Схемы теплоснабжения. ФЗ 190 О теплоснабжении

Преимущества закрытой системы теплоснабжения

К сожалению на постсоветском пространстве, теплоснабжение подавляющего большинства потребителей до сих пор организовано по старой, открытой схеме. Закрытая схема сулит значительный выигрыш по многим параметрам. Именно поэтому, переход на закрытое теплоснабжение, в масштабе страны может принести серьёзные экономические выгоды. К примеру в России, на государственном уровне, переход на более экономную систему, стал частью энергосберегающей программы на будущее.

Отказ от старой схемы принесёт сокращение потерь тепла, за счёт возможности точной регулировки потребления. Каждый теплопункт имеет возможность тонко регулировать потребление тепла абонентами.

Нагревательное оборудование работающее в изолированном режиме закрытой системы, гораздо меньше подвержено воздействию привносимых открытой сетью факторов. Следствие этого, продленный ресурс котлов, теплоприготовительных установок и промежуточных коммуникаций.

Закрытая система теплоснабжения не требует повышенной устойчивости к высокому давлению, на всём протяжении теплопроводящих магистралей, это значительно снижает аварийность трубопроводов по причине порывов давлением. В свою очередь – это снижает потери тепла при утечках. Как результат, экономия, стабильность и качество обеспечения теплом и горячей водой, компенсируют недостатки системы. А они тоже есть. Водоподготовительные процедуры невозможно провести централизованно. Каждый отдельный замкнутый контур требует своего обслуживания. Будь то питающая вода турбин, контуры абонентов или промежуточная магистраль.

Видео: Перевод системы водоснабжения с открытой в закрытую

Каждый теплопункт – отдельная единица, для осуществления водоподготовки. Скорее всего, при модернизации схемы из открытой в закрытую, в большинстве случаев придётся увеличить площадь, необходимую под установку оснастки ИТП, а также реорганизация системы электроснабжения. Помимо этого, существенно возрастает потребление холодной воды на снабжение здания, поскольку именно она идет на подогрев в теплообменники и далее потребителю, при независимом подключении горячего водоснабжения. Это неизменно повлечёт переустройство существующих систем водопровода, ради перехода на закрытую схему горячего водоснабжения.

Глобальное введение независимого присоединения систем горячего водоснабжения к тепловым сетям, повлечёт изрядное повышение нагрузки на внешние сети холодного водоснабжения, поскольку придётся питать потребителей увеличенными объемами воды, необходимыми для горячего водоснабжения, каковые сейчас даются по тепловым сетям. Для многих населенных пунктов это станет серьёзным препятствием, на пути модернизации. Дополнительное оснащение насосными установками, в системах горячего водоснабжения и циркуляционными установками, в системах отопления зданий, вызовет дополнительную нагрузку на электрические сети и без их реконструкции тоже не обойтись.

Особенности сборки принудительной схемы

Чтоб принудительная система оправдала себя и функционировала исправно, необходимо правильно подобрать насос и грамотно «врезать» его в магистраль теплоснабжения.

Выбор циркуляционного насоса

Основные параметры выбора насосного оборудования: мощность прибора и напор. Эти характеристики определяются исходя из площади отапливаемого помещения.

Ориентировочные показатели:

• для домов в 250 кв.м подойдет насос мощность которого 3,5 куб.м/ч, а напор – 0,4 атм.;
• в помещениях размером 250-350 кв.м устанавливают прибор на 4,5 куб.м/ч с напором 0,6 атм.;
• если площадь дома составляет 350-800 кв.м, то целесообразно приобрести насос мощностью 11 куб.м/ч, напор которого не менее 0,8 атм.

При более скрупулезном подборе специалисты учитывают протяженность отопительной системы, вид и количество радиаторов, материал изготовления и диаметр труб, а также тип котла.

Установка насоса в магистраль

Размещение насоса производится на обратке, чтобы через прибор проходил не слишком горячий теплоноситель. На подающую магистраль возможна установка современных моделей из устойчивых к высоким температурам материалов.

При «врезке» насоса не должна нарушиться циркуляция воды

Важно, чтоб в любой точке магистрали при работе насосного агрегата гидростатическое давление оставалось избыточным.

Четыре допустимые схемы отопительных систем с насосной циркуляцией и расширительным баком открытого типа. Гидростатическое давление сохраняется на нужном уровне

Вариант 1. Подъем расширительного резервуара. Простой способ переоборудования системы естественной циркуляции на принудительную. Для реализации проекта понадобиться высокое чердачное помещение.

Вариант 2. Перемещение бака на дальний стояк. Трудоемкий процесс реконструкции старой системы, а для устройства новой – не оправдан. Возможны более простые и удачные способы.

Вариант 3. Труба расширительного бачка около патрубка насоса. Для изменения типа циркуляции необходимо отрезать резервуар от подающей магистрали, а затем подключить его к обратке – за циркуляционным насосом.

Вариант 4. Насос включен в подающую магистраль. Наиболее простой способ реконструкции системы. Минус метода – неблагоприятные условия эксплуатации насоса. Не каждый прибор выдержит высокие температуры.

Централизованное отопление

Тепловая магистраль централизованного отопления

• Централизованное отопление подразумевает наличие центральной котельной или ТЭЦ, вырабатывающей тепло. Такие мини-предприятия могут обслуживать какой-либо район, улицу, посёлок или даже небольшой город – главное, чтобы потребительская мощность не превышала производственную, как того и требует инструкция.
• В больших сетях такого типа существуют промежуточные распределители теплоносителя для систем отопления, это центральные (ЦТП) или индивидуальные (ИТП) тепловые пункты, из которых тепло транспортируется на более мелкие участки. Качество доставляемого теплоносителя во многом будет зависеть от состояния магистралей для его транспортировки, и если они должным образом заизолированы, то потери тепловой энергии будут минимальными.

