Двухтрубная система отопления: схемы, типы и особенности

Система водяного отопления может быть однотрубной и двухтрубной. Двухтрубная называется так, потому что для работы необходимо две трубы – по одной от котла подается горячий теплоноситель в радиаторы, по другой от элементов отопления отводится остывший и подается снова в котел. С такой системой могут работать котлы любого типа на любом топливе. Могут быть реализованы как принудительная, так и естественная циркуляция. Устанавливаются двухтрубные системы и в одноэтажных, и в двух- или много этажных зданиях.

Достоинства и недостатки

Из способа организации циркуляции теплоносителя вытекает основной минус такого способа организации отопления: двойное количество труб по сравнению с основным конкурентом – однотрубной системой. Несмотря на такое положение затраты на приобретение материалов выше незначительно, а все из-за того, что при 2-х  трубной системе используются меньшие диаметры и труб, и, соответственно фитингов, а стоят они намного меньше. Так что в результате затраты на материалы больше, но незначительно. Чего действительно больше, так это работы, а соответственно требуется и в два раза больше времени.

Двухтрубная система отопления обычного и лучевого типа

Этот недостаток компенсируется тем, что на каждый радиатор можно поставить терморегулирующую головку, при помощи которой система легко балансируется в автоматическом режиме, чего нельзя сделать в однотрубной системе. На таком устройстве выставляете желаемую температуру теплоносителя и она поддерживается постоянно с небольшой погрешностью (точное значение погрешности зависит от марки). В однотрубной системе можно реализовать возможность регулировать температуру каждого радиатора в отдельности, но для этого необходим байпас с игольчатым или трехходовым краном, что усложняет и удорожает систему, сводя на нет выигрыш в денежных средствах на приобретение материалов и времени на установку.

Еще один недостаток двухтрубки – невозможность ремонта радиаторов без останова системы. Это неудобно и это свойство можно обойти, если поставить возле каждого отопительного прибора на подаче и обратке шаровые краны. Перекрыв их, вы сможете снять и отремонтировать радиатор или полотенцесушитель. Система при этом будет функционировать сколь угодно долго.

Чтобы можно было компенсировать систему нужно ставить регулирующую арматуру на каждом радиаторе

Зато есть у такой организации отопления важное преимущество: в отличие от однотрубки, в системе с двумя магистралями на каждый отопительный элемент поступает вода одной температуры – сразу от котла. Хотя она стремиться пойти по пути наименьшего сопротивления и не распространятся далее первого радиатора, установка термостатических головок или кранов для регулирования интенсивности потока решает проблему.

Есть еще одно преимущество – меньшие потери давления и более легкая реализация самотечного отопления или применение насосов меньшей мощности для систем с принудительной циркуляцией.

Классификация 2 трубных систем

Отопительные системы любого типа делятся на открытые и закрытые. В закрытых устанавливается расширительный бачок мембранного типа, который дает возможность функционировать системе при повышенном давлении. Такая система дает возможность использовать в качестве теплоносителя не только воду, но и составы на основе этиленгликоля, которые имеют пониженную температуру замерзания (до -40

оС) и называются еще антифризами. Для нормальной работы оборудования в системах отопления должны использоваться специальные составы, разработанные для этих целей, а не общего назначения, и тем более, не автомобильные. То же относится и к используемым присадкам и добавкам: только специализированные. Особенно жестко стоит придерживаться этого правила при использовании дорогостоящих современных котлов с автоматическим управлением – ремонт при неполадках не будет гарантийным, даже если поломка и не связана напрямую с теплоносителем.

Место установки расширительного бака зависит от его типа

В открытой системе в верхней точке встраивается расширительный бачок открытого типа. К нему обычно подсоединяют патрубок для отвода воздуха из системы, а также организовывают трубопровод для слива излишка воды в системе. Иногда из расширительного бака могут забирать теплую воду для хозяйственных нужд, но в этом случае нужно подпитку системы сделать автоматической, а также не использовать добавок и присадок.

С точки зрения безопасности более перспективны закрытые системы и большая часть современных котлов разрабатывается под них. Подробнее о закрытых системах отопления читайте тут.

Вертикальная и горизонтальная двухтрубная система

Есть два типа организации двухтрубной системы – вертикальная и горизонтальная. Вертикальная применяется чаще всего в многоэтажных домах. Она требует большего количества труб, зато легко реализуется возможность подключения радиаторов на каждом этаже. Главное достоинство такой системы – автоматический вывод воздуха (он стремится вверх и там выходит или через расширительный бачек или через спускной вентиль).

Двухтрубная вертикальная разводка системы отопления многоэтажного дома

Горизонтальная двухтрубная система применяется чаще в одноэтажных или, максимум, в двухэтажных домах. Для стравливания воздуха из системы на радиаторах устанавливают краны «Маевского».

Двухтрубная горизонтальная схема отопления двухэтажного частного дома (кликните по картинке чтобы увеличить масштаб)

Верхняя и нижняя разводка

По способу разводки подачи различают систему с верхней и нижней подачей. При верхней разводке труба идет под потолком, а от нее вниз опускаются к радиаторам трубы подачи. Обратка идет вдоль пола. Этот способ хорош тем, что можно легко сделать систему с естественной циркуляцией – перепад высот создает поток достаточной силы, чтобы обеспечить хорошую скорость циркуляции, необходимо только соблюсти уклон с достаточным углом. Но такая система становится все менее популярной из-за эстетических соображений. Хотя, если спрятать трубы вверху под подвесной или натяжной потолок, то на виду останутся только трубы к приборам, а их, собственно, можно замонолитить в стену. Верхняя и нижняя разводка применяются и в вертикальных двухтрубных системах. Разница продемонстрирована на рисунке.

Двухтрубная система с верхней и нижней подводкой теплоносителя

При нижней разводке труба подачи идет понизу, но выше, чем обратка. Тубу подачи располагать можно в подвальном или полуподвальной помещении (обратка еще ниже), между черновым и чистовым полом и т.д.  Подводить/отводить теплоноситель к радиаторам можно, пропустив трубы через отверстия в полу. При таком расположении подключение получается наиболее скрытым и эстетичным. Но тут нужно подбирать расположение котла: в системах с принудительной циркуляцией его положение относительно радиаторов неважно – насос «продавит», а вот в системах с естественной циркуляцией радиаторы должны находиться выше уровня котла, для чего котел заглубляют.

Двухтрубная система разная схема подключения радиаторов

Двухтрубная система отопления двухэтажного частного дома проиллюстрирована в видео. Она имеет два крыла, температура в каждом из которых регулируется вентилями, нижний тип разводки.  Система с принудительной циркуляцией, потому котел висит на стене.

Тупиковая и попутная двухтрубные системы

Тупиковой называется такая система, в которой движение подачи теплоносителя и обратки разнонаправленные. Есть система с попутным движением. Она называется еще петлей/схемой «Тихельмана». Последний вариант проще балансируется и настраивается, особенно при протяженных сетях. Если в системе с попутным движением теплоносителя установлены радиаторы с одинаковым количеством секций, она является автоматически сбалансированной, в то время как при тупиковой схеме понадобится на каждом радиаторе установка термостатического клапана или игольчатого вентиля.

Две схемы движения теплоносителя в двухтрубных системах: попутная и тупиковая

Даже если с схеме «Тихельмана»  установлены разные по количеству секций радиаторы и клапаны/вентиля ставить все равно надо, то шанс сбалансировать такую схему гораздо выше, чем тупиковую, особенно, если она достаточно протяженная.

Для балансировки двухтрубной системы с разнонаправленным движением теплоносителя, вентиль на первом радиаторе требуется прикрутить очень сильно. И может возникнуть ситуация, при которой его потребуется закрыть настолько, что теплоноситель туда и поступать не будет. Получается тогда вам нужно выбирать: не будет греть первая батарея в сети, или последняя, потому как выровнять теплоотдачу в таком случае не удастся.

Системы отопления на два крыла

И все-таки чаще используют систему с тупиковой схемой. А все потому, что длиннее магистраль обратки и собирать ее сложнее. Если отопительный контур у вас не очень большой, вполне можно отрегулировать теплоотдачу на каждом радиаторе и при тупиковом подключении. Если же контур получается большой, а петлю «Тихельмана» делать не хочется, можно разделить один большой отопительный контур на два крыла меньшего размера. Есть условие — для этого должна иметься техническая возможность такого построения сети. При этом в каждом контуре после разделения нужно ставить вентили, которыми будет регулироваться интенсивность потока теплоносителя в каждом из контуров. Без таких вентилей сбалансировать систему или очень сложно, или невозможно.

Разные типы циркуляции теплоносителя продемонстрированы в видео, также в нем даны полезные советы по монтажу и подбору оборудования для систем отопления.

Подключение радиаторов отопления при двухтрубной системе

В двухтрубной системе реализуется любой из способов подключения радиаторов: диагональное (перекрестное), одностороннее и нижнее. Самый лучший вариант — диагональное подключение. В этом случае теплоотдача от отопительного прибора может быть в районе 95-98% от номинальной тепловой мощности прибора.

Схемы подключения радиаторов к двухтрубной системе

Несмотря на разные значения потерь тепла при каждом из типов подключения, все они используются, просто в разных ситуациях. Нижнее подключение, хотя и самое непроизводительное, чаще встречается, если трубы проложены под полом. В этом случае оно реализуется проще всего. Можно при скрытой прокладке подключать радиаторы и по другим схемам, но тогда или на виду остаются большие участки труб, или прятать их нужно будет в стену.

Боковое подключение практикуют в случае необходимости при числе секций не более 15. В таком случае потерь тепла почти нет, а вот при количестве секций радиатора больше 15 требуется уже диагональное подключение, иначе циркуляция и теплоотдача будет недостаточны.

Возможно, вам будет интересно прочитать статьи «Как выбрать диаметр труб для отопления» и «Как рассчитать количество секций радиаторов для дома и квартиры».

Итоги

Несмотря на то, что на организацию двухтрубных схем используется больше материалов, они становятся более популярными из-за более надежной схемы. Кроме того такую систему легче компенсировать.

варианты схем, монтаж своими руками, двухтрубное отопление в частном доме,схема двухтрубного отопления.

Эффективность и надежность — требования, которым должна соответствовать двухтрубная система отопления загородного дома. Достигается это не только за счет качества всех ее элементов, но и правильного выбора конструкции. Современные материалы и оборудование позволяют монтировать самые передовые системы, но по-прежнему большинство владельцев предпочитает классическое отопление, чаще всего двухтрубное.

Принцип работы двухтрубной системы

Содержание статьи

Принцип работы двухтрубной системы отопления частного дома наглядно показан на схеме.

Основные этапы:

1. Теплоноситель (чаще всего это вода) нагревается в котле и поступает одновременно на все радиаторы отопления. Для этого служит подающая труба, мастера ее называют «подача», на рисунке она обозначена красным цветом.
2. Проходя через батареи вода отдает им часть своего тепла и возвращается в котел по отводящей трубе, или в разговорном варианте «обратке», на схеме она синяя. При этом часть воды, при нагревании увеличившись в объеме, попадает в расширительный бак.

Следует отметить, что теплоноситель поступает на вход каждого нагревательного элемента с одинаковой температурой, или почти одинаковой, если учесть минимальные потери на самой подающей трубе. Таким образом, независимо от длины разводки, каждая батарея будет «запитана» непосредственно от самого котла, а не от предыдущего радиатора. Это ключевое преимущество системы отопления в две трубы перед однотрубной, но не единственное.

Плюсы двухтрубного отопления

Владельцев частных домов система привлекает следующими достоинствами:

1. Способность системы отопления работать без насоса. Связанно это с тем, что в двухтрубной системе не происходит падение давления и для эффективной работы достаточно естественной конвекции.
2. Регулировка температуры каждого радиатора проводится с помощью кранов, термостатов. Это позволяет более оптимально распределить теплоноситель по батареям, что не только повышает эффективность, но и позволяет сэкономить на топливе.
3. Возможность проведения ремонта без остановки всей системы. При повреждении одного из радиаторов, его можно отремонтировать или заменить, перекрыв соответствующие вентили.
4. Разнообразие вариантов двухтрубной системы. Это позволяет использовать ее в домах различной этажности, независимо от площади и количества помещений.

Недостатки

Основных всего два:

1. Стоимость. По сравнению с однотрубной, цена значительно выше из-за большего количества материала.
2. Сложность и трудоемкость монтажа. Имеется ввиду не только монтаж труб, но и строительные работы: сверление отверстий, штробление стен и прочее.

Впрочем, эти недостатки можно частично компенсировать грамотным выбором варианта разводки.

Цены на компоненты для двухтрубной системы отопления

двухтрубная система отопления

Типы разводки

Качественный монтаж системы отопления обеспечивает не только ее последующую эффективность. В процессе строительства требуется решить вопрос эстетичного размещения труб и батарей в комнате, их соответствие интерьеру.

Не последнее значение имеет стоимость. Здесь решающая роль отводится горизонтальному размещению труб в комнате. Возможны два варианта: с верхней или нижней подачей.

Верхняя

Эту схему можно назвать классической, и появилась она вместе с водяным отоплением. В то время еще не было циркуляционных насосов, во всяком случае бытовых. Суть разводки заключается в распределении воды из «подачи», расположенной гораздо выше радиаторов. При этом обратная труба расположена ниже батарей.

Такая разводка предполагает движение воды сверху вниз, что характерно для естественной конвекции. При этом полностью исключено размещение»подачи» ниже батареи. Более того, для большей эффективности она должна располагаться как можно выше, обычно под потолком.

Такая конструкция не всегда «вписывается» в дизайн помещения. Обилие труб визуально загружает комнату, иногда осложняет расстановку предметов мебели. Кроме того, система не будет работать без наклона «подачи» и «обратки». Это создает ощущение кривизны стен и потолка.

Вот почему верхняя разводка считается устаревшей и монтируется когда, по какой либо причине, не хочется или нет возможности использовать насос.

Нижняя

Даже одного взгляда на фото достаточно, чтобы понять, насколько предпочтительнее во всех отношениях выглядит отопление с нижним расположением подающей трубы. В этом случае обязательно нужно предусмотреть вентили в верхней части радиатора, так как при заполнении системы водой в нем возникнет воздушный пузырь.

Трубы расположены ниже радиатора, не загромождают пространство, не привлекают внимание. При желании их даже можно спрятать в стены или пол. На эффективности отопления это никак не скажется.

Естественно, что нижняя разводка двухтрубного отопления предполагает использование циркуляционного насоса. Значит, возникает вопрос монтажа электропроводки и резервного питания, но вряд ли это можно считать серьезным недостатком.

Виды двухтрубных отопительных систем

На практике бывает довольно сложно выбрать отопительную систему для жилого дома. Здесь нельзя допустить ошибки, потом переделать что-либо будет очень трудно. Прежде чем проектировать отопление, нужно сначала выбрать его вид.

С естественной циркуляцией

Конструкция такого типа иногда применяется для обогрева частных домов. В двухтрубном варианте функционирование системы возможно только с верхней подачей. Отсюда вытекают всевозможные недостатки и неудобства. Такую отопительную систему нельзя назвать подходящей для домов с большой горизонтальной проекцией. Чаще всего это одноэтажные здания с большим количеством последовательно расположенных комнат.

Причин тому две:

1. Для отопления с естественной циркуляцией необходимо соблюдать уклон подающей и обратной труб, что очень трудно сделать на большом расстоянии.
2. Малое давление в системе не позволяет разносить котел в самый дальний радиатор более, чем на 30 м. Это максимально возможная цифра, на практике нужно рассчитывать на 25 м.

Система с естественной циркуляцией вполне подходит для домов с компактным расположением комнат, в том числе и двухэтажных.

Плюсы и минусы

Система естественной циркуляции имеет несколько несомненных преимуществ:

1. Долговечность. Отсутствие электрического насоса и низкое давление обеспечивают длительную, безотказную работу данной системы. По оценкам экспертов срок ее службы— до 50 лет.
2. Энергонезависимость. Система сохраняет работоспособность даже при отсутствии электричества.
3. Возможность установить насос в случае неэффективной работы, превратив в систему с принудительной циркуляцией.

Недостатков у пассивного отопления больше, и они значительные.

Основные минусы системы:

1. Низкое давление, создаваемое котлом, вынуждает использовать трубы достаточно большого диаметра, что не выгодно ни с эстетической, ни с экономической точки зрения.
2. Ограничения по расстоянию.
3. Медленный, постепенный прогрев.
4. Необходимость выдерживать уклон «подачи» и «обратки».
5. Практически невозможно скрыть трубы в стенах.

Система с принудительной циркуляцией

Такое отопление является наиболее инновационным и эффективным. Движение теплоносителя по трубам происходит под воздействием давления, создаваемого электрическим насосом.

Преимущества системы:

1. Высокая эффективность работы.
2. Не портит общий интерьер комнаты.
3. Обеспечивает быстрый и равномерный прогрев всех радиаторов.
4. Постоянное давление в системе позволяет использовать современные механические устройства терморегулирования.
5. Этажность отапливаемого здания определяется только производительностью насоса.
6. Предоставляет более широкие возможности с точки зрения горизонтальной разводки.

Последний пункт наиболее важен при проектировании отопления. Имеется ввиду способ прокладки труб к радиаторам. Выбор оптимального варианта поможет не только более эффективно обогревать комнаты, но и существенно сэкономить.

Тупиковые ветви

Типичный способ реализации данной разводки представлен на рисунке. В данном случае здесь показаны две тупиковые ветки, в которых объединено по 6 радиаторов. На практике их количество может быть любым. Такую разводку еще называют со встречными потоками. Объясняется это тем, что в каждой ветке потоки в «подаче» и «обратке» движутся в разных направлениях.

Тупиковую разводку можно считать наиболее распространенной. Ее популярность связана, в основном, с простотой монтажа.

