Основні види систем опалення
Будь-яка система опалення складається з наступних основних елементів: генератора тепла, нагрівальних приладів і теплопроводів.
У генераторі відбувається спалювання палива і передача виділився при цьому тепла теплоносію - середовищі, за допомогою якої тепло переноситься і передається від генератора нагрівальних приладів.
Нагрівальні прилади, будучи нагріті теплоносієм, віддають тепло повітрю опалювальних приміщень.
Теплопроводи, що представляють собою трубопроводи або канали, є трактами для переміщення тепла теплоносіями від генератора до нагрівальних приладів.
У сучасній опалювальній техніці в якості теплоносіїв використовують воду, пар, повітря і димові гази. Кожен з них в більшій чи меншій мірі повинен відповідати техніко-економічним і санітарно-гігієнічним вимогам, що пред'являються до теплоносія: володіти якомога більшою здатністю акумулювати (запасати) тепло; бути легкоподвіжних, з тим щоб на переміщення його по теплопроводів витрачалося мінімум енергії; бути досить ефективним і дешевим; погіршувати санітарно-гігієнічних умов опалювальних приміщень.
Системи опалення поділяють на дві основні групи: місцеві та центральні.
У місцевих системах все три складові їх частини - генератор, теплопроводи і нагрівальні прилади - конструктивно об'єднані в одному пристрої.
Найбільш типовою місцевою системою опалення є опалювальна піч. У ній тепловим генератором служить топливник, в якому відбувається горіння палива, теплопроводами служать димооборотамі, по яких переміщаються продукти горіння палива (димові гази), а нагрівальними приладами є стінки печі, що віддають тепло повітрю приміщення.
Крім печей до місцевих систем відносять газове і електричне опалення, так як в них отримання тепла і передача його повітрю приміщення відбуваються в одному пристрої. При газовому опаленні спалювання газу проводиться безпосередньо в нагрівальних приладах, а при електричному в нагрівальних приладах відбувається перетворення електричної енергії в тепло.
Ці системи є місцевими, хоча постачання їх приладів газом або електроенергією широко централізовано.
У центральних системах все їх частини - генератор, теплопроводи і нагрівальні прилади - роз'єднані і являють собою різні конструктивні пристрої. Такі системи мають значно більший радіус дії, ніж місцеві. У них одним тепловим генератором може обслуговуватися окрема квартира або частина будівлі, вся будівля цілком або ряд будівель в меншому або більшому кількості. Системи, які обслуговують ряд будівель в межах одного району від одного теплового генератора (районної котельні), називають районними. Залежно від застосовуваного теплоносія центральні системи опалення поділяють на три основні групи: водяні, парові і повітряні.
У нашій країні набули великого поширення системи теплофікації, що мають великий радіус дії і забезпечують теплом будівлі цілих районів, селищ і міст від ТЕЦ (теплоелектроцентралей), що виробляють тепло і електроенергію одночасно.
У центральних водяних опалювальних системах вода, нагріта в генераторі тепла (котлі), надходить по теплопроводів в нагрівальні прилади, через стінки яких віддає накопичене в генераторі тепло повітрю приміщень, охолоджуючись при цьому, а потім знову повертається в котел для відновлення свого вихідного теплового стану і знову прямує в нагрівальні прилади.
У системах водяного опалення вода в генераторі тепла підігрівається максимально до температури 95 ° С і повертається в генератор тепла, охолодити в нагрівальних приладах системи до 70 ° С. Перепад температур води, таким чином, становить 95-70 = 25 °, отже, кожен кілограм води віддає будівлі 25 ккал тепла.
Верхня межа температури визначається санітарно-гігієнічними вимогами з умови, що середня температура води в нагрівальному приладі при розрахунковій зовнішній температурі не повинна перевищувати 82,5 ° С.
Більш висока температура води призведе до запро-Ранію пилу на поверхні металевого приладу, а це викличе неприємний запах, дратівливий людини. Крім того, така висока температура металу небезпечна, так як може призвести до опіків.