Зависимые и независимые системы отопления

Принцип зависимой системы теплоснабжения

• Главное отличие зависимого устройства состоит в том, что горячая вода с ТЭЦ или центральной котельной поступает непосредственно к потребителю. Такие проекты не предусматривают наличия сортировочных пунктов типа ЦТП или ИТП и, конечно, из-за этого их цена ниже, что удобно для городских властей, но никак не для жителей данного микрорайона или города.
• Основное неудобство для потребителей при таком устройстве централизованного отопления заключается в том, что такая схема не позволяет подключить горячее водоснабжение домов. Ведь для ГВС источником является теплоноситель, вырабатываемый для отопления, но если он поступает прямо на радиаторы, то для того, чтобы у вас с крана текла горячая вода, батареи тоже должны быть горячими. То есть, и кран и отопительный прибор получаться запитанными от одной трубы и если это возможно зимой, то никак недопустимо летом.

Принцип независимого теплоснабжения

• Совершенно по-иному дело обстоит в независимых отопительных централизованных системах, где есть ЦТП или ИТП. Такое устройство похоже на принцип действия бойлера косвенного нагрева, где ГВС обеспечивается за счёт теплообменника, который, в свою очередь, греется от теплоносителя. Обратите внимание на схематический рисунок, и вы увидите, что вода для ГВС греется от теплообменника, а конкретней, от трубы подачи теплоносителя.
• Но на таких пунктах не только производится и распределяется ГВС, оттуда также выходят отопительные магистрали, от которых уже идёт разводка по объектам (отапливаемые здания любого типа). Таким образом, в тёплое время года или неотопительный сезон, энергия теплоносителя растрачивается только на подогрев горячей воды для ГВС, а контур подачи к радиаторам временно перекрывается. Это также можно сравнить с двухконтурным газовым котлом, когда отключается водяной контур и функционирует только горячее водоснабжение.

Открытые и закрытые системы централизованного отопления

Однотрубная система отопления открытого типа

• Когда речь заходит об открытой однотрубной системе отопления, то это вовсе не означает, что водяной контур состоит из одной трубы подачи воды на радиаторы. Вовсе нет, разговор здесь идёт об отборе воды для ГВС непосредственно от теплоносителя. Поэтому, если вы сравните две схемы – эту, которая выше абзаца и зависимую систему отопления – вы увидите сохранение одного и того же принципа по отбору воды для ГВС из отопительного контура.
• Значит, контур может также состоять из подачи и возврата («обратки»), но схема открытой системы отопления всё равно будет сориентирована на трубу теплоносителя, из которой производится отбор. При централизованном обогреве домов речи о ГВС в летний период идти не может.

Система отопления закрытого типа

• Система отопления закрытого типа идентична с независимой, так как и одно и другое подразумевает наличие центральных или индивидуальных тепловых пунктов для распределения теплоносителя. Как уже говорилось выше, вода для нужд ГВС греется от теплообменника на ЦТП и поступает в квартиры, независимо от отопления. Количество труб в водяном контуре обогрева дома (одна или две) не имеют здесь совершенно никакого значения.

Горизонтальная однотрубная схема теплоснабжения

Разработка схем теплоснабжения такого типа предполагает укладку труб в полу, при этом эти структурные части оснащаются термоизоляцией.

Различные специалисты, выполняя утверждение схем теплоснабжения поселений, отмечают следующие преимущества такого способа устройства:

• в любой постройке можно установить специальные тепловые счетчики, которые прекрасно подойдут именно к такой системе;
• стоимость работ невысокая, а количества металла является низким;
• срок службы оборудования является долгим, а его эксплуатация не несет в себе никаких сложностей.

Тем не менее, подобная принципиальная схема теплоснабжения обладает и некоторыми недостатками:

• механизм регулирования функционирования системы является весьма неудобным;
• в момент работы оборудования выполнить какие бы то ни было ремонтные работы не представляется возможным.

Варианты разводки трубопровода в системе

От схемы расположения отопительных приборов и соединяющих труб зависит эффективность, экономичность и эстетичность системы теплоснабжения. Выбор разводки определяется исходя из конструктивных особенностей и площади дома.

Специфика однотрубной и двухтрубной схем

Нагретая вода поступает к радиаторам и обратно в котел разными способами. В одноконтурной системе теплоноситель подается через одну магистраль большого диаметра. Трубопровод проходит через все радиаторы.

Преимущества однотрубной системы с самоциркуляцией:

• минимальный расход материалов;
• простота монтажа;
• ограниченное количество труб внутри жилого помещения.

Основной недостаток схемы с одной трубой, выполняющей обязанности подачи и обратки, заключается в неравномерном прогреве радиаторов отопления. Интенсивность нагрева и теплоотдача батарей падает по мере их отдаленности от котла.

При длинной цепочке разводки и большом количестве радиаторов последняя батарея может оказаться совершенно неэффективной. «Горячие» приборы отопления рекомендуется устанавливаться в комнатах северной стороны, детских и спальнях

Двухтрубная схема отопления уверенно отвоевывает позиции. Радиаторы соединяют обратный и подающий трубопровод. Между батареями и источником тепла образуются локальные кольца.

Основные плюсы системы:

• все отопительные приборы равномерно разогреваются;
• возможность регулировки нагрева каждого радиатора отдельно;
• надежность эксплуатации схемы.

Двухконтурная система требует больших вложений и трудозатрат. Выполнить монтаж двух веток коммуникаций по строительным конструкциям будет сложнее.

Двухтрубная система легко балансируется, обеспечивая подачу теплоносителя одинаковой температуры во все приборы отопления. Комнаты помещения прогреваются равномерно

Верхняя и нижняя подача теплоносителя

Зависимо от места размещения магистрали, подающей горячий теплоноситель, различают верхнюю и нижнюю подводку.

В открытых системах отопления с верхней разводкой нет необходимости в использовании устройств для отвода воздуха. Излишки его сбрасываются через сообщающуюся с атмосферой поверхность расширительного бачка (+)

При верхней разводке теплая вода поднимается по главному стояку и через разводящие трубопроводы передается в радиаторы. Устройство такой системы отопления целесообразно в одно- и двухэтажных коттеджах и частных домах.

