Монтаж двухтрубной системы отопления

Монтаж двухтрубной системы отопления

Введение

Строительное производство - одна из важных отраслей народного хозяйства, которая создает основные фонды, осуществляя строительство жилых и общественных зданий, промышленных предприятий, реконструкцию существующих заводов, фабрик, зданий и сооружений.

Санитарно-технические работы составляют значительную часть в общем объеме строительства промышленных, общественных и жилых зданий. В зданиях различного назначения устраивают системы центрального отопления, холодного и горячего водопровода, канализации, водостоков, газоснабжения, вентиляции, а в отдельных случаях кондиционирования воздуха.

Устройство системы центрального отопления обеспечивает поддержание требуемых температур воздуха в помещениях и повышает уровень комфорта.

На сегодняшний день невозможно представить себе жильё, не оборудованное системой отопления. Система отопления - непременная составляющая комфортной жизни. В настоящее время на рынке представлены несколько типов систем отопления, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы.

Действующие в настоящее время строительные нормы требуют установки у нагревательных приборов систем отопления термостатических клапанов, которые автоматически поддерживают в помещении постоянную, заданную потребителем, температуру. Это экономит до 20% тепла за счет использования теплопоступлений от солнечной радиации, бытовых и производственных тепловыделений. В связи с тем, что различные нормативные документы по-разному трактуют необходимость установки термостатов, современными системами можно условно назвать системы, оснащенные термостатами.

Наиболее широкое применение в строительстве нашли три типа водяных систем отопления: вертикальные однотрубные, вертикальные двухтрубные и горизонтальные двухтрубные поквартирные системы. Все эти типы систем широко применяются при проектировании в нашей организации. Анализ многолетней работы этих систем показывает, что каждая из этих систем обладает как своими достоинствами, так и своими, иногда неприемлемыми, недостатками. В тех или иных условиях строительства и эксплуатации диктующими становятся различные достоинства или недостатки систем.

В настоящее время практический интерес вызывает отопление и проектирование системы отопления, монтаж и наладка автономных закрытых насосных систем отопления жилых зданий с индивидуальным источником тепловой энергии (бытовая котельная), независимым насосом подачи теплоносителя к приборам отопления.

Такая система отопления позволяет наиболее полно использовать преимущества современного оборудования (котлы отопления, циркуляционные насосы, отопительные приборы, автоматика) и материалов (полимерные трубопроводы).

В данной курсовой работе рассмотрим двухтрубную систему отопления, которая последнее время становиться более распространенной.

I. Современные методы выполнения

Монтаж системы отопления является ответственным звеном в цепи построения современного дома, поскольку грамотно установленное отопление прослужит не один десяток лет, обеспечивая комфортный температурный режим помещения. Сама современная система отопления является целым комплексом отопительного оборудования и конструктивных элементов, использующихся для получения, переноса и сохранения тепла заданной температуры в отапливаемом помещении.

Производство работ, связанных с установкой отопления, требуют специальных профессиональных навыков и высокой квалификации лиц, их выполняющих, поскольку от качества монтажа отопления напрямую зависит срок бесперебойной и безремонтной службы системы отопления. Монтаж отопления помимо необходимых навыков требует также строжайшего соблюдения технологии монтажа и правил безопасности при производстве установки отопления.

1.1 Системы отопления

Назначение любой системы отопления передавать теплоту, вырабатываемую тепловым генератором в помещения, которые нужно обогревать. Система отопления это - взаимосвязанная совокупность устройств и элементов, предназначенная для нагрева воздуха в помещении до установленной температуры и поддержания её в заданных пределах в течение необходимого времени. Основными частями системы отопления являются тепловой генератор, теплопровод и отопительные приборы. Среда, которая осуществляет перенос теплоты от теплогенератора к отопительным приборам, называется теплоносителем. Теплоносителем могут служить жидкость, пар или воздух. Отсюда разделение систем отопления по виду теплоносителя - на жидкостные, паровые и воздушные. Для отопления индивидуальных жилых домов, как правило, выбирают системы жидкостного отопления. Теплоносителем в них служит вода или специальные незамерзающие жидкости - антифризы.

В последние годы в Украине всё большее распространение получают и системы воздушного отопления, хорошо известные в США и Канаде. Системы жидкостного отопления, в свою очередь различаются по способу движения в них теплоносителя и бывают двух типов: с естественной или гравитационной циркуляцией и с принудительной или насосной циркуляцией.

