Основные параметры системы отопления

Обновлено: 04.05.2024

Тепловой расчёт системы отопления: как грамотно сделать расчет нагрузки на систему

Согласитесь, на первый взгляд может показаться, что проведение теплотехнического расчета под силу только инженеру. Однако не все так сложно. Зная алгоритм действий, получится самостоятельно выполнить необходимые вычисления.

В статье подробно изложен порядок расчета и приведены все нужные формулы. Для лучшего понимания, мы подготовили пример теплового вычисления для частного дома.

Тепловой расчёт отопления: общий порядок

Классический тепловой расчёт отопительной системы являет собой сводный технический документ, который включает в себя обязательные поэтапные стандартные методы вычислений.

Но перед изучением этих подсчётов основных параметров нужно определиться с понятием самой системы отопления.

Галерея изображений Расчеты и грамотное проектирование контуров автономного отопления необходимы для подбора оборудования, способного отапливать дом определенной площади Расчеты производятся с ориентиром на самых холодный месяц в году, т.е. на период максимальной нагрузки системы В расчетах учитываются потери, происходящие через оконные и дверные проемы, а также через связанную с улицей вентиляционную систему Обязательно учитываются теплотехнические характеристики строительных конструкций, одной из задач которых является сохранение тепла Независимая отопительная система частного дома должна справляться с нагревом воздуха, поступающего через форточки в период проветривания и через открытые двери Котел независимой отопительной системы должен справляться с восполнением потерь тепла. Его мощность должна позволять поддерживать в доме температуру +20º С После определения оптимального котла по мощности выбирают наиболее подходящий агрегат по КПД и эксплуатационным расходам Для систем с принудительным движением теплоносителя проводят гидравлические расчеты, чтобы подобрать насос и оптимальный диаметр труб Цель проведения расчетов для отопления Специфика выполнения расчетов отопления Учет теплопотерь через проемы Учет теплоизоляции конструкций Расход тепла на нагрев поступающего воздуха Правила подбора котла для отопления Производительность оборудования Отопительный контур принудительного типа

Система отопления характеризуется принудительной подачей и непроизвольным отводом тепла в помещении.

Основные задачи расчёта и проектирования системы отопления:

наиболее достоверно определить тепловые потери;
определить количество и условия использования теплоносителя;
максимально точно подобрать элементы генерации, перемещения и отдачи тепла.

При постройке системы отопления необходимо первоначально произвести сбор разнообразных данных о помещении/здании, где будет использоваться система отопления. После выполнить расчёт тепловых параметров системы, проанализировать результаты арифметических операций.

На основании полученных данных подобирают компоненты системы отопления с последующей закупкой, установкой и вводом в эксплуатацию.

Примечательно, что указанная методика теплового расчёта позволяет достаточно точно вычислить большое количество величин, которые конкретно описывают будущую систему отопления.

В результате теплового расчёта в наличии будет следующая информация:

число тепловых потерь, мощность котла;
количество и тип тепловых радиаторов для каждой комнаты отдельно;
гидравлические характеристики трубопровода;
объём, скорость теплоносителя, мощность теплового насоса.

Нормы температурных режимов помещений

Перед проведение любых расчётов параметров системы необходимо, как минимум, знать порядок ожидаемых результатов, а также иметь в наличии стандартизированные характеристики некоторых табличных величин, которые необходимо подставлять в формулы или ориентироваться на них.

Выполнив вычисления параметров с такими константами, можно быть уверенным в достоверности искомого динамического или постоянного параметра системы.

Для помещений разнообразного назначения существуют эталонные стандарты температурных режимов жилых и нежилых помещений. Эти нормы закреплены в так называемых ГОСТах

Для системы отопления одним из таких глобальных параметров является температура помещения, которая должна быть постоянной в независимости от периода года и условий окружающей среды.

Согласно регламенту санитарных нормативов и правил есть различия в температуре относительно летнего и зимнего периода года. За температурный режим помещения в летний сезон отвечает система кондиционирования, принцип ее расчета подробно изложен в этой статье.

А вот комнатная температура воздуха в зимний период обеспечивается системой отопления. Поэтому нам интересны диапазоны температур и их допуски отклонений для зимнего сезона.

В большинстве нормативных документов оговариваются следующие диапазоны температур, которые позволяют человеку комфортно находиться в комнате.

Для нежилых помещений офисного типа площадью до 100 м 2 :

Для помещений офисного типа площадью более 100 м 2 температура составляет 21-23°С. Для нежилых помещений промышленного типа диапазоны температур сильно отличаются в зависимости от предназначения помещения и установленных норм охраны труда.

