Произвольная

Содержание


Введение
1 Основные виды систем водяного отопления
2. Схемы присоединения элементов системы водяного отопления
2.1. Однотрубные системы
2.2 Двухтрубные системы
3.Расширительный сосуд системы водяного отопления
4 Тепловой пункт системы водяного отопления
5. Отопительные приборы системы водяного отопления
Заключение
Список источников

Произвольная

Вертикальная однотрубная система с нижней разводкой получила широкое распространение в связи со строительством бесчердачных зданий. Особенностью данной схемы является установка П-образных стояков, состоящих из восходящей и нисходящей частей, рис. 7.
Рис. 7 - Вертикальная однотрубная система с нижней разводкой
1.Теплообменник 2,3.Подающий и обратный теплопроводы наружной сети 4.Насос 5.Отопительный прибор 6.Воздушный кран
Присоединение приборов к стоякам, как и в системах с верхней разводкой, применяется проточное, с замыкающими участками (осевыми и смещенными) и проточно-регулируемое (рис. 3.7 а, в, с) [2].
При непарных отопительных приборах, подача осуществляется по ветке, лишенной отопительных приборов. Предпочтение отдается проточно-регулируемым приборным узлам с односторонним присоединением приборов к трубам и смещенными обходными участками. Такое подключение создает оптимальные условия для затекания воды в приборы и возможность качественного и количественного регулирования теплового режима.
Вертикальная однотрубная система с «опрокинутой» циркуляцией воды способствует поддержанию равномерного теплового режима во всех помещениях и установке приборов одинаковой поверхности теплообмена по высоте здания, в отличие от рассмотренных. Обратные магистрали прокладывают на чердаках без тепловой изоляции, при этом, с учетом теплоотдачи труб, чердаки становятся «теплыми» и могут быть использованы для бесканального сбора вытяжного воздуха к вентиляционным шахтам. Стояки таких систем выполняются проточными и замыкающими со смещенными участками. Осевых замыкающих и проточно-регулирующих участков не применяют. При расчете потерь давления в стояках таких систем, для обеспечения устойчивого гидравлического режима при эксплуатации, предусматриваются несколько завышенные значения давления.
Горизонтальная однотрубная система применяется в крупных общественных, многоэтажных жилых и производственных зданиях, а также для отопления сельскохозяйственных сооружений, имеющих, как правило, большую протяженность по длине, рис. 3.8.
Ее распространение связано со стремлением обеспечить каждого потребителя возможностью учета потребляемой тепловой энергии. Используются однотрубные или бифилярные схемы подсоединения с проточными или замыкающими участками. При проточных ветвях регулирование теплоотдачи в помещениях осуществляется воздушными клапанами, расположенными на каждом отопительном приборе, или общим регулирующим краном (рис. 8 а, в).
Рис. 8 - Горизонтальная однотрубная система
1,2.Подающий и обратный теплопроводы наружной сети 3.Теплообменник 4.Циркуляционный насос 5.Подающий и обратный стояки СО здания 6.Отопительный прибор 7.Воздушная труба 8.Воздушный кран 9.Расширительный сосуд 10.Двухтрубный конвектор
При использовании ветви с замыкающими участками регулирование осуществляется на каждом приборе (рис. 8 с).
В бифилярной системе применяется количественное регулирование теплоотдачи сразу всей цепочки приборов, при этом, чаще всего в качестве отопительных приборов используются ребристые или гладкие трубы (рис. 8 d) [3].
2.2 Двухтрубные системы
Вертикальная двухтрубная система с верхней разводкой наиболее часто используется в СО с естественной циркуляцией. При насосной циркуляции, во избежание значительного вертикального теплового разрегулирования, эта система устанавливается в малоэтажных зданиях. Она более сложна в монтаже, более металлоемка, а также менее гидравлически устойчива по вертикали, чем однотрубная. Используется регулируемое без замыкающих участков подключение приборов к стоякам (рис. 9 а).
Вертикальная двухтрубная система с нижней разводкой применяется чаще, чем система с верхней разводкой, особенно в зданиях, состоящих из разноэтажных этажей.
Преимуществом такой системы является меньшая металлоемкость и большая гидравлическая и тепловая устойчивость по сравнению с системой, выполненной с верхней разводкой.

