Классификации систем отопления разных видов

Согласно нормативной документации, помещения, сооружения и здания, в которых постоянно либо в срок более 2-х часов находятся люди, необходимо поддерживать оптимальную температуру воздуха. Поэтому требуется сооружение системы центрального отопления для поддержки требуемой температуры воздуха внутри помещения на протяжении всего календарного года. В этой статье рассматривается вопрос, какая есть классификация систем отопления.

Схема отопления загородного дома.

Выбирая систему отопления, тип нагревательных приборов, параметры теплоносителя, следует придерживаться тепловой инерции конструкций, назначения и характера сооружений.

Отопительная система должна соответствовать ряду требований. Санитарно-гигиенические нормы, предъявляемые к различным отопительным устройствам, подразумевают обеспечение определенной температуры в здании и поддержку заданной температуры поверхности приборов отопления с целью предотвращения возможности получения ожогов и возгорания пыли. В соответствии с технико-эксплуатационными нормами, расходы, затраченные на монтаж и обслуживание устройства, должны быть минимально простыми. Согласно требованиям строительно-архитектурных норм, предусматривается оптимальная увязка всех деталей отопления с остальными решениями и элементами помещения с целью максимальной сохранности строительной конструкции. Суть монтажно-эксплуатационных норм в том, что отопительные системы должны обеспечивать надежное функционирование во время всего эксплуатационного срока и быть наиболее простыми в обслуживании.

Состоят системы отопления из 3-х основных компонентов: теплопровода, источника теплоты и отопительных приборов.

Классификация отопительных систем

Схема парового отопления.

Конструкции, работа которых направлена на отопление помещения, различаются в соответствии с определенными критериями. Так, их классифицируют относительно способа перемещения теплоносителя, вида применяемого теплоносителя и в зависимости от расположения источника тепла.

В зависимости от разновидности носителя различают следующие системы отопления:

• паровые;
• водяные;
• воздушные;
• радиационные;
• огневоздушные (печные);
• газовые;
• электрические.

Оптимальным вариантом в плане соответствия большинству норм являются устройства, основанные на водяном и паровом обогреве. Основным теплоносителем в них являются вода либо горячий пар. Стоит отметить, что в их использовании присутствуют определенные ограничения. Например, категорически запрещена установка таких систем в зданиях, предназначенных для хранения различных химических веществ (натрий, калия, карбида кальция, лития и т.д.), способных к выделению взрывоопасных веществ, возгоранию при контакте с жидкостью. Также не допускается использование в таких сооружениях, в которых есть осаждение на отопительные приборы веществ, способных возгораться при контакте с горячей поверхностью. В обоих случаях t поверхности приборов, предназначенных для отопления, не должна превышать 110°С. Как известно, даже при температуре 80°С может произойти возгорание пыли, разложение, сопровождающееся запахом гари. В связи с этим, поверхность нагревательных конструкций должна быть гладкой и не препятствующей регулярному очищению.

Схема водяной системы отопления.

Максимально безопасной считается система воздушного отопления, подразумевающая нагрев воздушных масс при помощи калорифера. Теплоносителем в таких отопительных устройствах выступает пар либо горячая вода. В некоторых случаях нагрев воздуха может производиться с использованием газа в том случае, если продукты горения будут выделяться непосредственно наружу.

Обогрев торговых павильонов, квартир, офисов, коттеджей, складов и подобных помещений стало популярно производить при помощи электрокалориферов, электрокаминов, подогреваемых полов либо других электрифицированных отопительных приборов.

Перенос тепла в системах отопления может происходит при помощи газообразной либо жидкой среды. Эта среда, которая перемещается, имеет название теплоносителя. В электрических отопительных приборах перенос тепла происходит посредством твердой среды.

