 |
|
Центральная система водяного отопления
Система водяного отопления здания — это комплекс оборудо_вания, предназначенного для получения, переноса и передачи теплоты в обогреваемые помещения, состоящий из генератора теплоты, отопительных приборов, трубопроводов, насосов, рас_ширительного сосуда и устройств для удаления воздуха.
Генераторами теплоты в системе водяного отопления являют_ся: при центральном теплоснабжении — водогрейные котлы, при централизованном теплоснабжении — водонагреватели.
Рис. 2.1. Схема котельной установки:
1 — насос; 2 — топка; 3 — пароперегреватель; 4 — котел; 5 — экономайзер; 6—воздухоподогреватель; 7—дымовая труба; 8—дымосос; 9—вентилятор
На рис. 2.1 представлена схема котельной установки.
Водогрейный котел представляет собой теплообменное устрой_ство, в котором теплота от горячих продуктов горения топлива передается воде. Топка для сжигания топлива находится в ниж_ней части котла. Если используется твердое топливо (дрова, торф, бурый или каменный уголь, древесный уголь и др.), то в нижней части котла устанавливают специальную решетку, на которой оно сгорает. При сжигании жидкого или газообразного топлива (нефть, мазут, природный газ) вместо решетки устанавливают форсунки или горелки, через которые топливо вместе с возду_хом подается в топку. В верхней части котла располагается систе_ма труб, по которым движется нагреваемая вода. Горячие про_дукты сгорания топлива, поднимаясь вверх, нагревают воду до требуемой температуры.
Обычно котельная установка, работающая на твердом топли_ве, размещается в отдельном здании котельной, рядом с которым находится дымовая труба, через которую выводят в атмосферу дымовые газы. Такая котельная занимает большую территорию, загрязняет окружающую среду, не гарантирует надежность и без_опасность работы, требует постоянного контроля со стороны об_служивающего персонала и органов Госгортехнадзора в России.
Кроме того, котельная должна располагаться на определенном расстоянии от отапливаемого здания, в связи с чем требуется про_кладка тепловых сетей.
Перечисленных недостатков лишены современные локальные котельные, работающие на газе или мазуте. Они обеспечивают круглогодичное бесперебойное теплоснабжение здания и поэто_му рекомендуются к использованию для отопления зданий гос_тиниц малой и средней этажности. Газовые отопительные кот_лы, представленные на рис. 2.2, компактны, имеют малую мас_су, могут быть установлены в котельной, подсобном помещении и даже на этаже. Они экономичны, не токсичны, бесшумны при работе; отсутствует необходимость содержания протяженных теп_ловых сетей, подключенных к внешнему источнику теплоты. Ра_бота их полностью автоматизирована, поэтому не требуется по_стоянного присутствия обслуживающего персонала, имеется воз_можность регулировать подачу теплоты в зависимости от време_ни года, суток.
Отопительные приборы являются основным элементом сис_темы водяного отопления, осуществляющим передачу теплоты от теплоносителя в помещение. Их устанавливают под окнами и в углах наружных стен. Основными типами отопительных при_боров являются: радиаторы, конвекторы, ребристые и гладкие трубы.
В качестве отопительных приборов чаще всего используют чугун_ные радиаторы, состоящие из отдельных секций, соединенных между собой, и стальные панельные радиаторы, изготовляемые путем штам_повки стенок из листовой стали с последующим соединением их сваркой.
