подсоединения допускается при одинаковых тепловых нагрузках нагревательных приборов или при автоматическом поэтажном регулировании теплоотдачи приборов. Ветвь III приведена для отопительной системы при подключении нагревательных приборов с регулирующими кранами и замыкающими участками постоянной длины с дросселирующими вставками.

Насосные двухтрубные системы водяного отопления применяются редко из-за большого расхода металла и сложности монтажа. Допускается устраивать вертикальные двухтрубные системы с нижней разводкой в зданиях, состоящих из разноэтажных частей, а с верхней разводкой – для одно- и двухэтажных зданий. При необходимости горизонтальных насосных двухтрубных систем отопления они выполняются с попутным движением воды в подающей и обратной магистралях.

2.3.2.Системы парового отопления

Всистемах парового отопления в качестве теплоносителя используется обычно сухой насыщенный водяной пар. От генератора теплоты (парового котла) под давлением насыщенный пар подается в нагревательные приборы отапливаемого помещения. Охлаждаясь в них ниже температуры насыщения (кипения) пар конденсируется и выделяет скрытую удельную теплоту парообразования, равную приблизительно 2 250 кДж/кг. Образованный конденсат отводится от нагревательных приборов по трубопроводам (конденсатопроводам) для повторного использования в паровой котел. Следует отметить, что иногда в системах отопления может использоваться перегретый пар с температурой выше температуры кипения. Однако при применении перегретого пара теплопроизводительность отопительной системы увеличивается незначительно, так как теплосодержание от перегрева пара значительно меньше теплоты конденсации. Кроме того, возрастают тепловые потери и вероятность возникновения пожара. Из-за отмеченных недостатков перегретый пар для отопления применяется крайне редко.

Системы парового отопления представляют повышенную пожарную опасность. При конденсации пара в нагревательных приборах коэффици-

ент теплоотдачи к внутренней поверхности прибора значительно больше коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности к воздуху, поэтому температура нагревательного прибора примерно равна температуре конденсации. При рабочих давлениях котла 0,1–0,27 МПа температура насыщенного пара, а следовательно, и температура прибора составит 100– 130 °С. Нагретые поверхности трубопроводов и приборов могут служить источником воспламенения горючих жидкостей, а при длительном тепловом воздействии – источником самовоспламенения твердых горючих материалов, например: древесины, хлопка, промасленных тканей и др.

39

При высокой температуре поверхностей происходит разложение осевшей на них органической пыли, а продукты разложения загрязняют воздух в помещениях. Поэтому паровое отопление запрещается применять в школах, детских и лечебных учреждениях, в жилых, общественных и административных зданиях.

Наряду с недостатками паровые системы в сравнении с системами водяного отопления имеют ряд существенных преимуществ: меньшая площадь поверхности нагревательных приборов; быстрый прогрев отопительных приборов при пуске системы и, как следствие, возможность быстрого обогрева помещений; невысокое гидростатическое давление в системе; возможность перемещения пара по трубопроводам с большой скоростью, благодаря чему можно уменьшить диаметр и металлоемкость подводящих магистралей; меньшие капитальные затраты на сооружение системы парового отопления.

Паровое отопление находит широкое применение в промышленном строительстве, особенно тогда, когда пар используется для технологических нужд.

Системы парового отопления в зависимости от абсолютного давления пара делятся на: вакуум-паровые (при абсолютном давлении пара менее 0,1 МПа); низкого давления (при давлении пара 0,1–0,12 МПа); повышенного давления (при давлении пара 0,12–0,17 МПа); высокого давления (при абсолютном давлении пара 0,17–0,27 МПа). В зависимости от конструктивных особенностей и трассировки трубопроводов системы подразделяются на: двухтрубные вертикальные и однотрубные вертикальные и горизонтальные; с верхней, нижней или средней разводкой магистрального трубопровода; тупиковым и попутным движением пара и конденсата.

Системы парового отопления классифицируются также по способу возврата конденсата в котел (замкнутые и разомкнутые) и по виду конденсатопроводов (с сухим или мокрым конденсатопроводом). Замкнутой считается система, в которой конденсат возвращается в котел самотеком за счет гидростатического давления или остаточногодавления пара в системе. В разомкнутой системе конденсат собирается в промежуточный конденсатный бак и перекачивается из него в котел насосом.

В системах вакуум-парового отопления для поддержания давления пара ниже атмосферного (обычно в пределах 0,05–0,08 МПа) и удаления конденсата используются вакуум-насосы. Отопительный контур выполняется полностью замкнутым. При монтаже и эксплуатации данных систем предъявляются особые требования к герметизации всех соединений трубопроводов, так как при разгерметизации значительно снижается эффективность работы отопительной системы (происходит конденсация пара в паропроводах). Вакуум-паровые системы отопления

40

имеют температуру нагревательных приборов ниже 100 °С, отвечают высоким санитарно-гигиеническим и противопожарным требованиям, однако из-за сложности устройства и эксплуатации не нашли широкого применения.

