Теплоснабжение зданий различного назначения осуществляется по тепловым сетям от единого теплоэнергетического центра: квартальной или районной котельной или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).
Теплоносителями в системах теплоснабжения могут быть горячая вода и пар. Для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в качестве теплоносителя применяется высокотемпературная вода.
Чтобы увеличить радиус действия источника теплоснабжения и уменьшить количество транспортируемого теплоносителя, а следовательно, уменьшить диаметры трубопроводов, используют воду с температурой до 150° С (иногда и до 180°С). Использование высокотемпературного теплоносителя объясняется тем, что вода, нагретая до 130—150° С, отдает потребителю значительно большее количества тепла, чем вода, нагретая до 95° С.
Водяные тепловые сети прокладывают двухтрубными, подающими одновременно тепло на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. В таких системах все время происходит циркуляция теплоносителя между источником теплоснабжения и местными системами потребителей тепла. В некоторых случаях, с учетом технико-экономических обоснований, допускается применять однотрубные тепловые сети. В однотрубных сетях теплоноситель полностью используется потребителем; охлажденная в системе отопления вода используется на технологические цели; излишек ее сбрасывается в систему канализации или водостоков.
Принципиальная схема теплоснабжения от районной котельной приведена на рис. 135, а.
Рис. 135. Схемы районного теплоснабжения: а — при температуре теплоносителя 95° С, б — при температуре теплоносителя150° С; 1 — котлы, 2 — наружная подающая магистраль, 3 — система отопления здания, 4 — наружная обратная магистраль, 5 — насос, 6 — элеватор
|
|
Нагретая в котлах 1 вода до температуры 115° С подается по наружным магистралям 2 в системы отопления 3 (температура теплоносителя 95° С) отдельных зданий и, охладившись в них, отводится в котлы по обратным магистралям 4.
Вода в системе циркулирует с помощью насоса 5, установленного в котельной. Расширительный сосуд присоединяется к обратной магистрали ближе к котельной.
Схема теплоснабжения с высокотемпературной водой (рис. 135, б) отличается от предыдущей схемы тем, что в зданиях устанавливают водоструйные элеваторы 6, которые к перегретой воде, поступающей в них, подмешивают охлажденную воду из местной системы отопления. Благодаря этому в местную систему отопления поступает вода с расчетной температурой 95—105° С. Кроме того, элеваторы создают в системе циркуляционный напор.
Рис. 136. Водоструйный элеватор
Водоструйный элеватор (рис. 136) состоит из сопла 1, камеры 3 всасывания, в которую поступает охлажденная вода из обратной магистрали отопительной системы, смесительного конуса 4, где горячая вода смешивается с охлажденной, и диффузора 5, присоединяемого к подающему трубопроводу местной системы отопления. Благодаря конусообразной форме сопла 1 вода из него поступает в смесительный конус 4 с большой скоростью, создавая разрежение в кольцевом пространстве между соплом и конусом. Под влиянием разрежения вода из обратной линии подсасывается в смесительный конус, где смешиваема с горячей водой, и через диффузор поступает в систему отопления.
|
|
Рис. 137. Схема теплоснабжения с двумя последовательно подключенными бойлерами -горячего водоснабжения: бойлер второй ступени, 3 - элеватор, - бойлер первой ступени 1 — система горячего водоснабжения, 2 — 4 — холодный водопровод
Элеваторы различных номеров имеют разную подачу. Диаметр отверстия сопла перед установкой элеватора рассверливают до размера, указанного в проекте.
В открытых системах (рис. 138) при непосредственном разборе воды из тепловых сетей для целей горячего водоснабжения устанавливают регуляторы (ТРЖ-ОРГРЭС-3 и РТБ), которые автоматически поддерживают температуру смешанной воды, поступающей к потребителю и равной 65° С.
Блочный регулятор температуры (РТБ) (рис. 140) комплектуется модернизированным клапаном 1 смешения РК.С-М, измерительным преобразователем 3 температуры ТМП (терморегулирующий малоинерционный прибору и устройством 2 защиты (блокировки) системы от опорожнения при пиковых водоразборах. Устройство защиты уменьшает подачу воды в систему горячего водоснабжения при снижении давления в обратной магистрали отопления до уровня местного статического давления. Регулятор приводится в действие при перепаде давления между подающим и обратным трубопроводами, он работает без слива воды в дренаж. При большом расходе воды на нужды горячего водоснабжения можно устанавливать два параллельно действующих регулятора.