Основные недостатки:

1. При монтаже используются трубы разного диаметра. Подающая и обратная труба сужаются по мере приближения к последнему радиатору ветви.
2. Система может потребовать тщательной балансировки. Иногда один обогреватель может зашунтировать все остальные, то есть, вся ветвь замкнется только через него. Добиться равновесия можно регулировкой потоков с помощью вентилей.
3. Трудно отрегулировать оптимальную температуру в каждой комнате.

Разводка с попутным движением теплоносителя

В данном случае все радиаторы соединены по кольцу. Это стало возможно благодаря тому, что отводная труба появляется только после того, как теплоноситель проходит первый радиатор. «Подача» заканчивается в последнем радиаторе. В результате, как и положено, к котлу подходят две трубы, а система образует замкнутый контур. Специалисты называют его петлей, или кольцом Тихельмана.

Достоинства разводки:

• используются трубы одного диаметра;
• простая балансировка системы;
• возможность использования термостатических приборов.

Правда, последний пункт справедлив только при периметре на более 35 м.

Лучевая схема

Еще ее называют коллекторной, так как «питание» обогревателей осуществляется из одной области. Вся разводка разделена на несколько тупиковых ветвей, по одной батарее в каждой. Как результат — точная регулировка из одного места и возможность использования труб минимального диаметра. К сожалению, данная система пока не получила достаточного распространения.

Явные достоинства сводятся на нет двумя недостатками:

1. Высокая стоимость. Требуется большое количество труб и строительные затраты.
2. Сложность монтажа.

Вообще, достаточно редко можно встретить дом, в котором в чистом виде используется та или иная разводка. Чаще всего при проектировании отопления стараются создать комбинацию из нескольких схем в угоду эффективности и экономии.

Видео описывает разные типы устройства двухтрубной системы отопления.

Технология сборки двухтрубного отопления

Прошли те времена, когда для того, чтобы «сварить» отопление, требовалось громоздкое оборудование, а главное — большой опыт его использования. Сегодня любой желающий может относительно недорого приобрести необходимый комплект инструментов и смонтировать систему своими руками. Конечно, потребуются некоторые навыки, но главное — желание.

При производстве работ последовательность действий должна быть следующая:

1. Установка котла, именно от него нужно начинать все последующие манипуляции. Местом установки лучше выбрать отдельное помещение, которое должно соответствовать требованиям, предъявляемым к монтажу газового оборудования. Если отопление предполагает естественную циркуляцию, то котел необходимо поставить как можно ниже.
2. Монтируется расширительный бак. В противовес котлу, для него выбирается самая высокая точка. При этом лучше установить его в отапливаемом помещении. При размещении на чердаках и холодных мансардах нужно позаботиться об утеплении. Желательно продумать, хотя бы примитивную, сигнализацию об уровне воды.
3. Рядом с котлом, на отводной трубе, монтируется насос. Важно соблюдать направление стрелки. Она должна смотреть на отопительный прибор.
4. Устанавливаются радиаторы с установленными вентилями для сброса воздуха.
5. По заранее продуманной схеме монтируется трубопровод. При естественной циркуляции не нужно забывать про обязательный уклон.
6. К трубопроводу присоединяются радиаторы.
7. Подключение к водопроводу и канализации. Это нужно для заполнения системы и аварийного сброса из нее воды.
8. Теперь можно проверить систему на отсутствие протечек.

Следует помнить, что все работы по подключению и первоначальному запуску котла в эксплуатацию должны производить специалисты газовой службы. stove ru порядовки вы можете узнать по ссылке.

Видео

Посмотрите видео, в котором показана пошаговая инструкция монтажа двухтрубной системы отопления своими руками.

схема подключения и разводки в многоэтажных и частных домах

Название системы «двухтрубная» говорит само за себя. Для работы требуется две трубы: одна подаёт подогретый до требуемого градуса теплоноситель, а вторая – возвращает его к котлу для восполнения потерянной температуры.

Такое решение позволяет реализовать как схему с естественной циркуляцией, так и с принудительной, а для нагрева теплоносителя использовать котлы на любом топливе. Двухтрубная система отопления популярна и в индивидуальном, и в масштабном строительстве. 

Подключение радиатора к системе с двумя трубами Вернуться к оглавлению

Содержание материала

Две трубы лучше, чем одна?

Основным отличием систем отопления друг от друга является то, как организовано движение теплоносителя. В случае с двумя трубами, требуется вдвое больше времени и материалов на прокладку трубопроводов. По сравнению с однотрубным вариантом это минус.

Два варианта устройства отопления

Но если труба одна, то она должна иметь больший диаметр, и экономия получается не такой уж большой.

Зато при использовании системы с двумя трубами есть возможность обеспечить обогреваемым помещениям постоянную температуру.

При однотрубной схеме она неравномерна, а установить на радиаторы терморегулирующие головки невозможно.

Улучшить ситуацию здесь можно разве что путём установки байпаса с многоходовым краном, но это дополнительные денежные и трудовые затраты, которые съедают и без того призрачную выгоду.

Примечание: недостатком основанной на 2-х трубах системы, является необходимость полной остановки работы для осуществления ремонта.

Но и этот минус прекрасно нивелируется путём установки на входе и выходе каждой батареи шарового крана.

На входе и выходе каждой батареи должен стоять вентиль

При наличии двух магистралей, горячая вода одной температуры поступает от котла сразу ко всем точкам потребления. При условии установки перед ними кранов, регулирующих интенсивность потока, она равномерно распределяется по всей трассе трубопровода.

В двухтрубной системе нет такого, что дом, расположенный далеко от котельной, или же квартира, максимально удалённая от первого этажа, обогреваются хуже.

Разница температур на подаче и обратке

Две трубы создают минимум сложностей для организации самотечного отопления, а при использовании циркуляционных насосов бывает достаточно оборудования минимальной мощности.

Есть ли различия в структуре

Двухтрубные системы могут быть исполнены в горизонтальном варианте, когда дом одноэтажный, и в вертикальном, когда этажей два и больше. Экономия тепла – их главное достоинство.

Устанавливаемые на приборах отопления термостаты автоматически отключают прибор из цепи, если датчик зафиксировал перегрев.

Варианты: схемы двухтрубной системы для отопления многоквартирного дома

При этом теплоноситель уходит в следующий прибор, и только когда помещения стабильно прогреты, оставшийся минимум поступает в нерегулируемые стояки. К ним обычно относятся коридоры между квартирами, холлы перед лифтами, лестничные площадки, где тоже установлены радиаторы.

Важно: термостат так же играет роль дросселя, не позволяя системе терять необходимое давление.

Чтобы это было возможно, дросселирующее отверстие в приборе имеет диаметр, сравнимый с булавочным. Из-за малого размера отверстие легко засоряется, поэтому важным этапом в двухтрубной системе является фильтрация теплоносителя.

Выбор термостатов тоже влияет на комфортную эксплуатацию контура. Важно обращать внимание на шумность при потере давления.

Принимайте во внимание и то количество настроек, которое фиксировано может обеспечить термостат – чем их больше, тем по радиаторам точнее распределяется теплоноситель.

Варианты разводки

Системы, монтируемые в вертикальном варианте, чаще проектируют с нижней разводкой, потому что разница в температурах на подаче и обратке провоцирует гравитационное давление, которое в зависимости от этажности дома может достигнуть 10 кПа.

Чем выше расположена квартира, тем больше в отопительных приборах давление.

Именно оно в такой системе используется для преодоления теплоносителем трассы уходящего вверх трубопровода. В итоге достигается наибольшая стабильность работы контура.

Однако когда спроектировать систему с нижней разводкой не представляется возможным, подающий трубопровод располагают сверху вниз. Вторую трубу (обратку) при этом разводят снизу, иначе в нижней части трубопровода из-за шлама постоянно будут возникать засоры.

Система с верхним расположением подающей трубы

Чтобы сбалансировать разницу давлений и обеспечить их перепад, в основании стояка предусматривают установку БК (балансировочного клапана).

Он похож на обычный вентиль, только предназначен не для перекрытия системы, а для регуляции. Хотя, бывают и модели, способные выполнять обе функции.

Клапан для балансировки системы

В двухтрубной схеме регулятор гидравлически увязывает стояки, обеспечивая им постоянство эксплуатационных условий при том или ином режиме работы.

Однако ставят такой клапан не везде, а только в системах, разводка которых теряет до 20 кПа напора.

Если потери незначительны, то и особого эффекта от такого регулирования ждать не приходится. Потеря давления в 3-4 кПа практически не оказывает особого влияния на работу системы.

Чтобы получить такие небольшие потери и обходиться без дорогостоящей балансировки, часто проектируют посекционные системы тупикового типа.

Уменьшить пределы вертикальных разрегулировок давления проще всего за счёт уменьшения количества этажей. Речь идёт не о традиционных пяти- или девятиэтажках, а о высотных домах (проекты многоэтажных жилых домов смотрите по ссылке).

Чтобы упростить проектирование отопительной системы, специалисты рекомендуют ограничиться 20-ю этажами.

В высоких домах (например, 25 этажей) разница температур теплоносителя между первым и последним этажами составляет до 15 градусов. Поэтому при проектировании приходится учитывать ещё и дополнительные схемы подачи тепла наверх, что удорожает систему в целом.

Вернуться к оглавлению

Естественная или принудительная циркуляция воды: что лучше для многоэтажки?

Системы, в которых теплоноситель циркулирует по законам гравитации, по большей части ограничены частными домами (о схеме отопления частного дома с естественной циркуляцией рассказано в статье), отдельными малоэтажными зданиями, располагаемыми за пределами города — либо их проектируют там, где нет постоянного снабжения электроэнергией.

В таких зданиях чаще предусмотрены системы с естественной циркуляцией

Главное достоинство такой системы состоит в том, что при условии централизованной подачи воды она не зависит от электричества (об электроснабжении многоквартирных жилых домов читайте в статье).

Есть и другие плюсы, но и недостатки тоже имеются:

Достоинства	Недостатки
Несложное устройство и максимальная простота в эксплуатации. Отсутствие вибрации и другого шума, так как теплоноситель движется с небольшой скоростью. Длительный срок (до 40 лет) службы без капремонта.	Невысокое давление в сети ограничивает радиус циркуляции. Необходимость увеличения диаметра труб до 7% повышает себестоимость системы. Из-за большой теплоёмкости воды, циркулирующей с малым напором, система медленно включается в работу. По этой же причине в трубах, проходящих через неотапливаемое помещение, может замёрзнуть вода.

Учитывая, что в однотрубной системе происходит интенсивное ослабление напора, и движение теплоносителя замедляется, не прогревая до нужной температуры помещения невысокого здания, предусматривая естественную циркуляцию, лучше проектировать двухтрубную систему.

Обратите внимание: для многоэтажек с гравитационной циркуляцией тепла, больше подходит система однотрубная.

Вариант с подачей и обраткой (двухтрубный) применяется только когда предусмотрено принудительное движение теплоносителя, обеспечиваемое насосом.

Индивидуальный узел распределения тепла в многоэтажном доме с принудительной циркуляцией

Примечание: чтобы в двухтрубной системе с гравитационным движением теплоносителя создать нормальное давление, приходится увеличивать расстояние от теплообменника до нижних отопительных приборов. Как минимум оно должно составлять 3 м.

Рекомендуем прочесть: автономное отопление многоквартирных домов.

Особенности отопления высотных зданий

Высотными называют здания, имеющие свыше 25 этажей. Такая этажность вызывает определённые трудности как в подаче воды наверх, так и в обустройстве системы отопления.

Чтобы это вообще было возможно, такие здания зонируют на секции определённой высоты, между которыми располагаются технические этажи, как показано на фото.

Стрелками показаны места нахождения технических этажей

Такое количество технических этажей требуется для того, чтобы располагать оборудование, обеспечивающее работу инженерных коммуникаций – в том числе и отопления.

В высотных зданиях зона обслуживания не может превышать определённую высоту.

Параметры технических этажей определяются, исходя из значения гидростатического давления теплоносителя в отопительных приборах нижнего уровня. Их высота должна соответствовать габаритам размещаемого в них оборудования: воздуховодов, котлов, насосов, теплообменников.

Если гидростатическое давление в отопительных приборах варьируется в пределах 0,6-1,0 Мпа, высота зон обслуживания обычно не превышает 55 метров (17-18 этажей).

В каждой из них обустроена своя система отопления, подключаемая к наружному теплопроводу, но изолированная от других систем, есть свой теплообменник, расширительный бак, подпиточный и циркуляционный насос.

В высотных зданиях обычно оборудуются индивидуальные отопительные пункты (ИТП), которые располагают в подвальных этажах, где находится основное насосное оборудование и теплообменники. Почти всегда они рассчитаны на максимальное давление в 1,6 Мпа, при котором гидравлически изолированная система имеет предел 160 метров.

Оборудование технического этажа

В здании с такой высотой устраивают или две зоны по 80 м, или три по 55-50 м – каждую со своим контуром. Причём, водо-водяное отопление может быть только в двух первых зонах — в третьей и выше (если этажей больше) проектируется пароводяное или комбинированное.

На заметку: пар вместо воды используется потому, что он не даёт большого гидростатического давления.

Его подают на технический этаж, предшествующий верхней зоне, на котором оборудован свой ИТП с полным набором оборудования – в том числе, и регулирующего. В зданиях, высота которых превышает 250 м, могут прибегать к устройству электро-водяного отопления.

Системы отопления высотных зданий нередко разделяются по фасадам (сторонам горизонта), и в каждом отделе имеется своя автоматизированная система, регулирующая температуру теплоносителя.

Вернуться к оглавлению

Опрессовка системы

Нельзя ввести систему отопления в эксплуатацию, не произведя её опрессовку – проверку на прочность трубопроводов и узлов их присоединения к оборудованию, производимую гидравлическим или пневматическим способом.

Подготовка системы к опрессовке

Кроме испытаний, которые проводятся перед сдачей здания в эксплуатацию, опрессовка осуществляется:

1. Перед наступлением каждого отопительного сезона. Цель – выявить ослабленные или разгерметизированные участки, продавить трубы с целью освобождения от шлама, снижающего проходимость.
2. После ремонта, в процессе которого менялись участки трубопровода, арматура, прокладки.
3. Послемонтажную опрессовку проводят дважды: сначала выявляют наличие негерметичных соединений, а второй раз — чтобы убедиться в работоспособности системы.

Такое обслуживание помогает постоянно поддерживать контур в рабочем состоянии, что обеспечивает обогрев здания зимой.

Последовательность

Действия по испытанию греющих трубопроводов производятся только вне отопительного сезона, при полном удалении из системы теплоносителя. Так как при опрессовке задействуются повышенные нагрузки, приходится следить за давлением по приборам.

Порядок действий может варьироваться в зависимости от состояния отопительных контуров.

Оборудование для опрессовки

Принимается во внимание:

• материал труб и толщина стенок;
• характеристики арматуры;
• количество этажей, обслуживаемых системой;
• вариант разводки подающего трубопровода.

Процесс состоит из нескольких этапов:

1. Подготовки.
2. Воздействия на контур водой или сжатым воздухом под давлением, вполовину превышающим РД (рабочее давление).
3. Занесения данных в учётный журнал и составления акта.
4. Предпусковой промывки.

При выявлении проблем производятся ремонтные работы, после чего контур должен подвергнуться испытанию ещё раз.

После окончания проверки давление не снижают ещё 30 минут, в течение которых становится понятно, есть ли утечки.

Видео: опрессовка системы отопления

Вернуться к оглавлению

Заключение

Проверка работоспособности систем отопления в многоквартирных домах осуществляется организацией, оказывающей населению подобные услуги либо работники ЖКУ. В зданиях производственного или административного назначения этим занимаются внутренние технические службы, работники которых должны иметь соответствующую аттестацию и специальное оборудование.

Подключение радиатора отопления к двухтрубной системе

Отличительная черта двухтрубной отопительной системы, как можно догадаться из названия, заключается в наличии двух независимых контуров труб – для подачи горячей воды и для отвода холодной. Если радиаторы подключить неправильно, а сама система будет состоять из 7-9 батарей, то теплоотдача каждой следующей из них будет снижаться до такой степени, что мощность последней составит всего 10 % от максимально возможной. Именно поэтому так важно правильно выполнить подключение радиатора отопления к двухтрубной системе, о чем мы и расскажем в данной статье.

Подключение радиатора отопления к двухтрубной системеСхема системы отопления и горячего водоснабжения от газового двухконтурного котла

Возможные схемы подключения

Самое эффективное подключение батарей достаточно легко выполнить – как с точки зрения кол-ва узлов, так и в плане технологии монтажа.

Устройство радиатора отопленияДвухтрубная система отопления

Вариант №1. Схема Тихельмана

Наиболее популярная схема подводки, главным ее достоинством является максимальная эффективность всех отопительных радиаторов в любой точке системы. Кроме того, схема Тихельмана позволяет регулировать отдельный радиатор без какого-либо влияния на остальные узлы системы. Так, если в одной из комнат будет очень жарко, то батарею там можно отключить полностью/частично от поступления горячего теплоносителя. А та тепловая энергия, которая в результате освободится, будет равномерно распределена по остальным радиаторам.

Схема Тихельмана

На заметку! В других схемах такое, казалось бы, очевидное явление недоступно, в чем вы сможете лично убедиться при прочтении следующего пункта статьи (там имеет место неравномерное распределение остаточной тепловой энергии).

Решение Альберта Тихельмана

Также к преимуществам схемы можно отнести то, что вода в обеих трубах имеется общее направление движения. В плане гидравлики это очень даже хорошо, поскольку нагрузка на все узлы системы (в частности, на насос и котел отопления) заметно падает.

Горячая вода начинает двигаться от котла, поочередно продвигаясь по всем радиаторам. Движение «обратки» также начинается от первой батареи. Получается, что батарея №1 будет последней на пути «обратки», но первой на подаче горячего теплоносителя. К батарее №2 вода будет поступать с чуть меньшей температурой, однако этот узел уже ближе первого к котлу на контуре «обратки».

