Системы водяного отопления. Устройство, принцип действия и классификация систем водяного отопления

Водяное отопление благодаря ряду преимуществ (см. § 22) перед другими системами получило в настоящее время наиболее широкое распространение. Для уяснения устройства и принципа действия системы водяного ото­пления рассмотрим схему системы, представленную на рис. 7.1. Вода, нагретая в теплогенераторе (например, котле или другом источнике тепловой энергии) К до тем­пературы tг поступает через теплопровод — главный сто­як 1 в подающие магистральные теплопроводы (соеди­нительные трубы между главным стояком и подающими стояками) 2. По подающим магистральным теплопрово­дам горячая вода поступает в подающие стояки 9 (соединительные трубы между подающими магистралями и подающими подводками к отопительным приборам). Затем по подающим подводкам (соединительным тру­бам между стояками и отопительными приборами) 13 горячая вода поступает в отопительные приборы 10, через стенки которых теплота передается воздуху помеще­ния. Из отопительных приборов охлажденная вода с тем­пературой to по обратным подводкам 14, обратным стоя­кам 11 и обратным магистральным теплопроводам 15 возвращается в теплогенератор К, где она снова подо­гревается до температуры tг , и далее циркуляция проис­ходит по замкнутому кольцу.

Система водяного отопления гидравлически замкну­та и имеет определенную вместимость отопительных при­боров, теплопроводов, арматуры, т.е. постоянный объем заполняющей ее воды. При повышении температуры во­ды она расширяется и в замкнутой заполненой водой си­стеме отопления внутреннее гидравлическое давление может превысить механическую прочность ее элементов. Чтобы этого не произошло, в системе водяного отопле­ния имеется расширительный бак 4, предназначенный для вмещения прироста объема воды при ее нагревании, а также для удаления через него воздуха в атмосферу как при заполнении системы водой, так и в период ее эксплуатации (в случае открытого расширительного ба­ка). Для регулирования теплоотдачи отопительных при­боров на подводках к ним устанавливают регулировоч­ные краны 12.

Рис. 7.1. Схема двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией

К — котел; 1 — главный стояк; 2 — подающий магистральный теплопровод (горячей воды); 3 — сигнальная труба; 4 — расширительный бак; 5 — перелив­ная труба; 6 —циркуляционная труба; 7 — вентили или краны на стояках; 8 — тройники с пробкой, верхние — для впуска воздуха в отключенный стояк, нижние —для спуска воды; 9 — подающие стояки (горячей воды); 10 — отопи­тельные приборы; 11— обратные стояки (охлажденной воды); 12 — регулиро­вочные краны у отопительных приборов; 13 — подающие подводки; 14 — обрат­ные проводки; 15 — обратный магистральный теплопровод (охлажденной во­ды); 16 — запорные вентили для регулирования и отключения отдельных веток системы; /7 — труба для заполнения системы водой из водопровода; 18 — спускная труба

Перед пуском в действие каждая система заполняется водой из водопровода 17 через обратную линию до сигнальной трубы 3 в расширительном баке 4. Когда уро­вень воды в системе повысится до сигнальной трубы и вода будет вытекать из трубы в раковину, находящую­ся в котельной, кран на сигнальной трубе закрывают и прекращают заполнение системы водой.

Рис. 7.2. Схема двухтрубной системы водяного отопления с нижней разводкой и естественной циркуляцией

К —котел; 1 — главный стояк; 2, 3, 5 — соединительная, переливная, сигналь­ная трубы расширительного бака; 4 — расширительный бак; 6 — воздушная линия; 7 — воздухосборник; 8 —подающие подводки; 9 — регулировочное краны у отопительных приборов; 10 — отопительные приборы; 11 — обратные подводки; 12 — обратные стояки (охлажденной воды); 13 — подающие стояки (горячей воды); 14 — тройники с пробкой для спуска воды; 15 —краны или вентили на стояках; 16, 17 —подающий и обратный магистральные теплопро­воды; 18 —запорные вентили или задвижки на магистральных теплопроводах для регулирования и отключения отдельных веток; 19 — воздушные краны

Рис. 7.3. Схема однотрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией

При недостаточном прогреве приборов вследствие за­сорения трубопровода или арматуры, а также в случае появления утечки вода из отдельных стояков может быть спущена без опорожнения и прекращения работы других участков системы. Для этого закрывают вентили или кра­ны 7 на стояках. Из тройника 8, установленного в ниж­ней части стояка, вывертывают пробку и к штуцеру тройника присоединяют гибкий шланг, по которому вода из теплопровода и приборов стекает в канализацию. Чтобы вода быстрее стекала, из верхнего тройника 8 выверты­вают пробку.