Рис. 140. Схема блочного регулятора температуры для открытых систем теплоснабжения:
1 — клапан смешения РКС-М, 2— устройство защиты, 3 — измерительный преобразователь температуры ТМП, 4—муфта
|
|
Регуляторы РТБ изготовляют диаметром 40, 50, 80 мм.
Рабочий агент измерительного преобразователя ТМП — вода или воздух давлением 0,2—1 МПа. Диапазон настройки этого прибора 10—15° С, зона чувствительности — до 0,5° С.
Открытые схемы теплоснабжения обладают следующими преимуществами в сравнении с закрытыми: упрощаются абонентские вводы, так как не нужно устанавливать бойлеры и циркуляционные насосы; увеличивается срок службы сетей горячего водоснабжения, так как в сеть подается вода, прошедшая химводоподготовку; сокращается стоимость тепловых сетей за счет снижения количества циркулирующей в них воды,
Теплоснабжение в районах массовой застройки осуществляется от ТЭЦ, мощных тепловых станций или других энергетических центров через центральные тепловые пункты (ЦТП).
ЦТП — это отдельно стоящее здание, в котором располагаются бойлеры, тепловые и водомерные узлы, циркуляционные, хозяйственные, противопожарные и отопительные насосы, приборы автоматики и запорно-регулирующая арматура. В зависимости от условий присоединения к сетям наружного водопровода, тепловым сетям, а также в зависимости от этажности и назначения здания устанавливают следующее количество насосных агрегатов:
· два насосных агрегата — для циркуляции воды в системе горячего водоснабжения, из них один рабочий и один резервный;
· три насосных агрегата холодного водоснабжения: основной и резервный обеспечивают водоснабжение при минимуме и максимуме водоразбора, аварийный включается только при аварии двух рабочих насосов;
· два насосных агрегата для противопожарных целей, из которых один насос — рабочий, а второй — резервный;
· в случае присоединения систем центрального отопления по независимой схеме дополнительно к указанным насосным агрегатам устанавливают еще четыре, из которых два циркуляционных насоса для систем отопления, подключенных к данному ЦТП, и два подпиточных насоса, из которых один—рабочий, а второй — резервный.
Система автоматизации ЦТП предусматривает: управление циркуляционными насосами систем горячего водоснабжения и насосами холодного водоснабжения, поддержание постоянного давления после насосов холодного водоснабжения, поддержание постоянной температуры в системе горячего водоснабжения, поддержание постоянного расхода теплоносителя на вводе.
Управление циркуляционными насосами горячего водоснабжения сводится к включению одного из насосов в случае понижения температуры воды в циркуляционном трубопроводе и повышения давления в подающем трубопроводе горячего водоснабжения. Сочетание двух факторов: низкой температуры (45° С) и высокого давления свидетельствует об отсутствии или незначительном водоразборе в сети горячего водоснабжения. Рабочий насос отключается, когда один из параметров достигает заданной величины, т. е. при повышении температуры до 65° С или при падении давления в подающем трубопроводе горячего водоснабжения. После пуска ранее работающий насос становится резервным, а резервный — рабочим. Если рабочий насос выйдет из строя, автоматически включится резервный насос.
Управление циркуляционными насосами систем отопления сводится к тому, что при аварии одного из циркуляционных насосов автоматически включается в работу резервный насос и одновременно подается световой и звуковой сигналы на щит управления.
Подпиточный насос для восполнения водой систем отопления включается в зависимости от уровня воды в расширительном сосуде. Как только вода достигнет критического (нижнего) уровня, поплавковое реле или реле уровня подает сигнал и автоматически включает в работу насос: при заполнении систем и достижении верхнего предела насос останавливается.
Монтаж ЦТП ведут объемными блоками полной заводской готовности. В зависимости от назначения и условий привязки к наружным сетям ЦТП монтируют из трех—пяти блоков, перечисленных ниже:
· блока теплового узла для систем горячего водоснабжения (рис, 141,а); размер блока 6,3X3,1X2,9 м, масса 10,2—11,5 т.
