Как устроена система отопления

Принцип работы системы отопления

Знать принцип работы системы отопления, как работают системы водяного отопления, нужно для того, чтобы уметь находить неполадки в ней, или, вообще, избежать ошибок уже на этапе проектирования и монтажа.

Ну, и поскольку данный сайт посвящён конкретно водяным система отопления, то и рассматривать принцип работы будем только водяных систем.

Состав системы водяного отопления

Водяные системы называют ещё жидкостными, а ещё – гидравлическими, потому что тепло здесь передаётся от отопительного котла к отопительным приборам (радиаторам, конвекторам, тёплым полам) посредством циркулирующей по трубопроводу нагретой жидкости (теплоносителя). То есть, водяная система отопления – это замкнутая цепочка, состоящая из соединённых между собой труб, отопительного котла, отопительных приборов, заполненных жидкостью. В систему отопления входят и другие составляющие: краны, гайки, расширительный бак, манометр, блок безопасностии, но об этом речь ещё впереди, а пока будем рассматривать лишь основные элементы.

Схема системы отопления: основные приборы системы отопления (котёл, радиаторы, трубопровод).

Принцип работы системы отопления

Работает система отопления так.

Нагретый в котле теплоноситель движется по системе, постепенно отдавая тепло трубам и отопительным приборам, и далее – нагреваемому помещению.

Поскольку трубы, котёл и радиаторы образуют замкнутую систему, то теплоноситель постоянно движется по кругу.

Виды систем отопления

Cистемs отопления можно разделить по способу циркуляции теплоносителя на две большие группы:

  • с естественной циркуляцией (конвективная система);
  • с принудительной циркуляцией (от насоса).

Рассмотрим, как работает каждая система.

Система отопления с естественной циркуляцией

Это самая простая (в смысле состава, но не монтажа!) система отопления:

Схема системы отопления с естественной циркуляцией.

Теплоноситель нагревается в котле. Т. к. плотность воды при нагревании уменьшается, то она движется вверх по вертикальной трубе – подающему стояку. Вверху находится расширительный бак, куда вытесняется вода, увеличивая свой объём при нагреве. Затем вода растекается сверху вниз по нисходящим трубам (которые почему-то называются горизонтальными стояками (?), хотя стоять можно вроде бы только вертикально, ну да ладно) – обратным стоякам, и далее к отопительным приборам (радиаторам). Плотность остывшей воды больше, поэтому она из радиаторов стекает вниз, в “обратку”, по которой возвращается в котёл.

Диаметр вертикальных стояков должен быть достаточно большим, чтобы в системе возникла побудительная сила к циркуляции теплоносителя.

Важно! В системах отопления с естественной циркуляцией обязательно нужно учитывать уклоны!

Во-первых, уклон от главного стояка в сторону отопительных приборов. Во-вторых, в «обратке» уклон должен быть в сторону котла. Если такие уклоны не будут соблюдены, система работать не будет.

Система отопления с принудительной циркуляцией

Схема системы отопления с принудительной циркуляцией.

Теплоноситель в такой системе движется благодаря действию циркуляционного насоса 5 (см. рис. выше). Насосы для систем отопления выпускаются разных мощностей. О том, как выбрать мощность насоса для конкретной системы отопления, рассказывается в отдельной статье.

Как видно на схеме, теплоноситель нагревается в котле; по подающему трубопроводу под действим циркуляционного насоса теплоноситель движется к приборам отопления. На схеме на каждом радиаторе также показаны вентили, за счёт которых можно регулировать температуру каждого радиатора. Вентили могут быть ручные либо автоматические, но об этом подробно рассказано в других материалах сайта.

На радиаторах стоят специальные краны Маевского для удаления воздуха из системы. И по обратному трубопроводу (“обратке”) охлаждённый теплоноситель возвращается в котёл.

Закономерный вопрос: какую систему выбрать для своего дома, с принудительной циркуляцией или с естественной? Для этого рассмотрим преимущества и недостатки каждой системы.

Достоинства и недостатки разных видов систем отопления

Рассмотрим плюсы и минусы систем с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя.

Достоинства системы с принудительной циркуляцией:

  • возможность автоматического управления тепловым потоком от радиаторов: можно задать температуру отдельно для каждой комнаты, и заданный температурный режим будет автоматически поддерживаться;
  • такая система более экономична в плане потребления топлива – как раз из-за возможности автоматического регулирования;
  • можно применять пластиковые трубы вместо стальных, что уменьшит стоимость материалов и монтажных работ;
  • дизайн помещения не портится видом трубопровода, т. к. пластиковые трубы зачастую даже скрывают в стенах.

Недостатки системы с принудительной циркуляцией:

  • зависимость работы системы отопления от электропитания, т. к. циркуляционный насос работает от электросети.

Преимущества системы с естественной циркуляцией:

  • система не привязана к источнику электроэнергии, так как в ней отсутствует циркуляционный насос.

Недостатки системы с естественной циркуляцией:

  • невозможно автоматическая регулировка теплового режима отопительных приборов;
  • как правило, перерасход топлива;
  • использование труб большого диаметра (чтобы сопротивления потоку теплоносителя были как моно меньше) и только стальных, что обойдётся дороже: и стоимость самих труб больше и при недостаточной квалификации такую систему не собрать самостоятельно;
  • смотрятся толстые трубы в интерьере помещения не очень эстетично;
  • в системе с естественной циркуляцией невозможно использовать бойлер косвенного нагрева;
  • нельзя такую систему использовать с водяными теплыми полами.

Вот теперь, пользуясь полученной информацией, вы можете решить, по какому принципу будет работать ваша система отопления. После чего можно переходить к проектированию.

Как устроено теплоснабжение многоквартирного дома

На территории России обычно используется система центрального отопления многоквартирного дома, теплоноситель в которую поступает от городской котельной или ТЭЦ. При этом водяные контуры обустраивают по разным схемам, поскольку они бывают однотрубными и двухтрубными. Обычно потребителей тепла мало интересуют подобные нюансы, но при необходимости произвести ремонт квартиры и поменять старые батареи на новые современные отопительные радиаторы в подобных тонкостях владельцам жилой недвижимости желательно разбираться.