Рис. 9 - Вертикальная двухтрубная система
1,2.Подающий и обратный трубопроводы; 3.Теплообменник.4.Циркуляционный насос; 5.Отопительный прибор; 6.Главный стояк; 7.Расширительный сосуд; 8.Воздушный кран
Удаление воздуха из системы может осуществляться централизованно (рис. 9 в) и через воздушные краны на верхнем этаже (рис. 9 с). Предпочтение отдается последнему. Данная схема позволяет независимое регулирование и отключение для ремонта любых обособленных парных стояков.
Двухтрубные горизонтальные системы водяного отопления практически не используются. Исключение составляют случаи, когда использование однотрубной схемы по техническим соображениям невозможно.
3.Расширительный сосуд системы водяного отопления
Одним из основных элементов системы водяного отопления является расширительный сосуд или бак. Основное назначение бака – прием прироста объема воды в системе, образующегося при ее нагревании. При этом в системе поддерживается определенное гидростатическое давление. Кроме того, бак предназначен для восполнения убыли объема воды в системе при небольшой утечке и при понижении ее температуры, для сигнализации об уровне воды в системе и управления действием подпиточных приборов. Открытый бак может служить воздухоотделителем и воздухоотводчиком.
Полезная емкость расширительного сосуда Vрс принимается равной: где Vс – объем воды в системе, определяемый по расчетной тепловой мощности, равной расчетно-отопительной нагрузке здания.
На основании опытных данных в среднем на каждые 1163 W тепловой мощности СО при разности температур в подающем и обратном трубопроводах 25 К на отдельные элементы системы приходится следующий объем воды: на чугунные радиаторы 10-12 л; на конвекторы 0,8 л; на бетонные панели 2 л; на ребристые трубы 6,5 л; на трубопровод при естественной циркуляции 16 л; на трубопровод при искусственной циркуляции 8 л; на котлы чугуные секционные 3 л [4].
Расширительные баки имеют ряд недостатков: они громоздки, в связи с чем затрудняется их размещение в зданиях и приводит к увеличению теплопотерь в СО. При открытых баках возможно поглощение воздуха из атмосферы, что вызывает внутреннюю коррозию стальных труб и приборов.
Расширительный сосуд рекомендуется устанавливать вблизи главного стояка, чтобы соединительная труба была как можно короче. При естественной циркуляции воды и верхней разводке расширительный сосуд присоединяется к высшей точке магистрального трубопровода, при нижней разводке – для удаления воздуха устраивают специальную воздухоотводящую сеть, присоединяя ее к расширительному сосуду.
4 Тепловой пункт системы водяного отопления
При местном теплоснабжении тепловым пунктом является местная водогрейная котельная. Принципиальная схема теплопроводов котельной, служащей для обеспечения небольшого комплекса потребителей тепловой энергией на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения приведены на рис. 10.
Для обеспечения теплоснабжением района обычно используется не менее двух котельных агрегатов, рассчитанных каждый на 50% общей тепловой мощности для нужд отопления и вентиляции и на 70% при отсутствии котла на нужды горячего водоснабжения.
Полученная в котлоагрегате 3 горячая вода под действием циркуляционного насоса 10 подается на распределительный коллектор 1, откуда поступает в СО и вентиляции зданий.
В летний период времени, когда потребности в тепле на отопление и вентиляцию отсутствуют, вентиль 5 перекрывает доступ воды в распределительный коллектор, работает только один котлоагрегат 4, в котором происходит первичный нагрев воды (обычно до 70 оС), достаточный для последующего нагрева холодной питьевой воды в теплообменнике 8 для нужд горячего водоснабжения. Также котел 4 предназначен для резервирования одного (на случай аварии) из котлов 3. Охлажденная вода из СО, вентиляции и теплообменника 8 возвращается в сборный коллектор 2.
Рис. 10 - Принципиальная схема теплового пункта
1,2. Распределительный и сборный коллекторы 3.Котел теплоснабжения системы отопления и вентиляции 4.Котел теплоснабжения горячего водоснабжения 5.Задвижка 6.Расширительный сосуд 7.Регулирующий клапан 8.Теплообменник системы горячего водоснабжения 9.Грязевик 10.Циркуляционный насос [5].
При централизованном теплоснабжении в местных тепловых пунктах происходит присоединение системы теплоснабжения зданий к наружным тепловым сетям. При этом реализуются три случая присоединения, рассмотренные ранее в п.3.2.1: независимое, смесительное и зависимое. В этих случаях, изменения на принципиальной схеме будут иметь вид:
-при независимом присоединении – вместо котлоагрегатов 3 и 4 устанавливаются теплообменные аппараты, греющей средой в которых является вода из тепловой сети;
-при смесительном присоединении – котлоагрегаты заменяются водоструйным элеватором;
-при зависимом – вода из теплосети непосредственно подается в систему водяного отопления здания, для нужд горячего водоснабжения и вентиляции используются теплообменники.