Нижня межа температури визначається економічними міркуваннями.
Таким чином, безперервно відбувається круговий рух (циркуляція) теплоносія: тепловий генератор - нагрівальні прилади - тепловий генератор.
Якщо циркуляція води по системі проводиться без застосування механізмів, а лише за рахунок різниці об'ємних ваг охолодити і гарячої води, то така система водяного опалення називається системою з природною циркуляцією.
При значній протяжності системи тиску, створюваного однієї природною циркуляцією, стає недостатньо для переміщення потрібної кількості води без застосування теплопроводу в будівлях великого поперечного перерізу.
У таких випадках в мережу трубопроводів системи включають насос для механічного переміщення води. Така система називається насосної системи водяного опалення або водяної системи з механічним спонуканням.
У системах парового опалення утворений в генераторі тепла водяна пара під впливом власної пружності (тиску) рухається по теплопроводів (паропроводах) і надходить в нагрівальні прилади.
У нагрівальних приладах пар віддає приховане тепло повітрю приміщень через стінки приладів, при цьому пар перетворюється в воду (конденсується) / Температура утвореного конденсату дорівнює температурі надходить в прилади пара. Конденсат з приладів по конденсатопроводів повертається в генератор тепла, де знову перетворюється в пар.
Залежно від величини тиску пара в казані системи парового опалення можуть бути вакуум-паровими, в яких тиск пара нижче атмосферного, утвореного шляхом вакууму (розрідження) в системі за допомогою спеціальних пристроїв; паровими низького тиску - від 0,05 до 0,7 кгс / см2; паровими високого тиску - більше 0,7 кгс / см2.
При використанні системи повітряного опалення обігрів приміщень відбувається шляхом безпосереднього впуску в них теплоносія - гарячого повітря. Ця система не має нагрівальних приладів.
Як і водяні системи опалення, 'повітряні можуть бути з природним або механічним спонуканням руху повітря. У перших Еоздух переміщається по каналах-воздуховодам внаслідок різниці об'ємних ваг охолодити і гарячого повітря, а по-друге - під впливом тиску, що розвивається вентилятором.
Нагрівання повітря, службовця теплоносієм, проводиться в спеціальних приладах - калорифери. Останні можуть обігріватися топковим димовими газами, гарячою водою, парою або електрикою. Відповідно до цього системи повітряного опалення можуть бути:
а) огневоздушнимі;
б) водоповітряними;
в) пароповітряними;
г) електровоздушнимі.
Крім перерахованих різновидів центральних систем опалення застосовуються ще й так звані центральні комбіновані системи. У таких системах нагрівання основного теплоносія, що надходить в нагрівальні прилади приміщень, проводиться за допомогою іншого допоміжного теплоносія. Так, наприклад, гаряча вода для водяної системи опалення може готуватися в спеціальних апаратах (бойлерах, протиточних апаратах) за допомогою пари. Такі системи називаються пароводяними.
В цьому випадку пар з котла надходить в змійовик бойлера або в паровій кожух противоточного апарату, а зовнішня поверхня змійовика або внутрішня поверхня водогрійних трубок апарату омивається водою, що нагрівається. Нагріта вода надходить по трубопроводах в нагрівальні прилади системи опалення будівлі. З приладів охолодити вода повертається Для нагріву назад в бойлер. Утворився конденсат направляється в котел, де з нього знову отримують нар.
За таким же принципом вода, що служить основним теплоносієм системи опалення, може нагріватися інший водою, що має більш високу температуру. В цьому випадку комбінована система носить назву водоводяний.
Оскільки у всіх системах повітряного опалення основний теплоносій - повітря - нагрівається, як сказано вище, допоміжними теплоносіями - паром, водою, димовими газами, електроенергією, то все системи повітряного опалення слід відносити до комбінованих систем.