Проектування системи опалення та водопостачання

Тема водної стихії в окремо взятому будинку або квартирі не обмежується трубопроводами холодного або гарячого водопостачання. Є в наших будинках куди більш грізний джерело потенційного «стихійного лиха». Почнемо з того, що згідно зі статтею 2 Федерального закону від 21.07.1997 № 116? ФЗ «Про промислову безпеку небезпечних виробничих об’єктів» об’єкти теплових мереж, які здійснюють теплопостачання населення і соціально значущих категорій споживачів, які визначаються відповідно до законодавства РФ у сфері теплопостачання, відносяться до III класу небезпеки. Ну а в перекладі на «побутової» мову це означає лише одне: наслідки аварійної ситуації в системі теплопостачання небезпечні з точки зору не тільки економічних витрат, але і загрози здоров’ю і навіть життю споживача. Пов’язано це, звичайно ж, з високими (до 95 ° C) температурами теплоносія і значним тиском в трубопроводах теплопостачання. Та й сам теплоносій – це не просто вода з системи водопостачання, а спеціально підготовлена ??із застосуванням хімічних інгібіторів для зниження внутрішньої корозії мережева вода.

Саме міркування безпеки привели до відмови від систем парового опалення в сучасному теплопостачанні (на деяких промислових об’єктах, правда, використовується до сих пір). Хоча у парового опалення є і свої переваги, і свої недоліки. Так, в ньому відсутні втрати тепла в теплообмінниках, що дозволяє максимально використовувати ККД котлів. Теплоакумулюючі властивості пара дозволяють застосовувати трубопроводи меншого діаметру, ніж в системі водяного опалення. Швидкість прогріву системи парового опалення висока, завдяки чому здійснити повний прогрів можливо за короткий проміжок часу. Пар – дешевий і екологічно чистий теплоносій. Серед недоліків відзначимо нетривалий термін служби системи, обумовлений високими робочими температурами теплоносія; високу небезпеку отримання термічних травм при торканні елементів системи (трубопроводів, трубопровідної арматури, опалювальних приладів), загрозу життю при виникненні аварійних ситуацій, практичну неможливість регулювання температури опалювальних приладів (радіаторів, конвекторів, регістрів і т. п.).

Залишаючи поза увагою виходять за рамки нашого розгляду системи повітряного або електричного опалення, можна зробити висновок, що практично всі недоліки парового опалення усунені в системах водяного. Технічне перевага цього виду опалення доведено в результаті його багаторічного застосування незалежно від способу теплопостачання як централізованого, так і децентралізованого, який передбачає відсутність зовнішньої теплової мережі і, як наслідок, відсутність втрати тепла. «Практично всі» тому, що висока небезпека, характерна для системи парового опалення, зберігається і для водяного опалення. Знизити ризики можна за рахунок розумного підбору матеріалів для трубопроводів, запірної і регулюючої арматури, якісних опалювальних приладів. Але з огляду на, що «замерзлі труби і лопнули котли» в нашій країні явище постійне, будемо говорити лише про зниження, а не про повне усунення ризиків.

Перш за все зазначимо, що за способом рециркуляції системи водяного опалення діляться на відкриті і закриті (вони ж системи з природною і примусовою циркуляцією), а за способом монтажу трубопроводів – на однотрубні і двотрубні. Ці знання малоцікаві споживачам, що живуть в багатоквартирному будинку з центральним теплопостачанням, але для планують будівництво автономної системи опалення в приватному будинку можуть виявитися корисними.

ВІДКРИТА І ЗАКРИТА СИСТЕМИ

Відкрита система опалення – найпростіша і економічна. Винайдена ще у вісімнадцятому столітті водяна система з природною циркуляцією, функціонування якої базується на законах термодинаміки, застосовується до цих пір.

Перерахуємо її позитивні сторони:

– енергонезалежність: вона може повноцінно функціонувати при повній відсутності електроенергії;
– економічність в експлуатації: витрати пов’язані лише з оплатою палива для котла, а він може бути настільки простим (наприклад, дров’яна піч), що будь-якої енергозалежною автоматики для його функціонування не потрібно;
– максимальна простота експлуатації.