· водопроводного блока с пожарными и хозяйственными насосами (в блоке установлены водомер для учета общего расхода воды и водомер для учета расхода воды только на нужды горячего водоснабжения); размер блока 5,X3,2X2,7 м, масса 5,1—6,5 т;
· блока циркуляционных насосов (рис. 141,6), обеспечивающих циркуляцию воды в системах горячего водоснабжения; размер блока 2,9X1,85X2,3 м, масса 1,7 т;
· блока насосов отопления, который устанавливают в тех случаях, когда напор в тепловых сетях не обеспечивает циркуляцию воды в системах отопления; размер блока 4,3X2,8X2,8 м, масса 2,8—3,9 т;
· блока подогревателя для систем отопления с циркуляционными и подпиточными насосами; размер блока 5,1X2,8X2,7 м, масса 3,75—6,5 т.
Монтаж ЦТП при наличии блоков сводится к их установке на фундамент и соединению между собой.
Нагретая вода из ТЭЦ или районной котельной насосами подается потребителям по наружным тепловым сетям для централизованного снабжения теплом промышленных предприятий, жилых домов и зданий общественного назначения.
Трассу тепловых сетей в городах и других населенных пунктах прокладывают в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов. Трасса тепловых сетей проходит между проезжей частью и полосой зеленых насаждений, Внутри микрорайонов и кварталов трасса тепловых сетей должна также проходить вне проезжей части дорог.
Для тепловых сетей в городах и других населенных пунктах предусматривается подземная прокладка: в непроходных и проходных каналах; в городских и внутри-квартальных коллекторах совместно с другими инженерными сетями и без устройства каналов (тепловые сети диаметром до 500 мм).
На территориях промышленных предприятий тепловые сети прокладывают на отдельно стоящих низких и высоких опорах или эстакадах. Допускается совместная надземная прокладка тепловых сетей с технологическими трубопроводами, независимо от параметров теплоносителя и параметров среды в технологических трубопроводах.
Наиболее часто тепловые сети прокладывают в непроходных каналах из сборного железобетона (рис. 142), которые бывают одноячейковые, двухъячейковые и многоячейковые.
Рис. 142. Непроходные каналы КЛ: а — одноячейковые, б — двухъячейковые; 1 — лотковый элемент, 2 — песчаная подготовка, 3 — плита перекрытия, 4 — цементная шпонка, 5 — песок
Рис. 143. Прокладка тепловых сетей: а — в непроходном канале с битумоперлитовой изоляцией, б — бесканальная, Ц — циркуляционный трубопровод, Г — трубопровод горячей воды, X — трубопровод холодной воды, Т— обратный трубопровод системы отопления, Гп —ведающий трубопровод системы отопления
На рис. 143, а показан один из вариантов внутри-квартальной прокладки тепловых сетей в непроходных каналах. В одном канале прокладываются трубопроводы системы отопления, в другом — трубопроводы системы горячего водоснабжения, между каналами непосредственно в грунте проходят трубопроводы холодного водопровода.
При прокладке тепловых сетей в зоне грунтовых вод наружные поверхности стен и перекрытий тепловых каналов следует покрывать битумной изоляцией, а также устраивать дренажи для понижения уровня грунтовых вод по трассе.
Тепловую изоляцию устраивают для трубопроводов тепловых сетей, арматуры, фланцевых соединений, компенсаторов и опор труб независимо от температуры теплоносителя и способов прокладки. Температура на поверхности теплоизоляционной конструкции трубопровода в технических подпольях и подвалах жилых и общественных зданий должна быть не более 45° С, а в тоннелях, коллекторах, камерах и других местах, доступных обслуживанию, не более 60° С.
Для сварки теплопроводов на трассе концы труб по 200 мм с каждой стороны должны быть не изолированы.
Бесканальная совмещенная прокладка трубопроводов тепловых сетей, горячего и холодного водоснабжения с битумоперлитной изоляцией ( рис. 143, б) допускается во всех грунтах, кроме просадочных. При бесканальной прокладке трубопроводов в сухих грунтах с коэффициентом фильтрации Кф, равным 5 м/сут и более, дренаж не требуется. Во всех остальных случаях необходимо устраивать попутный дренаж. Бесканальную прокладку трубопроводов тепловых сетей и горячего водоснабжения используют на трассы. В местах поворотов и установки компенсаторов следует предусматривать камеры или каналы.