Процесс тока воды

Аналогичным образом ситуация обстоит с каждым последующим радиатором: чем он дальше от источника горячего теплоносителя, тем меньшее расстояние до точки выхода холодной воды. Как результат – условия для всех батарей примерно равны (в плане обмена теплом с системой), все они прогреваются одинаково вне зависимости от своего расположения.

Для разводки используются трубы диаметром 25 мм, в то время как подключение батарей к сети выполняется с помощью труб 20 мм.

Радиатор посередине работать не будет

Минус у схемы Тихельмана всего один – радиаторы нельзя размещать ровно посередине системы (они в этом месте попросту не будут греть). Это объясняется гидравлическим эффектом, который возникает в середине – здесь отток холодной и подача горячей жидкости образуют равное давление. В реальности же подобное почти не встречается, проблему решают незначительным перемещением батареи вправо или влево. Хотя есть и более простой вариант – создать небольшой виток на одном из контуров, чтобы увеличить его длину и сместить тем самым отопительную батарею с середины.

Тупиковая и попутная схемы отопления дома

Вариант №2. Подключение посредством двух двойных коллекторов

Данная схема отличается от предыдущей тем, что батарея, являющаяся первой к котлу отопления на подаче, одновременно первая и на пути «обратки». Эта первая батарея работает максимально эффективно, в то время как остальные узлы теряют эффективность по мере своего отдаление в системе.

Подключение через два двойных коллектора

Использование двух коллекторов дает возможность минимизации данного эффекта, т. к. создаются два контура. Благодаря этому число радиаторов в одном контуре уменьшается, а тепловая энергия распределяется более-менее равномерно.

Важно! На «обратке» и подаче, почти сразу после подключения к отопительному котлу, устанавливают по двойному коллектору. На линии подачи коллектор делит теплоноситель на два контура, идущих к одной и другой частям радиаторов соответственно. Аналогичная ситуация наблюдается и на линии «обратки». Как следствие – создается пара более коротких контуров.

Два контура

В этой схема каждый последующий радиатор греется хуже, о чем мы уже упоминали выше, но частично данный эффект можно устранить посредством балансировочных клапанов. Если на подаче к первому радиатору этот клапан немного прикрутить, то к остальным узлам, более удаленным, обеспечится лучший приток теплоносителя. Отметим также, что регулировать клапаны необходимо в любом случае, поскольку в действительности длина контуров, которые создаются коллекторами, всегда несколько различается. Следовательно, в батареях будет неодинаковое количество тепла, а потому они нуждаются в балансировке с целью уравновесить эффективность их работы.

Какую схему выбрать?

Из всего, что мы рассказали выше, можно сделать вывод: самой простой, гибкой и эффективной является именно схема Тихельмана. Использование двух двойных коллекторов может стать некой альтернативой – эффективность распределения жидкости у такой схемы достаточно высокая, однако имеют место некоторые сложности при монтаже; кроме того, в дальнейшем потребуется дополнительная регулировка.

Схема петли Тихельмана

О выборе места для установки батареи

Вы не сможете просто так установить радиатор на стене – выбирать место для его монтажа необходимо в соответствии с определенными требованиями. А это, в свою очередь, следует принимать во внимание еще при планировании будущего подключения.

На фото показана схема правильного расположения батареи в подоконной нише

Объясняется все тем, что если радиаторы в комнате расположить правильно, они создадут своего рода защитный экран, препятствующий проникновению холодного воздуха. Потому батареи чаще располагаются под окнами – именно там теплопотери максимальны.

Верхняя подача, радиатор длиннее 12 секций, диагональное подключение

Обратите внимание! Заранее подготовленная схема расположения батарей даст возможность определить монтажные расстояния. Важно, чтобы каждый радиатор располагался минимум в 20 мм от стены, в 100 мм от низа подоконника и в 120 мм – от пола. Не меняйте эти нормативы!

Неправильно выбранное место ведет к теплопотерямВиды отопительных радиаторов

О способах циркуляции воды в системе

Существует два способа циркуляции теплоносителя – естественный и принудительный. Во втором случае в схему включается циркуляционный насос, который нагнетает воду в трубы. Этот насос, как правило, устанавливается около отопительного котла или, как вариант, присутствует изначально в его конструкции.

Подключение радиатора отопления

Если в вашем регионе часто случаются сбои в подаче электроэнергии и насос, соответственно, время от времени будет отключаться, то лучше отдайте предпочтение системе с естественной циркуляцией и энергонезависимому отопительному котлу.

При подключении радиаторов также нужно учитывать конструктивные особенности и протяженность теплотрассы. Если же используется насос, воплотить можно любой из способов подключения.

Калькулятор расчета напора циркуляционного насоса

Перейти к расчётам

Схема подключения радиаторов отопления

Таблица. Варианты подключения радиаторов.

Наименование, фото	Краткое описание
Перекрестное (также известно как диагональное подключение)	Наиболее эффективный вариант подключения. Теплопотери минимальны (не больше 2%). Вода подводится с одной стороны в верхней части, а отводится с другой в нижней. Есть возможность подключения многосекционных батарей.
Нижнее и седельное	«Обратка» и подача подключаются снизу, способ используется при прокладке трубопровода в полу. Эффективность в плане обогрева самая низкая, прогрев батарей неравномерный, а теплопотери достигают 15%. С другой стороны, интерьер не испорчен трубами.
Одностороннее	«Обратка» и подача подключены с одной стороны (внизу и вверху соответственно). Секции батареи в таком случае прогреваются неравномерно. Оптимальный вариант для одноэтажных домов.

На заметку! При выборе того или иного способа вы должны решить, что важнее – привлекательный внешний вид помещения или же хорошая теплоотдача.

Калькулятор расчета количества секций радиаторов отопления

Перейти к расчётам

 

Укажите запрашиваемые данные и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ПАРАМЕТРЫ РАДИАТОРА ОТОПЛЕНИЯ»

 

КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РЕГИОНА

 

ГЕОМЕТРИЯ ПОМЕЩЕНИЯ

Площадь помещения, м²

 

ДРУГИЕ ВАЖНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОМЕЩЕНИЯ

Внешние стены смотрят на:

Положение внешней стены относительно зимней розы ветров

 

ТИП, КОЛИЧЕСТВО И РАЗМЕРЫ ОКОН В ПОМЕЩЕНИИ

Высота окна, м Ширина окна, м

Тип установленных окон

 

ДВЕРИ НА УЛИЦУ ИЛИ В ХОЛОДНЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ

 

ОСОБЕННОСТИ ПОДКЛЮЧЕНИЯ И РАСПОЛОЖЕНИЯ РАДИАТОРОВ

Планируемая схема врезки радиаторов в контур отопления

Планируемое размещение радиатора на стене

 

ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ РАСЧЕТА

ЧТО ТРЕБУЕТСЯ РАССЧИТАТЬ?

Паспортная мощность одной секции радиатора, Ватт (только для разборных моделей)

Мастер-класс. Пример установки радиатора отопления своими руками

Рассмотрим алгоритм действий при подключении батареи к системе отопления.

Шаг 1. Для начала подготовьте и соберите сам отопительный радиатор. Очистите все резьбовые отверстия от заводской смазки, для чего можете использовать специальное чистящее средство и ершик.

Подготовка радиатора

Шаг 2. Закончив обработку, удалите остатки чистящего средства бумажной салфеткой. Важно, чтобы отверстия получились максимально чистыми и сухими.

Отверстие вытирается насухо

Шаг 3. Установите переходники (в нашем примере это ½ и ¾ дюйма).

Переходник

Шаг 4. Установите «американку» от крана на переходник, который вы установили заранее. Для закручивания используйте специальный ключ для «американок». В результате вы оборудуете пару отверстий – входной и выходное (в примере они располагаются диагонально).

Устанавливается «американка»Ключ для «американок»Используется ключ для «американок»

Шаг 5. На ненужные отверстия, нуждающиеся в закрытии, установите заглушки.

Установка заглушки

Шаг 6. Подготовьте хвостовики (это специальные тонкие трубки), разрежьте их. Снимите в хвостовиках внутреннюю фаску. Затем пощупайте внутренние части – важно, чтобы там не чувствовались заусенцы.

Подготавливается трубка (хвостовик)Приспособление для снятия внутренней фаски

Шаг 7. Наденьте на трубку гайку, проставку из латуни и резинку (именно в такой последовательности). Затем расширьте трубку при помощи специального приспособления, вставив его внутрь до упора. После расширения трубка уже не сможет выскочить со своего места под действием давления во время эксплуатации отопительной системы.

Расширение трубы

Шаг 8. Пододвиньте резинку и другие детали к расширенному краю, присоедините переходник.

Шаг 9. Разметьте место, где радиатор будет установлен на стене, в соответствии с описанными выше требованиями. Для начала определите центр подоконника, отмерьте вниз 10 см – крепления батареи будут располагаться именно на таком уровне.

Нанесение разметки

Шаг 10. Прочертите линию установки держателей параллельно подоконнику на расстоянии 10 см. Сами держатели будут крепиться на дюбели.

Черчение линии установки держателей

Шаг 11. Другое крепление будет располагаться в 12 см от поверхности пола по вертикальной центральной линии.

Установка нижнего крепления

Шаг 12. Установите батарею на крепления, выровняйте ее по уровню.

Монтаж радиатора отопления

Обратите внимание! Если потребуется, можете немного подрегулировать крепления для батареи.

Шаг 13. Наметьте на стене места, где будут располагаться штробы (в нашем примере прокладку труб будет осуществляться внутри стены). Сделайте это во всех местах, где трубы будут подключены к радиатору.

Разметка для будущего штробирования стен

Шаг 14. Выполните штробирование намеченных ранее участков. Снимите батарею, чтобы было удобнее проводить работы.

Штробирование

Шаг 15. Подготовьте трубки. Нанесите отметку, по которой они будут отрезаться, как показано на картинке ниже.

Подготовка трубок для подключения радиатора

Шаг 16. Подключите к мягкой подводке, проложенной в стене, батарею, кран. Плотно закрутите все соединения. Ввод должен располагаться сверху, а вывод, соответственно, снизу.

Подключение трубопровода

Видео – Различные схемы двухтрубной системы

Видео – Как установить отопительный радиатор

Если выберите подходящую схему и ознакомитесь со всеми нюансами подключения, то установка радиатора своими руками пройдет быстро и без каких-либо проблем. Нужно лишь действовать внимательно, делать все качественно. От того, насколько правильно вы все сделаете, зависит качество обогрева вашего дома!

Двухтрубная система отопления частного дома

Проектирование принципиальной и рабочей схемы, монтаж трубопроводов и рабочего оснащения, требуют профессионального подхода, привлечения проверенных специалистов, имеющих опыт в конструировании систем отопления различной сложности.

Двухтрубная компоновочная схема отопления двухэтажного дома считается наиболее популярной и широко востребованной, так как совмещает в себе высокую функциональность, надежность и небольшую стоимость на каждом из этапов создания. Компания ИнноваСтрой, осуществляя строительство частных домов на протяжении многих лет, вывела процесс разработки и установки описываемого вида отопительных систем на наивысший уровень – с учетом собственного практического опыта, рекомендаций и требований ГОСТов и СНиПов. При разработке используются современные компьютерные программы, задействуются экономичные котлы и прочее оборудование, создается прочная система, способная работать в любых условиях, при различных форс-мажорных ситуациях.

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома: принцип работы 

Основа конструкции заключается в том, что для обеспечения надлежащего уровня отопления в коттедже, используются разные, зачастую полностью изолированные, магистрали для подачи теплоносителя и для его отвода. Данная схема выгодна в том плане, что она сокращает время наполнения труб и батарей горячими жидкостями, к примеру, а все потребители получают одинаковый объем тепла при стандартной температуре. Это ускоряет прогреваемость помещений, снижает теплопотери при транспортировке по трубам, повышает энергоэффективность.

Двухтрубная схема системы отопления двухэтажного дома имеет свои особенности, которые полностью характеризуют ее принцип работы:

1. котел устанавливается в отдельном помещении, специально спроектированном таким образом, чтобы расстояние до самого дальнего потребителя было как можно меньшим. При этом можно использовать любой тип нагревателей, работающих на разных энергоресурсах – дрова, пеллеты, газ, электричество, жидкое и твердое топливо;
2. циркуляционный насос – обязательная часть системы, обеспечивающая равномерную подачу теплоносителя по трубам на двух уровнях дома. К сожалению, естественная циркуляция внутри отопительной системы при многоэтажной конструкции практически невозможна, а потому намного дешевле и проще устанавливать насос для принудительной перекачки нагретой жидкости по всем трубам;
3. подводящая магистраль – в зависимости от типа – последовательное или параллельное подключение – трубы поставляют теплоноситель во все радиаторы, батареи, к системе теплого пола, равномерно. Так обеспечивается скорость прогревания помещений, так как сокращается круг подачи теплоносителя;
4. отводящая магистраль – также подсоединена к каждому потребителю и отводит остывшую жидкость обратно к котлу. При этом, в зависимости от скорости остывания, проводится наполнение горячим теплоносителем с помощью клапанов и регуляторов.

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома при правильном подборе комплектующих, тщательном проектировании, качественном монтаже – способна работать многие годы без вмешательства собственника здания. Кроме этого, такая схема имеет массу преимуществ в области экономии энергии, динамическом регулировании температуры в помещениях, контроле за отоплением в случаях длительного отсутствия жильцов в коттедже.

В компании ИнноваСтрой вы можете заказать индивидуальный проект дома с соответствующей системой отопления, так как для каждого конкретного случая проводится персональный расчет. На формирование отопительных коммуникаций оказывает влияние даже такие факторы, как близость соседних домов, защита от холодных ветров, среднегодовое количество осадков в регионе.

Схема системы отопления двухэтажного дома: разновидности 

В последнее время все большую популярность набирают, так называемые, эко-системы, поддерживающие естественную циркуляцию теплоносителя в трубах. Но, с точки зрения эргономичности, компактности и экономии – лучше применять отопительные сети с принудительной циркуляцией, так как она имеет больше преимуществ и более проста в установке. Для сравнения рассмотрим обе схемы системы отопления двухэтажного дома с двумя трубопроводами.

Естественная циркуляция

Требует установки расширительного бачка, а также накопительных емкостей для теплоносителя на верхнем этаже дома. То есть, от котла, как правило, размещенного на нижнем уровне, по магистрали подается горячая вода на чердак – откуда самотеком теплоноситель распространяется по всем потребителям. Охлажденная жидкость, под действием естественных физических законов, стекает вниз к котлу для последующего нагрева. Особенности данной схемы таковы:

1. минимум энергозатрат, так как насос подает горячий теплоноситель только вверх, что снижает время его работы, затраты на электричество;
2. по трубам теплоноситель течет самостоятельно, наполняя радиаторы, конвекторы и батареи;
3. к минусам относят большие потери в тепле и в давлении – теплоноситель в процессе самостоятельного опускания по трубам теряет часть температуры, а скорость наполнения батарей зависит от состояния жидкости;
4. из-за разности в плотностях холодного и горячего теплоносителя, необходимо использовать трубы разного диаметра, чтобы обеспечить равномерную подачу и отвод жидкости.

Принудительная циркуляция

Такая схема отопления двухэтажного частного дома признана наиболее экономичной и эффективной, так как находится в зоне наилучшего соотношения параметров «цена/качество/эффективность». Основное отличие данного варианта состоит в том, что для подачи горячего теплоносителя используется циркуляционный насос, обеспечивающий высокие показатели наполнения батарей и системы теплого пола. Главные характеристики двухтрубной схемы с принудительной циркуляцией:

1. одинаковое давление во всех трубах и равномерная подача к радиаторам и батареям;
2. возможность ускорить или ослабить подачу теплоносителя в любое время;
3. использование труб меньшего диаметра – так как жидкость идет под давлением, то ее физические характеристики никак не влияют на магистрали;
4. быстрота нагрева помещения;
5. практически нулевые теплопотери в процессе подачи теплоносителя к потребителям;
6. постоянная работа насосов приводит к некоторому увеличению расходов на электричество;
7. компактность системы – все основные рабочие элементы можно разместить в небольшом по площади помещении.

Разводка – обустройство трубопроводов

Принудительная двухтрубная схема отопления двухэтажного частного дома может иметь разные типы компоновки, в зависимости от персональных пожеланий заказчика. В принципе, наличие двух магистралей уже гарантирует широкие возможности по регулированию тепла в помещениях, но и разнообразные типы разводки помогают создать надежные и функциональные подсети, направленные на обеспечение разного уровня комфорта:

• последовательная – самая простая, но в то же время, наиболее малоэффективная для двухуровневого коттеджа. Принцип действия заключается в том, что подающая и отводящая магистрали расположены по всему периметру здания и потребители получают теплоноситель по очереди – от ближнего к дальнему. При этом регулировать степень отопления не получится, так как закрытие крана на одной батарее приводит к тому, что все последующие также не получают горячей жидкости;
• параллельное – эффективный способ компоновки, когда к магистральным блинным трубопроводам, подводящему и отводящему, присоединены батареи или радиаторы. В таком виде можно осуществить индивидуальную регулировку для каждой комнаты, как в варианте подачи, так и в скорости отвода остывшей жидкости. Данная схема отопления двухэтажного частного дома широко распространена, так как, в некоторых случаях, не требует больших финансовых и рабочих вложений;
• лучевая – самая сложная, но и наиболее гибкая система разводки. Здесь работает принцип индивидуальной компоновки, когда каждая комната, а подчас и каждый потребитель, имеют собственную подводящую и отводящую магистраль. Это позволяет создавать собственный микроклимат для комнат различного назначения. Монтаж лучевой двухтрубной разводки требует тщательного проектирования и привлечения опытных монтажников, так как качество прокладки коммуникаций напрямую зависит от квалификации специалистов.

