Файл: Ударственный университет транспорта а. Б. Невзорова теплогазоснабжение, отопление и вентиляция.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 116
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Значения эмпирических показателей Тип прибора Схема присоединения прибора Расход теплоносителя, кг/ч
n
p Чугунные и алюминиевые
Сверху−вниз До 50 Более 50 0,3 0,02 0,00
105 радиаторы Стальной панельный радиатор
Снизу−вниз До 100 Более 100 0,15 0,08 0,00
Снизу−вверх До 60 Более 60 0,25 0,12 0,04
Конвектор настенный с кожухом Любая До 90 Более 90 0,3 0,18 0,07
Конвектор настенный без кожуха Любая
–
0,2 0,3 Труба отопительная чугунная
–
–
0,25 0,07 Приборы из гладких труб
0,25 0,00 8 По требуемой величине Q
пр.ном подбирается по каталогам производителей отопительный прибор, номинальный тепловой поток которого ном может быть меньше требуемого не более чем на 5 % или на 60 Вт. Для секционных отопительных приборов требуемое минимальное число секций
N = Q
пр.ном
/ ном, (49) где ном – номинальный тепловой поток одной секции радиатора, принимаемый по каталогу производителя, Вт/секц. По второму варианту подбор отопительных приборов (их число и тип) производят на основе подсчета теплопотерь помещений. Поскольку площадь теплоотдающей поверхности зависит от принятого вида прибора, его расположения в помещении и схемы присоединения к трубам (те. ряда дополнительных факторов, то определять требуемую площадь следует по формуле
ðàñ÷
ï ð
ñð
â
,
(
)
Q
F
k t
t
=
−
(50) где Q
расч
– потери тепла помещениями при расчетной максимальной нагрузке, Вт
k – коэффициент теплопередачи от прибора к окружающему воздуху, Вт/(м
2
С);
– поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно охлаждение воды в подводящих стояках,
2
способ установки прибора (
3 от 0,9 до 1,3), способ
106 подводки воды (
3
от 0,5 дои число секций в приборе (
4 от 1,035 до 0,96). После определения расчётной площади поверхности прибора проектировщики обычно по каталогу подбирают ближайший торговый его размер (число секций или марка панельного радиатора, длина конвектора, ребристой или гладкой трубы. Расчетное число секций редко получается целым, поэтому его необходимо округлять в большую сторону до целого. В группировке прибора принимают к установке ближайшее большее число секций. Расчет отопительных приборов сводится в таблицу (таблица 15). Таблица 15 – Расчет нагревательных приборов Номер помещения Наи м
ен ов ан ие помещения Теп ло потери Сре дн яя температура теплоносителя Температура помещения Тип нагревательного прибора Коэффициент теплопередачи Пов ер хн ость нагрева Количеств осе кц ий
Гр уп пи ро вк асе кц ий в
О
П
С точки зрения потребителя радиатор водяного отопления имеет две важные характеристики – тепловую мощность и рабочее давление теплоносителя в сети. Для определения нужной мощности следует умножить площадь помещения (в м) на 100 Вт. Если окна оборудованы хорошими стеклопакетами, полученную величину умножьте на 0,8, если комната угловая, используйте коэффициент 1,3. Рабочее давление в тепловой сети узнают в котельной или у сантехнического персонала, обслуживающего наружные сети. По третьему варианту подбор приборов отопления проводится по эмпирическим данным. Но он может быть рекомендован только для ориентировочных расчетов. При проектировании зданий массовой застройки не применяется. Для климата, характерного для Беларуси, излучаемая мощность отопительного прибора данной конструкции берется из расчета
1 кВт нам общей площади помещения (при условии, что
107 высота потолка в квартире не превышает трех метров. Данная мощность позволяет нагревать жилье до +18–20 С при максимально низкой температуре за окном. Кроме того, расчет отопительных приборов учитывает, что радиаторы устанавливаются непосредственно под окнами и сразу нагревают стекающий вниз холодный воздух. На алюминиевые радиаторы отопления расчет мощности берется из условия, что мощность одной секции радиатора составляет в среднем от
150 до 200 Вт (при высоте секции 0,6 м. Значит, для полного обогрева комнаты площадью 20 м потребуется (20 : 10) 1 кВт = 2 кВт отопительной мощности. Расчет количества секций радиатора отопления производится посредством простого деления. При минимальной нагрузке на радиатор число секций 2000 ватт : 150 Вт / 1 секцию = 13,4 секции
(1 кВт = 1000 Вт. Принимаем к установке 14 секций. При максимальной нагрузке 2000 Вт : 200 Вт / 1 секцию =
= 10 секций. Следовательно, алюминиевый радиатор высотой 600 мм в данном помещении должен быть оборудован 14 секциями, которые обеспечат комфортные условия проживания при отрицательных температурах наружного воздуха. В угловом помещении расчет приборов отопления должен учитывать потерю теплоты на дополнительное выхолаживание воздуха от контакта с переохлажденными стенами, поэтому число секций радиатора при этих условиях следует увеличить на 1-2 штуки. Данный пример расчета количества секций отопительных приборов точен при наличии в квартире деревянных окон, не оборудованных стеклопакетами. Если учесть, что наличие стеклопакета почти на четверть снижает потери теплоты через оконные неплотности и охлажденные стекла, поэтому и количество секций можно уменьшить пропорционально.
5.6 Основные типы приборных узлов и способы их подключения Присоединение труб к отопительным приборам может быть с противоположных сторон (разностороннее) и с одной стороны
108 одностороннее) (рисунок 28*). В зависимости от способа присоединения отопительного прибора к стоякам может изменяться их мощность теплоотдачи. Тепловой поток вертикальных приборов зависит от расположения мест подачи и отвода из них теплоносителя воды. Теплопередача возрастает при подаче теплоносителя воды в верхнюю часть и отводе воды из нижней части прибора (направление движения сверху
– вниз) и понижается при направлении движения снизу – вверх. При установке отопительных приборов в несколько ярусов по высоте радиаторов, конвекторов, гладких трубили ребристых труб) рекомендуется обеспечивать последовательное движение теплоносителя сверху – вниз (из верхнего яруса в нижние. Рисунок 28* – Изменение мощности теплоотдачи отопительных приборов в зависимости от способа присоединения к ним труб После того как выбраны класс, вид и модель отопительных приборов, необходимо определить их схему присоединения к стоякам системы отопления, которые делятся на двухтрубные и однотрубные (рисунок 29).
t
г
t
о
t
г
t
о го
t
г
t
о
t
о
t
г
t
г
t
о
t
о
t
г
t
о
t
г
109
Двухтрубная
Однотрубная Рисунок 29 – Общие схемы присоединения ОП к стоякам системы отопления В двухтрубной системе теплоноситель подаётся по одной трубе подающий стояка отводится подругой (обратный стояк. Отопительные приборы подключаются к стоякам параллельно и работают в одинаковых условиях. Поэтому температура теплоносителя г, входящего в приборы на всех этажах здания, одинакова. Такая схема отопления существует в малоэтажных зданиях старой постройки, в коттеджах ив современных домах, а также широко используется за рубежом. В однотрубных системах отопления отопительные приборы присоединяются к одной трубе (стояку) так, что горячая вода подается последовательно в отопительные приборы, установленные на этажах, и отводится от них по той же трубе. Отопительные приборы подключаются к стояку последовательно. Поэтому температура теплоносителя, входящего в каждый следующий прибор, снижается. Такая схема часто применяется в Беларуси и России и реже – за рубежом. На рисунке 30 изображены основные приборные узлы трех типов с односторонним присоединением теплопроводов к приборам, применяемые в вертикальных однотрубных системах водяного отопления, и приборный узел, используемый в двухтрубных системах водяного и парового отопления.
