Отопительное оборудование, использующее газовое топливо, может использовать в качестве теплоносителя воду (водяные системы) или передавать тепло непосредственно воздуху. Водонагревательные аппараты и котлы подают нагретую воду в систему отопления. Конвекторы, термоблоки имеют кожух, который нагревается пламенем горелки. От кожуха тепло передается воздуху. Такое оборудование отапливает только то помещение, в котором установлено. Печные горелки устанавливаются в топки отопительных печей, выложенных из кирпича. Небольшую группу газоиспользующего оборудования составляют воздухонагреватели (например, производимые фирмой Lennox), которые используют в качестве теплоносителя нагретый воздух, подаваемый по воздуховодам в помещения.
В климатических условиях России чаще всего применяют отопительные водонагреватели и котлы – АГВ, АОГВ, АКГВ, КС, КЧ, а также настенные котлы. При использовании двухконтурных аппаратов с дополнительным теплообменником возможно получение горячей воды для санитарных нужд.
Системы отопления бывают с естественной и искусственной циркуляцией. Циркуляция обеспечивает перемещение по трубопроводам нагретой воды от котла к отопительным приборам (радиаторам) и остывшей воды к котлу.
Система отопления с естественной циркуляцией состоит из водогрейного котла, подающего и обратного трубопроводов, расширительного бака и приборов отопления. Вес воды при нагреве становится меньше, она поднимается вверх, на ее место в котел поступает более тяжелая остывшая вода из обратного трубопровода. Нагретая вода из верхней точки по подающему трубопроводу поступает к приборам отопления, от них по обратному трубопроводу возвращается к котлу. Обязательным условием для работы системы отопления с естественной циркуляцией является наличие уклонов горизонтальных трубопроводов: от верхней точки – расширительного бака – к отопительным приборам и от них к котлу. Также уклоны необходимы для удаления воздуха из системы. Величина уклона должна быть не менее 1 см на каждый метр трубопровода. Соблюдение этого требования позволяет обеспечить циркуляцию теплоносителя в системе отопления. Стояки при монтаже труб должны устанавливаться вертикально. Допускаемое отклонение от вертикали не более 1 мм на 1 метр длины трубы. При установке двух и более котлов на одну систему отопления необходимо устанавливать отключающее устройство на обратной линии к каждому котлу.
Система отопления с естественной циркуляцией
При нагреве вода увеличивается в объеме. Расширительный бак открытого типа служит для защиты котла и системы отопления от повышения давления в результате нагрева воды. Через него удаляется воздух при заполнении системы водой, а также растворенные в ней газы, выделяющиеся при нагреве. Расширительный бак открытого типа устанавливается в самой высокой точке системы отопления. Для улучшения циркуляции воды рекомендуется установка котла ниже уровня приборов отопления (радиаторов).
Системы отопления с естественной циркуляцией используют при небольшой площади отапливаемых помещений. Для циркуляции воды не требуется применение насоса, что делает систему энергонезависимой. Из-за небольшого давления теплоносителя трубопроводы системы с естественной циркуляцией имеют диаметр больший, нежели трубопроводы системы с искусственной циркуляцией, что позволяет обеспечить перемещение необходимого объема воды от котла к приборам отопления. Обычно в системах отопления с естественной циркуляцией применяют трубы следующих диаметров: подающий стояк от котла, подающий и обратный трубопроводы – трубы условным проходом 40 или 50 мм (G1 ½ или G2); отводы к отопительным приборам – 20 мм или 32 мм (G ¾ или G1).
Система отопления с искусственной циркуляцией состоит из напольного водогрейного котла, подающего и обратного трубопроводов, расширительного бака закрытого типа, насоса и приборов отопления.
