
книги / Отопление и вентиляция. Отопление
.pdfИмея в виду, что значение величины т для турбулент ного движения обычно находится в пределах между 1,75 и 2,0, а при малых диаметрах труб (на подводке к нагревательным приборам) арматура и фасонные части в некоторой степени искусственно турбулизируют ламинарное движение, можно в первом грубом приближении для упрощения расчетов при
нять показатель корня |
т = 2. |
|
Тогда |
|
|
|
5 = ^ = 1 / |
(41,6) |
При сравнительно |
небольших изменениях |
расхода |
1,6 > — > 0,6 ошибка |
при пользовании формулой (41,6) не |
|
и |
|
|
превышает 10%.
§ И. РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ СОСУД И ВОПРОСЫ УДАЛЕНИЯ ВОЗДУХА
Как упоминалось, для помещения увеличивающегося объема воды в системе отопления при ее нагревании служит расширительный сосуд, устанавливаемый обычно на чердаке в специальном отепленном помещении.
Максимальная средняя расчетная температура в системе
95 + 70 со
водяного отопления обычно равна---- ----- = 82,5 , а мини
мальная средняя температура равна + 18° (когда температура приборов отопления равна температуре помещения, а тепло отдача прибора равна нулю). Таким образом, максимальное возможное колебание средней температуры воды в системе водяного отопления составляет:
82,5 - 18 = 64,5°.
Следовательно, если известен объем воды Vc , заполняю щий систему, то объем расширительного сосуда 1/ р можно найти из выражения:
VP = 0,0006-64,5- Ve == 0,0388 Ve я, |
(42, а) |
где Vc — объем воды, заполняющий систему, л;
0,0006 — средний коэффициент расширения воды (при различ
ных температурах он |
различен). По СН 5-57 его |
|
принимают с запасом: |
|
|
1/р = 0,045 14 л. |
(42,6) |
|
Согласно статистическим данным, в среднем |
на каждый |
|
кдэ/с |
системы водяного |
отопления |
1 ------ расчетной теплоотдачи |
||
час |
|
|
приходится следующий объем воды:
Е -2 1 8 .-6 |
81 |
н а г р е в а т е л ь н ы е п р и б о р ы : |
|
0,00148 |
л |
ребристые трубы........................................................................................... |
|
||
чугунные радиаторы типа «Польза» и «Гамма»............................... |
0,00595 |
л |
|
то же, типа Н-136 .................................................................................... |
|
0,00344 |
л |
с е т ь т р у б о п р о в о д о в : |
|
0,00384 |
л |
при естественной циркуляции............................................................. |
|
||
при насосной циркуляции.................................................. |
|
0,00191 |
л |
котлы: |
• |
0,00715 л |
|
стальные жаротрубные ........................... |
|||
чугунные секционны е............................................................................. |
|
0,000715 |
л |
Так как жаротрубные котлы применяются в настоящее время крайне редко, то при самом невыгодном случае (есте ственная циркуляция) получим объем воды, приходящийся на 1 кдж/час расчетной теплоотдачи системы, равным
0,00595 + 0,00381 + 0,000715 ss 0,0105 л. |
|
|
|
|
Отсюда |
|
|
|
|
Vp = 0,0006 • 64,5 • 0,0105 • Qpac4ss 0,0004 Qpac4л. |
|
(42, в) |
||
где QpaC4 — расчетная теплоотдача всей системы отопления, |
||||
равная расчетной теплопотере |
здания, |
кдж/час. |
||
Р а с ш и р и т е л ь |
||||
ный |
с о с у д |
пред |
||
ставляет собой цилин |
||||
дрический |
или прямо |
|||
угольный |
в |
плане |
||
стальной |
к |
резервуар |
||
(рис. 24), |
которому |
|||
присоединяют следую |
||||
щие |
трубы: |
расшири |
||
тельную /, переливную |
||||
2, сигнальную 3, спуск |
||||
ную 4 и иногда цирку |
||||
ляционную 5. |
|
|||
Расширительная тру |
||||
ба 1 соединяет са |
||||
мую |
высокую |
точку |
||
системы |
с |
расшири |
||
тельным сосудом. Что |
||||
бы в нее |
не пойадала |
грязь, которая может скапливаться на дне резервуара, конец этой трубы следует помещать несколько выше дна резер вуара.