Что же касаемо жилых помещений: квартир, частных домов, усадеб и т. д. существуют определённые диапазоны температуры, которые могут корректироваться в зависимости от пожеланий жильцов.

И всё же для конкретных помещений квартиры и дома имеем:

Важно отметить, что есть ещё несколько основных параметров, которые влияют на температуру в помещении и на которые нужно ориентироваться при расчёте системы отопления: влажность (40-60%), концентрация кислорода и углекислого газа в воздухе (250:1), скорость перемещения воздушных масс (0.13-0.25 м/с) и т. п.

Расчёт теплопотерь в доме

Однозначно можно сказать, что температура окружающей среды зависит от широты на которой расположен частный дом. А разница температур влияет на количество утечек тепла от здания (+)

Зная величину теплопотерь для самых неблагоприятных погодных условий и характеристику этих условий, можно с высокой точностью вычислить мощность системы отопления.

Итак, объём утечек тепла от здания вычисляется по следующей формуле:

Каждая составляющая формулы рассчитывается по формуле:

Q=S*∆T/R, где

Q – тепловые утечки, В;
S – площадь конкретного типа конструкции, кв. м;
∆T – разница температур воздуха окружающей среды и внутри помещения, °C;
R – тепловое сопротивление определённого типа конструкции, м 2 *°C/Вт.

Саму величину теплового сопротивления для реально существующих материалов рекомендуется брать из вспомогательных таблиц.

Кроме того, тепловое сопротивление можно получить с помощью следующего соотношения:

R=d/k, где

R – тепловое сопротивление, (м 2 *К)/Вт;
k – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м 2 *К);
d – толщина этого материала, м.

В старых домах с отсыревшей кровельной конструкцией утечки тепла происходят через верхнюю часть постройки, а именно через крышу и чердак. Проведение мероприятий по утеплению потолка или теплоизоляции мансардной крыши решают эту проблему.

Если утеплить чердачное пространство и крышу, то общие потери тепла от дома можно значительно уменьшить

В доме существуют ещё несколько видов тепловых потерь через щели в конструкциях, систему вентиляции, кухонную вытяжку, открывания окон и дверей. Но учитывать их объём не имеет смысла, поскольку они составляют не более 5% от общего числа основных утечек тепла.

Определение мощности котла

Для поддержки разницы температур между окружающей средой и температурой внутри дома необходима автономная система отопления, которая поддерживает нужную температуру в каждой комнате частного дома.

Базисом системы отопления выступают разные виды котлов: жидко- или твердотопливные, электрические или газовые.

Произведя расчеты тепловой нагрузки на отопление получим требуемую номинальную мощность котла.

Для обычной многокомнатной квартиры мощность котла вычисляется через площадь и удельную мощность:

Но эта формула не учитывает тепловые потери, которых достаточно в частном доме.

Существует иное соотношение, которое учитывает этот параметр:

Р_котла=(Q_потерь*S)/100, где

Расчетную мощность котла необходимо увеличить. Запас необходим, если планируется использование котла для подогрева воды для ванной комнаты и кухни.

В большинстве систем отопления частных домов рекомендуется обязательно использовать расширительный резервуар, в котором будет храниться запас теплоносителя. Каждый частный дом нуждается в горячем водоснабжении

Дабы предусмотреть запас мощности котла в последнюю формулу надо добавить коэффициент запаса К:

Р_котла=(Q_потерь*S*К)/100, где

Таким образом, мощность котла предоставляет возможность поддерживать нормативную температуру воздуха в комнатах здания, а также иметь начальный и дополнительный объём горячей воды в доме.

Особенности подбора радиаторов

Алюминиевый и биметаллический радиатор отопления пришёл на смену массивным чугунным батареям. Простота производства, высокая теплоотдача, удачная конструкция и дизайн сделали это изделие популярным и распространённым инструментом излучения тепла в помещении

Существует несколько методик расчёта радиаторов отопления в комнате. Нижеприведённый перечень способов отсортирован в порядке увеличения точности вычислений.

Это максимально точный вариант расчёта количества секций. Естественно, что округление дробных результатов вычислений производится всегда к следующему целому числу.

Гидравлический расчёт водоснабжения

Расчет объема воды, подогреваемой двухконтурным котлом для обеспечения жильцов горячей водой и нагрева теплоносителя, производится путем суммирования внутреннего объема отопительного контура и реальных потребностей пользователей в нагретой воде.