Достаточно практична система теплоснабжения с нижней разводкой. Подающая труба размещается внизу, рядом с обраткой. Движение теплоносителя в направлении снизу вверх. Вода, пройдя через радиаторы, по обратному трубопроводу направляется в нагревательный котел. Батареи оборудуются кранами Маевского для удаления воздуха из магистрали.

В системах отопления с нижней разводкой возникает необходимость в использовании устройств для отвода воздуха, простейшим из которых является кран Маевского

Вертикальные и горизонтальные стояки

По типу положения магистральных стояков различают вертикальные и горизонтальные способы разводки трубопровода. В первом варианте радиаторы всех этажей подключаются к вертикально расположенным стоякам.

Вертикальную разводку используют при обустройстве домов в два, три и более этажа с чердачным помещением, в пределах которого можно проложить и утеплить трубопровод (+)

Особенности «вертикальных» систем:

• отсутствие воздушных пробок;
• подходит для теплоснабжения высотных построек;
• поэтажное подключение к стояку;
• сложности установки квартирных теплосчетчиков в многоэтажных домах.

Горизонтальная разводка предусматривает подключение радиаторов одного этажа к единому стояку. Преимущество схемы – для устройства используется меньше труб, стоимость установки ниже.

Горизонтальные стояки, как правило, применяются в одно- и двухэтажных помещениях. Обустройство системы актуально в панельно-каркасных домах и жилых зданиях без простенков

Основные схемы теплоснабжения

Сегодня в России применяют две, различающиеся по составу и конструкции схемы систем теплоснабжения.

• Первый вариант предполагает подачу нагретой воды для нужд отопления и ГВС по одним транспортным сетям. Водоразбор производится из подающей магистрали, что создает ситуацию, когда по двум веткам трубопровода протекает разный объем воды.
• По второй схеме, нагретая вода подается только на нужды отопления. Для создания ГВС применяются пункты подогрева водопроводной воды теплоносителем.

Достоинства первой схемы – дешевизна проекта (не требуются теплообменники) и эксплуатации. Недостатком являются высокие потери воды и ухудшение ее качества.

Достоинства второй – стабильная температура и качество воды, простота контроля. Недостатком является удорожание ГВС для абонентов, за счет применения и обслуживания дополнительного оборудования (бойлеров).

Важно: разработки схемы теплоснабжения города – это важнейший процесс, для обеспечения населения, промышленных и культурных объектов теплом и ГВС при минимальном воздействии на окружающую среду. .

Теплоснабжение многоквартирных жилых домов

В отличие от дачи или коттеджа, теплоснабжение многоквартирного дома содержит сложную схему разводки труб и нагревателей. Кроме того, в систему входят средства контроля и обеспечения безопасности.

Для жилых помещений существуют нормативы отопления, где указываются критические уровни температуры и допустимые погрешности, зависящие от сезона, погоды и времени суток. Если сравнить закрытую и открытую системы теплоснабжения, первая лучше поддерживает необходимые параметры.

Коммунальное теплоснабжение должно обеспечивать поддерживание основных параметров в соответствии с ГОСТ 30494-96.

Наибольшие потери тепла происходят на лестничных клетках жилых домов.

Снабжение теплом большей частью производится по старым технологиям. По существу системы отопления и охлаждения должны объединяться в общий комплекс.

Недостатки централизованного отопления жилых домов приводят к необходимости создания индивидуальных систем. Сделать это сложно из-за проблем на законодательном уровне.

Технические особенности однотрубной вертикальной схемы отопления

В результате те радиаторы, которые находятся в наибольшей удаленности от отопительного котла, получают меньшее количество тепла. Для того чтобы это исправить, самую дальнюю батарею рекомендуется оснастить дополнительными секциями, что позволит увеличить объем отдачи тепла.

теплоснабжения частного дома

К отрицательным сторонам такого типа систем теплоснабжения специалисты относят следующие:

• регулировать такой вариант отопления в доме загородного типа очень сложно, что приводит к высокой инертности обогрева, то есть время для полного отапливания помещения требуется очень много;
• чтобы выполнить замену или ремонт такого оборудования в зимнее время, потребуется полностью останавливать работу всей системы.

Однако у такого варианта устройства имеются и очевидные достоинства:

• металла на изготовление этой системы требуется очень мало;
• разработать схему теплоснабжения подобного образца самостоятельно не составит, кроме того, процесс установки не займет много времени;
• стоимость такого оборудования является вполне доступной, а в процессе эксплуатации, как правило, никаких серьезных проблем не возникает.

Правила

Требования, предъявляемые к содержанию схем, а также порядок их разработки устанавливается актами, утвержденными правительством. Территориальные правила, принятые в соответствии с этими документами, должны обеспечить открытость процедуры, участие в ней представителей обслуживающих предприятий и потребителей. В качестве ключевых критериев принятия решения относительно развития схемы теплоснабжения выступают:

1. Гарантия надежности поступления энергии к пользователям.
2. Минимизация расходов.
3. Приоритет комбинированного метода выработки электро- и теплоэнергии. При этом принимается во внимание экономическая обоснованность соответствующего решения.
4. Учет инвестиционных проектов организаций, ведущих регулируемую деятельность в области теплоснабжения, энергосбережения и повышения энергоэффективности предприятий, а также проектов регионального и муниципального значения.
5. Согласование документации с другими программами развития инженерно-технической инфраструктуры, в том числе связанной с газификацией.

Назначение и структура

Центральное отопление – это довольно сложная и разветвленная инженерная сеть, особенностью которой является выработка и поставка тепла и горячей воды от источника к группе зданий и сооружений посредством магистрального трубопровода.

В состав данной системы входят несколько структурных элементов:

1. Источник тепловой энергии – это котельная или ТЭЦ. Первые, для передачи тепла в отапливаемые помещения нагревают воду, сжигая газ, мазут, каменный уголь. В теплоцентралях изначально, производится пар, который вращая турбины становиться источником электроэнергии, а после остывания, используется для нагрева теплоносителя. Таким образом, нагретая вода подается в системы отопления потребителей.
2. Магистральный трубопровод служит для транспортировки теплоносителя от источника  к потребителю. Данная система представляет собой сложную и протяженную сеть из двух тепловодов большого диаметра (подающий и обратный), прокладка которых осуществляется подземным или надземным способом.
3. Потребителями тепловой энергии принято считать оборудование, использующее теплоноситель для передачи тепла в отапливаемое помещение.