Основы выбора системы и создание в проектной организации 

Компания ИнноваСтрой обеспечивает грамотное проектирование и монтаж отопления под ключ, в соответствии с требованиями нормативной документации, стандартов и правил, принятых в России для частного строительства. Многолетний опыт работы позволяет максимально оптимизировать систему отопления, применяя комбинирование различных систем с тем, чтобы вы получили надежную, долговечную, экономную схему отопления жилого дома, независимо от площади и места размещения.

Чтобы выбрать наиболее подходящую компоновку, также нужно учитывать особенности предлагаемых на рынке котлов, работающих с разными энергоносителями. Самый распространенный вариант – газовые котлы и водяное отопление – эта схема считается наиболее экономной и эффективной, не требующей значительных вложений.

В практике ИнноваСтрой встречаются также системы отопления, основанные на жидком и твердом топливе (дизель, брикеты, дрова), а также использование антифриза в трубопроводах, который обладает более высокими показателями теплосохранения и долго не остывает.

Также важно обеспечить энергоэффективность самого коттеджа – утепление стен, потолков, кровли и фундамента позволят на 25-30% снизить расходы на организацию системы отопления, увеличат сохранность тепла в холодное время года.

Чтобы получить высококачественную двухтрубную схему отопления двухэтажного дома, следует обращаться к проверенным специалистам, гарантирующим долгую эксплуатацию, надежность монтажа, качество используемого оборудования. Компания ИнноваСтрой всегда поможет создать комфортный микроклимат в вашем загородном доме, коттедже, особняке или резиденции.

что лучше выбрать для частного дома?

Современные отопительные системы прошли долгий путь своего развития – с течением времени заметно эволюционировали котлы, радиаторы и применяемые схемы подключения трубопроводов. В результате собственники дома имеют возможность пользоваться системой, которая отличается высокой эффективностью и функциональностью. Но для того, чтобы обогрев работал должным образом, необходимо определить, какая система отопления эффективнее однотрубная или двухтрубная, а лишь затем приступать к подключению приборов отопления согласно выбранной схеме.

Каждая система подключения имеет свои нюансы, о которых нужно узнать заранее, ведь это позволит сэкономить деньги на расходных материалах и оплате услуг по монтажу трубопровода. Обеспечение жилища теплом – это трудоемкая и ответственная задача, поэтому собственник должен точно решить какая лучше однотрубная или двухтрубная система отопления для того, чтобы добиться максимальных результатов производительности, энергоэффективности и экономии.

Однотрубная система

Собственника может заинтересовать подключение радиаторов отопления однотрубное, которое подразумевает наличие вертикального стояка или горизонтального коллектора. С помощью двух подводок этот элемент подсоединяется к батареям отопления.

Принцип работы состоит в том, что теплоноситель, циркулируя по контуру, проходит по основной трубе и частично подается в подсоединенные радиаторы.

Из-за конструктивных особенностей, которыми обладает схема подключения радиаторов отопления при однотрубной системе, теплоноситель в процессе прохождения по контуру остывает и в момент попадания к каждому следующему радиатору его температура снижается на несколько градусов. Поэтому в случае отопления многоэтажных домов, в которых теплоноситель поднимается по стояку и далее подается в радиаторы по нисходящей трубе, может наблюдаться большая разница температурных показателей между этажами.

Для частных домов схема однотрубного отопления более приемлема, поскольку разница в температуре между двумя-тремя этажами не будет столь выраженной, как в случае отопления высотного здания.

Плюсы магистрали с одной трубой

Перед тем, как схема однотрубного отопления частного дома попадает в руки монтажников, над ее созданием трудятся специалисты-теплотехники. Такая схема довольно проста в проектировании и при наличии грамотно проведенных гидравлических и тепловых расчетов сети, позволяет специалистам в краткие сроки осуществить корректный подбор отопительного оборудования.

По конструкции однотрубная система отопления в частном доме подразумевает отсутствие разделения на обратный и подающий трубопровод. Это весомое преимущество и оно сказывается на простоте подключения радиаторов, меньшей трудоемкости работ, отсутствии необходимости бурить в стенах и плитах дополнительные отверстия. Также однотрубное отопление частного дома позволяет сэкономить на расходных материалах, ведь только в процессе покупки труб владелец сможет потратить вполовину меньше средств.

В собранном виде система отопления горизонтальная однотрубная имеет более привлекательный внешний вид, ведь ее конструкцией не предусмотрено наличие большого числа перемычек, сложных подводов трубопровода и дополнительной запорной арматуры. Помимо экономии, такая конструкция позволяет выполнять ремонт определенного радиатора без нарушения функционирования всей системы, поэтому она считается удобной и практичной.

Что касается эксплуатационных характеристик, то схема однотрубного отопления с принудительной циркуляцией будет отличаться гидродинамической устойчивостью, возможностью установки байпасов и вентилей для балансировки. Для большей экономичности системы владелец может доукомплектовать радиаторы современными терморегуляторами, о которых мы писали здесь.

Минусы однотрубного подключения

Среди критических недостатков, которыми отличается схема подключения радиатора отопления однотрубная система, следует выделить ограниченное количество отопительных приборов, подсоединенных к одному стояку, возможность гидроударов, провоцирующих протечки, высокие теплопотери, повышенное гидродинамическое сопротивление.

Также спорным моментом является дешевизна подобной системы. В частности, приведенные выше аргументы характерны для монтажа трубопроводов из металла. А в случае если владелец дома решил установить металлопластиковые отопительные приборы, то экономия от покупки меньшего метража труб перекроется необходимостью приобретения большого числа дорогостоящих пластиковых фитингов.

Двухтрубная схема

Ознакомившись с особенностями монтажа магистрали с одной трубой, владелец не сможет понять — однотрубная или двухтрубная система отопления частного дома лучше удовлетворит его потребности, поэтому далее следует ознакомиться с нюансами работы магистрали с парным трубопроводом.

Двухтрубная система отопления отличается тем, что радиатор в контуре подсоединен с помощью двух подводок. Первая подводка обеспечивает подачу подогретого теплоносителя, а вторая подводка отвечает за его дальнейшую циркуляцию в обратку. Принцип работы системы выглядит следующим образом — подогретый и остывший теплоноситель подается в радиаторы по разным системам трубопровода.

Такое распределение теплоносителя позволяет добиться равномерного и плавного отопления на всех уровнях, поэтому систему часто используют для обогрева различных типов частной и коммерческой недвижимости.

Плюсы магистрали с двумя подводками

Первое преимущество прослеживается еще на этапе проведения тепловых расчетов. Проект подразумевает наличие на каждом радиаторе терморегулятора, отвечающего за корректировку температурных режимов. Это позволяет добиться максимальных показателей в работе системы и существенно снизить ежемесячные коммунальные расходы. Используя в доме подобную систему, собственник получает возможность корректировать температуру в каждой комнате, что очень удобно не только в плане экономии, а и в плане создания комфортного микроклимата для жизни всех домочадцев.

Коллекторная схема подключения элементов обеспечивает автономность работы устройств, подключенных к контуру.

Если подключение теплого пола к однотрубной системе отопления подразумевает последовательное соединение элементов, то в процессе реализации двухтрубной схемы, монтажники осуществляют параллельное подсоединение радиаторов. Это дает большую независимость в работе системы.

При необходимости, собственник дома может модернизировать либо дополнить существующий контур новыми радиаторами, для этого ему не потребуется заново проектировать или менять систему отопления. Это позволяет достраивать новые помещения, продлевать систему в вертикальном и горизонтальном помещении, а также исправлять ошибки, допущенные в проекте даже после завершения первоначального монтажа.

Эксплуатационные характеристики двухтрубной системы положительные. При таком способе подключения отсутствует риск снижения давления внутри системы, а также наблюдается малый уровень тепловых потерь, из-за чего обогрев производится без перебоев и отличается эффективностью и надежностью.

Минусы двухтрубной подводки

Свои слабые места имеет не только отопление частного дома своими руками схемы однотрубное, а и магистраль с двумя трубами. В частности, не стоит исключать из вида такой нюанс, как сложная схема подключения, подразумевающая высокую трудоемкость и долгую продолжительность монтажных работ. Как следствие, увеличиваются статьи затрат, связанные с оплатой труда монтажников и покупкой необходимого количества труб, предусмотренных схемой.

Но перечисленные выше недостатки не перекрывают главный плюс — отличную аккумуляцию тепла, которую способна предоставить двухтрубная система отопления.

Принятие итогового решения

Окончательное решение дилеммы: однотрубная или двухтрубная система отопления что выбрать? — остается за собственником недвижимости, который, проанализировав все плюсы и минусы в работе каждой системы, подберет для себя оптимальный вариант.

Общие сведения о теплообменниках — Типы, конструкции, области применения и руководство по выбору

Крупным планом часть теплообменника вода-воздух.

Изображение предоставлено: Alaettin YILDIRIM / Shutterstock.com

Теплообменники — это устройства, предназначенные для передачи тепла между двумя или более текучими средами, то есть жидкостями, парами или газами, с разными температурами. В зависимости от типа используемого теплообменника, процесс теплопередачи может быть газ-газ, жидкость-газ или жидкость-жидкость и происходить через твердый сепаратор, который предотвращает смешивание текучих сред, или прямой поток жидкости. контакт.Другие конструктивные характеристики, включая строительные материалы и компоненты, механизмы теплопередачи и конфигурации потока, также помогают классифицировать и классифицировать типы доступных теплообменников. Эти теплообменные устройства находят применение в самых разных отраслях промышленности, они разработаны и изготовлены для использования как в процессах нагрева, так и охлаждения.

Эта статья посвящена теплообменникам, исследует их различные конструкции и типы и объясняет их соответствующие функции и механизмы.Кроме того, в этой статье приводятся рекомендации по выбору и общие области применения для каждого типа теплообменного устройства.

Термодинамика теплообменника

Конструкция теплообменника — это упражнение в термодинамике, науке, изучающей поток тепловой энергии, температуру и взаимосвязь с другими формами энергии. Чтобы понять термодинамику теплообменника, хорошей отправной точкой является изучение трех способов передачи тепла — теплопроводности, конвекции и излучения.В следующих разделах представлен обзор каждого из этих режимов теплопередачи.

Проводимость

Проводимость — это передача тепловой энергии между материалами, находящимися в контакте друг с другом. Температура — это мера средней кинетической энергии молекул в материале — более теплые объекты (которые имеют более высокую температуру) демонстрируют большее движение молекул. Когда более теплый объект соприкасается с более холодным объектом (тем, который имеет более низкую температуру), происходит передача тепловой энергии между двумя материалами, при этом более холодный объект получает больше энергии, а более теплый объект становится менее энергичным.Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто тепловое равновесие.

Скорость, с которой тепловая энергия передается в материале за счет теплопроводности, определяется следующим выражением:

В этом выражении Q представляет количество тепла, передаваемого через материал во времени t , ΔT это разница температур между одной стороной материала и другой (температурный градиент), A площадь поперечного сечения материала, а d — толщина материала.Константа k известна как теплопроводность материала и является функцией внутренних свойств материала и его структуры. Воздух и другие газы обычно имеют низкую теплопроводность, в то время как неметаллические твердые вещества имеют более высокие значения, а металлические твердые частицы обычно имеют самые высокие значения.

Конвекция

Конвекция — это передача тепловой энергии от поверхности за счет движения нагретой жидкости, такой как воздух или вода.Большинство жидкостей расширяются при нагревании и, следовательно, становятся менее плотными и поднимаются по сравнению с другими более холодными частями жидкости. Итак, когда воздух в комнате нагревается, он поднимается к потолку, потому что он теплее и менее плотный, и передает тепловую энергию, сталкиваясь с более холодным воздухом в комнате, затем становится более плотным и снова падает на пол. Этот процесс создает поток естественной или свободной конвекции. Конвекция также может происходить за счет так называемой принудительной или вспомогательной конвекции, например, когда нагретая вода перекачивается по трубе, например, в системе водяного отопления.

Для свободной конвекции скорость передачи тепла выражается законом охлаждения Ньютона:

Где Q-точка — скорость передачи тепла, h _c — коэффициент конвективной теплопередачи, A — площадь поверхности, на которой происходит процесс конвекции, а ΔT — разница температур между поверхность и жидкость. Коэффициент конвективной теплопередачи h _c является функцией свойств жидкости, аналогично теплопроводности материала, упомянутого ранее в отношении теплопроводности.

Радиация

Тепловое излучение — это механизм передачи тепловой энергии, включающий излучение электромагнитных волн от нагретой поверхности или объекта. В отличие от проводимости и конвекции, тепловому излучению не требуется промежуточная среда для переноса энергии волны. Все объекты, температура которых выше абсолютного нуля (-273,15 ^o C), излучают тепловое излучение в типично широком спектральном диапазоне.

Чистую скорость радиационных потерь тепла можно выразить с помощью закона Стефана-Больцмана следующим образом:

, где Q — теплоотдача в единицу времени, T _ч — температура горячего объекта (в абсолютных единицах, ^o K), T _c — температура более холодного окружения. (также в абсолютных единицах, ^o K), σ — постоянная Стефана-Больцмана (значение которой равно 5.6703 x 10 ^-8 Вт / м ² K ⁴ ). Термин, представленный как ε , представляет собой коэффициент излучения материала и может иметь значение от 0 до 1, в зависимости от характеристик материала и его способности отражать, поглощать или передавать излучение. Это также функция температуры материала.

Основные принципы теплообменников

Независимо от типа и конструкции, все теплообменники работают в соответствии с одними и теми же фундаментальными принципами, а именно нулевым, первым и вторым законами термодинамики, которые описывают и диктуют перенос или «обмен» тепла от одной жидкости к другой.

• Нулевой закон термодинамики гласит, что термодинамические системы, находящиеся в тепловом равновесии, имеют одинаковую температуру. Кроме того, если каждая из двух систем находится в тепловом равновесии с третьей системой, то две первые системы должны быть в равновесии друг с другом; таким образом, все три системы имеют одинаковую температуру. Этот закон, предшествующий трем другим законам термодинамики по порядку, но не в развитии, не только выражает тепловое равновесие как переходное свойство, но также определяет понятие температуры и устанавливает ее как измеримое свойство термодинамических систем.
• Первый закон термодинамики основан на нулевом законе, устанавливая внутреннюю энергию ( U ) как еще одно свойство термодинамических систем и указывая влияние тепла и работы на внутреннюю энергию системы и энергию окружающей среды. Кроме того, первый закон, также называемый законом обмена энергией, по сути, гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, а только передана другой термодинамической системе или преобразована в другую форму (например,г., нагреть или работать).

  Например, если тепло поступает в систему из окружающей среды, происходит соответствующее увеличение внутренней энергии системы и уменьшение энергии окружающей среды. Этот принцип можно проиллюстрировать следующим уравнением, где ΔU _{система} представляет внутреннюю энергию системы, а ΔU _среда представляет внутреннюю энергию окружающей среды:

• Второй закон термодинамики устанавливает энтропию ( S ) как дополнительное свойство термодинамических систем и описывает естественную и неизменную тенденцию Вселенной и любой другой замкнутой термодинамической системы к увеличению энтропии с течением времени.Этот принцип может быть проиллюстрирован следующим уравнением, где ΔS представляет собой изменение энтропии, ΔQ представляет собой изменение тепла, добавляемого к системе, а T представляет собой абсолютную температуру:
  Он также используется для объяснения тенденции двух изолированных систем — когда они могут взаимодействовать и свободны от всех других влияний — двигаться к термодинамическому равновесию. Согласно второму закону энтропия может только увеличиваться, но не уменьшаться; следовательно, каждая система по мере увеличения энтропии неизменно движется к наивысшему значению, достижимому для указанной системы.При этом значении система достигает состояния равновесия, при котором энтропия больше не может ни увеличиваться (поскольку она находится на максимуме), ни уменьшаться, поскольку это действие нарушило бы Второй закон. Следовательно, единственные возможные изменения системы — это те, в которых энтропия не претерпевает изменений (то есть отношение тепла, добавляемого или отводимого к системе, к абсолютной температуре остается постоянным).

В целом эти принципы определяют основные механизмы и операции теплообменников; Нулевой закон устанавливает температуру как измеримое свойство термодинамических систем, Первый закон описывает обратную зависимость между внутренней энергией системы (и ее преобразованными формами) и энергией окружающей ее среды, а Второй закон выражает тенденцию двух взаимодействующих систем к двигаться к тепловому равновесию.Таким образом, теплообменники функционируют, позволяя жидкости более высокой температуры ( F ₁ ) взаимодействовать — прямо или косвенно — с жидкостью более низкой температуры ( F ₂ ), что позволяет тепло для передачи от F ₁ к F ₂ для перехода к равновесию. Эта передача тепла приводит к снижению температуры для F ₁ и увеличению температуры для F ₂ .В зависимости от того, нацелено ли приложение на нагрев или охлаждение жидкости, этот процесс (и устройства, которые его используют) можно использовать для направления тепла к системе или от нее, соответственно.

Расчетные характеристики теплообменника

Как указано выше, все теплообменники работают по одним и тем же основным принципам. Однако эти устройства можно классифицировать и классифицировать несколькими способами в зависимости от их конструктивных характеристик. К основным характеристикам, по которым можно отнести теплообменники, относятся:

• Конфигурация потока
• Способ строительства
• Механизм теплопередачи

Конфигурация потока

Конфигурация потока, также называемая устройством потока, теплообменника относится к направлению движения текучих сред внутри теплообменника относительно друг друга.В теплообменниках используются четыре основные конфигурации потока:

• Попутный поток
• Противоток
• Поперечный поток
• Гибридный поток

Попутный поток

Теплообменники с прямоточным потоком , также называемые теплообменниками с параллельным потоком, представляют собой теплообменные устройства, в которых жидкости движутся параллельно и в одном направлении друг с другом. Хотя такая конфигурация обычно приводит к более низкой эффективности, чем устройство противотока, она также обеспечивает максимальную тепловую однородность по стенкам теплообменника.