110 В приборном узле первого типа отсутствует кран для регулирования теплоносителя, поэтому он называется проточным Следовательно, стояк с таким присоединением нагревательных приборов также будет называться проточным. Проточные приборные узлы характеризуются тем, что расход теплоносителя в каждом приборе стояка равен его расходу в стояке в целом. В приборах второго типа на подводках со стороны теплоносителя помещаются проходные регулирующие краны КРП. В этом случае на стояке около прибора делают замыкающие участки, располагаемые по оси стояка, тогда это узел с осевым замыкающим участком. Либо участок смещен по отношению оси стояка и называется со смещенным замыкающим участком. Для приборных узлов с замыкающим участками характерно, что расход теплоносителя в приборах всегда меньше общего расхода теплоносителя в стояках, а расход теплоносителя в замыкающих участках может возрастать до максимального по мере закрывания регулирования) крана КРП. Приборные узлы третьего типа с трехходовыми регулировочными кранами КРТ и обходными участками (осевыми или смещенными) Рисунок 30 – Типы приборных узлов с односторонним присоединением:
а – проточный б – с замыкающими участками (осевые и смещенные в – проточно-регулируемые; г – двухтрубные – отопительные приборы 2 – однотрубные стояки 3 – осевой замыкающий участок
4 – осевой обходной участок 5 и 6 – подающий и обратный теплопроводы
7 – смещенный обходной участок 8 – смещенный замыкающий участок а) б) в) г)
КРТ
КРП
КРД
КРТ
КРП
2 1 2 1 2 1 6 5 1 7 1 1
2 2
8 3
111 носят название проточно-регулируемых. Их особенностью является обеспечение полного протекания теплоносителя из стояка в каждый отопительный прибор как в проточном стояке. Вместе стем, в процессе эксплуатации можно уменьшить расход теплоносителя в каждом отдельном отопительном приборе, как в узлах с замыкающими участками, перепуская теплоноситель через обходной участок при помощи крана КРТ, или полностью отключить прибор. В приборных узлах двухтрубных стояках водяного отопления каждый отопительный прибор присоединяют отдельно к подающей и обратной трубам. По подающему теплопроводу подводится горячий теплоноситель, по обратному – отводится охлажденный. Для регулировки количества теплоносителя используют краны КРД. Одностороннее присоединение, чаще используемое на практике, обеспечивает по сравнению с разносторонним меньший расход труби большие возможности для унификации приборных узлов. Однако при этом снижается КПД, увеличивается площадь отопительных приборов и, как следствие, металлоёмкость. Регулирующую арматуру на подводках к приборам не устанавливают в местах, опасных в отношении замерзания воды в трубах и приборах. Ее не применяют во вспомогательных и лестничных помещениях зданий, близ вороти загрузочных проемов, люков и пр.
5.7 Регулирование теплоотдачи отопительных приборов
Теплопотребности помещений определяют площадь отопительных приборов, которая является постоянной характеристикой для каждого установленного прибора. Однако в течение отопительного сезона изменяется температура наружного воздуха, на ограждающие конструкции воздействует ветер и солнечная радиация, тепловыделения в помещениях неравномерны. Поэтому для поддержания теплового режима помещений на заданном уровне необходимо в процессе эксплуатации регулировать теплопередачу отопительных приборов. Эксплуатационное регулирование теплового потока отопительных приборов может быть качественными количественным. Качественное регулирование достигается изменением
112 температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления. Такое регулирование по месту осуществления может быть центральным, проводимым на тепловой станции, и местным, выполняемым в тепловом пункте здания. В жилищном строительстве проводят также групповое регулирование в ЦТП. Количественное регулирование теплопередачи отопительных приборов осуществляется изменением количества теплоносителя, подаваемого в систему или прибор. По месту проведения оно может быть не только центральными местным, но и индивидуальным, те. выполняемым у каждого прибора. Эксплуатационное регулирование теплопередачи приборов может быть автоматизировано. Местное автоматическое регулирование в тепловом пункте здания обычно проводят, ориентируясь на изменение температуры наружного воздуха (этот способ регулирования называют по возмущению. Индивидуальное автоматическое регулирование теплопередачи прибора происходит при отклонении температуры воздуха в помещении от заданного уровня (регулирование по отклонению. В последние годы для регулирования расхода горячей воды теплоносителя, проходящей через прибор отопления, применяются индивидуальные термоклапаны или терморегуляторы (термостаты)
– устройства, обеспечивающие автоматическое изменение расхода теплоносителя через прибор [41]. Функция терморегулятора состоит в том, чтобы согласовать теплоотдачу отопительного прибора в соответствии с теплопотребностью помещения. В целях энергосбережения важно правильно распределить теплоту для достаточного нагрева помещения.
113 Конструктивно термостат (рисунок 31) состоит из двух частей терморегулирующего вентиля (он же клапан) 1 и термостатической головки 2.
Термостатический вентиль является пропорциональным регулятором, работающим без дополнительной энергии. Он призван компенсировать воздействие внешнего теплового потока, дросселируя расход на отопительном приборе. По своей конструкции он не является регулирующим вентилем, который может отрегулировать слишком высокую подающую температуру или слишком большой расход, однако выступает в роли ограничителя максимальной нагрузки, предотвращая нежелательный перегрев помещения. Первоначально (как правило, на подающий трубопровод к прибору) устанавливают клапан терморегуляторас термостатической головкой, в состав которой входит специальный газонаполненный сильфон
3. Газ в сильфоне принимает давление, пропорциональное температуре окружающего воздуха. При повышении температуры воздуха давление газа увеличивается, гофры сильфона разжимаются и способствуют закрытию проходного сечения для прохода горячей воды в корпусе клапана. При снижении температуры воздуха в помещении ниже настроенного значения давление газа в сильфоне снижается, гофры его сжимаются, что ведёт к открытию проходного сечения в клапане. Поданным производителей, применение терморегуляторов в системах Рисунок 23 – Терморегулятор Рисунок 31 – Установка термостата на радиатора, общий вид б) и конструкция термостата (в) б) в)
2 1
2 3 а)
114 отопления благодаря автоматическому регулированию позволяет сокращать расход теплоты до 20 %. Для предотвращения воздействия на работу терморегулятора восходящей от трубопровода тепловой энергии рекомендуется монтировать клапан таким образом, чтобы термостатическая головка находилась в горизонтальной плоскости.