Индивидуальное отопление в жилых домах

Стоимость автономного отопления в многоквартирном доме немаленькая, поэтому предпочтительнее вводить в строй одну мощную котельную, способную обеспечить теплом и горячей водой жилой микрорайон.

Центральное отопление многоквартирных домов

По магистральным трубопроводам теплоноситель из центральной котельной подается на тепловой узел многоквартирного дома и дальше распределяется по квартирам. Дополнительную регулировку степени подачи горячей воды в таком случае производят непосредственно на тепловом пункте, для чего используют циркулярные насосы. Данный способ подачи теплоносителя конечному потребителю называют независимым (подробнее: “Централизованное отопление это одновременно плюсы и минусы”).

Кроме этого в многоквартирных домах используют зависимые отопительные системы. В таком случае теплоноситель транспортируют в квартирные батареи без дополнительного распределения прямо с ТЭЦ. При этом температура воды находится вне зависимости от того, подается она через распределительный пункт или непосредственно потребителям.

Виды систем отопления многоквартирного дома бывают открытыми или закрытыми (детальнее: “Открытая и закрытая система теплоснабжения – преимущества и недостатки в сравнении”).

В последнем варианте теплоноситель с ТЭЦ или центральной котельной после попадания в распределительный пункт подается раздельно на отопительные радиаторы и на горячее водоснабжение. В открытых системах подобное разделение конструкцией не предусмотрено и подогретая вода для нужд жильцов поставляется с магистральной трубы, поэтому потребители вне отопительного сезона остаются без горячего водоснабжения, что вызывает немало нареканий в адрес коммунальных служб. Читайте также: “Счетчик тепла на батарею”.

Виды подключений к системам отопления

Схему централизованного контура передвижения теплоносителя невозможно изменить. По этой причине регулировка отопления в многоквартирном доме доступна только в поквартирном варианте. Довольно редко, но иногда встречаются ситуации, когда собственными силами жильцы дома переделывают в нем отопительную систему, однако неизменными остаются принципы циркуляции теплоносителя, при которых задействуют одну или две трубы. Читайте также: “Независимая система отопления”.

Однотрубная отопительная система

Однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома имеет массу недостатков, главным среди которых являются значительные потери тепла в процессе транспортировки горячей воды. В данном контуре теплоноситель подают снизу вверх, после чего он попадает в батареи, отдает тепло и возвращается назад в ту же самую трубу. К конечным потребителям, проживающим на верхних этажах, прежде горячая вода доходит в еле теплом состоянии.

Бывают случаи, когда однотрубную систему еще дополнительно упрощают, стараясь увеличить температуру теплоносителя в радиаторах. Для этого батарею врезают напрямую в трубу. В итоге, кажется, что радиатор является ее продолжением. Но от подобного подключения больше тепла получают только первые пользователи системы, а к последним потребителям вода доходит практически холодной (прочитайте также: “Система поквартирного отопления – характеристика”). Кроме этого однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома делает невозможной регулировку радиаторов – после уменьшения подачи теплоносителя в отдельной батарее также снижается водоток по всей длине трубы.

Еще одним недостатком такого теплоснабжения является невозможность замены радиатора в отопительный сезон без слива воды со всей системы. В подобных случаях необходима установка перемычек, благодаря чему появляется возможность отключить батарею, а теплоноситель направить по ним.

Таким образом, с одной стороны в результате установки контура однотрубной отопительной системы получается экономия, а с другой – возникают серьезные проблемы относительно распределения тепла по квартирам. В них жильцы зимой мерзнут.

Двухтрубная отопительная система

Открытая и закрытая система отопления многоквартирного дома может быть двухтрубной (см. фото), позволяющей сохранять температуру теплоносителя в радиаторах, расположенных в квартирах на всех этажах. Устройство двухтрубного контура подразумевает, что остывшая в радиаторе горячая вода не попадает назад в ту же трубу. Она поступает в так называемую «обратку» или в возвратный канал. Читайте также: “Элеваторный узел системы отопления: что это такое”.

Не имеет значения, каким образом подключена батарея – к трубе стояка или лежака, теплоноситель имеет постоянную температуру на всем пути его транспортировки по трубам подачи.

Одним из важных преимуществ двухтрубных водяных контуров считается регулировка системы отопления многоквартирного дома на уровне каждой отдельной батареи путем установки на ней кранов с термостатом (прочитайте также: “Регулировка системы отопления – подробности из практики”). В результате в квартире обеспечивается автоматическое поддержание нужного температурного режима. В двухтрубном контуре доступно использование радиаторов отопления как с подключением нижним, так и с боковым. Также можно применять разное движение теплоносителя – тупиковое и попутное.

Горячее водоснабжение в системах отопления

ГВС в многоэтажных домах обычно является централизованным, при этом вода нагревается в котельных. Подключают горячее водоснабжение от контуров отопления, причем и от однотрубных, и от двухтрубных. Температура в кране с горячей водой по утрам бывает теплой или холодной, что зависит от количества магистральных труб. Если имеется однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома высотой в 5 этажей, то при открытии горячего крана сначала в течение полминуты из него пойдет холодная вода.

Причина кроется в том, что ночью редко кто из жильцов включает кран с горячим водоснабжением, и теплоноситель в трубах остывает. В результате наблюдается перерасход ненужной остывшей воды, поскольку она сливается напрямую в канализацию.

В отличие от однотрубной системы в двухтрубном варианте циркуляция горячей воды происходит непрерывно, поэтому вышеописанной проблемы с ГВС там не возникает. Правда, в некоторых домах через систему горячего водоснабжения закольцовывают стояк с трубами – полотенцесушителями, которые даже в летнюю жару горячие.

Многих потребители интересует проблема с ГВС после того, как завершился отопительный сезон. Иногда горячая вода пропадает на длительное время. Дело в том, что коммунальные службы обязаны соблюдать правила отопления многоквартирных домов, согласно которым необходимо производить постотопительные испытания систем теплоснабжения (прочитайте также: “Акт гидравлического испытания системы отопления и трубопроводов”). Такая работа не выполняется быстро, особенно если обнаружатся повреждения, которые нужно устранить.

