Система отопления как элемент инженерных коммуникаций

Для создания комфортных для жизни условий в частных домах и квартирах проводятся инженерные коммуникации. Они представляют собой комплекс систем, отвечающих за подачу в помещение газа, электроэнергии, а также за вентиляцию, водоснабжение и водоотведение. Рассмотрим систему отопления как часть комплекса инженерных коммуникаций здания.

Из чего состоит система отопления

Конструкция наиболее распространенной системы отопления — водяной, — которая также называется гидравлической, включает в себя несколько элементов. Основным устройством, обеспечивающим нагрев воды, здесь является котел. От него теплоэнергия направляется по трубам к другим компонентам системы. В состав этого оборудования входят теплый пол, радиаторы и прочие приспособления. Таким образом, элементы системы отопления образуют замкнутую цепочку, состоящую из трех частей:

• Теплоисточник — газовый или электрический котел, вырабатывающий тепло.
• Теплопроводы — трубы, по которым горячая вода поступает к устройствам.
• Отопительные приборы — устройства обогрева помещения.

Дополнительными компонентами являются фитинги, краны, устройства безопасности и многое другое. Отопительные коммуникации регламентируются санитарно-гигиеническими, производственно-монтажными, архитектурно-строительными и другими нормативами. 

Классификация отопительных коммуникаций зданий

Системы гидравлического отопления подразделяются на два типа по принципу движения в них теплоносителя. Если жидкость в контуре циркулирует самостоятельно, без помощи насосного оборудования, такие коммуникации называются гравитационными (с естественной циркуляцией). В них горячая вода поднимается вверх, а холодная опускается вниз за счет разницы в плотности. Если для движения ресурса используется насос, речь идет о системах с принудительной циркуляцией. Они способны быстрее и равномернее прогреть здание и актуальны для крупных объектов со сложной разводкой.

Также системы классифицируются по расположению. Они бывают центральными, когда тепло поступает из одного источника (ТЭЦ или котельная) на несколько объектов. Или местными — в этом случае каждый дом или квартира обслуживается автономным источником.

Также классификация отопительных сетей проводится по способу подачи теплоносителя и по расположению таких элементов системы отопления, как трубы:

• Однотрубная — жидкость последовательно проходит через все радиаторы, охлаждаясь по пути. По этой причине дальние радиаторы всегда холоднее ближних.
• Двухтрубная — при таком расположении горячая вода идет к радиатору по одной трубе, а остывшая отводится по другой. В данном случае обогрев более равномерный, чем при однотрубной подаче, это особенно заметно в многоквартирных зданиях и больших по площади помещениях.
• Вертикальная — трубы-стояки располагаются вертикально между этажами. Такое решение типично для многоэтажных домов, оно позволяет равномерно распределять ресурс по всем уровням строения.
• Горизонтальная — трубы-ветви уложены вдоль пола или потолка. Такое расположение оправдывает себя в современном многоэтажном строительстве, частных домах и одноэтажных сооружениях.

По направлению течения воды по трубам системы отопления бывают тупиковыми и с попутным движением. В первом варианте горячая и остывшая жидкости движутся в противоположных направлениях. Это часто встречается в простых схемах разводки. Во втором случае движение потоков одностороннее. Эта схема обеспечивает более стабильную температуру по всему контуру и характерна для замкнутых кольцевых магистралей.

Уравнение теплового баланса

Зимой здание естественным образом теряет тепло через наружные стены, окна, крышу и прочие конструкции, контактирующие с холодным воздухом. Если он проникает внутрь помещения через щели в стенах, дверях и окнах, тепловые потери возрастают.

Индивидуальный тепловой пункт

Один из важных элементов системы отопления — индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Также он является ключевым компонентом горячего водоснабжения здания. Этот узел принимает тепло от центральной городской магистрали, а затем распределяет его по внутренним системам, куда входят отопительные приборы, ГВС, вентиляция. ИТП отвечает за регулирование температуры теплоносителя и давления. Если позволяет оснащение, он также способен в автоматическом режиме подстраивать работу под конкретное время суток или погодные условия. Это позволяет поддерживать комфортную температуру в помещении без перегрева и лишних расходов энергии. То есть задача собственного теплопункта состоит в том, чтобы тепло поступало туда, куда нужно, в необходимом объеме.