В системах с естественной циркуляцией, нагреваемый в котле теплоноситель, например, вода поднимается по вертикальной трубе - «подающему стояку». Подъём воды происходит потому, что горячая вода имеет меньший вес (точнее - меньшую плотность), чем холодная и как бы «всплывает» по стояку. Затем вода по трубе - «разводящей линии» поступает в вертикальные трубы - «горячие стояки» и через них - в отопительные приборы. В отопительных приборах горячая вода отдаёт часть своей теплоты, остывает и возвращается в котёл по трубе- «обратной линии». Так как плотность охлаждённой воды увеличилась, она своим весом вытесняет нагретую в котле воду в подающий стояк. В результате возникает непрерывное движение или циркуляция воды в системе отопления. Сила этой циркуляции или циркуляционное давление, зависит от разности температур горячей и «обратной» воды и от высоты расположения отопительного прибора относительно котла. (Второе обстоятельство объясняет, почему в системах водяного отопления с естественной циркуляцией, радиаторы на верхних этажах прогреваются лучше, чем на нижних). Для нормальной работы такой системы отопления требуется, чтобы циркуляционное давление было достаточным для преодоления сопротивлений, которые вода встречает в системе. Это достигается увеличением диаметра труб и созданием более простых по конфигурации схем трубной разводки. В современных жилых домах системы с естественной циркуляцией встречаются всё реже. Мало кому нравятся толстые трубы, с уклоном проложенные по стенам. Ограничиваются возможности архитектурных решений и планировки помещений здания. Такие системы плохо поддаются тепловой регулировке, в них невозможно применять многие современные материалы. Единственным неоспоримым достоинством систем с естественной циркуляцией является их электронезависимость. Если тепловой генератор не требует электричества для своей работы (а найти такие не трудно), то система отопления будет работать даже там, где электроснабжение отсутствует.

Системы отопления с принудительной циркуляцией лишены неудобств гравитационных систем отопления. В них перемещение теплоносителя производится специальными насосами, которые заставляют теплоноситель циркулировать по системе. Такие насосы называются циркуляционными и включаются в подающую или обратную магистраль системы отопления. Системы отопления с принудительной циркуляцией дают возможность отапливать здания любой сложности, оставляют простор для любых дизайнерских решений. Трубная разводка выполняется трубами малого диаметра и может быть скрыта в монолите полов и стен. Тепловое управление можно сделать очень гибким и дифференцированным по помещениям. Единственный недостаток систем этого типа - их электрозависимость.

Итак, системы отопления различаются по способу перемещения в них теплоносителя и бывают гравитационными и насосными. Рассмотрим далее, как системы отопления различаются по способу доставки теплоносителя к отопительным приборам. Имеются две схемы разводки - однотрубная и двухтрубная. При двухтрубной разводке теплоноситель проходит последовательно через все приборы, отдавая каждому часть своей теплоты. Каждый последующий прибор при этом будет холоднее предыдущего. Для того, чтобы сохранить необходимую теплоотдачу, каждый последующий прибор должен быть по размерам больше предыдущего. При двухтрубной разводке теплоноситель подаётся отдельно к каждому отопительному прибору от общей магистрали. Все приборы оказываются независимыми друг от друга и получают теплоноситель с одинаковой температурой. В обратную линию теплоноситель отводится тоже отдельно от каждого прибора. Достоинством однотрубной разводки является её дешевизна, т.к. расход труб, соединительных и фасонных изделий меньше, чем для двухтрубной. Недостатком - трудность, а часто и невозможность без дополнительных затрат обеспечить управление температурным режимом в отапливаемых помещениях; необходимость покупать отопительные приборы с большей теплоотдачей, следовательно более дорогие. Главное достоинство двухтрубной разводки - тепловая независимость отопительных приборов и возможность гибко управлять температурным режимом в каждом помещении. Оба вида разводки могут применяться как в системах с естественной циркуляцией, так и с принудительной.

Рассмотрим теперь структуру систем отопления. Любая система отопления состоит из пяти взаимосвязанных функциональных частей:

- тепловой генератор,

- трубная разводка или теплопроводы,

- отопительные приборы,

- устройства обеспечения безопасности,

- устройства управления тепловыми режимами или устройства климат -контроля.

В той или иной форме эти пять функциональных частей присутствуют в отопительных системах любой сложности и любого типа. Теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру: тепловой генератор, - трубопровод, - отопительный прибор, - тепловой генератор.