Читайте также:  Какой насос поставить в систему отопления

В летний период испытаниям подвергается вся система, обеспечивающая центральное отопление в многоквартирном доме. Коммунальные службы проводят текущие и капитальные ремонтные работы на теплотрассе, отключая при этом на ней отдельные участки. Накануне предстоящего отопительного сезона отремонтированная тепловая магистраль повторно подвергается испытаниям (подробнее: “Правила подготовки к отопительному сезону жилого дома”).

Особенности подачи тепла в многоквартирном доме, детали на видео:

Радиаторы для систем отопления многоэтажек

Привычными для многих жильцов многоэтажных домов являются чугунные радиаторы, которые ранее использовались не один десяток лет. При необходимости заменить такую отопительную батарею ее демонтируют и устанавливают аналогичную, которую требует система отопления в многоквартирном доме. Такие радиаторы для централизованных отопительных систем считаются лучшим решением, поскольку они без проблем выдерживают достаточно высокое давление. В паспорте к чугунной батарее указываются две цифры: первая из них говорит о рабочем давлении, а вторая обозначает испытательную (опрессовочную) нагрузку. Обычно это значения – 6/15 или 8/15.

Чем выше жилой дом, тем больше величина рабочего давления. В девятиэтажных зданиях оно достигает 6-ти атмосфер, таким образом, чугунные радиаторы для них подходят. Но когда это 22-этажный дом, то для рабочего функционирования централизованных систем отопления потребуется 15 атмосфер. В таком случае нужны стальные или биметаллические отопительные приборы.

Специалисты не рекомендуют использовать при централизованном отоплении алюминиевые радиаторы – они не способны выдержать рабочего состояния водяного контура. Также профессионалы советуют владельцам недвижимости при проведении капитального ремонта в квартирах в случае замены батарей менять трубы развода теплоносителей на ½ или ¾ дюйма. Обычно они находятся в плохом состоянии и вместо них желательно ставить изделия экопласт.

Как устроена центральная система отопления

Как известно, большая часть жилого фонда в России осуществляется посредством централизованного отопления. В последнее время данная схема подачи тепла в квартиры и дома наших соотечественников подвергается все большей критике из-за несовершенности, применения устаревшего оборудования и отсутствия самостоятельной регулировки. За годы своего существования централизованная система отопления доказала свою эффективность и право на жизнь. В данной статье будут рассмотрена структура, принцип работы, достоинства и недостатки центрального теплоснабжения многоквартирных домов.

Назначение и структура

Центральное отопление – это довольно сложная и разветвленная инженерная сеть, особенностью которой является выработка и поставка тепла и горячей воды от источника к группе зданий и сооружений посредством магистрального трубопровода.

В состав данной системы входят несколько структурных элементов:

  1. Источник тепловой энергии – это котельная или ТЭЦ. Первые, для передачи тепла в отапливаемые помещения нагревают воду, сжигая газ, мазут, каменный уголь. В теплоцентралях изначально, производится пар, который вращая турбины становиться источником электроэнергии, а после остывания, используется для нагрева теплоносителя. Таким образом, нагретая вода подается в системы отопления потребителей.
  2. Магистральный трубопровод служит для транспортировки теплоносителя от источника к потребителю. Данная система представляет собой сложную и протяженную сеть из двух тепловодов большого диаметра (подающий и обратный), прокладка которых осуществляется подземным или надземным способом.
  3. Потребителями тепловой энергии принято считать оборудование, использующее теплоноситель для передачи тепла в отапливаемое помещение.

Все современные системы отопления (СО) можно классифицировать по следующим признакам:

  • использующему ими типу теплоносителя;
  • графику работы;
  • способу подключения к источнику тепла и ГВС.

Существуют следующие виды систем отопления:

Каждая из них имеет свои особенности, достоинства, недостатки и характеристики, которые будут рассмотрены ниже.

Системы водяного теплоснабжения многоквартирных домов наиболее распространены на территории Российской Федерации. Они несложны в эксплуатации и позволяют перемещать теплоноситель на большие расстояния без существенного ухудшения его показателей. Температуру теплоносителя в данных СО можно регулировать централизованно.

Воздушные СО менее распространены из-за высокой эксплуатационной стоимости. Огромным плюсом является возможность использования горячего воздуха для отопления помещений и организации системы вентиляции.

Система парового отопления чаще всего применяется на промышленных объектах. Это обусловлено, прежде всего, потребностями в данном теплоносителе для производственных нужд. Так как данный при перемещении пара не создается большого гидростатического давления, в паровых СО применяются трубы меньшего диаметра.

Все виды СО можно разделить на две группы по графику потребления тепловой энергии: круглогодичного или сезонного цикла.

По способу подключения СО к источнику теплоснабжения, отопительные системы могут быть зависимые и независимые.

В первых, подача теплоносителя осуществляется непосредственно от источника к потребителю. Во втором случае, нагретый теплоноситель поступает в теплообменник, по которому циркулирует вода. Именно нагретая таким способом вода и поступает в СО многоквартирного дома.

По способу подключения ГВС к системе теплоснабжения, все СО делятся на открытые и закрытые. В открытых, вода на ГВС отбирается непосредственно из системы теплоснабжения. В закрытой водяной системе теплоснабжения нагрев воды для ГВС осуществляется в теплообменниках источника.

Принцип работы и конструктивные особенности

В централизованном отоплении все устроено достаточно просто: источник производит теплоноситель необходимой температуры и по системе тепловых сетей подает его в центральный теплоприемный пункт, где происходит коррекция температуры воды. Из ЦТП теплоноситель поступает непосредственно к отапливаемым сооружениям, на входе которых установлены домовые задвижки и фильтрующие элементы.

Важно! Запорная арматура на воде теплоносителя в домовую СО позволяет отключать общедомовой отопительный контур от центральной системы теплоснабжения в случае аварийных ситуаций и в летний период, когда система отопления дома не функционирует.

После входа в общедомовую СО, теплоноситель попадает на элеватор, который приводит температуру теплоносителя к нормативным значениям, которые позволяют использовать его отопительными приборами. Сегодня, в рамках термомодернизации домов, элеваторные системы заменяют на автоматизированные узлы управления системой отопления.

