Основные принципиальные схемы систем водяного отопления

Классификация систем отопления

1. По виду теплообмена между воздухом помещения и внутренними поверхностями ограждающих конструкций: отопление разделяют на:

- конвективное и лучистое.

При лучистом отоплении средняя температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций больше температуры внутреннего воздуха. Ограждающие конструкции получают тепло от своего внутреннего источника тепла, они являются греющими отопительными панелями, а воздух в помещении получает тепло от них.

При конвективном отоплении температура воздуха помещения больше температуры внутренних поверхностей ограждающих конструкций. Воздух помещения получает тепло от местных отопительных приборов, а внутренние поверхности ограждающих конструкций — от воздуха помещения.

2. По месту выработки тепла:

а) центральные системы отопления;

б) децентрализованные.

В центральных системах отопления теплота от внешнего источника передается по наружным теплосетям в индивидуальный тепловой пункт отапливаемого здания.

К децентрализованным относятся системы отопления мощностью более 50 МВт. Децентрализованные системы отопления подразделяются на:

- квартирные — отдельная система отопления отдельно взятой квартиры;

- внутридомовые — у которой генератор тепла расположен в пределах отапливаемого здания;

- местные — в которой все три элемента (источник тепла, теплопровод, отопительный прибор) соединены в одной конструкции (печь).

Преимущества централизованных систем отопления: дешевизна тепловой энергии, меньшие капитальные затраты.

Недостатки:

1) перетоп помещения в теплый период.

Рис. 2. График качественного регулирования температуры в помещении.

2) большие потери тепла при транспортировке теплоносителя;

3) невозможность дифференциального учета расхода тепла отдельно взятым потребителем.

Недостатки местных систем отопления:

1) не локализует нисходящие потоки холодного воздуха от окон;

2) невозможно распределить теплопоступления пропорционально теплопотерям каждого помещения.

Наиболее перспективным направлением, получившим развитее в настоящее время, являются квартирные системы отопления.

3. По виду теплоносителя:

а) система парового отопления;

б) система воздушного отопления;

в) система водяного отопления.

Паровые — системы отопления, в которых используется свойство пара выделять скрытую теплоту парообразования при конденсации теплоносителя.

Недостатки:

1) трудно выдерживать температуру поверхности отопительных приборов, соответствующую санитарно-гигиеническим нормам (не больше 95 ^оС);

2) требуют дополнительного дорогостоящего оборудования;

3) большой шум при транспортировки пара по трубам;

4) подвержены гидравлическому удару;

5) сложно регулировать мощность системы отопления;

6) сильно коррозируют.

В России запрещено применение парового отопления в жилых и общественных зданиях, допускаются в производственных зданиях, если пар является вторичным продуктом технологического процесса.

1. По способу перемещения теплоносителя делятся:

а) гравитационные (с естественной циркуляцией);

б) насосные (с механической циркуляцией).

Гравитационные — системы отопления, в которых циркуляция теплоносителя происходит под действием гравитационных сил (или разности плотностей, которые обусловлены разностью температур в главном и распределительном стояках).

Рис. 3. Схема гравитационной системы отопления:

1- котел (источник тепла); 2 – главный стояк; 3 – расширительный бак; 4 – подающая магистраль; 5 – распределительный стояк; 6- отопительный прибор; 7 – сборная (обратная) магистраль.

Расширительный бак служит для вмещения излишков воды, образующихся при ее температурном расширении вследствие нагревания в котле. В гравитационной системе расширительный бак устанавливается на главном стояке в верхней точке системы и служит для удаления воздуха из системы отопления.

Величина гравитационного давления небольшая, что обуславливает ограниченный радиус действия таких систем, большие диаметры труб, а следовательно, высокую металлоемкость системы.

В насосных системах отопления (системы с механическим побуждением или с искусственной циркуляцией) имеют место большие скорости движения теплоносителя; величина скоростей в трубах ограничивается по условиям бесшумности:

в жилых и общественных зданиях — не более 1,5 м/с

в производственных зданиях — не более 3 м/с

Это ведет к снижению диаметров теплопроводов и повышает радиус действия системы отопления.

