Теплоносители в системе отопления

В настоящее время большое  распространение получили однотрубные  системы, в которых радиаторы  обеими подводками присоединяются к  одному стояку; такие системы проще  монтируются и обеспечивают более равномерный прогрев всех нагревательных приборов. Наиболее распространена однотрубная система с нижней разводкой и вертикальными стояками.

Стояк такой системы состоит  из подъемной и опускной частей. Трехходовые краны  могут пропускать расчетное количество или часть воды в приборы в последнем случае остальное ее количество проходит, минуя прибор, через замыкающие участки . Соединение подъемной и опускной частей стояка производится прокладываемой под окнами верхнего этажа соединительной трубой. В верхних пробках приборов, находящихся на верхнем этаже, устанавливают воздушные краны, через которые слесарь удаляет из системы воздух во время пуска системы или обильной подпитки ее водой.

В однотрубных системах вода последовательно проходит через все приборы, и поэтому они должны быть тщательно отрегулированы. В случае необходимости регулировку теплоотдачи отдельных приборов осуществляют с помощью трехходовых кранов, а расход воды по отдельным стоякам — проходными (пробочными) кранами или установкой в них дросселирующих шайб. Если стояк будет поступать чрезмерно большое количество воды, то первые по ходу движения воды нагревательные приборы стояка отдадут тепла больше, чем это необходимо по расчету.

Как известно, циркуляция воды в системе, помимо давления, создаваемого насосом и естественным побуждением, получается и от дополнительного давления Ар, возникающего в результате охлаждения воды при движении по трубопроводам системы. Наличие этого давления позволило создать системы квартирного водяного отопления, котел которого не заглублен, а его устанавливают обычно на полу кухни. В таких случаях расстояние, следовательно, система работает только за счет дополнительного давления, возникающего в результате охлаждения воды в трубопроводах. Расчет таких систем отличается от расчетов систем отопления здании.

Системы квартирного водяного отопления в настоящее время  широко применяют взамен печного  отопления в одно- и двухэтажных  зданиях в газифицируемых городах: в таких случаях вместо котлов устанавливают автоматические газовые водонагреватели (ЛГВ), обеспечивающие не только отопление, но и горячее водоснабжение.

4.2. Типы  и  конструкции отопительных  приборов

По виду поверхности:

1. Радиаторы секционные

2. -"- панельные с гладкой поверхностью

3. Гладкотрубные приборы

4. Ребристые трубы

5. Конвекторы с ребристой поверхностью

6. Электрообогреватели

По материалам:

- металлические;

- комбинированные;

-неметаллические (фарфор, керамика, пластмасса и пр.).

По высоте:

- высокие h > 600 мм

- средние h = 400-600 мм

- низкие h < 400 мм (h ≤ 200 называются  плинтусными).

Радиатор-прибор конвективно-радиационный (излучение - 25%), состоящий из отдельных секций или плоских блоков.

Свое название радиатор получил  по традиции (лучистый поток взаимопоглощается  секциями).

Радиатор секционный - отмирающий прибор, но имеет свои положительные качества (рис. 3.1):

а) радиатор очень долговечен;

б) большая теплоотдача: на I п.м длины q =1600 Вт (для марки M-I40-A0).

Рис. 3.1. Радиатор секционный

Радиатор стальной панельный без просветов по фронту, сплошная плита (рис. 3.2). Передает излучением от 30 до 40%, а если установить горизонтально на потолке - до 70%.

Расход металла в 2,5 раза меньше, но имеется один очень большой  недостаток: δст =1,2-1,5 мм - тонкая стальная стенка. Большая внутренняя коррозия – нужны легированные стали. Нельзя применять при паровом отоплении.

Рис. 3.2. Панельные радиаторы: а) колончатый; б) змеевиковый; в) листотрубный

Гладкотрубные приборы находят применение в специальном строительстве, т.к. выдерживают большие нагрузки, но большой расход металла ограничивает их широкое применение (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Гладкотрубные отопительные приборы: а) змеевикового типа; б) тип  – регистр

Конвекторы – наиболее распространенный вид отопительного прибора (рис. 3.4).