Однак настільки ж очевидні і негативні сторони:

– необхідність використання в трубопроводах труб великих діаметрів;
– необхідність монтажу похилих трубопроводів і певного рівня розташування котла;
– низька корозійна стійкість системи в зв’язку з тим, що вона негерметична і теплоносій насичений киснем;
– практична неможливість використання в якості теплоносія нізкозамерзающіх рідин, так як випаровуваність теплоносія в негерметичной системі дуже велика, а при використанні, наприклад, етіленгліколевих сумішей ще більша, ніж у разі використання звичайної води.

Система водяного опалення з примусовою циркуляцією, вона ж система закритого типу, це вже дітище дев’ятнадцятого століття. Перша така система з’явилася в Англії в 1832 році, а ось в Україні, на жаль, тільки на початку двадцятого століття. У перших закритих системах теплоносій змушували циркулювати досить складні і громіздкі пристрої, нічим не нагадували сучасні циркуляційні насоси, що дозволяють не тільки створювати великі централізовані теплові мережі, але також легко проектувати і монтувати автономні системи опалення в приватних будинках.

В системі закритого типу, позбавленої недоліків системи відкритого типу, труби невеликих діаметрів, збіднений киснем теплоносій з нізкозамерзающіх рідин, котел і трубопроводи, монтовані на будь-якому рівні і під будь-яким нахилом, велика швидкість циркуляції і малий обсяг теплоносія, що забезпечують рівномірність температури по всій довжині трубопроводів , а отже, і збільшені терміни служби, і зниження споживання палива котлом. Та й залежність від наявності електроживлення при споживаної потужності насоса в 170 Вт легко вирішується електрогенератором вартістю 20 000-30 000 гривень, який, до речі, завжди в господарстві знадобиться. Але ж є ще автономні сонячні електростанції. Але варто враховувати, що закрита система опалення вимагає детального розрахунку, проектування і професійного монтажу. Тільки в цьому випадку ви отримаєте збалансовану, економну і надійну систему, що дозволяє не тільки зігріти і створити затишок у домі, а й захистити вас і вашу кишеню від «стихійних лих».

Однотрубних і двотрубних

Із самої назви зрозуміло, що двотрубна система вимагає вдвічі більшу кількість труб, фітингів, запірної арматури. Мало того, витрати на проектування, трудовитрати при монтажі, витратні матеріали багаторазово перевершують аналогічні витрати при реалізації однотрубної системи опалення. Однак, як це часто буває, то, що на етапі будівництва є більш витратним, в процесі експлуатації з лишком окупається. Багаторічна експлуатація двотрубних систем опалення підтверджує, що експлуатаційні витрати тут значимо менше витрат для однотрубної системи за рахунок менших гідравлічних опорів, більш низьких температурних режимів теплоносіїв.

І це ще не все. Різноманіття варіантів схем розводки, способів підключення опалювальних приладів дозволяє створювати проекти, що враховують індивідуальні особливості будівель і потреби замовника, встановлювати окрему температуру буквально кожного опалювального приладу.

КОМПОНЕНТИ СИСТЕМИ ОПАЛЕННЯ

Розглядаючи компоненти системи опалення, ми зупинимося на складових, цікавих як споживачам систем центрального опалення багатоквартирних будинків, так і власникам автономних систем опалення в приватних будинках. У цей список потрапляють внутрішні трубопроводи, запірна і регулююча арматура і опалювальні прилади. При цьому варто розглядати елементи опалювальних систем з точки зору відповідності не тільки робочим параметрам теплових мереж та надійності їх при експлуатації, але і дизайну інтер’єру сучасного житла.

трубопроводи

Перерахуємо найпопулярніші матеріали для трубопроводів систем опалення, при цьому врахуємо, що Будівельні Правила (СП) вимагають, щоб труби мали Антидифузійний (що не пропускає кисень) шар:

– металополімерні труби, багатошарові труби PEX-Al-PEX – склеєні між собою шари зшитого поліетилену (внутрішній і зовнішній) і шар алюмінію;
– труби із зшитого поліетилену PEX, багатошарові труби з армуванням;
– труби з поліпропілену PP, багатошарові труби з армуванням;
– труби з вуглецевої сталі;
– труби з нержавіючої сталі;
– труби з міді, мідних сплавів.

Для централізованих систем опалення цей список вимушено слід обмежити лише одним матеріалом, а саме трубами з вуглецевої сталі. При цьому можна застосувати так звані чорні сталеві труби, тобто труби без будь-якого внутрішнього антикорозійного покриття. Абсолютно застосовні для систем водопостачання оцинковані сталеві труби настільки ж абсолютно неприйнятні для систем централізованого опалення. Справа в тому, що при високих температурах (а в системах опалення 95 ° C це нормований СНіПамі максимум) внутрішнє цинкове покриття просто не тримається на стінках труб і в кінцевому рахунку засмічує фільтруючі пристрої, наявні в системі централізованого опалення.