Система отопления с искусственной циркуляцией
В системе отопления с искусственной циркуляцией вода перемещается посредством насоса. Перед насосом устанавливается фильтр, защищающий его и котел от механических загрязнений. Автоматический водухоотводчик удаляет растворенные в воде газы. Расширительный бак закрытого типа представляет собой стальной резервуар, который внутри разделен резиновой мембранной, разделяющей его на две полости. Корпус бака изготавливается из стали, а мембрана – из резины. Одна полость заполняется водой, а другая – азотом (или воздухом) на заводе-изготовителе. Бак устанавливается на пол и присоединяется к системе отопления в обратный трубопровод. При поступлении в полость горячей воды происходит ее расширение, при этом в газовой полости азот сжимается, а по мере снижения температуры вода выдавливается обратно в систему отопления. Предохранительный клапан служит для защиты котла и трубопроводов от повышения давления путем сброса части воды.
При использовании настенных котлов система отопления упрощается, так как в конструкции такого котла уже имеется насос, расширительный бак, автоматический воздухоотводчик и предохранительный клапан. Существуют напольные котлы, имеющие встроенный насос, предохранительный клапан и другие элементы системы отопления, но они составляют небольшую группу отопительного оборудования.
Отдельным видом отопительной системы является теплый пол, который осуществляет обогрев помещения за счет нагревательных элементов, расположенных под напольным покрытием и непосредственно полом. Водные теплые полы подключаются к трубопроводам системы отопления. Такая система отопления может работать только при искусственной циркуляции. Нагрев помещения происходит снизу, что способствует более равномерному распределению тепла.
В последние 20 лет в России все более широкое применение находит поквартирное отопление. Это децентрализованная система отопления и горячего водоснабжения в отдельной квартире многоквартирного жилого дома. Наиболее популярными являются системы поквартирного отопления, в которых применяются двухконтурные настенные газовые котлы, работающие в системах с отопительными приборами (радиаторами).
Поквартирное отопление имеет ряд преимуществ:
- потребитель самостоятельно устанавливает необходимую температур в помещениях, изменяя температуру нагрева воды в системе отопления, в результате уровень комфорта повышается;
- экономия в оплате коммунальных услуг, так как отсутствуют потери тепла в изношенных котельных и теплотрассах, которые оплачивает потребитель;
- независимость от поставщиков тепла, которые могут не выдерживать тепловой режим или отключать горячее водоснабжение летом для профилактических работ;
- строительство домов с системами поквартирного теплоснабжения обходится дешевле, так как не требуется возводить котельные, прокладывать теплотрассы, оборудовать тепловые пункты;
- системы обеспечивают максимальную безопасность жильцов, так как в них применяются котлы с закрытой камерой сгорания.
Вместе с тем, при поквартирном отоплении собственник должен понимать, что все затраты на техническое обслуживание и ремонт котла и системы отопления будут возложены на него. Многие муниципалитеты в настоящее время переводят многоквартирные дома с центрального на поквартирное отопление, снимая с себя ответственность за теплоснабжение населения. При центральном отоплении необходимо собирать платежи с населения за тепло и расплачиваться с поставщиками ресурсов: газа, воды, электроэнергии, а также содержать котельные и теплотрассы. При поквартирном отоплении органы местного самоуправления устраняются от этих проблем, все платежи население производит непосредственно поставщикам ресурсов.
Для работы системы отопления большое значение имеет качество применяемого теплоносителя. Требования к воде, заливаемой в систему децентрализованного отопления, не с голь жесткие, как для коммунально-бытовых отопительных котельных, так как система обычно заполняется один раз в сезон. При отсутствии утечек необходим минимальный долив, связанный с испарением воды из расширительного бака открытого типа. Но ряд производителей в целях обеспечения надежной работы аппаратов указывают ограничения по жесткости применяемой воды. Например, для АОГВ, производимых ОАО «Боринское», установлено, что карбонатная жесткость не должна превышать 0,7 мг-экв/кг. Если возможно несанкционированное отключение аппаратов в зимний период и при этом невозможен слив теплоносителя, для предотвращения замерзания воды в системах отопления («размораживания») допускается их заполнение низкозамерзающими жидкостями – бытовыми антифризами.