Термоклапаны выпускаются с пониженным (для однотрубных систем отопления) и повышенным (для двухтрубных систем) гидравлическим сопротивлением. Терморегуляторы выпускаются трех видов
− с ручной настройкой расхода теплоносителя через вентиль
− термостатической головкой, управляемой сильфоном
− термоголовкой, управляемой выносным термодатчиком. У всех трех видов терморегуляторов нижняя часть – терморегулирующий вентиль может быть одинаковым, разница заключена в управляющем элементе – термоголовке. Для ручного регулирования теплопередачи приборов служат краны и вентили. Конструкцию регулирующего крана выбирают в зависимости от вида системы водяного отопления. В двухтрубных системах применяют краны индивидуального регулирования, отвечающие двум требованиям они имеют повышенное гидравлическое сопротивление и допускают проведение монтажно- наладочного (первичного) и эксплуатационного (вторичного) количественного регулирования. Эти краны называют кранами двойной регулировки. В однотрубных системах используют краны индивидуального регулирования, обладающие незначительным сопротивлением. Эти краны не имеют приспособлений для осуществления первичного регулирования и являются кранами только эксплуатационного вторичного) регулирования. Для индивидуального ручного регулирования теплопередачи приборов применяют также воздушные клапаны в кожухе конвекторов. Клапаном регулируется количество воздуха, циркулирующего через нагреватель конвектора. Достоинством этого способа регулирования, так называемого регулирования "по воздуху, является сохранение постоянного расхода теплоносителя в отопительных приборах. Ручное регулирование эффективно в том случае, когда доля
115 Рисунок 32 – Установка трехходового крана на подводке к ОП при однотрубном стояке:
а – вода полностью протекает в прибор через подводку (заслонка в кране закрывает обходной участок б вода частично затекает в прибор ввода обходит прибор (заслонка закрывает подводку, протекает полностью в обходной участок и далее в стояк – однотрубный стояк 2 – обходной участок 3 – подводка
4 – заслонка отключаемой нагревательной поверхности составляет не менее 0,5. Рассмотрим стандартные краны, предназначенные для ручного регулирования теплоотдачи нагревательных приборов в системах водяного отопления зданий при температуре теплоносителя 95 Си рабочем давлении до 1,0 МПа (10 кгс/см
2
) (таблица 16) [20]. Краны всех типов в зависимости от конструктивного решения регулирующего устройства могут быть шиберными Ш, вентильными (В, пробковыми (Пи дроссельными (Д. Таблица 16 – Основные типы регулирующих кранов Обозначение типа Наименование крана регулирующего Рекомендуемая область применения Назначение крана
КРТ Трехходовой Для однотрубных систем отопления Потребительское регулирование
КРП Проходной Тоже Тоже
КРД
(http://zwetlit- grodno.narod.ru/kran
Reg2RegRus.htm) Двойной регулировки
(КРДШ-15 и
КРДШ-20) Для двухтрубных систем отопления Монтажное и потребительское регулирование Краны типов КРП и КРД в зависимости от монтажного положения изготавливаются в универсальном исполнении – пригодными для установки на правой и левой подводках. Краны типа КРТ могут изготавливаться как в универсальном, таки в одностороннем исполнении – для установки только на правой (пили только на левой (л) подводке. Краны должны изготавливаться в соответствии с техническими требованиями, при этом конструкция регулирующего устройства крана должна обеспечивать плавное изменение теплоотдачи нагревательного прибора на рукоятках кранов всех типов
3 4
3 4
4 3
3 2
1 2
1 1
2 1
2 а) в) б)
116 должны быть нанесены необходимые указатели для потребительского регулирования краны должны иметь ограничители крайних положений регулирующего устройства и др. СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ
6.1 Теплопроводы системы отопления размещение и прокладка в здании
еплопроводы – это трубы систем водяного отопления, предназначенные для подачи в приборы и отвода из них необходимого количества теплоносителя. Теплопроводы вертикальных систем отопления подразделяют на магистрали, стояки и подводки. Размещение магистрали – соединительной трубы между местным тепловым пунктом и стояками – зависит от назначения и ширины здания, вида принятой системы отопления. В гражданских зданиях шириной дом магистрали можно прокладывать вдоль их продольной оси, что не вызывает перерасхода труб присоединении ее с каждым стояком. В гражданских зданиях шириной болеем рационально использовать две разводящие магистрали – вдоль каждой фасадной стены. При этом сокращается не только протяженность труб, но и становится возможным эксплуатационное регулирование теплоотдачи отдельно для каждой стороны здания – пофасадное регулирование. При размещении магистралей требуется обеспечивать свободный доступ к ним для осмотра, ремонта и замены в процессе эксплуатации систем отопления, а также компенсации температурных удлинений. Магистрали систем отопления гражданских зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий размещают, как правило, на чердачных ив технических помещениях
[22, В зависимости от места прокладки магистралей различают системы с верхней разводкой, когда подающая магистраль Т расположена выше отопительных приборов с нижней разводкой, Т
6
117 когда подающая Т и обратная Т магистрали расположены ниже приборов (рисунок 33). При водяном отоплении бывают еще системы с опрокинутой циркуляцией воды, когда подающая магистраль Т находится ниже, а обратная Т выше приборов. Движение теплоносителя в подающих (разводящих) и обратных сборных) магистралях может совпадать по направлению или быть встречным. В зависимости от этого системы отопления называются с тупиковым (встречными попутным движением воды в магистралях. Рисунок 33 – Размещение магистралей при нижней разводке а – тупиковой б – с попутным движением теплоносителей в – посекционной тупиковой 1, 2 – задвижка (кран, вентиль) на обратной и подающей магистралях 3 – тепловой пункт На чердачных помещениях магистрали прокладывают на расстоянии 1−1,5 мот наружных стен для удобства монтажа и ремонта, а также для обеспечения при изгибе стояков естественной компенсации их удлинения. а) б) в)
118 В подвальных помещениях, технических этажах и подпольях, а также рабочих помещениях магистрали для экономии места укрепляют на стенах или на специальных скобах под потолками. В системах водяного отопления уклон магистральных теплопроводов необходим для отвода в процессе эксплуатации скоплений воздуха (в верхней части система также для самотечного спуска воды из труб (в нижней их части. Уклоны предусматривают походу движения теплоносителя при верхней разводке и против хода в системах с нижней разводкой магистралей. Нижние магистрали всегда прокладывают с уклоном в сторону теплового пункта здания. При этом если магистралей две (подающая и обратная, то рационально для удобства крепления при монтаже придавать им уклон водном и том же направлении. Рекомендуемый нормальный уклон водяных магистралей в Тупиковая схема движения теплоносителей в системе водяного отопления а) подающая магистраль при верхней разводке (на чердаке) б обратная магистраль при верхней разводке (в подвале) в) нижняя разводка с расположением магистралей в подвале г) нижняя разводка посекционная и с расположением магистралей в подвале Рисунок 34 – Направление движения теплоносителя и уклон магистралей в системах водяного отопления
119 насосных системах 0,003 (отклонение от горизонтали на 3 мм нам длины труб, хотя в необходимом случае уклон может быть уменьшен до 0,002. В системе водяного отопления с естественной циркуляцией уклон увеличивают до 0,005–0,01. Размещение стояков – соединительных труб между магистралями и подводками – зависит от положения магистралей и размещения подводок к отопительным приборам. Обязательным является обособление стояков для отопления лестничных клеток, а также расположение стояков в наружных углах помещений. Конструкция стояков должна способствовать унификации деталей для индустриализации процесса заготовки и уменьшения трудоемкости монтажа системы отопления. Теплопроводы горизонтальных систем, кроме того, имеют еще и горизонтальные ветви. Прокладка труб в помещениях может быть открытой и скрытой. В основном применяют открытую прокладку как более простую и дешевую. Теплоотдачу труб принимают в расчет при определении площади отопительных приборов. По технологическим, гигиеническим или архитектурно-плани- ровочным требованиям прокладка труб может быть скрытой магистрали переносят в технические помещения (подвальные, чердачные и др, стояки и подводки к отопительным приборам размещают в специально предусмотренных шахтах и бороздах
(штробах) в строительных конструкциях или встраивают
(замоноличивают). При прокладке теплопроводов учитывают предстоящее изменение длины труб в процессе эксплуатации системы отопления. Эксплуатация проходит при изменяющейся температуре теплоносителя выше
35 Си трубы удлиняются по сравнению с монтажной их длиной в большей или меньшей степени. Температурное удлинение нагреваемой трубы – приращение ее длины l, м, − определяется по формуле
l = (т – н) l, (51) где – коэффициент линейного расширения материала трубы, Ст температура теплопровода, близкая к температуре теплоносителя, С
н – температура окружающего воздуха в период производства монтажных работ, С
120
l – длина теплопроводам. Таким образом, при размещении теплопроводов, особенно при перемещении по ним высокотемпературного теплоносителя, необходимо предусматривать компенсацию усилий, возникающих при удлинении подводок, стояков и магистралей за счет, например, П- образных компенсаторов, специальных изгибов подводок к приборам. Размещение подводки – соединительной трубы между стояком или горизонтальной ветвью и прибором – зависит от вида отопительного прибора и положения труб в системе отопления. Для унификации деталей подводок и стояков, как известно, используют односторонние горизонтальные подводки постоянной длины например, 500 мм) независимо от ширины простенка в здании. При этом стояк однотрубной системы размещают на расстоянии 150 мм от откоса оконного проема, а не по оси простенка как при двусторонних подводках. Вертикальные стояки, как и отопительные приборы, располагают преимущественно у наружных стен – открыто (на расстоянии 35 мм от поверхности стен до оси трубу мм) либо скрыто в бороздах стен или массиве стен и перегородок. При монтаже стояков необходимо соблюдать следующие правила
− стояки прокладываются строго по отвесу
− в двухтрубной системе подающий стояк располагают с правой стороны (если смотреть на стену, а обратный − с левой стороны
− необходимо выдерживать следующие расстояния между осями стояков и стеной 35 мм при диаметре стояков до 1 1/4 дюйма включительно и 50 мм при диаметре стояков 1 1/2 дюйма и 2 дюйма, допуск +5 мм
− расстояние между осями проходящих рядом подающих и обратных стояков должно быть 80 мм при диаметре труб стояков до 1 1/4 дюйма
− при больших диаметрах указанное расстояние принимается из условий удобства ведения монтажа
− стояки прикрепляют к стенам хомутами на высоте 1,5–1,8 мот пола. Горизонтальные однотрубные ветви – распределительные поэтажные трубы систем водяного отопления, промежуточные между стояками и подводками, – размещают под отопительными приборами у пола на таком же расстоянии от поверхности стен, как и стояки, и без уклона, если обеспечена скорость движения воды в них более 0,25 мс.