Все современные системы отопления (СО) можно классифицировать по следующим признакам:

• использующему ими типу теплоносителя;
• графику работы;
• способу подключения к источнику тепла и ГВС.

Существуют следующие виды систем отопления:

• Водяные.
• Паровые.
• Воздушные.

Каждая из них имеет свои особенности, достоинства, недостатки и характеристики, которые будут рассмотрены ниже.

Системы водяного теплоснабжения многоквартирных домов наиболее распространены на территории Российской Федерации. Они несложны в эксплуатации и позволяют перемещать теплоноситель на большие расстояния без существенного ухудшения его показателей. Температуру теплоносителя в данных СО можно регулировать централизованно.

Воздушные СО менее распространены из-за высокой эксплуатационной стоимости. Огромным плюсом является возможность использования горячего воздуха для отопления помещений и организации системы вентиляции.

Система парового отопления чаще всего применяется на промышленных объектах. Это обусловлено, прежде всего, потребностями в данном теплоносителе для производственных нужд. Так как данный при перемещении пара не создается большого гидростатического давления, в паровых СО применяются трубы меньшего диаметра.

Все виды СО можно разделить на две группы по графику потребления тепловой энергии: круглогодичного или сезонного цикла.

По способу подключения СО к источнику теплоснабжения, отопительные системы могут быть зависимые и независимые.

В первых, подача теплоносителя осуществляется непосредственно от источника к потребителю. Во втором случае, нагретый теплоноситель поступает в теплообменник, по которому циркулирует вода. Именно нагретая таким способом вода и поступает в СО многоквартирного дома.

По способу подключения ГВС к системе теплоснабжения, все СО делятся на открытые и закрытые. В открытых, вода на ГВС отбирается непосредственно из системы теплоснабжения. В закрытой водяной системе теплоснабжения нагрев воды для ГВС осуществляется в теплообменниках источника.

Классификация систем централизованного отопления

Существующее на сегодня многообразие схем организации центрального отопления позволяет произвести их ранжирование по некоторым классификационным признакам.

По режиму потребления тепловой энергии

• сезонные, обеспечение теплом требуется только в холодный период года;
• круглогодичные, нуждающиеся в постоянном теплоснабжении.

По виду используемого теплоносителя

• водяные – это самый распространенный вариант отопления, используемый для обогрева многоквартирного дома; такие системы просты в эксплуатации, позволяют транспортировать теплоноситель на большие расстояния без ухудшения качественных показателей и регулировать температуру на централизованном уровне, а также характеризуются хорошими санитарно-гигиеническими качествами.
• воздушные – эти системы позволяют осуществлять не только отопление, но и вентиляцию зданий; однако вследствие высокой стоимости такая схема не находит широкого применения;

Рисунок 2 – Воздушная схема отопления и вентиляции зданий

• паровые – считаются самыми экономичными, т.к. для отопления дома используются трубы небольшого диаметра, а гидростатическое давление в системе мало, что облегчает ее эксплуатацию. Но такая схема теплоснабжения рекомендуется для тех объектов, которым помимо тепла требуется и водяной пар (в основном это промышленные предприятия).

По способу подключения отопительной системы к теплоснабжающей

• независимые, в которых циркулирующий по теплосетям теплоноситель (вода или пар) нагревает в теплообменнике подаваемый в систему отопления теплоноситель (воду);

Рисунок 3 – Независимая система централизованного отопления

• зависимые, в которых нагретый в теплогенераторе теплоноситель подается непосредственно к потребителям тепла по сетям (см. рисунок 1).

По способу присоединения к системе теплоснабжения горячего водоснабжения

• открытые, горячая вода забирается непосредственно из теплосети;

Рисунок 4 – Открытая система отопления

• закрытые, в таких системах забор воды предусмотрен из общего водопровода, а ее нагрев осуществляется в сетевом теплообменнике централи.

Рисунок 5 – Закрытая система центрального отопления

Порядок утверждения и требования к схемам

В соответствии с Федеральным законом «О теплоснабжении» утверждение требований к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения входят в компетенцию Правительства Российской Федерации. Указанные требования на данный момент Правительством РФ не утверждены, тем не менее, непосредственно в законе содержатся следующие нормы[1]:

• утверждение схем теплоснабжения поселений, городских округов с численностью населения пятьсот тысяч человек и более, а также городов федерального значения Москвы и Санкт-Петербурга осуществляется федеральным органом исполнительной власти;
• утверждение схем теплоснабжения поселений, городских округов с численностью населения менее пятисот тысяч человек осуществляется органами местного самоуправления данных поселений и округов;
• схема должна содержать сведения о Единой теплоснабжающей организации для соответствующей территории;
• в схеме должны быть определены источники теплоснабжения, их загрузка, графики совместной работы и температурные графики;
• схемой определяется Радиус эффективного теплоснабжения, за пределами которого подключение потребителей нецелесообразно.

Кроме того, в схеме теплоснабжения должны содержаться мероприятия по развитию системы теплоснабжения, в частности меры по переоборудованию котельных для работы в режиме комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, а также при необходимости мероприятия по консервации избыточных тепловых мощностей.

В части обеспечения безопасности схемы теплоснабжения должны предусматривать резервирование системы теплоснабжения, и обеспечение бесперебойной работы источников тепла и тепловых сетей.

Требования к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения утверждены Постановлением Правительства РФ № 154 от 22.02.2012 г.

Типы схем открытого теплоснабжения

В открытой схеме системы отопления движение теплоносителя осуществляется двумя различными способами. Первый вариант – естественная или гравитационная циркуляция, второй – принудительное или искусственное побуждение от насоса. Выбор схемы зависит от этажности и площади постройки, а также от предполагаемого теплового режима.

Естественная циркуляция в отоплении

В гравитационной системе отсутствует какой-либо механизм для обеспечения движения теплоносителя. Процесс осуществляется исключительно за счет расширения горячей воды. Для работоспособности схемы предусматривается разгонный стояк, высота которого – не менее 3,5 м.