5. Отопительные приборы системы водяного отопления
Отопительные приборы предназначены для передачи тепла от теплоносителя системы отопления в окружающую среду отапливаемого помещения.
Отопительный прибор, один из основных элементов СО, должен удовлетворять определенным теплотехническим, санитарно-гигиеническим, технико-экономическим, архитектурно-строительным, производственно-монтажным и эксплуатационным требованиям.
Теплотехническое требование заключается в наибольшей передаче теплового потока с единицы поверхности отопительного прибора при прочих равных условиях (расход и температура теплоносителя, температура воздуха в помещении, место установки и т.д.). Для выполнения этого требования прибор должен обладать повышенным значением коэффициента теплопередачи kпр W/(m2K).
В условиях теплопередачи от горячей воды внутри прибора через стенки прибора к окружающему воздуху, коэффициент теплопередачи определяется, в первую очередь, интенсивностью теплопередачи от наружной поверхности прибора. При этом, основными факторами, влияющими на величину коэффициента теплопередачи являются конструктивные особенности отопительного прибора, взаимное расположение элементов конструкции, температурный напор при эксплуатации.
На коэффициент теплопередачи влияют дополнительные факторы:
-скорость движения воздуха у верхней поверхности прибора – коэффициент теплопередачи увеличивается при установке прибора у внутреннего ограждения за счет усиления циркуляции воздуха в помещении, а также при увеличении высоты самого прибора;
-конструкция ограждения прибора - различного рода декоративные решетки снижают теплоотдачу прибора;
-окраска прибора – краски, обладающие высокой излучательной способностью, увеличивают теплоотдачу прибора;
-качество обработки внешней поверхности;
-загрязненность внутренней поверхности;
-наличие воздуха в приборах.
По данным [5] значения коэффициента теплопередачи в зависимости от температурного напора для различных типов отопительных приборов можно определить по графической зависимости вида , рис. 11 [6].


Рис. 11 - Графическая зависимость вида
1-гладкотрубные приборы; 2-радиаторы панельные; 3- радиаторы секционные; 4-конвекторы, ребристые трубы
Температурным напором называется разность температур между средней температурой теплоносителя и температурой окружающей среды
(1)
К санитарно-гигиеническим требованиям относятся: ограничение площади горизонтальной поверхности приборов для уменьшения отложения пыли; ограничение температуры поверхности приборов с целью недопущения разложения пыли (при температуре поверхности превышающей 85 оС); доступность и удобство очистки от пыли поверхности приборов.
К экономическим требованиям – относительно пониженная стоимость прибора; экономный расход металла на прибор.
К архитектурно-строительным – соответствие внешнего вида приборов интерьеру помещений, компактность приборов.
К производственно-монтажным – механизация изготовления и монтажа приборов, достаточная механическая прочность приборов.
К эксплуатационным – возможность регулирования теплового режима; водонепроницаемость стенок при предельно допустимом рабочем гидростатическом давлении внутри приборов.
Отопительные приборы по способу отдачи тепла делятся на три группы:
-радиационные, передающие излучением не менее 50% общего теплового потока (отопительные панели и излучатели);
-конвективно-радиационные, передающие конвекцией от 50 до 75% общего теплового потока (радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы, напольно-отопительные панели);
-конвективные: передающие конвекцией не менее 75% общего теплового потока (конвекторы, ребристые трубы).
По используемому материалу различают металлические, выполняемые, как правило, из чугуна, стали, алюминия, меди и др. металлов; комбинированные (бетон, керамика, в которые заделывают греющие металлические элементы) и неметаллические (бетонные панельные радиаторы, потолочные и напольные панели с заделанными пластмассовыми греющими трубами, а также керамические, пластмассовые и т.п. радиаторы).