Противоток

Противоточные теплообменники , также известные как противоточные теплообменники, спроектированы так, что жидкости движутся антипараллельно (т. Е. Параллельно, но в противоположных направлениях) друг другу внутри теплообменника. Наиболее часто используемая из конфигураций потока, устройство противотока обычно демонстрирует наивысшую эффективность, поскольку оно обеспечивает наибольшую теплопередачу между жидкостями и, следовательно, наибольшее изменение температуры.

Поперечный поток

В теплообменниках перекрестного тока жидкости текут перпендикулярно друг другу. Эффективность теплообменников, в которых используется такая конфигурация потока, находится между противоточными и прямоточными теплообменниками.

Гибридный поток

Теплообменники с гибридным потоком демонстрируют некоторую комбинацию характеристик ранее упомянутых конфигураций потока. Например, конструкции теплообменников могут использовать несколько каналов и устройств (например,g., как противоточные, так и перекрестные потоки) в одном теплообменнике. Эти типы теплообменников обычно используются с учетом ограничений приложения, таких как пространство, бюджетные затраты или требования к температуре и давлению.

На рисунке 1 ниже показаны различные доступные конфигурации потока, включая конфигурацию с перекрестным / противотоком, которая является примером конфигурации гибридного потока.

Рисунок 1 — Конфигурации потока теплообменника

Метод строительства

Если в предыдущем разделе теплообменники были классифицированы на основе типа используемой конфигурации потока, в этом разделе они классифицируются на основе их конструкции.Конструктивные характеристики, по которым можно классифицировать эти устройства, включают:

• Рекуперативное против регенеративного
• Прямое против косвенного
• Статическое и динамическое
• Типы используемых компонентов и материалов

Рекуперативная и регенеративная

Теплообменники можно разделить на рекуперативные теплообменники и рекуперативные теплообменники.

Разница между рекуперативными и регенеративными системами теплообменников заключается в том, что в рекуперативных теплообменниках (обычно называемых рекуператорами) каждая жидкость одновременно протекает через свой собственный канал внутри теплообменника.С другой стороны, регенеративных теплообменников , также называемых емкостными теплообменниками или регенераторами, поочередно позволяют более теплым и более холодным жидкостям проходить через один и тот же канал. И рекуператоры, и регенераторы могут быть далее разделены на различные категории теплообменников, такие как прямые или непрямые, статические или динамические, соответственно. Из двух указанных типов рекуперативные теплообменники чаще используются в промышленности.

Прямая и косвенная

Рекуперативные теплообменники используют процессы прямой или косвенной контактной передачи для обмена тепла между жидкостями.

В теплообменниках прямого контакта жидкости не разделяются внутри устройства, а тепло передается от одной жидкости к другой посредством прямого контакта. С другой стороны, в непрямых теплообменниках жидкости остаются отделенными друг от друга теплопроводными компонентами, такими как трубы или пластины, на протяжении всего процесса теплопередачи. Компоненты сначала получают тепло от более теплой жидкости, когда она течет через теплообменник, а затем передают тепло более холодной жидкости, когда она течет через теплообменник.Некоторые из устройств, в которых используются процессы прямой контактной передачи, включают в себя градирни и паровые инжекторы, в то время как устройства, в которых используются процессы косвенной контактной передачи, включают трубчатые или пластинчатые теплообменники.

Статическая и динамическая

Существует два основных типа регенеративных теплообменников — статические теплообменники и динамические теплообменники. В статических регенераторах (также известных как регенераторы с неподвижным слоем) материал и компоненты теплообменника остаются неподвижными при прохождении жидкости через устройство, в то время как в динамических регенераторах материал и компоненты перемещаются на протяжении всего процесса теплопередачи.Оба типа подвержены риску перекрестного загрязнения между потоками текучей среды, что требует тщательного проектирования во время производства.

В одном из примеров статического типа более теплая жидкость проходит через один канал, в то время как более холодная жидкость проходит через другой в течение фиксированного периода времени, в конце которого с помощью быстродействующих клапанов происходит реверсирование потока, так что два жидкости переключают каналы. В примере динамического типа обычно используется вращающийся теплопроводящий компонент (например,g., барабан), через который непрерывно протекают более теплые и более холодные жидкости, хотя и отдельными, изолированными секциями. По мере вращения компонента любая заданная секция поочередно проходит через потоки более теплого пара и более холодного пара, позволяя компоненту поглощать тепло от более теплой жидкости и передавать тепло более холодной жидкости по мере прохождения через нее. На рисунке 2 ниже изображен процесс теплопередачи в регенераторе роторного типа с противоточной конфигурацией.

Рисунок 2 — Теплообмен в регенераторе роторного типа

Компоненты и материалы теплообменника

Существует несколько типов компонентов, которые могут использоваться в теплообменниках, а также широкий спектр материалов, используемых для их изготовления.Используемые компоненты и материалы зависят от типа теплообменника и его предполагаемого применения.

Некоторые из наиболее распространенных компонентов, используемых для создания теплообменников, включают кожухи, трубки, спиральные трубки (змеевики), пластины, ребра и адиабатические колеса. Более подробная информация о том, как эти компоненты работают в теплообменнике, будет предоставлена ​​в следующем разделе (см. Типы теплообменников).

В то время как металлы очень подходят — и широко используются — для изготовления теплообменников из-за их высокой теплопроводности, как в случае теплообменников из меди, титана и нержавеющей стали, другие материалы, такие как графит, керамика, композиты или пластмассы , может дать большие преимущества в зависимости от требований приложения теплопередачи.

Рисунок 3 — Классификация теплообменников по конструкции

Примечания: * Теплообменные устройства, перечисленные под строительной классификацией, являются лишь небольшой частью из имеющихся.
** Представленная классификация соответствует информации, опубликованной на сайте Thermopedia.com.

Механизм теплопередачи

В теплообменниках используются два типа механизмов передачи тепла — однофазный и двухфазный.

В однофазных теплообменниках жидкости не претерпевают никаких фазовых изменений в процессе теплопередачи, что означает, что как более теплые, так и более холодные жидкости остаются в том же состоянии вещества, в котором они попали в теплообменник.Например, в приложениях теплопередачи вода-вода более теплая вода теряет тепло, которое затем передается более холодной воде и не превращается в газ или твердое тело.

С другой стороны, в двухфазных теплообменниках жидкости действительно испытывают фазовый переход во время процесса теплопередачи. Фазовое изменение может происходить в одной или обеих участвующих текучих средах, приводя к переходу из жидкости в газ или из газа в жидкость. Обычно устройства, в которых используется двухфазный механизм теплопередачи, требуют более сложных конструктивных решений, чем устройства, в которых используется однофазный механизм теплопередачи.Некоторые из доступных типов двухфазных теплообменников включают котлы, конденсаторы и испарители.

Типы теплообменников

Исходя из указанных выше конструктивных характеристик, доступно несколько различных вариантов теплообменников. Некоторые из наиболее распространенных вариантов, используемых в промышленности, включают:

• Кожухотрубные теплообменники
• Двухтрубный теплообменник
• Пластинчатые теплообменники
• Конденсаторы, испарители и котлы

Кожухотрубные теплообменники

Наиболее распространенный тип теплообменников, кожухотрубных теплообменников состоит из одной трубы или ряда параллельных трубок (т.например, пучок труб), заключенный в герметичный цилиндрический сосуд высокого давления (т.е. оболочку). Конструкция этих устройств такова, что одна жидкость протекает через меньшую трубку (и), а другая жидкость течет вокруг ее / их внешней (их) стороны и между ними / ими внутри герметичной оболочки. К другим конструктивным характеристикам, доступным для этого типа теплообменника, относятся оребренные трубы, одно- или двухфазная теплопередача, противоточный, прямоточный или перекрестный поток, а также конфигурации с одним, двумя или несколькими проходами.

Некоторые из типов кожухотрубных теплообменников включают спиральные теплообменники и двухтрубные теплообменники, а некоторые из применений включают предварительный нагрев, охлаждение масла и производство пара.

Пучок труб теплообменника крупным планом.

Изображение предоставлено: Антон Москвитин / Shutterstock.com

Двухтрубный теплообменник

Форма кожухотрубного теплообменника, двухтрубные теплообменники используют простейшую конструкцию и конфигурацию теплообменника, которая состоит из двух или более концентрических цилиндрических труб или трубок (одна большая труба и одна или несколько меньших труб).В соответствии с конструкцией всех кожухотрубных теплообменников одна жидкость протекает через меньшую трубу (и), а другая жидкость течет вокруг меньшей трубы (ов) внутри большей трубы.

Требования к конструкции двухтрубных теплообменников включают характеристики рекуперативного и косвенного типов, упомянутых ранее, поскольку жидкости остаются разделенными и текут по своим собственным каналам на протяжении всего процесса теплопередачи. Тем не менее, существует некоторая гибкость в конструкции двухтрубных теплообменников, поскольку они могут быть спроектированы с прямоточными или противоточными устройствами и могут использоваться в виде модулей в последовательной, параллельной или последовательно-параллельной конфигурациях внутри системы.Например, на рис. 4 ниже показан перенос тепла в изолированном двухтрубном теплообменнике с прямоточной конфигурацией.

Рисунок 4 — Теплообмен в двухтрубном теплообменнике

Пластинчатые теплообменники

Пластинчатые теплообменники, также называемые пластинчатыми теплообменниками, состоят из нескольких тонких гофрированных пластин, связанных вместе. Каждая пара пластин создает канал, по которому может течь одна жидкость, и пары уложены друг на друга и прикреплены — с помощью болтов, пайки или сварки — таким образом, что между парами создается второй канал, через который может течь другая жидкость.

Стандартная пластинчатая конструкция также доступна с некоторыми вариациями, например пластинчато-ребристыми или пластинчатыми теплообменниками. Пластинчато-ребристые теплообменники используют ребра или прокладки между пластинами и позволяют использовать несколько конфигураций потока и более двух потоков жидкости, проходящих через устройство. Пластинчатые теплообменники с подушками оказывают давление на пластины, чтобы повысить эффективность теплопередачи по поверхности пластины. Некоторые из других доступных типов включают пластинчатые и рамные, пластинчатые и кожухо-спиральные теплообменники.

Пластинчатый теплообменник крупным планом.

Кредит изображения: withGod / Shutterstock.com

Конденсаторы, испарители и котлы

Котлы, конденсаторы и испарители — это теплообменники, в которых используется двухфазный механизм теплопередачи. Как упоминалось ранее, в двухфазных теплообменниках одна или несколько текучих сред претерпевают фазовый переход во время процесса теплопередачи, переходя либо из жидкости в газ, либо из газа в жидкость.

Конденсаторы — это теплообменные устройства, которые забирают нагретый газ или пар и охлаждают его до точки конденсации, превращая газ или пар в жидкость.С другой стороны, в испарителях и котлах процесс теплопередачи переводит жидкости из жидкой формы в газообразную или парообразную.

Другие варианты теплообменников

Теплообменники используются во множестве применений в самых разных отраслях промышленности. Следовательно, существует несколько вариантов теплообменников, каждый из которых соответствует требованиям и спецификациям конкретного применения. Помимо упомянутых выше вариантов, доступны другие типы, включая теплообменники с воздушным охлаждением, теплообменники с вентиляторным охлаждением и теплообменники с адиабатическим колесом.

Рекомендации по выбору теплообменника

Несмотря на то, что существует широкий спектр теплообменников, пригодность каждого типа (и его конструкции) для передачи тепла между жидкостями зависит от технических характеристик и требований применения. Эти факторы в значительной степени определяют оптимальную конструкцию желаемого теплообменника и влияют на соответствующие расчеты номинальных характеристик и размеров.

Некоторые из факторов, которые профессионалы отрасли должны учитывать при проектировании и выборе теплообменника, включают:

• Тип жидкостей, поток жидкости и их свойства
• Требуемая тепловая мощность
• Ограничения по размеру
• Стоимость

Тип жидкости, поток и свойства

Определенный тип жидкостей — e.г., воздух, вода, масло и т. д. — задействованные, а также их физические, химические и термические свойства — например, фаза, температура, кислотность или щелочность, давление и скорость потока и т. д. — помогают определить конфигурацию потока и наиболее подходящую конструкцию для этого конкретного приложения теплопередачи.

Например, если речь идет о коррозионных жидкостях, жидкостях с высокой температурой или под высоким давлением, конструкция теплообменника должна выдерживать высокие нагрузки в процессе нагрева или охлаждения. Один из методов выполнения этих требований заключается в выборе конструкционных материалов, обладающих желаемыми свойствами: графитовые теплообменники обладают высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью, керамические теплообменники могут выдерживать температуры, превышающие точки плавления многих обычно используемых металлов, а пластиковые теплообменники обеспечивают высокую недорогая альтернатива, которая сохраняет умеренную степень коррозионной стойкости и теплопроводности.

Керамический теплообменник

Изображение предоставлено: CG Thermal

Другой метод заключается в выборе конструкции, подходящей для свойств жидкости: пластинчатые теплообменники могут работать с жидкостями от низкого до среднего давления, но с более высокими расходами, чем другие типы теплообменников, а двухфазные теплообменники необходимы при работе с жидкостями, которые требуют фазового перехода в процессе теплопередачи. Другие свойства текучей среды и потока текучей среды, которые специалисты отрасли могут учитывать при выборе теплообменника, включают вязкость текучей среды, характеристики загрязнения, содержание твердых частиц и присутствие водорастворимых соединений.

Тепловые выходы

Тепловая мощность теплообменника относится к количеству тепла, передаваемому между жидкостями, и соответствующему изменению температуры в конце процесса теплопередачи. Передача тепла внутри теплообменника приводит к изменению температуры в обеих жидкостях, понижая температуру одной жидкости по мере удаления тепла и повышая температуру другой жидкости по мере добавления тепла. Желаемая тепловая мощность и скорость теплопередачи помогают определить оптимальный тип и конструкцию теплообменника, поскольку некоторые конструкции теплообменников предлагают более высокие скорости теплопередачи через нагреватель и могут выдерживать более высокие температуры, чем другие конструкции, хотя и с более высокой стоимостью.

Ограничения размера

После выбора оптимального типа и конструкции теплообменника распространенной ошибкой является покупка слишком большого для данного физического пространства. Часто более разумным является приобретение теплообменного устройства такого размера, который оставляет место для дальнейшего расширения или добавления, чем выбирать тот, который полностью охватывает пространство. Для применений с ограниченным пространством, например, в самолетах или автомобилях, компактные теплообменники обеспечивают высокую эффективность теплопередачи в меньших и более легких решениях.Эти теплообменные устройства характеризуются высоким отношением площади поверхности теплообмена к объему, поэтому доступны несколько вариантов этих теплообменников, включая компактные пластинчатые теплообменники. Как правило, эти устройства имеют отношение ≥700 м ² / м ³ для газ-газовых приложений и ≥400 м ² / м ³ для жидких и газовые приложения.

Стоимость

Стоимость теплообменника включает не только начальную цену оборудования, но также затраты на установку, эксплуатацию и техническое обслуживание в течение всего срока службы устройства.Несмотря на то, что необходимо выбрать теплообменник, который эффективно удовлетворяет требованиям приложений, также важно учитывать общие затраты на выбранный теплообменник, чтобы лучше определить, стоит ли оно вложенных средств. Например, изначально дорогой, но более прочный теплообменник может привести к более низким затратам на техническое обслуживание и, следовательно, к меньшим общим расходам в течение нескольких лет, в то время как более дешевый теплообменник может быть изначально менее дорогим, но потребовать нескольких ремонтов и замен. в течение того же периода времени.

Оптимизация конструкции

Проектирование оптимального теплообменника для конкретного применения (с конкретными спецификациями и требованиями, указанными выше) включает определение изменения температуры жидкостей, коэффициента теплопередачи и конструкции теплообменника и их соотнесение со скоростью теплопередачи. . Две основные проблемы, возникающие при достижении этой цели, — это расчет номинальных характеристик и размеров устройства.

Рейтинг относится к расчету тепловой эффективности (т.е.е. эффективность) теплообменника заданной конструкции и размера, включая скорость теплопередачи, количество тепла, передаваемого между жидкостями и соответствующее изменение температуры, а также общий перепад давления на устройстве. Определение размеров относится к расчету требуемых общих размеров теплообменника (т. Е. Площади поверхности, доступной для использования в процессе теплопередачи), включая длину, ширину, высоту, толщину, количество компонентов, геометрию и расположение компонентов, и т.п., для приложения с заданными техническими характеристиками и требованиями. Расчетные характеристики теплообменника — например, конфигурация потока, материал, компоненты конструкции, геометрия и т. Д. — влияют как на номинальные характеристики, так и на расчет размеров. В идеале, оптимальная конструкция теплообменника для приложения находит баланс (с факторами, оптимизированными в соответствии с указаниями проектировщика) между номинальными характеристиками и размерами, которые удовлетворяют технологическим спецификациям и требованиям при минимально необходимых затратах.

Применение теплообменников

Теплообменники — это устройства, используемые в промышленности как для нагрева, так и для охлаждения.Доступны несколько вариантов теплообменников, которые находят применение в самых разных отраслях промышленности, в том числе:

В таблице 1 ниже указаны некоторые из общих отраслей промышленности и применения ранее упомянутых типов теплообменников.