Рис. 7.4. Схема однотрубных го­ризонтальных систем водяного отопления

а, в — проточная; б —с замыкающими участками

Рис. 7.5. Системы водяного ото­пления с искусственной циркуля­цией

1— расширительный бак; 2 — воздушная сеть; 3 — насос циркуляционный; 4 — теплообменник

Рис. 7.6. Схема двухтрубной системы водяного отопления с верхней разводкой и попутным движением воды в подающей и обратной ма­гистралях и искусственной циркуляцией

1—теплообменник; 2. 3, 4, 5 — циркуляционная, соединительная, сигнальная, переливная трубы расширительного бака; 6 — расширительный бак; 7 — пода­ющий магистральный теплопровод: 8 — воздухосборник; 9 — отопительный прибор; 10 — кран двойной регулировки; 11— обратный теплопровод; 12 — на­сос

Как видно из вышеизложенного, системы водяного отопления включают в себя следующие основные элемен­ты: теплогенератор, главный стояк, магистральные теп­лопроводы, стояки (ветви), подводки, отопительные при­боры, расширительный бак, запорно-регулирующую ар­матуру.

Классификация систем водяного отопления проводит­ся по следующим основным признакам.

По способу создания циркуляции водяные системы подразделяют на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с искусственной циркуляцией (на­сосные). В системах с естественном циркуляцией (рис. 7.2—7.4, см. также рис. 7.1) движение воды осуществля­ется под действием разности плотностей охлажденном воды после отопительных приборов и горячей воды, по­ступающей в систему отопления. В системах с искусст­венной циркуляцией (рис. 7.5—7.7) движение поды про­исходит под действием насоса.

По схеме включения отопительных приборов в стояк или ветвь системы водяного отопления подразделяют на двухтрубные (см. рис. 7.1, 7.2, 7.5, 7.6), в которых горя­чая вода поступает в приборы по одним (подающим) стоякам, а охлажденная вода отводится по другим (при­боры присоединены по теплоносителю параллельно) и однотрубные (см. рис. 7.3, 7.4, 7.7), в которых горячая вода подается в приборы и охлажденная вода отводится из них по одному стояку (приборы присоединены по теп­лоносителю последовательно).

По направлению объединения отопительных приборов как двухтрубные, так и однотрубные системы ото­пления могут быть вертикальные (см. рис. 7.1—7.3, 7.5— 7.7), в которых последовательно присоединяются к обще­му вертикальному теплопроводу-стояку отопительные приборы, расположенные на разных этажах, и горизон­тальные (см. рис. 7.4), в которых к общей горизонталь­ной ветви присоединяются приборы, находящиеся на од­ном этаже.

По месту расположения подающих и обратных маги­стралей системы водяного отопления подразделяют на системы с верхним расположением подающих магистра­лей по чердаку или под потолком верхнего этажа, а об­ратных магистралей —по подвалу, над полом первого этажа или в подпольных каналах (см. рис. 7.1, 7.3—7.5, левая часть, 7.6) и с нижним расположением обеих ма­гистралей по подвалу, над полом первого этажа или в подпольных каналах (см. рис. 7.2, 7.5, правая часть, 7.7).

По направлению движения воды в подающих и об­ратных магистралях системы водяного отопления под­разделяют на тупиковые, когда горячая и охлажденная вода в магистралях движется в противоположных на­правлениях (см. рис. 7.1—7.5, 7.7), и с попутным движе­нием, когда направления потоков движения воды в по­дающей и обратной магистралях совпадают (рис. 7.6).

К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко
«Теплотехника. Теплоснабжение и вентиляция»