121
6.2 Размещение запорно-регулирующей арматуры Ручную запорно-регулирующую арматуру систем центрального отопления подразделяют на муфтовую (с внутренней резьбой на концах для соединения с трубами для у 40) и фланцевую ( с фланцами на концах при у
50). В качестве запорно-регулировочных устройств при теплоносителе горячей воде с t 100 С) применяют пробочные, трехходовые и другие краны, дроссель-клапаны, вентили (с прямой и косой осью, а также (при у 50) задвижки, при перегретой воде и паре – только вентили. Регулирование расхода теплоносителя через приборы производят обычно по принципу двойного регулирования пускового − монтажного (слесарем) и потребительского – эксплуатационного населением. Арматура на стояках предназначена для полного отключения отдельных стояков, если требуется проводить ремонтные и другие работы вовремя отопительного сезона. В качестве арматуры используются запорные краны (пробочные или шаровые. При этом следует учитывать, что быстрое закрытие их при больших давлениях и расходах жидкости может вызвать резкое повышение давления в сети – гидравлический удар, приводящий к разрушению трубопроводов, арматуры, приборов и др. Арматуру на стояках малоэтажных зданий (1–3 этажа) устанавливать нецелесообразно. Здесь проще предусмотреть возможность отключения арматурой сравнительно небольшой части системы отопления (например, вдоль одного фасада здания. На стояках лестничных клеток арматуру применяют независимо от числа этажей. В многоэтажных зданиях на стояках систем отопления устанавливают запорные проходные (пробочные) краны и вентили. При водяном отоплении для спуска воды из одного стояка (ветви) размещают спускные краны (внизу стояков со штуцером для присоединения гибкого шланга. Арматура в тепловом пункте здания предназначена для регулирования и отключения отдельных систем отопления, а также отопительного оборудования. Задвижки размещают на главных подающих и обратных магистралях, дои после (по движению теплоносителя)
122 теплообменников, водоструйных элеваторов, циркуляционных и смесительных насосов и других аппаратов, а также на обводных линиях.
6.3 Материал теплопроводов В настоящее время для пропуска теплоносителя наиболее часто применяются трубы металлические (стальные, медные и др) и неметаллические (пластмассовые и др) (рисунок Рисунок 35 – Примеры труб из различных материалов Современный рынок предлагает широчайший выбор любого оборудования необходимого для устройства отопительной системы разнообразные отопительные котлы, радиаторы, трубы для отопления дома или квартиры. Необходимо сделать правильный выбор входе проектирования новой или реконструкции старой системы отопления. И именно выбор труб для отопления является наиболее ответственным мероприятием, так как зависит от многих факторов, которые необходимо учесть. Стальные трубы отопления имеют как положительные, таки отрицательные характеристики. Чаще всего в системах отопления используют неоцинкованные черные) стальные сварные водогазопроводные трубы ГОСТ
3262−75*), стальные электросварные трубы (ГОСТ 10704−76*) и из нержавейки. Трубы для отопления стальные имеют высокую граничную температуру плавления до 150 °C, но при этом высокий коэффициент теплопроводности стали приводит к большим
123 теплопотерям теплоносителя. Стальные трубы не нуждаются в дополнительных креплениях, ив тоже время не рекомендуется их применение при проведении скрытых трубопроводов, так как они подвержены коррозии. В последние годы все чаще используются медные трубы, которые отличаются значительной коррозионной стойкостью и долговечностью. Использование мягкой меди позволяет значительно снизить стоимость системы отопления и сократить сроки монтажа за счет уменьшения количества соединительных элементов (фитингов), а также дает возможность различной компоновки и эстетического оформления монтируемой системы отопления.
Металлопластиковые трубы благодаря высоким эксплуатационным характеристикам могут применяться для систем отопления. Максимальная рабочая температура труб из металлопластика 95 °C, а кратковременная допустимая температура до 130 градусов. Привлекательность металлопластиковых труб заключается в легкости их монтажа своими руками Полиэтиленовые трубы для отопления выполнены из PEX – высокопрочного и термостойкого материала. Рабочая температура РЕ труб составляет 90 °C, а кратковременно допустимая 100 °C, по этим показателям мы можем судить о том, что РЕ трубы полностью соответствуют требованиям для бытовых отопительных систем. Срок службы полиэтиленовых труб отопления составляет около 50 лет. Трубы полипропиленовые армированные характеризуются долговечностью и износостойкостью. Обладают высокой термостойкостью и низкой теплопроводностью. Рабочий температурный режим 0…95 С. Полипропиленовые трубы не проводят блуждающие токи, не подвержены химической коррозии. Обладают акустической изоляцией и не шумят в процессе. Имеют низкий удельный вес. Внутренняя поверхность трубы не покрывается отложениями. Просты для монтажа. Соединение теплопроводов между собой, с отопительными приборами и арматурой может быть неразборным (сварными резьбовыми разборным резьбовыми болтовым, предусматривающим ремонт отдельных частей. Обзор современной литературы показывает, что способы монтажа труб отопления различаются в зависимости от материала трубы таблица 17) и для всех указанных соединений требуются не только специальный для каждого трубного материала инструмент, но и специальные знания и навыки.
124 Таблица 17 – Сравнение теплопроводов систем водяного отопления Трубы Достоинства Недостатки Способ соединения Стальные Большая прочность. Небольшой коэффициент линейных тепловых расширений. Кислородная непроницаемость Сильно подвержены коррозии. Большая шероховатость низкая пропускная способность. Трудный монтаж. Большой вес Сварка. Резьбовые соединения. Фланцевые соединения Нержавеющая сталь Все достоинства стальных труб. Долговечность Очень высокая стоимость Резьбовые соединения. Обжимные фитинговые соединения Окончание таблицы 17 Трубы Достоинства Недостатки Способ соединения Медные Высокая стойкость к коррозии. Небольшая шероховатость. Низкий коэффициент линейных тепловых расширений. Небольшая толщина стенки. Полная кислородная непроницаемость. Высокая стоимость. Необходимость заземление для снятия блуждающих токов Капиллярная спайка. Обжимные фитинговые соединения. Полиэтиленовые Гибкость. Малый вес. Высокая скорость монтажа. Низкая шероховатость. Кислородная непроницаемость Большой коэффициент линейного расширения. Продолжительное воздействие ультрафиолета разрушает структуру трубы Разборные (цанга с кольцом и обжимной гайкой.
Неразборные (пресс фитинги). С помощью полимерных соединений Полипропиленовые Низкая стоимость. Дешевые фитинги. Все достоинства полиэтилена Высокий коэффициент линейного теплового расширения. При высоких температурах теплоносителя незакрепленные трубы провисают
Термостатическая диффузионная сварка
Металлоп ластиковые Легко гнутся что позволяет огибать конструкционные элементы здания. Кислородная непроницаемость
Из-за разности коэффициента линейного расширения полиэтилена и алюминия со временем происходит расслоение трубы Разборные (цанга с кольцом и обжимной гайкой.
