Размещено на http://www.allbest.ru/

Система отопления многоэтажных зданий

В настоящее время отопление подавляющего большинства существующих жилых многоэтажных зданий в нашей стране осуществляется в основном вертикальными однотрубными системами водяного отопления. Достоинства и недостатки таких систем отмечены в [1] и других источниках. Среди основных недостатков следует отметить следующие:

? невозможно проводить учет расхода теплоты на отопление каждой квартиры;

? невозможно осуществлять оплату расхода теплоты за фактически потребленную тепловую энергию (ТЭ);

? очень сложно поддержать требуемую температуру воздуха в каждой квартире.

Поэтому можно сделать вывод о том, что необходимо отказаться от использования вертикальных систем для отопления жилых многоэтажных зданий и применять поквартирные системы отопления (СО), как это рекомендует [2]. При этом в каждой квартире необходимо устанавливать счетчик ТЭ.

Поквартирные СО в многоэтажных зданиях - это такие системы, которые могут обслуживаться жителями квартиры без изменения гидравлического и теплового режимов соседних квартир и обеспечивать поквартирный учет расхода теплоты. При этом повышается тепловой комфорт в жилых помещениях и экономия теплоты на отопление. На первый взгляд это две противоречивые задачи. Однако никакого противоречия здесь нет, т.к. устраняется перегрев помещений за счет отсутствия гидравлической и тепловой разрегулировки СО. Кроме того, на 100% используется теплота солнечной радиации и бытовые теплопоступления в каждую квартиру. Актуальность решения этой проблемы осознают строители и службы эксплуатации. Существующие системы поквартирного отопления [3] в нашей стране для отопления многоэтажных зданий применяются редко по разным причинам и, в том числе, из-за их невысокой гидравлической и тепловой устойчивости. Система поквартирного отопления, защищенная действующим патентом РФ № 2148755 F24D 3/02, по мнению авторов, отвечает всем требованиям [2]. На рис. 1 представлена схема СО для жилых зданий, имеющих небольшое количество этажей.

СО содержит подающий 1 и обратный 2 теплопроводы сетевой воды, сообщенные с индивидуальным тепловым пунктом 3 и соединенным, в свою очередь, с подающим теплопроводом 4 СО. К подающему теплопроводу 4 присоединен вертикальный подающий стояк 5, соединенный с поэтажной горизонтальной веткой 6. К ветке 6 присоединены отопительные приборы 7. В тех же квартирах, где установлен вертикальный подающий стояк 5, установлен обратный стояк 8, который присоединен к обратному теплопроводу СО 9 и горизонтальной поэтажной ветке 6. Вертикальные стояки 5 и 8 ограничивают длину поэтажных веток 6 одной квартирой. На каждой поэтажной ветке 6 установлен квартирный тепловой пункт 10, который служит для обеспечения подачи требуемого расхода теплоносителя и учета расхода теплоты на отопление каждой квартиры и регулирования температуры воздуха внутри помещения в зависимости от температуры наружного воздуха, поступления теплоты от солнечной радиации, тепловыделений в каждой квартире, скорости и направления ветра. Для отключения каждой горизонтальной ветки предусмотрены вентили 11 и 12.

Рис. 1. Схема системы отопления зданий, имеющих небольшое количество этажей:

1 - подающий теплопровод сетевой воды; 2 - обратный теплопровод сетевой воды; 3 - индивидуальный тепловой пункт; 4 - подающий теплопровод системы отопления; 5 - вертикальный подающий стояк; 6 - поэтажная горизонтальная ветка; 7 - отопительные приборы; 8 - обратный стояк; 9 - обратный теплопровод системы отопления;

10 - квартирный тепловой пункт; 11, 12 - вентили; 13 - воздушные краны; 14 - краны, для регулирования расхода воды.

Воздушные краны 13 служат для удаления воздуха из отопительных приборов и веток 6. У отопительных приборов 7 могут устанавливаться краны 14 для регулирования расхода воды, проходящей через отопительные приборы 7.