Таблица 1 — Отрасли и области применения теплообменников по типам

Тип теплообменника	Общие отрасли промышленности и приложения
Кожух и трубка	Нефтепереработка Предварительный нагрев Масляное охлаждение Производство пара Рекуперация тепла продувкой котла Системы улавливания паров Системы промышленной окраски
Двойная труба	Промышленные процессы охлаждения Требования к малой площади теплообмена
Пластина	Криогенный Пищевая промышленность Химическая обработка Печи Замкнутый контур водяного охлаждения открытого контура
Конденсаторы	Процессы дистилляции и очистки Электростанции Холодильное оборудование HVAC Химическая обработка
Испарители / Котлы	Процессы дистилляции и очистки Паровозы Холодильное оборудование HVAC
с воздушным охлаждением / вентиляторным охлаждением	Ограниченный доступ к охлаждающей воде Химические и нефтеперерабатывающие заводы Двигатели Электростанции
Адиабатическое колесо	Химическая и нефтехимическая переработка Нефтеперерабатывающие заводы Пищевая промышленность и пастеризация Производство электроэнергии Криогеника HVAC Аэрокосмическая промышленность
Компактный	Ограниченное пространство (e.г., самолеты и автомобили) Масляное охлаждение Автомобильная промышленность Криогеника Охлаждение электроники

Сводка

Это руководство дает общее представление о теплообменниках, доступных конструкциях и типах, их применениях и особенностях использования. Дополнительную информацию о приобретении теплообменников можно найти в Руководстве по покупке теплообменников Thomas.

Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим руководствам и официальным документам Thomas или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы найдете информацию о более чем 500 000 коммерческих и промышленных поставщиков.

Источники

1. https://www.engr.mun.ca/~yuri/Courses/MechanicalSystems/HeatExchangers.pdf
2. http://sky.kiau.ac.ir
3. http://web.mit.edu/16.unified/www/SPRING/propulsion/notes/node131.html
4. http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node30.html
5. https://www.thomasnet.com/knowledge/white-paper/speciality-heat-exchangers-101
6. https://www.livescience.com/50833-zeroth-law-thermodynamics.html
7. https: // курсы.lumenlearning.com/introchem/chapter/the-three-laws-of-thermodynamics/
8. https://chem.libretexts.org
9. http://physicalworld.org
10. https://link.springer.com
11. https://thefreeanswer.com/question/regenerative-heat-exchanger-static-type-regenerative-heat-exchanger-differ-dynamic-type/
12. http://hedhme.com
13. https://www.kau.edu.sa/Files/0052880/Subjects/GuideLinesAndPracticeForThermalDesignOfHeatExchangersN2.pdf
14. https: // www.scribd.com/doc/132/Boilers-Evaporators-Condensers-Kakac

Прочие изделия из теплообменников

Больше из Технологическое оборудование

двухтрубная система отопления — это … Что такое двухтрубная система отопления?

двухтрубная — прилагательное: система парового или водяного отопления, в которой есть отдельные подающие и обратные трубы, так что каждый радиатор получает прямую подачу горячей воды или пара… Полезный английский словарь

обогрев — I Процесс повышения температуры закрытого помещения.Тепло может передаваться за счет конвекции, излучения и теплопроводности. За исключением древних римлян, которые разработали форму центрального отопления, большинство культур полагалось на прямое…… Universalium

Трубная арматура — это работа по установке или ремонту трубопроводов или систем трубопроводов, по которым транспортируются жидкости, газ и иногда твердые материалы. Эта работа включает в себя выбор и подготовку трубы или насосно-компрессорных труб, их соединение различными способами, а также местоположение и… Wikipedia

Двухтактный двигатель — Двухтактный дизельный двигатель V8 Brons с приводом от генератора Heemaf.Двухтактный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, который завершает технологический цикл за один оборот коленчатого вала (ход поршня вверх и ход поршня вниз по сравнению с…… Wikipedia

Электрообогрев — Электрообогрев, также известный как электрообогрев и электрообогрев поверхности, представляет собой систему, используемую для поддержания или повышения температуры трубопроводов и сосудов. Электронагреватель принимает форму электрического нагревательного элемента, работающего в…… Wikipedia

Нагрев воды — это термодинамический процесс, использующий источник энергии для нагрева воды выше ее начальной температуры.Обычно горячая вода используется для приготовления пищи, уборки, купания и обогрева помещений. В промышленности и горячая вода, и вода, нагретая до пара, имеют…… Wikipedia

Полы с подогревом — Тепло может обеспечиваться за счет циркулирующей нагретой воды или с помощью электрического кабеля, сетки или пленочных обогревателей. Половое отопление можно использовать с бетонными и деревянными полами, со всеми типами напольного покрытия (например, из камня, плитки, дерево, винил и ковер) и…… Wikipedia

Централизованное теплоснабжение — ТЭЦ, работающая на биомассе, в Мёдлинге, Австрия… Википедия

Тепловая трубка — Тепловая трубка — это механизм теплопередачи, который может передавать большое количество тепла с очень небольшой разницей в температуре между более горячими и более холодными поверхностями.Внутри тепловой трубы, на горячей границе раздела жидкость превращается в пар и…… Wikipedia

центральное отопление — существительное система отопления, в которой воздух или вода нагреваются в центральной печи и направляются через здание через вентиляционные отверстия или трубы и радиаторы (Freq. 1) • Гиперонимы: ↑ система отопления, ↑ отопительная установка, ↑ отопление, ↑ тепло * * * ˌцентральное ˈ отопление [центральное…… Полезный английский словарь

Труба из высокопрочного чугуна — труба, обычно используемая для распределения питьевой воды.[1] Преобладающим материалом стенок является высокопрочный чугун, чугун с шаровидным графитом, хотя внутренняя облицовка из цементного раствора обычно служит для предотвращения коррозии от жидкости, которая…… Wikipedia

Двухканальная система

— определение английского языка, грамматика, произношение, синонимы и примеры

Способ соединения элементов предизолированных труб в предизолированных двух трубных системах — Польские Патенты Польские Патенты

Скруббер дымовых газов состоит из двухтрубной системы или двух труб — , через которую дымовой газ попадает в систему.патенты-wipo патенты-wipo

Согласно изобретению несколько концентрических выпускных секций (2-9) следуют друг за другом в направлении потока, две системы труб (10, 20) соосно вставлены друг в друга для этой цели. патенты-wipo патенты-wipo

Кроме того, устройство включает двухтрубную систему (1,2), где первая система труб (1) имеет вход (10) для перегонной жидкости и выпуск (11) для остатка от перегонки вместе с выпускным отверстием ( 12) для сырости.патенты-wipo патенты-wipo

Зажим для соединения двух труб , а также системы , состоящей из двух соединенных труб и зажима Польские Патенты Польские Патенты

Этот тип выпускается с 3-мя проходами для дымовых газов и имеет две спиральные системы труб, вложенных друг в друга с разным диаметром. Обычное сканирование Обычное сканирование

Система трубопроводов включает две трубы , соединенные в месте соединения труб.патенты-wipo патенты-wipo

Предусмотрена муфта pipe для соединения двух частей трубы в трубопроводной системе . патенты-wipo патенты-wipo

При установке четырехтрубной системы , двух контуров , , системы (обогрев / охлаждение), решение необходимо проконсультироваться с техническими специалистами MINIB! Обычное сканирование Обычное сканирование

Из-за условий вечной мерзлоты распределительный трубопровод обеспечивается двумя трубами — , над землей, система с использованием предварительно изолированной стальной трубы , опирающейся на сваи и защищенной внешней оболочкой из оцинкованной стали.Гига-френ Гига-френ

Группа два топливозаправочная горловина трубка конец системы для автомобиля патенты-wipo патенты-wipo

На Большом Каймане имеется двухтрубных систем водоснабжения систем , обе из которых питаются опресненной водой, которые обеспечивают водой примерно 70% населения острова и все его основные отели. Обычное сканирование Обычное сканирование

Система для соединения двух труб патенты-wipo патенты-wipo

Устройство для соединения и разъединения двух трубных секций жидкостной перекачки системы патенты-wipo патенты-wipo

Соединительная система для соединения двух труб патенты-wipo патенты-wipo

Изобретение относится к устройству для соединения и разъединения двух секций трубы в системе для передачи жидкости.патенты-wipo патенты-wipo

В тот вечер Клементина слышит , два голоса , спорящих через систему труб , и находит Марлона и Броуди, другого жителя, которые горячо обсуждают в подвале. WikiMatrix WikiMatrix

Эта система состоит из двух коаксиальных труб (воздуховоды). патенты-wipo патенты-wipo

Система включает, по меньшей мере, два компонента трубопровода и уплотнительное устройство.патенты-wipo патенты-wipo

В каждой было , две комнаты, обогреваемые системой из труб, под полом. Обычное сканирование Обычное сканирование

Эта система состоит из двух нижних баков для дизельного топлива и системы трубопроводов к выхлопной трубе , где дизельное топливо всасывается для образования дыма. Гига-френ Гига-френ

Новый «Лучший интерьер розничной торговли Великобритании» был оборудован кондиционерами с использованием новейших систем Toshiba SMMS с двумя трубками — и трех трубных SHRM VRF .Обычное сканирование Обычное сканирование

Настоящее изобретение относится к трубопроводной системе , имеющей несколько угловых или ответвленных соединительных деталей (1), в которую включены проточные трубы (3) системы трубопроводов по меньшей мере два блока (2), образующих между ними угол . патенты-wipo патенты-wipo

Система с контролем целостности соединения для герметичного соединения двух труб патенты-wipo патенты-wipo

Остальная часть системы состоит из двух -дюймовых труб диаметром , некоторые из которых оцинкованы.Гига-френ Гига-френ

Типы систем центрального отопления

Если вам необходимо заменить или обновить систему центрального отопления, наше полное руководство по системам центрального отопления поможет вам сделать правильный выбор для вашего дома.

При выборе наилучшего варианта обогрева дома следует учитывать множество факторов.

Размер необходимого вам бойлера напрямую зависит от количества радиаторов и расхода горячей воды в вашем доме.Например, если вы живете один в квартире с одной спальней, то, возможно, довольно скромный комбинированный котел мощностью 12 кВт легко удовлетворит ваши потребности в центральном отоплении. В качестве альтернативы, если у вас большая семья, живущая в загородном доме с семью спальнями, вам может потребоваться бойлер мощностью более 50 кВт, чтобы обеспечить достаточную мощность для нагрева воды для всех и радиаторов.

Скорее всего, вы попадете где-то посередине, и в этом случае перед вами будет несколько различных вариантов. Прежде чем идти дальше, стоит проверить, какой у вас тип отопительной системы.

Стоимость поставки и установки нового котла зависит от марки, размера и стоимости установки. Затраты на установку значительно возрастут, если вы решите заменить имеющуюся систему на совершенно другую; в зависимости от состояния вашей текущей системы отопления это может оказаться рентабельным, а может и не оказаться.

Также важно отметить, что может быть значительная разница в цене от установщика к установщику. В Boiler Guide мы рекомендуем вам сравнить как минимум два предложения, чтобы убедиться, что вы получаете наиболее конкурентоспособную цену.

---

---

Газовые и электрические системы

О центральном отоплении редко задумываешься. Мы все принимаем это как должное и просто предполагаем, что, когда наступает холодное утро, наш бойлер и радиаторы готовы к работе.

Но что надежнее? Система электрического или газового отопления? Что дешевле запустить?

В следующих нескольких разделах мы постараемся ответить на эти вопросы, чтобы увидеть, стоит ли переходить на электрическую систему или наоборот.

Как работает система газового отопления

Газовые системы отопления наиболее распространены в Великобритании. Этот тип центрального отопления известен как «мокрая система», когда газовый котел нагревает воду, которая обеспечивает отопление через радиаторы и горячую воду через краны в вашем доме. Вот как они работают, шаг за шагом:

1. Газовый котел имеет постоянную подачу природного газа, поступающего в него из трубы, которая выходит в газовую магистраль на улице.
2. Газовые форсунки направляются на трубу с холодной водой, нагревая ее примерно до 60 градусов Цельсия.
3. Водопроводная труба составляет одну небольшую секцию большого непрерывного контура трубы. Эта сеть путешествует прямо по вашему дому.
4. Он по очереди проходит через каждый радиатор горячей воды и снова возвращается в котел.
5. По мере того, как вода протекает через радиаторы, она отдает часть тепла, по очереди нагревая каждую комнату. Котел должен продолжать гореть, чтобы поддерживать достаточно высокую температуру воды для обогрева дома.
6. Электрический насос используется для направления потока воды по контуру трубопроводов и радиаторов.
7. В некоторых домах без подключения к газовой сети будет использоваться сжиженный углеводородный газ (СНГ) или топочный мазут, которые работают аналогично газу, но только более дорогие в эксплуатации.

Каковы текущие расходы на газ

Газовые котлы могут обеспечить значительную экономию. По некоторым оценкам, эта сумма составляет до 250 фунтов стерлингов в год по сравнению с другими видами топлива, такими как нефть, уголь или СНГ.

Высокоэффективные конденсационные газовые котлы могут преобразовывать до 90 процентов потребляемого топлива в полезное тепло.Конденсационные газовые котлы также производят значительно меньше углекислого газа или CO2, чем обычные газовые котлы, а также уменьшают количество тепла, теряемого из дымохода.

Преимущества владения газовой системой

Газ — это высокоэффективное топливо, а это означает, что вы получаете хорошую отдачу от каждой единицы энергии. В отличие от систем на жидком топливе или сжиженном газе, вам не нужно хранить топливо с газовым отоплением. Кроме того, относительно просто заменить стандартный газовый котел современным высокоэффективным конденсационным котлом.

Недостатки владения газовой системой

Цены на газ продолжают расти и, вероятно, останутся высокими. В качестве ископаемого топлива газ производит углекислый газ при сжигании и поэтому не считается чистым источником энергии. Газовые котлы нуждаются в ежегодном обслуживании для обеспечения их эффективной работы.

Кроме того, подключение вашей собственности к газовой сети может быть дорогостоящим, если вы еще не подключены.

---

---

Системы центрального электрического отопления

Электрический котел может заменить малый и средний газовый котел, и по мере развития технологий мы видим, что электрические котлы способны удовлетворить потребности гораздо более крупных домов.

Для них, как правило, требуется меньше компонентов, чем для их газовых аналогов, что делает их чрезвычайно легкими, маленькими и компактными, часто совершенно бесшумными, а главное преимущество — 100% -ная эффективность. Электроэнергетика по-прежнему относительно нова на рынке центрального отопления, и вы обычно найдете ее в сельской местности, где поставки нефти или газа не так доступны.

Однако сейчас мы видим некоторые новые жилые дома или квартиры, которые по своему выбору оснащаются электрическими котлами из-за их экологических преимуществ.

Если вы подумываете о переходе с газа на электричество, имейте в виду, что затраты на преобразование вашей системы отопления могут оказаться значительными, если учесть новые затраты на трубопровод, бойлер и установку.

Преимущества системы центрального электрического отопления

• Если в вашем районе нет магистрального газа, электрическое центральное отопление является доступной альтернативой водонагревателям, масляным обогревателям или СНГ
• Может работать по дешевому тарифу на электроэнергию
• Тепло доступно по запросу, где и когда оно вам нужно
• Меньше требований к обслуживанию, чем у газовых систем
• Электрические системы эффективны на 100%

Дешевле отапливать дом газом или электричеством?

Газовая система центрального отопления, скорее всего, будет дешевле в долгосрочной перспективе.Электрические котлы имеют КПД 100%, тогда как хороший современный газовый котел имеет КПД около 95%. Как и следовало ожидать, часть энергии газовых котлов теряется из-за тепла.

Даже при нехватке энергоэффективности электрические котлы просто не могут конкурировать с дешевым газом стоимостью 4 фунта / кВт · ч.

Если вы все еще не уверены, какая система центрального отопления подходит для вашего дома, лучше всего обратиться к профессиональному инженеру. Отправьте нам запрос сегодня, и до 3-х местных установщиков свяжутся с вами, чтобы оценить, проконсультировать и предоставить расценки на замену бойлера.

---

---

3 самые популярные системы центрального отопления

Существует широкий спектр систем центрального отопления, которые можно классифицировать следующим образом:

1. Комбинированная котельная система

Система центрального отопления с комбинированным котлом является сегодня самой популярной.

Этим системам не требуется бак подачи, расширительный бак или накопитель с горячей водой, потому что они нагревают воду по мере необходимости. Это означает, что они занимают намного меньше места, а также экономичны — они нагревают только ту воду, которая вам нужна.

• Комбинированный котел нагревает воду по требованию, не требуя резервуаров на чердаке
• Электронное управление, подключенное к вашему котлу
• Электропитание подается непосредственно в комбинированную систему
• Современные радиаторы с термостатическим управлением соответствующего размера
• Отлично подходит для экономии места
• Хорошо работает с душем
• Бесконечное количество горячей воды по запросу
• Очень экономично — вы нагреваете только то, что используете
• Нет риска замерзания трубопровода чердака
• Меньше трубопроводов, поэтому установка обычно дешевле

Комбинированные котельные, как и другие системы, имеют свои недостатки.Основная из них заключается в том, что их скорость потока может быть довольно низкой, так как вода должна нагреваться, когда она проходит через котел, т.е. нет накопленной горячей воды, на которую можно было бы набрать.

Это означает, что они не подходят для домов с двумя или более ванными комнатами, поскольку одновременное использование двух выходных отверстий еще больше снизит расход.

Комбинированные котлы имеют две тепловые мощности:

1. Горячая вода для кранов и душа
2. Горячая вода для вашей системы центрального отопления и радиаторов

Для подачи горячей воды в краны и душ требуется больше усилий и, следовательно, тепла, чем для ваших радиаторов, поэтому при выборе правильной системы центрального отопления для вашего дома вы должны учитывать количество горячей воды, которая потребуется вашему дому .

Воспользуйтесь нашим инструментом сравнения, чтобы просмотреть весь спектр доступных комбинированных котлов и получить расценки на установку от местных надежных инженеров-теплотехников.

2. Системы обогрева под давлением

Эти системы обеспечивают подачу горячей воды под давлением через краны в вашем доме.

