Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Мисютина.docx
Скачиваний:
23
Добавлен:
09.06.2015
Размер:
805.54 Кб
Скачать
  1. Общие сведения об отоплении

В холодное время года здания охлаждаются, теряя тепло через наружные стены, окна, двери, перекрытия верхних этажей и полы нижних этажей. Тепло от нагретого внутреннего воздуха помещения переходит к более холодному наружному воздуху. Чем больше разница между температурами наружного воздуха и воздуха помещения и чем больше площадь наружных ограждений (стен, потолков, полов), тем больше тепла теряет здание.

Потеря тепла зданием зависит также от конструкции ограждений и материалов, из которых они выполнены. Например, через тонкие стены теряется больше тепла, 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, камень, металлы) лучше пропускают тепло, а другие (дерево, войлок, асбест)—хуже. Воздух обладает весьма малой теплопроводностью. Поэтому ограждающие конструкции зданий, имеющие воздушные прослойки, менее теплопроводны, чем сплошные конструкции из тех же материалов и такой же толщины.

Для поддержания в помещении необходимой температуры и возмещения теряемого тепла устраивают системы отопления. Тепло, необходимое для обогрева здания, получают при сжигании топлива в котлах или отопительных печах.

В отопительных котельных в качестве топлива, используют каменный и бурый уголь, мазут, дрова и древесные отходы производства (опилки, стружки), торф, газ

При сжигании 1 кг топлива получается разное количество тепла. Количество тепла, выделяющееся при полном сгорании 1 кг твердого топлива или 1 м3 газа, называется теплотворной способностью топлива и выражается соответственно в ккал/кг или ккал/нм3.

Для сжигания 1 кг различного топлива нужно поднести разное количество воздуха. В среднем на каждые 1000 ккал теплотворной способности топлива необходимо ввести в топку около 1,5 м3 воздуха. При горении кислород, содержащийся в воздухе, благодаря пысокой температуре в топке вступает в химическое соединение с топливом; в результате этого соединения выделяется тепло, которое может быть использовано для отопления.

Системы отопления бывают местные и центральные. В местных системах тепло вырабатывается непосредственно в отапливаемых помещениях. К местным системам относятся печное отопление, газовые камины, электрические нагреватели и др. В центральных системах тепло вырабатывается в одном центре, откуда распределяется в отапливаемые помещения. Таким центром могут быть домовые, квартальные или районные котельные или теплоэлектроцентрали   (ТЭЦ).

Центральные системы отопления в сравнении с местными имеют следующие преимущества: высокий коэффициент полезного действия; возможность эффективного сжигания низкосортных видов топлива; сокращение эксплуатационных затрат.

По способу циркуляции воды системы центрального водяного отопления делятся на системы с естественной и искусственной (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

1

вертикальной и горизонтальной разводками внутри здания.

Рисунок1

Взависимости от направления движения теплоносителя в магистральных трубопроводах системы отопления могут быть тупиковые и с попутным движением воды.

Теплоносителем в системах центрального отопления может быть вода с температурой 95—105° С, пар с температурой 120—130° С и воздух с температурой 45— 70° С; соответствующие системы называют системами водяного, парового или воздушного отопления.

2

Достоинство воздуха как теплоносителя заключается в его большой подвижности.

Будучи нагретым, он имеет меньшую плотность, расширяясь, легко перемещается

  1. Виды центральных отоплений.

Вверх по каналам. Отдав часть своего тепла помещению и охладившись, он становится тяжелее и устремляется по обратным каналам вниз. Если Центральные системы отопления делятся на 3 вида:

  1. Система водяного отопления;

  2. Паровое отопление;

  3. Воздушное отопление.

    1. Виды водяного отопления.

Водяное отопление считается самым распространенным, так как оно повсеместно применяется в современных жилых квартирах и бытовых помещениях. При таком виде отопления в батарею поступает нагретая вода, а при ее остывании она уходит обратно для последующего нагрева. Паровое отопление обеспечивает нагрев за счет пара. В систему поступает пар, который идет из парового котла, находящегося в этом здании или поблизости. При воздушном отоплении, нагретый воздух, смешивается с воздухом обогреваемого помещения, а холодный воздух, возвращается обратно к источнику нагрева.

Рисунок 2: Центральная система отопления

теплоносителем является вода или воздух, то температуру можно регулировать в

3

соответствии с температурой наружного воздуха. Пар дает возможность регулировать теплоотдачу приборов только в сложных вакуум-системах при давлении ниже атмосферного.

Принцип устройства систем центрального отопления

В водяных системах центрального отопления вода нагревается в водогрейных котлах, откуда она по подающим трубопроводам поступает в нагревательные приборы, установленные в помещениях. Отдав часть своего тепла через стенки нагревательных приборов воздуху помещения, охлажденная вода по обратному трубопроводу вновь поступает в котел для повторного нагрева,

Вода в котлах нагревается следующим образом. В топке котла сжигают топливо. При его сгорании в слое топлива развивается высокая температура (свыше 1000° С) и образуются газы. От лучистого тепла, а также от газов, омывающих поверхности котла, вода в котла нагревается, а газы охлаждаются до 200—350° С и через'' дымовую трубу выводятся в атмосферу.