Неразборные (пресс- фитинги). С помощью полимерных соединений
6.4 Удаление воздуха из системы отопления
n
p Чугунные и алюминиевые
Сверху−вниз До 50 Более 50 0,3 0,02 0,00
105 радиаторы Стальной панельный радиатор
Снизу−вниз До 100 Более 100 0,15 0,08 0,00
Снизу−вверх До 60 Более 60 0,25 0,12 0,04
Конвектор настенный с кожухом Любая До 90 Более 90 0,3 0,18 0,07
Конвектор настенный без кожуха Любая
–
0,2 0,3 Труба отопительная чугунная
–
–
0,25 0,07 Приборы из гладких труб
0,25 0,00 8 По требуемой величине Q
пр.ном подбирается по каталогам производителей отопительный прибор, номинальный тепловой поток которого ном может быть меньше требуемого не более чем на 5 % или на 60 Вт. Для секционных отопительных приборов требуемое минимальное число секций
N = Q
пр.ном
/ ном, (49) где ном – номинальный тепловой поток одной секции радиатора, принимаемый по каталогу производителя, Вт/секц. По второму варианту подбор отопительных приборов (их число и тип) производят на основе подсчета теплопотерь помещений. Поскольку площадь теплоотдающей поверхности зависит от принятого вида прибора, его расположения в помещении и схемы присоединения к трубам (те. ряда дополнительных факторов, то определять требуемую площадь следует по формуле
ðàñ÷
ï ð
ñð
â
,
(
)
Q
F
k t
t
=
−
(50) где Q
расч
– потери тепла помещениями при расчетной максимальной нагрузке, Вт
k – коэффициент теплопередачи от прибора к окружающему воздуху, Вт/(м
2
С);
– поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно охлаждение воды в подводящих стояках,
2
способ установки прибора (
3 от 0,9 до 1,3), способ
106 подводки воды (
3
от 0,5 дои число секций в приборе (
4 от 1,035 до 0,96). После определения расчётной площади поверхности прибора проектировщики обычно по каталогу подбирают ближайший торговый его размер (число секций или марка панельного радиатора, длина конвектора, ребристой или гладкой трубы. Расчетное число секций редко получается целым, поэтому его необходимо округлять в большую сторону до целого. В группировке прибора принимают к установке ближайшее большее число секций. Расчет отопительных приборов сводится в таблицу (таблица 15). Таблица 15 – Расчет нагревательных приборов Номер помещения Наи м
ен ов ан ие помещения Теп ло потери Сре дн яя температура теплоносителя Температура помещения Тип нагревательного прибора Коэффициент теплопередачи Пов ер хн ость нагрева Количеств осе кц ий
Гр уп пи ро вк асе кц ий в
О
П
С точки зрения потребителя радиатор водяного отопления имеет две важные характеристики – тепловую мощность и рабочее давление теплоносителя в сети. Для определения нужной мощности следует умножить площадь помещения (в м) на 100 Вт. Если окна оборудованы хорошими стеклопакетами, полученную величину умножьте на 0,8, если комната угловая, используйте коэффициент 1,3. Рабочее давление в тепловой сети узнают в котельной или у сантехнического персонала, обслуживающего наружные сети. По третьему варианту подбор приборов отопления проводится по эмпирическим данным. Но он может быть рекомендован только для ориентировочных расчетов. При проектировании зданий массовой застройки не применяется. Для климата, характерного для Беларуси, излучаемая мощность отопительного прибора данной конструкции берется из расчета
1 кВт нам общей площади помещения (при условии, что
107 высота потолка в квартире не превышает трех метров. Данная мощность позволяет нагревать жилье до +18–20 С при максимально низкой температуре за окном. Кроме того, расчет отопительных приборов учитывает, что радиаторы устанавливаются непосредственно под окнами и сразу нагревают стекающий вниз холодный воздух. На алюминиевые радиаторы отопления расчет мощности берется из условия, что мощность одной секции радиатора составляет в среднем от
150 до 200 Вт (при высоте секции 0,6 м. Значит, для полного обогрева комнаты площадью 20 м потребуется (20 : 10) 1 кВт = 2 кВт отопительной мощности. Расчет количества секций радиатора отопления производится посредством простого деления. При минимальной нагрузке на радиатор число секций 2000 ватт : 150 Вт / 1 секцию = 13,4 секции
(1 кВт = 1000 Вт. Принимаем к установке 14 секций. При максимальной нагрузке 2000 Вт : 200 Вт / 1 секцию =
= 10 секций. Следовательно, алюминиевый радиатор высотой 600 мм в данном помещении должен быть оборудован 14 секциями, которые обеспечат комфортные условия проживания при отрицательных температурах наружного воздуха. В угловом помещении расчет приборов отопления должен учитывать потерю теплоты на дополнительное выхолаживание воздуха от контакта с переохлажденными стенами, поэтому число секций радиатора при этих условиях следует увеличить на 1-2 штуки. Данный пример расчета количества секций отопительных приборов точен при наличии в квартире деревянных окон, не оборудованных стеклопакетами. Если учесть, что наличие стеклопакета почти на четверть снижает потери теплоты через оконные неплотности и охлажденные стекла, поэтому и количество секций можно уменьшить пропорционально.
5.6 Основные типы приборных узлов и способы их подключения Присоединение труб к отопительным приборам может быть с противоположных сторон (разностороннее) и с одной стороны
108 одностороннее) (рисунок 28*). В зависимости от способа присоединения отопительного прибора к стоякам может изменяться их мощность теплоотдачи. Тепловой поток вертикальных приборов зависит от расположения мест подачи и отвода из них теплоносителя воды. Теплопередача возрастает при подаче теплоносителя воды в верхнюю часть и отводе воды из нижней части прибора (направление движения сверху
– вниз) и понижается при направлении движения снизу – вверх. При установке отопительных приборов в несколько ярусов по высоте радиаторов, конвекторов, гладких трубили ребристых труб) рекомендуется обеспечивать последовательное движение теплоносителя сверху – вниз (из верхнего яруса в нижние. Рисунок 28* – Изменение мощности теплоотдачи отопительных приборов в зависимости от способа присоединения к ним труб После того как выбраны класс, вид и модель отопительных приборов, необходимо определить их схему присоединения к стоякам системы отопления, которые делятся на двухтрубные и однотрубные (рисунок 29).
t
г
t
о
t
г
t
о го
t
г
t
о
t
о
t
г
t
г
t
о
t
о
t
г
t
о
t
г
109
Двухтрубная
Однотрубная Рисунок 29 – Общие схемы присоединения ОП к стоякам системы отопления В двухтрубной системе теплоноситель подаётся по одной трубе подающий стояка отводится подругой (обратный стояк. Отопительные приборы подключаются к стоякам параллельно и работают в одинаковых условиях. Поэтому температура теплоносителя г, входящего в приборы на всех этажах здания, одинакова. Такая схема отопления существует в малоэтажных зданиях старой постройки, в коттеджах ив современных домах, а также широко используется за рубежом. В однотрубных системах отопления отопительные приборы присоединяются к одной трубе (стояку) так, что горячая вода подается последовательно в отопительные приборы, установленные на этажах, и отводится от них по той же трубе. Отопительные приборы подключаются к стояку последовательно. Поэтому температура теплоносителя, входящего в каждый следующий прибор, снижается. Такая схема часто применяется в Беларуси и России и реже – за рубежом. На рисунке 30 изображены основные приборные узлы трех типов с односторонним присоединением теплопроводов к приборам, применяемые в вертикальных однотрубных системах водяного отопления, и приборный узел, используемый в двухтрубных системах водяного и парового отопления.
