Инженерные сети - это то, По чему транспортируется к потребителю вода, топливо, электричество или отводятся стоки, отработанные газы или вода.

В понятие инженерных систем и сетей входят: водоснабжение, водоочистка, канализация, отопление; энергоснабжение; вентиляция и кондиционирование воздуха; газоснабжение; пожарная и охранная сигнализация, контроль доступа в помещения; система связи; наружное освещение; система клининга; управление лифтами.

От бесперебойной и слаженной работы всех систем зависит, насколько удобно будет жить или работать в здании.

Монтаж инженерных систем невозможен без профессионального подхода обязательно высококвалифицированных специалистов в области инженерных сетей, поскольку созданные системы должны отвечать требованиям эффективности, надежности и долговечности. При проектировании любой инженерной системы приходится учитывать множество условий: схема системы, ее правильный расчет и монтаж, качество комплектующих, грамотная эксплуатация и своевременное техническое обслуживание.

При выполнении работ по проектированию инженерных систем учитываются все нюансы, связанные с привязкой оборудования к конкретному помещению и существующим системам, с порядком и правилами прокладки электросетей, а также все вопросы, связанные с проведением монтажных и пуско-наладочных работ.

От бесперебойной и слаженной работы всех систем зависит, насколько удобно будет жить или работать в здании.

 

 

I.
РАЗДЕЛ. ОТОПЛЕНИЕ.

 

Одной из важнейших составляющих инженерного обеспечения является отопление.

Отопле́ние — искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и/или требованиям технологического процесса. Под отоплением понимают также устройства и системы, выполняющие эту функцию.

Важно знать, что хорошим показателем работы системы отопления является способность системы поддерживать комфортную температуру в доме при температуре теплоносителя низкой настолько, насколько это возможно, тем самым затраты на эксплуатацию системы отопления сводятся к минимуму.

Различные коммуникации в жизни современных людей играют важную роль, но обогрев жилища должен обеспечиваться в обязательном порядке. Если речь идет о северных регионах, то для создания оптимального микроклимата потребуются качественные приборы. Также необходимо узнать, какие виды отопления бывают вообще. Основным показателем работоспособности системы является возможность поддерживать комфортную температуру в помещениях.

Искусственный обогрев домов и квартир производится для компенсации тепловых потерь, происходящих при понижении температуры окружающего воздуха. Для комфортного проживания потребуются специальные устройства, способные выполнить данную задачу. Однако конечная комплектация оборудования будет зависеть от выбранного способа добычи тепла, а также от теплоизоляции жилого пространства.

 

Все отопительные системы, с использованием теплоносителя, делятся на:

ü
системы отопления с естественной циркуляцией (гравитационная система), т.е. движение теплоносителя внутри замкнутой системы возникает за счет разницы веса горячего теплоносителя в подающей трубе (вертикальном стояке большого диаметра) и холодного — после остывания в приборах и обратном трубопроводе.

ü
система отопления с принудительной циркуляцией основана на действии насоса, который заставляет двигаться теплоноситель, преодолевая сопротивление в трубах. Такой насос называется циркуляционным и позволяет отапливать большое количество помещений с разветвленной системы труб и радиаторов, когда разница температур на входе и выходе не обеспечивает достаточную силу теплоносителю, чтобы преодолеть всю сеть. К необходимому оборудованию, используемому при этой системе отопления, стоит отнести расширительный мембранный бак, циркуляционный насос, группу безопасности.

1. Основные типы систем отопления.

1.1 Водяные системы обогрева (Коллекторные системы отопления)

1.2 Воздушное отопление

1.3 Инфракрасное излучение

1.4 Огневоздушный обогрев

1.1. Водяные системы обогрева (Коллекторные системы отопления)

Данный вариант подразумевает использование жидкого теплоносителя в качестве основного источника тепла. Он нагревается до нужной температуры и циркулирует по трубопроводам, которые могут быть выполнены по разным схемам. Передачу тепла помогают обеспечить радиаторы, регистры и конвекторы.

Виды труб для отопления при таком варианте могут отличаться в зависимости от материала изготовления.

Полипропиленовые отопительные трубы являются новинкой на строительном рынке, но за небольшой промежуток времени стали популярными. Даже при замерзании жидкости внутри целостность изделия сохраняется, так как материал способен расширяться и сжиматься при изменениях температуры.

Металлопластиковые аналоги — область применения - системы водоснабжения, включая питьевое, радиаторного, напольного, настенного, потолочного отопления, подогрева открытых площадок, водяного охлаждения. Кроме транспортировки воды, незамерзающих гликолевых теплоносителей, допускается использование данной металлопластиковой трубы в составе трубопроводов иных сред, неагрессивных к примененным материалам. Друг с другом соединяются при помощи специальных фитингов, которые можно зафиксировать своими руками. Надежность отдельных элементов обеспечивается благодаря пятислойной структуре. Сами крепления на стыках могут быть неразъемными, компрессионными или резьбовыми.

