Файл: Ударственный университет транспорта а. Б. Невзорова теплогазоснабжение, отопление и вентиляция.pdf

137 подающей подводке к радиатору и краном Маевского для выпуска воздушных скоплений. Примеры отопительных горизонтальных поквартирных систем отопления, выполненных на планах этажей, приведены на рисунке 46
(httm//www.isoterm.ru). В зависимости от схемы разводки они могут называться поэтажной коллекторной, лучевой или петлевой разводкой. Двухтрубная система отопления считается наиболее эффективной из существующих (см. рисунок 45). Теплоноситель в такой системе подводится по одной трубе, а отводится подругой. Нагревательные приборы подсоединены параллельно, независимо друг от друга. Поквартирная разводка осуществляется через коллектор и требует надлежащей инфраструктуры. При двухтрубной системе отопления возможна дополнительная комплектация термостатом, так как независимо от расположения прибора температуру теплоносителя в нем можно регулировать по мере необходимости.
2 Двухтрубные лучевые системы отопления с индивидуальным Рисунок 45 – Поквартирная разводка двухтрубной системы отопления

138 подсоединением трубопроводами (петлями. В такой системе отопления у каждого отопительного прибора есть подсоединение к распределительному коллектору (или гребенке) одной квартиры. Распределительные "гребенки" размещают таким образом, чтобы расстояние от каждой "гребенки" до всех отопительных приборов одного этажа было примерно одинаковой величины. Допускается подсоединение на сцепке двух отопительных приборов в пределах одного помещения. Трубопроводы прокладываются в форме петель в конструкции пола или вдоль стен под плинтусами. Система удобна для монтажа, так как используются трубопроводы одного диаметра, отсутствуют соединения труб в полу. Использование защитной трубы позволяет при случайном повреждении коммуникаций легко заменить их без разрушения напольного покрытия или стены (рисунок 46, в. Однотрубная система отопления, как горизонтальная, таки вертикальная, наиболее популярна в Беларуси и России (до 80 %). Все приборы отопления в такой системе соединены последовательно (рисунок 46, б. Изменение температуры отопительных приборов зависит от удалённости источника тепла. Ив каждом последующем походу движения приборе температура теплоносителя будет снижаться, а площадь прибора увеличиваться. Главный минус однотрубной системы отопления – она не поддается регулированию. Современные требования по энергосбережению требуют при проектировании новых и реконструкции старых систем отопления предусматривать возможность учета тепла потребителями. При вертикальной разводке системы отопления это сделать невозможно. Двухтрубная система с горизонтальной поквартирной разводкой наиболее предпочтительна для современного многоэтажного строительства. Она позволяет учитывать расход тепла для каждой отдельной квартиры и ограничить возможность жильцов самостоятельно увеличивать мощность отопительных приборов. Температура теплоносителя не снижается. Преимущества поквартирной разводки для жильцов и для эксплуатационных служб следующие
− такая система позволяет службе эксплуатации отключить только одну квартиру в случае аварии или при необходимости ремонта или Рисунок 45 – Поквартирная разводка двухтрубной системы отопления

139 замены отопительных приборов
− независимость разводки от других квартир предполагает возможность индивидуального проектирования отопления квартиры в зависимости от пожеланий владельца
− поквартирная система может быть оборудована поквартирными теплосчетчиками, что позволяет установить наиболее экономичные параметры микроклимата
− стоимость устройства поквартирной системы сравнима со стоимостью стандартных схем с вертикальными стояками, но экономически более эффективна. Для таких систем больше всего подходят трубы из сшитого полиэтилена (PEX). По действующим нормам трубы из полимерных материалов должны иметь антидиффузионный слой, препятствующий проникновению кислорода в теплоноситель. При соблюдении рабочих характеристик они прослужат более 50 лет. Благодаря сроку службы, гибкости трубы, надежности соединения труба-фитинг можно проводить скрытый монтаж поквартирной системы, замоноличивая трубы в бетон. К тому же скрытая прокладка в гофре позволит при необходимости произвести замену поврежденного участка без вскрытия конструкции стены или пола. В настоящее время востребованность этих систем возрастает, так как они обладают определенными преимуществами перед вертикальными системами и следующими возможностями
– учетом тепловой энергии каждой квартирой, так как в вертикальной системе это выполнить невозможно
– индивидуального отключения квартиры от вертикального стояка-распределителя на ремонт, что практически не влияет на тепловой режим других квартир
– пуска системы отопления поэтажно, по мере строительной готовности, что невозможно при вертикальной системе без дополнительных затрат
– горизонтальная система отопления эстетичнее вертикальной, так как нет стояков в комнатах, а провести трубу диаметром 15 мм
(20 мм) за плинтусом не представляет технической трудности
– прокладка магистрали за плинтусом позволяет исключить