Если пренебречь установкой вертикального транзитного стояка, то высока вероятность, что теплоноситель, поступающий от котла, не будет развивать достаточную скорость

Система теплоснабжения естественного циркуляционного типа оптимально подходит для построек площадью до 60 кв. м. Максимальной протяженностью контура, способного обеспечить теплом, считается магистраль 30 м. Немаловажный фактор – высота строения и этажность дома, позволяющая монтировать разгонный стояк. Схема естественной циркуляции не подойдет для низкотемпературного режима применения. Недостаточное расширение теплоносителя не создаст должного давления в системе.

Возможности самотечной схемы:

1. Подключение к теплым полам. На водяной контур, ведущий к полу, монтируется циркуляционный насос. Остальная система функционирует в обычном режиме. При отключении электричества дом продолжит отапливаться.
2. Работа с бойлером. Нагревательный прибор монтируется вверху системы – немного ниже расширительного бака.

Для обеспечения бесперебойной работы на бойлер можно установить насос. Тогда схема теплоснабжения и производства ГВС автоматически переходит в разряд принудительных вариантов. Дополнительно монтируется обратный клапан, предотвращающий рециркуляцию теплоносителя.

Принудительная система с насосом

С целью повышения скорости теплоносителя и сокращения времени на обогрев помещения, встраивается насос. Движение потока воды увеличивается до 0,3-0,7 м/с. Интенсивность теплоотдачи возрастает, и ветви магистрали прогреваются равномерно.

Насосные схемы сооружают как открытого, так и закрытого типа. В открытых контурах расширительный бачок устанавливается в наивысшей точке системы. Присутствие насоса позволяет увеличить трубопровод между отопительным котлом и батареями, как по высоте, так и по протяженности (+)

Важные моменты организации принудительной системы:

1. Схема со встроенным насосом энергозависима. Чтобы обогрев помещения не прекращался при отключении электричества, насосное оборудование размещается на байпасе.
2. Насос устанавливается перед входом в котел на обратной трубе. Расстояние до котла – 1,5 м.
3. При установке насоса учитывается направление движения воды.

На обратке монтируются два отсекающих крана и обводное колено с циркуляционным насосом. При наличии тока в сети краны закрываются – движение теплоносителя осуществляется через насос. Если напряжение отсутствует, то вентили надо открыть – система перестроится на естественную циркуляцию.

На подающем трубопроводе надо установить обратный клапан. Элемент размещается сразу после котла и предотвращает рециркуляцию теплоносителя при работе насоса

Структура системы центрального отопления

Основными структурными элементами системы центрального отопления являются:

1. 1. Источник тепловой энергии, в качестве которого могут выступать крупные котельные или теплоэнергоцентрали (ТЭЦ); в них осуществляется нагрев теплоносителя за счет использования какого-либо вида источника энергии.
      При этом в котельных для передачи тепловой энергии до потребителей используется вода, тогда, как в ТЭЦ она сначала нагревается до состояния пара, имеющего более высокие энергетические показатели и направляющегося в паровые турбины для выработки электроэнергии. И уже отработанный пар используется для нагрева той воды, которая поступает в систему отопления многоквартирного дома.

      Одна теплоэнергоцентраль способна заменить несколько котельных, в результате чего не только снижаются расходы на строительство и высвобождаются значительные площади, но и значительно улучшается общая экологическая обстановка.

   2. Теплосети – сложная, разветвленная, протяженная система трубопроводов, предназначенная для транспортировки тепла к объектам.
      Они представляют собой два теплопровода – подачи (горячий) и обратный (с отработанным теплоносителем), выполняемые обычно из стальных труб диаметром 1000-1400 мм. Прокладка теплосетей может осуществляться как наземным, так и подземным способом с обязательной теплоизоляцией в обоих случаях.

      Необходимо отметить, что крупные централизованные схемы теплоснабжения имеют, как правило, несколько источников теплоты, связанные резервными магистралями и обеспечивающие надежность и маневренность их функционирования.

   3. Потребители тепла – отопительное оборудование, установленное непосредственно в многоквартирном доме или другом объекте.

      Рисунок 1 – Общая схема центрального отопления

Комплектация и принцип работы системы

В водяной системе отопления посредником при передаче тепловой энергии от котельной установки к радиаторам выступает жидкость. Циркуляция теплоносителя может выполняться на большие расстояния, обеспечивая нагрев домов и помещений разной площади. Это объясняет повсеместное внедрение водяного теплоснабжения.

Работоспособность системы отопления открытого типа возможна без использования насоса. Циркуляция теплоносителя основывается на принципах термодинамики. Движение воды по трубам происходит за счет разности в плотности горячей и холодной жидкости, а также благодаря уклону проложенных труб.

Галерея изображений

Фото из

В открытых отопительных контурах объем для расширения теплоносителя обеспечивает негерметичный бачок — стальная или полимерная емкость с крышкой и патрубком для слива излишков в канализацию
Открытые отопительные схемы напрямую сообщаются с атмосферой. Через бачок удаляется воздух, но и происходит испарение, из-за которого теплоноситель в системе требуется периодически пополнять
Расширительный бак для отопительной системы частного дома можно сделать из пластиковой канистры, старого металлического бидона и подобных подручных средств
В схемах соединения приборов соблюдены стандартные принципы. Есть двухтрубные и однотрубные варианты
В схемах отопления с двумя трубами теплоноситель подается в приборы одной трубой, а отводится другой. В однотрубных системах теплоноситель перетекает от одного радиатора к другому и возвращается в котел по одной магистральной трубе
Большинство открытых отопительных систем относится к разряду гравитационных. Однако есть варианты с использованием циркуляционного насоса, который подбирают с учетом нагрузки, превышающей стандарты закрытых схем
Преобладающий объем воздуха в открытых схемах выходит через бачок. Исключение — контуры с нижним подключением приборов, требующие установки воздухоотводчика на каждый радиатор
В открытых системах отопления используются все виды приборов, применяемых в сооружении отопительных систем. Правда рекомендованы к установке чугунные модели из-за способности долго сохранять тепло

Отличительная особенность системы

Специфика работы открытого контура

Варианты самодельных открытых бачков

Однотрубный способ соединения приборов

Двухтрубная система отопления

Циркуляционный насос в системе

Методы отвода воздуха из системы

Рекомендуемые типы приборов отопления

Незаменимый элемент системы – открытый расширительный бак, в который поступают излишки разогретого теплоносителя. Благодаря резервуару происходит автоматическая стабилизация давления жидкости. Емкость устанавливается над всеми компонентами системы.

