Учебное пособие 1414

Последовательность проектирования системы водяного отопления здания заключается в следующем. Намечаются места установки нагревательных приборов. Приборы должны быть установлены под каждым окном, в угловых комнатах должен быть прибор и у наружной стены, даже при отсутствии в ней окна. Отопительные приборы устанавливаться на лестничных площадках до 3 … 4 этажа.

Затем размещают стояки. Обязательна установка стояков в углах помещений, образованных наружными стенами. В жилых зданиях рекомендуется открытая прокладка стояков. Для отопления лестничной клетки предусматривается отдельный стояк (или два стояка — восходящий и нисходящий при нижней разводке магистралей). Главный стояк (при верхней разводке) устанавливается на лестничной клетке или в общем коридоре.

Варианты присоединения нагревательных приборов к стоякам представлены на рис. 7.3.

При одностороннем присоединении приборов появляется возможность применения унифицированных узлов заводского изготовления.

Рис. 7.3. Варианты присоединения нагревательных приборов к стоякам:

а– двухстороннее в однотрубной системе отопления; б – то же в двухтрубной системе; в, д – одностороннее; г – по проточной схеме; е – присоединение прибора на сцепке

Присоединение по проточной схеме обязательно для приборов на замерзания, на сцепке разрешается присоединение приборов только во вспомогательных помещениях (кладовых и тому подобное).

По месту расположения подающих магистралей различают системы с верхней и нижней разводкой. При наличии в здании чердака может приниматься либо верхняя, либо нижняя разводка трубопроводов, при отсутствии чердака – только нижняя. Верхняя разводка более благоприятна для работы системы, так как из нее более просто удаляется воздух и в ней несколько больше естественное давление, возникающее за счет остывания воды в нагревательных приборах. Нижняя разводка позволяет избежать затопления квартир при авариях и удобнее в обслуживании.

При верхней разводке все стояки – нисходящие, к ним на каждом этаже присоединяется по одному или по два прибора. При нижней разводке стояки имеют восходящую и нисходящую части.

21

В качестве примера представлена схема двухтрубной системы водяного отопления с насосной циркуляцией на рис. 7.4 и однотрубной системы водяного отопления с насосной циркуляцией на рис. 7.5.

Рис. 7.4. Расчетная схема двухтрубной системы водяного отопления

снасосной циркуляцией:

1– генератор тепла; 2 – насос; 3 – расширительный сосуд; 4 – главный стояк; 5 – нагревательные приборы

Рис. 7.5. Расчетная схема однотрубной системы водяного отопления с насосной циркуляцией

Расширительные сосуды устанавливают в здании при подключении к тепловой сети по закрытой схеме или при отоплении от местной котельной.

22

Схемы установки расширительных сосудов приведены на рис. 7.6. Они предназначены для вмещения избыточного объема воды при ее температурном расширении.

Рис. 7.6. Схемы установки расширительных сосудов:

а – в системе с естественной циркуляцией; б – в системе с циркуляционным насосом; 1 – магистрали; 2 – переливной трубопровод; 3 – контрольная трубка;

4, 5 – циркуляционный и присоединительный трубопровод; 6 – из системы отопления; 7 – насос; 8 – водонагреватель

Устанавливают расширительные сосуды в высшей точке системы и утепляют. В бесчердачных зданиях сосуды устанавливают в утепленных будках на кровле.

8. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИНЖЕНЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЗДАНИЙ

8.1. Теоретические сведения о технической эксплуатации инженерного оборудования зданий

Центральное отопление жилых зданий осуществляется, как правило, водяными системами. Системы водяного отопления подразделяются:

по способу циркуляции − на системы с естественной и искусственной циркуляцией;

по месторасположению разводящих магистралей − на системы с верхней (на чердаке или потолком верхнего этажа) и нижней (в подвале) разводкой;

по способу прокладки магистралей − на тупиковые и с попутным движением воды;

по конструкции стояков и схем присоединения нагревательных приборов на двухтрубные и однотрубные системы.

