Тема 5. Системи та схеми опалення, теплопостачання

5.1. Види систем опалення, характеристика теплоносіїв

Одними з основних нормативів для проектування конструкції і роботи систем теплопостачання та опалення є ДБН В.2.5-39:2008 Теплові мережі. [53] та ДБН В.2.5-67:2013 Опалення, вентиляція та кондиціонування [52].

Системи опалення влаштовують у приміщеннях, враховуючи виробничі, з тривалим перебуванням людей та/або при технологічній потребі підтримування температур. Вибір системи опалення залежить від техніко-економічних, архітектурно-планувальних, кліматичних характеристик будівлі та району її місцерозташування.

Як будівельно-технологічна установка система опалення повинна відповідати таким основним вимогам:

1) санітарно-гігієнічним – забезпечувати потрібні внутрішні температури за нормативними документами із збереженням інших показників мікроклімату приміщень;

2) економічним - економити ресурсозатрати;

3) будівельно-монтажним - узгоджуватися конструктивно з архітектурно-планувальними рішеннями будівлі, забезпечувати зручний монтаж і ремонт системи;

4) експлуатаційним - бути простою і зручною, безпечною, безшумною, надійною, і довговічною, комфортною і сучасною у користуванні та при ремонті;

5) естетичним - вписуватись в інтер'єр приміщення, мати мінімальні розміри і не займати лишніх площ.

Основними частинами системи опалення є наступні:

1. Генератор тепла - виробляє теплову енергію, що віддається теплоносію (воді, парі, повітрю), тобто, це нагрівальний пристрій (топка, пальник, вогнева камера, електронагрівач і т.п.) печі, колонки, котла, установки і т.п.

2. Система трубопроводів - транспортує теплоносій.

3. Опалювальні прилади - передають теплову енергію від теплоносія безпосередньо повітрю та огороджувальним конструкціям опалюваного приміщення.

За характерними ознаками розрізняють такі системи опалення.

1. За радіусом дії:

а) місцеві - генератор тепла, теплопроводи, опалювальні прилади конструктивно об'єднані я одному пристрої, що знаходиться в одному опалюваному приміщенні будівлі (опалювальні печі на твердому, рідкому паливі, електроопалення і т.п.);

б) центральні - від одного генератора тепла опалюються:

- кілька приміщень однієї будівлі: будинкові - від котельні в опалюваній будівлі;

- одна чи кілька будівель (група будівель): районні - від районної котельні для групи будівель;

- мікрорайони, промислові підприємства та цілі населені пункти: централізовані (від теплоелектроцентралі – ТЕЦ).

2. За способом переміщення теплоносія: з природнім збудженням (завдяки різниці тисків між гарячим і холодним теплоносієм); з механічним збудженням (помпою чи водою).

3. За видом теплоносія: водяні. парові, повітряні, комбіновані (з використанням різних теплоносіїв у різних контурах).

Вода має велику густину, 1000 кг/м³, і високу питому теплоємність, 4,187 кДж/(кг*К), що дозволяє передавати велику кількість тепла при малих її об’ємах.

Широкі межі зміни температури води зручні для регулювання температури поверхонь нагрівальних приладів і трубопроводів відповідно до санітарно-гігієнічних вимог, а також для підтримування рівномірного температурного режиму на протязі опалювального сезону.

З метою зменшення затрат енергії швидкість руху води у системах опалення зазвичай обмежують 1,5 м/с.

Пара, використовувана у системах опалення, має малу густину, 0,6 – 1,6 кг/м³, але вона має велику кількість тепла, яке виділяється у результаті фазового перетворення при конденсації у нагрівальних приладах, 2260-2160 кДж/кг.

Переміщення пари по паропроводах здійснюється зі швидкістю 40-80 м/с, що дозволяє передавати велику кількість тепла на значні відстані при порівняно малих затратах енергії.