1. Вода забирается из водопровода и нагревается котлом
2. Затем он хранится в резервуаре для хранения (называемом невентилируемым цилиндром) до тех пор, пока не потребуется
3. Когда вы открываете кран в доме, холодная вода из водопровода выталкивает нагретую воду в систему центрального отопления и выводит ее через кран

Давление на выходе из системы отопления высокого давления такое же, как давление в сети, которое в большинстве случаев намного выше, чем вы обычно испытываете.

Эти конкретные системы центрального отопления хороши, если у вас вначале высокое давление в сети, но если давление в сети низкое, система не подходит. Они также могут быть дорогостоящими в установке, и некоторые органы требуют предоставления им сертификата годового технического обслуживания .

Вы хотите быть на 100% уверены, что давление и расход в вашей сети достаточно высоки для питания системы центрального отопления, работающей от сети. Если вы столкнулись с трудностями и расходами, связанными с установкой этого типа системы отопления, но из душа выходит струйка воды — вы мало что можете сделать, чтобы исправить это на данном этапе.

3. Обычные / обычные котлы

В этих системах центрального отопления используется бойлер — обычный или системный — для нагрева и радиаторов, и горячей воды. Горячая вода циркулирует по системе и затем хранится в резервуаре с горячей водой до тех пор, пока она не понадобится.

Вода, которая поступает в котел для отопления, часто поступает из питательного бака или расширительного бака на чердаке дома, и это гарантирует, что объем воды в системе всегда находится на оптимальном уровне.

В дополнение к резервуару для корма обычно имеется резервуар большего размера, который пополняет резервуар с горячей водой, когда вода используется в домашнем хозяйстве.

Вода из этого резервуара втягивается в систему только под действием силы тяжести — отсюда и название системы центрального отопления. Основным недостатком системы этого типа является то, что вам необходимо пространство на чердаке для двух резервуаров и сушилки или аналогичное пространство для резервуара с горячей водой.

Эти гравитационные системы отопления могут работать хорошо, особенно если вы живете в зоне с низким давлением в сети, поскольку гравитационный аспект этой системы может обеспечить вам приличное давление воды, если давление в сети не соответствует работе.

Однако вы обнаружите, что профессионалы в области отопления, как правило, больше не рекомендуют этот тип системы центрального отопления, так как есть немало недостатков. Например, необходимость в двух резервуарах на чердаке и цилиндре в сушильном шкафу может означать, что затраты на установку начнут расти, учитывая необходимость в дополнительных трубопроводах и резервуарах.

Если вы живете в старом доме, в котором уже есть система центрального отопления в обычном стиле, то может быть дешевле просто заменить определенные элементы, такие как, например, резервуар на чердаке, вместо того, чтобы вырывать все это и заменять чем-то другим, например система сетевого давления.

---

---

Котлы настенные

Большинство котлов, производимых сегодня, предназначены для настенного монтажа, а более компактные и легкие теплообменники созданы из таких материалов, как легкий чугун, нержавеющая сталь, медь или алюминий.

Настенные котлы бывают разных версий, например, с вентилятором или с закрытым помещением. Как и в случае с большинством новых котлов, настенный котел должен иметь «байпас системы», который необходим для фильтрации воды по всему котлу, чтобы предотвратить часто громкий шум, который, как известно, создают котлы, называемый «байпасом системы». литлинг ».

Автономные котлы

Обычно эти напольные котлы создаются достаточно узкими, чтобы плотно помещаться между встроенными кухонными гарнитурами, как и другие приборы. Их можно устанавливать и в других подходящих местах. Отдельно стоящие котлы были популярным выбором в 70-х и 80-х годах, но по-прежнему являются отличным вариантом для домовладельцев, у которых сейчас может не хватить места на стене для настенного котла.

Конденсационные котлы

Этот тип котла может похвастаться эффективным «теплообменником», который позволяет рециркулировать тепло, а не терять его в дымоходе котла, что делает его более энергоэффективным и, следовательно, значительно снижает затраты на топливо для владельца.

Одна из проблем, часто упоминаемых при работе с конденсационными котлами, — это эффект дымохода, создаваемый дымоходом, который часто принимают за пар. Шлейф возникает из-за капель воды, которые удерживаются во взвешенном состоянии по всему дымоходу котла, и не представляет опасности, хотя считается неприятностью и будет происходить в течение всего времени работы котла. Из-за этого размещение конденсационного котла может быть затруднено.

---

---

Типы систем HVAC | IntechOpen

1.Введение

Система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) предназначена для удовлетворения экологических требований, касающихся комфорта людей и технологического процесса.

Системы HVAC больше используются в различных типах зданий, таких как промышленные, коммерческие, жилые и институциональные здания. Основная задача системы HVAC заключается в обеспечении теплового комфорта людей, находящихся в помещении, путем регулирования и изменения условий наружного воздуха в соответствии с желаемыми условиями жилых зданий [1].В зависимости от внешних условий наружный воздух втягивается в здания и нагревается или охлаждается перед тем, как он распределяется по жилым помещениям, затем он удаляется в окружающий воздух или повторно используется в системе. Выбор систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в данном здании будет зависеть от климата, возраста здания, индивидуальных предпочтений владельца здания и проектировщика проекта, бюджета проекта, архитектурного дизайна зданий [1] .

Системы HVAC можно классифицировать в соответствии с необходимыми процессами и процессом распределения [2].Необходимые процессы включают процесс нагрева, процесс охлаждения и процесс вентиляции. Могут быть добавлены другие процессы, такие как процесс увлажнения и осушения. Этот процесс может быть достигнут с помощью подходящего оборудования HVAC, такого как системы отопления, системы кондиционирования воздуха, вентиляторы и осушители. Системы HVAC нуждаются в распределительной системе для подачи необходимого количества воздуха в желаемых условиях окружающей среды. Система распределения в основном различается в зависимости от типа хладагента и способа доставки, например оборудования для обработки воздуха, фанкойлов, воздуховодов и водопроводных труб.

2. Выбор системы HVAC

Выбор системы зависит от трех основных факторов, включая конфигурацию здания, климатические условия и желание владельца [2]. Инженер-проектировщик отвечает за рассмотрение различных систем и рекомендацию более одной системы для достижения цели и удовлетворения владельца здания. Можно рассмотреть некоторые критерии, такие как изменение климата (например, температура, влажность и давление в помещении), емкость здания, требования к пространству, стоимость, например капитальные затраты, эксплуатационные расходы и затраты на обслуживание, анализ жизненного цикла, а также надежность и гибкость.

Однако выбор системы имеет некоторые ограничения, которые необходимо определить. Эти ограничения включают доступную мощность в соответствии со стандартами, конфигурацию здания, доступное пространство, строительный бюджет, доступный источник коммунальных услуг, отопление и охлаждение здания.

3. Основные компоненты системы HVAC

Основные компоненты или оборудование системы HVAC, которая подает кондиционированный воздух для удовлетворения теплового комфорта помещения и людей и достижения качества воздуха в помещении, перечислены ниже [3]:

1. Нагнетательная камера смешанного воздуха и регулировка наружного воздуха

2. Воздушный фильтр

3. Приточный вентилятор

4. Вытяжные или разгрузочные вентиляторы и выпускное отверстие для воздуха

5. Забор наружного воздуха

02 Воздуховоды

устройства

Система возвратного воздуха

Змеевики нагрева и охлаждения

Автономный блок нагрева или охлаждения

Градирня

Котел

Охладитель воды

Оборудование для увлажнения и осушения

4.Классификация систем HVAC

Основная классификация систем HVAC — центральная система и децентрализованная или локальная система. Типы системы зависят от адресации к месту расположения основного оборудования, которое должно быть централизовано как кондиционирование всего здания в целом или децентрализовано как отдельное кондиционирование определенной зоны как части здания. Следовательно, система распределения воздуха и воды должна быть спроектирована на основе классификации системы и расположения основного оборудования. Критерии, упомянутые выше, также должны применяться при выборе между двумя системами.В таблице 1 показано сравнение центральной и локальной систем по критериям выбора [3, 4].

Критерии	Центральная система	Децентрализованная система
Требования к температуре, влажности и давлению в помещении	Выполнение любого или всех проектных параметров	Выполнение конструкции параметры
Требования к емкости
Резервирование	Резервное оборудование предназначено для поиска и устранения неисправностей и технического обслуживания	Нет резервного или резервного оборудования
Особые требования	Помещение с кондиционированным оборудованием Установка вторичного оборудования для распределения воздуха и воды, требующего дополнительных затрат
Первоначальные затраты
Эксплуатационные расходы
Расходы на техническое обслуживание	Доступ к аппаратной для обслуживания и сохранения оборудования в отличном состоянии, что экономит расходы на обслуживание	Доступ к оборудованию, которое должно быть расположено в подвале или жилом помещении.Однако размещение на крыше затруднено из-за плохой погоды
Надежность	Центральное системное оборудование может быть привлекательным преимуществом с учетом его длительного срока службы	Надежное оборудование, хотя расчетный срок службы оборудования может быть меньше
Гибкость	Выбор резервного оборудования для обеспечения альтернативного источника отопления, вентиляции и кондиционирования или резервного копирования	Размещено во многих местах для большей гибкости

Таблица 1.

Сравнение центральной и местной систем HVAC.

5. Системные требования HVAC

Четыре требования являются базовыми для любых систем HVAC [4]. Им требуется основное оборудование, необходимое пространство, распределение воздуха и трубопроводы, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1.

Горизонтальное иерархическое представление требований к системе HVAC.

Первичное оборудование включает отопительное оборудование, такое как паровые котлы и водогрейные котлы для обогрева зданий или помещений, оборудование для подачи воздуха в виде комплектного оборудования для подачи кондиционированного вентиляционного воздуха с помощью центробежных вентиляторов, осевых вентиляторов, пробковых или нагнетательных вентиляторов, а также холодильное оборудование, которое доставляет в космос охлажденный или кондиционированный воздух.Он включает в себя охлаждающие змеевики на основе воды из чиллеров или хладагентов из процесса охлаждения.

Необходимое пространство необходимо для создания центральной или локальной системы HVAC. Для этого требуются следующие пять помещений:

1. Помещения с оборудованием: поскольку общие требования к механическому и электрическому пространству составляют от 4 до 9% от общей площади здания. Предпочтительно располагаться в центре здания, чтобы уменьшить протяженность и размеры длинных каналов, труб и каналов, упростить компоновку шахт и централизованное обслуживание и эксплуатацию.

2. Помещения HVAC: для нагревательного и холодильного оборудования требуется много помещений для выполнения своих основных задач по обогреву и охлаждению здания. Для отопительного оборудования требуются котельные, насосы, теплообменники, оборудование для снижения давления, управляющие воздушные компрессоры и прочее оборудование, в то время как для холодильного оборудования требуются чиллеры или градирни для больших зданий, водяные насосы конденсаторов, теплообменники, кондиционирование воздуха. оборудование, управляющие воздушные компрессоры и прочее оборудование.При проектировании аппаратных помещений для размещения обоих элементов оборудования следует учитывать размер и вес оборудования, установку и техническое обслуживание оборудования, а также применимые правила в отношении воздуха для горения и воздуха для вентиляции.

3. Вентиляторные помещения содержат вентиляционное оборудование HVAC и другое разное оборудование. Помещения должны учитывать размер установки и снятия валов и змеевиков вентиляторов, замены и обслуживания. Размер вентиляторов зависит от требуемой скорости воздушного потока для кондиционирования здания и может быть централизованным или локализованным в зависимости от доступности, местоположения и стоимости.Желательно иметь свободный доступ к наружному воздуху.

4. Вертикальный вал: обеспечивает пространство для распределения воздуха и распределения воды и пара. Распределение воздуха включает воздуховоды для приточного, вытяжного и возвратного воздуха. Распределение труб включает подачу горячей воды, охлажденной воды, воды в конденсатор и пар, а также возврат конденсатора. Вертикальная шахта включает другие механические и электрические распределительные устройства для обслуживания всего здания, включая водопроводные трубы, противопожарные трубы и электрические каналы / туалеты.

5. Доступ к оборудованию: помещение с оборудованием должно позволять перемещение большого и тяжелого оборудования во время установки, замены и обслуживания.

Распределение воздуха предполагает наличие воздуховодов, по которым кондиционированный воздух доставляется в нужное место напрямую, тихо и экономично. Распределение воздуха включает в себя воздухораспределительные устройства, такие как решетки и диффузоры, для подачи приточного воздуха в помещение с низкой скоростью; оконечные устройства с приводом от вентилятора, в которых используется встроенный вентилятор для подачи воздуха в помещение; оконечные устройства с переменным расходом воздуха, которые доставляют в помещение переменное количество воздуха; оконечные устройства всасывания воздуха, которые контролируют первичный воздух, нагнетают возвратный воздух и распределяют смешанный воздух в помещении; и оконечные устройства для впуска воздуха-воды, которые содержат катушку в потоке всасываемого воздуха.Все воздуховоды и трубопроводы должны быть изолированы, чтобы предотвратить потери тепла и сэкономить энергию здания. Также рекомендуется, чтобы в зданиях было достаточно места на потолке для размещения воздуховодов в подвесном потолке и плите перекрытия, а также чтобы их можно было использовать в качестве приточной камеры для возвратного воздуха, чтобы уменьшить количество возвратных воздуховодов.

Система трубопроводов используется для прямой, бесшумной и доступной подачи хладагента, горячей воды, охлажденной воды, пара, газа и конденсата к оборудованию HVAC и от него. Системы трубопроводов можно разделить на две части: трубопровод в центральном аппаратном помещении завода и трубопровод подачи.Трубопровод HVAC может быть изолирован или не изолирован в соответствии с существующими нормативными критериями.

6. Центральные системы HVAC

Центральная система HVAC может обслуживать одну или несколько тепловых зон, а ее основное оборудование расположено за пределами обслуживаемой зоны (зон) в подходящем центральном месте внутри, наверху или рядом с здание [4, 5]. Центральные системы должны кондиционировать зоны с их эквивалентной тепловой нагрузкой. Центральные системы HVAC будут иметь несколько контрольных точек, таких как термостаты для каждой зоны.Среда, используемая в системе управления для обеспечения тепловой энергии, подклассифицирует центральную систему HVAC, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2.

Горизонтальное иерархическое представление основных типов центральных систем HVAC.

Средой передачи тепловой энергии может быть воздух, вода или и то, и другое, которые представляют собой воздушные системы, системы воздух-вода, водные системы. Кроме того, центральные системы включают тепловые насосы с водяным источником и панели отопления и охлаждения. Все эти подсистемы обсуждаются ниже.Центральная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха имеет комбинированные устройства в вентиляционной установке, как показано на рисунке 3, которая содержит вентиляторы приточного и возвратного воздуха, увлажнитель, змеевик повторного нагрева, змеевик охлаждения, змеевик предварительного нагрева, смесительную камеру, фильтр и наружный воздух.

Рисунок 3.

Расположение оборудования для центральной системы HVAC.

6.1. Воздушные системы

Средой передачи тепловой энергии через системы подачи в здание является воздух. Все воздушные системы можно подразделить на одну зону и многозонную, скорость воздушного потока для каждой зоны — постоянный объем воздуха и переменный объем воздуха, конечный повторный нагрев и двойной воздуховод [5].

6.1.1. Одиночная зона

Одиночная зона системы состоит из вентиляционной установки, источника тепла и источника охлаждения, распределительных каналов и соответствующих устройств подачи. Приточно-вытяжные агрегаты могут быть полностью интегрированы там, где имеются источники тепла и охлаждения, или раздельными, если источник тепла и холода отделены. Интегрированный блок, как правило, представляет собой установку на крыше и подключается к воздуховодам для доставки кондиционированного воздуха в несколько помещений с одной и той же тепловой зоной. Основным преимуществом однозонных систем является простота конструкции и обслуживания, а также низкая первоначальная стоимость по сравнению с другими системами.Однако основным его недостатком является обслуживание одной тепловой зоны при неправильном применении.

В единой воздушной системе HVAC с одной зоной одно устройство управления, такое как термостат, расположенное в зоне, управляет работой системы, как показано на рисунке 4. Управление может быть плавным или двухпозиционным для соответствия требуемой тепловой нагрузке. единой зоны. Это может быть достигнуто путем регулировки мощности источника нагрева и охлаждения в собранном блоке.

Рисунок 4.

Воздушная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для одной зоны.

Хотя несколько зданий могут быть одной тепловой зоной, одну зону можно найти в нескольких приложениях. Односемейные жилые дома можно рассматривать как системы с одной зоной, в то время как другие типы жилых домов могут включать различную тепловую энергию в зависимости от занятости и структуры здания. Движение людей влияет на тепловую нагрузку здания, что приводит к разделению здания на несколько отдельных зон для обеспечения необходимых условий окружающей среды. Это можно наблюдать в больших жилых домах, где две (или более) системы с одной зоной могут использоваться для обеспечения теплового зонирования.В малоэтажных квартирах каждый квартирный блок может быть оборудован отдельной однозонной системой. Многие большие одноэтажные здания, такие как супермаркеты, магазины уцененных товаров, могут быть эффективно кондиционированы с помощью серии систем с одной зоной. Большие офисные здания иногда образуются серией отдельных систем с одной зоной.

6.1.2. Многозонный

В многозонной системе с общим воздухом отдельные воздуховоды приточного воздуха предусмотрены для каждой зоны в здании. Холодный воздух и горячий (или возвратный) воздух смешиваются в приточно-вытяжной установке для достижения тепловых требований каждой зоны.В определенной зоне есть кондиционированный воздух, который не может быть смешан с воздухом других зон, и для всех нескольких зон с различными тепловыми требованиями требуются отдельные приточные каналы, как показано на Рисунке 5. Многозонная система кондиционирования воздуха состоит из блока обработки воздуха с параллельные пути потока через охлаждающие змеевики и нагревательные змеевики и внутренние смесительные заслонки. Рекомендуется, чтобы одна многозонная зона обслуживала максимум 12 зон из-за физических ограничений на соединения воздуховодов и размер заслонки. Если требуется больше зон, можно использовать дополнительные кондиционеры.Преимущество многозонной системы состоит в том, чтобы адекватно кондиционировать несколько зон без потерь энергии, связанных с конечной системой повторного нагрева. Однако утечка между палубами кондиционера может снизить энергоэффективность. Главный недостаток — необходимость в нескольких приточных воздуховодах для обслуживания нескольких зон.