Трубопроводы в каналах укладывают на подвижные или неподвижные опоры.
Подвижные опоры служат для передачи веса теплопроводов на несущие конструкции. Кроме того, они обеспечивают перемещение труб, происходящее вследствие изменения их длины при изменениях температуры теплоносителя. Подвижные опоры бывают скользящие и катковые.
Рис. 145. Опоры: в — скользящая, б — катковая, в — неподвижная
Скользящее опоры (рис. 145, а) используют в тех случаях, когда основание под опоры может быть сделано достаточно прочным для восприятия больших горизонтальных нагрузок. В противном случае прибегают к Катковым опорам (рис. 145, б), создающим меньшие горизонтальные нагрузки. Поэтому при прокладке труб больших диаметров в тоннелях на каркасах или на мачтах следует ставить катковые опоры.
Неподвижные опоры (рис. 145,в) служат для распределения удлинений трубопровода между компенсаторами и для обеспечения равномерной работы последних. В камерах подземных каналов и при надземных прокладках неподвижные опоры выполняют в виде металлических конструкций, сваренных или соединенных на болтах с трубами. Эти конструкции заделывают в фундаменты, стены и перекрытия каналов.
Для восприятия температурных удлинений и разгрузки труб от температурных напряжений на теплосети устанавливают гнутые и сальниковые компенсаторы.
Рис. 146. Гнутые компенсаторы
Гнутые компенсаторы (рис. 146) П- и S-образные изготовляют из труб и отводов (гнутых, крутоизогнутых и сварных) для трубопроводов диаметром от 50 до 1000 мм. Эти компенсаторы устанавливают в непроходных каналах, когда невозможен осмотр проложенных трубопроводов, а также в зданиях при бесканальной прокладке. Допустимый радиус изгиба труб при изготовлении компенсаторов составляет 3,5—4,5 наружного диаметра трубы.
Гнутые П-образные компенсаторы располагают в нишах. Размеры ниши по высоте совпадают с размерами канала, а в плане определяются размерами компенсатора и зазорами, необходимыми для свободного перемещения компенсатора при температурной деформации. Ниши, где установлены компенсаторы, перекрывают железобетонными плитами.
Рис. 147. Сальниковые компенсаторы: а — односторонний, б —двусторонний; 1 — корпус. 2 —стакан, 3— фланцы
Сальниковые компенсаторы изготовляют односторонние ( рис. 147, а) и двусторонние (рис. 147, б) на давление до 1,6 МПа для труб диаметром от 100 до 1000 мм. Сальниковые компенсаторы имеют небольшие размеры, большую компенсирующую способность и оказывают незначительное сопротивление протекающей жидкости.
Сальниковые компенсаторы состоят корпуса 1 с фланцем 3 на уширенной передней части. В корпус компенсатора вставлен подвижный стакан 2 с фланцем для установки компенсатора на трубопроводе. Чтобы сальниковый компенсатор не пропускал теплоноситель между кольцами, в промежутке между корпусом и стаканом укладывают сальниковую набивку. Сальниковую набивку сжимают фланцевым вкладышем с помощью шпилек, ввинчиваемых в корпус компенсатора. Компенсаторы крепят к неподвижным опорам.
Камера для установки задвижек на тепловых сетях изображена на рис. 148.
Рис. 148. Камера для установки задвижек на тепловых сетях:
1 — ответвление подающего магистрального трубопровода, 2 — ответвление об» ратного магистрального трубопровода, 3 — камера, 4— параллельные задвижки, 5 — опоры трубопроводов, 6 — обратный магистральный трубопровод, 7 — подающий магистральный трубопровод
При подземных прокладках теплосетей для обслуживания запорной арматуры устраивают подземные камеры 3 прямоугольной формы. В камерах прокладывают ответвления 1 я 2 сети к потребителям. Горячая вода подается в здание по трубопроводу, укладываемому с правой стороны канала. Подающий 7 и обратный 6 трубопроводы устанавливают на опоры 5 и покрывают изоляцией.
