Классификация систем теплоснабжения МКД по расположению источника тепла
По месту расположения источника тепловой энергии системы теплоснабжения делятся на
· Централизованные;
· Местные децентрализованные;
· Индивидуальные децентрализованные.
Централизованные системы теплоснабжения
В подобных системах теплоснабжения источником тепла могут быть:
· ТЭЦ (теплоэнергоцентрали);
· Котельные, работающие для одного или нескольких зданий.
Рис. 1. Принципиальная схема централизованной системы теплоснабжения
Контроль потребленной тепловой энергии в централизованной системе теплоснабжения производится с помощью узла учёта, который установлен на границе балансовой принадлежности тепловой сети. Часто для МКД граница расположена на вводе сети в дом.
Централизованная система теплоснабжения включает в себя:
· Трубопроводы отопления и ГВС (полимерные или металлические);
· Запорную и запорно-регулирующую арматуры;
· Отопительные приборы: радиаторы, конвекторы, регистры;
· Теплоизоляцию трубопроводов;
· Фильтры, грязевики, манометры, термометры;
· Узлы управления системой отопления и ГВС;
· Теплообменное оборудование;
· Насосное оборудование;
· Расширительные баки необходимого объема;
· Предохранительные клапаны;
· Различные датчики;
· Узел учета тепловой энергии;
· Систему подпитки и очистки воды;
· Щиты автоматики и электрические щиты.
Местные децентрализованные системы теплоснабжения
В данном типе систем теплоснабжение каждого здания происходит от отдельного источника – котельной.
Рис. 2. Принципиальная схема местной децентрализованная система теплоснабжения
В местной децентрализованной системе теплоснабжения узел учета на вводе в дом не устанавливается. Вместо него устанавливают узел учета потребленного газа на весь дом целиком.
Такая система состоит из двух частей:
· Инженерной системы здания (систем отопления и ГВС);
· Оборудования в котельной.
В состав инженерной системы дома входят:
· Трубопроводы отопления и горячего водоснабжения;
· Запорная и запорно-регулирующая арматуры;
· Отопительные приборы: радиаторы, конвекторы, регистры;
· Теплоизоляция трубопроводов;
· Фильтры, гидрострелки, грязевики, манометры, термометры;
· Узлы управления системой отопления и ГВС;
· Теплообменное оборудование;
· Насосное оборудование.
В состав оборудования котельной входят:
· Котел или группа котлов;
· Дымоход;
· Насосное оборудование;
· Расширительные баки необходимого объема;
· Предохранительные клапаны;
· Контрольно-измерительные приборы: манометры, термометры;
· Различные датчики;
· Узел учета газа;
· Система подпитки и очистки воды;
· Щиты автоматики и электрические щиты;
· Газовые трубопроводы и оборудование;
· Системы сигнализации и защиты.
Индивидуальные децентрализованные системы теплоснабжения
В индивидуальных децентрализованных системах теплоснабжения помещения или группа помещений (квартир) снабжаются теплом от отдельного источника – чаще всего котла. При этом узел учета потребленного газа устанавливается в каждой квартире.
Рис. 3. Принципиальная схема индивидуальной децентрализованной системы теплоснабжения
Индивидуальная децентрализованная система теплоснабжения состоит из:
· Настенного котла (газового или электрического);
· Полимерных (из полипропилена или металлопластика) или стальных трубопроводов;
· Отопительных приборов (радиаторов, конвекторов, регистров) с запорно-регулирующей арматурой;
· Теплоизоляции.
Характеристики узла и особенности работы
По схемам можно понять, что элеватор в системе нужен для охлаждения перегретого теплоносителя. В некоторых конструкциях присутствует элеватор, который может и нагревать воду. Особенно такая система отопления актуальна в холодных регионах. Элеватор в этой системе запускается только тогда, когда остывшая жидкость смешивается с горячей водой, поступающей из подающей трубы.
Схема. Под номером «1» обозначена подающая линия тепловой сети. 2 – это обратная линия сети. Под цифрой «3» обозначен элеватор, 4 — регулятор расхода, 5 – местная система отопления.
