Види та класифікація системи опалення

оскільки  вдома садибного типу мають невеликий  обсяг і відповідно невеликі тепловтрати, їх звичайно приєднують до зовнішніх тепломереж, що обслуговуються груповий або індивідуальної котельні з температурою теплоносія не більш 95° С. Приєднання квартирних систем опалення до тепломережі в цьому випадку можна робити без обладнань, що підмішують, у вигляді елеваторів;

через те, що садибні будинки мають один-два  поверхи, у них, як правило, доцільно застосовувати найбільш просту однотрубну систему опалення;

через відсутності регуляторів для невеликих витрат мережної води для приєднання до тепломережі систем гарячого водопостачання слід використовувати ємнісні водонагрівачі, у яких вода тепломережі нагріває місцеву воду через поверхню розміщеного в ньому змійовика (бойлерні казани).

         Для опалення малоповерхових будинків у цей час застосовують грубне, водяне, електричне й повітряне опалення

        Найбільше зовсім електричне опалення, що характеризується рядом гідностей, у тому числі зручністю регулювання теплового навантаження, відсутністю громіздких опалювальних приладів, високою гігієнічністю. Єдиний, але часто вирішальний недолік електричного опалення - його дорожнеча. Вартість одиниці відпущеного тепла при електричнім опаленні в кілька раз вище, чим при виробленні тепла в печах або казанах

         Найбільше поширення одержали водяні й повітряні системи опалення При оцінці теплотехнічних властивостей теплоносіїв вирішальними показниками є вагарня й об'ємна теплоємність і температура. З погляду кількості тепла, що втримується в одиниці об'єму, вода має величезні переваги. Наприклад, при звичайних для систем опалення температурах води 80° С и повітря 70° С об'ємна теплоємність становить: 

води: 

Сv = рСg= 975x1 = 975 ккал/(м3х°З); 

повітря: 

Cv = ( 1.29 x 273 x 0.24 ) / ( 273 + 70 ) = 0.25 ккал/(м3х°З) 

тобто теплоємність води більше чому теплоємність повітря майже в 4000 раз. Відповідно об'ємна витрата її, необхідний для  опалення того самого приміщення, у  тисячі раз менше витрати повітря, у силу цього потрібно набагато менший розтин сполучних комунікацій, що транспортують розігрітий теплоносія в опалювальне приміщення. Більші обсяги нагрітого повітря утрудняють його транспортування й розподіл по опалювальних приміщеннях. Через значні діаметри розділових воздуховодов вентилятор для передачі нагрітого повітря необхідно розташовувати поблизу опалювального житлового приміщення, що пов'язане із проникненням у приміщення шуму від працюючого вентилятора

         Разом з тим повітря, як теплоносій, має ряд переваг у порівнянні сводой.

По-перше, він передає тепло в приміщення безпосередньо, тобто без установки опалювальних приладів. Проникаюча здатність повітря велика, за рахунок високої конвенційної здатності здійснюється ефективне опалення приміщення

По-друге, не потрібно обладнань каналізації  теплоносія (повітря).

        Гідності повітряного опалення оцінені людиною давно. Відомо, що опалення гарячими газами було першим способом штучного опалення житла

Простий і прадавній спосіб опалення шляхом спалювання палива усередині приміщення сусідив із центральними установками водяного й повітряного опалення. Так, у г. Ефесі, заснованому в X столітті до н.е. на території сучасної Туреччини, для опалення приміщень уже в той час використовувалася система трубок, у які подавалася гаряча вода з казанів, що перебувають у підвалах будинків. У Хакасии й багатьох інших місцях нашої країни застосовувалося напольное опалення з використанням теплоти продуктів згоряння, що централізовано спалюється палива. Система повітряного опалення, створена в Італії, докладно описана ще Витрувием (кінець I століття до н.е.). Зовнішнє повітря нагрівалося в підпільних каналах, попередньо прогрітих гарячими газами, і надходив в опалювальні приміщення. По такому ж принципу опалювалися приміщення замків у Німеччині в середні століття

         На розвиток опалювальної техніки впливав вид застосовуваного палива. У плині багатьох сторіч використовувалося тверде паливо (дрова, вугілля) і опалювальні установки пристосовувалися до його згоряння. Відомі численні конструкції вогнищ і жаровень, камінів і особливо печей, що одержали широке поширення в Росії. Опалювальні печі для спалювання твердого палива часто застосовують і зараз.