Тепловой генератор является главной частью системы отопления - её сердцем. Выбор теплового генератора зависит от задач, которые ставит заказчик и затрат, которые он готов понести для их решения. В любом случае, тепловая мощность генератора должна покрывать все планируемые потребности в тепловой энергии, а долговечность, надёжность и безопасность должны быть максимальными в рамках выбранной ценовой группы. Если тепловой генератор это - сердце системы отопления, то трубная разводка - её кровеносные сосуды. От правильно выбранных параметров их зависит снабжение теплом отопительных приборов. Основные требования к трубопроводам - минимальные теплопотери, минимальное гидравлическое сопротивление, хорошая герметичность соединений, высокая надёжность при предельных параметрах теплоносителя и, наконец, простота монтажа. Эти требования обеспечиваются выбором материала трубопроводов, технологией монтажа и правильным подбором всех элементов трубопроводов. Очевидно, любая система отопления нуждается в устройствах обеспечения безопасности. Все знают, что вода при нагревании расширяется. Если замкнутый объём, в котором находится вода, не даст ей расширится, она разорвёт даже очень прочные конструкции. Простейшим (и важнейшим!) устройством обеспечения безопасности системы отопления является расширительный бак. Он соединён с системой и принимает в себя излишний объём воды, предохраняя систему отопления от разрушительных последствий теплового расширения воды. В процессе эксплуатации может возникнуть ситуация, когда, в результате ошибочных действий человека или какой - либо поломки в системе начнётся неконтролируемый рост давления теплоносителя. На этот случай в системах отопления предусматривается предохранительный клапан. Если давление в системе превысит порог безопасности, клапан автоматически откроется, часть теплоносителя сбросится из системы, предохранив её от перегрузки.

Отопительные приборы - это та часть системы, на которую работает вся система отопления. Отопительные приборы отбирают у теплоносителя часть тепловой энергии и передают её воздуху отапливаемого помещения. Главной характеристикой отопительного прибора является его теплоотдача или тепловая мощность - количество тепла, отдаваемое прибором в окружающее пространство в единицу времени при определённой разнице температур теплоносителя на входе и выходе прибора - ?Т°. Чем меньше эта разница, тем меньше тепла он отдаёт в окружающее пространство и тем сильнее его реальная теплоотдача отличается от паспортной. Правильно подобранный отопительный прибор обеспечивает подачу в помещение такого количества тепла, которое необходимо для создания в нём комфортных условий. Большое множество типов, классов и видов отопительных приборов позволяют выбрать такой прибор, который наилучшим образом подходит для условий данного помещения.

Система отопления, как уже говорилось, должна поддерживать в помещениях заданную температуру, независимо от изменений температуры наружного воздуха. На практике это означает, что температура теплоносителя должна повышаться, когда на улице холодает и понижаться, когда теплеет. Соответственно, система отопления будет, при этом, передавать в помещение больше или меньше теплоты. Управление этим процессом осуществляют устройства климат - контроля, т.е. устройства автоматического управления тепловыми режимами. В простейшем случае это может быть устройство, которое выключает горелку, когда температура теплоносителя в котле станет выше заданной и выключает её, когда температура понизится до заданного предела. Это - управление по температуре теплоносителя или «по воде». Возможно управление «по воздуху» - горелка выключается, когда температура воздуха в помещении, где установлен датчик температуры становится выше заданной и наоборот. Такие устройства называются термостатами. Чем сложнее устройства климат - контроля, тем более точно они могут управлять тепловыми процессами в отапливаемых помещениях. Результатом будет повышенный комфорт и заметное, до 20 - 30% снижение расхода энергоносителя. Последнее особенно важно при использовании дорогих энергоносителей - дизтоплива или сжиженного газа.

Первый шаг - выбор котла и определение его главного параметра - тепловой мощности. Точный расчёт мощности может провести только специалист, однако оценочный расчёт не сложно сделать и самому. Считается, что для хорошо утеплённого дома при высоте потолков до 3 метров на отопление каждых 10 кв.м. общей площади требуется примерно 1 кВт мощности котла. Система горячего водоснабжения потребует увеличить эту величину на 20 - 25 %. Ранее я говорил, что падение давления газа в магистрали приводит к уменьшению мощности котла на 15 - 20 %. Следовательно, ещё и на эту величину нужно увеличить запас мощности котла.

1.2 Неизбежный переход на двухтрубную систему отопления

В свое время при проектировании отопительных систем была принята идея экономии металла и внесено предложение применять однотрубную систему теплоснабжения. Она была принята как типовое решение

Но возникла проблема, на которую долгое время не обращали внимания, как на «несущественную» по сравнению с «идеей экономии»: при такой системе радиаторы оказываются последовательно завязанными между собой и имеют разную температуру теплоносителя на входе и выходе. В тот период поквартирного и покомнатного регулирования не было, и во главу угла ставилась экономия не топлива, а металла.