По этой схеме можно понять, что узел значительно повышает эффективность работы всей системы отопления в доме. Он работает одновременно как циркуляционный насос и смеситель. Что касается стоимости, то обойдется узел достаточно дешево, особенно тот вариант, который работает без электроэнергии.
Но любая система имеет и недостатки, коллекторный узел не стал исключением:
- Для каждого элемента элеватора нужны отдельные расчеты.
- Перепады компрессии не должны превышать 0,8-2 Бар.
- Отсутствие возможности контролировать высокую температуру.
Типы радиаторов для обогрева многоквартирных домов
В многоэтажных домах нет единого правила, позволяющего использовать конкретный вид радиатора, поэтому выбор особо не ограничивается. Схема отопления многоэтажного дома довольно универсальна и имеет хороший баланс между температурой и давлением.
К основным моделям радиаторов, используемых в квартирах, можно отнести следующие устройства:
- Чугунные батареи. Нередко используются даже в самых современных зданиях. Дешево стоят и очень легко монтируются: как правило, установкой данного типа радиаторов владельцы квартир занимаются самостоятельно.
- Стальные отопители. Этот вариант является логичным продолжением разработок новых отопительных приборов. Будучи более современными, стальные панели отопления демонстрируют хорошие эстетические качества, довольно надежны и практичны. Очень хорошо сочетаются с регулирующими элементами отопительной системы. Специалисты сходятся во мнении, что именно стальные батареи можно назвать оптимальными при использовании в квартирах.
- Алюминиевые и биметаллические батареи. Изделия, изготовленные из алюминия, очень ценятся владельцами частных домов и квартир. Алюминиевые батареи имеют самые лучшие показатели, если сравнивать с предыдущими вариантами: отличные внешние данные, небольшой вес и компактность отлично сочетаются с высокими эксплуатационными характеристиками. Единственный минус этих устройств, который нередко отпугивает покупателей – высокая стоимость. Тем не менее, специалисты не рекомендуют экономить на отоплении и считают, что такое вложение окупится довольно быстро.
Заключение
Правильный выбор батарей для централизованной системы отопления зависит от рабочих показателей, которые присущи теплоносителю в данном районе. Зная скорость остывания теплоносителя и тем его движения, можно рассчитать необходимое количество секций радиатора, его размеры и материал. Не стоит забывать и о том, что при замене отопительных приборов необходимо проследить за соблюдением всех правил, поскольку их нарушение может привести к возникновению дефектов в системе, и тогда отопление в стене панельного дома не будет выполнять свои функции (прочитайте: «Трубы отопления в стене «).
Выполнять ремонтные работы в отопительной системе многоквартирного дома самостоятельно также не рекомендуется, особенно в том случае, если это отопление в стенах панельного дома: практика показывает, что жильцы домов, не имея соответствующих знаний, способны выбросить важный элемент системы, посчитав его ненужным. Централизованные системы отопления демонстрируют хорошие качества, но их нужно постоянно поддерживать в рабочем состоянии, а для этого нужно следить за многими показателями, включая теплоизоляцию, износ оборудования и регулярной замены отработавших свое элементов.
Вертикальные однотрубные системы с верхней разводкой
Схемы с верхней разводкой характеризуются большой гидравлической устойчивостью и применяются в зданиях с количеством этажей от 4 до 9 и более. Они могут использоваться как с проточными стояками, так и с обходными участками (осевыми или смещенными), с односторонним (схема 1) или двусторонним (схема 2) присоединением приборов к стояку.
В таких системах основная магистраль проходит на чердаке или верхнем этаже, а к ней подключаются вертикальные стояки отопления.
Данная схема доставляет теплоноситель в последующие по ходу движения приборы со сниженной температурой. В зависимости от способа подключения (проточный или с байпасом) в нижерасположенных приборах температура воды будет больше или меньше отличаться от температуры в верхних радиаторах. Поэтому в последних на стояке приборах отопления понадобится больше секций, чтобы добиться требуемой теплоотдачи.
Видеоролик о вертикальной однотрубной системе с верхней разводкой (вертикальной ленинградке) в многоэтажном доме.
