СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
Статья опубликована в сборнике:
Материалы Международной научно-технической конференции
«Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции» Москва 2005
Московский государственный строительный университет
Российское научно-техническое общество строителей
УДК [628:696/697] (063)
ББК 38 76
М 34
Система отопления снабжена квартирными тепловыми пунктами, установленными на поэтажных ветках,
каждая из которых ограничена одной квартирой и соединена с вертикальными подающим и обратным стояками,
размещёнными в этой квартире.
В настоящее время отопление подавляющего большинства существующих жилых многоэтажных зданий в нашей
стране осуществляется в основном вертикальными однотрубными системами водяного отопления. Достоинства и
недостатки таких систем отмечены в [1] и других источниках. Среди основных недостатков следует отметить следующие:
- невозможно проводить учёт расхода теплоты на отопление каждой квартиры;
- невозможно осуществлять оплату расхода теплоты за фактически потреблённую тепловую энергию;
- очень сложно поддержать требуемую температуру воздуха в каждой квартире.
Поэтому можно сделать вывод о том, что необходимо отказаться от использования вертикальных систем для отопления жилых многоэтажных зданий и применять поквартирные системы отопления, как это рекомендует [2]. При этом в каждой квартире необходимо устанавливать счётчик тепловой энергии.
Поквартирные системы отопления в многоэтажных зданиях – это такие системы, которые могут обслуживаться жителями квартиры без изменения гидравлического и теплового режимов соседних квартир и обеспечивать поквартирный учёт расхода теплоты. При этом повышается тепловой комфорт в жилых помещениях и экономия теплоты на отопление.
На первый взгляд это две противоречивые задачи. Однако никакого противоречия здесь нет, так как устраняется перегрев помещений за счёт отсутствия гидравлической и тепловой разрегулировки системы отопления. Кроме того, на сто процентов используется теплота солнечной радиации и бытовые теплопоступления в каждую квартиру. Актуальность решения этой проблемы осознают строители и службы эксплуатации. Существующие системы поквартирного отопления [3] в нашей стране для отопления многоэтажных зданий применяются редко по разным причинам и, в том числе, из-за их невысокой гидравлической и тепловой устойчивости. Система поквартирного отопления, защищённая действующим патентом РФ № 2148755 F24D 3/02, по мнению авторов, отвечает всем требованиям [2]. На рис. 1 представлена схема системы отопления для жилых зданий, имеющих небольшое количество этажей.
Система отопления содержит подающий 1 и обратный 2 теплопроводы сетевой воды, сообщенные с индивидуальным тепловым пунктом 3 и соединённым, в свою очередь, с подающим теплопроводом 4 системы отопления. К подающему теплопроводу 4 присоединён вертикальный подающий стояк 5, соединённый с поэтажной горизонтальной веткой 6. К ветке 6 присоединены отопительные приборы 7. В тех же квартирах, где установлен вертикальный подающий стояк 5, установлен обратный стояк 8, который присоединён к обратному теплопроводу системы отопления 9 и горизонтальной поэтажной ветке 6. Вертикальные стояки 5 и 8 ограничивают длину поэтажных веток 6 одной квартирой. На каждой поэтажной ветке 6 установлен квартирный тепловой пункт 10, который служит для обеспечения подачи требуемого расхода теплоносителя и учёта расхода теплоты на отопление каждой квартиры и регулирования температуры воздуха внутри помещения в зависимости от температуры наружного воздуха, поступления теплоты от солнечной радиации, тепловыделений в каждой квартире, скорости и направления ветра. Для отключения каждой горизонтальной ветки предусмотрены вентили 11 и 12. Воздушные краны 13 служат для удаления воздуха из отопительных приборов и веток 6. У отопительных приборов 7 могут устанавливаться краны 14 для регулирования расхода воды, проходящей через отопительные приборы 7.