Объём горячей воды в отопительной системе рассчитывается по формуле:

W=k*P, где

В итоге конечная формула выглядит так:

W = 13.5*P

Эта величина помогает оценить тип и диаметр трубопровода:

V=(0.86*P*μ)/∆T, где

Пример теплового расчёта

Обозначим исходные параметры дома, необходимые для проведения расчетов.

Общая ширина постройки 9.5 м 2 , длинна 16 м 2 . Отапливаться будут только жилые комнаты (4 шт.), санузел и кухня.

Начинаем с расчёта площадей однородных материалов:

Площадь наружных стен будет равна 51*3-9.22-7.4=136.38 м 2 .

Переходим к расчёту теплопотерь на каждом материале:

Q_пол=S*∆T*k/d=152*20*0.2/1.7=357.65 Вт;
Q_крыша=180*40*0.1/0.05=14400 Вт;
Q_окно=9.22*40*0.36/0.5=265.54 Вт;
Q_двери=7.4*40*0.15/0.75=59.2 Вт;

А также Q_стена эквивалентно 136.38*40*0.25/0.3=4546. Сумма всех теплопотерь будет составлять 19628.4 Вт.

Расчёт количества секций радиаторов произведём для одной из комнат. Для всех остальных вычисления аналогичны. Например, угловая комната (слева, нижний угол схемы) площадь 10.4 м2.

Для этой комнаты необходимо 9 секций радиатора отопления с теплоотдачей 180 Вт.

В результате полный оборот всего объёма теплоносителя в системе будет эквивалентен 2.87 раза в один час.

Подборка статей по тепловому расчету поможет определиться с точными параметрами элементов отопительной системы:

Выводы и полезное видео по теме

Простой расчёт отопительной системы для частного дома представлен в следующем обзоре:

Все тонкости и общепринятые методики просчёта теплопотерь здания показаны ниже:

Ещё один вариант расчёта утечек тепла в типичном частном доме:

В этом видео рассказывается об особенностях циркуляции носителя энергии для обогрева жилища:

Тепловой расчёт отопительной системы носит индивидуальный характер, его необходимо выполнять грамотно и аккуратно. Чем точнее будут сделаны вычисления, тем меньше переплачивать придется владельцам загородного дома в процессе эксплуатации.

Имеете опыт выполнения теплового расчета отопительной системы? Или остались вопросы по теме? Пожалуйста, делитесь своим мнением и оставляйте комментарии. Блок обратной связи расположен ниже.

Описание технических характеристик компонентов отопления: радиаторов, труб, насосов и котлов

Как корректно выбрать все комплектующие и элементы отопительной системы? Нужно воспользоваться главным правилом профессионалов – предварительно вычислить оптимальные параметры. Исходя из этого подбираются фактические технические характеристики систем отопления: радиаторов, труб, насосов, котлов.

Содержание

Зачем нужно знать параметры отопительных приборов

Для простого обывателя технические характеристики алюминиевых батарей отопления, котлов и насосов зачастую всего лишь ненужная информация. Но такой подход к организации теплоснабжения может привести к нарушению ее работы и повышению вероятности поломки.

Зная необходимые технические характеристики газовых котлов отопления можно правильно выбрать оптимальную модель. Но для этого рекомендуется сначала рассчитать параметры системы. Весь предварительный процесс к подготовке комплектации теплоснабжения должен состоять из следующих этапов:

Анализ состояния дома или квартиры, определение тепловых потерь и требуемой температуры в каждом помещении. Не нужно забывать, что для хозяйственных построек (гаражи, сараи и т.д.) технические характеристики радиаторов отопления могут существенно отличаться от аналогичных для жилых комнат.
Определение оптимальной схемы – прокладка трубопроводов, места размещения котла и батарей.
Расчет требуемой мощности отопления для каждого помещения и всего жилого здания (квартиры) в целом. Исходя из этих данных подбираются технические характеристики электрических котлов отопления или их газовых и твердотопливных аналогов.
Анализ предложений на рынке. Приоритетом на этом этапе является качество и требования, чтобы технические характеристики алюминиевых радиаторов отопления и других приборов теплоснабжения соответствовали расчетным данным.

Это общая схема организации теплоснабжения. Каждый ее пункт нуждается в тщательной проработке и выявлению всех возможных факторов, которые впоследствии могут повлиять на работоспособность всей системы.

Некоторые характеристики стальных радиаторов отопления, котлов, труб и насосов могут отличаться от заявленных. Во избежание этого необходимо приобретать продукцию только известных и проверенных производителей.