На третьей схеме представлена система с «опрокинутой» циркуляцией. Они применяются в зданиях повышенной этажности (10 этажей и более). Стояки в таких системах могут быть проточными или со смещенными обходными участками (осевые обходные участки не применяются). Присоединение приборов к стояку может быть односторонним и двусторонним.
В системах с опрокинутой циркуляцией не рекомендуется применять колончатые стальные и чугунные радиаторы.
Однотрубная система отопления с верхней разводкой в двухэтажном доме
В такой системе горячая вода подается к приборам двух этажей по одной подающей трубе, а охлажденная в приборах вода отводится общей обратной трубой.
На схеме изображена однотрубная (хотя, её уже можно назвать комбинированной) система отопления двухэтажного дома, с верхней разводкой, с двусторонним и односторонним подключением приборов, с естественной циркуляцией теплоносителя и открытым расширительным баком. Данную схему можно реализовать и с закрытым расширительным баком и принудительной циркуляцией. Бачек можно будет расположить поближе к котлу, а насос поставить после объединения обратных линий.
Однотрубные системы характеризуются простотой и экономичностью при монтаже, затраты на их содержание также меньше.
Для жилых зданий однотрубная система отопления с верхней разводкой более целесообразна, чем система с нижней разводкой.
Устройство и принцип работы централизованного отопления многоквартирного дома
Теперь разберемся в устройстве отопления в многоквартирном доме. Поскольку каждое здание подключается к общей теплосети, на трубопроводах подачи в дом устанавливаются задвижки. От одной подающей трубы может питаться 1-2 тепловых узла. После задвижек следуют грязевики. В них оседают различные примеси и соли металлов, образующиеся в трубопроводе при контакте с нагретой водой. Грязевики продлевают срок службы отопительных сетей.
После них идет врезка труб горячего водоснабжения. Одна труба установлена на подающем трубопроводе, а другая – на трубе с обраткой. Поскольку температура теплоносителя в трубах подачи может доходить до 130°С, в холодное время года горячая вода берется из обратки, где теплоноситель не горячее 70 градусов. В теплый сезон ГВС переключается на забор с труб подачи.
После врезки ГВС следует главный элемент системы – элеваторный узел. Здесь перегретый теплоноситель охлаждается до требуемой температуры. Узел состоит из стального корпуса с соплом внутри, которое предназначено для подачи воды, идущей с ТЭЦ, с меньшим давлением, но более высокой скоростью. Это способствует подсосу теплоносителя из обратки. За счет смешивания горячей и охлажденной воды достигается оптимальная температура жидкости.
После элеватора следуют задвижки, которые отвечают за отключение отдельных подъездов или всей постройки от системы отопления. Летом эти задвижки закрыты, а в отопительный сезон их открывают. За задвижками устанавливаются спускные краны. Они предназначены для слива теплоносителя из сетей дома или для их заполнения водой после ремонта. Иногда этот вентиль соединяется с сетями холодного водоснабжения. На входе в дом или отдельные подъезды обязательно устанавливается тепловой счетчик.
Розливы и стояки
В многоквартирных домах чаще используется однотрубная разводка с верхней или нижней подачей теплоносителя в отопительные приборы. Трубопроводы подачи и обратки могут разводиться в подвале либо подающие трубы монтируют на чердаке (техэтаже), а обратка прокладывается в подвале.
Вертикальные стояки бывают следующих типов:
- с встречным движением теплового носителя снизу вверх;
- с попутным током теплоносителя;
- вода движется сверху вниз.
При реализации схемы с нижней подачей пары стояков соединяются перемычками. Эти перемычки устанавливаются в квартирах на верхнем этаже или на чердаке. В самой верхней точке соединяющей перемычки устанавливается воздухоотводчик, например, кран Маевского. Главный минус такого варианта в завоздушивании системы после каждого слива носителя. Поэтому приходится спускать воздух на каждой перемычке.
При верхней подаче на техэтаже дома монтируется расширительный бак с воздухоотводчиком, а также вентили для отключения каждого стояка. Если при прокладке разводки обеспечить правильный уклон, то теплоноситель можно быстро сливать.