    1. Виды парового отопления.

В системах парового отопления устанавливают паровые котлы, вырабатывающие из воды пар. Из котлов по трубопроводам пар поступает в нагревательные приборы, где он, отдав тепло, превращается в воду (конденсат). Конденсат по трубам возвращается в котлы, где вновь превращается в пар.

Водяной пар, или нагретая вода, из котлов по трубопроводам поступает в воздухонагреватели (калориферы), где отдает свое тепло через стенки воздухонагревателей циркулирующему воздуху, омывающему наружную поверхность труб и их оребрения. Нагретый воздух поступает непосредственно в отапливаемое помещение или по воздуховодам (каналам). Охлаждаясь до температуры помещения, он отдает часть своего тепла и нагревает помещение.

Воздушное отопление, применяемое в промышленных зданиях, подразделяется на централизованные и децентрализованные системы. При централизованных системах помещение нагревается отопительными агрегатами, включающими вентилятор и калорифер, которые снабжены теплоносителем из одного источника. При 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 где воздух движется за счет разности плотностей — с естественным побуждением.  Последние применяют в жилых зданиях.

Для теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий широко применяют чугунные секционные котлы для сжигания твердого топлива «Универсал-6» и «Энергия-6». Эти котлы устанавливают для систем отопления с естественной и искусственной циркуляцией. Эти котлы могут быть использованы для работы на газовом топливе при условии значительного снижения теплового напряжения поверхности нагрева, так как наблюдаются случаи выхода котла из строя (лопаются секции) из-за теплового перенапряжения металла чугунных стенок секций котла.  

Перед сборкой котла должно быть устроено основание из обыкновенного глиняного кирпича на заранее выполненной бетонной подготовке. После возведения основания кладут стены зольника до колосниковых балок. Зольник выполняют из обыкновенного глиняного кирпича, топку — из огнеупорного кирпича. Через 2—3 дня после окончания кладки на стенки топки устанавливают секции котла.

Секции котла соединяют безрезьбовыми ниппелями в следующей очередности.

4

Заранее подогнанные ниппели, смазанные суриком, разведенным на олифе, вставляют в ниппельные отверстия головок секций, легко ударяя по ним деревянным молотком. Затем на свободный конец ниппеля наматывают асбестовый шнур, смоченный в сурике на олифе, и надевают следующую секцию.

Рисунок 3. Промывка отопительной системы

Важно! Перед зимним отопительным сезоном систему отопления необходимо промыть водой под давлением 0,2-0,3 МПа. А так же потребуется проводить плановый ремонт отопительной системы, при котором все детали промываются отдельно, устраняют течи путем замены изношенных элементов системы, прокладок, устанавливают дополнительные гайки, хомуты и так далее. Если нужна дополнительная защита от коррозии, то трубы и батареи перекрашивают. В случае, когда здание подвергается капитальному ремонту, то систему меняют полностью.§ 53. Системы  отопления   с  естественной  циркуляцией воды

Принципиальная схема системы отопления с естественной циркуляцией (109) состоит из котла / (или водоподогревателя), подающего 2 и обратного 7 трубопроводов, нагревательных приборов 5 и расширительного сосуда 3. Нагретая в котле вода поступает,(до подающему трубопроводу и стоякам в нагревательные1 приборы, отдает в них часть своего тепла на компенсацию потерь тепла через наружные ограждения 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.

Системы центрального водяного   отопления   с   естественной циркуляцией бывают двухтрубные с верхней и нижней разводками, а также однотрубные с верхней разводкой. Виды систем зависят от формы здания, его назначения,

5

размера отдельных помещений, наличия или отсутствия чердака или подвала.

Двухтрубная система водяного отопления с верхней разводкой (110). В этой системе вода из к№М поднимается вверх по главному стояку и далее, проходя по магистральному трубопроводу, расположенному обычно на чердаке здания, поступает по стоякам и подводкам в нагревательные приборы. От нагревательных приборов вода по обратным подводкам и стоякам; наступает в обратную магистраль и из нее в котел. Каждый прибор данной системы отопления обслуживается двумя трубопроводами — подающим и обратным, поэтому такая  система  называется  двухтрубной.

Двухтрубная система водяного отопления с нижней разводкой (111). Двухтрубная система отопления с нижней разводкой отличается от системы с верхней разводкой тем, что подающий трубопровод прокладывают 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.

3. Система квартирного водяного отопления

Квартирной системой водяного отопления является система с естественной циркуляцией, предназначенная для отопления одной или нескольких квартир, расположенных в одном этаже.

Для свободного удаления воздуха и спуска воды из системы подающую и обратную линии прокладывают с уклоном по движению воды в трубопроводе. Воду из системы спускают через спускной патрубок с вентилем. Напускают воду в 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 регулирования теплоотдачи нагревательных приборов у каждого из них устанавливают вентиль «Кос-ва», создающий меньшее сопротивление, чем кран двойной регулировки.

