Класифікація систем опалення водяні, газові, парові та інші

Згідно з нормативною документацією, приміщення, споруди та будівлі, в яких постійно або в термін більше 2-х годин перебувають люди, необхідно підтримувати оптимальну температуру повітря. Тому потрібна споруда системи центрального опалення для підтримки необхідної температури повітря всередині приміщення протягом всього календарного року. У статті розглядається питання, яка є класифікація систем опалення.

Схема опалення заміського будинку.

Вибираючи систему опалення, тип нагрівальних приладів, параметри теплоносія, слід дотримуватись теплової інерції конструкцій, призначення та характеру споруд.

Опалювальна система повинна відповідати низці вимог. Санітарно-гігієнічні норми, що пред'являються до різних опалювальних пристроїв, мають на увазі забезпечення певної температури в будівлі та підтримку заданої температури поверхні приладів опалення з метою запобігання можливості отримання опіків та займання пилу. Відповідно до техніко-експлуатаційних норм, витрати, витрачені на монтаж та обслуговування пристрою, повинні бути мінімально простими. Відповідно до вимог будівельно-архітектурних норм, передбачається оптимальна ув'язка всіх деталей опалення з іншими рішеннями та елементами приміщення з метою максимальної безпеки будівельної конструкції. Суть монтажно-експлуатаційних норм у тому, що опалювальні системи повинні забезпечувати надійне функціонування під час всього експлуатаційного терміну та бути найпростішими в обслуговуванні.

Складаються системи опалення з трьох основних компонентів: теплопроводу, джерела теплоти та опалювальних приладів.

Класифікація опалювальних систем

Схема парового опалення

Конструкції, робота яких спрямована на опалення приміщення, різняться відповідно до певних умов. Так, їх класифікують щодо способу переміщення теплоносія, виду теплоносія, що застосовується і в залежності від розташування джерела тепла.

Залежно від різновиду носія розрізняють такі системи опалення:

парові;
водяні;
повітряні;
радіаційні;
вогнеповітряні (пічні);
газові;
електричні.

Схема водяної системи опалення

Найбільш безпечною вважається система повітряного опалення, що передбачає нагрівання повітряних мас за допомогою калорифера. Теплоносієм у таких опалювальних пристроях виступає пара або гаряча вода. У деяких випадках нагрівання повітря може проводитися з використанням газу, якщо продукти горіння виділятимуться безпосередньо назовні.

Обігрів торгових павільйонів, квартир, офісів, котеджів, складів і подібних приміщень стало популярно виробляти за допомогою електрокалориферів, електрокамінів, підлог, що підігріваються або інших електрифікованих опалювальних приладів.

Перенесення тепла в системах опалення може відбуватися за допомогою газоподібного або рідкого середовища. Це середовище, яке переміщається, має назву теплоносія. В електричних опалювальних приладах перенесення тепла відбувається за допомогою твердого середовища.

Класифікація опалювальних систем у плані розташування джерела тепла

Залежно від місця розміщення теплового джерела зустрічають системи місцевого та центрального типу. Місцеві системи опалення є конструкцією, в якій в одній установці відбувається перенесення, одержання тапередача тепла до приміщення. Середовище, здатне переносити тепло, нагрівається за допомогою гарячої води, пари або електрики або є результатом спалювання будь-якого виду палива. Тепло передається шляхом випромінювання вимушеної чи вільної конвекцією.

Яскравим прикладом опалювальної системи місцевого типу є піч. У ній тепло – результат спалювання палива (рідкого, газоподібного, твердого) – з теплообмінника у вигляді гарячого газу переноситься теплопроводом (каналом). Внаслідок цього відбувається передача тепла в приміщення через опалювальний прилад — стінки печі.

Схема повітряної системи опалення

Місцева система, робота якої заснована на використанні електроенергії, може функціонувати без теплоносія, тепло в такому випадку переноситься відразу ж у тверде середовище.

Центральні опалювальні пристрої використовують для опалення з єдиного теплового центру кількох приміщень. У таких системах прилади та теплообмінник знаходяться на певному віддаленні один від одного. Так, у теплообміннику відбувається нагрівання теплоносія. Усі ці реакції відбуваються у тепловому центрі. Далі тепло передається теплопроводами в інші приміщення і по колу повертається назад. Центральними бувають опалювальні пристрої парового, водяного та повітряного опалення.

У деяких випадках можливе спорудження централізованого опалення у межах районної системи. У такому разі опалення групи будівель походить із ЦТС. Тут відбувається поділ опалювальних приладів та теплообмінника. Так, у теплообміннику відбувається нагрівання теплоносія, розташованого на тепловій станції. Далі відбувається його переміщення в теплопроводах (зовнішнього та внутрішнього типу) до групи окремих приміщень кількох будівель. Після того, як тепло буде доставленодо місцевих опалювальних приладів, відбувається повернення носія на станцію.

Сучасні пристрої опалення та теплопостачання в основному застосовують відразу 2 теплоносія. Так, первинний носій після отримання тепло на станції чи теплообміннику, продовжує рух у системі зовнішніх теплопроводів. Теплоносій вторинного плану при цьому отримує тепло від вторинного і переносить його за системою внутрішніх теплопроводів. Як первинного носія тепла часто виступає пара чи вода. Так, розрізняють водоводяну системи, пароводяну, водоповітряну та багато інших централізованих опалювальних систем.

Класифікація систем водяного опалення

Схеми радіаторних систем опалення

Системи, що використовують принцип водяного опалення, можна умовно поділити на високотемпературні (вище 105°С) та низькотемпературні (їхня температура не перевищує 105°С). На даний момент існують певні обмеження на максимальну температурну межу 150°С.