Типичная схема центрального отопления показана на рис. 8.1. Необходимым условием правильного действия системы водяного

отопления является полное заполнение ее водой. Для того, чтобы вместить

23

увеличивающийся при нагревании объем воды, в системе водяного отопления имеется расширительный сосуд. Выход воздуха из системы может осуществляться через расширительный сосуд, а также с помощью так называемых вантузов или воздушных кранов, ввертываемых в верхнюю пробку радиаторной батареи при нижней разводке.

Рис. 8.1. Схема центрального отопления

После перемешивания в водоструйном аппарате (гидроэлеваторе) с охлажденной в системе отопления водой, имеющей температуру 70ºС, сетевая вода по трубе направляется в отопительную систему. Охлажденная вода из системы отопления направляется в обратную теплофикационную магистраль и частично в гидроэлеватор. Наполнение системы водой, а также выпуск ее из системы осуществляется через трубопровод, соединяющий систему с водопроводом и канализацией.

Существующие местные системы водяного отопления, вновь присоединяемые к тепловым сетям, должны быть предварительно отремонтированы с заменой неисправных нагревательных приборов, а поврежденные элементы арматуры системы должны быть исправны. Система должна быть испытана на гидравлическое давление 6атм. Регулировка системы выполняется при пробной топке.

Нагревательные приборы в помещении устанавливают открыто, по возможности в нишах таким образом, чтобы длинна подводок не превышала 1 … 1,25 м. При отсутствии ниш расстояние от прибора до поверхности штукатурки должно равняться 3 см, а до пола − 10 см. На теплоотдачу приборов оказывает влияние цвет и окраска их поверхности. Так алюминиевая окраска и медная бронза снижают теплоотдачу на 25 % по отношению к неокрашенному прибору. Цинковые белила и белая эмаль также уменьшают теплоотдачу, а терракотовая эмаль увеличивает.

В системах с естественной циркуляцией для радиаторов с числом секций более 15 рекомендуется двустороннее присоединение к стоякам. В системах с искусственной циркуляцией одностороннее присоединение радиаторов допускается при числе секций, не превышающем 25. При

24

большем количестве секций присоединение должно быть двусторонним. Подводки должны иметь уклоны не менее 0,01 от горячего стояка к прибору и от прибора к обратному стояку.

Регулирование теплоотдачи нагревательных приборов может производиться путем изменения температуры теплоносителя из котельной или теплового центра, или изменением количества теплоносителя при помощи специальной арматуры, установленной на трубопроводе или непосредственно на приборах (краны двойной регулировки).

Панельное отопление осуществляется при помощи змеевиков из стальных водо-газопроводных труб диаметром 15 … 20 мм (ГОСТ 3262-62) или электросварных труб внутренним диаметром не менее 8 мм, замоноличенных в бетонные панели. Нагревательные элементы панелей (змеевики) испытываются гидравлическим давлением на 10 ат в продолжение 2 мин. Падение давления при испытании не допускается.

Толщина отопительных панелей принимается 40 … 60 мм. При расположении панелей в перегородках их толщина увеличивается до толщины перегородки. Наиболее эффективным в санитарно-гигиеническом и эксплуатационном отношении, являются низкие панели, располагаемые в подоконной части наружных стен. В зданиях из многослойных панелей отопительные панели крепятся к наружным стенам на закладных деталях, в зданиях из крупных блоков совмещаются с подоконными стеновыми блоками. Для исключения теплопотерь за нагревательным элементом устанавливается эффективный утеплитель (пеностекло, пенобетон, минераловатные плиты).

Системы панельного отопления могут применяться как в двухтрубной, так и в однотрубной схеме при теплоносителе − горячей воде с температурой до 115ºС. Нагревательные элементы панелей имеют краны двойной регулировки, устанавливаемые в люках. Поэтажное соединение стояков, заделанных в наружные стеновые панели, производится на сварке.