Конденсація пари проходить при постійній температурі, що відповідає прийнятому тиску, а це не дозволяє плавно регулювати тепловіддачу приладів і зумовлює потребу у періодичному вимиканні подачі пари, тобто нерівномірність температурного режиму в опалюваному приміщенні.

Висока температура пари обмежує можливість її застосування приміщеннями до яких не висуваються високі санітарно-гігієнічні вимоги. Використання пари з температурою, нижчою за 100 ⁰С потребує підтримання у опалювальних установках вакууму, а це збільшує їх вартість та ускладнює експлуатацію.

Повітря має малу густину, 1,2 – 1 кг/м³, і низьку питому теплоємність, 1 кДж/(кг*К), через що для передавання навіть невеликої кількості тепла потрібне переміщення великих об’ємів повітря; затрати енергії при цьому значно більші, ніж при транспортуванні такої ж кількості тепла за допомогою води чи пари.

Швидкості руху повітря обмежуються 10 – 20 м/с, тому повітропроводи мають більші перерізи і займають більші об’єми, ніж трубопроводи для води і пари. Однак, повітря можна швидко повторно нагріти, що вигідно при одночасному використанні його в установках для опалення і вентиляції приміщення, коли потрібно відновити таку ж кількість тепла, яка видаляється з приміщення технологічними установками.

У місцевих системах може використовуватися опалення: пічне, газове (спалювання газу у нагрівальних приладах), електричне (прилади переносного типу: радіатор, калорифер тощо).

Центральні системи за видом теплоносія бувають: водяного, парового, повітряного, комбінованого опалення. Найпоширеніші – водяні.

У системах парового опалення пара у нагрівальних приладах конденсується і тепло через стінки приладу передається повітрю приміщення. Конденсат повертається у котельню чи ТЕЦ, де знову перетворюється в пару.

У системах повітряного опалення повітря нагрівається безпосередньо в опалюваній будівлі. Воно подається:

а) централізовано (скупченою подачею; по спеціальних каналах);

б) децентралізовано (від окремих агрегатів у різних місцях приміщення).

При централізованій скупченій подачі повітря використовуються великі опалювальні агрегати, що подають повітря з великою швидкістю (у промислових цехах, спортзалах, інших високих великооб’ємних приміщеннях).

Розрізняють первинні та вторинні теплоносії.

Якщо вода, нагріта у котлі, йде безпосередньо у трубопроводи системи опалення, то ця вода є первинним теплоносієм.

Якщо ж вода, нагріта у котлі, циркулює лише у його контурі, від якого вже нагрівається вода системи опалення, то маємо первинний теплоносій (вода, що циркулює у контурі котла) та вторинний теплоносій (вода, що циркулює у контурі системи опалення). Така система називається комбінованою водоводяною (за назвою первинного і вторинного теплоносіїв).

Отже, у комбінованих системах опалення вторинний теплоносій (гаряча вода, повітря) нагрівається від первинного високо-температурного теплоносія (пари, перегрітої води, електроенергії).

До комбінованих систем опалення відносяться водоводяні, пароводяні, усі системи повітряного опалення.

У пароводяних і водоводяних основний теплоносій, вода, підготовлюється у бойлері (теплообмінному апараті). Первинним теплоносієм є: у пароводяних – пара, у водоводяних – перегріта вода.

У приміщеннях з тривалим перебуванням людей (житлові, лікарняні, громадські будівлі) найбільш поширеними є водяні системи опалення, як вигідніші за рядом гігієнічних і експлуатаційних характеристик. У цих приміщеннях з водяними системами можуть використовуватись додатково системи електро-, повітроопалення. Парові і повітряні системи переважно застосовуються у промислових спорудах.

На сьогодні найбільш поширеними є системи опалення: водяного, парового, електроопалення, повітроопалення, газового, менш поширеними ‑ пічного, камінами. З кожним роком набирають поширення комбіновані системи опалення від колектора сонячної енергії і котла, а також з використанням інших відновлюваних природних джерел ‑ вітру, підземних ґрунтів та вод, водойм (ставків, річок), зовнішнього повітря. Для цього використовуються різні конструкції теплових насосів, електросистеми з акумуляторами енергії.