Прибор состоит из нагревателя  и кожуха.

Лучистая составляющая 5-10%.

Модели "Комфорт" и "Ритм" имеют  улучшенную отделку.

При наличии кожуха (hк =400 мм) теплоотдача  увеличивается на 30%, при hк =600 - на 40%.

Рис. 3.4. Конструкция конверторов: а  и б – с кожухом; в – без кожуха; 1 – трубопровод; 2 – оребрение; 3 – кожух; 4 – решетка; 5 – воздушный клапан

Ребристые трубы. Имеют положительные свойства: большая поверхность нагрева, простота изготовления, невысокая стоимость. Недостатки: неэстетичный вид, малый КПД, непрочны.

Прибор конвективного типа –  чугунная фланцевая труба, на поверхности  которой расположены тонкие ребра (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Ребристая труба: 1) канал  для теплоносителя; 2) ребро

Длина труб = 1 м; 1,5м; 2,0 м.

Выпускаются только с круглыми ребрами (раньше были прямоугольные, наклонные и продольные). Это единственный прибор, имеющий фланцы.

 

5. Системы водяного  отопления. Определение гравитационного  давления.

5.1. Водяное отопление

Чугунный радиатор водяного отопления.

 

Современный радиатор с управлением термостатом

Водяное отопление — способ отопления помещений с помощью жидкоготеплоносителя (воды, или антифриза на водяной основе). Передача тепла в помещение производится с помощью радиаторов, конвекторов, регистров труб.

Описание 

В отличие от парового отопления, вода находится в жидком состоянии, а значит имеет более низкую температуру. Благодаря этому, водяное отопление более безопасно. Однако радиаторы для водяного отопления имеют большие габариты, чем для парового. Кроме того, при передаче тепла с помощью воды на большое расстояние температура значительно падает. Поэтому часто делают совмещённую систему отопления: от котельной с помощью пара тепло поступает в здание, где с помощью теплообменника передаётся воде, которая уже поступает к радиаторам.

В системах водяного отопления циркуляция воды может  быть как естественной, так и искусственной. Системы с естественной циркуляцией  воды просты и относительно надёжны, но имеют невысокую эффективность, которая зависит от правильного проектирования системы.

Недостатком водяного отопления также являются воздушные  пробки, которые могут образовываться после спуска воды при ремонте  отопления. Для борьбы с ними устанавливаются специальные спусковые клапаны. Перед началом отопительного сезона с помощью этих клапанов выпускается воздух благодаря избыточному давлению воды.

 

 

 

Состав  оборудования 

Расширительный бак системы отопления

Тепловой пункт

Магистрали

Отдельные стояки и ветви

Отопительные приборы

Система управления теплоотдачей

Устройство  системы.

Различаются системы:

По способу  разводки — с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной;

По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах — тупиковые и попутные;

По гидравлическим режимам — с постоянным и изменяемым режимом;

По способу  присоединения приборов — однотрубные, двухтрубные, трёхтрубные, четырёхтрубные, комбинированные;

Однотрубная. Устроена следующим образом: отопительные приборы одного стояка подключены последовательно, то есть теплоноситель, постепенно охлаждаясь, проходит стояк из прибора в прибор. При этом, логично, в последний из них он попадёт значительно менее горячим, чем в первый. Эта разница компенсируется разной поверхностью теплоотдачи приборов (например, различное количество секций для чугунных радиаторов) — меньшей в начале и большей в конце. Также может быть предусмотрена обвязка отопительного прибора с использованием байпаса, или короткозамыкающего участка.

Двухтрубная. В этом случае отопительные приборы подключены к стояку параллельно, что позволяет сохранять одинаковую температуру теплоносителя на каждом. Такие системы более металлоёмки и требуют балансировки каждого прибора отдельно, если не предусмотрена индивидуальная регулировка.

Схемы подключения.

