Системы отопления зданий: устройство, виды и насосное оборудование

Система отопления — это набор элементов, которые работают вместе, чтобы вырабатывать, передавать и распределять тепло по помещениям. В такую систему входят, например: электрические котлы, газовые котлы, трубы, радиаторы, автоматика для котлов и другие устройства, обеспечивающие комфортную температуру в доме или на производстве.

К системам отопления предъявляются разнообразные требования, которые условно можно разделить на пять групп:

санитарно-гигиенические

экономические

архитектурно-строительные

производственно-монтажные

эксплуатационные

Виды систем отопления по типу и расположению

Системы отопления различаются по расположению основных элементов и по типу теплоносителя.

Системы водяного отопления делятся на два типа — в зависимости от того, как в них движется вода:

С естественной циркуляцией (гравитационные) — здесь вода циркулирует сама, без насосов. Горячая вода поднимается вверх, холодная — опускается вниз, благодаря разнице в плотности

С принудительной циркуляцией — в таких системах движение воды обеспечивает насос. Это позволяет быстрее и равномернее прогревать помещения, особенно в больших зданиях или сложных схемах разводки

Типы водяного отопления по способу подачи теплоносителя и по расположению труб

В зависимости от того, как движется вода по трубам подачи и обратки, системы делятся на два типа:

Тупиковые — горячая вода и остывшая обратка движутся в противоположных направлениях. Это довольно распространенный вариант, особенно в простых схемах разводки

С попутным движением — и горячая, и обратная вода текут в одну сторону. Такая схема (Тихельмана) обеспечивает более стабильную температуру по всей системе и часто используется в замкнутых кольцевых контурах

Индивидуальный тепловой пункт — это небольшой, но очень важный узел системы отопления и горячего водоснабжения здания. Он принимает тепло от центральной теплотрассы и распределяет его внутри здания — по отопительным приборам, системе вентиляции и ГВС.

Иными словами, ИТП — это «сердце» здания, которое заботится о том, чтобы тепло поступало туда, куда нужно, и ровно в таком объеме, в каком нужно.

Подключение внутренних систем отопления и ГВС здания к городской теплотрассе происходит через индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Именно он принимает тепло от магистрали и «распределяет» его по нужным направлениям внутри здания.

В стандартную комплектацию ИТП обычно входят:

Счетчик тепла — измеряет, сколько тепловой энергии поступило в здание

Теплообменник — разделяет магистральный и внутренний контуры, передает тепло, не смешивая жидкости

Насосная группа — обеспечивает циркуляцию теплоносителя по системе

КИП (контрольно-измерительные приборы) — следят за температурой, давлением и другими параметрами

Регулятор давления — поддерживает стабильное давление в системе

Регулятор расхода — контролирует объем теплоносителя, проходящего через систему

Грязевик — очищает воду от механических примесей, защищая оборудование

Запорная арматура — позволяет отключать отдельные участки системы для ремонта или обслуживания

Схема ИТП с независимым подключением системы отопления

В современных системах отопления без насосов никуда. Они отвечают за движение воды по трубам — чтобы теплоноситель циркулировал по системе и равномерно прогревал все помещения.

В системе обычно используются два типа насосов:

1. Циркуляционный насос — создает давление, чтобы теплоноситель непрерывно двигался по замкнутому контуру
2. Подпиточный насос — добавляет воду в систему, если давление упало или произошла утечка. Он поддерживает стабильную работу отопления

Классическая обвязка циркуляционного насоса включает:

• Обратный клапан, чтобы вода текла в нужную сторону
• Трубопроводная арматура, для отключения насоса при обслуживании
• Манометры, чтобы контролировать давление
• Виброкомпенсаторы, которые глушат шум и вибрацию
• Фильтры, защищающие насос от загрязнений

Циркуляционные насосы с мокрым ротором

В насосах с мокрым ротором WILO Native охлаждение электродвигателя происходит за счет самой перекачиваемой жидкости. То есть жидкость одновременно и циркулирует по системе, и охлаждает внутренние элементы насоса. Такие модели, как RS; NOC; NOCE и NOZ, относятся к этому типу. Они просты в обслуживании, работают тихо и отлично подходят для систем отопления и горячего водоснабжения.