Система однотрубного теплоснабжения имеет существенный недостаток: если установить регулирование на одном агрегате, то сразу же это скажется на всей последовательно соединенной цепочке. Лет тридцать назад пробовали создать регуляторы именно на такую систему, но они должны были обладать очень малым сопротивлением - и не прижились

Учитывая, что сегодня во главу угла ставятся экономия топлива, экономия тепла, комфортные условия, сейчас большинство проектных и строительных организаций перешло, несмотря на большую металлоемкость, на двухтрубную систему отопления зданий.

При этой системе параллельно идет прямая и обратная труба, и практически параллельно к ней подключается каждый радиатор. Таким образом, такая параллельная схема позволяет каждый отопительный агрегат регулировать по желаемой программе, с учетом температуры окружающей среды и заранее заданных параметров теплоносителя. При этом происходит значительная экономия топлива, что отвечает поставленным задачам энергосбережения.

Двухтрубная система отопления позволяет ставить комнатные регуляторы, температуру которых будет регулировать сам отопительный агрегат. Следовательно, необходимы различные регуляторы: монометрические, прямого действия и т. п. Гамма регуляторов, представленная на сегодняшний день, очень большая, и, безусловно, сегодня мы стараемся не только ставить двухтрубную систему, но и каждый отопительный агрегат оборудуем индивидуальным регулятором.

Это позволяет кроме общего регулирования учитывать индивидуальные факторы, влияющие на температуру каждого конкретного помещения, в том числе температуру окружающего воздуха, скорость и направление ветра, и освещенность солнцем. При централизованном регулировании невозможно учесть все эти факторы. Поэтому наиболее эффективным оказывается размещение регуляторов непосредственно в самом отапливаемом помещении, т.е. индивидуальное регулирование.

Сейчас начало широко применяться поквартирное отопление: прямо на квартиру ставится термоблок или отопительный агрегат, работающий на газовом топливе.

Это, по сути, тот же водогрей, но полностью автоматизированный, с программным управлением, он сразу и отапливается, и греет горячую воду, и имеет локальную разводку в пределах квартиры (горизонтальная разводка). Он является источником тепла, который дает сразу и отопление, и горячее водоснабжение.

Когда пойдет массовая реконструкция домов с однотрубными системами теплоснабжения, вероятно, будет принято решение об их переделе на двухтрубные системы как более современные, экономичные и комфортные.

1.3 Эффективность отопления двухтрубными системами

Широко применяемые в стране в прежние годы однотрубные системы отопления имеют ряд серьезных недостатков.

 Недогрев помещений нижних этажей при верхней разводке магистральных трубопроводов и, наоборот, перегрев верхних этажей (при этом, чем больше этажность, тем больше разница температур отапливаемых помещений). Это приводит к необходимости установки на нижних этажах большего количества нагревательных приборов (не только под окнами, но и у стен), что соответственно изменяет ценовую характеристику этих этажей.

Разрегулирование системы из-за массовой замены нагревательных приборов собственниками квартир, что приводит к перегреву одних квартир и недогреву других.

Невозможность регулирования подачи необходимого расхода теплоносителя в каждый нагревательный прибор из-за отсутствия в терморегуляторах однотрубных систем преднастройки.

Двухтрубные системы отопления позволяют подавать во все нагревательные приборы теплоноситель с одинаковой максимальной температурой, обеспечивают возможность гидравлической наладки, так как существующие для этих систем терморегуляторы дают возможность монтажной регулировки и минимизируют последствия несанкционированной замены нагревательных приборов.

Следует отметить, что двухтрубные системы отопления требуют обязательной гидравлической наладки с привлечением специалистов наладочной организации.

В странах Европы однотрубные системы отопления не применяются вообще.

Наряду с традиционной двухтрубной системой отопления в жилом строительстве за рубежом, а теперь все чаще и в странах СНГ, применяется поквартирная двухтрубная система.

Поквартирная двухтрубная система отопления предполагает горизонтальную прокладку полимерных трубопроводов отопления, скрытую в строительных конструкциях пола или в плинтусах, наличие квартирного узла учета тепла, подключение квартирной разводки к стояку отопления, расположенному вне квартиры в лифтовом холле или лестничной клетке.

Страницы: 1, 2