Описание:

Системы, применяемые в зданиях повышенной этажности можно разделить на вертикальные (стояковые) и горизонтальные (поквартирная, поэтажная разводка). И те, и другие имеют как ряд преимуществ, так и недостатки. Вертикальную (стояковую) разводку, как правило, применяют в зданиях с единым учетом теплопотребления (только домовой учет).

Опыт проектирования и эксплуатации поквартирных систем отопления высотных жилых зданий

Схема этажного узла подключения поквартирных систем отопления и водоснабжения к вертикальным стоякам

Преимущества поквартирных систем отопления

По сравнению с системами отопления с вертикальными стояками, горизонтальные двухтрубные поквартирные системы отопления с разводкой в полу имеют ряд преимуществ, главным образом с точки зрения службы эксплуатации и владельцев квартир.

Поквартирная система позволяет службе эксплуатации отключить только одну квартиру, например в случае аварии или при необходимости ремонта или замены отопительных приборов. Систему отопления отдельно взятой квартиры можно легко отрегулировать независимо от других квартир. Кроме того, как было отмечено выше, данная схема не критична к проблеме несанкционированного переустройства систем отопления внутри квартир (замене приборов и термостатов). Независимость разводки от других квартир предполагает возможность индивидуального проектирования отопления каждой квартиры в зависимости от пожелания владельца данной квартиры. Поквартирная система отопления при необходимости может быть легко оборудована поквартирными теплосчетчиками, что позволяет перейти на оплату фактически потребленной тепловой энергии по показаниям данных теплосчетчиков. Сама по себе установка теплосчетчиков не относится к энергосберегающим мероприятиям, однако оплата фактически потреб-ленной тепловой энергии является мощным стимулом, заставляющим жителей проводить в квартире такие мероприятия и устанавливать наиболее экономичные параметры микроклимата. Например, при длительном отсутствии можно понизить температуру воздуха в помещениях до некоторого минимального значения посредством термостатов на отопительных приборах. При существующем в настоящее время положении, когда стоимость тепловой энергии входит в состав квартирной платы, владелец квартиры не заинтересован в экономии энергии; если в квартире очень жарко – будет открыта форточка, но никогда не будет закрыт термостат. Применение поквартирных систем отопления, по сравнению с вертикальными, приводит к уменьшению протяженности магистральных труб, которые всегда имеют наибольший диаметр (наиболее дорогие), снижению потерь теплоты в необогреваемых помещениях, где проложены трубопроводы, упрощению поэтажного и посекционного ввода здания в эксплуатацию. Стоимость устройства поквартирной системы отопления, исходя из опыта проектирования ряда объектов, не намного превышает стоимость стандартных схем с вертикальными стояками, однако срок службы поквартирной системы отопления примерно в два раза выше за счет применения труб из термостойких полимерных материалов, таким образом, использование данной схемы экономически целесообразнее.

Особенности применения труб из термостойких полимерных материалов

Нормативные документы декларируют применение в жилых зданиях поквартирных систем отопления. В то же время допускается применение труб из термостойких полимерных материалов. Это могут быть трубы, выполненные из сшитого полиэтилена, полипропилена, стеклопластика, металлополимерные, медные и др. К системам отопления с трубами из таких материалов действующими нормами предъявляются следующие требования:

Системы поквартирного отопления в зданиях следует проектировать двухтрубными, предусматривая при этом установку приборов регулирования, контроля и учета расхода теплоты для каждой квартиры.

Трубопроводы систем отопления следует проектировать из стальных, медных, латунных труб, термостойких труб из полимерных материалов (в том числе металлополимерных и из стеклопластика), разрешенных к применению в строительстве. В комплекте с пластмассовыми трубами следует применять соединительные детали и изделия, соответствующие применяемому типу труб.

Параметры теплоносителя (температура, давление) в системах отопления с трубами из термостойких полимерных материалов не должны превышать предельно допустимые значения, указанные в нормативной документации на их изготовление, но не более 90 °С и 1,0 МПа.

Трубы из полимерных материалов, применяемые в системах отопления совместно с металлическими трубами или с приборами и оборудованием, в том числе в наружных системах теплоснабжения, имеющих ограничения по содержанию растворенного кислорода в теплоносителе, должны иметь антидиффузный слой.

Последнее утверждение, на наш взгляд, довольно спорно, т. к. трудно представить диффузию кислорода внутрь трубы, в которой среда находится под давлением, значительно большим, нежели атмосферное (6–8 атмосфер).

В поквартирных системах отопления рассматриваемых объектов (за исключением здания по ул. Маршала Бирюзова, 32, в котором применены полипропиленовые трубы) использованы трубы из сшитого полиэтилена (PEX). Исходя из опыта проектирования, можно рекомендовать широкое использование таких труб в массовом высотном строительстве.

Технология производства труб из сшитого полиэтилена начала распространяться около тридцати лет назад. К настоящему времени только в Европе уже установлено свыше 5 млрд м труб из РЕХ (все способы сшивки), на них приходится свыше 50 % общего объема рынка полимерных труб для сантехники и горячего водо-снабжения (ГВС). Основные преимущества применения труб из сшитого поли-этилена следующие:

Однородность стенки и прочностные характеристики материала, позволяющие монтировать системы водоснабжения и отопления, включая центральное, в домах повышенной этажности с расчетным сроком службы не менее 50 лет, что допускает применение скрытой разводки и, в свою очередь, соответствует современным эстетическим требованиям.

Способность к воссозданию формы, «молекулярная память», позволяющие восстановить трубопровод после «надлома» (чрезмерного изгиба), а также эксплуатировать систему после размораживания.

Надежность соединения трубы и фитинга.

Разнообразие типов и большая номенклатура фитингов в сочетании с гибкостью и большой длиной намотки бухт, позволяющие минимизировать количество соединений и отходов труб.

Ремонтопригодность системы: скрытая прокладка трубопровода в гофре (канале), в соответствии с требованиями СНиП, позволит, при необходимости, произвести замену поврежденного участка трубы без вскрытия конструкции стены или пола.