Стены камер выкладывают из кирпича, блоков или панелей, перекрытия — сборные из железобетона в виде ребристых или плоских плит, дно камеры — из бетона. Вход в камеры — через чугунные люки. Для спуска в камеру под люками в стене заделывают скобы. Высота камеры должна быть не менее 1800 мм. Ширину выбирают с таким расчетом, чтобы проходы между стенами и трубами были не менее 500 мм.
Для тепловых сетей в зависимости от параметров теплоносителя (температуры, давления) применяют электросварные и бесшовные трубы.
Для трубопроводов тепловых сетей при рабочем давлении пара 0,07 МПа и меньше и температуре воды 115° С и ниже следует применять электросварные трубы и арматуру из ковкого чугуна.
Запорную арматуру на тепловых сетях устанавливают:
· на выводах от источника тепла, независимо от параметров теплоносителя и диаметров трубопроводов;
· на трубопроводах водяных сетей при диаметре более 100 мм на расстоянии 1000 м одна от другой с устройством перемычки между подающими и обратными трубопроводами диаметром, равным 0,3 диаметра трубопровода;
· в водяных и паровых сетях на ответвлениях диаметром более 100 мм, а также на ответвлениях к отдельным зданиям независимо от диаметра труб.
В остальных случаях необходимость установки запорной арматуры определяется проектом.
Оси проложенных труб в каналах на участке между двумя смежными неподвижными опорами должны быть параллельными. Допускается отклонение 5 мм на 10 м длины трубопровода в горизонтальной плоскости и 10мм в вертикальной.
В непроходных каналах расстояние между поверхностно изоляции труб и внутренней поверхностью стенок канала допускается не менее 70 мм, а между поверхностями изоляции двух труб—не менее 100 мм с допуском 5 мм.
Заглубление тепловой сети от поверхности земли или дорожного покрытия должно быть, не менее: при бесканальной прокладке и наличии дорожного покрытия — 0,5 м, считая от верха перекрытия каналов, тоннелей и конструкций; при отсутствии дорожного покрытия — 0,7 м; до верха перекрытия камер при наличии дорожного покрытия — 0,3 м; при отсутствии дорожного покрытия — 0,5 м.
Трубопроводы тепловых сетей подвергают гидравлическому испытанию давлением, равным рабочему с коэффициентом 1,25, но не менее 1,6 МПа для подающих и 1 МПа для обратных трубопроводов. Гидравлическое испытание производят, соблюдая требования: задвижки на испытываемом участке должны быть полностью открыты, а сальники уплотнены; для отключения испытываемого участка трубопровода от действующих сетей должны быть установлены гладкие фланцы или заглушки.
При присоединении систем отопления к тепловым сетям необходимо, чтобы давление в обратном трубопроводе сети было бы больше статического давления в системе отопления. В этом случае воздух в систему подсасываться не будет. Кроме того, к системам отопления предъявляются повышенные требования в отношении их гидравлической и тепловой устойчивости и прочности отдельных элементов систем. В зависимости от местных условий системы отопления присоединяются к тепловым сетям через водонагреватель — независимое подключение или путем подмешивания части остывшей в системе отопления воды к сетевой воде, поступающей из тепловых сетей — зависимое подключение.
Рис. 149. Независимое присоединение к тепловым сетям:
1 — подающий трубопровод, 2 — водоподогреватель, 3 — расширительный сосуд, 4 — циркуляционный насос, 5 —обратный трубопровод
При независимом подключении (рис. 149) теплоноситель из наружных тепловых сетей 1 поступает в водоподогреватель 2 и, нагрев в нем воду, возвращается обратно в тепловую сеть. Нагретая в водоподогревателе вода до температуры 105—95 или 85° С поступает в систему отопления. При этой схеме циркуляция воды в местной системе отопления осуществляется через водоподогреватель. По независимой схеме можно подключать двухтрубные и однотрубные системы отопления с естественной и насосной циркуляцией воды.
При зависимом подключении системы отопления к тепловым сетям, транспортирующим теплоноситель с повышенными параметрами, на вводе в здание монтируется элеваторный узел (рис. 150), к которому подключается местная система.