Чому ж саме «чорні» труби?

Незважаючи на існування нормативних документів, зокрема ГОСТ Р 53630-2009, який встановлює вимоги до багатошаровим трубам для застосування у внутрішніх системах гарячого і холодного водопостачання, а також для опалення, в «паралельному світі» управлінців багатоквартирних будинків, працівників керуючих компаній, ТСЖ і ЖБК існують «свої» документи і посібники, які «… можуть бути використані в навчальному процесі середніх і вищих навчальних закладів та курсів підвищення кваліфікації … бути корисними працівникам житлових агентств, ра йонних адміністрацій і регіональних операторам з капітального ремонту ». Так ось, в одному з таких посібників чорним по білому написано: «В системах опалення багатоквартирних будинків визнати використання полімерних труб і ефективним в принципі не можна».

Обґрунтовується це твердження наступним:

– на підставі СНиП 41-1-2003: в будівлях з системою центрального водяного опалення з трубопроводами з полімерних матеріалів слід передбачати автоматичне регулювання параметрів теплоносія в індивідуальних теплових пунктах при будь-якому витраті теплоти будівлею. Параметри теплоносія (температура, тиск) не повинні перевищувати 90 ° C
і 1,0 МПа, а також гранично допустимих значень, зазначених в документації підприємств-виробників;
– при теплопостачанні будинку через елеваторний вузол розрахункова температура води в трубопроводі, що подає приймається рівною 95 ° C, з чого слід просте правило: в будинках з елеваторні вузлами замінювати при капітальному ремонті сталеві трубопроводи полімерними не можна;
– обмежує широкі можливості застосування полімерних труб їх коефіцієнт теплового лінійного розширення, що перевищує цей показник у сталевих труб в кілька разів;
– визначення розрахункового терміну служби полімерних труб – це найважливіше питання, який, на жаль, не знайшов адекватного відображення в нормативних документах;
– порівняння вартості і довговічності систем опалення із сталевих і полімерних труб – «… трубопроводи системи опалення із сталевих труб« переживуть »дві системи опалення з полімерних труб» – рай для керуючих компаній!

Наскільки простіше і легше в цьому сенсі споживачам, які будують автономну систему опалення у себе в будинку. Трубопроводи можуть бути виконані з використанням будь-якого із зазначених вище матеріалів. Слід, мабуть, враховувати лише такі моменти:

– гідравлічний опір сталевих труб значно вище опору полімерних, що особливо важливо при розрахунках для відкритої системи з природною циркуляцією;
– для полімерних труб слід вживати заходів для компенсації високого коефіцієнта лінійного розширення;
– найбільш дорогими на етапі первинних витрат виявляться мідні і труби з нержавіючої сталі;
– вони ж будуть і найбільш довговічними.

Питання прив’язки трубопроводів до інтер’єрів, нехай навіть найвишуканішим, ретельно пропрацював модними дизайнерами, на сьогоднішній день не уявляють серйозної проблеми. Навпаки, сучасні матеріали легко вписуються в будь-який інтер’єр і навіть дозволяють зробити його більш виразним.

Необгрунтоване думка, що з цього ряду випадають сталеві труби, що вони нібито застаріли і вийшли з моди, часто пов’язано з відсутністю у споживачів достатньої інформації про сучасні матеріали і технології.

Існують стійкі помилки, що труби з вуглецевої сталі в обов’язковому порядку необхідно монтувати задовго до чистової обробки приміщень, так як використовується в процесі монтажу зварювальне обладнання зведе нанівець всі зусилля, прикладені до оздоблювальних робіт, і що сталеві труби дуже швидко втрачають свій зовнішній вигляд і їх потрібно фарбувати мало не щороку.

Як уже сказано, це всього лише помилки. По-перше, сучасні системи прес-фітингів для сталевих труб дозволяють провести монтаж настільки акуратно, наскільки і швидко. По-друге, сучасні труби з вуглецевої сталі випускаються і у варіанті з оцинковкой тільки зовнішньої сторони стінки і, що ще цікавіше, в варіанті з покриттям з поліпропілену. В результаті при монтажі такої труби такими фітингами ви не зможете відрізнити за зовнішнім виглядом сталеву трубу від полімерної.

