Система отопления: классификация, оборудование и материалы, этапы работ (2 часть)

Читайте также:

1 часть статьи "Система отопления: особенности проектирования и строительства, используемые нормативы"

Классификация систем обогрева по способу теплопередачи

Здесь различают конвективное и лучистое отопление. В первом случае усредненная температура поверхностей в помещении ниже, чем температура воздуха. Лучистое отопление работает наоборот, что лучше сказывается на самочувствии людей, находящихся внутри обслуживаемого здания. 

Классификация систем обогрева по расположению ключевых рабочих элементов

Сюда входят местные и центральные системы отопления. Первый тип отличается тем, что все элементы расположены внутри одной установки, отвечающей за получение, перенос и передачу тепловой энергии в обслуживаемое помещение. 

Если местные системы отопления используются, как правило, для обогрева одного объекта, то аналоги центрального типа обеспечивают теплом целую группу зданий, сооружений, цехов и кабинетов. Такие коммуникации отличаются наличием единого теплового центра с теплообменником или теплогенератором. Этот элемент может находиться как внутри обслуживаемого здания (тепловой пункт), так и вне его (котельные, ТЭЦ).

Проект лучистого отопления

От теплового центра расходятся теплопроводы. Они бывают магистральными (для подачи горячего теплоносителя) и обратными (для отвода отработанной остывшей рабочей среды). Теплопроводы связаны с отопительными приборами внутри помещений стояками (вертикальными трубами и каналами), а также ветвями (горизонтальными трубами и каналами). 

Классификация систем обогрева по виду теплоносителя

Рабочая среда бывает первичной (нагревает ту, что отправляется по теплопроводам) и вторичной или основной (отправляется по теплопроводам в приборы отопления). 

По виду главного теплоносителя системы искусственного обогрева бывают:

• Паровыми
• Водяными
• Газовыми
• Воздушными

В роли первичного теплоносителя выступают те же среды. Если, например, горячей водой нагревается вторичная вода, отправляемая по магистральным теплопроводам, то такая система будет называться водоводяной. Аналогичным образом существуют пароводяные, водовоздушные, газовоздушные и прочие разновидности отопительных коммуникаций.

Каждый из возможных теплоносителей имеет свои преимущества и недостатки. Например, вода обеспечит следующие плюсы:

• Равномерное распределение температуры

• Сокращение площади поперечного сечения труб

• Бесшумность работы

В то же время использование такого теплоносителя становится причиной образования высокого гидростатического давления внутри системы и приводит к повышению сложности регулирования теплопередачи. Этих недостатков лишен пар, но он не соответствует санитарно-гигиеническим требованиям, установленным для жилых помещений, а его движение сопровождается ощутимым шумом. Воздух, как и вода бесшумен, может перемещаться в разных системах и даже позволяет объединять отопление с вентиляцией, но он отличается низкой тепло энергоемкостью.

Классификация систем обогрева по способу создания циркуляции

Схема проекта местного отопления

Отопление может осуществляться с использованием естественной циркуляции (гравитационные системы) и с применением механического побуждения (насосные или вентиляционные системы). Первый тип более энергоэффективен, так как не требует ресурсов для обеспечения работы дополнительного оборудования. Гравитационные системы функционируют за счет изменения плотности некоторых видов теплоносителей под влиянием температуры, что и создает движение внутри теплопроводов.

Если в роли основной рабочей среды выступает пар, то классификация систем отопления осуществляется по способу возвращения отработанного конденсата. Он может направляться обратно самотеком или с помощью специального насоса.

Классификация систем обогрева по температуре теплоносителя

Здесь различают следующие типы:

1. Высокотемпературные (рабочая среда разогревается до +100 градусов и больше)

2. Среднетемпературные (теплоноситель разогрет в пределах +70-100 градусов)

3. Низкотемпературные (температура рабочей среды ниже +70 градусов)

Максимальный уровень температуры ограничен пределом +150 градусов. Если речь идет о паре, то в отношении данного вида теплоносителя более актуальна классификация по уровню давления. Так, системы парового отопления бывают низкого, высокого давления, субатмосферными и вакуум-паровыми. 