В случае выполнения СО многоэтажного здания (рис. 2) подающий вертикальный стояк 5 выполнен в виде группы стояков - 5, 15 и 16, а вертикальный обратный стояк 8 выполнен в виде группы стояков 8, 17 и 18. В этой СО подающий стояк 5 и обратный стояк 8, сообщенные соответственно с теплопроводами 4 и 9, объединяют в блок «А» горизонтальные поэтажные ветки 6 нескольких (в данном конкретном случае трех веток) верхних этажей здания. Подающий стояк 15 и обратный стояк 17 также соединены с теплопроводами 4 и 9 и объединяют в блок «В» горизонтальные поэтажные ветки следующих трех этажей. Вертикальные подающий стояк 16 и обратный стояк 18 объединяют поэтажные ветки 6 трех нижних этажей в блок «С» (количество веток в блоках А, В и С может быть больше или меньше трех). На каждой горизонтальной поэтажной ветке 6, расположенной в одной квартире, установлен квартирный тепловой пункт 10. Он включает, в зависимости от параметров теплоносителя и местных условий, запорно-регулирующую и контрольно-измерительную арматуру, регулятор давления (расхода) и устройство для учета расхода теплоты (теплосчетчик). Для отключения горизонтальных веток предусмотрены вентили 11 и 12. Краны 14 служат для регулирования теплоотдачи отопительного прибора (в случае необходимости). Воздух удаляется через краны 13.

Количество горизонтальных веток в каждом блоке определяется расчетом и может быть больше или меньше трех. Следует отметить, что вертикальные подающие стояки 5, 15, 16 и обратные 8, 17, 18 проложены в одной квартире, т.е. так же, как и на рис. 1, а это обеспечивает высокую гидравлическую и тепловую устойчивость СО многоэтажного здания и, следовательно, эффективную работу СО.

Изменяя количество блоков, на которые по высоте делится СО, можно практически полностью исключить влияние естественного давления на гидравлическую и тепловую устойчивость системы водяного отопления многоэтажного здания. Другими словами, можно сказать, что при количестве блоков, равном числу этажей в здании, получим систему водяного отопления, в которой естественное давление, возникающее от остывания воды в отопительных приборах, присоединенных к поэтажным веткам, не будет влиять на гидравлическую и тепловую устойчивость СО.

Рассмотренная СО обеспечивает высокие санитарно-гигиенические показатели в отапливаемых помещениях, экономию теплоты на отопление, эффективное регулирование температуры воздуха в помещении. Осуществить пуск СО в действии можно по желанию жителя (при наличии теплоносителя) в тепловом пункте 3 в любое время, не дожидаясь пуска СО в других квартирах или во всем доме. Учитывая, что тепловая мощность и длина горизонтальных веток приблизительно одинакова, то при изготовлении трубной заготовки достигается максимальная унификация узлов СО, а это снижает расходы на изготовление и монтаж СО. Разработанная система поквартирного отопления для многоэтажных жилых зданий универсальна, т.е. такую СО можно использовать при теплоснабжении: отопление водяной нагревание теплоснабжение

? от центрального источника теплоты (от тепловых сетей);

? от автономного источника теплоты (в том числе крышной котельной).

Рис. 2. Схема системы отопления многоэтажных зданий.

1 - подающий теплопровод сетевой воды; 2 - обратный теплопровод сетевой воды; 3 - индивидуальный тепловой пункт; 4 - подающий теплопровод системы отопления; 5, 15, 16 - вертикальные подающие стояки; 6 - поэтажная горизонтальная ветка; 7 - отопительные приборы; 8, 17, 18 - обратные стояки; 9 - обратный теплопровод системы отопления; 10 - квартирный тепловой пункт; 11, 12 - вентили; 13 - воздушные краны; 14 - краны, для регулирования расхода воды.