Рис. 150. Узел управления местными системами отопления:/—трехходовый кран, 2 —задвижка, 3 — пробковый кран, 4, 12 — грязевики, 5 — обратный клапан. 6 — дроссельная шайба. V—штуцер для термометра, 8 — термометр, 9 — манометр, 10 — элеватор, 11 — тепломер, 13 — водомер, 14 — регулятор расхода воды, 15 — регулятор подпара, 16 — вентили, 17 — обводная линия
Вода с температурой выше 105° С поступает в водоструйный элеватор 10, где смешивается с частью обратной воды из местной системы. Требуемая температура смешанной воды регулируется задвижками 2. Обратная вода из системы через водомер 13 поступает в тепловую сеть. Водомер соединен с тепломером 11 штуцерами.
Температуру воды контролируют тремя термометрами, установленными до и после элеватора и на обратной линии. Давление контролируют тремя манометрами 9, которые должны быть установлены на одном уровне Ввод оборудован регулятором 14, автоматически поддерживающим постоянный расход воды. В отдельных случаях устанавливают регулятор подпора 15. Грязь, попадающая в сеть, улавливается грязевиками 4 и (или одним на обратной линии). Расход воды после регулятора 14 регулируют дроссельной шайбой 6.
Зависимое подключение системы отопления к тепловой сети с подмешиванием воды из обратного трубопровода элеватором может быть осуществлено, если перед узлом управления системы напор не менее 15 м вод. ст., а давление в обратном трубопроводе не выше 0,5 МПа.
В отдельных случаях применяют зависимое подключение системы отопления с насосным смешением воды. В этой схеме водоструйный элеватор заменен насосом, установка которого обеспечивает большие возможности для создания оптимальных режимов как для двухтрубных, так и однотрубных систем отопления.
Центральное отопление
В холодное время года в зданиях различного назначения с постоянным или длительным (более 2 ч) пребыванием людей, в производственных помещениях во время проведения основных и ремонтно-вспомогательных работ, а также в помещениях, в которых поддержание положительной температуры необходимо по технологическим условиям, следует поддерживать требуемые температуры внутреннего воздуха путем подачи тепла системами отопления.
Системы отопления должны возмещать расход тепла:
· через ограждающие конструкции (стены, окна, двери, перекрытия верхних этажей, полы нижних этажей) зданий и сооружений;
· на нагревание воздуха, поступающего через открываемые ворота, двери и другие проемы и неплотности в ограждающих конструкциях;
· на нагревание поступающих извне материалов, оборудования и транспорта и на нагревание поступающего воздуха, температура которого ниже расчетной температуры воздуха помещения.
Потеря тепла зданием зависит от ряда причин. Чем-больше разница между температурами наружного воздуха и воздуха помещения и чем больше площадь ограждающих конструкций, тем больше тепла теряет здание. Потеря тепла зданием зависит также от материала, из которого выполнена ограждающая конструкция, и ее размеров. Например, через тонкие стены тепла теряется больше, чем через толстые. Деревянные и кирпичные стены одинаковой толщины различно проводят тепло: здание с деревянными стенами охлаждается медленнее, чем с кирпичными. Это объясняется тем, что одни материалы (кирпич, металлы) лучше пропускают тепло, а другие (дерево, войлок) — хуже.
Системы отопления зданий и сооружений должны обеспечивать: равномерный прогрев воздуха помещений, возможность их регулирования, увязку с системами вентиляции; удобство эксплуатации и ремонта.
В системах отопления в качестве теплоносителя используют воду температурой не более 150° С. водяной пар температурой не более 130° С или воздух, нагретый до 60° С; соответствующие системы называют водяными, паровыми или воздушными.
Нагревательные приборы и трубопроводы систем отопления размещают таким образом, чтобы бесполезные потери тепла через наружные ограждающие конструкции, а также и потери трубопроводами, проходящими в неотапливаемых помещениях, не превышали 10% расходов тепла на отопление.
Трубопроводы систем отопления, проходящие внутри зданий, делают открытыми, за исключением трубопроводов систем водяного отопления со встроенными в конструкции зданий нагревательными элементами и стояками. Скрытую прокладку трубопроводов устраивают в тех случаях, когда это диктуется гигиеническими, конструктивными, архитектурными и технологическими требованиями.