140 мостик холода по заложенной в стене плите перекрытия или в стыках (швах) при крупнопанельной конструкции здания
– такая система может быть оборудована теплосчетчиком, расположенным в помещении лестничной клетки в запирающемся шкафу (укрытии
– горизонтальная система отопления имеет типовые радиаторные узлы с повышенным коэффициентом затекания воды в нагревательные приборы ( = 0,4…0,65), что позволяет эффективно использовать параметры теплоносителя

141 Рисунок 46 – Поквартирная разводка различных видов а – двухтрубная лучевая б – однотрубная попутная в – двухтрубная тупиковая а) б) в)

142
– также они могут быть использованы в системах поквартирного отопления с индивидуальным газовым котлом, широко внедряемых в настоящее время в РБ в строящихся жилых зданиях. К специфическим требованиям, предъявляемым к горизонтальной системе отопления, можно отнести следующие
– прокладку магистралей не рекомендуется выполнять в конструкции пола (межэтажного перекрытия
– соединение труб (магистралей) выполнять только на сварке или пайке, если трубы медные
– опорожнение системы в дренажный стояк обязательно. Компенсация тепловых удлинений трубопроводов решается за счет углов их поворотов. Монтаж системы достаточно прост. После гидравлических (или пневматических) испытаний и покраски магистраль закрывается плинтусом без теплоизоляции. Таким образом, сама магистраль становится нагревательным прибором, что позволяет уменьшить тепловую мощность нагревательных приборов, а система отопления частично становится плинтусной.
6.7 Отопление высотных зданий Многофункциональные высотные здания и комплексы представляют собой чрезвычайно сложное сооружение сточки зрения проектирования инженерных коммуникаций систем отопления, общеобменной и противодымной вентиляции, общего и противопожарного водопровода, эвакуации, противопожарной автоматики и др. Это объясняется, главным образом, высотой здания и допустимым гидростатическим давлением, в частности, в водяных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Все здания по высоте можно разделить накате гори й
− до пяти этажей, где не требуется установка лифтов, – малоэтажные здания
− дом этажей, в пределах которых не требуется зонирование по вертикали на пожарные отсеки – многоэтажные зданиям здания повышенной этажности
− 151–300 м – высотные здания
− свыше 300 м – сверхвысокие здания. Градация кратная 150 м обусловлена изменением расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления и вентиляции – через каждые 150 м она понижается на 1 С.

143 Системы водяного отопления высотных зданий зонируются по высоте, и если пожарные отсеки разделяются техническими этажами, то зонирование систем отопления, как правило, совпадает с пожарными отсеками, так как технические этажи удобны для прокладки разводящих трубопроводов. При отсутствии технических этажей зонирование систем отопления может не совпадать с разделением здания на пожарные отсеки. Органами пожарного надзора допускается пересечение границ пожарных отсеков трубопроводами водонаполненных систем, и высота зоны определяется значением допустимого гидростатического давления для нижних отопительных приборов и их обвязки. Первоначально проектирование зональных систем отопления проводилось, как для обычных многоэтажных зданий. Применялись, как правило, двухтрубные системы отопления с вертикальными стояками и нижней разводкой подающей и обратной магистралей, проходящих по техническому этажу (рисунок 47), что позволяло включать систему отопления, не дожидаясь возведения всех этажей зоны [40]. Каждый стояк оборудуется автоматическими балансировочными клапанами для обеспечения автоматического распределения теплоносителя по стоякам, а каждый отопительный прибор – автоматическим терморегулятором с повышенным гидравлическим сопротивлением для предоставления жильцу возможности установления нужной ему температуры воздуха в помещении и сведения к минимуму влияния гравитационной составляющей циркуляционного напора и включения/вы-ключения термостатов на других отопительных приборах, подключенных к данному стояку. Однако впоследствии, в результате анализа различных решений, проектировщики пришли к выводу, что наилучшей системой отопления, особенно для зданий без технических этажей, являются системы с поквартирной горизонтальной разводкой, подключаемые к вертикальным стоякам, проходящим, как правило, по лестничной клетке, и выполненным по двухтрубной схеме с нижней разводкой магистралей рисунок 48) [40]. Поквартирные системы отопления оборудуются узлом с запорной, регулирующей с помощью балансировочных клапанов и спускной арматурой, фильтрами и прибором учета тепловой энергии. Этот узел

