Область применения и технико-экономические показатели систем водяного отопления

В настоящее время применяются системы с естественной и искусственной циркуляцией воды, двухтрубные и однотрубные, вертикальные и горизонтальные, с верхним и нижним расположением магистрали, тупиковые и с попутным движением воды.

Вертикальные двухтрубные системы с верхним расположением подающей магистрали (рис. 5.1) применяют при естественной циркуляции воды в зданиях до трех этажей. Верхнее расположение подающей магистрали в сравнении с нижним (рис. 5.2) имеет:

- большее циркуляционное давление;

- проще воздухоудаление;

- выше теплоотдача приборов.

Однако у них:

- больше теплопотери за счет отсутствия теплопроводов на чердаке;

- монтаж и пуск системы нельзя производиться поэтажно;

- неудобна эксплуатация системы, так как вентили и краны на подающем и обратном стояках находятся внизу и вверху здания.

Основное преимущество двухтрубных систем (рис. 5.1, 5.2) - поступление воды в наивысшей температурой t_г к каждому прибору, что обеспечивает минимальную площадь поверхности приборов. Однако у двухтрубных систем значительный расход труб и фасонных частей, усложняется монтаж.

По сравнению с двухтрубными вертикальные однотрубные системы с замыкающими участками на стояках (рис. 5.3, левая часть) имеют преимущества:

- меньшая первоначальная стоимость;

- проще монтаж и меньшая длина теплопроводов;

- более красивый внешний вид.

Достоинства однотрубных горизонтальных систем (рис. 5.4):

- меньший, чем в вертикальных системах, расход труб;

- возможность поэтажного включения;

- стандартность узлов;

- не требуют пробивки отверстий в перекрытиях;

- проще монтаж.

Преимущества от естественной циркуляции воды:

- простота устройства и эксплуатации;

- отсутствие насоса и потребности в электроприводе;

- бесшумность;

- долговечность (30— 40 лет)

- обеспечение равномерной температуры воздуха в помещении.

Однако при протяженности циркуляционных колец более 30 метров возрастает сопротивление движению воды, расчетные диаметры теплопроводов получаются большими и система оказывается экономически невыгодной.

Системы с искусственной циркуляцией (рис. 5.5—5.7) - кроме естественного давления, создается давление центробежным циркуляционным насосом, установленном на обратном магистральном теплопроводе у котла. Расширительный бак присоединяют не к подающему, а к обратному теплопроводу около всасывающего патрубка насоса. Воздух удаляют через воздушные линии, воздухосборники и воздушные краны (см. рис. 5.5-5.7).

При искусственной циркуляции расчетное давление в 10—15 раз больше, следовательно, сечения магистральных теплопроводов в 3—4 раза меньше.

Вертикальные тупиковые двухтрубные системы с искусственной циркуляцией с верхним и нижним расположением подающей магистрали (рис. 5.5) имеют разные длины циркуляционных колец и, следовательно, большую разницу в потере давления в кольцах. Поэтому применяют попутное движение горячей и охлажденной воды (схема проф. В. М. Чаплина). По этой схеме (рис. 5.6) длина всех циркуляционных колец почти одинакова, следовательно, равная потеря давления и равномерный прогрев всех приборов. Недостаток (по сравнению с тупиковой) — большая общая длина теплопроводов.

В последние годы применяют однотрубные системы отопления с нижней прокладкой магистралей горячей и охлажденной воды (рис. 5.7) с искусственной циркуляцией.

Стояки (схема б) разделяются на подъемные и опускные. Стояки (схемы а, в и г) состоят из подъемного и опускного участков, но над полом верхнего этажа, они соединяются горизонтальным участком. Стояки прокладывают на расстоянии 150мм от края оконного проема. Длина подводок к нагревательным приборам 350 мм; отопительные приборы смещены от оси окна в сторону стояка. Для регулирования теплопередачи приборов устанавливают трехходовые краны типа КРТП, а при смещенных замыкающих участках — шиберные краны пониженного гидравлического сопротивления типа КРПШ.

Однотрубная система отопления с нижним расположением подающей и обратной магистралей удобна для зданий с бесчердачными покрытиями.

Преимущества однотрубных систем:

- меньше диаметр труб;

- большем радиусе действия;

- простой монтаж;

- унификация деталей и приборных узлов;

- более устойчивы тепловой и гидравлический режимы работы.

Недостаток - перерасход отопительных приборов в сравнении с двухтрубными системами.

Учитывая экономические, заготовительно-монтажные и эксплуатационные преимущества, рекомендует однотрубные насосные водяные системы отопления из унифицированных узлов и деталей; при обосновании допускается применение двухтрубных систем водяного отопления.

Эксплуатация системы с искусственной циркуляцией обходится дороже водяного отопления с естественной циркуляцией на величину стоимости электроэнергии. Однако расходы на амортизацию за счет их меньшей первоначальной стоимости оказываются меньше.