Характеристики радиаторов и батарей отопления

Какие элементы отопления являются самыми важными? В первую очередь это радиаторы и батареи. Именно эти приборы отвечают за качественную передачу тепловой энергии от горячей воды воздуху в комнате. Поэтому нужно учитывать все технические характеристики регистров отопления и их аналогов.

Эксплуатационные параметры батарей являются следствием их технических данных. Так, небольшой вес радиатора может говорить о тонких стенках, что не всегда приемлемо. В особенности для систем с высоким показателем давления. Независимо от того, выполняется расчет монтаж теплоснабжения самостоятельно или для этого привлекаются специалисты – нужно знать все возможные технические характеристики чугунных батарей отопления, стальных, алюминиевых и металлических аналогов.

Для предварительного расчета параметров системы рекомендуется использовать профессиональные программные комплексы. Некоторые из них бесплатные, но за использование остальных необходимо внести определенную сумму.

Тепловая отдача, мощность

Определяющим параметром для любого отопительного прибора является тепловая отдача от его поверхности. Это основная техническая характеристика радиаторов отопления, измеряемая в Вт. В зависимости от специфики конструкции производители указывают ее либо для одной секции, либо для всей батареи (панельные).

Фактически тепловая отдача является тем количество энергии, которая передается воздуху в комнате от горячей воды. Для расчета учитываются следующие параметры:

Тепловой режим работы отопления. Производители в технических характеристиках алюминиевых батарей отопления зачастую указывают мощность для режима 85/60. Однако при низкотемпературном режиме работы номинальная теплоотдача батарей будет ниже;
Габариты конструкции. Существует прямая зависимость мощности радиатора от площади его поверхности. При учете технических характеристик алюминиевых радиаторов отопления нужно учитывать не только их высоту и ширину, но также и глубину;
Объем теплоносителя, помещающегося в радиатор. Чем его больше, тем выше тепловая отдача. Но при этом происходит быстрое остывание горячей воды, которая должна поступать в последующие отопительные приборы по магистралям.

Мощность является важнейшей технической характеристикой радиаторов отопления. Она в обязательном порядке должна указываться в техническом паспорте для конкретной модели для нескольких тепловых режимов работы теплоснабжения.

Для увеличения номинальной теплоотдачи можно установить на стене отражающий экран, а также перекрасить батарею в черный цвет. Это снизит тепловые потери.

Размеры и межосевые расстояния

Габариты батарей необходимы не только для предварительного расчета мощности, но и служат основой для выбора места установки отопительных компонентов. Эта техническая характеристика регистров отопления также необходима для правильного подключения.

Рассмотрим основные размерные данные батарей теплоснабжения:

Высота. Считается от нижней до верхней плоскости прибора;
Ширина. Для секционных моделей является суммой ширины каждого элемента. Обязательно учитываются размеры соединительных патрубков между секциями;
Глубина;
Межосевое расстояние. Это удаленность между верхним и нижним каналом для теплоносителя. В зависимости от требуемых технических характеристик чугунных батареи отопления расстояние может составить от 200 до 900 мм. Это напрямую влияет на общую высоту конструкции.

Для правильного монтажа радиатора необходимо учитывать минимальные расстояния от его плоскостей до пола стен и подоконника. Если устанавливать конструкцию впритык, то технические параметры работы алюминиевых батарей отопления значительно ухудшатся.

В дополнении к этому нужно знать размеры крепежных элементов. После установки батареи она должна быть жестко закреплена. Если выполнить монтаж неправильно – возникнут посторонние шумы от вибрации и повысится риск обрыва конструкции.

Габаритные технические характеристики алюминиевых отопительных радиаторов напрямую влияют на их массу. В особенности это касается чугунных конструкций, которые имеют наибольший вес среди всех приборов теплоснабжения.

Номинальное давление и температура воды

Во время работы закрытой отопительной системы происходит расширение воды из-за ее нагрева. Это является причиной появления высокого давления в трубах. Поэтому технические характеристики отопительных радиаторов должны быть не меньше критического значения давления в системе.

Нужно учитывать, что невзирая на хорошие эксплуатационные характеристики стальных радиаторов теплоснабжения всегда возможна вероятность появления избыточного краткосрочного давления. Это явление называется гидравлическим ударом. Обычно значение давления при этом выше критического в 2-3 раза. Для правильного выбора необходимо знать значения параметров системы и рекомендации по выбору тех или иных моделей радиаторов.