Используемое оборудование и материалы

Расходы на организацию системы отопления, а также ее рабочие параметры зависят от того, насколько правильно подобраны внедряемые технологические решения. Типовой набор отопительного оборудования включает в себя следующие элементы:

1. Котлы и котельные

2. Радиаторы

3. Коллекторы

4. Трубы

5. Запорная арматура

6. Приборы учета

Каждый из компонентов подбирается на основе индивидуальных требований, предъявляемых к конкретному проекту. 

Котлы и котельные

При выборе подходящей разновидности технологического оборудования учитывается вид используемого топлива, проектная мощность, наличие резервных агрегатов. Не последнюю роль играет и способ генерации рабочей среды (в бойлере или по проточному принципу), а также наличие возможностей для интеграции разных систем автоматики.

Радиаторы

Выбор отопительных приборов осуществляется с учетом следующих параметров системы обогрева:

• Способ прокладки и теплоизоляции труб

• Предполагаемые режимы работы

• Схема расположения отдельных компонентов (коллекторно-лучевая, двухтрубная)

• Способ циркуляции теплоносителя

• Температура прогрева рабочей среды

Радиаторы могут быть секционными и панельным, напольными или настенными. В некоторых случаях наиболее рационально использовать встраиваемые конвекторы.

Коллекторы

Включение в систему обогрева данных элементов позволяет увеличивать ее производительность, не рискуя при этом ее надежностью и долговечностью. Коллекторы распределяют потоки теплоносителя, а значит, выравнивают уровень давления. Они бывают латунными (наиболее бюджетный вариант) и нержавеющими (подходят для крупных систем, так как выдерживают даже экстремальные нагрузки).  

Трубы

Теплопроводы различаются материалом изготовления, расположением запорных и фильтрующих элементов. При выборе подходящего технологического решения учитывается не только мощность системы обогрева и тип используемой рабочей среды, но и возможность ее химической очистки, особенности расположения теплового центра (котельной), предпочитаемый способ прокладки трубопровода.

Запорная арматура

Отвечает за своевременную подачу теплоносителя и размыкание отопительного контура. Позволяет повышать энергоэффективность системы. 

Запорная арматура включает в себя:

• Клапаны

• Задвижки

• Игольчатые вентили

• Шаровые краны

Доступные устройства различаются по типу исполнения, материалу основы. Их главная задача ― плавная регулировка объема теплоносителя на конкретном участке, защита от последствий гидроударов, возможность монтажа радиаторов без слива теплоносителя.

Приборы учета

Они помогают фиксировать расход тепловой энергии. Это важно при планировании затрат и выборе методов их оптимизации. 

Этапы работ

Пример проекта отопления промышленного здания

Организация системы отопления ― сложный многоступенчатый процесс, требующий хорошей профессиональной подготовки. Все работы можно разделить на 3 ключевых этапа:

1. Проектирование

2. Монтаж

3. Гарантийное и постгарантийное обслуживание

Каждый шаг подразумевает целый комплекс процедур, проводимых с соблюдением принципов качества, надежности и экономичности.

Все без исключения проекты требует индивидуального подхода, тщательной проверки не только исходного сырья и поставляемого оборудования, но и соблюдения всех технологических нюансов, правильной последовательности действий. Столь внимательное и скрупулезное отношение к деталям ― один из основополагающих принципов работы "Авитек Инжиниринг".

За счет этого компании удается гарантировать безупречное качество готового результата независимо от масштабов и сложности проекта, что и сделало ее одним из лидеров рынка в области разработки, строительства и технического обслуживания инженерных систем.

Проектирование

Этот этап является основой беспроблемной эксплуатации будущей системы отопления, гарантией ее стабильного функционирования и исправности в течение долгого срока службы. Если проект выполнен со знанием дела, то вам не придется переплачивать за отопление, да и недостатка тепла никогда не будет. Вместе с этим вы сэкономите на обслуживании системы, которая будет работать без сбоев и аварий, а также сведете к минимуму число простоев предприятия из-за поломок оборудования.

Состав проектной документации может изменяться в зависимости от требований конкретного технического задания, типа и целевого назначения обслуживаемого объекта. Вместе с этим есть основная структура, которая имеет общепринятый вид. Состав проектной документации регламентирован Постановлением Правительства России № 87. Согласно ему, на начальном этапе должна быть разработана как проектная, так и рабочая документация. Каждая из этих частей сопровождается пояснительными записками, теплотехническими расчетами, схемами расположения разных элементов. 