Гладкая внутренняя поверхность, не позволяющая твердым частицам «приставать» к стенкам, – трубы «не зарастают», сохраняя внутреннее сечение; коэффициент гидравлического сопротивления уменьшается по сравнению со стальными трубами на 25–30 %.

Можно отметить также, что срок и сложность монтажа и количество занятых при этом людей гораздо ниже, чем при использовании стальных труб, системы очень просты в работе, и для их монтажа не требуются специалисты такой высокой квалификации, как сварщики.

Существует три наиболее распространенных способа изготовления модифицированного полиэтилена: пероксидный (PEX-a), силановый (PEX-b), радиационный (PEX-c).

Первый производитель таких труб, шведская фирма Wirsbo (с 1988 г. – в составе концерна Uponor), вышел на рынок с пероксидной технологией в 1972 г., и к настоящему времени только этой фирмой произведено 1,2 млрд м труб из PEX-a.

Типы труб из сшитого полиэтилена, представленные на отечественном рынке, некоторые производители и краткий перечень объектов в Москве, в системе отопления которых используются данные трубы, представлены в табл. 1.

Следует отметить, что большую роль в продвижении применения труб из сшитого полиэтилена в нашей стране сыграло создание учебных центров, в которых для проектировщиков устраивались специальные семинары. Такие центры организовали все ведущие производители PEX-труб. Кроме этого, производители предлагают специальное программное обеспечение, как правило, бесплатное, позволяющее провести расчет теплопотерь и быстро подобрать необходимое оборудование и спроектировать систему.

Различие в способах сшивки приводит к различиям и в термомеханических свойствах. В общем случае более высокая плотность сетчатой структуры, повышая прочность, одновременно увеличивает жест-кость материала, делая трубы менее эластичными. Наиболее прочную конструкцию обеспечивает силановый способ изготовления, и в настоящее время можно отметить тенденцию уверенного увеличения на рынке доли труб, изготовленных по технологии PEX-b. Кроме этого, данные трубы отличаются более низкой ценой, поскольку производятся в нашей стране отечественными производителями.

Скорость теплоносителя в трубах систем поквартирного отопления из сшитого полиэтилена принимается, как правило, на уровне значений, соответствующих экономичным гидравлическим сопротивлениям (R = 150–250 Па/м). При этом ориентировочно для подбора диаметров труб в системе поквартирного отопления с горизонтальной разводкой можно принимать значения скорости движения теплоносителя и, соответственно, тепловой нагрузки при разнице температур в подающем и обратном трубопроводе в 20 °С, указанные в табл. 2.

Выше указывалось, что по требованиям СНиП давление теплоносителя в системах отопления с трубами из термостойких полимерных материалов не должно превышать 1,0 МПа. Теоретически такое предельное давление позволяет увеличить высоту зоны. Однако трубы из сшитого полиэтилена не рассчитаны на такое давление (например, трубы из PEX-a при температуре 90 °С рассчитаны на максимальное давление 8,6 атмосфер). По этим соображениям и поквартирные системы отопления зонируются по вертикали, высота зоны при этом, как правило, ограничивается 50–60 метрами. На большинстве объектов, описываемых в данной статье, использованы трубы из PEX-a производства Rehau, однако сейчас рассматриваются возможности применения труб из сшитого полиэтилена, изготовленных и по другим технологиям, в частности, уже построены объекты, на которых применяются трубы из PEX-b, производства корпорации «Бирпекс». Причиной выбора PEX-a для первых объектов стала их гарантированная надежность и долговечность: первые здания с такими трубами были построены еще в 1972 году, и таким образом можно говорить о том, что минимум тридцатилетний срок службы подтвержден опытом реальной эксплуатации. Ограничение применения PEX-труб заключается в ограниченных сочетаниях рабочего давления и температуры.

Хочется обратить внимание проектировщиков на правильный подбор труб с точки зрения допустимых рабочих давлений и температур. Как было отмечено выше, по требованиям СНиП давление и температура теплоносителя в системах отопления с трубами из термостойких полимерных материалов не должны превышать соответственно 1,0 МПа и 90 °С. Допустимое давление в трубе зависит, в том числе, от рабочей температуры и от диаметра трубы: например, производителем могут быть предложены трубы 18 х 2 и 18 х 2,5 мм, и при одной и той же температуре первая труба рассчитана на давление 6 атмосфер, а вторая – на 10 атмосфер.

Очень часто бывает, что уже после разработки проекта системы отопления инвестор принимает решение об увеличении высоты здания на несколько этажей, в результате чего предельное гидростатическое давление может превысить допустимое. Например, трубы из PEX-a при 90 °С рассчитаны на 8,4 ат, что означает максимальную высоту системы 80 м (теоретически высоту системы можно было бы делать больше, поскольку арматура рассчитана на 10 ат, а отопительные приборы на 16–25 ат). Поэтому для надежности, во избежание превышения предельного гидростатического давления, лучше предусмотреть «лишнюю» зону в здании.

Не следует завышать и рабочую температуру. Если здание рассчитано на 95 °С, трубы из PEX применять в системе отопления нельзя, поскольку они рассчитаны максимум на 90 °С (эта же температура указана и в СНиП). Некоторые проектировщики тем не менее мотивируют возможность применения в этом случае PEX-трубы тем, что график теплоснабжения практически никогда не выдерживается, и данная температура (95 °С) никогда достигнута не будет. На наш взгляд, это мнение является ошибочным, и завышения рабочей температуры ни в коем случае нельзя допускать. При применении систем с трубами из сшитого полиэтилена можно рекомендовать придерживаться температурного графика 90–70 °С, 90–65 °С, поскольку дальнейшее понижение температуры приведет к значительному росту поверхности нагревательных приборов, что не приветствуется инвесторами из-за роста стоимости систем.