Однако такая схема имеет насколько нюансов:
- Когда вода движется вниз, температура отдельных приборов постепенно уменьшается. Для компенсации теплопотерь увеличивают количество секций на нижних этажах либо применяют конвекторы большей площади.
- При запуске системы нужно на короткое время открывать воздухоотводчик на расширительном баке.
- Для слива теплоносителя с определенного стояка нужно перекрыть этот стояк на техэтаже, а потом перекрыть соответствующий вентиль в подвальном помещении. Только после этого можно сливать воду.
Внутридомовое тепловое оборудование
Схемы разводки труб при центральном отоплении
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.
Возможна замена радиаторов центральном отоплении с чугунных на биметаллические
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.
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
Перепад давления
Чтобы отопительная система нормально выполняла свои функции, перепад давлений, представляющий собой разность между его величинами на подаче и обратке, должен быть определенной и постоянной величины. В числовом выражении он должен быть в пределах от 0,1 до 0,2 МПа.
Отклонение параметра в меньшую сторону свидетельствует о сбое в циркуляции теплоносителя по трубам. Колебание в сторону увеличения показателя — о завоздушивании отопительной системы.
В любом случае нужно искать причину изменения, иначе отдельные элементы могут выйти со строя.
Если давление упало, то проверяют на наличие утечек: отключают насос и наблюдают изменения статического давления. Если оно продолжает снижаться, то ищут место повреждения путем последовательного выведения из схемы разных участков.
В случае, когда статический напор не меняется, то причина кроется в неисправности оборудования.
Стабильность перепада рабочего давления изначально зависит от проектировщиков, от выполненных ими расчетов по гидравлике, а затем правильного монтажа магистрали. Нормально функционирует отопления многоэтажки, при монтаже которого учтены следующие моменты:
- Подающий трубопровод, за редким исключением, находится вверху, обратный внизу.
- Разливы выполнены из труб сечение от 50 до 80 мм, а стояки и подвод к батареям — от 20 до 25 мм.
- В отопительную систему в байпасную линию насоса или перемычку, соединяющую подачу и обратку врезаны регуляторы, гарантирующие, что даже при резких перепадах давления завоздушивание не появится.
- В схеме теплоснабжения присутствует запорная арматура.
Идеальных условий эксплуатации отопительной системы не существует. Всегда есть потери, снижающие показатели давления, но все же они не должны выходить за пределы регламентированными Строительными нормами и правилами РФ СНиП 41-01-2003.
Понятие нормы отопления может быть совершенно разным для двух ситуаций: когда квартира отапливается централизованно, и когда в доме установлено и функционирует автономное отопление.
Централизованное отопление в квартире
О централизованной системе отопления и схемах его реализации
ЦСО (центральная система отопления многоэтажного дома) никогда не отличалась особой эффективностью – по пути к потребителю и сейчас теряется до 30% тепла, которое потребителем же и оплачивается. Поэтому многие владельца квартир отказываются от ЦСО в пользу автономной системы ввиду ее бо́льшей эффективности и экономичности. Но как работает централизованный обогрев квартир, и можно ли его улучшить?
Система разводки труб по дому схематично очень сложная, плюс подвод труб в жилой дом, и распределение тепла по районам. Только в одном отдельно взятом доме в схему включаются сотни вентилей, кранов, сливов, фитингов, распределителей и фланцев, которые работают на центральное оборудование – элеваторный узел, регулирующий раздачу тепла по дому.Элеваторный узел
Схемы подачи теплоносителя в отдельную квартиру с элеваторного узла бывают разными. Так, схема с нижним разливом использует принцип подачи теплоносителя по направлению снизу вверх. Те, кто живет в «брежневках», «хрущевках» и «сталинках», знают, как это работает.