         З відкриттям нових видів палива (природний газ, нафта) створюються опалювальні установки й теплові станції для їхнього спалювання з нагріванням проміжного середовища, що переносить теплоту впомещения.

         У сучасних системах повітряного опалення малоповерхових будинків повітря нагрівають звичайно в калориферахтеплообменниках, печах, у яких тепло передається повітрю через стінку продуктами згоряння палива або електричними нагрівачами. Нагріта зсередини металева (або цегельна) поверхня калорифера (печі) прохолоджується зовні, віддаючи тепло повітрю. Тепловіддача повітрю тем вище, чим більше поверхня теплообміну, тому штучно збільшують поверхню теплообміну або збільшують швидкість руху повітря, що стикається з поверхнею теплообмінника

       Зазначений недолік калориферів із природньою тягою не є визначальним. Головна причина того, що повітряне опалення ще мале поширене в малоповерхових будинках, полягає в недостатньому випуску дешевих і малопродуктивних вентиляторів, а також у створюваному ними шумі. Крім того, конструкції розроблених до теперішнього часу калориферів передбачені тільки для спалювання мережного газу або рідкого палива. Тому найбільше поширення для опалення малоповерхових будинків одержало грубне й водяне опалення. Причому рух води у водяних системах можна здійснити без застосування насосів, використовуючи природній напір, що виникає внаслідок охолодження води в нагрівальні приладах

Опалювальне встаткування: теплогенератори  й казани

       Вибір типу джерела теплоти залежить від виду палива, його номінальної теплопродуктивності, яка повинна бути більше розрахункових тепловтрат будинку на 15-20%, функціонального призначення конструкції, Що Обгороджують, найбільш сучасних малоповерхових будинків при високому термічному опорі мають досить низьку теплопоглинальну здатність, внаслідок чого вони характеризуються малою теплотривкістю, а тепловий режим у них підданий коливанням при впливі змінних метеорологічних факторів і нестабільній подачі теплоти. Відзначена особливість визначає доцільність застосування квартирних теплогенераторів з топленнями тривалого й затяжного горіння або застосування системи опалення з великий тепловий акумуляцією. Для децентралізованого теплопостачання найбільш перспективні двухфункциональные теплогенератори, що забезпечують одночасне опалення й гаряче водопостачання з топленнями тривалого горіння при роботі на твердім паливі

         При використанні твердого палива для квартирних теплогенераторів доцільно застосовувати сортовані кам'яні вугілля, вугільні брикети, враховуючи, що більшість казанів і апаратів не пристосовані для спалювання низькосортного палива

         Верхня межа розміру фракцій вугілля щоб уникнути кратного горіння не повинен перевищувати 50 мм, а нижній у зв'язку з обмеженістю тяги й відсутністю примусового дуття - 13 мм.

        У якості рідкого палива може застосовуватися паливо грубне побутове (ТПБ) або освітлювальний гас

         У цей час на ринку представлена широка номенклатура квартирних теплогенераторів на твердім, газоподібнім і рідкім паливі. Більша їхня частина має у своїй конструкції водяний контур і призначена для використання у водяній системі опалення

       З урахуванням питомої ваги твердого палива в паливному балансі ( понад 80%) найбільший інтерес для споживача представляють твердопаливні квартирні казани. Відвід газів із квартирних теплогенераторів здійснюється через димар висотою 5-7 м. Тяга, створювана такий трубою, невелика, і щоб дим з топлення не вибивало в приміщення, газовий опір теплогенераторів повинне бути мінімальним.