Трубы из сшитого полиэтилена - материалом труб PEX служит полиэтилен высокой плотности, подвергнутый сшивке силановым способом (PEX-a или b). Возникновение объемных связей между молекулами повышает термическую стойкость и прочность полимера. Трубы из сшитого полиэтилена обладают малым гидравлическим сопротивлением, не подвержены коррозии, зарастанию, инертны химически и электрически, обладают упругостью, температурной памятью, не разрушаются при замерзании воды.

Снаружи PEX-трубы покрыты слоем этиленвинилола (EVOH), предотвращающим диффузию молекул кислорода.

Основное применение – водяной теплый пол, теплые стены, обогрев открытых площадок, квартирные трубопроводы водоснабжения и отопления.

Стальные трубы соединяют приборы, аккумулирующие тепло, во многих квартирах и частных домах. Высококачественная сталь – основное сырье для производства. Потребителей привлекает невысокая цена, а также низкий коэффициент температурного расширения.

Чугунные изделия всегда славились низкой стоимостью и неплохой механической устойчивостью. Они соединяются фасонными частями, поэтому требуют использования хорошей пакли, которая при этом не будет иметь посторонних примесей.

Медные изделия в основном используются, когда необходимо добиться длительного срока службы. В этом плане подобные элементы вряд ли сможет превзойти какой-либо другой материал. Однако при приобретении придется распрощаться с серьезной денежной суммой. На фото показаны медные трубы разных диаметров.

Примечание! Для обеспечения циркуляции жидкости вполне подходят все перечисленные виды: отопление в таком замкнутом контуре все равно получится надежным. Названы лишь основные варианты.

 

На фото показаны полипропиленовые трубы.

 

На фото показаны металлопластиковые трубы.

 

На фото показаны трубы из сшитого полиэтилена.

 

 

На фото показаны стальные трубы.

 

На фото показаны чугунные трубы (для отопления).

 

На фото показаны медные трубы.

 

1.1.1. Коллекторные системы отопления.

Коллектор, это металлическая гребенка с выводами для подключения труб и приборов. Коллекторная система отопления является двухтрубной. Через одну гребенку подается горячая вода, а к другой — подключаются трубы, собирающие остывшую воду (обратку).

Эта система отопления работает следующим образом. Вода от источника отопления поступает в подающую гребенку (распределительный коллектор подачи), а оттуда по трубам доносит тепло к каждому радиатору и напольному отоплению. Остывшая вода из радиаторов через обратную гребенку (коллектор обратки) поступает обратно в отопительный котел.

В коллекторной системе отопления имеется закрытый расширительный бак ициркуляционный насос, который движет теплоноситель. Минимальный объем расширительного бака равен не менее 10% суммарного объема всех отопительных приборов. Насос устанавливается на любом из трубопроводов, идущих к коллекторам.

Коллекторы устанавливаются в специальные шкафы, которые монтируют в нишах стен или в отдельном помещении. Шкафы коллекторов должны располагаться примерно на одинаковом расстоянии от каждого отопительного прибора. Трубы могут подводиться к радиаторам сверху, с боку и снизу. Наибольшее распространение получила нижняя подводка труб к радиаторам. Этот вариант дает наилучшую возможность скрыть трубы в полу. На каждую гидравлическую цепь, идущую от коллектора, устанавливается запорная арматура, что дает возможность отключать любой радиатор, не нарушая работу отопительной системы. На каждый радиатор устанавливают кран для выпуска накопившегося воздуха - кран Маевского, или же на коллектор — воздуховыпускные клапаны. Также на коллектор могут быть установлены счетчики тепла и водосливные краны.

Каждая гидравлическая цепь, размещенная после коллекторов, является самостоятельной системой. Это дало возможность создания теплых полов. Это полы, в конструкции которых укладываются трубы параллельно или в виде спиралей, которые обогревают поверхность пола. Трубы укладывают на теплоизоляционную прокладку, подключают к коллектору и после проверки герметичности трубопроводов заливают их бетоном. Высота стяжки не должна превышать 7 см. Шаг укладки и диаметр труб определяется расчетом. Длина одного отопительной спирали не должна превышать 90 м. В основном для теплого пола применяются металлопластиковые трубы, которые легко принимают любую кривизну.

При работе отопления теплого пола понижение температуры происходит по высоте помещения, а при установке радиаторов — наоборот, чем выше, тем теплее.

 

1.1.2. Радиаторные системы водяного отопления.

