книги / Отопление и вентиляция. Отопление-1

Располагаемое давление для расчета подводок к нагревательному прибору определяют по формуле

где Yo, Yr— объемные массы воды в обратной и подающей подвод­ ках к нагревательному прибору; 2 (P /+ Z )3,y— гидравлические по­ тери замыкающего участка.

Горизонтальные однотрубные системы отопления с замыкающими участками при­ меняют для отопления общественных и про­ мышленных зданий. ~

Преимуществом этой системы является возможность использования горизонтально проложенных разводящих труб в качестве нагревательных приборов. Недостатбк — не­ обходимость удаления воздуха через нагре­ вательные приборы, что вызывает эксплуа­ тационные неудобства.

Однотрубная горизонтальная разводка применяется практически как элемент ком­ бинированной системы отопления здания в тех случаях, когда по местным условиям для отопления одной части здания (напри­ мер, во вспомогательных помещениях теат­ ра) целесообразна вертикальная однотруб­

ная система, для отопления другой части здания (зрительного за­ ла) — однотрубная горизонтальная.

Ниже рассмотрены основные типы насосных систем отопления.

§ 6. НАСОСНЫЕ СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Принципиальная схема водяного отопления с насосной цирку­ ляцией показана на рис. 11.10. Эта схема устроена с верхней раз­

Эти изменения следующие: воздух из насосной системы водяно­ го отопления удаляется не через расширительный сосуд (как в си­ стемах с верхней разводкой и естественной циркуляцией), а через специальные устройства для спуска воздуха.

Расширительный сосуд, как правило, присоединяется- к обрат­ ной магистрали перед насосом (см. ниже).

Располагаемое давление, которое обеспечивает циркуляцию во­ ды в насосной системе с верхней разводкой, определяют в кг/м2 по

Величина давления, создаваемого насосом, определяется из вы­ ражения

давления, выявленная на основании технико-экономического анализа (рЭКпринимается равной 5-МО кг/м2 на 1 м длины); h(y0—Yr)— естественное давление воды в системе; Ар — дополнительное давле­ ние, возникающее при остывании воды в трубопроводах систем с верхней разводкой, кг/м2.

Обычно расчетное давление насоса принимают не больше 1000—

этажей. Системы с нижней разводкой применяют чаще для отопле­ ния бесчердачных зданий.

На рис. 11.11, в изображена однотрубная система отопления с замыкающими участками. Применяют ее для отопления жилых, общественных и промышленных зданий высотой более трех этажей.

Для отопления общественных и промышленных зданий, в кото­ рых не требуется местная регулировка нагревательных приборов, применяют однотрубные системы отопления (рис. 11.11, г).

На рис. 11.11, д показана однотрубная горизонтальная система отопления с замыкающими участками, применяемая для отопления общественных и промышленных зданий.

Показанная на рис. 11.11, е вертикальная однотрубная система отопления с нижней разводкой применяется для отопления жилых и общественных зданий. Воздух удаляется из системы при помощи воздушных кранов, установленных в приборах верхнего этажа.

Регулировка теплоотдачи нагревательных приборов производит­ ся трехходовыми кранами.

На рис. 11.11, ж—к — изображены однотрубные горизонтальные системы водяного отопления, в которых нагревательные приборы присоединены к горизонтальным ветвям неодинаково; на схеме II. 11,'ж, I, III — с установкой для регулирования трехходовых кра­ нов; на схеме 11.11, ж, II с установкой крана двойной регулировки. Установка трехходовых кранов позволяет направлять любое коли­ чество воды в нагревательный прибор или в магистраль. Кран, установленный на подводке к прибору, обеспечивает количествен­ ное регулирование в меньшем диапазоне.

Присоединять отопительные приборы по схеме сверху вниз (см. рис. II.11, ж, II, III) можно при деаэрированной воде, когда эксплуатационное удаление воздуха через воздушные краны при­ боров сведено к минимуму.

На рис. 11.11, з показана разработанная проф. Б. Н. Лобаевым горизонтальная система с замыкающими участками, в которых го-

ризонтальная магистраль прокладывается выше приборов отопле­ ния под подоконниками.

Положительной стороной данной системы отопления является свободное удаление воздуха и отсутствие воздушных кранов.

Приборы, установленные в первой части горизонтальной ветви, при температуре теплоносителя от 150—105° С включаются по схеме движения «снизу вверх», а в хвостовой части ветви при температу­ ре 105° С и ниже — по схеме «сверху вниз» для улучшения тепло­ передачи приборов (при подаче теплоносителя «сверху вниз» р4=1, а при подаче «снизу вверх» р4< 1 ).

На рис. 11.11, и показана горизонтальная проточная система, от­ личительной особенностью которой* является прокладка специаль­ ной воздушной линии через верхние ниппели приборов, чтр исклю­ чает необходимость установки воздушных кранов на каждом из приборов (см. рис. II.11, к). Недостатком схемы 11.11, и и 11.11, к является жесткое соёдинение по всей линии, что не допускает ком­ пенсации тепловых удлинений, отсутствие которой приводит к об­ разованию течи воды в местах соединений.