Весь процесс функционирования «открытого теплоснабжения» условно делится на два этапа:

1. Подача. Разогретый теплоноситель движется от котла к радиаторам.
2. Обратка. Излишек теплой воды поступает в расширительный резервуар, остывает и возвращается в котел.

В однотрубных системах функцию подачи и обратки выполняет одна магистраль, в двухтрубных схемах подающая и обратная трубы независимы друг от друга.

Плотность теплой воды ниже плотности холодной, поэтому в системе образуется гидростатический напор. Под давлением горячая вода продвигается к радиаторам

Однотрубная схема считается самой простой и доступной для самостоятельного монтажа. Конструкция системы элементарна.

Базовая комплектация однотрубного теплоснабжения включает:

• отопительный котел;
• радиаторы;
• расширительный бак;
• трубы.

Некоторые отказываются от установки радиаторов и размещают по периметру дома трубу диаметром 8-10 см. Однако специалисты отмечают, что эффективность системы и удобство эксплуатации при таком решении снижается.

Схема гравитационной однотрубной системы открытого типа энергонезависима. Затраты на приобретение труб, арматуры и оборудование относительно невысоки. Возможна работа с котлами разных типов

Двухтрубный отопительный вариант сложнее в устройстве и дороже в исполнении. Однако расходы и сложность сооружения полностью компенсируются устранением стандартных недостатков однотрубных систем. Теплоноситель с равной температурой поставляется практически одновременно во все приборы, остывшая вода собирается обратной магистралью, а не перетекает в следующую батарею.

Для обслуживания каждого прибора в двухтрубном отопительном контуре устраиваются подающая и обратная магистраль, благодаря чему температура система поставляет теплоноситель равной температуры во все точки, а остывшую воду собирает и направляет к котлу обратка — независимая от подачи магистраль (+)

Преимущества и недостатки

централизованное теплоснабжение имеет свои плюсы и минусы. Среди достоинств можно отметить:

• Надежность, которая обеспечивается специальными службами, подчиняющимися муниципальным органам.
• Экологичность, благодаря применению экологически безопасного оборудования.
• Простота за счет отсутствия возможности самостоятельной настройки давления и температуры теплоносителя.

Недостатками данной системы теплоснабжения являются:

• Сезонность, которая не дает возможности конечному потребителю использовать СО в межсезонье.
• Отсутствие возможности самостоятельной регулировки температуры радиаторов.
• Высокие теплопотери, обусловленные протяженностью тепловых сетей.

И в качестве заключения: несовершенность системы централизованного теплоснабжения стала одной из причин высоких тарифов на отопление и ГВС. Именно поэтому многие наши соотечественники правдами и неправдами, всячески стараются отказаться от данной СО и перейти на автономный вариант обогрева индивидуальным газовым котлом.

Совет: центральное отопление является важной инженерной системой дома. Именно поэтому любое вмешательство в нее несет за собой штрафные санкции

Если у вас появились проблемы с обогревом помещений, не занимайтесь самостоятельным ремонтом или модернизацией СО, обращайтесь в управляющую организацию.

Требования к обустройству и эксплуатации

При устройстве теплоснабжения дома важно учитывать ряд особенностей открытой отопительной системы:

1. Для обеспечения нормальной циркуляции монтаж котла выполняется в самом низком месте магистрали, а расширительного бачка – в наивысшей точке.
2. Оптимальное место для размещения расширительного бачка – чердачное помещение. В холодное период года емкость и подающий стояк в пределах неотапливаемого чердака надо утеплять.
3. Прокладка магистрали выполняется с минимальным числом поворотов, соединительных и фасонных деталей.
4. В гравитационной отопительной системе вода циркулирует медленно (0,1-0,3 м/с), поэтому и нагрев должен происходить постепенно. Нельзя допускать кипения – это ускоряет износ радиаторов и труб.
5. Если зимой отопительная система не используется, то жидкость необходимо слить – эта мера сохранит целыми трубы, радиаторы и котел.
6. Уровень теплоносителя в расширительном баке необходимо контролировать и периодически восполнять. В противном случае в магистрали возникнуть воздушные пробки, снижающие эффективность работы радиаторов.
7. Вода – оптимальный теплоноситель. Антифриз токсичен, его не рекомендуется использовать в системах, имеющих свободный контакт с атмосферой. Его использование целесообразно, если нет возможности сливать теплоноситель в неотапливаемый период.

Особое внимание уделяется расчету сечения и уклону трубопровода. Нормы проектирования регламентированы СНиП за номером 2.04.01-85

В контурах с гравитационным движением теплоносителя размер сечения трубы больше, чем в насосных схемах, но общая протяженность трубопровода меньше почти в два раза. Уклон горизонтальных участков системы, равный 2 — 3 мм на погонный метр, устраивают только при монтаже теплоснабжения с естественным движением теплоносителя.

Несоблюдение уклона при устройстве систем с естественным перемещением теплоносителя приводит к завоздушиванию труб и недостаточному прогреву радиаторов, отдаленных от котла. В результате теплоэффективнось снижается

Особенности обеспечения

Как показывает практика, потребление тепла осуществляется более неравномерно, чем использование горячей воды. Это обуславливается сезонностью подачи энергии гражданам. Так, в летнее время помещения не отапливаются, однако горячая вода используется. Длительность сезона подачи тепла устанавливается в зависимости от климатических условий. В качестве источников энергии могут выступать котельные и электростанции. Горячая вода является теплоносителем. К ее чистоте предъявляются высокие требования. Они связаны с тем, что при повышенной температуре примеси выпадают в осадок, вследствие чего сети теплоснабжения выходят из строя. Для предотвращения таких ситуаций у источников энергии устанавливаются сложные сооружения химической очистки.