Применение систем отопления низкого или высокого давления определяется источником пароснабжения, требованиями по ограничению максимальной температуры, пожароопасными свойствами используемых веществ и материалов. Источниками пароснабжения в системах низкого давления являются чугунные паровые котлы, обеспечивающие абсолютное давление пара до 0,17 МПа и температуру сухого насыщенного пара не выше 115 °С.

Системы парового отопления низкого давления выполняются, как правило, двухтрубными вертикальными с верхней разводкой. При невозможности прокладки паропровода на чердаке или под потолком верхнего этажа здания допускается выполнять системы с нижней или средней разводкой паропровода. Однотрубные паровые системы применяются с горизонтальной разводкой, так как при вертикальной схеме разводки в них возникают шумы и гидравлические удары.

Рис. 2.9. Схема двухтрубной замкнутой системы парового отопления низкого давления:

1 – паровой котел; 2 – паропровод; 3 – паровой сток; 4, 9 – сухой и мокрый конденсатопроводы; 5 – кран; 6 – нагревательный прибор;

7 – гидродозатор; 8 – воздушная труба; I–I – уровень стояния конденсата

На рис. 2.9 представлена схема двухтрубной вертикальной системы парового отопления низкого давления с верхней (стояки 1, 2) и нижней (стояки 3, 4) разводкой. Удаление конденсата от нагревательных приборов в котел осуществляется по сухим и мокрым конденсатопроводам. Мокрые конденсатопроводы в системах низкого давления расположены ниже уровня стояния конденсата I–I. Для удаления воздуха из системы предусмотрена

41

открытая воздушная труба, соединяющая конденсатоотводящий трубопровод с атмосферой на высоте 0,25 м выше сечения I–I. При нижней разводке в паровых стояках возможно образование конденсата, который, стекая навстречу пару, приводит к шуму и нарушениям в работе. Для сбора

иотвода конденсата на паропроводах в нижней части системы устраивается гидравлический затвор. В системах низкого давления возврат конденсата в котел осуществляется самотеком за счет гидростатического давления. Системы отопления с самотечным возвратом конденсата (замкнутые системы) применяются при избыточных давлениях пара не более 0,02 МПа

иимеют ограниченный радиус действия.

Паровое отопление высокого давления применяется в промышленных предприятиях, потребляющих пар для производственных нужд. Системы парового отопления высокого давления используют насыщенный пар с давлением 0,17–0,27 МПа и температурой 116–130 °С. Скорость движения пара в трубопроводах может достигать 60–80 м/с (тогда как в паровых системах низкого давления 20–30 м/с). Эти системы обладают большой тепловой мощностью и дешевле паровых систем низкого давления. Они выполняются двухтрубными с верхней, нижней или средней разводкой и закрытой схемой удаления конденсата. Открытые схемы во избежание повышенной коррозии труб допускается применять лишь в отдельных случаях.

2 3

Из теплового центра

1

В тепловой центр

5 4

7

Рис. 2.10. Схема двухтрубной разомкнутой системы парового отопления: 1 – паропровод; 2 – нагревательный прибор; 3 – кран; 4 – конденсатопровод; 5 – воздушная труба; 6 – конденсатный бак; 7 – насос; 8 – обратный клапан

Схема двухтрубной разомкнутой системы парового отопления повышенного давления со средней разводкой паропровода приведена на рис. 2.10. Следует отметить, что при средней разводке суммарная длина паропроводов оказывается наименьшей, уменьшаются

42

потери теплоты, так как магистральный паропровод прокладывается в отапливаемых помещениях. Недостатком данной схемы является ограниченная высота паровых стояков, поэтому она может использоваться в зданиях высотой не более 3 этажей. В разомкнутых системах конденсат от нагревательных приборов по сухим конденсатопроводам собирается в промежуточный конденсационный бак, соединенный с атмосферой. Из бака конденсат насосом по мокрому трубопроводу перекачивается для повторного использования в котел или тепловой центр. Эта схема возврата конденсата используется в тех случаях, когда нагревательные приборы находятся приблизительно на одном уровне с котлом или даже ниже его.

2 3

Втепловой

центр

Рис. 2.11. Схема системы парового отопления высокого давления:

1 – пар из котельной; 2 – паровой котел; 3 – парораспределительная гребенка; 4 – отопительный паропровод; 5 – компенсатор; 6 – нагревательный прибор;

7 – воздушная труба; 8 – сборная магистраль; 9 – конденсатоотводчик; 10 – конденсатный бак; 11 – насос; 12 – обратный клапан

На рис. 2.11 приведена схема системы парового отопления в ы- сокого давления с верхней разводкой. Источником теплоснабжения в системе условно принята теплоцентраль с давлением промышленного пара выше 0,27 МПа. Часть пара из производственного коллектора проходит через редукционный клапан (РК), который снижает давление пара до необходимых 0,17–0,27 МПа. Чтобы давление не могло превысить допустимый уровень, распределительный коллектор снабжен предохранительным клапаном (ПК). Из распределительного коллектора пар подается по паропроводам в нагревательные приборы. Для компенсации тепловых напряжений, возникающих при пуске в работу или остановке системы, на трубопроводах устанавливаются тепловые компенсаторы.

43