение находит использование элементов внутренних стен и перегородок для устройства панельно-лучистого отопления. При использовании воды в качестве теплоносителя в летнее время эта же система может быть использована для охлаждения воздуха путем подачи охлажденной воды по системе трубопроводов.
Сравнительные достоинства и недостатки различных систем отопления приведены в табл. 1.1. Системы отопления следует принимать с учетом рекомендаций строительных норм /36/ по таблицам 1.2, 1.3.
Таблица 1.1
Сравнительная характеристика систем отопления
|
Система отопления |
Преимущества |
Недостатки |
|
Водяная |
Обеспечивает равномерность температуры помещения Ограничивает верхний предел температуры поверхности отопительных приборов, что исключает пригорание на них пыли Характеризуется простотой центрального регулирования теплоотдачи отопительных приборов путем изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха (качественное регулирование) Бесшумно действует, сравнительно долговечная |
Значительное гидростатическое давление в системе обусловлено ее высотой и большой массовой плотностью Расход металла значительный Тепловая инерционность вследствие большой плотности и теплоемкости воды приводит к некоторым колебаниям температуры помещения Существует опасность замораживания воды с разрушением оборудования, находящегося в охлаждающихся помещениях |
|
Паровая |
Теплоотдача отопительных приборов высокая Сокращается площадь поверхности отопительных приборов и, как следствие, уменьшается расход металла Гидростатическое давление незначительное Опасность замораживания меньше, чем у водяного отопления Осуществляется быстрый прогрев помещений вследствие малой тепловой инерционности Возможно перемещение пара на большие расстояния без применения искусственного побуждения (за счет давления пара) |
Температура на поверхности труб и отопительных приборов высокая (>100 °С), что не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям Невозможно централизованно качественно регулировать теплоотдачу приборов (применяется регулирование пропусками, периодическое включение и выключение систем) Эксплуатация более сложная и дорогостоящая по сравнению с эксплуатацией систем водяного отопления Вследствие ускоренной коррозии в условиях высокой температуры меньше долговечность Вследствие попутной конденсации пара возникают шум и удары в системе |
|
Воздушная |
Возможно совмещение с системой вентиляции Характеризуется отсутствием в отапливаемом помещении каких-либо отопительных приборов Характеризуется отсутствием тепловой инерции, т.е. обеспечивает быстрый прогрев помещений Возможно централизованное качественное регулирование |
Сечения каналов воздуховодов большие При прокладке магистральных воздуховодов в неотапливаемых помещениях происходят большие бесполезные теплопотери Характеризуется малой теплоаккумулирующей способностью, что приводит к быстрому охлаждению помещений в случае отключения системы из работы |
Таблица 1.2
Рекомендуемые системы отопления
|
Помещения |
Система отопления (отопительные приборы, теплоноситель, предельная температура теплоносителя или теплоотдающей поверхности) |
|
1. Жилые, общественные и административно-бытовые (кроме указанных в п.п. 2 – 10) |
Водяное с радиаторами, панелями и конвекторами при температуре теплоносителя для систем: двухтрубных – 95 °С и однотрубных – 105 °С Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы Воздушное Местное (квартирное) водяное с радиаторами или конвекторами при температуре теплоносителя 95 °С Электрическое или газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 95 °С |
|
2. Детские дошкольные, лестничные клетки и вестибюли в детских дошкольных учреждениях |
Водяное с радиаторами, панелями и конвекторами при температуре теплоносителя 95 °С Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы Электрическое с температурой на теплоотдающей поверхности не более 95 °С |
Продолжение табл. 1.2
|
Помещения |
Система отопления (отопительные приборы, теплоноситель, предельная температура теплоносителя или теплоотдающей поверхности) |
|
1. Палаты, операционные и другие помещения лечебного назначения в больницах, кроме психиатрических и наркологических, общественных и административно-бытовых |
Водяное с радиаторами и панелями при температуре теплоносителя 85 °С Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы, с учетом специальных рекомендаций |
|
2. Палаты, операционные и другие помещения лечебного назначения в психиатрических и наркологических больницах, кроме общественных и административно-бытовых |
Водяное с радиаторами и панелями при температуре теплоносителя 95 °С. Водяное с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы Электрическое с температурой на теплоотдающей поверхности 95 °С |
|
3. Спортивные залы |
Воздушное Водяное с радиаторами, панелями и конвекторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя 150 °С Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы Электрическое или газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С |
|
4. Бань, прачечных и душевых |
Водяное с радиаторами, конвекторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя; 95 °С для помещений бань и душевых, 150 °С – для прачечных Воздушное Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы |
|
5. Общественного питания (кроме ресторанов) и торговые залы, кроме указанных в п. 8 |