За элеватором, обычно, устанавливается запорная арматура для контроля подачи теплоносителя на подъезды. По последним требованиям, на вводы отопления в подъезд монтируются теплосчетчики. Далее, по стоякам теплоноситель подается непосредственно потребителям.

Преимущества и недостатки

Централизованное теплоснабжение имеет свои плюсы и минусы. Среди достоинств можно отметить:

  • Надежность, которая обеспечивается специальными службами, подчиняющимися муниципальным органам.
  • Экологичность, благодаря применению экологически безопасного оборудования.
  • Простота за счет отсутствия возможности самостоятельной настройки давления и температуры теплоносителя.

Недостатками данной системы теплоснабжения являются:

  • Сезонность, которая не дает возможности конечному потребителю использовать СО в межсезонье.
  • Отсутствие возможности самостоятельной регулировки температуры радиаторов.
  • Высокие теплопотери, обусловленные протяженностью тепловых сетей.

И в качестве заключения: несовершенность системы централизованного теплоснабжения стала одной из причин высоких тарифов на отопление и ГВС. Именно поэтому многие наши соотечественники правдами и неправдами, всячески стараются отказаться от данной СО и перейти на автономный вариант обогрева индивидуальным газовым котлом.

Совет: центральное отопление является важной инженерной системой дома. Именно поэтому любое вмешательство в нее несет за собой штрафные санкции. Если у вас появились проблемы с обогревом помещений, не занимайтесь самостоятельным ремонтом или модернизацией СО, обращайтесь в управляющую организацию.

Что такое централизованная система отопления

Подавляющее большинство многоквартирных домов в нашей стране имеют централизованное отопление. Реформа жилищно-коммунального хозяйства, ежегодно растущие тарифы заставляют людей задумываться об эффективности использования тепла. Чтобы сократить эксплуатационные расходы, необходимо знать устройство системы подачи тепла.

Как устроена централизованная система отопления

Централизованное отопление – это способ подачи тепла от единого источника в жилые и производственные помещения, расположенные на большой территории.

Общая схема выглядит так:

  1. Теплоноситель нагревается на отдельно расположенных объектах до требуемой температуры.
  2. По трубам, проложенным в земле или открытым способом, тепло подводится к домам.
  3. В тепловых узлах организован учёт потраченной энергии и распределение тепла по подъездам дома.
  4. По стоякам внутридомовой разводки горячий теплоноситель подаётся в каждую квартиру и на лестничные марши.
  5. Для обогрева квартир используют теплообменники, которые в обиходе называют радиаторами или батареями.

Котельная, расположенная в самом доме — это частный случай центрального отопления.

Каждая из систем может быть устроена различными способами и выполнять дополнительные функции.

Источники тепла

Теплоноситель нагревается в специально построенных для этой цели теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), государственных районных электростанциях (ГРЭС) или котельных, обслуживающих несколько жилых районов.

Названия ТЭЦ и ГРЭС остались с советских времён, хотя собственники у них теперь частные энергетические компании.

ТЭЦ, ГРЭС и котельные различаются:

  • основным предназначением и режимом функционирования;
  • мощностью;
  • радиусом обслуживаемой территории.

Исходя из экономической целесообразности ТЭЦ строят в населённых пунктах с численностью населения от 100 тыс. человек и развитой промышленностью. ГРЭС предназначены для малых и средних городов с небольшим потреблением электроэнергии. Котельные обогревают жилые и общественные здания, производственные объекты в радиусе не более 3 км.

Теплоэлектроцентрали спроектированы таким образом, что в холодное время года основным их назначением является нагрев воды для целей отопления. В межтопочный период станция переходит в режим производства электроэнергии.

Государственные электростанции нужны для генерации электричества. Тепло высвобождается в процессе работы турбин и направляется на цели обогрева.

Котельные исключительно греют воду для систем отопления, электричества они не вырабатывают.

Схема получения тепла

Функциональные схемы работы ТЭЦ и ГРЭС очень похожи, разница заключается в мощности и построении оборудования.

Получение электрической и тепловой энергии на ТЭЦ и ГРЭС происходит за счёт сжигания топлива. Для работы нужен уголь, мазут или природный газ.

Устройство ТЭЦ

Основными узлами ТЭЦ являются:

  • топливное хозяйство — совокупность мест хранения и подготовки топлива;
  • котельная в составе котла и вспомогательного оборудования;
  • турбина и электротехническое оборудование;
  • конденсатная установка;
  • теплообменники, отбирающие тепло для централизованного отопления;
  • система технического водоснабжения.

Дополнительными являются системы дымоудаления и дымоочистки, золошлакоудаления, трубопроводы.

Котельные устроены намного проще — в их составе отсутствуют турбины, конденсатные установки, другое вспомогательное оборудование.

Алгоритм работы источников тепла

ТЭЦ и ГРЭС — чрезвычайно сложные сооружения, но принцип работы по нагреву теплоносителя понять нетрудно:

  1. Подготовленное топливо подается в котельную. Уголь обязательно размалывают, желательно до состояния пыли. Для сжигания в камеру сгорания насосами подаётся воздух.
  2. В котельной техническая вода в котлах доводится до состояния пара, который находится под высоким давлением.
  3. По трубопроводам пар подаётся на лопасти турбины, которая, вращаясь, вырабатывает электрическую энергию.
  4. После турбины остывший пар поступает в теплообменник, где отдаёт тепловую энергию воде для централизованной системы теплоснабжения.
  5. Остывший пар переходит в жидкую фазу, которую конденсатная установка очищает от паров и примесей.
  6. Очищенная вода подаётся в котельную, где начинается новый цикл нагрева.

В режиме летнего использования, когда горячей воды требуется намного меньше, ТЭЦ переводят в режим получения электроэнергии. В этом случае пар охлаждается в градирнях до состояния воды, насосами подаётся на высоту до 12 метров и распыляется специальными установками. Излишки пара отводятся в атмосферу.

Вода попадает в бассейн, где охлаждается. Далее конденсационными установками подаётся в котельную. Процесс повторяется. Для компенсации потерь вода добавляется из внешних источников — рек или озёр.

ТЭЦ и ГРЭС, работающие на угле, обязательно оборудуют системами дымоочистки.