арматура

Набір арматури, необхідної для правильного і надійного функціонування системи опалення, вельми широкий і включає різного роду запірну і регулюючу арматуру, а також балансувальні клапани, що дозволяють з високою точністю «врівноважити» все гілки системи опалення, і автоматичні підживлювальні клапани, необхідні для підтримки обсягу теплоносія .

І балансувальні, і підживлювальні клапани будуть цікаві для планують будівництво автономної системи опалення. Навіщо потрібен балансування клапан? Адже, здавалося б, в проекті і так буде передбачена регулююча арматура, що дозволяє регулювати температуру опалювальних приладів. Однак, навіть якщо проект ідеально виконаний на етапі створення і в процесі монтажу йому не завдано серйозних пошкоджень, то буває, що за рахунок розбіжностей фактичних параметрів обладнання з їх розрахунковими значеннями, використовуваними в проекті, розподіл тепла в будинку виявляється дуже нерівномірно.

Для усунення такого роду дисбалансу і призначені балансувальні клапани. Вони представляють в самому простому своєму виконанні регулюючий клапан з двома ніпелями для підключення приладів з метою вимірювання перепаду тиску на клапані і витрати проходить через нього робочого середовища. Це дає можливість більш точно налаштувати клапан на конкретні умови роботи. Крім того, відмінною рисою балансування клапана є наявність досить складного органа управління – ручки зі шкалою і фіксацією положень, що допомагає проводити дуже тонке налаштування.

Ще одним вельми цікавим і корисним в усіх відношеннях пристроєм є так званий підживлюючий клапан. Ця хитромудра конструкція дозволяє автоматично підтримувати необхідний обсяг теплоносія в закритій системі опалення. Закрита система хоча і вважається герметичною, але втрата в процесі експлуатації деякого об’єму теплоносія (скажімо, через запобіжний клапан) в момент його зайвого теплового розширення – абсолютно нормальне явище.

Конструктивно підживлюючий клапан складається з двох важливих частин, що забезпечують саме автоматичний режим роботи. Це регулятор тиску «після себе» і пружинний зворотний клапан. Регулятор налаштовується на певний тиск, відповідне необхідному тиску в системі, в результаті в зоні між виходом регулятора і входом зворотного клапана постійно підтримується саме це значення. У разі втрати частини теплоносія тиск в системі падає, що дозволяє відкритися зворотного клапана, через який починається підживлення, що триває до моменту вирівнювання тисків в системі і на виході регулятора. Як тільки тиск з обох сторін зворотного клапана вирівнюється, він під впливом пружини закривається.

Сучасні підживлювальні клапани, крім основних конструктивних вузлів, можуть містити також фільтр на вході клапана, запірний клапан і відведення для приєднання монометра на виході регулятора.

І наостанок кілька слів про вельми стандартному радіаторному наборі запірної і регулюючої арматури. Відмітна особливість радіаторної арматури – наявність конструктивно виконаного роз’ємного з’єднувача (в побуті «американка»), що дозволяє з’єднати (роз’єднати) трубопровід з опалювальним приладом без осьового обертання останнього.

Не викликає сумніву необхідність використання регулюючих радіаторних клапанів. Найчастіше у споживачів виникають питання, пов’язані з твердженням, що регулюють радіаторні клапани, термостатичні або ручні, не можуть підмінити надійне запірний пристрій. Тому, крім пари «регулюючий (верхній) радіаторний клапан + запірний (нижній) кульової кран», часто рекомендують встановлювати на що подає відведення стояка опалення додатково кульової кран. Прагнення до такої схеми підключення опалювального приладу призводить, особливо в централізованих системах опалення, до ускладнень при монтажі через різних будівельних довжин арматури на що подає й відводить трубопроводах.

Рішенням таких проблем може стати сучасна альтернатива цього типу арматури – затвори поворотні. Зовні вони виглядають як звичайні латунні кульові крани, але в якості запірного елемента використовується диск з поліефірімідов – термопластического матеріалу, що володіє високою міцністю і термостійкістю.

Арматура автоматично перетворюється з запірної в запірно-регулюючу, і цілком можливо, що ми стаємо свідками появи принципового нового варіанту підключення опалювальних приладів.

Дана стаття носить рекомендаційний характер. Ми постаралися зробити акцент на деталях, на які варто звернути увагу при контролі виконання робіт найнятим вами професіоналом.

Ссылка на основную публикацию