• Котлы
• Горелки
• Радиаторы
• Баки
• Бойлеры
• Автоматика

Основные виды систем отопления

В настоящее время в России применяют центральные системы в основном водяного и, значительно реже, парового отопления, местные и центральные системы воздушного ото­пления, а также печное отопление в сельской местности. Приведем общую характеристику этих систем (кроме печного отопления) с детальной классификацией на основании рас­смотренных свойств теплоносителей.

При водяном отоплении циркулирующая нагретая вода охлаждается в отопительных приборах и возвращается к теплоисточнику для последующего нагревания.

Системы водяного отопления по способу создания циркуляции воды разделяются на сис­темы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждением цир­куляции воды при помощи насоса (насосные). В гравитационной (лат. gravitas - тяжесть) системе (рис. а) используется свойство воды изменять свою плотность при изменении температуры. В замкнутой вертикальной системе с неравномерным распределением плот­ности под действием гравитационного поля Земли возникает естественное движение воды.

В насосной системе (рис.1б) используется насос с электрическим приводом для создания разности давления, вызывающей циркуляцию, и в системе создается вынужденное движение воды.

 

Рис.1 Схемы системы водяного отопления: а - с естественной циркуляцией (гравитаци­онная); б - с механическим побуждением циркуляции воды (насосная); 1 - теплообменник;

2 - подающий теплопровод (Т1); 3 - расширительный бак; 4 - отопительный прибор; 5 -обратный теплопровод (Т2); б - циркуляционный насос; 7 - устройство для выпуска возду­ха из системы

По температуре теплоносителя различаются системы низкотемпературные с предель­ной температурой горячей воды t_r<70 °C, среднетемпературные при t_r от 70 до 100 °С и высокотемпературные при t,>100 °C. Максимальное значение температуры воды огра­ничено в настоящее время 150°С.

По положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или горизонта­ли, системы делятся на вертикальные и горизонтальные.

В зависимости от схемы соединения труб с отопительными приборами системы бывают однотрубные и двухтрубные.

В каждом стояке или ветви однотрубной системы отопительные приборы соединяются одной трубой, и вода протекает последовательно через все приборы. Если каждый прибор разделен условно на две части ("д" и "б"), в которых вода движется в противоположных направлениях и теплоноситель последовательно проходит сначала через все части "а", а затем через все части "б", то такая однотрубная система носит название бифилярной (двухпоточной).

В двухтрубной системе каждый отопительный прибор присоединяется отдельно к двум трубам - подающей и обратной, и вода протекает через каждый прибор независимо от других приборов.

При паровом отоплении в приборах выделяется теплота фазового превращения в резуль­тате конденсации пара. Конденсат удаляется из приборов и возвращается в паровой котел.

Системы парового отопления по способу возвращения конденсата в котел разделяются на замкнутые (рис.2 а) с самотечным возвращением конденсата и разомкнутые (рис.2 б) с перекачкой конденсата насосом.

 

 

 

Рис. 2 Схемы системы парового отопления: а - замкнутая схема; б - разомкнутая схема;

1 - паровой котел с паросборником; 2 - паропровод (Т7); 3 - отопительный прибор; 4 и 5 -

самотечный и напорный конденсатопроводы (Т8); б - воздуховыпускная труба; 7 - конден-

сатный бак; 5 - конденсатный насос; 9 - парораспределительный коллектор

В замкнутой системе конденсат непрерывно поступает в котел под действием разности давления, выраженного столбом конденсата высотой h (см. рис.2 а) и давления пара р_п в паросборнике котла. В связи с этим отопительные приборы должны находиться доста­точно высоко над паросборником (в зависимости от давления пара в нем).

В разомкнутой системе парового отопления конденсат из отопительных приборов самоте­ком непрерывно поступает в конденсатный бак и по мере накопления периодически пере­качивается конденсатным насосом в котел. В такой системе расположение бака должно обеспечивать стекание конденсата из нижнего отопительного прибора в бак, а давление пара в котле преодолевается давлением насоса.

В зависимости от давления пара системы парового отопления подразделяются на субат­мосферные, вакуум-паровые, низкого и высокого давления (табл. 1.2).

Таблица 1.2. Параметры насыщенного пара в системах парового отопления

Максимальное давление пара ограничено допустимым пределом длительно поддерживае­мой температуры поверхности отопительных приборов и труб в помещениях (избыточно­му давлению 0,17 МПа соответствует температура пара приблизительно 130 °С).

В системах субатмосферного и вакуум-парового отопления давление в приборах меньше атмосферного и температура пара ниже 100 °С. В этих системах можно, изменяя величину вакуума (разрежения), регулировать температуру пара.

Теплопроводы систем парового отопления делятся на паропроводы, по которым переме­щается пар, и конденсатопроводы для отвода конденсата.

По паропроводам пар перемещается под давлением р_п в паросборнике котла (см. рис.2 а) или в парораспределительном коллекторе (см. 2 рис. б) к отопительным приборам.

Конденсатопроводы (см. рис.2) могут быть самотечными и напорными. Самотечные трубы прокладывают ниже отопительных приборов с уклоном в сторону движения кон­денсата. В напорных трубах конденсат перемещается под действием разности давления, создаваемой насосом или остаточным давлением пара в приборах.

В системах парового отопления преимущественно используются двухтрубные стояки, но могут применяться и однотрубные.

При воздушном отоплении циркулирующий нагретый воздух охлаждается, передавая теплоту при смешении с воздухом обогреваемых помещений и иногда через их внутрен­ние ограждения. Охлажденный воздух возвращается к нагревателю.

Системы воздушного отопления по способу создания циркуляции воздуха разделяются на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с механическим побуждени­ем движения воздуха с помощью вентилятора.

В гравитационной системе используется различие в плотности нагретого и окружающего отопительную установку воздуха. Как и в водяной вертикальной гравитационной системе, при различной плотности воздуха в вертикальных частях возникает естественное движе-

ние воздуха в системе. При применении вентилятора в системе создается вынужденное движение воздуха.

Воздух, используемый в системах отопления, нагревается до температуры, обычно не превышающей 60 °С, в специальных теплообменниках - калориферах. Калориферы могут обогреваться водой, паром, электричеством или горячими газами. Система воздушного отопления при этом соответственно называется водовоздушной, паровоздушной, элек­тровоздушной или газовоздушной.

Воздушное отопление может быть местным (рис. 3, а) или центральным (рис. 3, б).

а)                                                                                             б)

Рис. 3. Схемы системы воздушного отопления: а - местная система; б - центральная сис­тема; 1 - отопительный агрегат; 2 - обогреваемое помещение (помещения на рис. б); 3 -рабочая (обслуживаемая) зона помещения; 4 - обратный воздуховод; 5 - вентилятор; 6 -теплообменник (калорифер); 7 - подающий воздуховод

В местной системе воздух нагревается в отопительной установке с теплообменником (ка­лорифером или другим отопительным прибором), находящимся в обогреваемом помеще­нии.

В центральной системе теплообменник (калорифер) размещается в отдельном помещении (камере). Воздух при температуре te подводится к калориферу по обратному (рециркуля­ционному) воздуховоду. Горячий воздух при температуре t_r перемещается вентилятором в обогреваемые помещения по подающим воздуховодам.