Классификация отопительные систем в плане расположения источника тепла

В зависимости от места размещения теплового источника, встречают системы местного и центрального типа. Местные системы отопления являются конструкцией, в которой в одной установке происходит перенос, получение и передача тепла в помещение. Среда, способная переносить тепло, нагревается при помощи горячей воды, пара либо электричества или является результатом сжигания какого-либо вида топлива. Тепло передается путем излучения вынужденной либо свободной конвекцией.

Ярким примером отопительной системы местного типа является печь. В ней тепло – результат сжигания топлива (жидкого, газообразного, твердого) – из теплообменника в виде горячего газа переносится по теплопроводу (каналу). В результате происходит передача тепла в помещение через отопительный прибор – стенки печи.

Схема воздушной системы отопления.

Местная система, работа которой основана на использовании электроэнергии, может функционировать без теплоносителя, тепло в таком случае переносится сразу же в твердую среду.

Центральные отопительные устройства используют для отопления из единого теплового центра сразу нескольких помещений. В таких системах приборы и теплообменник находятся на определенном удалении друг от друга. Так, в теплообменнике происходит нагрев теплоносителя. Все эти реакции происходят в тепловом центре. Далее тепло передается по теплопроводам в остальные помещения и по кругу возвращается обратно. Центральными бывают отопительные устройства парового, водяного и воздушного отопления.

В некоторых случаях возможно сооружение централизованного отопления в рамках районной системы. В таком случае отопление группы зданий происходит из ЦТС. Здесь происходит разделение отопительных приборов и теплообменника. Так, в теплообменнике происходит нагрев теплоносителя, расположенного на тепловой станции. Далее происходит его перемещение во теплопроводам (наружного и внутреннего типа) в группу отдельных помещений нескольких зданий. После того как тепло будет доставлено в местные отопительные приборы, происходит возвращение носителя на станцию.

Современные устройства отопления и теплоснабжения в основном применяют сразу 2 теплоносителя. Так, первичный носитель после того, как будет получено тепло на станции или теплообменнике, продолжает движение по системе наружных теплопроводов. Теплоноситель вторичного плана при этом получает тепло от вторичного и переносит уже его по системе внутренних теплопроводов. В качестве первичного носителя тепла очень часто выступает пар либо вода. Так, различают водоводяную системы, пароводяную, водовоздушную и многие другие централизованные отопительные системы.

Классификация систем водяного отопления

Схемы радиаторных систем отопления.

Системы, использующие принцип водяного отопления, можно условно разделить на высокотемпературные (выше 105°С) и низкотемпературные (их температура не превышает 105°С). В данный момент существуют определенные ограничения на максимальный температурный предел в 150°С.

Кроме всего прочего, водяные системы разделяют в зависимости от способа создания водной циркуляции. Так, они бывают гравитационные (с естественным процессом циркуляции) и насосные (с механическим способом побуждения циркуляции воды с применением насосов). Принцип функционирования гравитационной системы основан на различных показателях плотности воды, которая нагревается до различных температур.

В насосной системе для циркуляции воды применяют электрический насос, действие которого направлено на увеличение гидравлического давления. В результате, кроме гравитационного движения, в системе возникает и вынужденное.

В зависимости от принципа соединения труб в системе водяного отопления, различают двухтрубные и однотрубные системы.

Классификация систем парового отопления

Схема огневоздушной системы отопления.

В зависимости от высоты давления пара различают несколько разновидностей паровых отопительных систем. Так, это могут быть системы высокого давления, низкого и вакуум-паровые.

В плане максимального показателя давления пара существуют определенные ограничения. Так, допустимый предел составляет порядка 0,37 МПа или 3,8 кг/см².

Принцип работы систем парового отопления состоит в конденсации насыщенного пара на стенках в приборах отопления. Далее следует передача тепло фазового превращения непосредственно в помещение через стенки. После этого происходит удаление конденсата, и пар возвращается в котлы.

В зависимости от способа возвращения конденсата обратно в котел, различают замкнутые и разомкнутые отопительные системы. В замкнутой системе происходит непрерывная подача конденсата в котел. Стоит заметить, что их конструкция подразумевает расположение отопительных приборов значительно выше самого котла.