5.2. Теплопостачання міст, промислових підприємств, будівель та споруд

Економія засобів при експлуатації систем централізованого теплопостачання частково окуплює додаткові витрати на влаштування теплових мереж від джерела теплопостачання до окремих будівель.

На сьогодні котельня може служити джерелом теплопостачання цілих кварталів і промислових майданчиків, що дозволяє знизити витрату палива, зменшити забруднення міст, скоротити чисельність обслуговуючого персоналу, знизити пожежну безпеку і підвищити ККД систем теплопостачання.

Котельні великої потужності (до 200 МВт) споруджують для забезпечення теплом великого комплексу будівель, кількох мікрорайонів чи району міста.

Відносно теплопостачання від котельних малої і середньої потужності, цей вид має ряд переваг: вищий ККД котельної установки, менше питоме забруднення атмосферного повітря, більші можливості механізації і автоматизації, менший штат персоналу.

Особливо вигідним джерелом тепла для централізованого теплопостачання є теплоелектроцентралі, пара яких, використана у турбінах для вироблення електроенергії, нагріває воду в системах опалення або безпосередньо йде на потреби теплопостачання. Теплова енергія у вигляді гарячої води або пари транспортується від ТЕЦ або котельні до споживачів (житлових будинків, громадських будівель і промислових підприємств) по спеціальних трубопроводах – теплових мережах. Траса теплових мереж у містах та інших населених пунктах повинна передбачатись у відведених для інженерних мереж технічних смугах.

Класифікація споживачів теплової енергії за надійністю теплопостачання [53]:

1. Перша категорія - не допускається перерва у подачі теплової енергії та зниження температури повітря в приміщеннях нижче передбаченої вимогами відповідних чинних будівельних норм за видами будинків та споруд: лікарні (операційні, реанімаційні приміщення), пологові будинки, дитячі дошкільні заклади з цілодобовим перебуванням дітей, картинні галереї, хімічні та спеціальні виробництва, шахти та інші, за технічним завданням на проектування.

2. Друга категорія - допускається зниження температури повітря в опалюваних приміщеннях на період ліквідації технологічного пошкодження обладнання, але не більше 50 год:

- житлових до + 12 °С;

- громадських і адміністративно-побутових до +10 °С;

- промислових до + 8 °С.

3. Третя категорія ‑ решта споживачів.

Класифікація систем теплопостачання:

1. За потужністю джерела теплової енергії:

- система автономного теплопостачання ‑ сукупність джерел теплової енергії (теплогенераторів) потужністю менше 1 МВт, розподільних теплових мереж та мереж гарячого водопостачання.

- система децентралізованого теплопостачання ‑ сукупність джерел теплової енергії (місцевих або групових котелень) потужністю не менше 1 МВт та не більше 3 МВт, розподільних теплових мереж гарячого водопостачання.

- система помірно-централізованого теплопостачання – сукупність джерел теплової енергії (квартальних котелень) потужністю не менше 3 МВт і не більше 20 МВт, магістральних та/або розподільних теплових мереж та мереж гарячого водопостачання.

- система централізованого теплопостачання ‑ сукупність джерел теплової енергії (ТЕЦ та районних котелень) потужністю більше 20 МВт, магістральних, розподільних теплових мереж та мереж гарячого водопостачання.

2. За видом теплоносія: паровий; водяний; змішаний.

3. За кількістю паралельно прокладених трубопроводів:

- однотрубні; двотрубні; тритрубні; чотиритрубні; багатотрубні.