Такая система обладает гидравлической и тепловой устойчивостью, может быть однотрубной и двухтрубной и в ней могут быть использованы отопительные приборы любого типа, удовлетворяющие требованиям [2]. Схема подачи теплоносителя в отопительный прибор может быть различна [1], при установке крана у отопительного прибора можно регулировать тепловую мощность отопительного прибора. Такая СО может применяться не только для отопления жилых зданий, но и общественных и производственных зданий. В этом случае горизонтальная ветка прокладывается у пола (или в углублении пола) вдоль плинтуса. Такую СО возможно ремонтировать и реконструировать, если возникла необходимость в перепланировке здания. Для устройства описанной выше системы требуется меньший расход металла. Монтаж таких СО можно осуществлять из стальных, медных, латунных и полимерных труб, разрешенных к применению в строительстве [2]. Теплоотдача теплопроводов должна учитываться при расчете отопительных приборов. Применение поквартирных СО обеспечивает снижение расхода теплоты на 10-20% [3].

Идея использовать поквартирные системы для отопления многоэтажных жилых зданий зародилась давно. Однако такие системы отопления не применялись даже во вновь строящихся жилых домах по многим причинам, и в том числе - из-за отсутствия нормативной базы и рекомендаций по проектированию. За последние 5 лет создана нормативная база и разработаны рекомендации по проектированию таких систем. В России пока отсутствует опыт эксплуатации поквартирных СО, подключенных к различным источникам теплоты.

При проектировании таких систем возникает много вопросов по поводу размещения горизонтальных веток и мест прокладки вертикальных подающих и обратных стоков. Расход трубопроводов для устройства горизонтальных веток будет минимальным, если квартира в плане будет иметь форму квадрата или приближаться к квадрату.

Следует отметить, что подающие и обратные вертикальные стояки могут прокладываться в специальных шахтах, расположенных в лестничных клетках или общих коридорах. В шахтах на каждом этаже должны располагаться монтажные шкафы, в которых размещают квартирные узлы ввода.

Для массового жилищного строительства по- квартирные СО целесообразно выполнять однотрубными горизонтальными с замыкающими участками и последовательным подсоединением отопительных приборов. В этом случае значительно уменьшается расход труб, но при этом поверхность нагрева отопительных приборов увеличивается (за счет сокращения теплового напора) в среднем на 10-30%.

Горизонтальные ветки следует прокладывать у наружных стен, над полом либо в конструкции пола или в специальных плинтусах - коробах в зависимости от высоты отопительного прибора, его вида и расстояния от пола до подоконной доски (расстояние от пола до подоконной доски при новом строительстве при необходимости может быть увеличено на 100-250 мм).

При длинных отопительных приборах, например конвекторах, можно будет применять проходные конвекторы и использовать разностороннее (диагональное) присоединение приборов к горизонтальной ветке, а это во многих случаях улучшает прогреваемость приборов и, следовательно, увеличивает их теплоотдачу. При открытой прокладке горизонтальных веток увеличивается их теплоотдача в помещение, а это в итоге приводит к уменьшению поверхности отопительных приборов и, следовательно, снижается расход металла на их изготовление.

Такая система удобна для монтажа и, как правило, для горизонтальных веток используются трубопроводы одного диаметра. Кроме того, при однотрубной СО можно использовать и более высокие параметры теплоносителя (до 105 ОС). При использовании трехходовых кранов (или другом конструктивном решении) можно увеличить количество затекающей в прибор воды, а это уменьшает поверхность нагрева приборов. При таком конструктивном выполнении системы обеспечивается возможность ее ремонта, т.е. замена трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры и отопительных приборов в каждой квартире без вскрытия конструкции пола и т.д.

Неоспоримым достоинством таких систем отопления является то, что для их устройства можно использовать материалы и изделия только Российского производства.

Литература

1. СканавиА.Н., МаховЛ.М. Отопление. УчебникдляВУЗов - М.: Издательство АСВ, 2002. 576 с.

2. СНиП. 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004.

3. Ливчак И.Ф. Квартирное отопление. - М.: Стройиздат, 1982.