 

Большая часть (порядка 90%) систем отопления – это водяное отопление. И в первую очередь, это радиаторное отопление.

Радиаторное отопление проверено временем, при грамотно выполненном монтаже надёжно, эффективно. К тому же, этот вид отопления возможно сделать собственными руками у себя дома, на даче, в гараже… не имея даже большого опыта.

Минус радиаторного отопления - неравномерный прогрев помещения по высоте:

 

Системы водяного отопления с естественной (гравитационной) циркуляцией имеют ограниченную область применения. Их используют, как правило, для отопления квартир или отдельных малоэтажных зданий. Возможно использование этих систем в зданиях, где недопустимы вибрация и шум. В системах с естественной циркуляцией предпочтение отдается верхней разводке подающих магистралей и, по возможности, большей разнице отметок между термоблоком и нагревательными приборами, потому как движущей силой здесь является плотность горячей и обратной воды.

 

а – гравитационная система;

б – насосная система

1 – котел;

2 – расширительный бак;

3 – радиатор;

4 – подпиточный водопровод;

5 – циркуляционный насос;

6 – воздухосборное устройство

Необходимо иметь в виду, что здание, оснащенное гравитационной системой, всегда предполагает наличие расширительного бака, расположенного в верхней части здания (выше магистральных трубопроводов).

Водяное отопление с искусственным побуждением теплоносителя – насосное отопление – получило наиболее широкое распространение.

При централизованном теплоснабжении можно рассматривать три способа присоединения систем отопления к наружным теплопроводам. При этом все системы являются насосными, даже если насос непосредственно не устанавливается в отапливаемом здании. В таком случае в систему вода подается установками централизованного теплоснабжения.

Независимая (закрытая) схема присоединения системы насосного водяного отопления в известном смысле близка к схемам местного теплоснабжения. Котлы здесь заменяются водо-водяными теплообменниками. Часто саму систему заполняют деаэрированной водой или водой с добавками, исключающими коррозию трубопроводов. В таких системах используется либо высокое давление в сети теплоснабжения, либо специальный циркуляционный насос. Сама система, естественно, насосная.

1 – циркуляционный насос;

2 – подпиточный насос;

3 – теплообменник;

4 – расширительный бак;

5 – радиатор;

6 – подающий трубопровод;

7 – обратный трубопровод;

8 – смесительное устройство

 

При независимой схеме создаются независимые местный тепловой и гидравлический режимы отопительной системы. Первичная вода после теплообменников должна иметь значение температуры (t_r), допустимое в отопительной системе. Температура же обратной воды в расчетном режиме не должна быть ниже 70°С.

Преимуществом независимой системы, кроме обеспечения индивидуальных гидравлического и теплового режимов, является возможность циркуляции воды (на некоторое время) для сохранения более или менее приемлемого теплового режима при авариях в наружных трубопроводах. Кроме того, такие системы отопления служат дольше, чем системы с местной котельной, вследствие уменьшения коррозионной активности воды. Заметим также, что и местные насосные системы (на одно здание) также могут иметь добавки к воде, гарантирующие замедление коррозии трубопроводов. Примерами могут служить отопительные системы Мраморного и Строгановского дворцов в Санкт-Петербурге.

Зависимая (открытая) схема присоединения системы отопления со смешиванием сетевой и обратной из системы отопления воды (рис. 2б) проще по конструкции и в обслуживании. Ее первоначальная стоимость, соответственно, ниже независимой системы (благодаря исключению таких элементов, как теплообменники, расширительный бак, насосы). Однако это в самом здании, но все эти элементы и их функции необходимо переносить в центр приготовления теплоты. Поэтому судить о стоимости отопительной системы, ориентируясь только на то, что мы имеем в самом здании, не всегда правильно.

Смешивание обратной воды из системы отопления с высокотемпературной водой из наружного подающего трубопровода осуществляют при помощи смесительного аппарата – насоса или водоструйного элеватора. Следует отметить, что насосная смесительная установка имеет ряд преимуществ перед элеваторной: во-первых, ее КПД выше; во-вторых, в случае аварии наружных тепловых сетей возможно, как и при независимой схеме, сохранение циркуляции воды в системе отопления, изменение температуры которой достаточно инерционно. Смесительный насос можно применять в системах отопления со значительным гидравлическим сопротивлением, тогда как при использовании элеваторной установки потери давления в системе отопления должны быть сравнительно небольшими.

Несмотря на все их недостатки, элеваторные вводные узлы получили наибольшее распространение благодаря их кажущейся дешевизне и простоте. Здесь имеет значение их относительная безотказность и сравнительно низкий уровень шума при эксплуатации.