Проектирование часто отнимает много времени, так как требует проведения большого количества работ, которые можно поделить на следующие этапы:

1. Сбор и анализ информации

2. Выполнение технических расчетов

3. Составление эскизного проекта

4. Согласование выбранных технологических решений с заказчиком

5. Окончательное оформление проектной документации согласно требованиям ГОСТ 21-602.2003

6. Подготовка технико-экономического обоснования проекта

В ходе разработки проекта не только  выбирается тип системы обогрева и место размещения ее ключевых элементов, но и устанавливается перечень используемых материалов. Когда все процедуры выполнены и их результат согласован с заинтересованными сторонами, можно приступать к работам по установке системы отопления.

Монтаж

Строительство системы отопления также выполняется поэтапно. Нарушать последовательность шагов нельзя, так как это увеличит сроки завершения проекта и приведет к ошибкам, устранить которые будет весьма накладно. Понесенные дополнительные финансовые затраты увеличат бюджет строительства, что затруднит реализацию намеченных планов.

Монтаж отопительных систем осуществляется по следующему алгоритму:

1. Закупка материалов и оборудования. Их доставка на место проведения работ, проверка комплектности

2. Установка оборудования котельной. Работы выполняются с учетом требований пожарной безопасности и согласованной проектной документации

3. Монтаж трубопроводов, установка радиаторов. На этом этапе также устанавливается запорная арматура

4. Пусконаладочные работы. Если в ходе проверок обнаружены недочеты, они корректируются, а система тестируется повторно

По итогу пройденных испытаний установленное оборудование вводится в эксплуатацию. С этого момента система обогрева считается полностью готовой к автономной работе. 

Монтаж наружных сетей отопления

Гарантийное и постгарантийное обслуживание

Работы с отопительной системой не заканчиваются ее вводом в эксплуатацию. В последствии нужно регулярно выполнять ряд процедур, от качества и своевременности которых зависит срок службы оборудования, его надежность и эффективность. К числу таких работ относятся:

• Плановая подготовка системы к отопительному сезону

• Устранение течей, замена водозапорной арматуры, отопительных приборов

• Промывка системы и ее балансировка

• Перенос радиаторов отопления

• Промывка теплообменников

Стоимость обслуживания зависит от типа системы, ее площади, конфигурации и особенностей входящего в состав оборудования. 

Заключение

В первой и второй части статьи мы рассмотрели особенности разных систем отопления, используемых материалов и оборудования, рассказали о том, на какие нормативные документы опираться при подготовке проекта, какого алгоритма придерживаться для выполнения всех работ. Конечно, одной теоретической подготовки для успешного строительства инженерных коммуникаций недостаточно. Вместе с ней нужен богатый практический опыт. Такой есть у сотрудников компании "Авитек Инжиниринг", которые могут не просто спроектировать систему отопления, но и способны попутно оптимизировать ее протяженность, разработать комплекс мер по предотвращению преждевременного выхода из строя используемого технологического оборудования. Это сделает эксплуатации объекта максимально удобной, а затраты на его обслуживание существенно сократит.

Библиография

1. Сканави, Александр Николаевич Отопление: Учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению «Строительство»
   
2. Коммунальная гигиена. Раздел "Отопление жилых и общественных зданий. Основные виды и системы и их гигиеническая характеристика."
3. Р НОСТРОЙ 2.15.4-2011 Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Рекомендации по испытанию и наладке систем отопления, теплоснабжения и холодоснабжения
   
4. ГОСТ Р 53630-2009 Трубы напорные многослойные для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия
   
5. ГОСТ 31168-2003 Здания жилые. Метод определения удельного потребления тепловой энергии на отопление
   
6. Постановление правительства РФ О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию (с изменениями на 1 декабря 2021 года)
7. СП 60.13330.2020 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха
   
8. СП 131.13330.2020 Строительная климатология
   
9. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий 
   
10. СП 7.13130.2013 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности
    
11. СП 73.13330.2016 Внутренние санитарно-технические системы зданий
    
12. ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях
    
13. ГОСТ 21.602-2016 Правила выполнения рабочей документации систем отопления, вентиляции и кондиционирования
    
14. "Проектирование систем отопления и вентиляции зданий" Авторы: А.А. Балашов, Н.Ю. Полунина, В.А. Ивановский, Д.С. Кацуба