Проточно-регулируемая однотрубная с верхней разводкой, со смещенными замыкающими участками система (рис. 11.11, л) яв­ ляется компромиссным решением. В ней совмещены режимы ра­ боты двух однотрубных систем: проточной и с замыкающими участ­ ками.

Соответствующим регулированием трехходовых кранов на под­ водках к приборам можно перевести систему на режим работы проточной системы, когда коэффициент затекания а=1, или на режим работы однотрубной системы с замыкающими участками

(а< 1).

На рис. 11.11, м показана схема однотрубного стояка еистемы с опрокинутой циркуляцией воды со смешанными замыкающими участками в 1-м и 2-.м этажах и с проточно-регулируемым узлом в верхнем этаже.

На рис. 11.11, н, о показаны соответственно схема бифилярного П-образного стояка и горизонтальная бифилярная система с ниж­ ней разводкой.

Систему отопления с вертикальными бифилярными стояками применяют в панельном строительстве жилых домов. В этой систе­ ме отопительный прибор каждого стояка делится на две части (кроме верхнего этажа) : одна, слева, с количественным регулиро­ ванием теплопередачи, другая, справа, нерегулируемая, про­ точная.

Для проточного нагревательного прибора верхнего этажа пре­ дусматривается воздушное регулирование теплопередачи при­ бора.

Горизонтальные бифилярные системы применяют преимущест­ венно для отопления общественных и промышленных зданий, а так­ же вспомогательных помещений промышленных предприятий. В качестве нагревательных приборов в этих системах применяются конвекторы.

Горизонтальные проточные бифилярные системы характеризу­ ются одинаковой средней температурой теплоносителя для каждой пары (друг над другом) конвекторов. Эти системы устраивают с верхней и нижней разводкой магистралей.

ГЛАВА III

НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ

§ 7. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ ПРИБОРАМ

Нагревательным прибором называют устройство для передачи тепла от теплоносителя непосредственно отапливаемому помеще­ нию. Через стенки прибора происходит теплообмен между проте­ кающим внутри отопительного прибора теплоносителем (как пра­ вило, это нагретая вода, или водяной пар) и воздухом помещения.

Нагревательные приборы должны удовлетворять теплотехниче­ ским, технико-экономическим, санитарно-гигиеническим и эстетиче­ ским требованиям.

Т е п л о т е х н и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а нагревательно­ го прибора в основном определяется его коэффициентом теплопе­ редачи. В этой связи создание нагревательного прибора с более

вательного прибора определяется его первоначальной стоимостью, отнесенной, например, к единице тепла отдаваемого помещению; при оценке нагревательных приборов, изготовленных из одного и того же материала, технико-экономическим критерием может слу­ жить тепловое напряжение материала.

Под тепловым напряжением материала q понимают количество тепла, отдаваемого прибором в течение 1 ч при разности темпера­ тур теплоносйтеля и окружающего воздуха в 1 град, отнесенного к 1 кг массы нагревательного прибора, в ккал/кг-ч-град

тельный прибор по расходу металла на его изготовление. Повысить тепловое напряжение можно, как это видно из урав­

нений, путем повышения коэффициента теплопередачи к, уменьше-

нием массы прибора, отнесенного к 1 м2 поверхности нагрева, или

прибора характеризуется конструктивным решением прибора, об­ легчающим содержание его в чистоте, удобством регулирования теплоотдачи, долей передачи тепла лучеиспусканием (лучистые системы отопления имеют наивысшую санитарно-гигиеническую характеристику).

Нагревательный прибор должен отдавать помещению количест­ во тепла в основном в соответствии с теплопотерями.

Температура теплоотдающей поверхности нагревательного при­ бора должна соответствовать санитарно-гигиеническим требовани­ ям. Так, согласно СНиП П-Г.7—62 предельную' температуру по­ верхности нагревательных приборов в жилых домах и администра­ тивно-конторских помещениях принимают 95° С, для детских садов, больниц — 85° С, в производственных помещениях — до 150° С.

Нагревательные приборы должны иметь красивую форму и быть достаточно компактными. Кроме упомянутого, нагревательный при­ бор должен удовлетворять монтажно-строительным требованиям: обладать возможно меньшими строительными габаритами (длиной и глубиной для возможности установки приборов без ниш), до­ пускать возможность компоновки прибора требуемой поверхности нагрева путем сборки из отдельных элементов.

При конструировании новых приборов нужно также учитывать технологические требования по их изготовлению.

§ 8. ТИПЫ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Нагревательные приборы изготовляют из чугуна, стали и дру­ гих материалов. Основные типы нагревательных приборов описаны ниже.

Чугунные радиаторы — наиболее распространенные типы отопи­ тельных приборов. В конструктивном отношении они представляют собой отдельные секции, в зависимости от числа вертикальных каналов в каждой секции могут быть одно-, двух-, трехколонными и многоколонными с разнообразным сечением каналов (рис. III.1).

Секции соединяют между собой изготовленными из ковкого чу­ гуна полыми ниппелями, имеющими на половине длины наружную правую резьбу, а на другой половине — левую. По монтажной вы­ соте радиаторы подразделяют на высокие (до 1 0 0 0 мм), средние (до-500 мм) и низкие (300 мм).