Рисунок 5.

Воздушная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для нескольких зон.

6.1.3. Терминальный повторный нагрев

Терминальная система повторного нагрева — это многозонная система, которая учитывает адаптацию однозонной системы, как показано на рисунке 6.Это может быть выполнено путем добавления нагревательного оборудования, такого как змеевик с горячей водой или электрический змеевик, к выходу за потоком приточного воздуха от вентиляционных установок около каждой зоны. Каждая зона контролируется термостатом для регулировки тепловой мощности нагревательного оборудования в соответствии с тепловыми условиями. Приточный воздух от приточно-вытяжных установок охлаждается до самой низкой точки охлаждения, а конечный подогрев добавляет требуемую тепловую нагрузку. Преимущество терминального повторного нагрева заключается в гибкости и его можно устанавливать или снимать с учетом изменений зон, что обеспечивает лучший контроль тепловых условий в нескольких зонах.Однако конструкция терминала повторного нагрева не является энергоэффективной системой, потому что значительное количество чрезвычайно охлаждающего воздуха не требуется регулярно в зонах, что можно рассматривать как потерю энергии. Поэтому энергетические нормы и стандарты регулируют использование систем повторного нагрева.

Рисунок 6.

Одноканальная система с оконечными устройствами повторного нагрева и байпасными блоками.

6.1.4. Двойной воздуховод

Двойная воздуховодная система представляет собой модификацию многозонной концепции с терминальным управлением.Центральная приточно-вытяжная установка обеспечивает два кондиционированных воздушных потока, таких как холодная палуба и горячая палуба, как показано на рисунке 7. Эти воздушные потоки распределяются по всей площади, обслуживаемой приточно-вытяжной установкой, в отдельных параллельных каналах. Каждая зона имеет клеммную смесительную коробку, управляемую зонным термостатом для регулировки температуры приточного воздуха путем смешивания приточного холодного и горячего воздуха. Этот тип системы сведет к минимуму недостатки предыдущих систем и станет более гибким за счет использования терминального управления.

Рисунок 7.

Двухканальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

6.1.5. Переменный объем воздуха

В некоторых помещениях требуется другой поток приточного воздуха из-за изменений тепловых нагрузок. Таким образом, воздушная система с переменным объемом воздуха (VAV) является подходящим решением для достижения теплового комфорта. Предыдущие четыре типа воздушных систем представляют собой системы постоянного объема. Система VAV состоит из центрального кондиционера, который обеспечивает подачу воздуха к клеммной коробке управления VAV, расположенной в каждой зоне, для регулировки объема приточного воздуха, как показано на рисунке 8.Температура приточного воздуха в каждой зоне регулируется путем изменения расхода приточного воздуха. Основным недостатком является то, что контролируемая скорость воздушного потока может отрицательно влиять на другие соседние зоны с другой или аналогичной скоростью воздушного потока и температурой. Кроме того, в условиях частичной нагрузки в зданиях может потребоваться низкая скорость воздушного потока, что снижает мощность вентилятора, что приводит к экономии энергии. Это также может снизить скорость вентиляции, что может быть проблематичным для системы HVAC и повлиять на качество воздуха внутри здания.

Рисунок 8.

Воздушные системы HVAC с оконечными устройствами VAV.

6.2. Водные системы

В полностью водяных системах нагретая и охлажденная вода распределяется из центральной системы в кондиционируемые помещения [4, 5]. Этот тип системы относительно невелик по сравнению с другими типами, поскольку в качестве распределительных емкостей используются трубы, а вода имеет более высокую теплоемкость и плотность, чем воздух, поэтому для передачи тепла требуется меньший объем. Системы водяного отопления включают несколько устройств подачи, таких как напольные радиаторы, радиаторы плинтуса, модульные обогреватели и конвекторы.Однако системы, полностью использующие только водяное охлаждение, необычны, например, подвесные балки, установленные в потолке. Основным типом, который используется в зданиях для кондиционирования всего пространства, является фанкойл.

6.2.1. Фанкойлы

Фанкойлы — это довольно маленькие устройства, используемые для нагрева и охлаждения змеевиков, циркуляционного вентилятора и соответствующей системы управления, как показано на Рисунке 9. Устройство может быть установлено вертикально или горизонтально. Фанкойл может быть размещен в комнате или открыт для людей, поэтому очень важно иметь соответствующую отделку и стиль.В центральных системах фанкойлы подключены к бойлерам для нагрева и к водяным чиллерам для охлаждения кондиционируемого помещения. Желаемая температура зоны определяется термостатом, который регулирует поток воды к фанкойлам. Кроме того, пассажиры могут регулировать фанкойлы, регулируя жалюзи приточного воздуха для достижения желаемой температуры. Основным недостатком фанкойлов является вентиляция воздуха, и его можно решить только в том случае, если фанкойлы подключены к наружному воздуху.Еще один недостаток — уровень шума, особенно в критических местах.

Рисунок 9.

Водная система: фанкойлы.

6.3. Системы «воздух-вода»

Системы «воздух-вода» представлены как гибридная система, объединяющая в себе преимущества полностью воздушных и полностью водяных систем [5]. Объем комбинированного уменьшается, и производится наружная вентиляция для правильного кондиционирования желаемой зоны. Водяная среда отвечает за передачу тепловой нагрузки в здании на 80–90% за счет нагрева и охлаждения воды, тогда как воздушная среда кондиционирует остальное.Есть два основных типа: фанкойлы и индукционные.

6.3.1. Фанкойлы

Фанкойлы для систем воздух-вода аналогичны фанкойлам для водяных систем, за исключением того, что приточный воздух и кондиционированная вода подаются в желаемую зону от центрального кондиционера и центральных систем водоснабжения ( например, бойлеры или чиллеры). Вентиляционный воздух можно отдельно подавать в пространство или подключать к фанкойлам. Основными типами систем фанкойлов являются двух- или четырехтрубные системы, как показано на рисунке 10.

Рис. 10.

Система HVAC «воздух-вода» с использованием фанкойлов с конфигурацией из 4 труб.

6.3.2. Индукционные блоки

Индукционные блоки внешне похожи на фанкойлы, но отличаются внутренне. Индукционный блок индуцирует воздушный поток в помещении через шкаф, используя высокоскоростной воздушный поток от центрального кондиционера, который заменяет принудительную конвекцию вентилятора в фанкойле индукционным эффектом или эффектом плавучести индукционного блока, так как показано на рисунке 11.Это может быть выполнено путем смешивания первичного воздуха из центрального блока и вторичного воздуха из комнаты для получения подходящего и кондиционированного воздуха в комнате / зоне.

Рисунок 11.

Система ОВКВ воздух-вода с использованием индукционных блоков.

6.4. Водяные тепловые насосы

Водяные тепловые насосы используются для значительной экономии энергии в больших зданиях в экстремально холодную погоду [6]. В здании с различными зонами можно управлять несколькими отдельными тепловыми насосами, поскольку каждый тепловой насос может управляться в соответствии с контролем зоны.Контур централизованной циркуляции воды может использоваться как источник тепла и радиатор для тепловых насосов. Следовательно, тепловые насосы могут выступать в качестве основного источника отопления и охлаждения. Главный недостаток — отсутствие вентиляции воздуха, как у водопроводных систем, как у фанкойлов. В процессе отопления бойлер или солнечные коллекторы будут использоваться для подачи тепла в циркуляционную воду, а градирня используется для отвода тепла, собираемого тепловыми насосами, в атмосферу. В этой системе не используются чиллеры или какие-либо холодильные системы.Если в здании требуется одновременный процесс нагрева для зон и процесса охлаждения для других зон, тепловой насос будет перераспределять тепло от одной части к другой без необходимости в работе котла или градирни,

6.5. Панели отопления и охлаждения

Панели отопления и охлаждения устанавливаются на полах, стенах или потолках, где они могут быть источником нагрева или охлаждения [7]. Их также можно назвать лучистыми панелями. Этот тип системы может быть сконструирован в виде трубок или трубок, находящихся внутри поверхности, где охлаждающая или нагревающая среда циркулирует в трубках для охлаждения или нагрева поверхности.Трубки контактируют с прилегающей большой площадью поверхности для достижения желаемой температуры поверхности для процесса охлаждения и нагрева. Процесс теплопередачи происходит в основном за счет режима излучения между людьми и излучающими панелями и в режиме естественной конвекции между воздухом и панелями. Для излучающих панелей пола рекомендуется ограничение температуры в диапазоне 66–84 ° F для достижения теплового комфорта для пассажиров (стандарт ASHRAE 55). Теплые потолочные или стеновые панели можно использовать для охлаждения и обогрева.Температура поверхности должна быть выше температуры точки росы по воздуху, чтобы избежать конденсации на поверхности во время процесса охлаждения. Кроме того, максимальная температура поверхности составляет 140 ° F для уровней потолка на высоте 10 футов и 180 ° F для уровней потолка на высоте 18 футов. Эта температура рекомендуется, чтобы избежать чрезмерного нагрева над головами людей.

Установка таких систем часто обходится дороже по сравнению с другими типами, упомянутыми выше, но они могут быть полезными и имеют более низкие эксплуатационные расходы, главным образом из-за ограничения температуры поверхности.Управляющий сигнал подается на термостат каждой зоны, чтобы управлять температурой среды для кондиционирования пространства. Используемая среда может представлять собой хладагент или воду, смешивающуюся с ингибированным гликолем (антифриз) вместо простой воды, чтобы предотвратить обледенение внутри трубок для процесса охлаждения. Основным преимуществом является отсутствие необходимости в пространстве, всего несколько дюймов для установки панелей и отсутствие скапливания грязи в стандартном потолке или воздуховодах. Доступно множество дизайнов для производства привлекательных панелей.

7. Местные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Некоторые здания могут иметь несколько зон или большую единственную зону, для чего требуются центральные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, чтобы обслуживать и обеспечивать потребности в тепле [4, 5]. Однако в другом здании может быть одна зона, для которой необходимо оборудование, расположенное внутри самой зоны, например, небольшие дома и жилые квартиры. Этот тип системы рассматривается как локальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, поскольку каждое оборудование обслуживает свою зону без пересечения границ с другими соседними зонами (например, с использованием кондиционера для охлаждения спальни или с использованием электрического обогревателя в гостиной).Следовательно, для одной зоны требуется только одна точка управления, подключенная к термостату, чтобы активировать локальную систему HVAC. В некоторых зданиях есть несколько локальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в качестве надлежащего оборудования, обслуживающего определенные отдельные зоны и управляемых посредством одноточечного управления желаемой зоной. Однако эти локальные системы не подключены и не интегрированы с центральными системами, но по-прежнему являются частью больших систем HVAC, охватывающих все здание. Существует много типов локальных систем HVAC, как показано на рисунке 12.

Рисунок 12.

Горизонтальное иерархическое представление основных типов локальных систем HVAC.

7.1. Местные системы отопления

Для одной зоны потребуется полный, единый пакет системы отопления, который включает источник тепла и систему распределения. Некоторые примеры включают переносные электрические обогреватели, электрические резистивные радиаторы для плинтусов, камины и дровяные печи, а также инфракрасные обогреватели [8].

7.2. Местные системы охлаждения

Местные системы охлаждения могут включать активные системы, такие как системы кондиционирования воздуха, которые обеспечивают охлаждение, правильное распределение воздуха внутри зоны и контроль увлажнения, и естественные системы, такие как конвективное охлаждение в открытом окне, испарительное охлаждение в фонтанах [5 , 6].

7.3. Местные системы вентиляции

Местные системы вентиляции могут быть принудительными с использованием таких устройств, как оконный вентилятор, чтобы обеспечить движение воздуха между наружным помещением и отдельной зоной без изменения теплового режима зоны. Другие системы, используемые для вентиляции, — это устройства для циркуляции воздуха, такие как настольные или лопастные вентиляторы, для улучшения теплового комфорта в помещении, позволяя передавать тепло обычным способом [5, 6].

7.4. Локальные системы кондиционирования воздуха

Локальная система кондиционирования воздуха — это полный комплект, который может содержать источник охлаждения и тепла, циркуляционный вентилятор, фильтр и устройства управления.Ниже перечислены три основных типа [5, 6].

7.4.1. Оконный кондиционер

Эта система представляет собой комплектное устройство, состоящее из парокомпрессионного холодильного цикла, который содержит компрессор, конденсатор, расширительный клапан и испаритель, а также вентилятор, фильтр, систему управления и корпус. Оконные кондиционеры могут быть установлены в оконных проемах или в оконных проемах в стенах зданий и в оконных проемах без использования воздуховодов и эффективно распределять охлаждающий или нагревающий воздух внутри кондиционируемого помещения.Кондиционер включает в себя испаритель и конденсатор, где конденсатор расположен вне помещения, а испаритель находится внутри помещения, однако он обслуживает всю отдельную зону в соответствии с тепловыми требованиями. Процесс нагрева может быть достигнут путем добавления катушки электрического сопротивления в систему кондиционирования воздуха или реверсирования цикла охлаждения для работы в качестве теплового насоса. Многие элементы дизайна созданы для обеспечения эстетической ценности и улучшения качества и отклика.

7.4.2. Кондиционер унитарный

По оснащению аналогичен оконным кондиционерам, но предназначен для коммерческих зданий.Он устанавливается на внешней стене здания и, как правило, расположен рядом с пересечением пола и стены, как показано на рисунке 13. Каждая отдельная зона будет содержать один унитарный кондиционер, как и в каждой комнате для гостей во многих отелях.

Рисунок 13.

Кондиционер комплектный.

7.4.3. Комплектный крышный кондиционер

Состоит из парокомпрессионного холодильного цикла; источник тепла, такой как тепловой насос и электрическое сопротивление; обработчик воздуха, такой как заслонки, фильтр и вентилятор; и устройства управления, как показано на рисунке 14.Эта система может быть подключена к воздуховодам и обслуживать крупногабаритную отдельную зону, которую не обслуживают унитарные или оконные кондиционеры.

Рис. 14.

Компактный крышный кондиционер.

7,5. Сплит-системы

Сплит-системы содержат два центральных устройства [5, 6]: конденсатор, расположенный снаружи, и испаритель, расположенный в помещении. Два устройства соединены трубопроводом для линий хладагента и электропроводкой. Эта система решает некоторые проблемы небольших однозонных систем, поскольку расположение и установка оконных, унитарных или крышных кондиционеров может повлиять на эстетическую ценность и архитектурный дизайн здания.Сплит-системы могут содержать один конденсатор и подключаться к нескольким испарительным установкам для обслуживания нескольких зон, насколько это возможно, при одинаковых условиях или в разных условиях окружающей среды.

8. Выводы

В этой главе представлены типы систем HVAC. Системы HVAC имеют несколько требований, включая основное оборудование, такое как отопительное оборудование, охлаждающее оборудование и оборудование для доставки; необходимое пространство, такое как помещения HVAC, аппаратная и вертикальная шахта; распределение воздуха; и трубопровод.Типы систем HVAC можно разделить на центральные системы HVAC и локальные системы HVAC. Эта классификация зависит от типов зон и расположения оборудования HVAC. Центральные системы HVAC могут обслуживать несколько или отдельные зоны и располагаться вдали от здания, где необходимы распределительные устройства. Их также можно подразделить на воздушные системы HVAC, воздушно-водяные системы, водные системы, тепловые насосы с водным источником и панельные системы отопления и охлаждения. Местные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в основном размещаются внутри или рядом с жилыми помещениями и обслуживают одну единственную зону.Они состоят из местных систем отопления, местных систем кондиционирования, местных систем вентиляции и сплит-систем.

Строительство тепловых трубок своими руками

Когда-то секретный инструмент проектирования для аэрокосмических дизайнеров, тепловая трубка теперь стала обычным приспособлением благодаря требованиям охлаждения ЦП ПК. Тепловые трубки могут передавать много энергии с горячей стороны на холодную и полезны, когда вам нужно что-то охладить, когда по какой-то причине невозможно установить вентилятор рядом с горячей частью. В отличие от активного охлаждения, тепловая трубка также не требует внешнего питания или насосов.

[Джеймс Биггар] строит свои собственные тепловые трубы из медных труб. Вы можете посмотреть видео, как создается один, ниже. В этом нет ничего особенного, просто медная труба с небольшим количеством воды. Однако [Джеймс] доводит воду до кипения, чтобы снизить давление в трубке, прежде чем запечатать ее, что является интересной уловкой.

Одно из ограничений его техники — отсутствие внутреннего фитиля. Это означает, что трубку можно устанавливать только вертикально. Если вы раньше не смотрели на тепловые трубки, у большинства из них есть фитиль.По идее, в трубе находится какая-то рабочая жидкость. Вы выбираете эту жидкость так, чтобы она кипела при температуре, с которой вы хотите работать, или ниже. Горячий пар устремляется к прохладной стороне трубы (переносящей тепло), где у вас есть большой радиатор, который может иметь вентилятор или активную систему охлаждения. Пар конденсируется и — в этом случае — падает обратно на дно трубки. Однако, если есть фитиль, капиллярное действие вернет жидкость к горячему концу трубки.

Вы можете подумать, что использование воды в качестве рабочей жидкости ограничит вас до 100 ° C, но помните, что техника [Джеймса] снижает давление в трубке.При более низком давлении вода закипит при более низкой температуре.

Мы уже видели тепловые трубки и охладители вина, используемые для охлаждения ПК. Фактически, мы даже видели их в сборках ПК без вентилятора.

.

No related posts.