ГІДРАВЛІЧНЕ БАЛАНСУВАННЯ В СУЧАСНИХ ИСИТЕМАХ ОПАЛЕННЯ
Системи водяного опалення як найбільш гігієнічні, досконалі в експлуатації й регулюванні в широких межах залежно від температури зовнішнього повітря дістали найбільшого поширення. У системі водяного опалення вода рухається (циркулює) по замкненому колу: від джерела теплоти по трубопроводу гарячої води до опалювальних приладів і назад по трубопроводах охолодженої води.
За методом створення циркуляції води системи водяного опалення бувають із природною циркуляцією, здійснюваною за рахунок гравітаційного тиску, що виникає внаслідок різної густини гарячої води і води, охолоджуваної в опалювальних приладах та трубопроводах, і з примусовою циркуляцією, яку здійснюють насоси. Крім того, системи водяного опалення класифікують ще за такими основними ознаками.
За схемою подачі теплоносія в опалювальні прилади – двотрубні (рис. 3.3), в яких гаряча вода подається в прилади одними трубопроводами (стояками), а охолоджена вода відводиться від приладів іншими, всі опалювальні прилади приєднані по теплоносію паралельно, та однотрубні (рис. 3.4), в яких гаряча вода подається послідовно в опалювальні прилади та відводиться від них одним і тим самим трубопроводом, тобто прилади приєднані до стояка послідовно. В однотрубних системах стояки можуть бути проточними регульованими та нерегульованими з осьовими або зміщеними замикаючими ділянками.
Рис. 3.3. Схема двотрубної системи водяного опалення з верхньою розводкою та природною циркуляцією:
1 – головний стояк; 2 – подавальна магістраль; 3 – сигнальна труба; 4 – розширювальний бак; 5 – переливна труба; 6 – циркуляційна труба; 7, 14 – запірна арматура на стояках; 8 – трійник з пробкою; 9 – подавальні стояки; 10 – опалювальні прилади; 11 – зворотні стояки; 12 – регулююча арматура; 13 – зворотна магістраль
За розміщенням подавальних магістралей можуть бути системи з верхньою розводкою (при прокладанні магістралей по горищу або під стелею верхнього поверху) та системи з нижньою розводкою (подавальні магістралі прокладаються зі зворотними під стелею підвалу або над підлогою першого поверху чи в підвальних каналах) (рис. 3.5).
За напрямком об’єднання опалювальних приладів двотрубні й однотрубні системи можуть бути вертикальними, в яких опалювальні прилади, розміщені на різних поверхах, приєднуються до вертикально розміщеного трубопроводу (стояка) та горизонтальними, коли прилади приєднуються до загальної горизонтальної гілки трубопроводів і прокладаються на одному поверсі будинку (рис. 3.6).
Рис. 3.4. Схема однотрубної системи водяного опалення з верхньою розводкою з насосною рециркуляцією: 1 – розширювальний бак; 2 – повітрозбірник; 3 – опалювальні прилади; 4 – триходовий кран; 5 – циркуляційний насос
Рис. 3.5. Схема насосної однотрубної системи водяного опалення з нижньою розводкою: 1 – розширювальний бак; 2, 3, 4, 5 – переливна, циркуляційна, сигнальна та з’єднувальна труби розширювального бака; 6 – повітряний кран; 7 – опалювальний прилад; 8 – регулюючий кран; 9 – подавальна магістраль; 10 – котел; 11 – насос; 12 – зворотна магістраль
Рис. 3.6. Схема однотрубної горизонтальної системи водяного опалення
За взаємним напрямком руху води в подавальних та зворотних магістралях системи поділяють на тупикові (зустрічний рух води) та з попутним рухом (рух води в обох магістралях в одному напрямку) (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Схема насосної двотрубної системи водяного опалення з верхньою розводкою і попутним рухом води в подавальній та зворотній магістралях
Система центрального водяного опалення включає: котел або інше джерело теплової енергії, наприклад, вузол теплового вводу; головний стояк, подавальний та зворотний магістральні трубопроводи; стояки з підводками до опалювальних приладів; опалювальні прилади; розширювальний бак; повітрозбірники.
На кожному відгалуженні системи встановлюється запірна арматура (вентилі, крани) для відключення частини системи при необхідності ремонту. У будинках з кількістю поверхів більше трьох передбачається можливість відключення кожного стояка, для чого в нижній частині стояка встановлюється кран та спускний трійник із заглушкою, а у верхній частині стояка в системах із верхньою розводкою – вентиль та трійник із заглушкою для сполучення стояка з атмосферою при зливанні з нього води і для випускання повітря при заповненні стояка водою. У системах з нижньою розводкою вентилі, крани та спускні трійники встановлюються в нижній частині стояків, а зверху встановлюються крани для випускання повітря.
Система водяного опалення гідравлічно замкнута і має деяку визначену ємність трубопроводів, опалювальних приладів, тобто постійний об’єм, заповнений водою. При нагріванні води її об’єм збільшується і тому може збільшитись і тиск у системі. Для запобігання збільшенню тиску в системі передбачається розширювальний бак, який компенсує збільшення об’єму води при нагріванні, а при верхньому розміщенні магістральних трубопроводів також сприяє видаленню повітря в атмосферу.
Для наповнення системи опалення водою її підключають до водопроводу. У місці підключення встановлюється вентиль або кран та зворотний клапан. Заповнюється система водою поступово, починаючи з її нижніх точок, тобто наповнюються спочатку нижні магістральні трубопроводи, потім вертикальні стояки з опалювальними приладами і т.д. Вода, піднімаючись, витісняє повітря з трубопроводів та опалювальних приладів через розширювальний бак або інші повітровипускні пристрої. Коли рівень води в системі піднімається до сигнальної трубки розширювального бака і вода почне витікати з труби в раковину, яка знаходиться в тепловому пункті чи котельні, кран на сигнальній трубі закривають і припиняють наповнення.
У водогрійному котлі чи в індивідуальному тепловому пункті (ІТП) теплоносій (вода) нагрівається до розрахункової температури, по головному стояку піднімається до подавальних магістралей і далі надходить у стояки, а від них до опалювальних приладів. Перед опалювальними приладами на трубопроводі встановлюється регулююча арматура (триходові крани, крани подвійного регулювання, терморегулятори), яка призначена для регулювання кількості теплоносія, що надходить у прилад. Охолоджена вода з опалювальних приладів надходить у зворотні магістральні трубопроводи і знову в тепловий пункт, замкнувши таким чином циркуляційне кільце. Окремі відгалуження системи також обладнуються запірною арматурою та трійниками з пробками для зливання води та для випускання повітря при відключенні цих частин системи на випадок ремонту.
Використання сучасних двотрубних чи однотрубних систем опалення з автоматичними регуляторами опалювальних приладів і поквартирним обліком спожитої теплової енергії є одним із шляхів енергозбереження. У двотрубних системах (рис. 3.8, а) подавальний та зворотний стояки розміщують у допоміжному приміщенні квартири (коридор, санвузол, кухня), а поквартирні горизонтальні подавальні та зворотні трубопроводи прокладають по периметру квартири в спеціальних каналах у стіні, в плінтусах або над підлогою. На всіх опалювальних приладах встановлюють повітровипускні крани. Схема однотрубної поквартирної системи опалення показана на рис. 3.8, б.
Рис. 3.8. Схема системи опалення з поквартирним обліком теплоспоживання:
а – двотрубна горизонтальна; б – однотрубна горизонтальна