144 должен располагаться вне квартиры на лестничной клетке для беспрепятственного доступа службы эксплуатации. В квартирах болеем подключение производится петлей, периметрально проложенной по квартире. Рисунок 47 – Схемы двухтрубной системы водяного отопления с вертикальными стояками ас нижней разводкой магистралей по техническому этажу б – вертикальными стояками с верхней разводкой Трубопроводы применяют из термостойких полимерных материалов, как правило, из сшитого полиэтилена РЕХ, прокладка выполняется в подготовке пола. Расчетные параметры теплоносителя, исходя из технических условий на такие трубопроводы – Т = 90 СТ) Сиз опасения, что дальнейшее понижение температуры приводит к значительному росту поверхности нагрева отопительных приборов, что не приветствуется инвесторами из-за роста стоимости системы. При поквартирной разводке оптимальным решением является применение автоматических балансировочных клапанов ASV-P (PV) на обратном трубопроводе и запорно-измерительных клапанов М
(ASV-1) на подающем. Использование этой пары клапанов дает возможность не только компенсировать влияние гравитационной составляющей, но и ограничивать расход на каждую квартиру в соответствии с параметрами. Клапаны, как правило, подбираются по диаметру трубопроводов и настраиваются на поддержание перепада а) б)

145 давлений на уровне 10 кПа. Такая величина настройки клапанов выбирается исходя из значения требуемых потерь давления на радиаторных терморегуляторах для обеспечения их оптимальной работы. Рисунок 48 – Двухтрубная разводка квартирной системы отопления а – лучевая (1 – с горизонтальной и 2 – с пристенной трассировкой б – периметральная (3 – тупиковая 4 – попутная) Применение поквартирных горизонтальных систем отопления по сравнению с системой c вертикальными стояками приводит к уменьшению протяженности магистральных трубопроводов (они подходят только к лестничному стояку, а не к самому удаленному стояку в угловой комнате, снижению потерь теплоты трубопроводами, упрощению поэтажного ввода здания в эксплуатацию и повышению гидравлической устойчивости системы. В поквартирных системах отопления значительно проще осуществляется учет тепловой энергии. Это достигается, в первую
2 1 а) б)
3 4

146 очередь, обязательным применением термостатов на отопительных приборах. Особенностью проектирования систем теплоснабжения высотных зданий является то, что все насосное и теплообменное оборудование у них расположено на уровне земли или минус первого этажа. Это обусловлено опасностью размещения трубопроводов перегретой воды на жилых этажах, неуверенностью в достаточности защиты от шума и вибрации смежных жилых помещений при работе насосного оборудования и стремлением сохранения дефицитной площади для размещения большего количества квартир. Такое решение возможно благодаря применению высоконапорных трубопроводов, теплообменников, насосов, запорного и регулирующего оборудования, выдерживающих рабочее давление до 2,5 МПа (25 атм. При высоте зданий выше 220 м в связи с возникновением сверхвысокого гидростатического давления рекомендуется применять каскадную схему подключения зональных теплообменников отопления и горячего водоснабжения (рисунок 49).

147 Рисунок 49 – Общая схема зонирования высотного здания по высоте с размещением теплотехнического оборудования на технических этажах Другой особенностью теплоснабжения реализованных высотных жилых зданий является то, что во всех случаях источник теплоснабжения – это городские тепловые сети. Подключение к ним производится через ЦТП, который занимает большую площадь, например, для расчетной мощности 34 МВт необходима площадь 1200 мс высотой помещениям.
ЦТП включает теплообменники с циркуляционными насосами систем отопления разных зон, систем теплоснабжения калориферов вентиляции и кондиционирования воздуха, систем горячего водоснабжения, насосные станции заполнения систем отопления и системы поддержания давления с расширительными баками и оборудованием авторегулирования, аварийные электрические накопительные водонагреватели горячего водоснабжения. Оборудование и трубопроводы располагаются по вертикали, стем чтобы в процессе эксплуатации они были легкодоступны. Такое решение обусловлено еще и тем, что высотные комплексы, как правило, являются многофункциональными по назначению с развитой стилобатной (верхняя часть ступенчатого цоколя здания или общий цокольный этаж, объединяющий несколько зданий) и подземной частью, на которой могут находиться несколько зданий.
6.8 Гидравлический расчет типовых систем водяного отопления Система водяного отопления представляет собой разветвленную закольцованную сеть трубопроводов и приборов, заполненных водой. Вода в течение отопительного сезона находится в постоянном кругообороте. По трубам (теплопроводам) нагретая вода распределяется по приборам, охлажденная в приборах вода собирается воедино, нагревается в теплообменнике и вновь направляется к приборам. Теплопроводы предназначены для доставки и передачи в каждое помещение необходимого количества тепловой энергии. Так как теплопередача происходит при охлаждении определенного количества воды, то требуется выполнить гидравлический расчет системы.