Конструкция теплообменников

Задача теплообменников – забрать тепло у пара, прошедшего сквозь турбину.

Читайте также:  Как промыть газовый котел

Устройства классифицируют по конструкции:

  • кожухотрубчатые;
  • секционные (элементные);
  • пластинчатые.

Каждый из видов имеет множество конструкций.

Наиболее распространённым и эффективным является кожухотрубчатый вариант устройства. Пар под давлением поступает в пучок труб, который находится в герметичном корпусе. Внутрь корпуса подаётся охлажденная вода. Происходит процесс теплообмена — нагретые паром трубки подогревают воду внутри ёмкости. Насосы создают давление для движения жидкости в трубопроводах центральной системы отопления.

Особенности районных котельных

Котельные в зависимости от промежуточного теплоносителя подразделяют на паровые и водяные.

В первом случае вода доводится до состояния пара, во втором — в теплообмене участвует вода ниже 100 градусов. Вариант зависит от проекта, расстояния до объектов, других технических особенностей построения.

Пар как теплоноситель для подачи в квартиры применяют реже, его можно встретить только в старом жилом фонде.

Внутридомовое тепловое оборудование

Разводка тепла по помещениям многоквартирного дома осуществляется по одной из схем:

  • однотрубная с верхним розливом;
  • однотрубная с нижним розливом;
  • двухтрубная с нижним розливом;
  • двухтрубная с верхним розливом.

В первом случае теплоноситель под давлением поднимается по центральному стояку на верхний этаж. Далее самотёком вода, отдав часть тепла батареям, возвращается в теплоузел и далее транспортируется в сторону ТЭЦ (котельной).

Стояки проходят внутри квартир и отключить своё жильё от общей системы технически сложно, а иногда невозможно. Температуру радиаторов можно регулировать специальными термостатами, для установки которых требуются сварочные работы. В высотных зданиях для подачи теплоносителя на последний этаж в узлах теплоснабжения устанавливают дополнительные насосы, что увеличивает затраты и стоимость оказанных услуг.

Вмешательство в работу второй схемы также технически невозможно — трубы здесь также проходят внутри квартир.

С недавнего времени в новых домах и при реконструкции старых построек выполняют двухтрубные схемы с расположением общих коммуникаций в подъездах или технологических шахтах. В таких случаях появляется возможность отключения отдельно взятой квартиры от теплоснабжения.

Самовольно отключать отопление по любой причине российское законодательство категорически запрещает.

На установку радиаторов в многоквартирных домах есть ограничение. Давление в 5-ти этажном доме составляет от 2 до 4 Атм, а в 9-ти этажном до 7 Атм.

В летний период после проведения ремонтных работ на коммуникациях проводят опрессовку — давление поднимают до 10–12 Атм, чтобы обнаружить течи. При заполнении системы теплоносителем возможны гидроудары.

Исходя из возможных нагрузок, при замене радиаторов отказываются от полностью алюминиевых изделий, выбирая биметаллические радиаторы. Обращают внимание на гарантированные показатели давления, которое способна выдержать батарея.

Достоинства и недостатки централизованного отопления

Любому оборудованию, техническим системам и коммуникациям присущи преимущества и недостатки. Доводы «за» и «против» рассматривают в совокупности с экономической составляющей и удобством эксплуатации.

К положительным качествам централизованного отопления относят:

  • Текущие расходы при центральной системе сопоставимы или ниже, чем плата за энергоносители, приобретаемые в индивидуальном порядке.
  • Большинство ТЭЦ, ГРЭС, районных котельных работают на любом виде топлива, что позволяет создавать аварийные запасы для работы.
  • Из теплотехнического оборудования в жилых помещениях находятся только радиаторы. Котельные установки удалены от жилых массивов, вокруг них установлены санитарные зоны, что улучшает экологию.
  • Собственник не приобретает дорогостоящее оборудование (котлы).
  • Отопление квартиры не зависит от подачи в дом энергоносителей и электроэнергии.
  • Снижается вероятность несчастных случаев и катастроф, связанных с утечками газа.
  • Нет необходимости заключать договоры и платить за обслуживание газового оборудования.
  • Аварии устраняет снабжающая организация в кратчайший срок за собственные средства.

К недостаткам причисляют:

  • потери в сетях, доставляющих тепло до дома — длина трубопровода может составлять 10 км;
  • возможные расходы снабжающая организация закладывает в тарифы, поэтому оплата существенно выше, чем могла бы быть;
  • ограниченную регулировку температуры в квартире, вызванную схемами построения внутридомовых сетей;
  • невозможность отключения отдельной квартиры от общедомовой сети без решения суда;
  • зависимость от тарифов (устанавливают региональные комиссии), повлиять на которые собственник жилья не в состоянии.

Самым важным недостатком в удобстве пользования считается невозможность обогреть дом в межтопочный период. Весной и осенью нередки резкие перепады температур, на которые ТЭЦ оперативно реагировать не может. Изменение режимов работы влечёт большие финансовые потери.

Как отапливают дома в других странах

Центральное отопление нашей стране досталось как наследие социалистической экономики. В условиях планового хозяйства и при больших ресурсах энергоносителей централизованное отопление строило и по большей части оплачивало государство.

Трубы с остывшим в домах теплоносителем по пути на ТЭЦ являлись источником тепла для тепличных хозяйств, промышленных предприятий, скотоводческих комплексов.

Массовый выпуск оборудования для индивидуального отопления планомерно начался в середине 90-х годов, до этого был дефицит даже для частных домовладений.

На планете очень мало стран с похожими климатическими условиями и соизмеримой плотностью населения. Для экономии ресурсов в большей части мира отопление децентрализованное.

В Германии, Франции, Канаде похожие на наши системы строили до 50-х годов прошлого столетия. Последовавший мировой энергетический кризис вызвал развитие систем обогрева, которые обслуживают один или несколько многоэтажных домов. Для этого строят отдельную котельную. Нет длинных коммуникаций для транспортировки горячей воды — потери сведены к минимуму.

Установки легко запустить в работу при внезапном похолодании, а в тёплые дни снизить расход энергоносителя, уменьшив температуру циркулирующей воды.

Отсутствует централизованное отопление во Франции и Великобритании — там в каждой квартире установлен отдельный бойлер с закрытой камерой сгорания, работой которого управляет хозяин квартиры.