4. За способом використання теплоносія в системах гарячого водопостачання та забезпечення технологічних потреб. Водяні теплові мережі залежно від способу живлення теплом систем гарячого водопостачання окремих будівель можуть бути:

- закриті (з нагріванням води для гарячого водопостачання у водоводяних підігрівачах, встановлених на вводі теплової мережі у будівлю);

- відкриті (з відбором води для системи гарячого водо-постачання безпосередньо з теплової мережі на її вводі у будівлю).

Класифікація теплових мереж.

1 Магістральна теплова мережа ‑ комплекс трубопроводів (теплопроводів) і споруд, що забезпечують транспортування теплоносія від джерела теплової енергії до теплових пунктів та (або) розподільної теплової мережі.

2. Розподільна теплова мережа ‑ трубопроводи зі спорудами на них, які забезпечують транспортування теплоносія від центрального теплового пункту або магістральної теплової мережі або джерела теплової енергії до теплового вводу споживача.

3. Мережа гарячого водопостачання - комплекс трубопроводів (теплопроводів), обладнання та споруд, що забезпечують подачу гарячої води від теплового пункту або від джерела теплової енергії до вводу гарячої води споживача.

Тепловий пункт (ТП) ‑ розташований у відособленому приміщенні працездатний комплекс обладнання (пристроїв), який забезпечує приєднання пристроїв цього комплексу до магістральної теплової мережі та (за потреби) мережі холодного водопостачання, керування режимами теплоспоживання, трансформацію теплової енергії, регулювання параметрів теплоносія й розподіл теплової енергії за типами споживання (включно з підігрівом води) у розподільні мережі (опалення, гарячого водопостачання) та захист цих розподільних мереж від аварійного підвищення параметрів теплоносія.

Класифікація теплових пунктів:

1. Індивідуальний тепловий пункт (ІТП) ‑ для обслуговування одного споживача (будинку або його частин).

2. Центральний тепловий пункт (ЦТП) ‑ для обслуговування групи споживачів (будинків, промислових об'єктів).

Згідно [30], схема теплопостачання ‑ передпроєктний документ, у якому обґрунтовується економічна доцільність і господарська необхідність проектування й будівництва нових, розширення й реконструкції існуючих джерел теплової енергії і теплових мереж.

Схема теплопостачання затверджується місцевими органами виконавчої влади у встановленому порядку, періодичність її перегляду - п'ять років.

При розробленні схеми теплопостачання визначають потребу в тепловій енергії:

- для існуючої забудови населеного пункту та діючих промислових підприємств і організацій;

- для перспективної забудови житлових районів;

- для нового будівництва промислових підприємств.

Потребу в тепловій енергії визначають за видами теплоспоживання: на опалення, вентиляцію, гаряче водопостачання, технологічні потреби.

Вимоги до розроблення схем та систем теплопостачання міста (району) наведено у [53].

Класифікація схем теплових мереж за розташуванням джерел тепла та споживачів:

- радіальні – з радіальним прокладенням магістралей від джерела тепла до районів розташування споживачів. Такі мережі прості і дешеві, але у випадку аварії не можуть забезпечити живлення частини обслуговуваних ними абонентів;

- кільцеві – з прокладанням у район споживачів від джерела тепла двох магістралей, з’єднаних між собою в районі розташування споживачів. При такій схемі у кожну з двох віток мережі теплоносій може поступати з двох сторін, що досить важливо у випадку аварії, коли одна з ділянок мережі вимикається. Враховуючи, що система за такою схемою є дорожчою від радіальної, вона застосовується у випадках, коли не допускається навіть короткочасна перерва у подаванні води абонентам.

Системи опалення можуть приєднуватися до водяних тепломереж безпосередньо, а також через гідроелеватори або теплообмінники. На сьогодні гідроелеватори заборонені нормативами до використання у системах централізованого опалення будівель, оскільки не відповідають вимогам з ресурсозбереження та енергоефективності.

Теплопроводи повинні бути довговічні і надійні в роботі. Тому, при прокладанні потрібно забезпечити їх захист від корозії, добру теплоізоляцію, відсутність виникнення великих механічних напружень.