       Квартирні теплогенератори повинні мати також найменший гідравлічний опір, тому що загальний циркуляційний тиск у системі досить незначно. Для збільшення цього тиску доцільно низьке розташування теплогенератора, однак найчастіше таке рішення в умовах одноповерхової будови найчастіше неприйнятно. При звичайнім розміщенні теплогенератора на підлозі для зниження центру нагрівання й збільшення гідравлічного напору бажане, щоб теплогенератор був мінімальної висоти, а поверхні нагрівання розташовувалися можливо нижче.

        Витрати на паливо становлять основну частину експлуатаційних витрат, тому КПД казана, повинен, бути досить високим

      Найпоширеніші чавунні або сталеві водогрійні казани, використовувані самостійно або разом з побутовими плитами для варіння їжі. Чавунні казани мають більші переваги - вони довговічні й дешеві при масовім виробництві. Крім того, їх набирають із окремих секцій, тому зміною числа секцій можна підібрати їх будь-яку продуктивність. Ремонт казанів звичайно зводиться до заміни прогорілої секції на нову. Термін служби чавунних казанів становить близько 20 років, у той час як інших - 10-15 років. Строк експлуатації від капітального ремонту до ремонту не менш 2000 годин, інших конструкцій - не менш 8000 годинника

      Слід помітити, що всі малометражні казани мають невеликі конвективные поверхні теплообміну й внаслідок цього високу температуру газів, що відходять (250400 С), що викликає зниження їх КПД. Якщо казан приєднати до димаря через опалювальний щиток, але можна суттєво знизити температуру газів, що відходять, і збільшити КПД. При розпалюванні казана, коли погіршується тяга, відкривають заслінку прямого ходу й гази направляються в димар

         Так само надходять, коли починають опалювальний сезон. При тязі, що встановився, заслінка прямого ходу закривається й гази направляються в опалювальний щиток

Для найпоширенішого  палива - кам'яного вугілля - найчастіше використовують чавунні казани марок КЧММ, КЧММ-2, КЧМ-1, КЧМ-2, КЧМ-3. Зовні вони обшиті кожухом з листової сталі. Між кожухом і чавунними секціями покладена теплоізоляція з листового азбесту

Казан КЧММ складається із трьох секцій, причому вся необхідна гарнітура розміщена на крайніх секціях. Колосникові ґрати виконані частково охолоджуваної й має шурувальне обладнання. Газовий тракт казана обладнаний газоходом прямого ходу, що дозволяють при розпалюванні направляти гази, крім теплообмінних поверхонь, відразу в димар (табл. 2).

Табл. 2 

Установка теплогенераторів

        Розміщення опалювальних казанів (апаратів), як правило, слід передбачати в спеціальних приміщеннях (топкових), що мають димохід і вентиляційний канал

       Природня вентиляція повинна забезпечувати трикратний повітрообмін протягом однієї години, не вважаючи повітря, необхідного для горіння. Приміщення повинне мати електричне висвітлення твердім паливі в кухні за санітарно-гігієнічними показниками не рекомендується. Установка казана (апарата) на твердім паливі в підвалі будинку дозволяє збільшити циркуляційний напір, тим самим зменшити діаметри труб, поліпшити санітарно-гігієнічний стан усередині будинку

        При установці теплогенератора в приміщенні, побудованому зі спаленних матеріалів, відстань від казана до стін, перекриттів і перегородок повинне бути не менш 0,5 м.       Відстань можна скоротити до 0,25 м за умови обшивки спаленних конструкцій покрівельною сталлю по азбестовому картону товщиною 8 мм. При розміщенні теплогенератора у неспаленної або трудносгораемой стіни відстань між ним і стіною повинне бути не менш 5 див, це ж відстань можна передбачати за умови облицювання спаленних конструкцій будинку цеглою на ребро на висоту 1,5 м.