Важную роль играет наличие и доступность в регионе энергоносителей.

В Польше и Китае много жилья отапливается углём, в Исландии — водой термальных источников. В Норвегии активно используют дешёвое электричество.

Способы снижения расходов

Возможностей снизить эксплуатационные затраты для поставщика и расходы на отопление для владельцев квартир немного:

  • качественная теплоизоляция магистральных трубопроводов, особенно расположенных на поверхности;
  • установка общедомовых приборов учёта потреблённой энергии, которые сравнивают температуру теплоносителя на входе и выходе — зная объём протекающей жидкости, аппаратура автоматически вычисляет потреблённые калории;
  • установка индивидуальных приборов учёта в каждой квартире, что применимо только для 3 и 4 схемы рассмотренных выше.

Других вариантов повлиять на оплату не существует.

Стоит ли отказываться от централизованного отопления

Законодательство не устанавливает ограничения на изменение схемы, но и чёткой инструкции, по которой можно отказаться от отопления в многоквартирном доме, пока не существует.

Снабжающие организации напрямую заинтересованы в большем количестве клиентов, поэтому согласовывают изменения схемы отопления только по решению суда.

Норму о том, что газифицировать можно только дома высотой до 11 этажей, отменили совсем недавно.

Для суда потребуется собрать документы, некоторые из которых получить очень сложно, а иногда невозможно:

  • свидетельство о праве собственности — перепланировка неприватизированных квартир исключена;
  • согласие жильцов всего подъезда — можно не получать только в случае, если трубопроводы не являются собственностью всего дома;
  • проект переоборудования;
  • разрешение газовой службы;
  • согласование проекта в МЧС или другой организации, отвечающей за пожарную безопасность объекта;
  • гидротехнический расчёт специализированной организации о возможности переоборудования системы и сохранения характеристик после исключения конкретной квартиры из общего контура.

Полностью отказаться от оплаты нельзя. В квитанции останется сумма за тепло, отдаваемое стояками и лежаками трубопроводов, придётся платить взносы за отопление подъезда.

Центральное отопление, не всегда экономное, но надёжное и повсеместно используемое, при некоторых условиях и дополнительных затратах может быть заменено на индивидуальное. Перед началом обустройства личного обогрева стоит взвесить все плюсы и минусы, подсчитать затраты и возможную экономию, после чего принять окончательное решение о переоборудовании.

Как устроена система отопления

Температура «за бортом» этой зимой то падает в глубокий минус, то подбирается к нулю, и в московских квартирах приходится или кутаться в пледы, или распахивать форточку. Как регулируют температуру в домах столичные котельные?

Чтобы узнать, от чего зависит нагрев батареи в квартире, нужно понять, как в целом устроена отопительная система. В большинстве городов России жилые многоквартирные дома обогреваются горячей водой, которая течет по трубам системы центрального отопления. Воду до высокой температуры нагревают ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) либо городские котельные. В последние годы в новых домах появились еще и системы автономного отопления жилых комплексов, а также системы обогрева отдельных квартир. При индивидуальном отоплении в «многоэтажке» котельная, как правило, располагается в самом доме или в отдельной пристройке по соседству.

Тепловая электростанция использует энергию, высвобождающуюся при сжигании органического топлива: угля, нефти или природного газа – для превращения воды в пар высокого давления. Этот пар, нагретый до 524 °С, с огромной силой вращает турбину, которая, в свою очередь, приводит в движение электромагнит внутри генератора, вырабатывающего электроэнергию. Удивительно, но лишь 40% вырабатываемого тепла расходуется с пользой – идет на отопление жилых кварталов; остальные 60% тепла, выделившегося при сгорании топлива, бездарно выбрасываются в атмосферу.

Нагретая в ТЭЦ вода по магистральным трубопроводам подается на тепловой узел микрорайона. В независимой системе отопления батареи дома или целого квартала закольцованы в замкнутую петлю, из которой (в идеале) нет утечек, и вся залитая в трубы вода бесконечно циркулирует по кругу. На центральном тепловом пункте (ЦТП) она подогревается до требуемой температуры в специальных теплообменниках при помощи кипятка из ТЭЦ. Кипяток из ТЭЦ не смешивается с водой в батареях. Поэтому данная система отопления называется независимой. В зависимой же отопительной системе теплоноситель поступает в квартирные радиаторы напрямую с ТЭЦ. Напор (давление) в независимой системе обеспечивают насосы подпитки, они же предотвращают осушение системы при наличии утечек, подкачивая воду для поддержания необходимого давления.

Почему летом отключают горячую воду?

Короткое российское лето – единственная возможность провести ремонтные и профилактические мероприятия в системе ГВС и отопления, в период отключения горячего водоснабжения. Эти мероприятия подразумевают гидравлические и тепловые испытания системы отопления и трубопроводов, устранение наружных и внутренних повреждений (на теплотрассе, а также в подвалах, котельных, в квартирах), плановую замену оборудования на ЦТП.

Подавляющее большинство коммуникаций, снабжающих города РФ горячей водой, были проложены еще во времена СССР, до 1985 года. Со временем в трубопроводах начали образовываться бреши, утечки, ведущие к серьезным теплопотерям, особенно в зимний сезон. По старым технологиям стальные трубы теплотрассы, обернутые минватой, укладывались под землей в специальные бетонные лотки. Сроки старения систем, корродирования металла оказались при таком способе укладки очень велики, возникла необходимость в модернизации трубопроводов. Потому-то в летний период и происходит плановая замена стальных труб на современные – пластиковые.

Теплоэлектроцентрали находятся в ведении «Мосэнерго». Под контролем МТК и МОЭК примерно 5000 км трубопроводов. Ежегодно реконструкции подвергаются около 12% от всей протяженности теплосетей. Компании-владельцы согласовывают с коммунальными службами графики отключений воды и выполнения работ по датам и районам. Сроки ремонтных работ не должны превышать трех недель.

Если бы у организаций, отвечающих за обогрев жилых домов, имелись достаточные бюджеты, можно было бы: 1) заменить все изношенные коммуникации на новые, более надежные, в короткий срок; 2) повсеместно внедрить систему мониторинга и автоматического учета аварий и потерь на теплотрассах. Сегодня диспетчеризация присутствует на большинстве ЦТП, но часто – в устаревшей версии.