Рис. 2.2. Газовые отопительные котлы фирмы «Viessman» (Германия)
Рис. 2.3. Отопительные приборы — радиаторы:
а — чугунный секционный М-140-АО; б — соединение секций между собой; в — стальной штампованный РСВ-1; 1 — пробка глухая; 2 — секция радиатора; 3 — пробка с резьбовым отверстием; 4 — ниппель; 5 — штуцер с резьбой
На рис. 2.3 представлены чугунные и стальные отопитель_ные радиаторы. Количество секций чугунных радиаторов и размер стальных радиаторов рассчитывают так, чтобы полностью возмес_тить потерю теплоты в помещении. В качестве отопительных прибо_ров применяются также алюминиевые радиаторы. Они рассчитаны на невысокое рабочее давление воды и используются в связи с этим в зданиях малой этажности. Сдерживающим фактором исполь_зования алюминиевых радиаторов является также быстрая корро_зия металла в местах присоединения алюминиевого радиатора к стальной трубе. Указанных недостатков лишены особые биметалли_ческие радиаторы, сделанные из двух металлов: алюминия и стали, которые без ограничений можно устанавливать в высотных домах. Эти радиаторы запатентовала итальянская фирма «Бпа», являюща_яся их единственным производителем в Европе. По внешнему виду и устройству они похожи на алюминиевые радиаторы, но все их внутренние элементы выполнены из трехмиллиметровой стали. Сталь обеспечивает исключительную прочность конструкции и устойчи_вость к агрессивным средам, а алюминиевый корпус-рубашка обес_печивает высокую теплоотдачу.
Конвекторы состоят из двух—шести стальных труб, имеющих поребрение различного профиля из листовой стали. На рис. 2.4 представлены различные виды конвекторов. Недостаток конвек_торов — затрудненная очистка межреберного пространства от пыли и мусора.
Рис. 2.4. Отопительные приборы —конвекторы:
а, б — «Аккорд» однорядный и двухрядный; в — «Комфорт»; 1 — труба диаметром 20 мм с резьбой на концах; 2 — пластинчатые ребра; 3 — кожух; 4 — воздухо-выпускная решетка; 5 — воздушный клапан
Рис. 2.5. Отопительные приборы из гладких стальных и чугунных ребри_стых труб:
1— одинарная труба; 2 — змеевик; 3 — регистр; 4 — чугунная ребристая труба
Ребристые и гладкие отопительные трубы изображены на рис. 2.5. Они бывают чугунные или стальные. На концах труб имеются со_единительные фланцы. Чугунные трубы устанавливают горизон_тально, соединяя их последовательно друг с другом, или монти_руют параллельно.
Трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой предназначе_ны для подвода горячей воды от генератора теплоты к отопитель_ным приборам и отвода остывшей воды в генератор теплоты для повторного нагрева. Вертикальные трубы называются стояками, горизонтальные — магистралями, или ветвями. Короткие участки труб, соединяющие стояки и ветви с отопительными приборами, называются подводками. В системах водяного отопления использу_ют стальные или пластиковые трубы. Стальные трубы соединяют путем сварки или при помощи фланцев. Для уменьшения потерь теплоты в трубопроводах их теплоизолируют.
Рис. 2.6. Запорно-регулирующая трубопроводная арматура систем
отопления:
а — вентиль запорный муфтовый латунный; б — вентиль запорный фланцевый из ковкого чугуна; в — задвижка клиновая с выдвижным шпинделем и ручным приводом;
г — пробковый кран сальниковый муфтовый; 1 — корпус; 2 — от_верстие; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — золотник; 5 — шпиндель; 6 — крышка; 7 — накидная гайка; 8 — маховик; 9 — полумуфта; 10 — фланец; 11 — диск затвора; 12 — клин; 13 — болт с гайкой; 14 — сальниковая набивка; 15 — гайка; 16 — четырехгранный хвостовик; 17—пробка
В мире широко используются пластиковые трубопроводы. Они имеют следующие преимущества перед стальными: небольшой удельный вес, устойчивость к механическим воздействиям, кор_розии, действию горячей воды, высокая прочность, большой срок службы (более 50 лет), трубы можно соединять между собой пу_тем склеивания, сварки или обжимными муфтами.
Для пуска системы отопления, ее регулировки, отключения отдельных частей (магистралей, стояков, ветвей) при проведе_нии ремонтных работ на трубопроводах устанавливают запорно-регулирующую арматуру: задвижки, вентили, пробковые краны, и термостаты. С помощью задвижек и вентилей, изображенных на рис. 2.6, можно перекрыть подачу горячей воды в ветви, стояки или магистрали системы. На подводках воды к отопительным при_борам устанавливают краны и термостаты для индивидуальной регулировки температуры воздуха в помещении. Поворот рукоят_ки крана или термостата на определенный угол позволяет изме_нить количество горячей воды, протекающей через них, и тем самым уменьшить или увеличить подачу теплоты в помещение. На рис. 2.7 представлены различные виды регулировочных кранов.