Прокладають теплопроводи підземним або надземним способом.

Підземне прокладання виконується у прохідних, напівпрохідних (доступних для обслуговування) і непрохідних каналах або без каналів (безканальне прокладання).

Тепломережі можна прокладати і в загальних колекторах разом з іншими комунікаціями, а також у технічних коридорах підвалів і технічних підпіллях будівель.

Надземне прокладання застосовується у випадках, коли важко здійснити підземне прокладання: при високому стоянні ґрунтових вод, над болотом чи рікою, над вічномерзлими ґрунтами, над яром. Також, надземне прокладання часто застосовується на територіях промислових підприємств, при споруджені теплових мереж за межами міста. Тоді труби прокладають на естакадах, щоглах, низьких опорах, під мостами, по стінах будівель ззовні або всередині них.

Безканальний спосіб прокладання найдешевший.

Найчастіше застосовують прокладання у непрохідних каналах, виконаних переважно із залізобетону.

У містах доцільніше прокладання теплопроводів у прохідних каналах разом з іншими комунікаціями.

Якість води для підживлення теплових мереж відкритих та закритих систем теплопостачання ‑ згідно з вимогами ГКД 34.20.507. Для закритих систем теплопостачання за наявності термічної деаерації допускається використання технічної води.

Максимальна температура мережної води, що повертається до котельних установок, як правило, 70 °С з урахуванням технічної характеристики котлів. ТП повинні забезпечувати температуру води у розподільних мережах від теплообмінника ТП до теплового вводу житлових будинків споживачів не більше 80 °С. Збільшення температури води у розподільних мережах від теплообмінника ТП до теплового вводу житлових будинків споживачів допускається за наявності затвердженого ТЕО [53].

При прокладанні теплопроводів для сприйняття температурних подовжень застосовують компенсатори або природні повороти труб.

Регулювання систем теплопостачання здійснюється для приведення у відповідність режимів теплоспоживання та режимів виробництва теплоти.

Центральне регулювання виконують на ТЕЦ або в котельні за переважним тепловим навантаженням, яке характерне для більшості споживачів.

Групове регулювання здійснюється в центральних теплових пунктах (ЦТП) для групи однорідних споживачів. В ЦТП підтримується потрібна температура та витрата теплоносія, який подається в розподільні або внутрішньоквартальні тепломережі.

Місцеве регулювання передбачається в індивідуальних теплових пунктах (ІТП) для додаткового корегування параметрів теплоносія з врахуванням місцевих факторів.

Індивідуальне регулювання здійснюється безпосередньо біля пристроїв, які споживають теплоту.

Теплонавантаження споживачів сучасних систем тепло-постачання неоднорідне не тільки за характером теплоспоживання, а і за параметрами теплоносія. Тому центральне регулювання відпуску теплоти доповнюється груповим, місцевим та індивідуальним і називається комбінованим регулюванням.

Комбіноване регулювання забезпечує найбільш повну відповідність між відпуском теплоти та фактичним теплоспоживанням.

За способом здійснення регулювання буває ручним та автоматичним.

Методи регулювання теплового навантаження:

- шляхом зміни температури теплоносія – якісне регулювання;

- шляхом зміни витрати теплоносія – кількісне регулювання;

- шляхом періодичного відключення систем - переривчасте регулювання;

- шляхом зміни поверхні теплообміну підігрівача.

Якісне регулювання здійснюється шляхом зміни температури при постійній витраті теплоносія, це найбільш розповсюджений вид центрального регулювання в водяних тепломережах.

Кількісне регулювання відпуску теплоти виконується шляхом зміни витрати теплоносія при його постійній температурі в подавальному трубопроводі.

Якісно-кількісне регулювання здійснюється шляхом сумісної одночасної зміни температури теплоносія в подавальному трубопроводі на джерелі теплоти та витрати теплоносія в теплових пунктах або витрати повітря у калориферах.