Стандартная комплектация данного элемента системы отопления состоит из следующих компонентов:

• Тепловой счетчик — измеряет количество тепловой энергии, поступившей в здание.
• Насосная группа — обеспечивает циркуляцию теплоносителя.
• Теплообменник — отвечает за разделение внутридомового и магистрального контуров, предотвращает смешивание жидкостей.
• Регулятор давления — поддерживает необходимое давление в коммуникациях.
• Контрольно-измерительные приборы (КИП) — контролируют температуру и прочие параметры.
• Запорная арматура — отключает отдельные участки системы во время обслуживания и ремонта.
• Регулятор расхода — контролирует объем проходящей через контур воды.
• Счетчик тепла — определяет, сколько тепловой энергии поступило.

Насосы, использующиеся в ИТП, могут быть разных типов, каждый из которых имеет свои особенности. Циркуляционные устройства создают давление, необходимое для движения теплоносителя по контуру трубопровода. В классическую обвязку входят: 

• обратный клапан;
• трубопроводная арматура;
• манометры;
• виброкомпенсаторы;
• фильтры.

Подпиточные насосы нужны для добавления воды в трубы в случае утечек. С их помощью достигается стабильность работы системы. 

Как монтируется и подключается система отопления

Монтаж элементов системы отопления в здании проходит поэтапно:

• Разрабатывается проект коммуникаций, выполняются теплотехнические расчеты, выбирается нужное оборудование, составляются схемы.
• Закупаются необходимые компоненты системы, материалы, проводится подготовка помещения.
• Выполняется монтаж контура и отопительных приборов (конвекторов, радиаторов и других).
• Проводится опрессовка системы под давлением, в ходе которой проверяется герметичность соединений.

После этих манипуляций выполняются пусконаладочные работы, включающие в себя заполнение теплоносителем, удаление воздуха из труб, пробный запуск, а также проверку узлов, балансировку и настройку автоматики.

Как продлить срок службы системы отопления

Надежность системы отопления во многом зависит от того, насколько грамотно были выполнены монтажные работы и как осуществлялась последующая эксплуатация оборудования. Для сокращения риска поломок это надо делать в соответствии с инструкциями. Также важно проводить регулярное техобслуживание элементов системы отопления. Промывку контура рекомендуется делать каждые 3–5 лет. Это мероприятие предполагает очистку внутренних поверхностей трубопровода, радиаторов и теплообменника от накипи, отложений и ржавчины. Обслуживать котел нужно ежегодно перед началом отопительного сезона.

Также обслуживание системы отопления предполагает проверку давления. Оно должно составлять от 1,2 до 1,7 бара. Перед запуском следует подтянуть быстроразъемные соединения, осмотреть элементы системы отопления на предмет утечек. По мере необходимости в расширительный бак доливается вода. Если в радиаторах возникли воздушные пробки, их нужно удалить с помощью воздухоотводчика. 

Для продления эксплуатационного срока насоса рекомендуется использование перед ним как минимум одного косого фильтра. Это приспособление необходимо периодически очищать или заменять на новое. Также следует позаботиться о том, чтобы насос получал качественное питание. Это оборудование работает от переменного тока с синусоидальной формой напряжения. При использовании ИБП и стабилизаторов со ступенчатой волной насос может перегреваться и быстро выходить из строя. Поэтому для долгой и безотказной работы этого устройства нужно выбирать источники бесперебойного питания с чистой синусоидой (как правило, на таких изделиях есть маркировка Pure Sine).

Профилактика поломок системы отопления из-за превышения рабочего давления выполняется с помощью контрольного оборудования. Манометров должно быть несколько. Один ставится на выходе из котла, второй — на группе безопасности, третий — в самой высокой точке системы. Также рекомендуется устанавливать блок автоматики с клапаном или реле, срабатывающее при достижении давления критических значений.

Кроме того, продлить срок службы системы отопления помогут качественные комплектующие. Использование надежных труб и фитингов от РЕХАУ обеспечит герметичность контура, сократит теплопотери и риск протечек.