Рис. 2.7. Регулировочные краны на подводках к отопительным приборам:
а — двойной регулировки; б — дроссель-кран; в — трехходовой; 1 — корпус; 2—открытый с торца цилиндр; 3—прорезь в цилиндре; 4—шток; 5 — руко_ятка; б — сальник; 7 — розетка-ограничитель
В гостиницах высокого класса на подводках к отопительным при_борам устанавливают термостаты, позволяющие плавно и в широ_ком диапазоне регулировать температуру воздуха в помещениях.
Вода в отопительной системе беспрерывно циркулирует по замк_нутому кольцу: генератор теплоты—отопительный прибор—гене_ратор теплоты. Различают отопительные системы с естественной и искусственной (насосной) циркуляцией. При естественной цир_куляции горячая вода, имеющая меньший удельный вес, чем ох_лажденная, стремится подняться от котла вверх и попадает в ото_пительные приборы. Отдав значительную часть тепла, вода охлаж_дается, ее удельный вес увеличивается, и она стремится вниз, к котлу. Отопительные системы с естественной циркуляцией исполь_зуются в небольших одно-, двух- и трехэтажных гостиницах, рас_положенных в пригородной или сельской местности.
Системы отопления с искусственной (насосной) циркуляцией могут обслуживать здания любой этажности и любого размера. При этом напор воды создается в результате работы насоса. При тепло_снабжении гостиницы от индивидуальной котельной перемеще_ние воды может быть естественным или искусственным, а при теплоснабжении от групповой котельной или городской теплосе_ти осуществляется только насосная циркуляция воды. При насос_ной циркуляции воды системы отопления могут быть с верхней и нижней разводкой. В первом случае горячие магистрали размеща_ют выше отопительных приборов и прокладывают по чердаку. Во втором случае магистрали горячей воды размещают ниже отопи_тельных приборов и прокладывают под полом первого этажа, в подвале.
Насосы предназначены для перемещения воды по трубопрово_дам системы отопления при минимальном напоре, обеспечиваю_щем преодоление сопротивления трубопроводов и оборудования. Обычно в системе отопления устанавливают два насоса, работаю_щих поочередно. При этом один насос всегда является резервным на случай выхода из строя другого.
В схеме подключения насосов к системе отопления предусмат_ривается обводная линия с задвижкой, которая при работе насоса закрыта. В случае отключения насосов или их аварийного состоя_ния задвижка может быть открыта и будет осуществляться есте_ственная циркуляция воды. Для каждой конкретной системы ото_пления насосы подбирают на основе расчета.
Расширительный сосуд служит для отвода воздуха, находяще_гося в трубопроводах и отопительных приборах, воспринимает объем воды, образующийся вследствие ее температурного рас_ширения, и позволяет контролировать уровень заполнения си_стемы отопления водой с помощью контрольной трубки. Если образовавшийся при нагреве объем воды не будет вытеснен в сосуд, то повысится давление в системе, что может привести к аварии.
Расширительный сосуд изготовляется из стального листа в виде цилиндрического или прямоугольного бака с люком в верхней части и патрубками для подсоединения труб. Емкость расшири_тельного сосуда определяется расчетным путем. Расширительный сосуд и подходящие к нему трубопроводы во избежание замерзания воды теплоизолируют. Расширительный сосуд устанавливают выше всех элементов системы отопления, обычно на чердаке или лест_ничной клетке.
Устройства для удаления воздуха из системы отопления пред_отвращают образование воздушных пробок в трубопроводах и ото_пительных приборах, вызывающих разрыв струи и прекращение циркуляции воды. Удаление воздуха осуществляется через возду_хосборник с воздухоотводчиками, располагаемыми в наиболее вы_сокой точке системы отопления.