Для обеспечения эффективной работы системы панельного отопления необходимо поддерживать в трубопроводах скорость движения воды не менее 0,2 м/с.

Горячее водоснабжение осуществляется путем нагревания воды в змеевиках, вмонтированных в кухонные очаги, в водогрейных колонках или получением горячей воды из бойлерных котельных и теплоцентралей с соответствующей подводкой ее к душевым, ваннам, умывальникам, раковинам и мойкам.

Местное горячее водоснабжение может осуществляться также системой с питанием через уравнительный бачок с поплавковым клапаном. Системы централизованного горячего водоснабжения от районных котельных или ТЭЦ выполняют с нижней разводкой. Как магистрали, так и стояки имеют циркуляционные трубопроводы. При этом стояки горячего водоснабжения соединяются циркуляционными линиями со сборным

25

трубопроводом, по которому вода возвращается в обратный трубопровод тепловой сети. Регулировка смешивания горячей и обратной воды выполняется с помощью терморегулятора.

Длинные участки трубопроводов системы горячего водоснабжения имеют устройства для компенсации температурных деформаций. Температура горячей воды обычно поддерживается в пределах 65 … 70°С, чтобы избежать расстройства резьбовых соединений из-за температурных деформаций.

Наружные сети газоснабжения, а также дворовые вводы к потребителям газа до отключающего устройства включительно находятся на балансе управления (конторы) газового хозяйства (Горгаз).

Внутренняя сеть газоснабжения жилого здания состоит из магистральной линии, стояков и разводящей сети, выполненных из стальных газовых труб. Стояки прокладывают в нежилых помещениях или по наружной поверхности стен здания. Разводящая сеть подводит газ к приборам (кухонные плиты, водонагреватели, печи, котлы). От газовых водонагревателей (колонок) устраиваются отводы в отдельные вытяжные каналы (дымоходы). Для поддержания давления газа на заданном уровне в газопроводах для жилых зданий применяются автоматические газорегуляторные пункты шкафного типа (ГРП), которые монтируются на каменной стене здания или на железобетонном столбе. Для определения давления газа в сети устанавливаются манометры. В жилых зданиях, имеющих местные системы горячего водоснабжения, нередко устанавливают автоматические быстродействующие газовые водонагреватели типа КГИ-56. При внутреннем объеме ванной более 7,5 м³ водонагреватели устанавливают над ваннами.

Присоединение газовых водонагревателей к дымоходам производится соединительными трубами из кровельной стали, причем длина вертикального участка соединительной трубы должна быть не менее 0,3 м, а суммарная длина горизонтальных участков должна быть не более 2 м. К одному дымоходу допускается присоединение до трех автоматизированных газовых водонагревателей, расположенных на одном или в разных этажах здания. Ввод дымовых газов в дымоход от двух приборов, расположенных в одном этаже, осуществляется на разных уровнях на расстоянии по вертикали не менее 50 см один от другого.

Внутренний водопровод состоит из вводов, водомерных узлов, стояков, разводящей сети с подводками к санитарным приборам, водоразборной, запорной и регулирующей арматуры. В некоторых случаях в систему вводятся насосные установки, водопроводные баки и резервуары, расположенные внутри здания.

В жилых зданиях высотой 12 этажей и более дополнительно к хозяйственно-питьевому водопроводу устанавливается также внутренний противопожарный водопровод. В отдельных случаях допускается

26

объединение хозяйственно-питьевого и противопожарного водопроводов с подачей воды питьевого качества на все нужды.

Внутренний водопровод устанавливается по двум схемам — с нижней и верхней разводкой. При нижней горизонтальной разводке разводящая магистраль прокладывается в подвале, техническом подполье или под полом первого этажа, что обеспечивает возможность устройства вертикальных стояков, подводящих воду к санитарным приборам. Одна из возможных схем водоснабжения представлена на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Схема водоснабжения

Баки в системе (рис. 8.2) устанавливают и эксплуатируют только с особого разрешения санитарной инспекции. Наполнение баков производится через шаровой кран. Кроме того, у бака, а также при вводе устанавливаются обратные клапаны.