Циркуляционные насосы с сухим ротором

В насосах с сухим ротором охлаждение электродвигателя происходит не с помощью жидкости, а за счет встроенного вентилятора. Такой тип конструкции обеспечивает высокую производительность и позволяет использовать насосы в более мощных и сложных системах. К этому типу относятся модели IL, IPL, NLI; BL, NLB; Atmos Giga, ESP; TSC и IPN. Они отлично справляются с задачами в больших отопительных системах, на промышленных объектах и в системах с высоким давлением и расходом.

В насосах с сухим ротором используются два основных типа уплотнений — торцевое и сальниковое. У каждого есть свои особенности.

Рекомендации направлены на комплекс мероприятий в системах отопления многоквартирных жилых, общественных и административных зданий.

Применение насосов в системах вентиляции

В системах вентиляции насосы используются для циркуляции теплоносителя через калориферы приточных установок — именно они нагревают поступающий в здание воздух.

Выбор типа насоса зависит от условий размещения:

В системах горячего водоснабжения (ГВС) циркуляционные насосы обеспечивают постоянное движение горячей воды по трубопроводу. Благодаря этому горячая вода быстро поступает к точкам разбора, без долгого ожидания.

Для этих задач применяются насосы с разными типами конструкции:

Циркуляционные насосы с мокрым ротором, например NOZ, — отлично подходят для небольших и средних систем. Они бесшумны, компактны и экономичны, что делает их удобными для установки в жилых домах, офисных зданиях и небольших котельных.

Циркуляционные насосы с сухим ротором, такие как IL, IPL, NLI, BL, NLB, IPN, — применяются в более мощных и протяженных системах ГВС. Эти насосы обеспечивают высокий напор, имеют увеличенный ресурс работы и легко справляются с большими объемами воды, что делает их идеальными для коммерческих и промышленных объектов.

В отличие от систем отопления, где теплоноситель проходит предварительную подготовку (например, умягчение), в системах ГВС циркулирует обычная водопроводная вода, содержащая соли жесткости. При охлаждении мотора насоса с мокрым ротором с помощью самой воды, соли оседают на деталях, таких как ротор и разделительный стакан. Со временем это приводит к образованию плотных отложений, коррозии, кавитации и повреждению стенок — насос выходит из строя раньше срока.

Чтобы избежать подобных проблем, в системах ГВС используют насосы с мокрым ротором, но с особой схемой охлаждения статора, которая снижает риск образования накипи и продлевает срок службы оборудования.

Со временем в любой системе отопления часть теплоносителя теряется — из-за утечек, испарения или проведения технического обслуживания. Чтобы восстановить объем теплоносителя и поддерживать стабильное давление, используется подпитка.

Подпитка может выполняться:

1. из тепловой сети — если источник теплоносителя централизованный
2. из водопровода — в случае автономных систем или при отсутствии магистральной подачи

Если давление в водопроводе выше, чем давление в системе отопления, применяется простая и надежная схема подпитки, которая включает:

1. обратный клапан — не дает теплоносителю возвращаться обратно в водопровод
2. редукционный клапан (подпиточный клапан) — снижает давление воды до безопасного уровня и автоматически регулирует подачу в систему

Эта схема защищает систему от гидроударов и исключает обратное попадание воды из системы отопления в питьевой водопровод.

Что делать, если давления в сети не хватает для подпитки системы отопления

Если давление в водопроводе или тепловой сети недостаточно для подпитки системы отопления, используется дополнительное оборудование, которое помогает создать нужный напор.

В этом случае применяют повысительный насос, который работает в комплекте с:

мембранным баком — для компенсации давления и запаса воды

датчиком давления — чтобы автоматически включать и выключать насос в зависимости от потребности системы

Альтернативный вариант — насос с частотным регулированием, также подключенный к датчику давления. Он регулирует скорость вращения в зависимости от текущих условий, работает плавно и экономично, не создавая перепадов давления. Такие решения особенно актуальны для многоэтажных зданий и объектов с нестабильным водоснабжением.

Вывод