Лекция № 9
Системы отопления зданий, виды, характеристики
План лекции
1. Системы пароводяного отопления
2. Системы парового отопления
3. Системы воздушного отопления
4. Панельно - лучистое отопление
5. Местное отопление
Литература:
1. Погодина Л.В. «Инженерные сети, инженерная подготовка и оборудование территорий, зданий и стройплощадок». – М.: Дашков и К», 2006
Системы пароводяного отопления.
Системы пароводяного отопления выполняют по любой схеме водяного отопления, но нагрев циркулирующей в них воды осуществляется паром в теплообменных аппаратах. Такие системы целесообразно применять, когда система централизованного теплоснабжения паровая. Чаще всего применение пароводяных систем характерно для промышленных предприятий. Для жилых зданий пароводяные системы отопления применяются в верхней части высотных зданий.
Многоэтажные здания для уменьшения гидростатического давления на приборы нижних этажей здание разделяют по высоте на несколько зон и в каждой зоне устраивают отдельную систему отопления. Число зон по высоте здания и высота каждой зоны определяются допустимым гидростатическим давлением отопительных приборов и оборудования теплового пункта. Система каждой зоны гидравлически независима от других зон, а также от давления наружных тепловых сетей. При теплоснабжении от ТЭЦ зональные системы отопления присоединяют по независимой схеме к водяным теплообменникам, размещаемым в подвале здания.
В зданиях высотой более 160 м в верхней зоне устраивают пароводяное отопление. Теплоноситель – пар, отличающийся незначительным гидростатическим давлением, – подается на технический этаж верхней зоны в тепловой пункт с пароводяным подогревателем. В нижней зоне таких зданий устраиваются водяные системы отопления.
В зданиях высотой более 250 м пароводяные системы могут быть в двух верхних зонах и более.
Системы парового отопления
В системах парового отопления используется свойство пара при конденсации выделять скрытую теплоту фазового превращения. При конденсации в нагревательном приборе 1 кг пара помещение получает около 2260 кДж теплоты.
По сравнению с системами водяного отопления системы парового отопления имеют следующие преимущества:
1) благодаря малой плотности пара он перемещается с большими скоростями, вследствие чего требуются меньшие диаметры теплопроводов, чем при водяном отоплении, поэтому стоимость теплопроводов в системах парового отопления ниже, чем в системах водяного отопления;
2) больший коэффициент теплоотдачи от пара к стенкам отопительного прибора (за счет высокой величины скрытой теплоты фазового превращения), благодаря этому и высокой температуре пара площадь поверхности отопительных приборов в системах парового отопления приблизительно на 25 – 30 % меньше, чем и системах водяного отопления;
3) быстрый прогрев помещений и выключение системы из работы;
4) возможность использования систем отопления в зданиях повышенной этажности вследствие малой плотности пара.
Однако наряду со всеми перечисленными положительными свойствами, пар имеет ряд существенных недостатков:
1) невозможность регулирования теплоотдачи отопительных приборов путем изменения температуры теплоносителя, то есть невозможность качественного регулирования;
2) постоянно высокая температура (100 °С и более) поверхности теплопроводов и отопительных приборов, что вызывает разложение оседающей органической пыли, а также вынуждает устраивать перерывы в подаче пара; перерывы в подаче пара приводят к колебанию температуры воздуха в помещениях, то есть к понижению уровня теплового комфорта;
3) увеличение бесполезных теплопотерь паропроводами, когда они проложены в необогреваемых помещениях;
4) шум при действии систем, особенно при возобновлении работы после перерыва;
5) сокращение срока службы теплопроводов; при перерывах в подаче пара теплопроводы заполняются воздухом, что усиливает коррозию их внутренней поверхности.
Вследствие этих недостатков система парового отопления не допускается к применению в жилых, общественных и административно-бытовых зданиях, а также в производственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха.
Паровое отопление может устраиваться в производственных помещениях без выделения пыли и аэрозолей или с выделением негорючей и неядовитой пыли, негорючих и не поддерживающих горение газов и паров, со значительными влаговыделениями, а также для обогрева лестничных клеток, пешеходных переходов, вестибюлей зданий.
Классификация систем парового отопления выполняется по нескольким признакам. По величине начального давления пара, подаваемого в систему отопления, различают системы отопления высокого (ризб > 0,07 МПа), низкого (ризб < 0,07 МПа) давления и вакуум - паровые (рабс < 0,1 МПа).
По способу возврата конденсата системы парового отопления подразделяют на замкнутые (конденсат благодаря наклону трубопроводов самотеком возвращается из отопительных приборов в котел или в тепловую сеть) и разомкнутые (конденсат поступает сначала в конденсаторный бак, а затем перекачивается насосом в котел или в тепловую сеть).
По месту расположения паропроводов и схеме стояков системы парового отопления могут выполняться с верхним, нижним и промежуточным распределением пара при однотрубной и двухтрубной схемах обслуживания отопительных приборов.
Схема замкнутой системы парового отопления низкого давления с промежуточным распределением пара. Пар из котла по главному стояку, вследствие разностей давлений в котле и отопительных приборах, поднимается в магистральный паропровод и далее по паровым стоякам подается в отопительный прибор. Здесь пар конденсируется, отдавая в отапливаемое помещение скрытую теплоту парообразования. Образующийся при этом конденсат по конденсатным стоякам и сборному конденсатопроводу, прокладываемому с уклоном не менее 0,005 в направлении его движения, самотеком возвращается в котел. Для нормального удаления воздуха из системы диаметр конденсатопровода в рассматриваемой схеме должен быть таким, чтобы стекающий конденсат заполнял не больше половины диаметра трубы. Соблюдение этого условия позволяет воздушному пространству конденсатопровода сообщаться с атмосферой с помощью воздушной трубки. Место присоединения воздушной трубки к конденсатопроводу должно быть выше уровня воды в трубе, питающей котел конденсатом. При этом условии магистральный конденсатопровод никогда не будет заполняться полностью водой, то есть будет так называемым « сухим » конденсатопроводом. Такой конденсатопровод прокладывают либо под потолком подвала, либо под полом первого этажа. При большой протяженности паропровода в замкнутых системах для уменьшения заглубления котельных конденсатопровод прокладывается ниже уровня воды в котле. Такой конденсатопровод называется « мокрым », так как он полностью заполняется конденсатом.
На подводках к отопительному прибору устанавливается тройник с пробкой для проверки наличия пара в конденсационной подводке, которого там быть не должно.
Система парового отопления низкого давления с нижним распределением пара отличается от систем с верхним и промежуточным распределением главным образом расположением магистрального паропровода, при котором устраивают специальный гидравлический затвор или устанавливают водоотводчик у дальнего стояка для отвода конденсата из стояков и магистрального паропровода.