Однако, как правило, при элеваторном вводе с отоплением компонуется и система горячего водоснабжения, которая не только невозвратно расходует деаэрированную воду, но и приводит к длительному отключению систем горячего водоснабжения, что не только приносит неудобство пользователям, но и является причиной ускоренного старения систем подачи горячей воды.

Прямоточная схема присоединения системы отопления (рис. 2в) к наружным трубопроводам наиболее проста и по конструкции, и по обслуживанию. Такая система имеет место при условии, что температура поступающей воды не выше допустимой в отопительной системе. Подобное положение обычно бывает при обслуживании одной небольшой котельной ряда соседних зданий. Недостатками такой системы являются ограниченность местного регулирования и зависимость теплового режима ряда зданий от так называемой «обезличенной» температуры воды в подающем наружном трубопроводе.

 

1.1.3. ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ.

 

Вначале обратим внимание на местную или автономную систему отопления, используемую по большей части в частном секторе и в редких случаях (в виде исключения) в многоэтажных строениях. В таких случаях котельная расположена непосредственно в самом здании или возле него, что позволяет производить корректную регулировку температуры теплоносителя. Но цена автономии достаточно высока, поэтому легче построить ТЭЦ или одну мощную котельную, чтобы отопить ней целый жилой район. Теплоноситель из центра по магистральным трубам подаётся тепловые пункты, откуда уже распределяется по квартирам. Таким образом, на ТП можно производить дополнительную регулировку подачи теплоносителя при помощи циркуляционных насосов, то есть, такая принцип подачи называется независимым.

 

Существуют также зависимые системы отопления, это когда теплоноситель поступает в квартирные радиаторы непосредственно с ТЭЦ или котельной, без дополнительного распределения. Но температура воды не зависит от того, есть ли распределительные пункты или их нет. Такие узлы в основном служат чем-то вроде дополнительного циркуляционного насоса в
автономной системе отопления.

 

1.2. Воздушное отопление.

 

В настоящее время воздушное отопление с успехом применяется для обогрева промышленных, торговых и складских помещений большого объема. Основным достоинством при этом является отсутствие в системе жидкого теплоносителя - воды. Таким образом, система полностью защищена от протечек, разморозки, коррозии. Затраты на обустройство и эксплуатацию системы воздушного отопления, как правило, существенно ниже, чем аналогичные затраты для водяной системы. В качестве источника нагретого воздуха в современных системах воздушного отопления применяют калориферы или теплогенераторы. Существует две системы воздушного отопления: центральная и зональная^[3]. Центральная система реализуется на базе установки, забирающей наружный воздух, фильтра и газовой горелки, которые очищают и нагревают воздух, прежде чем вентилятор подаст его в систему воздуховодов. Главный недостаток такой системы заключается именно в наличии воздуховодов, распределяющих по дому одинаковое количество нагретого воздуха с одинаковой температурой. Отсутствует регулировка температуры по помещениям! Зональная система воздушного отопления. Отопительные приборы (каждому из которых поручена забота о конкретной комнате) замеряют температуру в помещении – и регулируют её значение до заданных параметров, затрачивая ровно столько мощности, сколько необходимо, ни больше ни меньше. Зональное отопление реагирует строго по ситуации. Реализуется такая система на базе газовых конвекторов, устанавливаемых в каждой комнате, имеющих закрытую камеру сгорания (никаких выбросов продуктов сгорания внутри помещения). Может реализоваться покомнатно, поэтажно. Не имеет системы воздуховодов, только подведённую к конвектору газовую трубу.

К воздушному отоплению можно отнести электрические системы с электрическими конвекторами отопления.

 

Удобные и комфортабельные, для их запуска достаточно включить вилку в розетку и через час вы сможете почувствовать себя в тепле и комфорте.

 

1.3 Инфракрасное излучение.

 

Обогрев осуществляется благодаря специальным излучателям. Инфракрасное отопление может применяться в качестве основного или дополнительного источника тепла. Прочие виды системы отопления не смогут обеспечить качественный обогрев открытых пространств, как это способен сделать подобный излучатель. В чем преимущество этих изделий? Во-первых, они не сушат воздух и не сжигают кислород, а также не образуют никаких продуктов горения. Во-вторых, данные источники тепла функционируют обычно всего лишь 5-20 минут в час, осуществляя быстрый и равномерный прогрев. И, в-третьих, приборы такого типа позволяют экономить около пятидесяти процентов электрической энергии.

Диапазон действия приборов инфракрасного излучения.

 

1.4 Огневоздушный обогрев

До этого были представлены современные виды автономного отопления, но к отдельному типу получения тепла для помещений можно отнести огневоздушный способ поддержания нужной температуры в жилище. Источником является пневматическая печь, состоящая из камеры для нагрева воздуха, топки и горнила.