книги / Отопление и вентиляция

Однотрубные горизонтальные системы отопления с насосным побуждением

Такие системы бывают: с замыкающими участками с возможным поэтажным и индивидуальным выключением и регулированием при­ боров (рис. I V .l 1) и проточные с возможным поэтажным регулирова­ нием (рис. IV . 12).

Преимущества однотрубных систем отопления заключаются в меньшем расходе труб, более простом монтаже, большей возмож­ ности унификации деталей трубопроводов, радиаторных узлов, атак же более устойчивом тепловом и гидравлическом режиме работы.

К недостаткам следует отнести перерасход нагревательных приборов в сравнении с двухтрубными систе­ мами отопления.

Квартирные системы отопления. На рис. IV . 13 приведена схема с верхней разводкой и прокладкой обратной магистрали ниже нагрева­ тельных приборов над полом или в каналах.

Циркуляция воды в этих системах происходит за счет остывания воды в нагревательных приборах и трубопроводах.

§ 18. ДЕТАЛИ УСТРОЙСТВА СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Устройства для наполнения и опорожнения систем

В том случае, если давление в водопроводной сети окажется не­ достаточным для заполнения водой системы водяного отопления, для подкачки воды в систему используется ручной насос. Он же

Рис. IV. 14. Схема устройства для наполнения и спуска системы

/ — вентиль; 2 — 5 — краны; 5 — обратный клапан; 7 — во­ допровод

применяется для выкачки воды из ниж­ них частей системы. На рис. IV.14 при­ ведена схема установки ручного насоса для наполнения и спуска воды из системы отопления.

Если система может быть заполнена водой помимо насоса, открывают вентиль 1 и кран 2, а краны 3, 4 и 5 должны быть закрыты. При питании системы при помощи насоса должны быть открыты вентиль 1 и краны 3 и 5, а остальные краны закрыты. Между насосом и вентилем 1 устанавли­ вают обратный клапан 6 с целью устране­

ния возможной утечки воды из системы в водопроводную сеть при понижении в ней давления. При спуске воды из системы краны 2, 5 и вентиль 1 закрывают и открывают краны 3 и 4,

При необходимости откачки воды из нижних частей системы, находящихся ниже уровня расположения раковины, вентиль 1 и кран 3 закрывают, а краны 2, 5 и 4 открывают.

Расширительный сосуд

Конструктивное оформление расширительного сосуда. Назначе­ ние расширительного сосуда — вмещать прирост воды, получающий­ ся при ее нагревании. В системах с естественной циркуляцией через расширительный сосуд удаляется и воздух из систем.

Расширительные сосуды изготовляются цилиндрическими или прямоугольными из листовой стали толщиной 3—4 мм с соединением отдельных листов на сварке.

Верхняя часть сосуда снабжается герметичным люком с уплот­ нением его резиновой прокладкой. Внутри и снаружи расширитель­ ный сосуд окрашивается масляной краской.

Расширительные сосуды устанавливаются в утепленной будке на чердаке отапливаемого здания выше самой высокой точки систе­ мы отопления и покрываются тепловой изоляцией. Если установить расширительный сосуд на чердаке нельзя, его размещают в верхней части лестничной клетки.

Для того чтобы обеспечить циркуляцию воды в расширительном сосуде, его присоединяют к системе с естественной циркуляцией расширительной и циркуляционной трубами к подающему трубопро­ воду (рис. IV. 15), а к системе с насосной циркуляцией — теми же трубами к обратному трубопроводу перед насосом с расстоянием между точками присоединения их не менее 2 м,

82

где ратм — атмосферное давление (расширительный сосуд сооб­ щается с атмосферой);

h0y — гидростатическое давление столба воды высотой h0 и объемным весом у кг/м3 в точках 0 и В\

соответственно Иху — давление в точке А.

При работе насоса уровень воды в расширительном сосуде ос­ тается неизменным, поскольку количество поступающей воды к точ­ ке 0 в единицу времени такое же, какое от нее отводится.

Таким образом, давление в точке 0 будет неизменным и равно:

Ро Ратм+ ^oY>

84

Давление в точке А

Ра =Ратм + Л1V + 2 (%1 + Z)AO’

где 2 (Rl + Z)AO — потери давления на преодоление сопротивления трения (RI) и местных сопротивлений (Z) на участке АО:

давление в точке В

Рв = Ратм + Л0 V — +

где 2 (Rl + Z)OB — потери на преодоление сопротивлений трения

то давление в точке В будет ниже атмосферного и при температуре воды 90—95° С возможно вскипание воды и разрыв струи, что вызо­ вет нарушение нормальной

сывающим патрубком (рис. IV. 17). При таком присое­

динении под всасывающим действием насоса окажется только участок трубопровода ОА (от точки постоянного давления до центра насоса), на котором потери на преодоление сопротивлений будут незначительными и всегда меньшими, чем гидростатическое давление для всех точек этого участка.

Циркуляционные насосы

Циркуляционный насос в системах водяного отопления с насос­ ным побуждением предназначен только для перемещения воды по трубопроводам и создания циркуляционного давления.

Производительность насоса определяют по формуле

85

Циркуляционное давление, создаваемое насосом, определяют согласно расчету, приведенному в главе V.

Подбор насоса и его установка. В качестве циркуляционных насосов применяют в основном центробежные. Однако эти насосы

В иотпы

имеют большую производительность и одновременно создают боль­ шое давление. Поэтому их наиболее целесообразно устанавливать

вкотельных, обслуживающих несколько зданий. При работе на малых давлениях к. п. д. таких насосов низкий.