Читайте также:  Как залить стяжку на теплый пол

Европа уже давно отказалась от централизованной системы отопления. Там во всех городах популярны маленькие котельные, позволяющие избежать аварий крупного масштаба.

В российском же коммунальном хозяйстве приходится рассчитывать только на добросовестность специалистов, следящих за исправностью автоматики в котельных.

Чугунные радиаторы, обогревающие наше жилье, регулярно испытывают большие нагрузки. Чем выше жилой дом, тем больше величина рабочего давления. В девятиэтажных зданиях оно достигает 4-х атмосфер; для башни в 25 этажей – 8 атмосфер. Прочнее чугуна – сталь, из которой и делают батареи для высотных домов. А вот алюминий, скорее всего, не выдержит подобных нагрузок. Впрочем, если позволить расти давлению в трубах бесконтрольно – не выдержат даже самые прочные радиаторы. За работу автоматики отвечает кибернетический прибор «Мастер», созданный на базе процессора Pentium 3. Именно он следит за погодой, задает температуру нагрева воды и переключает насосы.

Сегодня в Москве на одном операторе тепловой подстанции около 17-18 пунктов ТЦП, которые он должен обойти в течение дня и проверить, как функционирует оборудование. Обходчики работают посменно.

Недотоп и перетоп

В новых, современных домах регулировка температуры в квартирных батареях осуществляется автоматически. Наружные термометры передают информацию на тепловой пункт, и автоматика «решает» – подогреть батареи посильнее в связи с морозом или, напротив, убавить газу из-за оттепели. Но есть в Москве еще старые дома, где регулировка подогрева осуществляется вручную. При таком положении дел технический специалист компании МОЭК (или другой подобной конторы) идет в ЦТП (центральный тепловой пункт) или ИТП (индивидуальный тепловой пункт), и путем приоткрытия специального вентиля регулирует температуру подогрева. Причем температура в квартирных радиаторах не поменяется быстро. Пока новая порция кипятка дотечет по трубам до потребителя, пройдет несколько часов. Вот и причина того, что отопление не успевает за колебаниями уличной температуры. Накануне морозной ночи операторы тепловой подстанции, обходя объекты, поддают жару в трубы либо, ориентируясь на грядущее потепление, «топят» меньше. Таким образом, перетоп и недотоп в домах не устраивается специально, чтобы заработать денег на потребителе, как иногда предполагают подозрительные граждане. Просто при резкой смене погоды отопительной системе нужно время, чтобы перестроить режим обогрева жилых кварталов.

Скрытые причины холода в квартире

Иногда жильцы, не желая переплачивать за обогрев мест общего пользования, настаивают на отключении батарей в подъездах. Однако по правилам во всех местах общего пользования – на первом этаже и на лестничных площадках, где технически возможно отключение приборов отопления – радиаторы можно выключить только при плюсовых температурах. Если общественные пространства перестанут отапливаться в холодный сезон, это может снизить температуру внутри квартир.

Бывает, что жильцы мерзнут в квартирах, где система отопления вмонтирована в толщу стены. По правилам на батареи, которые находятся внутри стеновой конструкции, подается такая же температура, как и в дома, в которых батареи находятся снаружи. Когда на улице теплеет, температуру в батареях, находящихся в стене, понижают так же, как и в наружных радиаторах. Если в квартирах в холодное время года температура не превышает +18 °С, для жильцов это повод написать групповую жалобу в управляющую компанию.

В квартирах, расположенных на первых этажах и в угловых квартирах «многоэтажки», зимой воздух зачастую холоднее, чем в других квартирах. В первом случае это обусловлено холодными полами, утечкой тепла через подвал, а во втором – воздействием сильных порывов ветра. Выход – в индивидуальном утеплении изнутри квартиры стен и пола.

Владельцы квартир на верхних этажах, использующие централизованное отопление, периодически сталкиваются с проблемой появления воздушных пробок в отопительных трубах. Причиной этого явления может стать неправильное функционирование котельной, когда система отопления с началом отопительного сезона заполняется форсированными темпами, без регулярного стравливания воздуха, имеющегося внутри труб. Также в процессе нагревания воды образуются воздушные пузырьки, которые поднимаются вверх по системе и создают пробки. Причинами образования воздушных пробок могут стать: слишком низкое давление в трубах, нарушение целостности трубопроводов, монтажные работы и т.п.

Удалить воздух из системы отопления можно через расширительный бачок (при верхней системе отопления), а при нижней разводке труб и принудительной циркуляции подогретой воды – через воздухосборник, с помощью крана-воздухоотводчика.

Водяное отопление в частном доме: правила, нормы и варианты организации

Климатические условия средней полосы и севера Евразии требуют теплоизоляции домов, однако одного утепления недостаточно. Потери тепла необходимо компенсировать с помощью обогревательной системы. Водяное отопление в частном доме является распространенным и наиболее эффективным способом.

Качество работы отопительного контура напрямую зависит от особенностей проектирования, выбора отопительного устройства и типа разводки. Как определиться с оборудованием и наиболее подходящей схемой, узнаете, ознакомившись с предложенной нами статьей. Представленная информация опирается на требования строительных нормативов.

Мы подробно описали принцип устройства водяной системы отопления, разобрали типичные варианты устройства. Для оптимизации восприятия непростой темы приложили схемы, фото-подборки и видео.

Структура и принцип работы

Обогревательные конструкции с жидким теплоносителем имеют похожий комплект составляющих частей, это:

  • Отопительное оборудование – котел (газовый, жидко- или твердотопливный), печь, камин.
  • Замкнутый контур в виде трубопровода, обеспечивающий непрерывную циркуляцию нагретого и остывшего теплоносителя (антифриза).
  • Приборы отопления – металлические ребристые, панельные или гладкотрубные радиаторы, конвекторы, трубопроводы водяных теплых полов.
  • Запорная арматура, необходимая для отключения отдельных приборов или линий системы для ремонта и обслуживания;
  • приборы для регулировки и контроля за работой системы (расширительный бак, манометр, клапаны сброса и др.).
  • Циркуляционные насосы, применяемые для создания принудительной подачи теплоносителя, иногда для обеспечения стабильного давления в системе устанавливается повысительный насос.