Тип радиатора	Значение давления, бар		Рекомендации по выбору отопления
Тип радиатора	Оптимальное	Критическое	Рекомендации по выбору отопления
Алюминиевые	10	20	Автономное
Биметаллические	15	30	Централизованное и автономное
Стальные панельные	8	15	Автономное
Чугунные	12	35	Централизованное и автономное

При анализе технических характеристик отопительных регистров для закрытого теплоснабжения с принудительной циркуляцией нужно учитывать давление опрессовки. Оно превышает оптимальное в 1,25 раза.

Дополнительной характеристикой электрических батарей отопления является потребляемая мощность.

Обзор характеристик котлов

Для нагрева воды в автономной отопительной системе необходим котел. В зависимости от типа используемого энергоносителя можно выбрать модели, работающие на твердом топливе, дизельном, газе (природном или баллонном).

Но помимо этого параметра нужно учитывать другие, не менее важные технические характеристики газовых котлов отопления. Они в обязательном порядке должны указываться производителем в техническом паспорте. В случае отсутствия этого документа рекомендуется найти описание аналогичной модели в интернете:

Мощность. Определяет количество тепловой энергии, вырабатываемой для повышения температуры воды. Измеряется в Вт;
Количество контуров. В большей степени это относится к техническим характеристикам газовых отопительных котлов, которые помимо обогрева помещений обеспечивают горячее водоснабжение. Основными показателями второго контура является скорость нагрева воды до нужного уровня за определенный период времени – л/час;
КПД – соотношение мощности потребляемого энергоносителя к генерируемой тепловой энергии. Хорошим показателем считается значение от 90% до 95%. Для твердотопливных и дизельных моделей КПД редко превышает 85%. Самые высокие характеристики наблюдаются у электрических котлов отопления.

Все остальные функции, к которым относятся регулировка степени нагрева воды, контроль работы устройства, удаленное управление, являются эксплуатационными. Они характерны для определенных моделей котлов. Однако в большинстве случаев они не сказываются на вышеописанных технических параметрах.

Необходимо учитывать параметры всех компонентов котла. Так, многие газовые и электрические модели комплектуются циркуляционным насосом, расширительным баком и группой безопасности.

Параметры циркуляционных насосов отопления

Для увеличения скорости движения теплоносителя по трубам необходим монтаж насосов в систему отопления. С их помощью можно изменить не только тепловое распределение по радиаторам, но и стабилизировать тепловой режим работы. Все технические характеристики насосов для отопления описывают параметры, влияющие на эти показатели.

Практически все модели имеют стандартные габаритные размеры. Исключения составляют только спаренные, у которых характеристики циркуляционных насосов для систем отопления значительно выше остальных. Для анализа их параметров необходимо знать следующие величины:

Номинальное значение расхода – л/час. Определяет объем воды, который прокачивается через устройство за 1 час. Чем выше это значение, тем будет больше скорость потока теплоносителя в системе;
Напор. Характеризует максимальное гидравлическое сопротивление, которое может преодолеть насос. Измеряется в метрах;
Гидравлические потери. Отображается в виде графика и указывает значение потери напора в зависимости от протекающего через него напора воды;
Потребляемый электрический ток, Вт. Это не самая важная техническая характеристика насосов для отопления, так как редко ее значение превышает300 Вт/час.

Кроме этих характеристик циркуляционных насосов для отопления нужно знать диаметр подключаемых патрубков, правила установки оборудования в систему. Эти параметры должны соответствовать расчетным.

В технических характеристиках для циркуляционных насосов отопления указываются критические значения перепада напряжения. Если он больше фактического – необходимо дополнительно установить стабилизатор напряжения.

Как выбрать трубы – характеристики магистралей

Для создания замкнутого контура отопления необходима установка транспортных магистралей. В последнее время для этого используют полимерные изделия. Нужно учитывать, что технические характеристики полиэтиленовых труб для отопления сильно отличаются от стальных аналогов.

Для комплектации автономной системы теплоснабжения необходимо использовать специальные модели пластиковых магистралей. В их конструкции есть дополнительный армирующий слой, который предотвращает деформацию под воздействием горячей воды. Он напрямую влияет на технические характеристики полипропиленовых труб для отопления:

Максимальный нагрев горячей воды. В характеристиках полиэтиленовых труб это значение не превышает +85°С. Возможно кратковременное температурное воздействие до +90°С;
Давление в системе. Оно может быть до 10 атм. Если этот параметр выше – рекомендуется выбирать конструкции марки PN25, у которых технические характеристики максимального давления полипропиленовых труб для отопления находятся на отметке 25 атм;
Диаметр – внутренний и наружный. Также учитывается толщина стенки конструкции.