Независимая схема подключения

Независимая (закрытая) схема подключения — схема  присоединения системы теплопотребления к тепловой сети, при которой теплоноситель (перегретая вода), поступающий из тепловой сети, проходит через теплообменник, установленный на тепловом пункте потребителя, где нагревает вторичный теплоноситель, используемый в дальнейшем в системе теплопотребления.

Зависимая схема подключения

Зависимая (открытая) схема подключения — схема присоединения системы теплопотребления к тепловой сети, при которой теплоноситель (вода) из тепловой сети поступает непосредственно в систему теплопотребления.

В закрытых системах теплоснабжения, сетевая вода, циркулирующая  в трубопроводах тепловой сети, используется только как теплоноситель (потребителем из тепловой сети не отбирается). В закрытых системах теплоснабжения, сетевой водой в теплообменных аппаратах осуществляется нагрев холодной водопроводной воды. Затем нагретая вода, по внутреннему водопроводу, подается к водоразборным приборам жилых, общественных и промышленных зданий.

В открытых системах теплоснабжения сетевая вода, циркулирующая  в трубопроводах тепловой сети, используется не только как теплоноситель, а частично (или полностью) отбирается потребителем из тепловой сети.

Управление .

Поддержание заданной температуры в помещении, отапливаемом от системы водяного отопления возможно несколькими способами: изменением температуры, расхода теплоносителя  через радиатор, и тем и другим одновременно. Температура теплоносителя, поступающего на радиаторы обычно регулируется централизовано на тепловом пункте. Для индивидуальной регулировки температуры в помещении радиаторы оснащают регулировочными кранами (ручная регулировка), либотермостатами (автоматическая регулировка).

Индивидуальная  регулировка возможна как на двухтрубной, так и на однотрубной системе: в последнем случае перед краном или термостатом обязательно должен быть установлен байпас.

Комфортная  влажность в помещении.

Работающие  радиаторы отопления значительно  снижают влажность воздуха в помещении, этот показатель может падать до 20-25%, тогда как комфортное значение относительной влажности для человека начинается от 45% Недостаток влаги восполняется из стен, мебели, кожи и слизистых оболочек человека и домашних животных. Для поддержания комфортного значения влажности воздуха рекомендуется установка специальных увлажнителей либо аквариума, в особенности для детей и людей, страдающих заболеваниями дыхательных путей.

5.2 ГРАВИТАЦИОННЫЕ  СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 

Отопление с  естественной циркуляцией воды применялось в прошлом столетии сначала в виде однотрубных, затем в виде двухтрубных систем. С внедрением электрических циркуляционных насосов гравитационные системы отопления с начала текущего века и особенно после Октябрьской революции постепенно уступают свое место насосным системам.

В настоящее  время область применения систем с естественной циркуляцией воды ограничена. Их используют для отопления  отдельных жилых квартир, небольших  гражданских зданий, железнодорожных  вагонов, зданий, в которых недопустима вибрация конструкций (например, при точных измерениях), вызываемая работой насосов. Использование естественной циркуляции целесообразно при водяном отоплении отдельных верхних помещений высотных зданий (например, технического этажа). Кроме того, естественная циркуляция воды в стояках встречается в описанных выше децентрализованных системах водо-водяного отопления.

Рассмотрим особенности гравитационных систем отопления в сравнении с насосными. Прежде всего отметим существенные недостатки, которые ограничивают область их применения:

а)         сокращенный радиус действия (до 30 м по горизонтали), обуслов

ленный небольшим  циркуляционным давлением;

б)         высокая первоначальная стоимость (до 5—7% стоимости неболь

ших зданий), связанная с применением труб значительного диаметра;

в) увеличенные расход металла  и затраты труда на монтаж теплопроводов;

г)         замедленное включение в действие из-за большой теплоемкости

массы воды и малого циркуляционного  давления;

д)         повышенная опасность замерзания воды в трубах, проложенных

в неотапливаемых помещениях.

Вместе с тем гравитационные системы отопления имеют преимущества, определяющие в отдельных случаях  их выбор:

а)         относительная простота устройства и эксплуатации;

б)         независимость действия от снабжения электрической энергией;