Переливную трубу 2, на которой никакой запорной арма туры не ставится, выводят в специальную раковину, установ ленную в подвале, в удобном для надзора месте. Труба 2 гарантирует расширительный сосуд от переполнения.
83
Сигнальная труба 3, выводимая в ту же раковину, но снабженная перед переливом в раковину запорным краном, дает возможность обслуживающему персоналу, не поднимаясь на чердак, судить о том, не опустился ли уровень воды ниже места присоединения сигнальной трубы и не следует ли добавить в систему отопления воды (из водопровода). При пользовании сигнальной трубой приходится, однако, учиты вать, что при понижении уровня воды в расширительном сосуде в самой сигнальной трубе остается определенный объем застойной воды, которому надо дать стечь.
Спускная труба 4 служит при открывании соответствую щего крана для спуска из нижней части расширительного сосуда скопившейся в нем грязи.
Если возникает опасение, что из-за недостаточного отепле ния вода в расширительном сосуде может замерзнуть, то к расширительному сосуду подводят еще циркуляционную трубу 5, присоединяемую к обратной трубе ближайшего стояка (по которой стекает охлажденная в приборах отопле ния вода). Тогда расширительный сосуд становится как бы самым высоко расположенным над котлом нагревательным прибором, через который циркулирует горячая вода.
Для уменьшения потерь от испарения воды расширитель ный сосуд обычно снабжают отепленной крышкой. При на личии такой крышки расширительный сосуд сообщается с атмосферной через переливную трубу.
Диаметры трубопроводов, присоединяемых к расширитель ному сосуду, принимаются без расчета, согласно табл. 8.
о QL о
до 400 . 1 .......................
более 400 л ...................
|
|
|
|
Т а б л и ц а 8 |
|
d, |
•к |
|
d, |
|
1" |
i’//' |
V |
ZU" |
|
I7 |
VI," |
V |
•7/' |
11 L" |
27 |
7<" |
\" |
|
1 |
14 |
В системах водяного отопления с нижней разводкой для удаления воздуха из верхних нагревательных приборов при меняют различного вида воздушные краны. Один из подоб ных кранов (рис. 25) ввертывается в верхнюю пробку радиа-
-торной батареи. Воздух может выходить из радиатора через цилиндрические каналы ./ и 2. Проход воздуху открывается
и закрывается с помощью специальной иглы 3, снабженной резьбой и имеющей на конце квадратное сечение, чтс| позволяет ввинчивать ее внутрь крана с помощью специального торцового ключа. Воздушные краны с неснимаемыми ручками не оправдали себя, так как, пользуясь ими, иногда получают из прибора отопления воду для бытовых целей, что будет нарушать нормальную работу системы отопления.
|
|
Рис 25 |
|
|
В тех случаях, когда, кроме расширительного |
сосуда, в |
|||
сети имеются такие высоко расположенные точки |
вкоторых |
|||
может |
скапливаться |
воздух, отвод его |
производится с по |
|
мощью |
в а н т у з о в . |
На рис. 26 изображен один из наиболее |
||
надежных в действии |
типов вантузов. Он |
состоит |
из чугун |
ного корпуса /, внутри которого расположен шаровой
поплавок 2, свободно |
насаженный на длинное плечо |
рычага |
|||||||
3, вращающегося на оси 4. |
Левое короткое |
плечо |
рычага |
||||||
связано |
с подвижным клапаном 5, внутри которого находится |
||||||||
резиновый вкладыш 6. Этот вкладыш плотно |
закрывает при |
||||||||
опускании короткого |
плеча |
рычага |
ниппельное |
отверстие |
|||||
7 для |
выпуска |
воздуха. |
|
|
|
|
|
|
|
К трубам системы отопления вантуз присоединяется своим |
|||||||||
отверстием 8, находящимся под шаровым |
поплавком |
2. |
|||||||
Вантуз работает |
автоматически. Если через |
отверстие |
8 в |
||||||
корпус, поступает воздух, то шаровой |
поплавок |
отжимается |
вниз, и воздух свободно уходит через ниппельное отверстие 7 наружу. После этого поплавок под напором воды, находя щейся в системе отопления, снова поднимается вверх, и от верстие для выхода воздуха закрывается. Данный вантуз исправно работает даже при весьма небольших давлениях воды порядка 200—300 н/м2.