110 В приборном узле первого типа отсутствует кран для регулирования теплоносителя, поэтому он называется проточным Следовательно, стояк с таким присоединением нагревательных приборов также будет называться проточным. Проточные приборные узлы характеризуются тем, что расход теплоносителя в каждом приборе стояка равен его расходу в стояке в целом. В приборах второго типа на подводках со стороны теплоносителя помещаются проходные регулирующие краны КРП. В этом случае на стояке около прибора делают замыкающие участки, располагаемые по оси стояка, тогда это узел с осевым замыкающим участком. Либо участок смещен по отношению оси стояка и называется со смещенным замыкающим участком. Для приборных узлов с замыкающим участками характерно, что расход теплоносителя в приборах всегда меньше общего расхода теплоносителя в стояках, а расход теплоносителя в замыкающих участках может возрастать до максимального по мере закрывания регулирования) крана КРП. Приборные узлы третьего типа с трехходовыми регулировочными кранами КРТ и обходными участками (осевыми или смещенными) Рисунок 30 – Типы приборных узлов с односторонним присоединением:
а – проточный б – с замыкающими участками (осевые и смещенные в – проточно-регулируемые; г – двухтрубные – отопительные приборы 2 – однотрубные стояки 3 – осевой замыкающий участок
4 – осевой обходной участок 5 и 6 – подающий и обратный теплопроводы
7 – смещенный обходной участок 8 – смещенный замыкающий участок а) б) в) г)
КРТ
КРП
КРД
КРТ
КРП
2 1 2 1 2 1 6 5 1 7 1 1
2 2
8 3
111 носят название проточно-регулируемых. Их особенностью является обеспечение полного протекания теплоносителя из стояка в каждый отопительный прибор как в проточном стояке. Вместе стем, в процессе эксплуатации можно уменьшить расход теплоносителя в каждом отдельном отопительном приборе, как в узлах с замыкающими участками, перепуская теплоноситель через обходной участок при помощи крана КРТ, или полностью отключить прибор. В приборных узлах двухтрубных стояках водяного отопления каждый отопительный прибор присоединяют отдельно к подающей и обратной трубам. По подающему теплопроводу подводится горячий теплоноситель, по обратному – отводится охлажденный. Для регулировки количества теплоносителя используют краны КРД. Одностороннее присоединение, чаще используемое на практике, обеспечивает по сравнению с разносторонним меньший расход труби большие возможности для унификации приборных узлов. Однако при этом снижается КПД, увеличивается площадь отопительных приборов и, как следствие, металлоёмкость. Регулирующую арматуру на подводках к приборам не устанавливают в местах, опасных в отношении замерзания воды в трубах и приборах. Ее не применяют во вспомогательных и лестничных помещениях зданий, близ вороти загрузочных проемов, люков и пр.
5.7 Регулирование теплоотдачи отопительных приборов
Теплопотребности помещений определяют площадь отопительных приборов, которая является постоянной характеристикой для каждого установленного прибора. Однако в течение отопительного сезона изменяется температура наружного воздуха, на ограждающие конструкции воздействует ветер и солнечная радиация, тепловыделения в помещениях неравномерны. Поэтому для поддержания теплового режима помещений на заданном уровне необходимо в процессе эксплуатации регулировать теплопередачу отопительных приборов. Эксплуатационное регулирование теплового потока отопительных приборов может быть качественными количественным. Качественное регулирование достигается изменением
112 температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления. Такое регулирование по месту осуществления может быть центральным, проводимым на тепловой станции, и местным, выполняемым в тепловом пункте здания. В жилищном строительстве проводят также групповое регулирование в ЦТП. Количественное регулирование теплопередачи отопительных приборов осуществляется изменением количества теплоносителя, подаваемого в систему или прибор. По месту проведения оно может быть не только центральными местным, но и индивидуальным, те. выполняемым у каждого прибора. Эксплуатационное регулирование теплопередачи приборов может быть автоматизировано. Местное автоматическое регулирование в тепловом пункте здания обычно проводят, ориентируясь на изменение температуры наружного воздуха (этот способ регулирования называют по возмущению. Индивидуальное автоматическое регулирование теплопередачи прибора происходит при отклонении температуры воздуха в помещении от заданного уровня (регулирование по отклонению. В последние годы для регулирования расхода горячей воды теплоносителя, проходящей через прибор отопления, применяются индивидуальные термоклапаны или терморегуляторы (термостаты)
– устройства, обеспечивающие автоматическое изменение расхода теплоносителя через прибор [41]. Функция терморегулятора состоит в том, чтобы согласовать теплоотдачу отопительного прибора в соответствии с теплопотребностью помещения. В целях энергосбережения важно правильно распределить теплоту для достаточного нагрева помещения.
113 Конструктивно термостат (рисунок 31) состоит из двух частей терморегулирующего вентиля (он же клапан) 1 и термостатической головки 2.
Термостатический вентиль является пропорциональным регулятором, работающим без дополнительной энергии. Он призван компенсировать воздействие внешнего теплового потока, дросселируя расход на отопительном приборе. По своей конструкции он не является регулирующим вентилем, который может отрегулировать слишком высокую подающую температуру или слишком большой расход, однако выступает в роли ограничителя максимальной нагрузки, предотвращая нежелательный перегрев помещения. Первоначально (как правило, на подающий трубопровод к прибору) устанавливают клапан терморегуляторас термостатической головкой, в состав которой входит специальный газонаполненный сильфон
3. Газ в сильфоне принимает давление, пропорциональное температуре окружающего воздуха. При повышении температуры воздуха давление газа увеличивается, гофры сильфона разжимаются и способствуют закрытию проходного сечения для прохода горячей воды в корпусе клапана. При снижении температуры воздуха в помещении ниже настроенного значения давление газа в сильфоне снижается, гофры его сжимаются, что ведёт к открытию проходного сечения в клапане. Поданным производителей, применение терморегуляторов в системах Рисунок 23 – Терморегулятор Рисунок 31 – Установка термостата на радиатора, общий вид б) и конструкция термостата (в) б) в)
2 1
2 3 а)
114 отопления благодаря автоматическому регулированию позволяет сокращать расход теплоты до 20 %. Для предотвращения воздействия на работу терморегулятора восходящей от трубопровода тепловой энергии рекомендуется монтировать клапан таким образом, чтобы термостатическая головка находилась в горизонтальной плоскости.