Переривчасте регулювання (перепустками) досягається періодичним відключенням системи теплопостачання, тобто пропусканням теплоти частками.

Центральне регулювання перепустками можливе тільки в теплових мережах з однорідним теплоспоживанням, яке допускає одночасні перерви в подачі теплоти.

В парових системах теплопостачання якісне регулювання неможливе, тому що зміна температур пари потребує значної зміни тисків.

Центральне регулювання парових систем виконується кількісним або переривчастим методом та доповнюється місцевим або індивідуальним кількісним регулюванням.

Режим регулювання водяних систем теплопостачання залежить від багатьох факторів, в основному від виду теплового навантаження та схеми теплових пунктів.

При однорідному тепловому навантаженні можливо обмежитись тільки центральним регулюванням.

Центральне регулювання теплового навантаження опалення використовують у системах теплопостачання з децентралізованим гарячим водопостачанням, в таких системах опалення є основним тепловим навантаженням. Тоді центральне регулювання здійснюється за теплоспоживанням на опалення будівель за різних температур зовнішнього повітря.

При різнорідному тепловому навантаженні (вимогах) споживачів, які підключені до однієї теплової мережі, потрібно змінювати центральне регулювання в різних діапазонах опалювального сезону, тобто – використовувати комбіноване регулювання.

Розрізняють також режими регулювання подачі тепла від тепломереж:

- центральне ‑ на ТЕЦ, в районній котельні, котельні на підприємстві, тобто в центрі приготування тепла;

- місцеве – на тепловому пункті (ТП, ІТП будівлі);

- індивідуальне – біля кожного опалювального приладу.

Індивідуальне регулювання – найбільш енергоефективніше, але і найдорожче бо вимагає затрат на пристрої автоматики регулювання тепла.

Для житлової забудови основними тепловими навантаженнями на тепломережі є: опалювальне, на гаряче водопостачання, вентиляційне.

Режим центрального якісного регулювання розробляється за характерним (найбільшим) тепловим навантаженням. У решті споживачів, із навантаженням, відмінним від характерного, здійснюється дорегулювання за допомогою місцевого чи індивідуального регулювання.

Режим центрального якісного регулювання тепломереж житлової зони розробляється зазвичай за опалювальним навантаженням (оскільки воно найбільше) із урахуванням навантаження гарячого водопостачання. Відповідно, для промислових підприємств найчастіше – за вентиляційним навантаженням.

Для розробки режиму центрального якісного регулювання будуються графік температур теплоносія в залежності від температур зовнішнього повітря та сумарний графік годинної витрати тепла [26-30, 53], за якими визначаються розрахункові витрати теплоносія.

Теплові мережі не повинні проходити по території цвинтарів, смітників, скотомогильників, місць поховання радіоактивних відходів, землеробних полів зрошування, полів фільтрації та інших ділянок, що представляють загрозу хімічного, біологічного та радіоактивного забруднення теплоносія; не повинні проходити через території дитячих ігрових і спортивних майданчиків та пішохідні доріжки і садово-паркову зону лікувальних закладів [50]. Також, діють обмеження на прокладання тепломереж біля та по будівлях та спорудах [53].

5.3. Конструювання систем опалення

Основні конструктивні елементи та класифікаційні ознаки систем опалення розглядались у попередній лекції. Тому, розглянемо детальніше правила конструювання систем опалення будівель, які ґрунтуються на їх основних класифікаційних ознаках, що наведені нижче. Отже, розрізняють системи опалення будівель та споруд:

- за радіусом дії: місцеві; центральні;

- за видом теплоносія: водяні; парові; повітряні; комбіновані;

- за циркуляцією теплоносія у циркуляційних кільцях:

природньою; примусовою;

- за схемою: однотрубні; двотрубні;

- за розташуванням внутрішніх гарячих магістралей:

з верхнім і нижнім розведенням; горизонтальні і вертикальні;

- за напрямком руху води в подавальній і зворотній магістралях:

тупикові; з супутнім рухом теплоносія;

- за видом переважаючої тепловіддачі опалювальних приладів:

конвективні (конвекцією); променеві (випромінюванням);

- за способом розташування опалювальних приладів:

- зовнішнє (біля стін, підвіконників і т.п.);

- внутрішнє (підлогове, стінове, панельне).;

- за способом прокладання трубопроводів:

- відкритого прокладання (по поверхням стін та інших огороджувальних конструкціях);

- схованого прокладання (в стінах, підлозі, перекриттях).