Крім того, водяні системи поділяють залежно від способу створення водної циркуляції. Так, вони бувають гравітаційні (з природним процесом циркуляції) та насосні (з механічним способом спонукання циркуляції води із застосуванням насосів). Принцип функціонування гравітаційної системи ґрунтується на різних показниках щільності води, яка нагрівається до різних температур.

У насосній системі для циркуляції води застосовують електричний насос, дія якого спрямована збільшення гідравлічного тиску. В результаті, крім гравітаційного руху, у системі виникає і вимушене.

Залежно від принципу з'єднання труб у системі водяного опалення, розрізняють двотрубні та однотрубні системи.

Класифікація систем парового опалення

Схема вогнеповітряної системи опалення

Залежно від висоти тиску пари розрізняють кілька різновидів парових систем опалення. Так, це можуть бути системи високого тиску, низького та вакуум-парові.

У плані максимального показника тиску пари існують певні обмеження. Так, допустима межа становить близько 0,37 МПа або 3,8 кг/см2.

Принцип роботи систем парового опалення полягає у конденсації насиченої пари на стінках у приладах опалення. Далі слідує передача тепло фазового перетворення безпосередньо в приміщення через стінки. Після цього відбувається видалення конденсату і пара повертається в котли.

Залежно від способу повернення конденсату назад у котел, розрізняють замкнуті та розімкнені опалювальні системи. У замкнутій системі відбувається безперервна подача конденсату котел. Їх конструкція передбачає розташування опалювальних приладів значно вище самого котла.

Розімкнена система є безперервним надходженням пари в конденсатний бак, і передача його в міру накопичення в котел. Теплопроводи в таких системах бувають конденсатопроводами та паропроводами.

Класифікація систем повітряного опалення

Схема пічної системи опалення.

Залежно від способу, завдяки якому відбувається циркуляція теплоносія, розрізняють гравітаційні (робота яких заснована на природній циркуляції) та вентиляторні (робота заснована на механічному спонуканні руху повітря).

Гравітаційний різновид передбачає використання повітря різної щільності в результаті нагрівання до різних температур. Аналогічно з водною гравітаційною системою,Природний рух повітря виникає внаслідок неоднорідного розподілу густини.

Опалювальна вентиляторна система працює з використанням електровентилятора, здатного створювати вимушений рух повітряних мас як результат підвищення тиску повітря. У таких системах поєднаний гравітаційний та вентиляторний способи.

Основним теплоносієм у таких системах є повітря. Він нагрівається до температури максимум 70°С за допомогою калорифера - опалювального приладу. Обігрів калориферу зсередини відбувається за допомогою води, електрики, пари, гарячого газу. Залежно від джерела нагріву та розрізняють повітряні опалювальні системи: вони можуть бути газоповітряними, пароповітряними, водоповітряними, електроповітряними та пароповітряними.

Залежно від радіусу впливу, системи повітряного опалення класифікуються як місцеві чи центральні. У місцевому нагріванні повітря відбувається безпосередньо в калорифері, розташованому в приміщенні, яке потрібно обігріти. У центральній опалювальний прилад (калорифер) розташовується в тепловому центрі, а нагріте повітря пересувається шляхом зворотного відведення повітря.

Класифікація системи газового опалення

Схема газової системи опалення

Одним із найбільш екологічно чистих видів палива, призначеного для опалення приміщення, вважається газ. Якщо правильно організувати процес спалювання цього палива, то можна досягти мінімального виділення шкідливих речовин. Також застосування газу з опалювальною метою є надзвичайно вигідним в економічному плані. Варто звернути увагу на простоту експлуатації для генерування тепла в таких опалювальних системах.

Одним із недоліків газу як виду палива є його вибухонебезпечність та певний ступіньтоксичності продуктів, які виділяються під час згоряння. При спорудженні газової опалювальної системи слід пред'явити підвищені вимоги щодо безпеки та експлуатації.

Газові опалювальні системи використовують у великій кількості різних установок: у спеціалізованих та звичайних котлах, опалювальних приладах для місцевого або квартирного опалення, у різних агрегатах.

В системі опалення за допомогою газів основними опалювальними приладами є труби, призначені для випромінювання тепла. Їх необхідно розташувати у верхній ділянці приміщення. Принцип нагріву приміщення досить простий. Опалювальна конструкція являє собою замкнене коло, всередині якого відбувається циркуляція суміші нагрітого повітря, що містить різні продукти згоряння. Тепловіддача відбувається шляхом випромінювання.

При використанні газоповітряної системи опалення існує безліч переваг перед повітряною системою. За рахунок зменшення різниці температур по всій висоті кімнати ліквідується можливість зменшення температури повітря безпосередньо в робочій зоні.

Основними опалювальними приладами в подібній системі опалення є пальники, що випромінюють інфрачервоне випромінювання. Подібне опалення максимально вигідно використовувати у приміщеннях великих розмірів, що характеризуються великим ступенем тепловтрат. Найбільшого поширення газоповітряна система опалення набула при обігріванні майданчиків відкритого або частково-відкритого типу (часто це автомобільні стоянки, монтажні та складальні майданчики тощо). За рахунок невеликої маси та розміру джерел тепла (пальників) можна розміщувати їх максимально зручно у будь-якому приміщенні. Поверхня теплопередачі цих пристроїв практично в 10 разів менша, ніж площа, необхідна для спорудження системиводяного опалення. Променисте газоповітряне опалення дуже часто використовують у сільськогосподарських приміщеннях, що характеризуються великою площею.