Так же как и у остальных компонентов теплоснабжения, технические параметры полиэтиленовых труб для отопления должны быть равны расчетным. Даже небольшая погрешность может привести к повышению риска порыва или потере тепловой энергии при прохождении теплоносителя.

Общие сведения об отоплении

В зависимости от преобладающего способа теплопередачи отопление помещений может быть конвективным или лучистым.

Характеристика систем отопления

К конвективному относят отопление, при котором температура внутреннего воздуха поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная температура помещения, понимая под радиационной усредненную температуру поверхностей, обращенных в помещение, вычисленную относительно человека, находящегося в середине этого помещения. Это широко распространенный способ отопления.

Основные конструктивные элементы системы отопления (рисунок 1):

Система отопления для выполнения возложенной на нее задачи должна обладать определенной тепловой мощностью. Расчетная тепловая мощность системы выявляется в результате составления теплового баланса в обогреваемых помещениях при температуре наружного воздуха.

Текущие (сокращенные) теплозатраты на отопление имеют место в течение почти всего времени отопительного сезона, поэтому теплоперенос к отопительным приборам должен изменяться в широких пределах. Этого можно достичь путем изменения (регулирования) температуры и (или) количества перемещающегося в системе отопления теплоносителя.

Требования к системе отопления

Санитарно-гигиенические: поддержание заданной температуры воздуха и внутренних поверхностей ограждений помещения во времени, в плане и по высоте при допустимой подвижности воздуха, ограничение температуры на поверхности отопительных приборов;

Экономические: оптимальные капитальные вложения, экономный расход тепловой энергии при эксплуатации;

Архитектурно-строительные: соответствие интерьеру помещения, компактность, увязка со строительными конструкциями, согласование со сроком строительства здания;

Производственно-монтажные: минимальное число унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления, сокращение трудовых затрат и ручного труда при монтаже;

Эксплуатационные: эффективность действия в течение всего периода работы, надежность (безотказность, долговечность, ремонтопригодность) и техническое совершенство, безопасность и бесшумность действия.

Деление требований на пять групп условно, так как в них входят требования, относящиеся как к периоду проектирования и строительства, так и эксплуатации здания.

Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, которые обусловливаются необходимостью поддерживать заданную температуру в помещениях в течение отопительного сезона и всего срока службы системы отопления здания.

Классификация систем отопления

Системы отопления по расположению основных элементов подразделяются на местные и центральные.

В местных системах для отопления, как правило, одного помещения все три основных элемента конструктивно объединяются в одной установке, непосредственно в которой происходит получение, перенос и передача теплоты в помещение. Теплопереносящая рабочая среда нагревается горячей водой, паром, электричеством или при сжигании какого-либо топлива.

Еще одним примером местной системы отопления могут служить отопительные печи, конструкции и расчет которых будут рассмотрены.

В местной системе отопления с использованием электрической энергии теплопередача может осуществляться с помощью жидкого или газообразного теплоносителя либо без него непосредственно от разогретого твердого элемента.

Теплопроводы центральных систем подразделяют на магистрали (подающие, по которым подается теплоноситель, и обратные, по которым отводится охладившийся теплоноситель), стояки (вертикальные трубы или каналы) и ветви (горизонтальные трубы или каналы), связывающие магистрали с подводками к отопительным приборам (с ответвлениями к помещениям при теплоносителе воздухе).

Примером центральной системы является система отопления здания с собственным тепловым пунктом или котельной, принципиальная схема которой не будет отличаться от схемы на рисунке 1, если отопительные приборы размещены во всех обогреваемых помещениях этого здания.

Центральная система отопления называется районной, когда группа зданий отапливается из отдельно стоящей центральной тепловой станции. Теплогенераторы, теплообменники и отопительные приборы системы здесь также разделены: теплоноситель (например, вода) нагревается на тепловой станции, перемещается по наружным и внутренним (внутри здания) теплопроводам в отдельные помещения каждого здания к отопительным приборам и, охладившись, возвращается на тепловую станцию (рисунок 2).

В современных системах теплоснабжения зданий от ТЭЦ или крупных тепловых станций используются два теплоносителя. Первичный высокотемпературный теплоноситель перемещается от ТЭЦ или тепловой станции по городским распределительным теплопроводамк цтп или непосредственно к местным тепловым пунктам зданий и обратно. Вторичный теплоноситель после нагревания в теплообменниках (или смешения с первичным) поступает по наружным (внутриквартальным) и внутренним теплопроводам к отопительным приборам обогреваемых помещений зданий и затем возвращается в цтп или местный тепловой пункт.