Если неподалеку проложена централизованная газовая магистраль, наиболее экономичным решением является установка газового котла.

При отсутствии центральных сетей для независимой системы газоснабжения придется устанавливать газгольдер. Однако этот вариант применим лишь в случае обустройства усадьбы достаточно большой площади.

В коттеджах, построенных на небольших участках в негазицицированных районах, автономную работу газового отопительного оборудования обеспечит обычный баллон. В качестве альтернативного решения можно воспользоваться печами на жидком или твердом топливе, и только в крайнем случае – дорогими электрическими устройствами.

Предпочтение водяному отоплению в загородных домах отдают благодаря простому принципу работы. Нагреваясь в котле до определенной температуры, вода под давлением подается в трубы, ведущие к радиаторам или конвекторам.

По типу движения теплоносителя по отопительным контурам они подразделяются на:

  • Естественные (гравитационные). Циркуляцию теплоносителя в них стимулируют природные явления, согласно которым нагретая вода устремляется вверх, а после отдачи тепла радиаторам и остывания возвращается вниз. Там она вновь попадает в котел, чтобы возобновить цикличное перемещение.
  • Искусственные (они же насосные или принудительные). За циркуляцию теплоносителя в принудительных схемах отвечает циркуляционный насос, который с одной стороны контура нагнетает горячий теплоноситель, а с другой засасывает охлажденную воду.

Гравитационная схема – самый простой и доступный для самостоятельной реализации вариант. В его составе минимум оборудования. Это магистрали обратки и подачи, котел, расширительный бачок открытого типа, радиаторы. Т.к. движение теплоносителя не требует насосной стимуляции, системы абсолютно энергонезависимы.

К плюсам естественного отопления стоит отнести незначительные по сравнению с насосным аналогом расходы на сооружение. Их не надо оснащать сложными техническими устройствами, не отличающимися дешевизной. В процессе эксплуатации нет затрат на электроэнергию.

Веский минус гравитационных систем заключается в крайне ограниченном радиусе действия. Работать в полную силу они могут при горизонтальной протяженности до 30 м. Подобное отопление долго “разгоняется” после простоя. Есть риск замерзания теплоносителя в открытом бачке в морозный период.

Принудительная циркуляция хороша тем, что свободно обрабатывает многоэтажные дома с разветвленной и протяженной отопительной сетью. Схема эффективней предыдущего типа, но дороже и сложнее в сооружении. Перед ее строительством необходимо сделать грамотные расчеты и разработать проект.

Отопление с искусственной циркуляцией оснащается не только насосами, но и всевозможными техническими устройствами для регулировки теплоотдачи и контроля работы системы. В их числе автоматические и механические воздухотоводчики, терморегуляторы, манометры, предохранительные клапаны для сброса избытка теплоносителя в канализацию и др.

Оборудование принудительного отопления необходимо подбирать на основе расчетов. Например, для движения теплоносителя по каждым 10 м отопительного контура необходимо 0,6 м напора, создаваемого насосом. Для того чтобы подобрать необходимое устройство, надо точно знать протяженность трубопровода и гидравлическое сопротивление на всех участках.

Нередко бывает, что для оснащения искусственного водяного отопления загородного дома недостаточного одного насоса. Тогда устанавливается дополнительный циркуляционный аналог или повысительный насос.

Главный недостаток принудительного отопления заключается в зависимости от непрерывных поставок электроэнергии. На случай перебоев рекомендовано запастись генератором, который тоже не отличается низкой ценой.

Нормы и требования к автономному отоплению

Перед проектированием отопительной конструкции необходимо заглянуть в СНиП 2.04.05-91, где изложены основные требования к трубам, обогревательным приборам и запорной арматуре.

Общие нормы сводятся к тому, чтобы обеспечить в доме комфортный микроклимат для проживающих в нем людей, правильно оборудовать систему отопления, предварительно составив и утвердив проект.

Многие требования сформулированы в виде рекомендаций в СНиП 31-02, который регламентирует правила строительства одноквартирных домов и обеспечения их коммуникациями.

Отдельно оговариваются положения, связанные с температурой:

  • параметры теплоносителя в трубах не должны превышать отметки +90ºС;
  • оптимальные показатели находятся в рамках +60-80ºС;
  • температура наружной поверхности нагревательных приборов, находящихся в зоне прямого доступа, не должна превышать 70ºС.

Трубопроводы систем отопления рекомендовано устраивать из латунных, медных, стальных труб. В частном секторе преимущественно используются полимерные и металлопластиковые трубные изделия, допущенные к применению в строительстве.

Способ прокладки отопительного трубопровода может быть:

  • Открытым. Предполагает прокладку по строительным конструкциям с креплением клипсами и хомутами. Допускается при устройстве контуров из металлических труб. Использование полимерных аналогов разрешено, если исключается их повреждение от термического или механического воздействия.
  • Скрытым. Предполагает прокладку трубопроводов в штробах или каналах, выбранных в строительных конструкциях, в плинтусах или за защитно-декоративными экранами. Замоноличивание контура допускается в постройках, рассчитанных минимум на 20 лет эксплуатации и при сроках службы труб не менее 40 лет.

В приоритете открытый способ прокладки, потому что проектирование трассы трубопровода должно предусматривать свободный доступ к любому элементу системы для проведения ремонта или замены.

Трубы скрывают в редких случаях, только тогда, когда подобное решение продиктовано технологической, гигиенической или конструктивной необходимостью, например при устройстве “теплых полов” в бетонной стяжке.

При открытой прокладке магистрали участки, пересекающие неотапливаемые помещения, должны быть обеспечены теплоизоляцией, соответствующей климатическим данным региона строительства.

Трубопроводы автономного отопления с естественным типом циркуляции должны устанавливаться в сторону движения теплоносителя, чтобы нагретая вода самотеком достигала батарей, а после остывания тем же способом двигалась по магистрали обратки в котел. Магистрали насосных систем сооружаются без уклона, т.к. в нем нет необходимости.

Ссылка на основную публикацию