Водяное с радиаторами, панелями, конвекторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя 150 °С Водяное с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы Воздушное Электрическое и газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С Электрическое и газовое с высокотемпературными темными излучателями в неутепленных и полуоткрытых помещениях и зданиях |
|
6. Торговые залы и помещения для обработки и хранения материалов, содержащих легковоспламеняющиеся жидкости |
Принимать по поз. 11 или 11,б настоящей таблицы |
|
7. Пассажирские залы вокзалов |
Воздушное Водяное с радиаторами и конвекторами при температуре теплоносителя 150 °С Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы Электрическое с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С |
|
8. Залы зрительные и рестораны |
Водяное с радиаторами и конвекторами при температуре теплоносителя 115 °С Воздушное Электрическое с температурой на теплоотдающей поверхности 115 °С |
|
9. Производственные: а) категорий А, Б и В без выделений пыли и аэрозолей или с выделением негорючей пыли |
Воздушное Водяное и паровое при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С Электрическое и газовое для помещений категории В (кроме складов категории В) при температуре на теплоотдающей поверхности 130 °С Электрическое для помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б) во взрывозащищенном исполнении в соответствии с /26/ при температуре на теплоотдающей поверхности 130 °С |
|
б) категорий А, Б и В с выделением горючей пыли и аэрозолей |
Воздушное Водяное и паровое при температуре теплоносителя: воды 110 °С в помещениях категорий А и Б и 130 °С – в помещениях категории В Электрическое и газовое для помещений категории В (кроме складов категории В) при температуре на теплоотдающей поверхности 110 °С Электрическое для помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б) во взрывозащищенном исполнении в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) при температуре на теплоотдающей поверхности 110 °С |
Продолжение табл. 1.2
|
Помещения |
Система отопления (отопительные приборы, теплоноситель, предельная температура теплоносителя или теплоотдающей поверхности) |
|
в) категорий Г и Д без выделений пыли и аэрозолей |
Воздушное Водяное и паровое с ребристыми трубами, радиаторами и конвекторами при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С Водяное с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы Газовое и электрическое, в том числе с высокотемпературными темными излучателями |
|
г) категорий Г и Д с повышенными требованиями к чистоте воздуха |
Воздушное Водяное с радиаторами (без оребрения), панелями и гладкими трубами при температуре теплоносителя 150 °С Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы |
|
д) категорий Г и Д с выделением негорючих пыли и аэрозолей |
Воздушное Водяное и паровое с радиаторами при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы Электрическое и газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С |
|
е) категорий Г и Д с выделением горючих пыли и аэрозолей |
Воздушное Водяное и паровое с радиаторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя: воды 130 °С, пара 110 °С Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы |
|
ж) категорий Г и Д со значительным влаговыделением |
Воздушное Водяное и паровое с радиаторами, конвекторами и ребристыми трубами при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С Газовое с температурой на теплоотдающей поверхности 150 °С |
|
з) с выделением возгоняемых ядовитых веществ |
По специальным нормативным документам |
|
1. Лестничные клетки, пешеходные переходы и вестибюли |
Водяное и паровое с радиаторами, конвекторами и калориферами при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С Воздушное |
|
2. Тепловые пункты |
Водяное и паровое с радиаторами и гладкими трубами при температуре теплоносителя: воды 150 °С, пара 130 °С |
|
3. Отдельные помещения и рабочие места в неотапливаемых и отапливаемых помещениях с температурой воздуха ниже нормируемой (кроме помещений категорий А, Б и В) |
Газовое и электрическое, в том числе с высокотемпературными излучателями |
|
Примечания: 1. Для помещений, указанных в поз. 1 (кроме жилых) и поз. 10, допускается применять однотрубные системы водяного отопления с температурой теплоносителя до 130 оС при использовании в качестве отопительных приборов конвекторов с кожухом при скрытой прокладке или изоляции участков, стояков и подводок с теплоносителем, имеющим температуры выше 105 оС для помещений, указанных в поз. 1, и выше 115 оС – для помещений, указанных в поз. 10, а также при соединении трубопроводов в пределах обслуживаемых помещений на сварке. 2. Температуру воздуха при расчете систем воздушного отопления, совмещенного с приточной вентиляцией или кондиционированием, следует определять с учетом теплопотерь в помещениях. 3. Отопление газовыми приборами в зданиях III, IIIa, III6, IVa и V степеней огнестойкости не допускается. |
|
Таблица 1.3
Рекомендации по применению печного отопления
|
Здания |
Число |
|
|
этажей, не более |
мест, не более |
|
|
Жилые, административные |
2 |
– |
|
Общежития, бани |
1 |
25 |
|
Поликлиники, спортивные сооружения, предприятия бытового обслуживания населения (кроме домов быта, комбинатов обслуживания), предприятия связи, а также помещения категорий Г и Д площадью не более 500 м2 |
1 |
– |
|
Клубы |
1 |
100 |
|
Общеобразовательные школы без спальных корпусов |
1 |
80 |
|
Детские дошкольные учреждения с дневным пребыванием детей, предприятия общественного питания и транспорта |
1 |
50 |
|
Примечание. Этажность зданий следует принимать без учета цокольного этажа. |
||