Термоклапаны выпускаются с пониженным (для однотрубных систем отопления) и повышенным (для двухтрубных систем) гидравлическим сопротивлением. Терморегуляторы выпускаются трех видов
− с ручной настройкой расхода теплоносителя через вентиль
− термостатической головкой, управляемой сильфоном
− термоголовкой, управляемой выносным термодатчиком. У всех трех видов терморегуляторов нижняя часть – терморегулирующий вентиль может быть одинаковым, разница заключена в управляющем элементе – термоголовке. Для ручного регулирования теплопередачи приборов служат краны и вентили. Конструкцию регулирующего крана выбирают в зависимости от вида системы водяного отопления. В двухтрубных системах применяют краны индивидуального регулирования, отвечающие двум требованиям они имеют повышенное гидравлическое сопротивление и допускают проведение монтажно- наладочного (первичного) и эксплуатационного (вторичного) количественного регулирования. Эти краны называют кранами двойной регулировки. В однотрубных системах используют краны индивидуального регулирования, обладающие незначительным сопротивлением. Эти краны не имеют приспособлений для осуществления первичного регулирования и являются кранами только эксплуатационного вторичного) регулирования. Для индивидуального ручного регулирования теплопередачи приборов применяют также воздушные клапаны в кожухе конвекторов. Клапаном регулируется количество воздуха, циркулирующего через нагреватель конвектора. Достоинством этого способа регулирования, так называемого регулирования "по воздуху, является сохранение постоянного расхода теплоносителя в отопительных приборах. Ручное регулирование эффективно в том случае, когда доля
115 Рисунок 32 – Установка трехходового крана на подводке к ОП при однотрубном стояке:
а – вода полностью протекает в прибор через подводку (заслонка в кране закрывает обходной участок б вода частично затекает в прибор ввода обходит прибор (заслонка закрывает подводку, протекает полностью в обходной участок и далее в стояк – однотрубный стояк 2 – обходной участок 3 – подводка
4 – заслонка отключаемой нагревательной поверхности составляет не менее 0,5. Рассмотрим стандартные краны, предназначенные для ручного регулирования теплоотдачи нагревательных приборов в системах водяного отопления зданий при температуре теплоносителя 95 Си рабочем давлении до 1,0 МПа (10 кгс/см
2
) (таблица 16) [20]. Краны всех типов в зависимости от конструктивного решения регулирующего устройства могут быть шиберными Ш, вентильными (В, пробковыми (Пи дроссельными (Д. Таблица 16 – Основные типы регулирующих кранов Обозначение типа Наименование крана регулирующего Рекомендуемая область применения Назначение крана
КРТ Трехходовой Для однотрубных систем отопления Потребительское регулирование
КРП Проходной Тоже Тоже
КРД
(http://zwetlit- grodno.narod.ru/kran
Reg2RegRus.htm) Двойной регулировки
(КРДШ-15 и
КРДШ-20) Для двухтрубных систем отопления Монтажное и потребительское регулирование Краны типов КРП и КРД в зависимости от монтажного положения изготавливаются в универсальном исполнении – пригодными для установки на правой и левой подводках. Краны типа КРТ могут изготавливаться как в универсальном, таки в одностороннем исполнении – для установки только на правой (пили только на левой (л) подводке. Краны должны изготавливаться в соответствии с техническими требованиями, при этом конструкция регулирующего устройства крана должна обеспечивать плавное изменение теплоотдачи нагревательного прибора на рукоятках кранов всех типов
3 4
3 4
4 3
3 2
1 2
1 1
2 1
2 а) в) б)
116 должны быть нанесены необходимые указатели для потребительского регулирования краны должны иметь ограничители крайних положений регулирующего устройства и др. СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ
1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 24
6.1 Теплопроводы системы отопления размещение и прокладка в здании
еплопроводы – это трубы систем водяного отопления, предназначенные для подачи в приборы и отвода из них необходимого количества теплоносителя. Теплопроводы вертикальных систем отопления подразделяют на магистрали, стояки и подводки. Размещение магистрали – соединительной трубы между местным тепловым пунктом и стояками – зависит от назначения и ширины здания, вида принятой системы отопления. В гражданских зданиях шириной дом магистрали можно прокладывать вдоль их продольной оси, что не вызывает перерасхода труб присоединении ее с каждым стояком. В гражданских зданиях шириной болеем рационально использовать две разводящие магистрали – вдоль каждой фасадной стены. При этом сокращается не только протяженность труб, но и становится возможным эксплуатационное регулирование теплоотдачи отдельно для каждой стороны здания – пофасадное регулирование. При размещении магистралей требуется обеспечивать свободный доступ к ним для осмотра, ремонта и замены в процессе эксплуатации систем отопления, а также компенсации температурных удлинений. Магистрали систем отопления гражданских зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий размещают, как правило, на чердачных ив технических помещениях
[22, В зависимости от места прокладки магистралей различают системы с верхней разводкой, когда подающая магистраль Т расположена выше отопительных приборов с нижней разводкой, Т
6
117 когда подающая Т и обратная Т магистрали расположены ниже приборов (рисунок 33). При водяном отоплении бывают еще системы с опрокинутой циркуляцией воды, когда подающая магистраль Т находится ниже, а обратная Т выше приборов. Движение теплоносителя в подающих (разводящих) и обратных сборных) магистралях может совпадать по направлению или быть встречным. В зависимости от этого системы отопления называются с тупиковым (встречными попутным движением воды в магистралях. Рисунок 33 – Размещение магистралей при нижней разводке а – тупиковой б – с попутным движением теплоносителей в – посекционной тупиковой 1, 2 – задвижка (кран, вентиль) на обратной и подающей магистралях 3 – тепловой пункт На чердачных помещениях магистрали прокладывают на расстоянии 1−1,5 мот наружных стен для удобства монтажа и ремонта, а также для обеспечения при изгибе стояков естественной компенсации их удлинения. а) б) в)
118 В подвальных помещениях, технических этажах и подпольях, а также рабочих помещениях магистрали для экономии места укрепляют на стенах или на специальных скобах под потолками. В системах водяного отопления уклон магистральных теплопроводов необходим для отвода в процессе эксплуатации скоплений воздуха (в верхней части система также для самотечного спуска воды из труб (в нижней их части. Уклоны предусматривают походу движения теплоносителя при верхней разводке и против хода в системах с нижней разводкой магистралей. Нижние магистрали всегда прокладывают с уклоном в сторону теплового пункта здания. При этом если магистралей две (подающая и обратная, то рационально для удобства крепления при монтаже придавать им уклон водном и том же направлении. Рекомендуемый нормальный уклон водяных магистралей в Тупиковая схема движения теплоносителей в системе водяного отопления а) подающая магистраль при верхней разводке (на чердаке) б обратная магистраль при верхней разводке (в подвале) в) нижняя разводка с расположением магистралей в подвале г) нижняя разводка посекционная и с расположением магистралей в подвале Рисунок 34 – Направление движения теплоносителя и уклон магистралей в системах водяного отопления
119 насосных системах 0,003 (отклонение от горизонтали на 3 мм нам длины труб, хотя в необходимом случае уклон может быть уменьшен до 0,002. В системе водяного отопления с естественной циркуляцией уклон увеличивают до 0,005–0,01. Размещение стояков – соединительных труб между магистралями и подводками – зависит от положения магистралей и размещения подводок к отопительным приборам. Обязательным является обособление стояков для отопления лестничных клеток, а также расположение стояков в наружных углах помещений. Конструкция стояков должна способствовать унификации деталей для индустриализации процесса заготовки и уменьшения трудоемкости монтажа системы отопления. Теплопроводы горизонтальных систем, кроме того, имеют еще и горизонтальные ветви. Прокладка труб в помещениях может быть открытой и скрытой. В основном применяют открытую прокладку как более простую и дешевую. Теплоотдачу труб принимают в расчет при определении площади отопительных приборов. По технологическим, гигиеническим или архитектурно-плани- ровочным требованиям прокладка труб может быть скрытой магистрали переносят в технические помещения (подвальные, чердачные и др, стояки и подводки к отопительным приборам размещают в специально предусмотренных шахтах и бороздах
(штробах) в строительных конструкциях или встраивают
(замоноличивают). При прокладке теплопроводов учитывают предстоящее изменение длины труб в процессе эксплуатации системы отопления. Эксплуатация проходит при изменяющейся температуре теплоносителя выше
35 Си трубы удлиняются по сравнению с монтажной их длиной в большей или меньшей степени. Температурное удлинение нагреваемой трубы – приращение ее длины l, м, − определяется по формуле
l = (т – н) l, (51) где – коэффициент линейного расширения материала трубы, Ст температура теплопровода, близкая к температуре теплоносителя, С
н – температура окружающего воздуха в период производства монтажных работ, С
120
l – длина теплопроводам. Таким образом, при размещении теплопроводов, особенно при перемещении по ним высокотемпературного теплоносителя, необходимо предусматривать компенсацию усилий, возникающих при удлинении подводок, стояков и магистралей за счет, например, П- образных компенсаторов, специальных изгибов подводок к приборам. Размещение подводки – соединительной трубы между стояком или горизонтальной ветвью и прибором – зависит от вида отопительного прибора и положения труб в системе отопления. Для унификации деталей подводок и стояков, как известно, используют односторонние горизонтальные подводки постоянной длины например, 500 мм) независимо от ширины простенка в здании. При этом стояк однотрубной системы размещают на расстоянии 150 мм от откоса оконного проема, а не по оси простенка как при двусторонних подводках. Вертикальные стояки, как и отопительные приборы, располагают преимущественно у наружных стен – открыто (на расстоянии 35 мм от поверхности стен до оси трубу мм) либо скрыто в бороздах стен или массиве стен и перегородок. При монтаже стояков необходимо соблюдать следующие правила
− стояки прокладываются строго по отвесу
− в двухтрубной системе подающий стояк располагают с правой стороны (если смотреть на стену, а обратный − с левой стороны
− необходимо выдерживать следующие расстояния между осями стояков и стеной 35 мм при диаметре стояков до 1 1/4 дюйма включительно и 50 мм при диаметре стояков 1 1/2 дюйма и 2 дюйма, допуск +5 мм
− расстояние между осями проходящих рядом подающих и обратных стояков должно быть 80 мм при диаметре труб стояков до 1 1/4 дюйма
− при больших диаметрах указанное расстояние принимается из условий удобства ведения монтажа
− стояки прикрепляют к стенам хомутами на высоте 1,5–1,8 мот пола. Горизонтальные однотрубные ветви – распределительные поэтажные трубы систем водяного отопления, промежуточные между стояками и подводками, – размещают под отопительными приборами у пола на таком же расстоянии от поверхности стен, как и стояки, и без уклона, если обеспечена скорость движения воды в них более 0,25 мс.