В многоэтажном доме с такой схемой подачи теплоносителя подающая и обратная трубы монтируются по периметру дома, начиная с подвала, и выполняют роль перемычек между тепловыми магистралями. Такая схема представляет собой замкнутый цикл с началом и окончанием в подвале дома. Верхняя точка этой трубной разводки – самая высокая квартиры (квартиры) в доме.Общедомовой узел учета тепловой энергии
- Главный недостаток, от которого эта система отопления в многоквартирном доме так и не избавилась – обязательный спуск воздуха в самой верхней точке разводки при запуске системы. Для этого используют краны Маевского или обычные вентили. Если воздух не спустить, то воздушная пробка обязательно перекроет систему в какой-то произвольной точке, закрыв обогрев всему дому.
- Еще один минус схемы с нижним разливом – половина дома обогревается более горячими батареями (от трубы подачи теплоносителя), а вторая половина жильцов получает несколько охлажденный теплоноситель (бо́льшей частью – уже от обратки), и с этим ничего не поделаешь. Температурная разница особо заметна на нижних этажах дома.
Схема отопления с нижним разливом
Верхний розлив используется для более высоких домов, начиная с девятиэтажных зданий. Труба подачи теплоносителя не заходит в квартиры, а проводится на технический этаж – самый верхний, сразу после последнего жилого. На этом этаже размещается расширительная емкость, воздушный клапан и задвижки, при помощи которых отключаются нужные стояки в случае необходимости – ремонта или аварии. При организации схемы с верхним розливом тепло распределяется по квартирам равномернее, и раздача не зависит от того, на каком этаже и в каком подъезда находится квартира. Такая система отопления в многоквартирном доме схема которой представлена на рисунке ниже, является оптимальной для высотных домов.
Недостаток схемы один: после транспортировки по всем этажам многоквартирного многоэтажного дома теплоноситель до последней ветки раздачи тепла доходит остывшим, и увеличить теплоотдачу в квартире можно только увеличением количества секций в радиаторах по всей квартире.Схема отопления с нижним разливом
Регламент предоставления услуг центрального отопления многоквартирного дома оговаривает предельные значения температуры в квартире: во время отопительного сезона температура в жилых помещениях не должна быть меньше +20С, а в ванной или в совмещенном санузле +25С. Для кухни температурные порог меньше – до +18С, так как она практически всегда отапливается дополнительно – печью (газовой или электрической) для приготовления пищи.
Температурный график
Специалисты, работающие в этой сфере, утверждают, что центральное отопление в многоквартирном доме изживает себя, и наступает эра мини-котельных и автономных систем отопления. Но, пока это произойдет, приходится выбирать.
Преимущества и недостатки центрального отопления
К преимуществам централизованного отопления можно отнести следующее:
- Для подогрева теплового носителя разрешено использовать разные виды топлива, в том числе и недорогие.
- Надежность и долговечность централизованных отопительных сетей обеспечивается постоянным контролем над техническим состоянием всей системы и ее отдельных составляющих элементов.
- Используемое оборудование не вредит экологии. Оно отличается простотой эксплуатации.
Минусы центрального отопления связаны с его работой строго по расписанию. Из-за этого каждый пользователь не может самостоятельно включать и отключать отопление по желанию. В каждой отдельно взятой квартире не получится регулировать температуру нагрева отопительных приборов. Гидроудары и перепады давления являются еще одним недостатком такого обогрева. При транспортировке жидкости по магистральным трубопроводам и внутри дома теряется часть тепловой энергии. Для устройства системы понадобится дорогостоящее оборудование, будут существенные расходы на прокладку магистралей.
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
Принцип работы теплоэлектростанции
ТЭЦ и ГРЭС — чрезвычайно сложные сооружения, но принцип работы по нагреву теплоносителя понять нетрудно:
- Подготовленное топливо подается в котельную. Уголь обязательно размалывают, желательно до состояния пыли. Для сжигания в камеру сгорания насосами подаётся воздух.
- В котельной техническая вода в котлах доводится до состояния пара, который находится под высоким давлением.
- По трубопроводам пар подаётся на лопасти турбины, которая, вращаясь, вырабатывает электрическую энергию.
- После турбины остывший пар поступает в теплообменник, где отдаёт тепловую энергию воде для централизованной системы теплоснабжения.
- Остывший пар переходит в жидкую фазу, которую конденсатная установка очищает от паров и примесей.
- 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.
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.
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.
Загрузка...