Отопительные приборы, наиболее широко используещиеся в СО можно разделить на несколько типов:
-радиаторы – конвективно-радиационные отопительные приборы, состоящие либо из отдельных секций с каналами круглой формы, либо из плоских блоков. Коэффициенты теплопередачи ориентировочно составляют – для чугунных секционных k = 8,5 – 11,3 W/(m2K), для стальных панельных k = 10,5 – 11,5 W/(m2K);
-конвекторы – конвективные отопительные приборы, состоящие из двух элементов – трубчато-ребристого нагревателя и кожуха. Коэффициент теплопередачи без кожуха k = 4,7 – 7,0 W/(m2K) , с кожухом – теплоотдача увеличивается до 20 % с увеличением высоты кожуха;
-калориферы – компактные приборы значительной площади (от 10 до 140 m2), образованной несколькими рядами оребренных труб. В отличие от других отопительных приборов, калорифер предназначен, в первую очередь, для теплопередачи при вынужденной конвекции воздуха, создаваемой вентилятором. Коэффициенты теплопередачи достигают при этом сравнительно высоких значений k = 9,0 – 35,0 W/(m2K). Температура на поверхности отопительного прибора не должна превышать 85 оС.
На равномерность температурного поля на внешней поверхности отопительного прибора влияют как скорость, так и направление движения воды внутри прибора, связанное с местами ее подвода и отведения или способ соединения приборов со стояками СО. Способ соединения приборов или их нагревательных элементов с трубопроводами, в результате которого происходит изменение условий подачи, растекания, слияния и отведения потоков теплоносителя, а также его внутренняя циркуляция, называется схемой присоединения [7].
Все схемы присоединения приборов к стоякам можно разделить на три группы:
1.Наиболее равномерной и высокой температура поверхности получается при схеме присоединения сверху-вниз (рис. 12 а), когда нагретая вода подводится к верхней пробке радиатора, а охлажденная вода отводится от нижней пробки. Температура горячей воды при этом достигает 95 оС. К данной схеме присоединения относятся чугунные секционные и стальные панельные отопительные приборы.
2.Для схем присоединения конвекторов без кожуха, ребристых и гладких труб характерны параллельное и последовательное по движению воды соединение отдельных нагревательных элементов снизу-вниз (рис. 12 b).
3.В схемах присоединения для конвекторов с кожухом, главным образом, используется схема снизу-вверх (рис. 12 с). Температура воды при этом может превышать 95 оС.
Рис. 12 - Принципиальные схемы присоединения отопительных приборов к трубам
а) сверху-вниз; b) снизу-вниз; с) снизу-вверх
Необходимо отметить, что выбор той или иной схемы присоединения, в первую очередь, определяется значением требуемой температуры поверхности отопительного прибора. При этом учитываются следующие факторы: назначение помещения; вид теплоносителя и способ обогрева; тип отопительного прибора; схема присоединения элементов системы отопления; место установки отопительного прибора. Тип отопительного прибора, предельную температуру теплоносителя (т/н) или теплоотдающей поверхности следует принимать в соответствии с данными таблицы 2 и 3 [2].
Таблица 2 - Предельная температура поверхности отопительных приборов
Помещения
СО (отопительные приборы, т/н, предельная температура т/н или теплоотдающей поверхности)
1.Жилые, общ. и админ.-бытовые (кроме пп. 2-10)
Водяное с радиаторами, панелями и конвекторами при температуре т/н для систем: двухтрубных – 95 оС, однотрубных – 105 оС. Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия, полы (см. Табл. 3.1)
2.Детские дошкольные, лестничные клетки и вестибюли в детских дошкольных учреждениях
Водяное с радиаторами, панелями и конвекторами при температуре т/н 95 оС. Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы. Электрическое с температурой на теплоотдающей поверхности не более 95 оС.
3.Палаты, операцион. и др. помещения лечебн. назначения в больницах
Водяное с радиаторами и панелями при температуре т/н 85 оС. Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы.
4.Спортивные залы
Воздушное. Водяное с радиаторами, панелями, конвекторами и гладкими трубами при температуре т/н 150 оС. Водяное с нагревательными элементами, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы. Электрическое или газовое с температурой на поверхности 150 о С.
5.Бани, прачечные и душевые
Водяное с радиаторами, конвекторами и гладкими трубами при температуре т/н: 95 оС - для помещений бань и душевых, 150 оС – для прачечных
6.Обществен. питания (кроме ресторанов)
Водяное с радиаторами, панелями, конвекторами и гладкими трубами при температуре т/н 150 оС. Водяное с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы. Воздушное. Электрическое и газовое с температурой на поверхности 150 оС.
7.Зрительные залы и рестораны
Водяное с радиаторами и конвекторами при температуре т/н 115 оС. Воздушное. Электрическое с температурой на поверхности 115 оС.