Всвязи с этим для систем отдельных зданий рекомендуется при­ менять диагональные насосы ЦНИПС, создающие при большой про­ изводительности небольшие циркуляционные давления. Эти насосы имеют незначительные габариты и монтируются непосредственно на трубопроводах в горизонтальном или вертикальном положении (рис. IV. 18). В котельных, как правило, устанавливают два насоса (один рабочий, другой резервный). Во избежание передачи шума

впомещения отапливаемого здания фундаменты, на которых уста­ навливают центробежные насосы, не следует жестко связывать со

строительными конструкциями. Насосы включают в обратную магистраль перед котлами, снабжают обводной линией, позволяю­ щей регулировать их работу.

При остановке насоса при наличии обводной линии все же может быть обеспечена незначительная естественная циркуляция воды в системе. Схема установки центробежных насосов приведена на рис. IV. 19.

Мощность, потребляемая насосами ЦНИПС, незначительна. Зная необходимую производительность и расчетное давление, циркуляционный насос подбирают по рабочим характеристикам

или по каталогам заводов-изготовителей.

86

Производительность, давление и число оборотов насоса при не­ совпадении их с данными завода-изготовителя пересчитываются по формулам:

Иногда число оборотов подобранного центробежного насоса не совпадает с числом оборотов электродвигателя. В этом случае сле­ дует применять клиноременную передачу. Диаметры шкивов элек­ тродвигателя и насоса определяют из равенства:

ndHnB = ndana, (IV.9)

Мощность электродвигателя для циркуляционного насоса определяют по формуле

§ 19. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Системы водяного отопления с естественной циркуляцией могут применяться для зданий небольшой протяженности и в том случае, если отсутствует и в дальнейшем не предполагается устройство централизованного теплоснабжения.

87

Радиус действия систем с естественной циркуляцией следует при­ нимать не более 30 м при расстоянии от середины высоты котла до середины нижнего прибора отопления не менее 3 м. В системах квар­ тирного водяного отопления с естественной циркуляцией в связи с большим охлаждением воды в трубопроводе допускается установка генератора тепла и нагревательных приборов на одном уровне.

Как правило, системы водяного отопления следует применять с искусственным побуждением. Диаметры труб в насосных системах благодаря большему давлению, создаваемому насосом, значительно меньше, чем в системах водяного отопления с естественной циркуля­ цией, и радиус их действия велик. Стоимость устройства насосных систем отопления меньше, чем систем с естественной циркуляцией. Применение систем водяного отопления наиболее целесообразно в жилых, гражданских и промышленных зданиях (СНиП П-Г.7-62, табл. 9). Двухтрубные системы рекомендуется применять с верхней разводкой в зданиях до трех этажей включительно. Однотрубные вертикальные системы с осевыми или смещенными замыкающими уча­ стками рекомендуется применять для зданий высотой более трех этажей. Однотрубные вертикальные проточные регулируемые и нерегулируемые системы можно применять независимо от этажности здания. Однотрубные вертикальные системы с нижней разводкой рекомендуется применять в бесчердачных зданиях, однотрубные горизонтальные системы — в случае необходимости поэтажного выключения системы отопления здания.

Системы с попутной схемой разводки следует проектировать при невозможности увязки потерь давления в отдельных кольцах си­ стем отопления.

Температуру воды в системах водяного отопления принимают в зависимости от назначения помещений в соответствии с п. 3.25 СНиП П-Г.7-62.

§ 20. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Экономические требования к системам отопления заключаются в том, чтобы затраты средств на устройство систем и эксплуатацию были наименьшими.

Наиболее важными показателями каждой системы яляются тот или иной расход металла и затраты труда.

цией, сечение магистральных труб в 3—4 раза меньше, чем в по­ следних.

Расходы на эксплуатацию насосных систем отопления отличают­ ся от затрат на системы с естественной циркуляцией на величину стоимости электроэнергии, потребной для работы циркуляционного насоса. Поскольку первоначальная стоимость системы с насосным

88

побуждением меньше системы с естественной циркуляцией, расходы на ее амортизацию меньше.

В табл. IV.3 приведены для различных видов систем водяного насосного отопления показатели по расходу радиаторов, труб и за­

»с нижней разводкой с воздуш­

Примечания: 1. В таблице не учтено уменьшение расхода радиаторов за счет тепла, поступающего в помещение от труб при их открытой прокладке.

2. Данные таблицы составлены по материалам сравнения систем четырехпятиэтажных жилых зданий.

1 Таблица составлена инженерами В. В. Белоусовым и Ф. С. Михайловым.

Наиболее экономичными являются однотрубные системы отоп­ ления.

4В Зак. 621

Г л а в а V

РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

§ 21. ЦИРКУЛЯЦИОННОЕ ДАВЛЕНИЕ В СИСТЕМАХ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

В замкнутом, полностью заполненном водой контуре трубопро­ водов системы отопления передача тепла от источника к нагрева­ тельным приборам происходит за счет регулярной циркуляции воды. Циркуляционное движение поддерживается силами, которые в гидравлическом расчете определяются как циркуляционное дав­ ление. В системах водяного отопления помимо естественного дав­ ления, возникающего в связи с разностью объемных весов воды, может быть создано искусственное побуждение циркуляции с по­ мощью насоса или элеватора.

Естественное циркуляционное давление от охлаждения воды в нагревательных приборах

Изменения температуры воды в системе происходят в основном

уГ в кг/м3.

Трубопровод с охлажденной водой температурой t0 и объемным весом у0 обозначен на схеме пунктиром. Взаимное располо­ жение по высоте отдельных элементов системы отопления обозначе­ но на схеме hu h2, h3 и /i4. Принято, что нагрев воды происходит в середине котла, а охлаждение в середине нагревательного прибо­ ра. Вода в трубопроводах не охлаждается.

90