Для уплотнения стыков между секциями применяют прокладки из картона, пропитанного в олифе (при температуре теплоносителя меньше 100° С) и из паронита (при теплоносителе температурой бо­ лее 100° С).

Чугунные радиаторы выдерживают давление в 6 кг/см2. Изго­ товление радиаторов в виде секций позволяет собирать приборы разной поверхности. На рис. III.1 , а показан прибор общего назна­

чения М-140-АО, а в табл. III.I охарактеризованы основные типы радиаторов, применяемых за последнее время. Тепловое напряже­ ние 1 кг металла определяется величиной 0,232—0,25 ккал/(кг-чХ Хград) [0,27—0,291 Вт/(кг-град)].

Устаревший радиатор «Польза» № 3, являющийся в известном смысле прототипом современных чугунных радиаторов, характери­ зуется низким тепловым напряжением металла — 0,17—

Рис. III.1. Нагреватёльные приборы — радиаторы:

тепловое напряжение металла у современных радиаторов возросло на 30%.

Преимуществом чугунных радиаторов является их стойкость против коррозии.

Радиаторы или панели из стали. В последние годы все большее применение находят штампованные канальные радиаторы из лис­ товой стали (рис. III.1, б).

Главным недостатком стальных радиаторов является подвер­ женность их коррозии. Однако при использовании в качестве теп-

обычной и перегретой воде, так как стальной лист не находится в непосредственном контакте с теплоносителем.

Нагревательные приборы из ребристых труб. В системах отоп­ ления промышленных зданий обычно применяют чугунные ребри­ стые трубы с круглыми ребрами (рис. III.2).

Для случаев расположения их в два ряда вводят поправочный коэффициент 0,95, а в три ряда — 0,85 ввиду снижения в этом случае их теплоотдачи.

Ребристые трубы отливают из серого чугуна. Ребра на трубах увеличивают поверхность нагрева и понижают температуру поверх­ ности нагрева. Поскольку теплоотдача ребрами происходит с обеих сторон, при определении поверх­ ности нагрева ребристых труб в расчет принимают обе поверхно­ сти каждого ребра.

Основная техническая харак­ теристика чугунных ребристых труб приведена в табл. III.2.

По сравнению с чугунными ра­ диаторами ребристые трубы име­

ют следующие преимущества: относительно малую стоимость, срав­ нительно высокое тепловое напряжение металла (0,27 ккал/кг-чХ град, т. е. выше, чем у радиаторов современных конструкций). Од­ нако невысокие санитарно-гигиенические качества (наличие ребер затрудняет очистку их от пыли) не позволяют рекомендовать ус­ тановку ребристых труб в жилых и общественных зданиях.

Нагревательные приборы из гладких стальных труб. Такие при­ боры в одних случаях применяют без какого-либо конструктивного оформления, например для обогрева фонарей верхнего света в про­ мышленных предприятиях и некоторых общественных зданиях; в других случаях нагревательные приборы из стальных труб изго­ товляют в виде регистров (рис. III.3) или иного конструктивного решения.

Нагревательные приборы из стальных труб удовлетворяют теп­ лотехническим, санитарно-гигиеническим и эстетическим требова­ ниям, но экономически они менее целесообразны, поскольку сталь всегда дороже чугуна и, кроме того, срок амортизации стальных приборов значительно меньше срока амортизации чугунных нагре­ вательных приборов.

Нагревательные приборы из стальных труб выдерживают высо­ кое давление теплоносителя (до 15—20 ат).

Конвекторы. Гак называют нагревательные приборы из сталь­ ных труб с ребрами из листовой стали. Одни из них — конвекторы плинтусного типа (рис. III.4, а) можно размещать по всей длине

Рис. II1.4. Конвекторы:

конструктивных элементов: труб диаметром 15—20 мм и замкнуто­ го оребрения, изготовляемого из листовой стали толщиной 0,7 мм. Шаг оребрения составляет 20 мм. Элементы изготовляют различной длины: от 0,75 до 1,75 м.

Конвекторы можно комплектовать в одно-, двух-, трехрядные отопительные приборы. Замкнутая форма оребрения по сравнению с обычным оребрением обеспечивает более интенсивный теплооб­ мен за счет повышенной скорости движения нагреваемого воздуха в каналах оребрения.

К преимуществам конвекторов относят высокие экономические показатели: масса 1 эквивалентного квадратного метра почти в 2 раза меньше, чем у стальных штампованных панелей, и в 4 раза меньше, чем у чугунных радиаторов. В табл. III.3 приведена ха­ рактеристика конвекторов плинтусного типа КП без кожуха с оребренной стальной трубой.

Наибольшее применение получили конвекторы с кожухом (рис. III.4, б). Кожух устраивают из листовой стали или других материа­ лов с клапанами для регулирования теплоотдачи. Конвекторы с кожухами могут быть низкими, подоконными и высокими. В каче­ стве нагревателя в них применяют одно-, двух- и четырехтрубные