Отопление: производство и распределение тепла

• Основные критерии выбора системы отопления

• Элементы системы горячего водоснабжения

• Настенные котлы

• Разводка труб системы отопления

• Регулирование температуры в помещениях

• Регламентирующие нормы

• Краткий эскизный проект

16.1. Основные критерии выбора системы отопления

При выборе отопительной установки в расчет принимаются следующие критерии:

-размеры отапливаемых помещений;

-степень теплоизоляции вертикальных стен, пола, потолка, окон и дверей, наличие механической регулируемой вентиляции и.д.;

-источник энергии (бытовой газ, жидкое топливо, электроэнергия);

-способ отопления (радиаторы или теплый пол);

-наличие или отсутствие дымохода;

-горячее водоснабжение с помощью котла или отдельного водонагревателя;

-регулирование температуры (наружный датчик, программируемый термостат окружающей среды и т.д.);

-наличие финансовых средств не только для покупки, но и для обеспечения функционирования отопительной установки.

16.2. Элементы системы горячего водоснабжения

□Котел

Котел - главный генератор тепла, который путем преобразования энергии при сжигании газа или жидкого топлива производит теп­ло. На рис. 16.1 показан напольный котел, установленный на цоко­ле, приподнятом на 10 см над полом.

→Отопительная сеть

С ее помощью обеспечивается циркуляция и доставка воды по системе трубопроводов в отапливаемые помещения с помощью насоса.

→Отопительные приборы

Они передают тепло окружающему воздуху. Наиболее часто ис­пользуются чугунные, стальные или из другого сплава радиаторы. В системе с теплыми полами трубы заделываются в толщу плиты, и пол служит теплообменником.

→Устройства управления системой отопления:

-термостат котла или аквастат, который поддерживает темпера­туру в котле на установленном уровне. При достижении этой температуры аквастат автоматически отключает горелку;

- термостат окружающего воздуха дополняет работу термостата котла, контролируя температуру в помещении, где он установ­лен;

- программируемый термостат окружающего воздуха снабжен часовым механизмом с контактными выводами. Он позволяет запрограммировать промежутки времени с комфортной или пониженной температурой (ежедневное или еженедельное программирование);

- наружный датчик, который измеряет температуру снаружи дома, чтобы влиять на регулирование и поддержание темпера­туры в помещениях с учетом изменения температуры.

Рис. 16.1. Общая схема централизованной отопительной системы

Названные выше устройства регулирования составляют систему управления работой горелки для поддержании нужной темпера­туры, контролируя температуру воды в котле с помощью термо­стата котла.

Пример (см. рис. 16.1):

Пусть температура, показываемая наружным датчиком, равна О °С. Температура воды в котле с учетом наружной температуры и графика нагрева составляет 50 °С. При каждом существенном из­менении наружной температуры система регулирования автома­тически подстраивает температуру воды в котле, соблюдая усло­вие для достижения наилучшего кпд котла.

→Расширительный бак

Предназначен для поглощения объема воды, полученного за счет теплового расширения. В системах отопления с циркуляционным насосом используется закрытый расширительный бак, в котором воздух или газ отделены от воды мембраной. →Предохранительный клапан

Обязателен в системах отопления с закрытым расширительным баком, чтобы предотвратить любой риск повышенного давления в котле.

→Группа безопасности

Обязательна на входе холодной воды в бойлерах (см. гл 15).

→Спускной вентиль

Система отопления с расширительным баком должна содер­жать, по крайней мере, один спускной вентиль, устанавливае­мый обычно в самой высокой точке системы отопления, для вы­пуска воздуха из системы (ручной или автоматический вентиль).

→Смесительный вентиль

Обеспечивает смешивание исходной горячей воды системы отопления с водой из радиаторов. >- Разделитель

Обязательное устройство, которое препятствует возврату воды отопительной системы в водопроводную сеть питьевой воды.

→Панель управления

На ней расположены органы регулирования и управления ра­ботой системы отопления.

→ Термопара

В моделях котлов с запальником она следит за пламенем горел­ки.

→Горелка

Обычно используется горелка атмосферного типа (рис. 16.2).

→ Безопасность при использовании газовых котлов Подача газа контролируется с помощью устройства безопас­ности, которое находится в открытом состоянии только в том случае, когда обеспечено горение газа. Если термопара обнару­живает отсутствие пламени, она через устройство безопасности перекрывает подачу газа.