Из-за различий в температуре теплоносителя, подаваемого в здание от городских тепловых сетей, значительный зарубежный опыт эксплуатации систем с трубами из сшитого полиэтилена может быть использован в нашей стране очень ограниченно. В таких странах, как Голландия, Дания, Германия, теплоноситель подается в здания с температурой 70–75 °С. На рассматриваемых объектах состояние труб из сшитого полиэтилена внимательно контролируется, тем не менее уже накопленный опыт позволяет говорить о том, что и при монтаже, и при эксплуатации систем из PEX-труб в зданиях, подключенных к сетям через ЦТП, проблем возникает значительно меньше, чем у систем с трубами из других материалов.

Еще одно преимущество труб из PEX – возможность ее замоноличивания в бетон. СНиП допускает замоноличивать в бетон неразрывные соединения. Система натяжных фитингов PEX-труб относится как раз к неразрывным соединениям, в отличие от других систем: например, металлопластиковые трубы соединяются посредством накидных гаек, поэтому замоноличивание таких труб является нарушением СНиП.

Опыт применения металлопластиковых труб в системах отопления был признан неудачным, и в настоящее время службой эксплуатации использование этих труб в данных системах запрещено. В процессе эксплуатации было установлено, что в результате старения разрушается клеевой слой и внутренний слой такой трубы «схлопывается», вследствие чего меняется проходное сечение, и система отопления перестает нормально работать. Такое место очень сложно обнаружить, обычно в этом случае неисправность ищется в термостатах, насосах и т. п. Для обнаружения неисправности был разработан специальный способ, при котором в линию ставился водомер, по показаниям которого и удавалось локализовать место «схлопывания». Помимо «схлопывания», в системах отопления из металлопластиковых труб отмечались случаи потери герметичности накидных резьбовых соединений из-за старения резиновых уплотнений.

Одно из значительных преимуществ труб из сшитого полиэтилена по сравнению со стальными – отсутствие резьбовых соединений, что значительно повышает надежность системы. Из-за отсутствия резьбовых соединений значительно уменьшается число очагов механического напряжения, которые появляются в резьбовых соединениях при нагревании и остывании системы. Известны случаи, когда при остановке на лето горячего водоснабжения трубы начинали рваться по резьбовым соединениям. В системах с трубами из сшитого полиэтилена очаги механического напряжения равномерно распределяются по всей длине труб. Здесь играет роль и тот фактор, что данные трубы поставляются в виде бухт, и таким образом длина магистрали безо всяких соединений может достигать значительной величины (например 200 м).

Необходимо отметить, что самих по себе труб совершенно недостаточно для устройства системы отопления или водоснабжения. Система может быть построена только в том случае, если труба обеспечена необходимым ассортиментом фитингов. Не все производители предлагают полный ассортимент фитингов, что вынуждает закупать их на стороне. Это достаточно дорого, и, кроме того, фитинги одного производителя могут не соответствовать трубам другого производителя, несмотря на то, что типоразмеры труб у всех производителей стандартизованы. Использование фитингов и труб, не соответствующих друг другу, приводит к негерметичности соединений, в результате чего в процессе эксплуатации в системе отопления могут появиться протечки.

Срок службы PEX-труб зависит от температуры теплоносителя – чем ниже эта температура, тем больше срок службы трубы. Как уже отмечалось выше, первые такие трубы начали использоваться более 30 лет назад и успешно эксплуатируются в настоящее время. Производители указывают срок службы труб в зависимости от температуры – от 25 до 50 лет. Это минимальные цифры, по нашему мнению, реальный срок службы может быть гораздо выше. Внутренняя поверхность труб из сшитого полиэтилена всегда чистая, в отличие от стальных, там не накапливается ржавчина, окалина и т. д. Старение материала таких труб происходит только в результате воздействия ультрафиолетового излучения. Поскольку на рассматриваемых объектах все трубы защищены от солнечного света – проложены в гофре, в стяжке пола, в пространстве подшивного потолка, в штрабах – старения и разрушения этих труб не происходит. Отопительные приборы подключаются либо посредством специальной розетки, установленной в стене, либо посредством металлической стандартизированной подводки снизу.

Типы систем поквартирного отопления

Разводка труб в системе отопления квартиры может выполняться либо в полу, либо в пространстве подшивного потолка. На рассматриваемых объектах используется, как правило, разводка труб в полу. Поскольку электрическая проводка и различные слаботочные линии могут также располагаться в конструкции пола, необходимо выполнять разводку труб таким образом, чтобы максимально возможно избежать пересечек.

Горизонтальные поквартирные системы отопления бывают лучевые, периметральные и смешанные. В муниципальных жилых домах площадь одной квартиры относительно невелика. С другой стороны, ограждающие конструкции современных зданий отличаются хорошей теплозащитой. Теплопотери квартир невелики. В связи с этим система отопления рассчитана на небольшую тепловую нагрузку, что позволяет использовать трубы малых диаметров. Например, при тепловой нагрузке до 7 кВт достаточно применять трубу диаметром 20 мм. В этом случае квартирная разводка подключается непосредственно к вертикальному стояку в лестнично-лифтовом холле, безо всяких промежуточных шкафов, а внутри квартиры используется периметральная или смешанная разводка.

В жилых домах элитного класса квартиры, как правило, очень большие. Часто используется витражное остекление, устраиваются зимние сады. Несмотря на хорошую теплозащиту, теплопотери квартир достаточно велики. Из-за значительной тепловой нагрузки в подобных квартирах не всегда удается применить даже трубы диаметром 25 мм. В связи с этим в жилых домах элитного класса на вводе в квартиру труб системы отопления устанавливается промежуточный распределительный шкаф, в котором располагается запорная арматура, воздухоотводчики.

Питание квартирных шкафчиков предусматривается от распределительных коллекторов, установленных в выделенных местах лестнично-лифтового узла, обычно это место оборудовано дверями, ключ от которых находится только у службы эксплуатации. В этом же месте, как правило, организуется подключение квартир к системам водоснабжения, а также устанавливаются тепло- и водосчетчики. Сейчас предлагаются модели теплосчетчиков, на вход которых можно подать импульс с водосчетчиков, удешевив таким образом систему диспетчеризации. Даже если тепло- и водосчетчики не устанавливаются, предусматривается место для их размещения, а также для прокладки информационной шины.

Внутри квартиры разводка систем отопления выполняется в полу, как правило, по лучевой схеме, хотя может использоваться и периметральная. Эти две схемы, лучевая и периметральная, в целом равнозначны. Опыт эксплуатации показал, что обе они работают очень хорошо, но все же использование лучевой схемы предпочтительнее, особенно для квартир большой площади. Одно из преимуществ лучевой разводки – использование труб меньшего диаметра. Для большой квартиры при периметральной системе отопления необходима труба диаметром 25 или 32 мм. В этом случае, во-первых, увеличивается подготовка пола. Во-вторых, при этом увеличивается стоимость необходимых материалов (тройник большого диаметра соизмерим по цене с самой трубой). Гораздо выгоднее в таких случаях, применив лучевую разводку, пойти на увеличение числа труб при одновременном уменьшении их диаметра. В этом случае, поскольку вместо шумопоглощающей керамзитовой засыпки используются современные звукопоглощающие материалы небольшой толщины, стяжка пола получается тоньше, что позволяет выиграть в высоте потолков и объеме квартир (в современных квартирах «элитного» класса это обстоятельство является достаточно значимым, поскольку влияет на коммерческую стоимость квартиры). Система с лучевой разводкой проще в монтаже и очень удобна в эксплуатации.

Можно легко сменить отопительный прибор данного луча, не отключая остальные приборы. При каких-либо манипуляциях с отопительным прибором, например при ремонте или в случае аварии, в отличие от периметральной разводки, нет необходимости останавливать отопление всей квартиры, в результате чего квартира в зимнее время выстужается. При лучевой разводке нет необходимости проделывать отверстия в несущих стенах. При перепланировке квартиры стены могут быть перенесены на другое место, и трассы отопления также.

Если в процессе перепланировки или ремонта материал пола крепится по периметру помещения, возможны повреждения труб периметральной разводки (такие случаи были отмечены в процессе эксплуатации здания по ул. Маршала Бирюзова, 32, в котором применялась поквартирная система отопления, выполненная по периметральной схеме из полипропиленовых труб). С другой стороны, если в квартире укладывается паркет, то используется фанерная подготовка, которая крепится большим числом «гвоздей», забиваемых в стяжку. В этом случае лучевая схема более уязвима, чем периметральная. Кроме этого, были отмечены случаи, когда в процессе ремонта при снятых отопительных приборах строительные растворы попадали в трубы, что приводило к их засорению и отключению отопления всей квартиры. Места засоров в таких случаях достаточно сложно локализовать, службой эксплуатации для этих целей был приобретен комплект теплови. Высотные зионного оборудования. Для устранения засора при периметральной разводке требуется отключать всю квартиру. При использовании лучевой разводки в таких случаях отключается только та ветвь, в которой произошел засор, при том что место засора обнаружить очень просто. В упомянутом здании вертикальные стояки системы отопления расположены внутри квартир. Эти стояки были оборудованы балансовыми парами, система была отрегулирована, однако опыт эксплуатации здания показал, что при таком расположении стояков в случае аварии попасть в квартиру для минимизации ущерба зачастую затруднительно. Исходя из этого, на всех новых объектах в настоящее время вертикальные стояки систем отопления и горячего водоснабжения с необходимой запорной арматурой располагаются в лестнично-лифтовом холле, где к ним возможен доступ сотрудников службы эксплуатации.

Отопительные приборы требуют индивидуальных ручных или автоматических воздуховыпускных клапанов, которые также монтируются и на распределителе.

Система горячего водоснабжения с горизонтальной поквартирной разводкой

Помимо системы отопления, по такой схеме (с горизонтальной поквартирной разводкой) может быть организовано и горячее водоснабжение отдельной квартиры. Данная схема успешно реализована, например в высотных жилых комплексах «Воробьевы Горы» и «Триумф-Палас».

В этом случае стояки системы водоснабжения проложены в лестнично-лифтовом холле, откуда обеспечивается ввод в квартиру трубопроводов горячей и холодной воды. Система оснащена счетчиками горячей и холодной воды, которые вместе с фильтрами и регуляторами давления установлены в распределительных шкафах в лестнично-лифтовом холле. Расчет за фактически потребленные ресурсы ведется по показаниям счетчиков. Такое решение позволяет при необходимости отсечь одного из потребителей, проверить давления, отрегулировать потребителей. Локализация поврежденного участка позволяет минимизировать ущерб от аварии, при этом водоснабжение соседних квартир не прекращается.

Во избежание перетока воды из холодной магистрали в горячую, возникающего в результате неправильной эксплуатации некоторых типов сантехнического оборудования, на вводах в квартиры систем горячего и холодного водоснабжения устанавливаются обратные клапаны. Предусматривается установка ограничительных регуляторов давления на 4 бара (подробнее об этом см. статью «Опыт проектирования и эксплуатации инженерных систем новых высотных жилых комплексов Москвы», «АВОК», 2005, № 2, с. 8–18).

Разводка до квартир и в квартире выполняется, как и для системы отопления, из PEX-труб, размещенных, как правило, за подшивным потолком (может быть и в полу). Поскольку разводка от отключающей до водоразборной арматуры выполняется без разрывов, «одной трубой», данная схема отличается очень высокой надежностью, устойчивостью к протечкам. В свою очередь, гладкая внутренняя поверхность трубы из сшитого полиэтилена позволяет избежать «зарастания» трубы даже в случае использования очень жесткой воды. Система водоснабжения также делится на зоны по высоте, и в описываемых системах стояки систем прокладываются параллельно в указанных выше нишах лестнично-лифтового узла, имеют удобный доступ для обслуживания и ремонта. По аналогии с системами отопления все стояки ГВС оборудуются компенсаторами и неподвижными опорами. Расчетная циркуляция выставляется при помощи регулирующей и балансировочной арматуры. Применение современных регуляторов позволяет использовать в ИТП одну группу теплообменников ГВС для 2-3 зон, что успешно реализуется на построенных по нашим проектам объектах.

Автоматические балансировочные клапаны в системах отопления

Современные системы отопления зданий являются системами, предъявляющими повышенные требования к надежности и регулируемости, особенно в высотных и протяженных зданиях. В таких условиях обеспечение гидравлической устойчивости является основной задачей как проектирования, так и эксплуатации системы отопления. Системы должны быть управляемыми во всех режимах и не выходить за пределы эффективной работы. Традиционно такая управляемость достигается повышением сопротивления узлов отопительных приборов (радиатор и терморегулятор) и гидравлической увязкой циркуляционных колец. С этой целью на объектах применяются радиаторные терморегуляторы RTD-N фирмы «Данфосс» с повышенным гидравлическим сопротивлением на обвязке отопительных приборов, а на стояках или приборных ветвях системы – автоматические балансировочные клапаны серии ASV-P (PV и PV Plus) и ASV-M (I). Возникает вопрос – насколько оправдано применение автоматических балансировочных клапанов в двухтрубной системе отопления, ведь ручные балансировочные клапаны дешевле. Это не совсем так. Фактически при таком подходе не учитываются те затраты, которые необходимы для наладки и запуска двухтрубной системы отопления с ручными балансировочными клапанами. Наладка систем с ручными балансировочными клапанами, как правило, осуществляется по одному из трех наиболее распространенных методов: пропорциональному, компенсационному или компьютерному (при помощи специализированного прибора PFM 3 000). Описание этих методик – тема для отдельной статьи, и в данном случае необходимо коснуться только подготовительного этапа, единого для всех методик. Перед наладкой системы необходимо провести следующие мероприятия: испытать систему на герметичность, промыть и прочистить фильтры, удалить воздух из системы, вывести в рабочий режим насос (100 % нагрузка). Все термостатические клапаны установить в положение, соответствующее проектной настройке (только так можно определить перегревы и недогревы помещений). Для этого колпачок термостатического клапана не должен упираться в шток. Колпачками защищают шток от грязи и поломок. Замена колпачков на термостатические элементы осуществляется только по окончании наладки. Проведение всех этих мероприятий возможно, фактически, только при наладке системы отопления нового незаселенного дома. После же заселения, когда те или иные переделки существенно изменяют гидравлику системы, проведение даже подготовительных мероприятий может существенно затрудниться.

И еще один факт – в среднем на наладку одного балансировочного клапана требуется 20 минут. Таким образом, в разветвленных системах отопления высотных зданий наладка только одной зоны может занять до 12 часов. В то же время при использовании первых двух методик (пропорциональной и компенсационной) необходимы два прибора PFM 3 000. Системы отопления с радиаторными терморегуляторами – это системы с переменными гидравлическими характеристиками, в них постоянно меняются сопротивления циркуляционных колец. Рассчитанные исходя из 100 % нагрузки системы, ручные балансировочные клапаны просто не способны реагировать на изменение гидравлических параметров при снижении расходов. Это приводит к шуму на радиаторных терморегуляторах, отсутствию теплового комфорта в помещениях, увеличению теплопотребления. Работа терморегуляторов может из плавного регулирования трансформироваться в двухпозиционное. Причиной всех этих проблем являются возникающие избыточные перепады давлений в отдельных кольцах и стояках системы, которые могут в большой степени отличаться от расчетных. Радиаторные терморегуляторы зачастую просто не рассчитаны на такие избыточные перепады давлений. Кроме того, большое количество ступеней увязки системы отопления существенно влияет на ее регулируемость.

Клапаны ASV-P или ASV-PV, установленные на обратном трубопроводе, связываются через импульсную трубку с клапанами ASV-M, установленными на подаче, и образуют регулятор перепада давлений (прямого действия), или совместно с клапаном ASV-I – регулятором перепада давлений с возможностью ограничения расхода.

Автоматические балансировочные клапаны разделяют систему отопления на несколько независимых подсистем. Подсистемами могут быть поэтажные, квартирные ветки или стояки. В подсистеме образуется свойственный только ей гидравлический режим, в пределах которого следует обеспечивать гидравлическую устойчивость. Количество ступеней увязывания циркуляционных колец в этом случаем зависит от места установки автоматического регулятора перепада давления и разветвленности регулируемого им участка системы. Чем ближе автоматический балансировочный клапан к отопительным приборам, тем проще гидравлическая увязка системы. Отсутствие большого количества ручных балансировочных клапанов снижает гидравлическое сопротивление системы и экономит стоимость энергии на перекачивание теплоносителя и улучшает тепловой комфорт в помещении. При наличии автоматических регуляторов перепада давления на неразветвленных ветках увязывание циркуляционных колец сводится к одноступенчатой процедуре. Количество циркуляционных колец в такой подсистеме равно количеству отопительных приборов.

При поквартирной разводке оптимальным решением является применение автоматических балансировочных клапанов ASV-P (PV) на обратном трубопроводе и запорно-измерительных клапанов ASV-I –на подающем. Использование именно этой пары клапанов дает возможность не только компенсировать влияние гравитационной составляющей, но и ограничивать расход на каждую квартиру в соответствии с расчетными параметрами.

Клапаны, как правило, подбираются по диаметру трубопроводов и настраиваются на поддержание перепада давлений на уровне 10 кПа. Такое значение настройки клапанов выбирается исходя из значения требуемых потерь давления на радиаторных терморегуляторах для обеспечения их оптимальной работы.

Ограничение расхода на квартиру задается настройкой на клапанах ASV-I. Причем следует учитывать, что в этом случае потери давления на данных клапанах необходимо включить в перепад давлений, поддерживаемый регулятором ASV-PV.

Основываясь на всем вышеизложенном, можно сделать следующие выводы.

Горизонтальная поквартирная разводка двухтрубной системы отопления является:

Наиболее защищенной от несанкционированных переделок;

Удобной с точки зрения эксплуатации;

Оптимальной для организации коммерческого учета потребления тепловой энергии.

Автоматические балансировочные клапаны:

Разделяют систему отопления на независимые подсистемы со стабилизированным перепадом давлений;

Устраняют влияние естественного давления до регулируемого участка;

Стабилизируют работу системы в течение длительного времени;

Обеспечивают оптимальные условия работы терморегуляторов;

Упрощают гидравлические расчеты системы отопления;

Не требуют дорогостоящей наладки системы;

Предотвращают шумообразование;

Позволяют постепенно запускать систему отопления.

Хочется надеяться, что материалы данной статьи будут способствовать переходу на поквартирные системы отопления, новые материалы и оборудование. Готовы ответить на любые возникшие по данной теме вопросы.

1 См. статьи «Инженерные решения высотного жилого комплекса», «АВОК», 2004, № 5, с. 12–18, и «Опыт проектирования и эксплуатации инженерных систем новых высотных жилых комплексов Москвы», «АВОК», 2005, № 2, с. 8–18.

Горизонтальная разводка системы отопления уже давно и широко применяется по всему миру. У нас же она только начинает успешно внедряться в новостройках. Чем же она так привлекательна и каких видов бывает, мы и рассмотрим в данной статье.

Принципы функционирования

Рассматриваемая система имеет следующий структурный состав:

Виды разводки

Горизонтальная разводка отопления в зависимости от своей конструкции может быть:

Однотрубная

Как можно понять по рисунку, в данном варианте тёплая и холодная жидкость проходят по одной и той же трубе, а радиаторы по отношению друг к другу подключены последовательно.

Конечно же, цена такой конструкции выходит гораздо ниже благодаря экономии материалов, но также всплывает и несколько ощутимых недостатков:

• Вода остывает за тот период пока пройдёт через весь контур, что значительно понижает коэффициент полезного действия и увеличивает затраты на обогрев помещения .

• Ощутимая разница между температурами первого и последнего радиаторов в цепи . Это негативно влияет на равномерность распределения тепла.
• Сложность проведения регулировки своими руками . Каждое изменение работы одного из радиаторов будет оказывать влияние и на функционирование всех остальных.

• Неудобства в проведении ремонтных работ , так как даже самая мелкая реставрация будет требовать отключения всей системы.

Двухтрубная

Здесь уже имеется масса преимуществ перед предыдущим вариантом, и потенциал горизонтальной разводки реализован в полной мере:

• Жидкость, протекающая по батареям, не успевает остывать , так как подача теплоносителя происходит по одной трубе, а отвод остывшей воды – по другой.
• Нагрев радиаторов происходит параллельно , что даёт возможность добиться на них одинаковой температуры, и, следовательно, лучшего микроклимата в доме.
• Возможность регулирования температурного режима . Это позволяет более экономно использовать систему отопления, уменьшая её мощность в периоды потепления на улице.

Двухтрубная лучевая

Она же коллекторная, так как предусматривает монтаж коллектора в каждой квартире, который будет распределять подачу теплоносителя к каждому радиатору индивидуально.

Хоть и имеет несколько минусов:

• Большое количество материалов, что в значительной степени увеличивает стоимость системы.
• Необходимость в наличии циркуляционных насосов.

Но большое количество плюсов всё же делает её наиболее прогрессивной и востребованной:

• Допустимость регулировки производительности каждого радиатора персонально . Это предоставляет уникальные возможности по контролю микроклимата вашего дома.
• Каждый из контуров является замкнутой самодостаточной системой . Их можно оборудовать дополнительными девайсами, а при необходимости проведения ремонтных работ не потребуется отключать всё отопление, достаточно будет перекрыть нужную батарею.
• Не требуются воздухоотводы на радиаторах, они уже имеются на коллекторе .

Общие характеристики

Столько много преимуществ, а в чём же подвох? Давайте взглянем на экономический аспект горизонтального отопления:

Экономия

В сравнении с традиционными вертикальными системами рассматриваемая конструкция обходится дороже, в особенности это касается двухтрубной лучевой разводки. Но многолетние исследования в этой области показывают, что она окупается уже в течение первых двух-трёх лет. За счёт чего это происходит?

Давайте посмотрим:

• Около двадцати процентов стоимости всех монтажных работ оплачивает застройщик, так как в стяжке пола ещё при его заливке.

• Регулирование мощности работы радиаторов даёт экономию в тёплую погоду.
• Уменьшение количества аварий и протечек также позволяет сохранить семейный бюджет на вызовах сантехников.
• Использующиеся пластиковые трубы намного дешевле стальных.

Минимум выступающих элементов

Отдельно стоит уделить внимание тому, что трубы, подающие теплоноситель, спрятаны в стяжке пола. Благодаря этому можно выделить следующие преимущества:

Монтаж

Сразу необходимо отметить, что инструкция установки горизонтальной системы обогрева достаточно сложная, и выполнять работы самостоятельно не рекомендуется.

Это обусловлено следующими причинами:

• Сложность выполнения необходимых расчётов и проектирования, которые под силу только профессиональному инженеру.

• Непосредственно для монтажа, запуска и отладки также требуется иметь соответствующий опыт и знание новейших стандартов, которые в наших краях пока только интегрируются.
• Необходимость подтверждения выполнения всех необходимых стандартов государственными специалистами, которые должны зарегистрировать всё отопительное оборудование.

Любая ошибка в проекте или на этапе подключения может повлечь за собой дополнительные затраты, которые превысят оплату работы наёмных профессионалов, поэтому несколько раз подумайте, прежде чем браться за установку горизонтальной отопительной системы собственными силами.

Заключение

Горизонтальные системы отопления во многом превосходят традиционные вертикальные разводки. Они обладают лучшей производительностью, более высокой надёжностью, возможностью контроля производительности и множеством других технических преимуществ. И даже их более высокая стоимость с лихвой окупается уже в первые годы эксплуатации.

Существуют 2 типа систем отопления: горизонтальный и вертикальный.

В многоэтажных современных домах уже устанавливают внутридомовую горизонтальную систему, так как она имеет отличные технические, эстетические и эксплуатационные характеристики.

Плюсы и минусы

Рассмотрим положительные и отрицательные стороны данной системы.

Преимущества горизонтального вида отопления очевидны:

1. Упрощен контроль теплового расхода, благодаря автоматическому дистанционному управлению.
2. Осуществление автономного управления для каждого участка (позволяет регулировать температуру, исходя из назначения помещения).
3. Монтаж осуществляется скрытно, чаще всего во время ремонта, что не влияет на внешний вид жилого помещения.
4. Высокая прочность материалов, обеспечивает высокий срок эксплуатации, как минимум 50 лет.

Недостатки горизонтального отопления:

• регулировка и настройка системы иногда осуществляется в ручном режиме.
• неустойчивость конструкции при механических повреждениях.

Основные схемы

Существуют следующие схемы горизонтального отопления.

Однотрубная магистраль

Система имеет несколько источников тепла, через которые проходят трубы отопления.

Постоянно двигаясь от источника к источнику, нагревательная жидкость, держит заданную температуру. Данная система отопления имеет отличные технические показатели, сочетающиеся с небольшой ценой.

Плюсы:

• минимальные затраты;
• простота в сборке;
• высокий уровень износостойкости;
• подходят для обогрева большой площади.

Минусы:

• ограничения в регулировке температуры в каждом отдельном источнике тепла;
• хрупкость при механических повреждениях.

Так же стоит учесть тот факт, что в цепочке каждый последующий радиатор должен быть больше предыдущего – это предусмотрено для того, чтобы не снижался коэффициент полезного действия. Для обогрева большой площади необходимо устанавливать чаще, чтобы вода, проходящая в трубах, не успела остыть.

Двухтрубная магистраль

Суть системы состоит в следующем: две магистрали, имеющие прямой и обратный ход, подсоединяются к источникам тепла.

Для большего коэффициента полезного действия нужно установить радиаторы. В частном доме обычно их устанавливают под окном, но Вы можете «обогревать» северную сторону, так как она самая холодная.

Обратите внимание: чтобы избежать проблем во время эксплуатации оборудования, необходимо установить запорные рычаги.

Таким образом, при неисправности Вам не нужно отключать всю систему отопления сразу, а только конкретный «узел». Наличие компенсаторов обязательно, так как перепады давления могут привести к поломке. Как показала практика, радиаторы хорошо справляются с перепадами давления, резкими напорами воды и не замерзают даже при минусовой температуре.

Поквартирная реверсивная система является замкнутой и имеет ряд преимуществ:

1. Одинаковая температура на выходе и входе.
2. Подходит для отопления многоэтажного дома, коттеджа, склада.
3. Возможность отключения/включения системы, конкретно на определенном участке. Это удобно, так как этот факт значительно упрощает ремонт.

Минусы:

• трудность в регулировании температуры при разветвленной системе.

Двухтрубная коллекторная параллельная магистраль

Замкнутый контур, в котором разводка веток магистрали осуществляется к подающим и обратным коллекторам, имеющим высокие теплопроводные показатели.

Для удешевления конструкции используются полиэтиленовые или полимерные трубы, которые отличаются высокой прочностью.

Система подключается прямо к коллектору, который равномерно распределяет поступающее тепло по всей площади покрытия.

Особенности строения : обратная и подающая подводка работает автономно, далее, по трубопроводам проходит тепло к радиаторам, затем возвращается. Охлажденная жидкость снова нагревается и возвращается к радиаторам. Получается замкнутый цикл, регулируемый автоматически.

Замечание мастера: схему монтажа можно реализовать под любой проект, так как вся конструкция состоит из мини-систем, которыми легко управлять.

Также к весомым преимуществам можно отнести те факты, что для данного типа отопления нет необходимости устанавливать воздухоотводы на радиаторы.

Обязательно наличие качественного , так как от него будет зависеть производительность всей системы.

Щиток, вмещающий в себя все оборудование, может располагаться в коридоре или санузле. Если данный вид отопления устанавливается в многоквартирном жилом доме, то щиток можно установить в подвальном помещении.

Плюсы:

• минимальные затраты на трубы;
• скрытая установка, за стеной (в полу);
• возможность связывать оборудование в цельную конструкцию;
• малая стоимость (отсутствие дорогостоящих элементов фиксации);
• монтаж осуществляется даже на больших площадях;
• равномерность подачи тепла исключает появление гидроударов.

Минусы:

• сложность в монтаже, так как зачастую система представляет собой целую сеть из маленьких подсистем;
• использование в системе труб одного диаметра.

Такой вид системы устанавливается даже в стяжке пола. Регулировать «теплый пол» можно с пульта или в ручном режиме. Наличие в трубах металлопластика предает прочность конструкции и гибкость.

Пластиковые трубы не подвержены коррозии, хорошо переносят перепады температур и отлично зарекомендовали себя при минусовых температурах.

Благодаря своей конструкции, имеют больше преимуществ, так как вода не остывает при постоянном движении. Тепло распределяется равномерно, что создает приятный климат в квартире.

Примите во внимание: во избежание теплопотерь, необходимо утеплять стояк, от которого идет разводка отопления. Можно установить специальный изолирующий короб, в котором будет помещен стояк.

Все счетчики оснащены гидравлической балансировкой, препятствующей искажению данных. Для того, чтобы предотвратить преждевременную поломку измерительного оборудования, необходимо обеспечить отсутствие пыли и грязи в отопительной системе.

Периодически проверяйте работоспособность термостата, он регулирует тепло и отражает показатели. Приемлемую температуру в радиаторах круглосуточно поддерживают : в зависимости от погоды, снижаются затраты потребителя на отопление в несколько раз.

Профессиональные инженеры помогут составить план-схему именно для вашего дома, учитывая все особенности оборудования и площадь. Доверяйте монтаж высококвалифицированным специалистам имеющим опыт работы в данной сфере. Высокая эффективность при наименьших затратах, обеспечит комфорт и тепло в Вашем доме.

Смотрите видео, в котором специалист разъясняет, как сделать коллекторную горизонтальную разводку отопления:

Отопительная система является одной из важнейших инженерных систем, и на неё возложена важная задача. Эта система обеспечивает отопление жилого или промышленного помещения в холодное время года, тем самым обеспечивая комфортные условия для проживания или работы. Система отопления проектируется под конкретные задачи, и её мощность рассчитывается под определенную площадь помещения. Также подбираются типы отопительных систем, которые будут наиболее эффективны в тех или иных условиях эксплуатации. Также существует несколько видов разводки отопительной системы, и у каждой из них есть свои плюсы и минусы. Условно их можно разделить на системы горизонтального и вертикального типа. Поговорим про каждый тип более подробно.

Такой тип широко применяется при отоплении частных одноэтажных домов и квартир, которые оборудованы автономной системой отопления. Горизонтальную разводку удобно монтировать и обслуживать. Такая схема в основном используется в двухтрубных и лучевых системах отопления, что делает такую ее наиболее популярной. Горизонтальная схема позволяет подсоединять отопительные приборы в различных вариациях, что ощутимо повышает теплоотдачу системы отопления – в целом.

Горизонтальная разводка отопления имеет три разновидности:

Однотрубная

Отопительная система, которая построена по , широко применяется в квартирах многоэтажных домов. Нагретый теплоноситель в такой системе отопления сперва поднимается на самый последний этаж, а потом спускается по нисходящей линии отопительного контура. Именно к этой линии подсоединяются все отопительные приборы. У однотрубной разводки есть небольшой недостаток. Всё дело в том, что наибольшее количество тепла получают верхние этажи многоэтажки, а к самым первым этажам теплоноситель доходит уже немного поостыв. Следовательно, на верхних этажах будет наблюдаться избыточное отопление, а на первых этажах – недостаточное.

Однотрубная разводка системы отопления горизонтальной схемы также применяется в частных коттеджах, которые имеют 2-3 этажа. В данном случае однотрубная схема будет работать наиболее правильно, поскольку теплоноситель не будет остывать, проходя эти три этажа, и температура на всех этажах будет примерно одинаковой. Также однотрубная разводка имеет более высокое гидродинамическое сопротивление, нежели двухтрубная, и в однотрубной разводке наблюдаются более высокие теплопотери.

Однотрубная горизонтальная разводка отопления также имеет некоторые преимущества. Такую схему легко проектировать. Также однотрубная схема гораздо легче монтируется, и в процессе монтажа такой схемы используется гораздо меньше материалов. В однотрубной разводке наблюдается лучшая циркуляция теплоносителя, и в таких системах, особенно в частных домах, в качестве теплоносителя частоиспользуют антифриз.

Двухтрубная разводка

Горизонтальная разводка двухтрубного типа всё чаще используется в многоэтажных домах. При помощи такой разводки появляется возможность устанавливать приборы учёта расхода тепла, что позволяет экономить на оплате за отопление. Пользователь получает возможность платить за то количество тепла, которое он получил. Горизонтальная разводка в многоквартирных домах также позволяет:

• Отключить одну отдельную квартиру от системы отопления, что удобно при проведении ремонтных работ;
• Снизить потребление тепла в том случае, если жильцы квартиры долгое время отсутствуют;
• Спроектировать отопительную систему отдельно взятой квартиры по индивидуальному проекту;
• Увеличить ремонтопригодность.

Также система отопления с горизонтальной разводкой двухтрубного типа, которая смонтирована в многоэтажном доме, позволяет организовать в квартире систему «теплый пол». В многоэтажном доме горизонтальная система отопления распределяется по зонам – несколько этажей на каждую зону.

В двухтрубном отопительном контуре горизонтальной схемы вода или антифриз циркулируют от котла к отопительным приборам. После того, как теплоноситель отдаст тепло, через обратную магистраль (обратку) он возвращается опять в отопительный котёл. Таким образом в двухтрубном отопительном контуре имеются две магистрали – подача и обратка. Системы отопления, которые построены по 2-х трубному принципу, подразделяется на два вида:

• открытые;
• закрытые.

Horizontal Systems of Individual Apartment Heating. Operating Experience

S. G. Nikitin , Head of the Leading Specialists Department of the Operations Service
N. V. Shilkin , Associate Professor in Moscow Architecture Institute

Keywords : horizontal heating systems, vertical heating systems, thermostat, water hammer

Individual apartment horizontal heating systems have been successfully used in our country for a relatively long time. Specialists have accumulated significant experience in their operation. The article gives recommendations on application of such systems confirmed by the experience in their real world operation.

Описание:

Горизонтальные системы поквартирного отопления уже достаточно да вно и успешно применяются у нас в стране . Специалистами накоплен большой опыт их эксплуатации . В статье приведены рекомендации по применению таких систем , подт вержденные опытом реальной эксплуатации .

Из опыта эксплуатации

При рассмотрении периметральной схемы поквартирного отопления существует опасность того, что в больших квартирах может иметь место недогрев последнего в цепочке отопительного прибора из-за большой длины магистрали. Во избежание этого явления при периметральной схеме соединения радиаторов их подключают по встречной схеме (рис. 2), поэтому недогрева последнего в цепочке отопительного прибора не происходит из-за самокомпенсации: первый по прямой трубе прибор оказывается последним по обратной. В любом случае необходима преднастройка термостатов (что при лучевой, что при периметральной схеме), поскольку в каждом помещении свой тепловой баланс (разная площадь помещения, площадь остекления, ориентация и т.д.) и, соответственно, разная мощность отопительных приборов.

Литература

1. Фиалко И.А., Шестерень И.В. Привлечение населения к регулированию и учету тепловой энергии. Опыт Республики Беларусь // Энергосбережение.– 2013.– № 3 . С. 44.
2. Инженерное оборудование высотных зданий . Под общей редакцией М.М. Бродач. 2-е издание. М. : «АВОК-ПРЕСС», 2011.