Пристрої для перекриття стояків (вентилі, засувки, крани та ін.) встановлюються у верхній та нижній частині стояка, для можливості його відключення при ремонті, запуску системи.

Арматура для енергоефективного регулювання роботи системи опалення є обов'язковою, згідно [52] встановлюється на магістралях, стояках, опалювальних приладах (детальніше – у [31, 32]). Генератор тепла (котел) обов'язково приєднується до системи через арматуру, для можливості його відключення. В нижній частині системи передбачається арматура для зливання теплоносія з системи.

Розширювальний бак (у системах з природньою циркуляцією) встановлюється над котлом.

Для запобігання сирості стін стояки бажано прокладати в утворених зовнішніми стінами кутах або якнайближче до них.

Проходи труб через стіни, перекриття і. перегородки виконують у металевих гільзах із зазором для врахування зміни розмірів труб (довжини, діаметра) від коливань температури води. У будівельних конструкціях (отворах і борознах) трубопроводи розташовують за рекомендаціями [1, 6-8, 11, 12, 26-28, 52].

Нормативні вимоги до прокладання трубопроводів систем опалення та розташування опалювальних приладів наведено у [52]. На планах системи опалення вказуються прив'язки осей трубопроводів до перекриттів, стін і колон будівлі для визначення довжин трубопроводів при гідравлічному розрахунку та для виконання монтажних робіт.

У пояснювальній записці до проєкту системи опалення вказується назва елементів системи (трубопроводів, приладів, арматури, обладнання) за відповідними ДСТУ.

При конструюванні системи у ній поєднуються такі матеріали (труб, приладів, арматури тощо), які не пришвидшують корозії елементів або, принаймні, зменшують її прогресування. Так, узгоджуються сталь-чавун, пластмаса-метал. Безпосередній контакт міді як каталізатора електрохімічної корозії зі сталлю, цинком усувається (для значного зменшення швидкості корозії) ізолюючими прокладками, бронзовими чи латунними перехідниками. Мідь з алюмінієм навіть в одній системі вважаються небажаними.

При прокладанні подавальних і зворотних магістралей ухили трубопроводів направляються у бік водопропускних, а підйоми - у бік повітровидальних пристроїв.

Подавальна магістраль на горищі прокладається на відстані 1 м від внутрішньої поверхні стін, а зворотня – на відстані 110 мм від стін підвалу чи підпільного каналу.

Відкриті ділянки трубопроводів у неопалюваних приміщеннях (горищі, підвалі) теплоізолюються. Для забезпечення енергозбереження при роботі системи, трубопроводи з арматурою повинні утеплюватись згідно вимог [52].

Повітрозбирачі в системах з примусовою циркуляцією води встановлюють, як правило, у найвищих точках системи.

У системах з нижнім розведенням для виведення повітря також використовують повітряні крани у верхніх нагрівальних приладах, спеціальну повітровідвідну систему. Горизонтальні розвідні магістральні трубопроводи (гарячої, охолодженої води) прокладають з підйомом (похил 0,002-0,005) до крайніх стояків (останніх за напрямком руху гарячої води). В системах з природною циркуляцією води похил збільшується до 0,005-0,01. Трубопроводи діаметром >50 мм у системах з примусовою циркуляцією допускається прокладати горизонтально без похилу.

При монтажі стояків центрального опалення двотрубних систем подавальний стояк завжди монтують справа від зворотнього (при погляді на них з боку приміщення), зазвичай на відстані 80±5 мм.