Рис. 4. Схема насосной системы отопления:

1- котел (источник тепла); 2 – главный стояк; 3 – расширительный бак; 4 – подающая магистраль; 5 – распределительный стояк; 6- отопительный прибор; 7 – сборная (обратная) магистраль; 8 – воздухосборник; 9 – циркуляционный насос.

В насосной системе отопления уклон распределительной магистрали выполняется в сторону, противоположную движению теплоносителя (с подъемом к воздухосборнику) для облегчения удаления воздуха из системы. После воздухосборника уклон распределительной магистрали выполняют в сторону теплового пункта для удобства опорожнения системы. Расширительный бак устанавливают на сборной магистрали перед всасывающим патрубком насоса.

2. По схемам присоединения к теплосетям системы отопления делятся: на зависимые и независимые.

Независимой называется система отопления, если она присоединяется к теплосетям через теплообменник; предусмотрены для зданий повышенной этажности (выше 36 м), либо при повышенным требовании к качеству теплоносителя (при открытой системе отопления).

Рис.5. Независимая система отопления

Достоинства:

1) Гидравлический и тепловой режим такой системы отопления не зависит от гидравлического и теплового режима тепловых сетей;

2) Можно применять отопительные приборы, чувствительные к качеству теплоносителя (стальные панельные радиаторы).

Недостатки:

-повышенная стоимость;

- требует дополнительное оборудование.

Зависимые системы отопления подразделяются на:

а) зависимые прямоточные системы;

б) зависимые со смешением, которые делятся на:

Зависимая прямоточная система отопления присоединяется к теплосетям непосредственно без узла смешения, это возможно в случае совпадения теплового режима теплосетей и системы отопления. По такой схеме присоединяются системы отопления производственных зданий.

Рис. 6. Зависимая прямоточная схема присоединения

Схему присоединения зависимые со смешением используют при необходимости понижения температуры греющего теплоносителя системы отопления по отношению к горячей воде в теплосети. Зависимые схемы со смешением делятся на:

- схемы с элеваторным узлом смешения;

- со смесительным насосом на перемычке.

Рис.7. Схема присоединения к теплосетям с элеваторным подмешиванием

Элеватор — устройство, которое обеспечивают подмешивание обратной воды к перегретой в силу конструктивных особенностей.

Недостатки:

1) низкий КПД;

2) применяется при располагаемом перепаде давлений между подающей и обратной магистралью больше 150 кПа;

Если мощность системы отопления больше 50 МВт, то при схеме с элеваторным подмешиванием необходимо иметь возможность регулировать мощность системы отопления. Для этого применяют элеватор с регулируемым сечением сопла.

Зависимые системы с узлом смешения со смесительным насосом на перемычке применяют при:

1) большой мощности системы отопления;

2) недостаточном располагаемом перепаде давлений на вводе теплосети для нормальной работы элеваторы;

3) необходимости иметь возможность автоматически регулировать мощность системы отопления.

Рис. 8. Схема присоединения к теплосетям со смесительным насосом

3. По способу подачи и отвода теплоносителя в отопительные приборы системы отопления делятся на:

а) однотрубные;

б) двухтрубные.

В двухтрубной системе отопления отопительные приборы присоединяются по параллельной схеме к двум самостоятельным стоякам подающего и обратному.

В однотрубной системе отопления отопительные приборы соединяются последовательно, и теплоноситель последовательно проходит каждый отопительный прибор, присоединенный к данному стояку.

Рис.9. двухтрубная система отопления Рис.10. Однотрубная СО

4. По месту расположения распределительной магистрали системы отопления делятся на:

а) с верхней разводкой магистралей (подающая магистраль расположена выше отопительных приборов);

б) с нижней разводкой магистралей (подающая магистраль расположена ниже отопительных приборов);

в) с опрокинутой циркуляцией (сборная магистраль расположена выше отопительных приборов).

Рис. 11. Система отопления с верхней разводкой, двухтрубная

Рис.12. Однотрубная система отопления с нижней разводкой

Дата добавления: 2013-12-12