В системах отопления с местными нагревательными приборами при расположении их на высоте не более 1 м от пола предельная температура теплоносителя должна быть:
· для жилых домов, общежитий, гостиниц, санаториев, музеев, учебных заведений, лечебно-профилактических учреждений —95° С; в однотрубных системах отопления допускается температура до 105° С;
· для детских садов, яслей, больниц и родильных домов—85° С;
· для зрелищных предприятий и спортивных залов—115° С;
· для зданий общественного питания, бань, прачечных, железнодорожных вокзалов, аэропортов—130° С.
Системы отопления могут быть местными и централизованными.
В местных системах тепло вырабатывается непосредственно в отапливаемых помещениях. К местным системам относятся печное отопление, отопительные аппараты, работающие на твердом, жидком и газообразном топливе, электрические нагреватели и др.
В централизованных системах тепло вырабатывается в едином центре и по трубопроводам транспортируется к потребителям. Таким центром могут быть местные, квартальные, районные котельные или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).
Централизованные системы отопления в сравнении с местными имеют следующие преимущества: меньшую загрязненность атмосферного воздуха продуктами неполного сгорания; высокий коэффициент полезного действия котельных установок; возможность использования низкосортного топлива; более высокий уровень эксплуатации систем.
По способу циркуляции воды системы центрального водяного отопления делятся на системы с естественной и насосной циркуляцией воды. В зависимости от конструкции стояков и схемы присоединения к ним нагревательных приборов системы отопления могут быть однотрубные и двухтрубные. По месторасположению разводящих магистралей системы отопления подразделяют на системы с верхней и нижней разводками, с вертикальной и горизонтальной разводками внутри здания»
По направлению движения теплоносителя в магистральных трубопроводах водяные системы отопления могут быть тупиковыми и с попутным движением воды. Однотрубные системы водяного отопления, как правило, устраивают с тупиковой разводкой трубопроводов. Системы отопления с попутным движением теплоносителя имеют большую протяженность трубопроводов, чем системы с тупиковой разводкой.
Воздушное отопление, применяемое в промышленных зданиях, подразделяется на централизованные и децентрализованные системы. В централизованных системах помещение нагревается отопительными агрегатами, включающими вентилятор и калорифер, которые снабжаются теплоносителем от одного источника. В децентрализованных системах для отопления помещения устанавливаются агрегаты, в которых непосредственно сжигается топливо. Системы, где воздух перемещается с помощью вентиляторов, называются воздушными с искусственным побуждением, а системы, где воздух движется за счет разности плотностей, — с естественным побуждением. Последние применяют в жилых зданиях. Для котельных небольшой теплопроизводительности применяют чугунные секционные котлы, рассчитанные на сжигание твердого, жидкого или газообразного топлива. Чугунные котлы в отопительных котельных могут работать со статическим давлением воды в системах до 0,6 МПа и максимальной температурой нагрева 115° С
Принципиальная схема системы отопления с естественной циркуляцией (рис. 89) состоит из котла 1 (или водоподогревателя), подающего 2 и обратного 7 трубопроводов, нагревательных приборов 5 и расширительного сосуда 3.
Ряс. 89. Схема водяного отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией воды: 1 — котел, 2 — подающий трубопровод, 3 — расширительный сосуд, 4, 6 — стояки, б — нагревательный прибор, 7 — обратный трубопровод
Нагретая в котле вода поступает по подающему трубопроводу и стоякам в нагревательные приборы, отдает им часть своего тепла на компенсацию потерь тепла через наружные ограждающие конструкции здания, затем по обратному трубопроводу возвращается в котел, где вновь подогревается до необходимой температуры, и далее цикл повторяется.
Вода в системе отопления перемещается под действием гравитационного давления, которое расходуется на преодоление сопротивлений в сети трубопроводов. Эти сопротивления вызываются трением воды о стенки труб, а также наличием в системе местных сопротивлений. К местным сопротивлениям относятся: ответвления и повороты трубопроводов, арматура и сами нагревательные приборы. Чем больше сопротивлений возникает в трубопроводе, тем больше должно быть гравитационное давление.
Циркуляционный напор зависит от разности отметок центра котла и центра нижнего прибора. Чем больше эта разность, тем больше будет циркуляционный напор.
Системы центрального водяного отопления с естественной циркуляцией бывают двухтрубные с верхней и нижней разводками, а также однотрубные с верхней разводкой.