Для нагревания воды применяют чугунные котлы ВНИИСТО-Мч или газовые водонагреватели АГВ-80 и АГВ-120, устанавливаемые в кухне. Нагревать воду можно также змеевиками, радиаторами или водогрейными коробками, вмонтированными в плиты. -Нагревательными приборами служат радиаторы и конвекторы.

Насос для отопительной системы бывает нескольких видов: сухой и мокрый. В конструкции первого ротор не имеет контакта с водой, и от двигателя его отделяют специальные кольца. Когда двигатель запускается, кольца вращаются, и за счет тонкой водяной пленки происходит герметизация. Пружины толкают кольца друг к другу, из-за чего они изнашиваются, и срок их службы составляет около 3 лет. Они бывают трех видов: горизонтальные, блочные и вертикальные. После этого секции стягивают монтажными болтами одновременно по нижним и верхним головкам с таким расчетом, чтобы величина зазора между секциями после натяга была не более 2 мм.

В указанной последовательности собирают сначала правый, а затем левый пакеты. После сборки монтажные болты заменяют постоянными стяжными

6

болтами. Собранный котел испытывают гидравлическим давлением, равным полуторакратному рабочему давлению, но не менее 4 кгс/см2. Котел оставляют под давлением в течение 5 мин; при этом не должно быть потения стенок секций и течи в соединениях котла. При появлении течи или потения секций котел следует разобрать и собрать вновь.

После гидравлического испытания котел обмуровывают.

На 108 приведена принципиальная схема водогрейного котла «Энергия-6». Все водогрейные котлы производительностью свыше 350 000 ккал/ч должны быть оборудованы не менее чем двумя предохранительными клапанами диаметром 38 мм.

Рисунок 4: Схема водяной отопительной системы

Схемы отопительных систем разрабатываются при проектировании каждого здания. Часто повторяющийся элемент каждой схемы - это стояк, который является опорой всей системы. Поэтому в первую очередь рассчитывают высоту и длину стояка, исходя из габаритов здания.

7

Рисунок 6: Насос для системы отопления

Мокрые насосы состоят из пяти модулей: корпус, электродвигатель, стартер, рабочее колесо, коробка с клеммами, вал и ротор с подшипниками. Такие насосы имеют 1-фазный и 3-фазный двигатели. Его устанавливать лучше на обратном трубопроводе. К подшипнику постоянно должна поступать вода, так как в данном случае она выполняет роль смазки, и по этому вал всегда должен находиться в горизонтальном положении. § 55. Системы отопления с искусственной циркуляцией воды

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.

В системах центрального отопления с насосной циркуляцией воды (113) нагретая в котле вода под действием насоса 9 по подающей магистрали 2 поступает в нагревательные приборы 6. Охлажденная в нагревательных приборах вода по обратным трубопроводам 7 и 8 поступает в циркуляционный насос, а затем в котел. Расширительный сосуд 3 служит для создания постоянного давления в системе. Кроме того, он воспринимает увеличивающийся при нагревании объем воды. Расширительную и циркуляционные трубы от расширительного сосуда присоединяют к обратной магистрали перед насосом. Расстояние между точками присоединения должно быть не менее 2 м. Отметка дна расширительного сосуда должна быть выше самой точки системы не менее чем на 800 мм.

В  том  случае, если группу зданий  присоединяют к одному источнику теплоснабжения, расширительный сосуд устанавливают на самом высоком

8

здании. При этом необходимо, чтобы расширительная и циркуляционная трубы были присоединены к обратной магистрали так, чтобы при отключении любого здания расширительный сосуд не был отключен.

 

Для лучшего удаления воздуха из системы следует обеспечить попутное движение воды и воздуха, для чего подающую магистраль прокладывают с подъемом к дальнему стояку. Для удаления воздуха из системы в наиболее высоких местах устанавливают проточный воздухосборник 4. Для отключения стояков от системы у их основания устанавливают проходные пробковые сальниковые краны, а на подводках к приборам регулировочные краны.

Для постоянной циркуляции воды необходима непрерывная работа центробежного насоса. Поэтому в системах отопления с насосной циркуляцией устанавливают два насоса, один из которых является резервным. Насосы работают попеременно.

В насосных системах отопления вследствие охлаждения воды в приборах и трубах возникает также естественное давление. В случае прекращения подачи электроэнергии и остановки насосов благодаря есте-ственнсму давлению вода продолжает медленно циркулировать в системе. Эта циркуляция предотвращает быстрое повышение температуры воды в котяе и аварию его, а также временно обеспечивает некоторое прогревание приборов верхних этажей и предохраняет магистрали от замораживания.

Для уменьшения сопротивления движению воды у насосов устраивают обводную линию с параллельной задвижкой; если открыть задвижку, вода проходит по трубопроводу, минуя насосы.

В системах отопления применяют малонапорные, но большой производительности центробежные найёсй типа «К»-