3.4 Водяное отопление
Наиболее распространенная система отопления, применяемая в современных жилых, общественных и промышленных зданиях.
При водяном отоплении циркулирующая нагретая вода охлаждается в отопительных приборах и возвращается к теплоисточнику для последующего нагревания. Система отопления состоит из теплового пункта, магистралей, отдельных стояков и ветвей с приборными узлами.
Системы водяного отопления по способу создания циркуляции воды разделяются на системы:
с естественной циркуляцией (гравитационные)
с механическим побуждением циркуляции воды при помощи насоса (насосные).
В гравитационной (лат. gravitas - тяжесть) системе используется свойство воды изменять свою плотность при изменении температуры. В замкнутой вертикальной системе с неравномерным распределением плотности под действием гравитационного поля Земли возникает естественное движение воды.
По температуре теплоносителя различаются системы:
низкотемпературные с предельной температурой горячей воды tг<70 °C;
среднетемпературные при tг от 70 до 100 °С;
высокотемпературные при tг>100 °C.
Максимальное значение температуры воды ограничено в настоящее время 150°С.
По положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или горизонтали, системы делятся на:
вертикальные;
горизонтальные.
В зависимости от схемы соединения труб с отопительными приборами системы бывают:
однотрубные с последовательным соединением приборов;
двухтрубные с параллельным соединением приборов;
бифилярные с последовательным соединением сначала всех первых половин приборов, затем для течения воды в обратном направлении всех вторых половин.
Для правильной эксплуатации системы водяного отопления важно, чтобы из неё был удалён воздух. С этой целью, а также для полного опорожнения системы все трубопроводы прокладываются вертикально или с уклоном, причём в верхней точке системы делаются специальные устройства - воздухоотводчики.
По расположению магистралей:
с верхней разводкой при прокладке подающей магистрали выше отопительных приборов;
с нижней разводкой при расположении подающей и обратной магистралей ниже приборов;
с "опрокинутой" циркуляцией воды при прокладке обратной магистрали выше приборов.
По направлению движения воды в подающей и обратной магистралях:
с тупиковым (встречным) движением воды в магистралях;
с попутным (в одном направлении) движением воды в магистралях.
В тупиковых системах отопления движение горячей воды в подающей магистрали противоположно движению остывшей воды в обратной магистра' ли. В тупиковой схеме длина циркуляционных колец на одинакова; чем дальше от котла расположен нагревательный прибор, тем больше протяженность циркуляционного кольца, и наоборот, чем ближе отопительный прибор будет расположен к главному стояку, тем меньше протяженность циркуляционного кольца. В тупиковых системах добиться одинаковых сопротивлений в коротких и более отдаленных циркуляционных кольцах трудно, поэтому отопительные приборы, близко расположенные к главному стояку, будут прогреваться значительно лучше, чем отопительные приборы, удаленные от главного стояка. Кроме того, в некоторых случаях, когда ближайшие к главному стояку циркуляционные кольца имеют небольшую тепловую нагрузку, увязка циркуляционных колец становится еще более сложной. Для того чтобы расширить применение тупиковых систем, как наиболее экономичных, сокращают протяженность магистралей и вместо одной системы большой протяженности делают несколько. В таких случаях обеспечивается лучшая горизонтальная регулировка системы.
В системах отопления с попутным движением воды все циркуляционные кольца имеют одинаковую протяженность, следовательно, стояки и нагревательные приборы работают в одинаковых условиях. В таких системах независимо от расположения нагревательного прибора по горизонтали в отношении главного стояка прогрев их будет одинаковый. Однако системы отопления с попутным движением воды применяют ограниченно, так как на их монтаж требуется большее количество труб, чем при монтаже тупиковых систем. Поэтому такие системы используют в тех случаях, когда невозможна увязка циркуляционных колец между собой в пределах, допускаемых СНиП. Потери давления в циркуляционных кольцах насосных систем отопления, если теплоноситель — вода, по условиям СНиП не должны отклоняться более чем на 15% в однотрубных системах и двухтрубных с попутным движением теплоносителя и на 25% в двухтрубных тупиковых системах отопления.