Системы внутреннего водопровода с разводящей магистралью и баком, расположены на чердаке (верхняя разводка), встречаются лишь в старых домах.

Сети внутреннего водопровода жилых зданий для подачи питьевой воды выполняются из стальных оцинкованных труб при диаметре от 10 до 80

мми из неоцинкованных труб при больших диаметрах.

Вжилых зданиях более 16 этажей устраивается зонирование водопровода. Вода в зоны поступает от водонапорных или гидропневматических баков, а также непосредственно от наружного водопровода. Для подачи воды в нижние этажи таких зданий используется имеющееся давление во внешней водопроводной сети. Водопроводные сети каждой зоны закольцовываются в горизонтальные плоскости. Внутренние водопроводные сети в жилых зданиях, оборудуемых зонным водопроводом, присоединяются к наружной кольцевой сети не менее чем двумя вводами. В

27

этом случае и при необходимости установки в здании насосов для повышения давления во внутренней водопроводной сети вводы должны быть объединены перед насосами. На соединительном трубопроводе устанавливается задвижка для обеспечения водой каждого насоса от любого ввода.

Стояки и разводки внутреннего водопровода в полносборных зданиях прокладываются в панелях, боках и санитарно-технических кабинах. Открытая прокладка стояков и разводок по стенам и перегородкам производится лишь в уборных, умывальных и кухнях.

Измерение расхода воды производится счетчиками двух типов — крыльчатыми и турбинными, устанавливаемыми на вводах в здание, а в некоторых случаях и на ответвлениях. Крыльчатые счетчики калибром от 15 до 50 мм рассчитаны на номинальный расход от 1 до 10 м³/ч при максимальном расходе воды в сутки от 140 до 5200 м³.

Счетчики воды устанавливаются за наружной стеной в зданиях и размещаются в удобном и легкодоступном помещении с искусственным или естественным освещением, с температурой не ниже 2°С. При этом крыльчатые счетчики устанавливаются горизонтально, наклонно или вертикально. При наличии одного ввода в здание устраивается обводная линия у счетчика, на которой предусматривается задвижка, запломбированная в обычное время в закрытом положении.

Насосные установки, предусматриваемые при постоянном или периодическом недостатке напора в наружной водопроводной сети, могут быть беспрерывно или периодически действующими. Насосы, (кроме пожарных) не должны устанавливаться непосредственно под жилыми помещениями. Насосы следует устанавливать на звукоизолирующие основания.

Водонапорные и гидропневматические баки изготовляются из листовой стали и окрашиваются внутри и снаружи.

Водонапорные баки оборудуются: трубой, подающей воду в бак с поплавковым клапаном; расходной трубой; переливной трубой, присоединяемой к баку на высоте наивысшего допускаемого уровня воды в баке; спускной трубой, присоединяемой к днищу бака и к переливной трубе; поддоном, установленным под баком на расстоянии не менее 0,5 м от дна бака; водоотводной трубой с поддона, присоединяемой к переливной трубе; датчиком уровня воды в баках для включения и выключения насосных агрегатов; указателя уровня воды в баках.

Внутренняя канализация в жилых зданиях состоит из приемников сточных вод, отводящих трубопроводов, канализационных стояков, выпусков до смотрового колодца, гидравлических затворов, задвижек, ревизий, а также насосных установок. В жилых зданиях применяются санитарные приборы, позволяющие осуществлять прокладку отводных труб и присоединением к стояку над полом (унитазы с боковым выпуском, ванны

28

с напольным гидравлическим затвором и другое). Приемники сточных вод обеспечиваются промывными устройствами от сети водопровода. Отвод сточных вод осуществляется, как правило, по самотечным трубопроводам.