Первичным теплоносителем обычно служит вода, реже пар или газообразные продукты сгорания топлива. Если, например, первичная высокотемпературная вода нагревает вторичную воду, то такая центральная система отопления именуется водоводяной. Аналогично могут существовать водовоздушная, пароводяная, паровоздушная, газовоздушная и другие системы центрального отопления.

По виду основного (вторичного) теплоносителя местные и центральные системы отопления принято называть системами водяного, парового, воздушного или газового отопления.

Теплоносители в системах отопления

Для отопления зданий и сооружений в настоящее время преимущественно используют воду или атмосферный воздух, реже водяной пар или нагретые газы.

Сопоставим характерные свойства указанных видов теплоносителя при использовании их в системах отопления.

Газы, образующиеся при сжигании твердого, жидкого или газообразного органического топлива, имеют сравнительно высокую температуру и применимы в тех случаях, когда в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями удается ограничить температуру теплоотдающей поверхности отопительных приборов. При транспортировании горячих газов имеют место значительные попутные теплопотери, обычно бесполезные для обогревания помещения.

Высокотемпературные продукты сгорания топлива могут выпускаться непосредственно в помещения или сооружения, но при этом ухудшается состояние их воздушной среды, что в большинстве случаев недопустимо. Удаление же продуктов сгорания наружу по каналам усложняет конструкцию и понижает кпд отопительной установки. При этом возникает необходимость решения экологических проблем, связанных с возможным загрязнением атмосферного воздуха продуктами сгорания вблизи отапливаемых объектов.

Область использования горячих газов ограничена отопительными печами, газовыми калориферами и другими подобными местными отопительными установками.

В отличие от горячих газов вода, воздух и пар используются многократно в режиме циркуляции и без загрязнения окружающей здание среды.

Пар является легкоподвижной средой со сравнительно малой плотностью. Температура и плотность пара зависят от давления. Пар значительно изменяет объем и энтальпию при фазовом превращении.

Воздух также является легкоподвижной средой со сравнительно малыми вязкостью, плотностью и теплоемкостью, изменяющей плотность и объем в зависимости от температуры.

Сравним эти три теплоносителя по показателям, важным для выполнения требований, предъявляемых к системе отопления.

Применение в системах отопления горячей воды также позволяет поддерживать равномерную температуру помещений, что достигается регулированием температуры, подаваемой в отопительные приборы воды. При таком регулировании температура помещений все же может несколько отклоняться от заданной (на 1 -2 °С) вследствие тепловой инерции масс воды, труб и приборов.

При использовании пара температура помещений неравномерна, что противоречит гигиеническим требованиям. Неравномерность температуры возникает из-за несоответствия теплопередачи приборов при неизменной температуре пара (при постоянном давлении) изменяющимся теплопотерям помещения в течение отопительного сезона. В связи с этим приходится уменьшать количество подаваемого в приборы пара и даже периодически отключать их во избежание перегревания помещений при уменьшении их теплопотерь.

При использовании пара в качестве теплоносителя температура поверхности большинства отопительных приборов и труб постоянна и близка или выше 100 °С, т.е. Превышает гигиенический предел. При отоплении горячей водой средняя температура нагретых поверхностей, как правило, ниже, чем при применении пара. Кроме того, температуру воды в системе отопления понижают для снижения теплопередачи приборов при уменьшении теплопотерь помещений. Поэтому при теплоносителе воде средняя температура поверхности приборов в течение отопительного сезона практически не превышает гигиенического предела.

Важным экономическим показателем при применении различных теплоносителей является расход металла на теплопроводы и отопительные приборы.

При использовании воды обеспечивается достаточно равномерная температура помещений, можно ограничить температуру поверхности отопительных приборов, сокращается по сравнению с другими теплоносителями площадь поперечного сечения труб, достигается бесшумность движения в теплопроводах. Недостатками применения воды являются значительный расход металла и большое гидростатическое давление в системах. Тепловая инерция воды замедляет регулирование теплопередачи приборов.

При использовании пара сравнительно сокращается расход металла за счет уменьшения площади приборов и поперечного сечения конденсатопроводов, достигается быстрое прогревание приборов и отапливаемых помещений. Гидростатическое давление пара в вертикальных трубах по сравнению с водой минимально. Однако пар как теплоноситель не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, его температура высока и постоянна при данном давлении, что затрудняет регулирование теплопередачи приборов, движение его в трубах сопровождается шумом.