Компенсатори лінійних подовжень бажано встановлювати на горизонтальних ділянках трубопроводів.

5.4. Особливості використання водяних систем опалення

Системи водяного опалення є найбільш поширеними у будівлях, враховуючи житлові будинки. Нижче викладені загальні рекомендації до конструювання цих систем з урахуванням їх переваг та недоліків.

Техніко-економічні показники систем водяного, парового, пічного, повітряного опалення детально викладено у [1, 11, 12, 26-28, 31, 32 та ін.].

Системи з природньою циркуляцією можуть використовуватись у будинках невеликих розмірів, з радіусом дії до 30 м, з висотою розташування середини найнижчого опалювального приладу відносно середини котла не меншою 3 м. У внутрішньоквартирній системі прилад і котел допускається розташовувати на одному рівні, завдяки сильнішому охолодженню води у трубопроводах.

Як правило, використовують системи з примусовою (штучною) циркуляцією, які завдяки створюваному насосом великому циркуляційному тиску мають значно менші діаметри труб (у 3...4 рази) і більші радіуси дії.

У сучасних будівлях переважають вертикальні системи з примусовою (штучною) циркуляцією води.

Вибір верхнього чи нижнього розведення гарячих магістралей залежить від наявності, планувально-об'ємних та теплоізоляційних характеристик підвалу, горища будівлі, її розмірів та форми (кількості поверхів, співвідношення висоти, довжини та ширини), призначення (готель, гуртожиток, житловий будинок, цех, склад і т.д.). У більшості випадків перевага надається нижньому розведенню.

В системах з примусовою циркуляцією доцільніше застосовувати попутній рух гарячої і охолодженої води. Такі системи у порівнянні з тупиковими мають дещо більшу загальну довжину трубопроводів, але краще врівноважені циркуляційні кільця і відповідно рівномірніше прогрівання усіх приладів.

Добрі техніко-економічні показники у однотрубних систем (біля 5,..13 % економії на довжині, масі труб та на трудозатратах монтажу у порівнянні з двотрубними). В експлуатації вони гідравлічностійкі. Рекомендується використовувати у будівлях більше 3-ох поверхів.

Двотрубні системи з верхнім розведенням рекомендується використовувати у будівлях до трьох поверхів включно, з нижнім розведенням – для вищих будівель.

Двотрубні системи забезпечують подачу води однакової температури до приладів на кожному поверсі без попереднього регулювання потоку кранами (необхідного у однотрубних системах). У зв'язку з цим, їх вигідно експлуатувати при потребі поквартирного обліку тепла системи (встановлення теплових лічильників), в тому числі у перспективі реконструкції існуючих систем. Розрахункова поверхня приладів даної системи виходить дещо меншою, ніж у однотрубній системі,

Двотрубні системи з нижнім розведенням гідравлічно стійкіші від двотрубних з верхнім розведенням.

Одними з найбільш індустріально і економічно вигідних є однотрубні системи з нижнім розведенням з одностороннім приєднанням приладів і з триходовими кранами. Однак, не завжди враховуються нормативні вимоги комфорту: при індустріальній технології конструювання (тобто, з максимальною уніфікацією вузлів та деталей для швидкого монтажу, ремонту системи) вертикальні стояки прокладаються на відстані 150 мм від краю віконного проміжку зі стандартною довжиною 350 мм відгалужень (підведень) до нагрівальних приладів. Нагрівальні прилади зміщують від осі вікна у бік стояка.

Для рівномірного обігріву холодного повітря, що поступає від вікон, довжина приладів під вікнами згідно [52] повинна бути не менше 75 % довжини підвіконника.

Сучасні пристрої енергоефективного регулювання систем опалення [31, 32 та ін.] дозволяють економити теплоенергію, однак здорожчують вартість, монтаж та експлуатацію цих систем [72, 74].