В случае выполнения системы отопления многоэтажного здания (рис. 2) подающий вертикальный стояк 5 выполнен в виде группы стояков – 5, 15 и 16, а вертикальный обратный стояк 8 выполнен в виде группы стояков 8, 17 и 18. В этой системе отопления подающий стояк 5 и обратный стояк 8, сообщённые соответственно с теплопроводами 4 и 9, объединяют в блок «А» горизонтальные поэтажные ветки 6 нескольких (в данном конкретном случае трёх веток) верхних этажей здания. Подающий стояк 15 и обратный стояк 17 также соединены с теплопроводами 4 и 9 и объединяют в блок «В» горизонтальные поэтажные ветки следующих трёх этажей. Вертикальные подающий стояк 16 и обратный стояк 18 объединяют поэтажные ветки 6 трёх нижних этажей в блок «С» (количество веток в блоках А, В и С может быть больше или меньше трёх). На каждой горизонтальной поэтажной ветке 6, расположенной в одной квартире, установлен квартирный тепловой пункт 10. Он включает, в зависимости от параметров теплоносителя и местных условий, запорно-регулирующую и контрольно-измерительную арматуру, регулятор давления (расхода) и устройство для учёта расхода теплоты (теплосчётчик). Для отключения горизонтальных веток предусмотрены вентили 11 и 12. Краны 14 служат для регулирования теплоотдачи отопительного прибора (в случае необходимости). Воздух удаляется через краны 13.
Количество горизонтальных веток в каждом блоке определяется расчетом и может больше или меньше трёх.
Следует отметить, что вертикальные подающие стояки 5, 15, 16 и обратные 8, 17, 18 проложены в одной квартире, то есть так же, как и на рис. 1, а это обеспечивает высокую гидравлическую и тепловую устойчивость системы отопления многоэтажного здания и, следовательно, эффективную работу системы отопления.
Изменяя количество блоков, на которые по высоте делится система отопления, можно практически полностью исключить влияние естественного давления на гидравлическую и тепловую устойчивость системы водяного отопления многоэтажного здания.
Другими словами, можно сказать, что при количестве блоков, равном числу этажей в здании, получим систему водяного отопления, в которой естественное давление, возникающее от остывания воды в отопительных приборах, присоединённых к поэтажным веткам, не будет влиять на гидравлическую и тепловую устойчивость системы отопления.
Рассмотренная система отопления обеспечивает высокие санитарно-гигиенические показатели в отапливаемых помещениях, экономию теплоты на отопление, эффективное регулирование температуры воздуха в помещении.
Осуществить пуск системы отопления в действии можно по желанию жителя (при наличии теплоносителя в тепловом пункте 3) в любое время, не дожидаясь пуска системы отопления в других квартирах или во всём доме. Учитывая, что тепловая мощность и длина горизонтальных веток приблизительно одинакова, то при изготовлении трубной заготовки достигается максимальная унификация узлов системы отопления, а это снижает расходы на изготовление и монтаж системы отопления. Разработанная система поквартирного отопления для многоэтажных жилых зданий универсальна, то есть такую систему отопления можно использовать при теплоснабжении:
- от центрального источника теплоты (от тепловых сетей);
- от автономного источника теплоты (в том числе крышной котельной).
Такая система обладает гидравлической и тепловой устойчивостью, может быть однотрубной и двухтрубной и могут быть использованы отопительные приборы любого типа, удовлетворяющие требованиям [2]. Схема подачи теплоносителя в отопительный прибор может быть различна [1], при установке крана у отопительного прибора можно регулировать тепловую мощность отопительного прибора. Такая система отопления может применяться не только для отопления жилых зданий, но и общественных и производственных зданий. В этом случае горизонтальная ветка прокладывается у пола (или в углублении пола) вдоль плинтуса. Такую систему отопления возможно ремонтировать и реконструировать, если возникла необходимость в перепланировке здания. Для устройства такой системы требуется меньший расход металла. Монтаж таких систем отопления можно осуществлять из стальных, медных, латунных и полимерных труб, разрешённых к применению в строительстве [2]. Теплоотдача теплопроводов должна учитываться при расчете отопительных приборов. Применение поквартирных систем отопления обеспечивает снижение расхода теплоты на 10-20 % [3].
Литература
1. Сканави А. Н., Махов Л. М. Отопление.
Учебник для ВУЗов – М.: Издательство
АСВ, 2002.
2. СНиП. 41-01-2003. Отопление, вентиляция
и кондиционирование / Госстрой России.-
М.: ФГУП ЦПП, 2004.
3. Ливчак И. Ф. Квартирное отопление. – М.:
Строиздат, 1982.
Новосельцев Борис Петрович
(0732) 23-44-56
E-mail: bard@box.vsi.ru
Ходырев Владимир Фёдорович
(0732) 27-87-65
Шафеева Екатерина Борисовна
(0732) 55-64-68
E-mail: shafeeva@box.vsi.ru__
Новосельцев Б. П., доцент, канд. техн. наук
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет (ВГАСУ),
Россия
Ходырев В. Ф., инженер, ЗАО «Воронежское монтажное управление-2», Россия
Шафеева Е. Б., инженер, ОАО «Воронежоблгаз», Россия