Разомкнутая система представляет собой непрерывное поступление пара в конденсатный бак, и передача его по мере накопления в котел. Теплопроводы в таких системах бывают конденсатопроводами и паропроводами.

Классификация систем воздушного отопления

Схема печной системы отопления.

В зависимости от способа, благодаря которому происходит циркуляция теплоносителя, различают гравитационные (работа которых основана на естественной циркуляции) и вентиляторные (работа основана на механическом побуждении движения воздуха).

Гравитационная разновидность предполагает использование воздуха различной плотности в результате нагревания до различных температур. Аналогично с водной гравитационной системой, естественное движение воздуха возникает в результате неоднородного распределения плотности.

Отопительная система вентиляторная работает с использованием электровентилятора, способного создавать вынужденное движение воздушных масс как результат повышения давления воздуха. В таких системах совмещен гравитационный и вентиляторный способы.

Основным теплоносителем в таких системах является воздух. Он нагревается до температуры максимум в 70°С при помощи калорифера – отопительного прибора. Обогрев калорифера изнутри происходит при помощи воды, электричества, пара, горячего газа. В зависимости от источника нагрева и различают воздушные отопительные системы: они могут быть газовоздушными, паровоздушными, водовоздушными, электровоздушными и паровоздушными.

В зависимости от радиуса воздействия, системы воздушного отопления классифицируются как местные либо центральные. В местной нагрев воздуха происходит непосредственно в калорифере, расположенном в том помещении, которое нужно обогреть. В центральной отопительный прибор (калорифер) располагается в тепловом центре, а нагретый воздух передвигается путем обратных воздухоотводов.

Классификация системы газового отопления

Схема газовой системы отопления.

Одним из наиболее экологически чистых видов топлива, предназначенного для отопления помещения, считается газ. Если правильно организовать процесс сжигания этого топлива, то можно добиться минимального выделения вредных веществ. Также применения газа в отопительных целях является чрезвычайно выгодным в экономическом плане. Стоит обратить внимание и на простоту эксплуатации для генерирования тепла в таких отопительных системах.

Одним из недостатков газа как вида топлива является его взрывоопасность и некоторая степень токсичности продуктов, выделяемых во время сгорания. При сооружении газовой отопительной системы следует предъявить повышенные требования к обеспечению безопасности и эксплуатации.

Газовые отопительные системы используют в большом количестве различных установок: в специализированных и обычных котлах, отопительных приборах для местного либо квартирного отопления, в различных агрегатах.

В системе отопления при помощи газов основными отопительными приборами выступают трубы, предназначенные для излучения тепла. Их необходимо расположить в верхнем участке помещения. Принцип нагрева помещения достаточно прост. Отопительная конструкция представляет собой замкнутый круг, внутри которого происходит циркуляции смеси нагретого воздуха, содержащего различные продукты сгорания. Теплоотдача происходит путем излучения.

При использовании газовоздушной системы отопления существует масса преимуществ перед воздушной системой. За счет уменьшения разницы температур по всей высоте комнаты, ликвидируется возможность уменьшения температуры воздуха непосредственно в рабочей зоне.

Основными отопительными приборами в подобной системе отопления являются горелки, источающие инфракрасное излучение. Подобное отопление максимально выгодно использовать в помещениях больших размеров, характеризующихся большой степенью теплопотерь. Наибольшее распространение газовоздушная система отопления получила при обогреве площадок открытого либо частично-открытого типа (зачастую это автомобильные стоянки, монтажные и сборочные площадки и т.д.). За счет небольшой массы и размера источников тепла (горелок) можно размещать их максимально удобно в любом помещении. Поверхность теплопередачи этих устройств практически в 10 раз меньше, чем площадь, необходимая для сооружения системы водяного отопления. Лучистое газовоздушное отопление очень часто используют в сельскохозяйственных помещениях, характеризующихся большой площадью.