Система теплоснабжения

В ее состав входит источник энергии, передающие элементы и устройства, потребляющее оборудование. Системы теплоснабжения классифицируются по различным признакам. В качестве критериев выступают:

1. Степень централизации. Различают централизованные и децентрализованные системы. В последних подача энергии осуществляется от мелких
2. Род теплоносителя. По этому критерию различают водяные и паровые установки.
3. Методы выработки энергии. Теплоснабжение города может осуществляться комбинированным либо раздельным способом. В первом случае нагрев воды производится совместно с выработкой электроэнергии.
4. Метод подачи воды. Она может осуществляться открытым способом. В этом случае вода направляется к водоразборным приборам непосредственно из теплосети. Подача может быть и закрытой. В таком случае вода из теплосетей применяется только в качестве греющей среды для бойлеров. Из них она поступает в местную магистраль.
5. Число трубопроводов. Теплосети могут быть одно-, двух- и многотрубными.
6. Метод обеспечения пользователей энергией. Схемы теплоснабжения могут быть одно- и многоступенчатыми. В первом случае потребители подсоединяются непосредственно к магистрали. Многоступенчатые схемы теплоснабжения предполагают установку контрольно-распределительных и центральных пунктов. По требованию пользователей в них может корректироваться температура воды.

Примечания

1. ↑ Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. — 7-е изд., стереот. — М.: Издательство МЭИ, 2001. — С. 78. — 472 с. — ISBN 5-7046-0703-9.

Эта страница в последний раз была отредактирована 18 июня 2018 в 09:28.

Актуализация схемы теплоснабжения

Развитие объектов инфраструктуры в населенных пунктах направлено на удовлетворение потребностей населения наиболее экономичными методами при минимальном негативном влиянии на природу. Данная деятельность осуществляется согласно схеме теплоснабжения. Она должна соответствовать документации территориального планирования, проекту размещения объектов в границах населенного пункта. Органами, уполномоченными законодательством, ежегодно осуществляется разработка, утверждение и актуализация схемы теплоснабжения. В документации должны присутствовать:

1. Условия организации централизованного, индивидуального и поквартирного отопления.
2. Графики совместного функционирования источников, работающих в комбинированном режиме, а также котельных. Кроме того, в документе устанавливается порядок перевода объектов в «пиковый» режим.
3. Решения о загрузке теплоэнергетических источников, принятые согласно схеме.
4. Радиус эффективного обеспечения энергией. Он должен позволять установить условия, при которых подключение установок нецелесообразно в связи с увеличением общих затрат.
5. Меры по консервации излишних источников.
6. Мероприятия по переоборудованию котельных в объекты комбинированной выработки.
7. Оптимальный график температур и оценка расходов в случае необходимости его корректировки.

Что такое закрытая система теплоснабжения

Таковой является система, теплоноситель которой изолирован и работает исключительно по назначения. Он не участвует в водоснабжении прямо, а только косвенно, не отбирается потребителями из сети. Скажем так, «трансфер» тепла для систем отопления и для горячего снабжения проходит через теплообменники. Для этого, в теплопунктах зданий устанавливают сами теплообменники (подогреватели), насосы различной специализации, смесители, аппаратура для контроля и пр.

Открытая система теплоснабжения

Открытая система теплоснабжения

Список может меняться в зависимости от типа и мощности пункта. Центральный и индивидуальный тепловой пункты могут иметь различную степень автоматизации, системы могут быть многоступенчатыми и иметь в своём составе несколько пунктов на пути, от ТЭЦ к потребителям. Стандартно, при закрытом теплоснабжении, теплопункт имеет два контура, обеспечивающих передачу теплоты системе отопления и системе водоснабжения. Каждый контур оборудован теплообменником соответствующего типа, пластинчатым, многоходовым, пр. индивидуально определяет проект.

Вода или антифриз, передающие теплоту, от теплоприготовительной установки, вторичным сетям, имеет неизменный объём и может лишь восполняться подпитывающей системой в случае потерь. Теплоноситель основной магистрали, должен проходить водоподготовку, для придания ему необходимых свойств, обеспечивающих безвредность для сетевых трубопроводов и систем теплообмена, как теплопунктов так и теплоприготовительных мощностей.

Схема водяного отопления частного дома

Классификация

Системы теплоснабжения подразделяются на:

• Централизованные
• Местные (их еще называют децентрализованными).

Они могут быть водяными и паровыми. Последние используются в наши дни не часто.

Местные системы теплоснабжения

Здесь все просто. В местных системах источник тепловой энергии и ее потребитель находятся в одном здании или очень близко друг к другу. Например, в отдельном доме установлен котел. Нагретая в этом котле вода в последствии используется для удовлетворения нужд дома в отоплении и горячей воде.

Централизованные системы теплоснабжения

В централизованной системе теплоснабжения источником тепла служит ТЭЦ или котельная, которая вырабатывает тепло для группы потребителей: квартал, район города или даже весь город.

При такой системе тепло транспортируется к потребителям по магистральным тепловым сетям. От магистральных сетей теплоноситель подается в центральные тепловые пункты (ЦТП) или индивидуальные тепловые пункты (ИТП). От ЦТП тепло уже по квартальным сетям поступает в здания и сооружения потребителей.

По способу подключения системы отопления системы теплоснабжения подразделяются на:

• Зависимые системы — теплоноситель от источника тепловой энергии (ТЭЦ, котельная) поступает непосредственно к потребителю. При такой системе в схеме не предусмотрено наличие центральных или индивидуальных тепловых пунктов. Выражаясь простым языком, вода из тепловых сетей поступает напрямую в батареи.

• Независимые системы — в этой системе присутствуют ЦТП и ИТП. Теплоноситель, циркулирующий по тепловым сетям, нагревает воду в теплообменнике (1й контур — красные и зеленые линии). Нагретая в теплообменнике вода циркулирует уже в системе отопления потребителей (2 контур — оранжевые и синие линии).