Трубы внутренней канализации применяются преимущественно чугунные фановые раструбные диаметром 50, 100 и 150 мм. Прокладка труб производится обычно прямолинейно. Соединения отдельных участков горизонтальных отводных труб от приборов и стояков выполняются под углом 45, 60 и 90 градусов. Косые тройники и крестовины применяются при соединении отводных трубопроводов, располагаемых под потолком помещений, в подвалах и технических подпольях.

Внутренние сети могут прокладываться открыто — в подпольях, подвалах, вспомогательных помещениях, коридорах и технических этажах и скрыто − с заделкой в строительные конструкции перекрытий, под полом (в земле, каналах), в сборных блоках, панелях, бороздах стен, в подшивных потолках, в санитарно-технических кабинах, в вертикальных шахтах, под плинтусом в полу. Отводные трубопроводы от приборов в уборных прокладываются над полом с облицовкой и устройством гидроизоляции.

Запрещается прокладывать внутренние канализационные сети под потолком, в стенах и в полу жилых комнат; а также под потолком кухонь (открыто или скрыто).

Сети внутренней канализации вентилируются через стояки, вытяжная часть которых выводится на 0,7 м выше кровли здания, а при плоских кровлях − на 0,3 м. Диаметр вытяжной части равен диаметру канализационного стояка. Одной вытяжкой можно объединить до 6 канализационных стояков, а в этом случае диаметр вытяжной части должен быть равен диаметру наибольшего из стояков, увеличенному на 50 мм. Вентиляционные перемычки прокладываются с уклоном не менее 0,02 в сторону канализационного стояка.

Для прочистки трубопроводов внутренней канализации на стояках устанавливаются ревизии или прочистки на высоте 1 м от пола до центра ревизии. В жилых зданиях высотой до 5 этажей ревизии устанавливаются в нижнем и в верхних этажах, а в зданиях высотой более 5 этажей – не реже, чем через 3 этажа. Кроме того, ревизии или прочистки устанавливаются на поворотах горизонтальных участков сети при углах поворота более 30 º.

Допускаемые расстояния между ревизиями и прочистками на горизонтальных участках сети составляют 8 … 20 м в зависимости от диаметра труб.

При отсутствии возможности спускать сточные воды самотеком устанавливают насосы со сборными резервуарами при них. Резервуары оборудуют указателем уровня, устройством по взмучиванию выпадающего осадка и приточно-вытяжной вентиляцией.

29

8.2.Задания для практической работы

8.2.1.Тепловой расчет отопительных приборов

Тепловой расчет отопительных приборов заключается в выборе типоразмера и числа их элементов с таким условием, чтобы общая поверхность прибора обеспечивала необходимое теплопоступление в обслуживаемое помещение. Сложность расчета связана, прежде всего, с тем, что коэффициент теплопередачи прибора не постоянен и зависит от многих факторов. Это определяет необходимость пересчета теплотехнических характеристик, приведенных в справочной литературе и полученных при испытаниях приборов в стандартных условиях, с учетом фактических условий их работы.

Для сопоставления технических свойств и характеристик разнотипных отопительных приборов и расчета поверхности и числа элементов в отопительном приборе используется величина номинального теплового потока типоразмера прибора, полученная при стандартных условиях испытания и выраженная в кВт. Приведенная ниже методика расчета числа элементов отопительного прибора основана на использовании этого показателя.

Задание. Определить типоразмер и число элементов отопительных приборов, присоединенных к одному из открыто проложенных стояков системы отопления трехэтажного здания.

Исходные данные: тип и размеры элементов этажестояка, м; расчетные температурные параметры теплоносителя в водяной системе отопления, °С, или избыточное давление пара РП в паровой системе, МПа; теплопотери помещения. Исходные данные для расчета приведены в прил. Г.

Расчетная схема этажестояка для задания представлена на рис. 8.3. Методика расчета представлена в [6].

Рис. 8.3. Расчетная схема этажестояка

30