Рис. 16.2. Газовая горелка напольного котла

В классической атмосферной горелке газ, поступающий под давлением, увлекает за собой весь или часть воздуха, необходимого доя горения (первичный воздух). Вторичный воздух присоединяется к первичному воздуху в камере сгорания

Горелкасостоит главным образом из распределителя, ко­торый распределяет газ по соплам. Распределитель имеет столько же форсунок, сколько сопел. Сопла направляют смесь газа с воздухом в топку котла.

Топкаявляется камерой сгорания, где возникает пламя горел­ки.

Корпус напольных котловобычно сделан из чугуна. Он обе­спечивает теплообмен между пламенем горелки и водой. Прерыватель тяги/антинагнетатель- устройство безопас-

ности, которое управляет тягой в топке в зависимости оттяги в дымоходе. Оно снабжается дополнительно предохранитель­ным термостатом, который отключает горелку в случае возник­новения обратной тяги.

Дымовой патрубок- выходной патрубок котла, который под­соединяется к дымоходу.

Изоляциянеобходима для снижения теплопотерь котла. Обшивка котласлужит внешней оболочкой (из лакированно­го металлического листа).

16.3. Настенные котлы

Котлы монтируются на капитальной стене, при этом освобождается пространство на полу.

Они нашли широкое распространение для отопления и горячего водоснабжения загородных домов (рис. 16.3).

16.3.1. Общие сведения

16.3.1.1. Настенные газовые котлы и горячее водоснабжение

Различают одно- и двухконтурные котлы:

-двухконтурные газовые котлы обеспечивают не только систему отопления, но и систему горячего водоснабжения одновременно. Они имеют два теплооб­менника: один - для отопления, другой - для горячего водоснабжения;

-одноконтурные котлы + бойлер (см. гл.15).

Отвод продуктов сгорания

-вариант котла с открытой камерой сгорания с естественной тягой (требу­ется дымоход);

- вариант котла с закрытой камерой сгорания с принудительной тягой (ис­
пользуется коаксиальный дымоход), который широко применяется, так
как в этом случае котел занимает меньше места и его можно располагать
ео многих местах.

Различные типы коаксиальных дымоходов позволяют рассматривать мно­жество решений:

• горизонтальный коаксиальный дымоход (рис. 16.4), подключенный к вы­ходу котла сзади, с левой или правой стороны, сверху;

• вертикальный коаксиальный дымоход (рис. 16.5 и 16.6), подключенный к выходу котла при различных конфигурациях смещенного выхода;

- вариант котла, подключенного к регулируемой системе вентиляции.

16.3.2. Котлы с принудительной тягой

□Принцип работы (рис. 16.7)

- Котлы с принудительной тягой называются котлами с закрытой камерой сгорания; они снабжены вентилятором, который вы­тягивает продукты сгорания и выбрасывает их наружу.

- Для прохода коаксиального дымохода через стену достаточно отверстия диаметром 100 мм.

- Коаксиальный дымоход представляет собой концентрическую трубу: диаметр внешней трубы - 100 мм, внутренней трубы -60 мм. Через пространство между внешней и внутренней тру­бой всасывается свежий воздух для обеспечения процесса го­рения в топке котла. По внутренней трубе из топки удаляются продукты сгорания.

-Таким образом, системы подачи свежего воздуха и отвода про­дуктов сгорания герметичны относительно помещения, где установлен котел.

□Безопасность

Риск нагнетания продуктов сгорания в помещение, где установлен котел, отсутствует.

Монтаж и работа котла не зависят от общей системы вентиляции дома.

Котел с принудительной тягой может «сосуществовать» без ограничений с регулируемой системой вентиляции или с электробытовыми приборами (например, вытяж­ной кухонный шкаф).

□Монтаж

Большой выбор места установки котла позволяет монти­ровать котел даже в непроветриваемом помещении (на­пример, в стенном шкафу или подвале).

□Комфорт

Котел обладает повышенной звукоизоляцией при рабо­те горелки.

Примечание: Вытяжной вентилятор всасывает свежий воздух через микроустройство принудительной тяги и нагнетает его непосредственно в горелку. Это главный элемент котла с принудительной тягой. На рис. 16.8 показан принцип его работы. Схема двухконтурного на­стенного газового котла с принудительной тягой приве­дена на рис. 16.9.

16.4. Разводка труб системы ото­пления

Разводка труб осуществляется для переноса тепла от котла к отопительным приборам (радиаторам или си­стеме теплого пола). При этом должна быть обеспечена вся цепь: получение тепла - перенос - передача тепла. В качестве труб системы отопления можно выбрать медные трубы или трубы из «сшитого» полиэтилена, ко­торый хорошо себя зарекомендовал в последнее вре­мя в системах отопления и горячего водоснабжения.