При использовании воздуха можно обеспечить быстрое изменение или равномерность температуры помещений, избежать установки отопительных приборов, совмещать отопление с вентиляцией помещений, достигать бесшумности его движения в воздуховодах и каналах. Недостатками являются его малая теплоаккумулирующая способность, значительные площадь поперечного сечения и расход металла на воздуховоды, относительно большое понижение температуры по их длине.

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 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 системе (рисунок 3, 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 (рисунок 3, б) используется насос с электрическим приводом для создания разности давления, вызывающей циркуляцию, и в системе создается вынужденное движение воды.

По температуре теплоносителя различаются системы низкотемпературные с предельной температурой горячей воды ниже 70 °С, среднетемпературные от 70 до 100 °С и высокотемпературные выше 100 °С. 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.

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 движение 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 (рисунок 4, а) или центральным (рисунок 4, б)

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). Холодный воздух подводится к калориферу по обратному (рециркуляционному) воздуховоду. Горячий воздух от калорифера перемещается вентилятором в обогреваемые помещения по подающим воздуховодам.

Нормативы должен знать каждый: параметры теплоносителя системы отопления многоквартирного дома

Жители многоквартирных домов в холодное время года чаще доверяют поддержание температуры в комнатах уже установленным батареям центрального отопления.

В этом преимущество городских многоэтажек перед частным сектором — с середины октября и до конца апреля коммунальные службы заботятся о постоянном обогреве жилых помещений. Но не всегда их работа безупречна.

Многие сталкивались с недостаточно горячими трубами в зимние морозы, и с настоящей тепловой атакой весной. На самом деле, оптимальная температура квартиры в разное время года определена централизованно, и должна соответствовать принятому ГОСТу.

Нормативы отопления ПП РФ № 354 от 06.05.2011 и ГОСТ

6 мая 2011 года было издано Правительственное Постановление, которое действует по сей день. Согласно ему, отопительный сезон зависит не столько от времени года, сколько от температуры воздуха на улице.

Центральное отопление начинает работать при условии, что внешний термометр показывает отметку ниже 8 °C, и похолодание длится не менее пяти суток.

На шестой день трубы уже начинают обогрев помещений. Если в течение указанного времени наступило потепление, отопительный сезон откладывается. Во всех частях страны, батареи радуют своим теплом с середины осени и поддерживают комфортную температуру до конца апреля.

Если морозы наступили, а трубы остаются холодными, это может быть результатом неполадок в системе. В случае глобальной поломки или незавершённых ремонтных работ придётся воспользоваться дополнительным обогревателем, пока неисправность не будет устранена.

Если проблема заключается в заполнивших батареи воздушных пробках, то обращаются в эксплуатирующую компанию. В течение суток после подачи заявки приедет закреплённый за домом сантехник и «продует» проблемный участок.

Стандарт и нормы допустимых значений температуры воздуха прописаны в документе «ГОСТ Р 51617-200. Жилищно-коммунальные услуги. Общие технические сведения». Диапазон прогрева воздуха в квартире может варьироваться от 10 до 25 °C, в зависимости от назначения каждого отапливаемого помещения.

Жилые комнаты, к которым относятся гостиные, спальни кабинеты и подобные, должны быть нагреты до 22 °C. Возможно колебание этой отметки до 20 °C, особенно в холодных угловых помещениях. Максимальное значение термометра не должно превышать 24 °C.

Оптимальной считается температура от 19 до 21 °C, но допускается охлаждение зоны до 18 °C или интенсивный нагрев до 26 °C.

Туалет повторяет температурный диапазон кухни. Но, ванная комната, или смежный санузел, считаются помещениями с повышенным уровнем влажности. Прогреваться эта часть квартиры может до 26 °C, а охлаждаться до 18 °C. Хотя, даже при оптимально допустимом значении в 20 °C использовать ванну по назначению неуютно.
Комфортным диапазоном температуры для коридоров считается 18–20 °C. Но, уменьшение отметки до 16 °C признано вполне терпимым.
Показатели в кладовых могут быть ещё ниже. Хотя оптимальные пределы — от 16 до 18 °C, отметки 12 или 22 °C не выходят за границы нормы.
Войдя в подъезд, жилец дома может рассчитывать на температуру воздуха не ниже 16 °C.
В лифте человек находится совсем недолго, отсюда и оптимальная температура всего в 5 °C.
Самые холодные места многоэтажки — подвал и чердак. Температура здесь может понижаться до 4 °C.

Тепло в доме зависит и от времени суток. Официально признано, что во сне человек нуждается в меньшем количестве тепла. Исходя из этого, понижение температуры в комнатах на 3 градуса с 00.00 часов до 05.00 утра не считается нарушением.

Читайте также: