Отопление и горячее водоснабжение

Выбор системы отопления. Приступая к строительству жилого дома застройщик должен выбрать схему квартирного отопления, учитывая планировку и этажность дома, строительные конструкции и капитальность его, источник энергоснабжения, наличие оборудования, климатические условия, возможность подключения дома к наружным сетям газоснабжения и теплоснабжения, водоснабжения и канализации.

Выбор типа источника тепла зависит от его производительности, назначения, вида топлива, теплоносителя (водяной, воздушный, конвективный).

При выборе источника тепла необходимо учитывать, что его номинальная теплопроизводительность должна быть равна или больше максимальных часовых расходов тепла на отопление и горячее водоснабжение одноэтажного жилого дома.

Для децентрализованного теплоснабжения наиболее перспективны генераторы тепла, обеспечивающие одновременно отопление и горячее водоснабжение. Для приготовления пищи при этом предусматривается отдельный огневой источник или электроплитка.

Часовые расходы тепла на отопление определяются в соответствии с принятыми проектом или по укрупненным показателям, а также по удельным отопительным характеристикам зданий.

Для одноэтажной застройки удельная отопительная характеристика q=0,77-0,94 ккал/м³•ч °С при отношении наружного строительного объема к жилой площади 6 м³/м², для двухэтажной - q=0,7-0,88 при отношении 6,7 м³/м².

Для предварительных расчетов максимальный годовой расход тепла на децентрализованное отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, отнесенный на 1 жителя, принимается по укрупненным показателям для одноэтажных жилых домов с приусадебными участками 1980-2335 ккал/ч (1980 ккал - при норме жилой площади 9 м², при площади более 9 м² принимаем 2335). Для двухэтажной застройки с участками эти показатели составляют соответственно 1980 и 2430 ккал/ч.

Параметры наружного воздуха для расчета отопления принимаются по данным главы СНиП 2.01.01-82 "Строительная климатология и геофизика", удельный расход тепла на отопление в зависимости от температуры наружного воздуха - по табл. 14.

Часовые расходы на бытовое горячее водоснабжение для жилых домов квартирного типа, оборудованных водонагревателями на твердом топливе, с водопроводом и канализацией составляют 35-50 л, а для таких же домов, но оборудованных ванными с водонагревателями, работающими на газообразном и легком жидком топливе - 40-60 л.

Система водяного квартирного отопления должна обеспечивать во всех помещениях постоянную температуру независимо от температуры наружного воздуха (табл. 15).

Наиболее рациональными для сельских усадебных жилых домов являются децентрализованные системы водяного отопления с применением многофункциональных генераторов тепла для отопления, горячего водоснабжения и пищеприготовления или малометражных отопительных котелков с шахтной топкой длительного горения.

Виды топлива. Для нужд теплоснабжения - сельского жилого Дома используется твердое, жидкое и газообразное топливо. Основным является твердое топливо.

Твердое топливо может быть естественным и искусственным (переработанным из естественных видов топлива). Естественное топливо - это дрова, торф, антрацит, бурые и каменные угли, искусственное - древесный уголь, различные виды кокса, брикеты из бурого и каменного угля, топливная смесь каменного угля с горючим вяжущим.

К естественному жидкому топливу относится сырая нефть, различные нефтепродукты и мазут, к искусственному - продукты, полученные в результате технологической переработки нефти (дизельное топливо, дистиллатное или печное топливо и др.).

Газообразное топливо бывает также естественное природные газы) и искусственное - газы, получаемые в доменных (доменный или калашниковый газ), коксовых печах (коксовый газ), в газогенераторных установках (генераторный, водяной, смешанный газы).

При переработке естественного топлива в искусственное получаются топливные отходы (вторичные топливные ресурсы: мазут, газы), древесные отходы, прессованные бумажные отходы и др.

Низкосортные виды топлива, такие как дрова, торф, бурые угли, сланцы и другое топливо, используются, как правило, вблизи места их добычи или получения. Высокосортное топливо - каменные угли, антрациты, жидкое топливо, сжиженные газы, а также природный газ - целесообразно транспортировать на большие расстояния.

При выборе источника тепла, в зависимости от вида сжигаемого топлива, необходимо учитывать, что в качестве твердого топлива следует применять сортированный каменный уголь, жидкое топливо печное бытовое (ТПБ) по ТУ 38-101656-76 или осветительный керосин по ГОСТ 4753-68.

Источники децентрализованных систем отопления и горячего водоснабжения. Типы и конструкции автономных источников тепла для децентрализованного теплоснабжения (табл. 16) необходимо выбирать по каталогу "Бытовая аппаратура на газообразном, жидком и твердом топливе, а печей - по альбомам типовых проектов.

^* (Генераторы тепла могут работать на жидком и газовом топливе при соответствующем переоборудовании топки генератора.)

Однако не всегда возможно приобрести выпускаемые промышленностью многофункциональные генераторы тепла. В таких случаях рекомендуется применять кухонные плиты комбинированные с водогрейными котлами, выполняющими две или три функции.

На рис. 106 изображена простейшая комбинированная плита с котлом. В этой конструкции генератора тепла котел и плитка выполнены только внешне в виде агрегата, но работают они совершенно независимо и имеют самостоятельные дымоотводящие каналы.

Общая компоновка котла и плиты обеспечивает достаточно приятный внешний вид установки. Конструкции же котла и плиты могут быть самые разнообразные.

Рассмотрим конструкцию плиты-котла, разработанного Горьковским институтом Горпроект (рис. 107). Котел состоит из чугунного радиатора ("тепловая панель" из трех секций), вмонтированного в кухонную плиту, работающую на твердом топливе. Поверхность нагрева котла 1,29 м², а теплопроизводительность до 7200 ккал/ч.

Топливник плиты оборудован двумя колосниковыми решетками - верхней поворотной и нижней неподвижной, что позволяет вести работу топки по двум режимам. Первый режим - плита-котел работает как генератор тепла для отопления или горячего водоснабжения; при этом горение топлива происходит на нижней колосниковой решетке. Второй режим - поворотная колосниковая решетка опущена и с помощью нового топливника плита-котел используется для приготовления пищи и частично для отопления дома или квартиры.

В летнее время на поворотную колосниковую решетку устанавливается специальная шамотная вставка, изолирующая генератор тепла от нагрева. При наличии горячего водоснабжения в доме шамотную вставку не делают.

Обмуровку плиты-котла выполняют из красного и огнеупорного кирпича, обшивают кровельной сталью по изоляции из асбестового картона и укрепляют каркасом из угловой стали.

Плита-котел может работать на торфяных брикетах, теплотворная способность которых 4000 ккал/кг, или на каменном угле.

На рис. 108 представлен комбинированный котел с плитой конструкции инж. А. В. Хлудова. Здесь есть два топливника: верхний для обслуживания плиты и нижний для обслуживания котла. Наличие клапана, соединяющего газоход плиты и газоход котла, позволяет пропускать уходящие от плиты газы через газоходы котла для его обогрева, а уходящие от котла газы - через дымоходы духового шкафа.

Рис. 108. Комбинированный котел с плитой конструкции инж. А. В. Хлудова

В первом случае, возможном при топке одной плиты, дымоотводящий патрубок от нее закрыт, во втором случае (только при топке котла) дымоотводящий патрубок от котла закрыт. Газы из топливника проходят по газоходам котла, попадают через соединительный клапан в газоходы духового шкафа, согревают его и уходят через дымоотводящий патрубок плиты в дымовую трубу.

Возможна также и одновременная независимая топка котла и плиты, при этом соединительный клапан между ними должен быть закрыт.

Обогрев духового шкафа уходящими от котла газами создает определенные удобства для потребителя, так как духовой шкаф в данном случае выполняет функции своеобразного термоса, в котором можно не только сохранить пищу теплой, но и подогреть ее. Не экранированные топливники в комбинированном плите-котле позволяют сжигать низкосортное и влажное топливо.

Поверхность нагрева плиты-котла составляет 1,1 м², а емкость 25 л. Обмуровывают плиту-котел красным кирпичом на глиняном растворе.

Рассмотрим аналогичный тип плиты-котла со сварным трубчатым котлом.

Генераторы небольшой мощности часто выполняют в виде трубчатого змеевика, расположенного в отдельной топке кухонной плиты.

Устройство такого змеевика непосредственно - под чугунным настилом плиты ухудшает процесс приготовления пищи. На рис. 109 показан общий вид и змеевик кухонной плиты конструкции инж. К. А. Дмитриева с отдельной топкой для генератора тепла. Змеевик сделан сварной из обыкновенных газовых труб диаметром 25- 40 мм, производительностью 8000 ккал/ч и поверхностью нагрева 1,2 м². Топка имеет колосниковую решетку для кускового твердого топлива и может быть приспособлена для сжигания газа.

Рис. 109. Комбинированный котел с плитой конструкции инж. К. А. Дмитриева

Для отопления квартир в усадебных жилых домах, где используется твердое топливо, в качестве генератора тепла служат не только комбинированные плиты-котлы и различные многофункциональные тепловые аппараты заводского изготовления, но и малометражные водогрейные чугунные котлы, выпускаемые нашей промышленностью, а также стальные котлы, изготовляемые потребителями. Более подробная характеристика чугунных и стальных малометражных водогрейных котлов приведены в специальной литературе и паспортах заводов-изготовителей. При децентрализованном теплоснабжении для этих котлов могут быть использованы сортированные антрациты, каменные угли, кокс, брикеты, а также горючие газы или жидкое печное бытовое топливо при соответствующем переустройстве топки. Однако до сих пор основным видом топлива для самодельных котлов являются дрова или газовое топливо.

Одним из таких стальных котлов, изготовляемых из листовой стали с дровяной топкой является котел одноходовой с верхним отводом продуктов сгорания и подачей вторичного воздуха, имеющий шахтную дровяную топку, вписанную в конструкцию котла (табл. 17, рис. 110). Этот агрегат используют как для отопления, так и для горячего водоснабжения усадебного жилого дома.

В верхней части котла, в водяной емкости его, располагается цилиндрический бачок для горячего водоснабжения. Подогрев воды в нем осуществляется через стенки цилиндра горячей водой, циркулирующей в котле.

Рис. 110. Сварной котел из листовой стали с дровяной топкой; 1 - поддувальная дверца; 2- прочистная дверца; 3 - разгрузочная топочная дверца; 4 - воздухонагреватель; 5 - дымовой патрубок; 6 - дроссель; 7 - колосники; 8 - дверца вторичного воздуха; 9 - дверца с песчаным затвором; 10 - регулятор горения

В этой конструкции предусмотрена дровяная шахтная топка увеличенной емкости, что позволяет сжигать дрова с минимальным зазором.

Такой стальной котел может работать на различных сортах твердого топлива, за исключением сернистого.

При работе на влажном сернистом топливе стальные котлы быстро выходят из строя, так как из-за низкой температуры стенки трубы на ней конденсируется влага от уходящих газов, что способствует образованию серной кислоты, которая быстро разрушает эти стенки.

Рассмотрим типы стальных котлов, работающих на природном газе. Они могут быть изготовлены самим жильцом, Однако установка таких котлов должна быть согласована с газовой инспекцией района.

В Киевском инженерно-строительном институте для квартирного водяного отопления были разработаны сварные газовые котлы типа ПОГ (табл. 18, рис. 111), состоящие из труб диаметром 150-300 мм.

Эти котлы весьма просты в изготовлении и состоят из подставки, вертикально расположенной горелки и водяного кожуха с внутренней жаровой трубой, оребренной пластинками из листовой стали (котел типа ПОГ-1). В котле типа ПОГ-2 кроме оребрений, жаровая Труба заполняется шамотной наброской.

Рис. 111. Газовые котлы типа ПОГ: а - котел типа ПОГ-1; б - котел типа ПОГ-2; в - установка котла типа ПОГ-2

Котлы типа ПОГ оборудуются простейшим автоматическим устройством, выпускаемым промышленностью.

На рис. 112 представлена схема водогрейного котла, работающего на газовом таганке типа "Мосгаз".

Рис. 112. Сварной котел, отапливаемый газовым таганком: 1 - газовый таганок; 2 - патрубок подвода холодной воды; 3 - сварная коробка; 4 - сушильный шкаф; 5 - тягопрерыватель; 6 - расширительный сосуд; 7 - патрубок горячей воды; 8 - стояк горячей воды; 9 - прозоры для подвода воздуха в сушильный шкаф

Основными элементами установки является таганок 1 и водяная сварная коробка 3. Вода подводится от системы отопления к сварной коробке через патрубок 2, а отводится в систему через стояк 8 и патрубок 7. На этом же главном стояке монтируется расширительный сосуд 6.

Благодаря низкому расположению водяной коробки над полом получается достаточно большое расстояние по вертикали между центром нагрева воды в котле и центром охлаждения воды в нагревательных приборах, что содействует увеличению циркуляционного давления в системе отопления.

Достоинством этой конструкции является ее простота. При наличии газового таганка, который продается в магазинах, устройство такого котла не представляет никаких трудностей.

Теплопроизводительность котла при установке таганка на две конфорки 3000-4000 ккал/ч, при установке на четыре конфорки - 6000-8000 ккал/ч.

При использовании в качестве котла газовой ванной колонки теплопроизводительность увеличивается до 8000 ккал/ч. Так как колонка имеет большое гидравлическое сопротивление, в системах с естественной циркуляцией ее следует устанавливать в нижней точке системы отопления или в подвальном помещении, специально оборудованном по требованиям газовой инспекции.

При строительстве усадебного жилого дома необходимо предусматривать специальное помещение для хранения топлива рядом с генератором тепла или в хозпостройках приусадебного участка.

Источник тепла следует размещать в сухих помещениях высотой не менее 2 м и объемом не менее 7,5 м³, имеющих вертикальный дымоход и вентиляционный канал или окно с форточкой. Естественная вентиляция должна обеспечивать в помещении трехкратный воздухообмен в течении одного часа. Помещение должно иметь электрическое освещение.

Дымоход должен быть высотой не менее 5 м от места подключения источников тепла до верха оголовка дымовой трубы и сечением не менее 180 см². Допускается при необходимости смещение дымохода в сторону на расстояние до 1 м под углом до 30° к вертикали.

К одному дымоходу разрешается присоединять только один источник тепла (рис. 113). Допускается присоединение к дымоходу двух источников тепла, но при этом в дымоходе должны устраиваться, рассечки на высоту не менее 75 см, или ввод от источников тепла должен располагаться на различных уровнях по высоте не ближе 75 см друг от друга.

Рис. 113. Схема подключения котла к дымовой трубе: 1 - котел; 2 - термометр; 3 - шибер; 4 - дымовой патрубок; 5 - дымовой канал; 6 - вентиляционный канал

Присоединение источников тепла к дымоходу надо производить таким образом, чтобы в дымоходе ниже ввода образовался "карман" глубиной не менее 25 см. При сооружении дымохода необходимо предусматривать дверцу в "кармане", предназначенную для периодической чистки его от отложений сажи. Дверца должна плотно прилегать к дымоходу, подсосы воздуха не допускаются.

При установке источников тепла в нежилом помещении или подвале жилого дома потолок и полы этого помещения должны быть выполнены из несгораемых материалов. Возможна установка источника тепла в подвале жилого дома с деревянным перекрытием, покрытым снаружи штукатуркой или обшитым сухой штукатуркой по асбестовому картону толщиной 8 мм (ГОСТ 2850-80).

Если помещение для источника тепла построено из сгораемых материалов, расстояние от источника тепла до стен, Перекрытий и перегородок должно быть не менее 0,5 м. При этом конструкции генератора тепла обшиты кровельной сталью (ГОСТ 17715-72*) по асбестовому картону толщиной 8 мм.

При размещении источника тепла у несгораемой или трудносгораемой стены, а также если сгораемые конструкции помещения облицованы кирпичом на ребро на высоту 1,5 м, расстояние между источником и стеной должно быть не менее 50 мм.

При установке источников тепла на сгораемый пол, необходимо предусмотреть обшивку пола кровельной сталью по асбестовому картону толщиной 8 мм. Размер листа должен превышать размеры источника тепла не менее чем на 100 мм во все стороны.

Категорически запрещается размещать генератор тепла вблизи от леговоспламеняющихся и горючих веществ.

Беструбные газовые водонагреватели можно устанавливать на полу отапливаемого помещения.

Все вышеперечисленные газовые генераторы устанавливаются в помещении кухни или другом вентилируемом вспомогательном помещении. Газоходы котлов подключаются к обособленным дымовым каналам, имеющим хорошую тягу, без установки задвижек.

Каждый газовый генератор тепла оборудуется автоматическими устройствами газовой безопасности.

Газовые генераторы тепла допускается устанавливать в хорошо освещенных и вентилируемых помещениях высотой не менее 2,4 м.

В сельском жилом доме могут быть применены квартирные системы водяного отопления с естественной и искусственной циркуляцией. Первые наиболее простые и имеют небольшое распространение.

Системы отопления и горячего водоснабжения. По схеме разводящих магистралей различают следующие системы квартирного водяного отопления.

Двухтрубная с верхней разводкой и прокладкой подающей линии под потолком а обратной линии - над полом помещений или в подпольном канале (рис. 114). Эта система наиболее распространена и хорошо работает.

Рис. 114. Схема двухтрубной системы квартирного водяного отопления: а - с прокладкой подающей линии под потолком и обратной над полом; б - с прокладкой подающей и обратной линий под потолком; 1 - котел; 2 - переливная труба; 3 - расширительный бак; 4 - подающая линия; 5 - регулировочный кран; 6 - обратная линия; 7 - подпольный канал; 8 - тройник для спуска воды; 9 - труба для отвода воздуха; 10 - петля для отвода воздуха

Д