С помощью подпиточных насосов восполняются потери воды через неплотности и повреждения в системе и поддерживается давление в обратном трубопроводе.

По способу присоединения системы горячего водоснабжения системы теплоснабжения подразделяются на:

• Закрытые. При такой системе вода из водопровода нагревается теплоносителем и поступает к потребителю. О ней я писал в статье «Горячее водоснабжение».

• Открытые. В открытой системе теплоснабжения вода для нужд ГВС отбирается непосредственно из тепловой сети. К примеру, зимой вы пользуетесь отоплением и горячей водой «из одной трубы». Для такой системы справедлив рисунок зависимой системы теплоснабжения.

Дополнительно

При реализации проекта по увеличению мощности источников энергии не за счет тарифов, оплаты за подключение к магистрали либо бюджетных средств поставки допускается осуществлять по ценам, установленным соглашением. При этом должен быть договор с потребителями на период, не превышающий 12 мес. Величина, на которую была повышена мощность, должна быть согласована с регулирующим органом. Органам местного самоуправления исполнительные региональные структуры формируют Его составление осуществляется по форме и в порядке, утвержденном федеральным институтом власти, имеющим полномочия на реализацию госполитики в области теплоснабжения.

Проблемы в теплоснабжении

Одной из ключевых проблем теплоснабжения в Российской Федерации является снижение теплоотдачи отопительных приборов и теплообменных аппаратов из-за накопления окислов и солей металлов.

В результате:

1. Суммарные потери тепловой энергии в системе составляют до 30 %

• Растут потери тепловой энергии и теплоносителя
• Растут затраты электрической энергии на циркуляцию теплоносителя
• Снижается КПД источника тепловой энергии из-за повышения температуры обратной воды

2. Сокращается нормативный срок эксплуатации внутридомовых тепловых сетей и оборудования с 30 до 10 лет

В масштабах страны это приводит к вынужденным расходам на внеплановые капитальные ремонты на сумму более 23 млрд руб. ежегодно. Основные требования к любой отопительной системе — надежность, долговечность, эффективность, экономичность. Новые, только смонтированные и испытанные системы централизованного и индивидуального отопления работают без сбоев в соответствии с проектной мощностью. По прошествии некоторого времени наблюдается недостаточная теплоотдача, увеличивается расход топлива и электроэнергии.

Практика показывает, что трубопроводы систем отопления в зданиях, где не проводятся профилактические работы более 10 лет, на 40-50 % забиты окислами и солями металлов. Накипь создает термическое сопротивление теплоносителю, что ведет к снижению теплоотдачи, а это, в свою очередь, приводит к ухудшению комфортных условий для проживания жильцов. Поскольку теплопроводность накипи в 40 раз ниже теплопроводности металла в системах отопления, отложения толщиной всего 1 мм снижают теплоотдачу на 15 %. Если процесс не остановить вовремя, произойдет выход из строя теплообменников, трубопроводов, отопительных приборов. Из всех существующих методов, связанных с профилактическими работами по поддержанию теплового оборудования в рабочем состоянии, в России традиционно, уже на протяжении десятилетий, применяются:

• дисперсная промывка
• механическая очистка
• химическая промывка
• гидравлическая промывка
• гидропневматическая промывка

Данные методы имеют достаточно низкий КПД и значительные ограничения по применению. Главное ограничение по применению состоит в том, что методы можно использовать только в межсезонный период, когда теплоноситель не подается в теплоцентрали. В среднем по России этот период длится всего 3-5 месяцев. В северных территориях России осенне-зимний период заканчивается в конце июня и начинается в середине сентября. Помимо усовершенствования метода промывки внутридомовых тепловых сетей и теплообменного оборудования большое значение имеет реагент, которым промывается объект. В настоящее время шлак удаляется при помощи химической промывки с использованием кислотных и щелочных реагентов. Помимо экологической опасности данные реагенты негативно влияют на трубы, так как вступают в реакцию с металлом, что приводит к его разрушению.

Классификация и конструктивные особенности

Классифицируют системы поставки тепла следующим образом:

1. Децентрализованные. Доставка теплоносителя осуществляется от котельной или от внутридомового (квартирного) теплогенератора.

2. Централизованные системы теплоснабжения. Различают их четыре разновидности:
   • Междугороднее.
   • Городское.
   • Районное (в рамках района одного населенного пункта).
   • Теплоснабжение группы сооружений.

Системы теплоснабжения городов различают по:

1. Типу произведенного теплоносителя, который, в свою очередь, классифицируют по тепловому потенциалу: до 150°С; от 150 до 400°С; от 400°С.

   Важно! Коммунально-бытовая сфера использует низкопотенциальный теплоноситель, где температура в подающем трубопроводе не превышает 150°С. а давление 1,4 МПа

   Высокопотенциальный — в паровых системах используется в схемах теплоснабжения предприятий.

2. Способу производства тепла.
   • Производство тепла происходит отдельно от выработки электроэнергии.

   • Одновременное получение тепловой и электроэнергии.

     Важно! Второй способ центрального теплоснабжения значительно выигрывает по экономичности. Все дело в возможности одновременного получения электричества и тепла при сжигании низкосортных углеводородов, использовать которые в котельных невозможно или крайне затруднительно.

3. Способу подачи ГВС от источника к потребителю.
   • Открытый подразумевает водоразбор на ГВС непосредственно из источника тепла.
   • При закрытом способе теплоноситель используется исключительно для нагрева воды из системы водоснабжения в специальных устройствах – бойлерах.
4. Числу трубопровода. Наибольшее распространение в России получили двухтрубные системы.
5. По способу обеспечения потребителя теплом, системы теплоснабжения городов представляют собой:
   • Конструкции, где потребитель подсоединяется непосредственно к тепловым сетям. В точке соединения расположены тепловые пункты.
   • Системы, где между производителем тепла и потребителем находятся распределительные пункты. В них исходные характеристики нагретой воды могут меняться исходя из фактического расхода тепла.

Достоинства второго способа очевидны: при размещении распределительных пунктов удается снизить первоначальные затраты благодаря сокращению использованного оборудования.