Рис. 90. Схема двухтрубной системы водяного отопления с естественной циркуляцией и верхней разводкой:
1 — котел, 2 — подающий трубопровод, 3 — обратный трубопровод, 4 — нагревательные приборы, 5 — краны двойной регулировки, 6 — расширительный сосуд, 7 — ручной насос
В двухтрубной системе водяного отопления с естественной циркуляцией воды и верхней разводкой (рис. 90) вода из котла поднимается вверх по подающему трубопроводу 2 и далее поступает по стоякам и подводкам в нагревательные приборы 4. От нагревательных приборов вода по обратным подводкам и стоякам поступает в обратный трубопровод и из нее в котел. Каждый прибор данной системы отопления обслуживается двумя трубопроводами — подающим 2 и обратным 3, поэтому такая система называется двухтрубной.
Двухтрубная система отопления с нижней разводкой отличается от системы с верхней разводкой тем, что подающий трубопровод прокладывается понизу рядом с обратным и вода по подающим стоякам движется снизу вверх. Пройдя через нагревательные приборы, вода по обратным подводкам и стоякам поступает в обратную магистраль и из нее в котел.
Квартирной системой водяного отопления является система с естественной циркуляцией, предназначенная для отопления одной или нескольких квартир, расположенных в одном этаже.
Двухтрубная система водяного квартирного отопления (рис. 91) состоит из котла 1, устанавливаемого на кухне; главного стояка 2, который изолируют для улучшения циркуляции и уменьшения тепловыделений на кухне; горячего подающего трубопровода 4, проложенного под потолком; горячих стояков 5, нагревательных приборов 6; обратных стояков 7 и обратного трубопровода 8, проложенного под приборами.
Рис. 91. Схема двухтрубной системы квартирного водяного отопления:
1 — котел 2 — главный стояк, 3 — расширительный сосуд, 4 — подающий трубопровод, 5 — горячие стояки, в — нагревательные приборы, 7 — обратные стояки, 8 — обратный трубопровод, 9 — переливная и воздушная трубы
Расширительный сосуд 3 устанавливают в отапливаемом помещении и соединяют с главным стояком. От расширительного сосуда прокладывают трубу 9 диаметром 15 мм к кухонной раковине. Она служит одновременно переливной и воздушной трубой.
Для свободного удаления воздуха и спуска воды из системы подающий и обратный трубопроводы прокладывают с уклоном по направлению' движения воды в трубопроводе. Воду из системы удаляют через спускной патрубок с вентилем. Наполняют систему из водопровода.
В данной системе центр нагревательного котла обычно находится выше центра нагревательных приборов. Поэтому вода в системе циркулирует за счет охлаждения в трубах и нагревательных приборах. Чем дальше стояк от котла, тем больше будет охлаждаться вода в разводящей магистрали и тем больше будет естественное давление, вызывающее циркуляцию воды на этом участке. Так как располагаемое давление в этой системе очень мало, трубопровод должен быть больших диаметров.
Для нагревания воды в системах квартирного водяного отопления применяют чугунные отопительные котлы малой теплопроизводительности ВНИИСТМч, газовые водонагреватели АГВ и отопительные аппараты, работающие на газовом, жидком или твердом топливах.
Системы отопления с искусственной (насосной) циркуляцией воды отличаются от систем с естественной циркуляцией тем, что в сеть трубопроводов включен насос, обеспечивающий циркуляцию воды. В результате значительно увеличивается радиус действия этих систем, сокращаются диаметры трубопроводов и обеспечивается возможность присоединения систем к тепловым станциям с повышенными параметрами теплоносителя.
Рис, 92. Схема двухтрубной системы отопления с насосной циркуляцией и верхней разводкой:
1 — котел, 2 — подающий трубопровод, 3 — расширительный сосуд, 4 — воздухосборник, 5 — горячий подающий стояк, 6 — нагревательные приборы, 7 — обратный трубопровод, 8 — обратная сборная магистраль, 9 — насос
В системах центрального отопления с насосной циркуляцией воды (рис. 92) нагретая в котле 1 вода под действием циркуляционного насоса 9 по подающему трубопроводу 2 поступает в нагревательные приборы 6.