121
6.2 Размещение запорно-регулирующей арматуры Ручную запорно-регулирующую арматуру систем центрального отопления подразделяют на муфтовую (с внутренней резьбой на концах для соединения с трубами для у 40) и фланцевую ( с фланцами на концах при у
50). В качестве запорно-регулировочных устройств при теплоносителе горячей воде с t 100 С) применяют пробочные, трехходовые и другие краны, дроссель-клапаны, вентили (с прямой и косой осью, а также (при у 50) задвижки, при перегретой воде и паре – только вентили. Регулирование расхода теплоносителя через приборы производят обычно по принципу двойного регулирования пускового − монтажного (слесарем) и потребительского – эксплуатационного населением. Арматура на стояках предназначена для полного отключения отдельных стояков, если требуется проводить ремонтные и другие работы вовремя отопительного сезона. В качестве арматуры используются запорные краны (пробочные или шаровые. При этом следует учитывать, что быстрое закрытие их при больших давлениях и расходах жидкости может вызвать резкое повышение давления в сети – гидравлический удар, приводящий к разрушению трубопроводов, арматуры, приборов и др. Арматуру на стояках малоэтажных зданий (1–3 этажа) устанавливать нецелесообразно. Здесь проще предусмотреть возможность отключения арматурой сравнительно небольшой части системы отопления (например, вдоль одного фасада здания. На стояках лестничных клеток арматуру применяют независимо от числа этажей. В многоэтажных зданиях на стояках систем отопления устанавливают запорные проходные (пробочные) краны и вентили. При водяном отоплении для спуска воды из одного стояка (ветви) размещают спускные краны (внизу стояков со штуцером для присоединения гибкого шланга. Арматура в тепловом пункте здания предназначена для регулирования и отключения отдельных систем отопления, а также отопительного оборудования. Задвижки размещают на главных подающих и обратных магистралях, дои после (по движению теплоносителя)
122 теплообменников, водоструйных элеваторов, циркуляционных и смесительных насосов и других аппаратов, а также на обводных линиях.
6.3 Материал теплопроводов В настоящее время для пропуска теплоносителя наиболее часто применяются трубы металлические (стальные, медные и др) и неметаллические (пластмассовые и др) (рисунок Рисунок 35 – Примеры труб из различных материалов Современный рынок предлагает широчайший выбор любого оборудования необходимого для устройства отопительной системы разнообразные отопительные котлы, радиаторы, трубы для отопления дома или квартиры. Необходимо сделать правильный выбор входе проектирования новой или реконструкции старой системы отопления. И именно выбор труб для отопления является наиболее ответственным мероприятием, так как зависит от многих факторов, которые необходимо учесть. Стальные трубы отопления имеют как положительные, таки отрицательные характеристики. Чаще всего в системах отопления используют неоцинкованные черные) стальные сварные водогазопроводные трубы ГОСТ
3262−75*), стальные электросварные трубы (ГОСТ 10704−76*) и из нержавейки. Трубы для отопления стальные имеют высокую граничную температуру плавления до 150 °C, но при этом высокий коэффициент теплопроводности стали приводит к большим
123 теплопотерям теплоносителя. Стальные трубы не нуждаются в дополнительных креплениях, ив тоже время не рекомендуется их применение при проведении скрытых трубопроводов, так как они подвержены коррозии. В последние годы все чаще используются медные трубы, которые отличаются значительной коррозионной стойкостью и долговечностью. Использование мягкой меди позволяет значительно снизить стоимость системы отопления и сократить сроки монтажа за счет уменьшения количества соединительных элементов (фитингов), а также дает возможность различной компоновки и эстетического оформления монтируемой системы отопления.
Металлопластиковые трубы благодаря высоким эксплуатационным характеристикам могут применяться для систем отопления. Максимальная рабочая температура труб из металлопластика 95 °C, а кратковременная допустимая температура до 130 градусов. Привлекательность металлопластиковых труб заключается в легкости их монтажа своими руками Полиэтиленовые трубы для отопления выполнены из PEX – высокопрочного и термостойкого материала. Рабочая температура РЕ труб составляет 90 °C, а кратковременно допустимая 100 °C, по этим показателям мы можем судить о том, что РЕ трубы полностью соответствуют требованиям для бытовых отопительных систем. Срок службы полиэтиленовых труб отопления составляет около 50 лет. Трубы полипропиленовые армированные характеризуются долговечностью и износостойкостью. Обладают высокой термостойкостью и низкой теплопроводностью. Рабочий температурный режим 0…95 С. Полипропиленовые трубы не проводят блуждающие токи, не подвержены химической коррозии. Обладают акустической изоляцией и не шумят в процессе. Имеют низкий удельный вес. Внутренняя поверхность трубы не покрывается отложениями. Просты для монтажа. Соединение теплопроводов между собой, с отопительными приборами и арматурой может быть неразборным (сварными резьбовыми разборным резьбовыми болтовым, предусматривающим ремонт отдельных частей. Обзор современной литературы показывает, что способы монтажа труб отопления различаются в зависимости от материала трубы таблица 17) и для всех указанных соединений требуются не только специальный для каждого трубного материала инструмент, но и специальные знания и навыки.
124 Таблица 17 – Сравнение теплопроводов систем водяного отопления Трубы Достоинства Недостатки Способ соединения Стальные Большая прочность. Небольшой коэффициент линейных тепловых расширений. Кислородная непроницаемость Сильно подвержены коррозии. Большая шероховатость низкая пропускная способность. Трудный монтаж. Большой вес Сварка. Резьбовые соединения. Фланцевые соединения Нержавеющая сталь Все достоинства стальных труб. Долговечность Очень высокая стоимость Резьбовые соединения. Обжимные фитинговые соединения Окончание таблицы 17 Трубы Достоинства Недостатки Способ соединения Медные Высокая стойкость к коррозии. Небольшая шероховатость. Низкий коэффициент линейных тепловых расширений. Небольшая толщина стенки. Полная кислородная непроницаемость. Высокая стоимость. Необходимость заземление для снятия блуждающих токов Капиллярная спайка. Обжимные фитинговые соединения. Полиэтиленовые Гибкость. Малый вес. Высокая скорость монтажа. Низкая шероховатость. Кислородная непроницаемость Большой коэффициент линейного расширения. Продолжительное воздействие ультрафиолета разрушает структуру трубы Разборные (цанга с кольцом и обжимной гайкой.
Неразборные (пресс фитинги). С помощью полимерных соединений Полипропиленовые Низкая стоимость. Дешевые фитинги. Все достоинства полиэтилена Высокий коэффициент линейного теплового расширения. При высоких температурах теплоносителя незакрепленные трубы провисают
Термостатическая диффузионная сварка
Металлоп ластиковые Легко гнутся что позволяет огибать конструкционные элементы здания. Кислородная непроницаемость
Из-за разности коэффициента линейного расширения полиэтилена и алюминия со временем происходит расслоение трубы Разборные (цанга с кольцом и обжимной гайкой.
Неразборные (пресс- фитинги). С помощью полимерных соединений
6.4 Удаление воздуха из системы отопления