148 Цель гидравлического расчета трубопроводов систем отопления – выбор таких сечений (диаметров) теплопроводов для наиболее протяженного и нагруженного циркуляционного кольца или ветви системы, по которым при располагаемой разности давлений в системе обеспечивается пропуск заданного расхода теплоносителя Располагаемая разность давлений − энергия, которая при движении теплоносителя по трубам может быть израсходована на преодоление сопротивлений трения и местных сопротивлений. Гидравлическому расчету предшествует подготовительная работа
− подсчитываются теплопотери каждого отапливаемого помещения
− расставляются отопительные приборы (под окнами) и стояки (в углах помещений) с запорно-регулирующей арматурой. Размещение стояков продиктовано как месторасположением радиаторов (под окнами, таки целесообразностью прокладки самостоятельных стояков в лестничных клетках (чаще остальных, отключаемых на ремонт) ив наружных углах здания для их утепления
− намечается месторасположения теплового пункта (в подвале возле несущей стены
− намечаются места прокладки магистралей. При нижней разводке подающая (горячая) и обратная (охлажденная) магистрали прокладываются в подвале при верхней подающая – на чердаке, обратная – в подвале при опрокинутой циркуляции – наоборот. Правильный гидравлический расчет предопределяет работоспособность системы отопления. Он производится в следующем порядке
1 Вычерчивается пространственная схема системы отопления, обычно в аксонометрической проекции, со всеми принятыми элементами. На схеме обозначают
− тепловые нагрузки приборов п – поданным таблицы 15;
− запорно-регулирующую арматуру у приборов, на стояках, магистралях, тепловом пункте. Для обеспечения покомнатной регулировки теплоотдачи последних у каждого из них предусматривают индивидуальные регуляторы и отключаемую независимо от остальной коммуникации подводку.
2 Выбирается главное циркуляционное кольцо системы. В вертикальной однотрубной системе – это кольцо
− при тупиковом движении воды – через наиболее нагруженный и

149 удаленный стояк от теплового пункта
− попутном движении воды – через наиболее нагруженный, средний стояк. В вертикальной двухтрубной системе это кольцо
− при тупиковом движении воды – через нижний отопительный прибор наиболее нагруженного и удаленного стояка от теплового пункта
− попутном движении воды – через нижний отопительный прибор наиболее нагруженного среднего стояка. Этим самым выбирается наихудший вариант – максимальная длина, минимальный движущий напор, максимальная тепловая нагрузка. После выбора главного циркуляционного кольца оно разбивается на расчетные участки, которые нумеруют, начиная от узла ввода или элеватора и далее по расчетному кольцу, определяются их тепловые нагрузки, длины. В разветвленных системах теплопроводов расчетным участком называют отрезок теплопровода с постоянным диаметром и расходом теплоносителя. Последовательно соединенные участки, образующие замкнутый контур циркуляции воды через элеватор
(теплогенератор), и составляют циркуляционное кольцо системы. Тепловая нагрузка участка уч составляется из тепловых нагрузок приборов, обслуживаемых протекающим по участку теплоносителем. Для участка подающего теплопровода тепловая нагрузка выражает запас теплоты, предназначенной для последующей теплопередачи в помещения для участка обратного теплопровода – потери теплоты протекающей охлажденной водой после теплопередачи в помещения. Тепловая нагрузка участка предназначена для определения расхода теплоносителя (воды) на участке в процессе гидравлического расчета. Пример аксонометрической схемы двухтрубной системы водяного отопления с нижней разводкой представлен на рисунке 50.