Вантуз любой конструкции требуется периодически осматривать и ремонтировать. Поэтому на патрубке, с помо щью которого вантуз присоединяется к данной точке систе мы, необходимо устанавливать пробочный кран.
Для того чтобы пузырек воздуха, возникший в силу тех или иных причин в любой точке трубопроводов системы
84
отопления, мог бы выйти в атмосферу через расширительный сосуд или вантуз, трубы необходимо прокладывать с укло ном, обеспечивающим возможность полного опорожнения системы при выпуске из нее воды.
При сравнительно небольших скоростях воды, которые характерны для систем с естественной циркуляцией, доста
точно иметь уклон |
трубопроводов не менее 0,002. На ветках |
|
к |
нагревательным |
приборам желательно доводить уклон |
до |
0,005. |
|
85
§ 12. СХЕМЫ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ
Подачу воды от котла в нагревательные приборы и воз вращение ее обратно в котел можно производить самым разнообразным образом. Рассмотрим типичные схемы присое динения приборов к трубопроводам.
На рис. 27 изображена вертикальная двухтрубная тупико вая система с верхней разводкой. Двухтрубной она назы
вается |
потому, |
что любой |
нагревательный прибор получает |
||||
горячую воду из специальной |
трубы, |
предусмотренной для |
|||||
подачи |
горячей |
воды, а охлажденная |
вода уходит из при |
||||
бора в |
другую |
трубу, |
специально |
предусмотренную для |
|||
отвода |
охлажденной |
воды. |
|
|
горячая вода (подаю |
||
Трубопроводы, по которым проходит |
|||||||
щие трубы), обозначены |
сплошными линиями, а те по кото |
||||||
рым проходит |
охлажденная |
вода (обратные трубы), штрих- |
|||||
пунктиром. |
|
|
|
|
система называется потому, |
||
Вертикальной описываемая |
|||||||
что подвод горячей |
воды к |
приборам |
и отвод от них охла |
||||
жденной воды, осуществляется |
по вертикальным трубам — |
||||||
с т о я к а м . |
|
|
|
|
|
|
S6
Приборы можно присоединять к стоякам по столбовой схеме (стояки / и II) или по ц е п о ч е ч н о й (стояки III
и/I/).
Кпреимуществам столбовой схемы относится возможность
выключения из работы всех приборов, питаемых от данного
стояка, путем перекрытия пробочного |
крана вверху горячего |
||||||
и внизу обратного |
стояка. Обычно |
ниже верхнего и выше |
|||||
нижнего |
крана |
устанавливают |
тройники |
с пробками, что |
|||
дает возможность |
опорожнить приборы и трубы для ремон |
||||||
та. После |
открывания |
пробки |
на нижнем |
тройнике можно |
|||
слить воду из стояка. |
Если открыть пробку на верхнем |
||||||
тройнике, |
то возможно |
заполнить трубы |
и приборы возду |
||||
хом, что значительно ускоряет сливание воды. |
|||||||
К недостатку |
столбовой схемы относится то, что прихо |
дится огибать одни трубы другими (обычно подающие трубы стояка огибают ветки к приборам).
В цепочечной схеме (стояки /// и IV) необходимости огибать одни трубы другими нет. Однако при этой схеме для отключения приборов, питаемых одним каким-либо стояком (например, стояком III), требуется не только закры
вать пробочный кран вверху стояка |
и два пробочных крана |
|||||||||
на обратных |
стояках, |
но и закрывать |
все |
краны |
на прибо |
|||||
рах, питаемых |
стояками |
III и IV. Так |
как |
краны у нагрева |
||||||
тельных |
приборов |
при спуске |
воды |
|
оказываются под дей |
|||||
ствием |
гидростатического |
давления |
и начинают пропускать |
|||||||
воду, то при цепочечной |
схеме отключать |
часть приборов |
||||||||
и сливать из них |
воду |
практически |
|
невозможно. |
Поэтому |
|||||
цепочечная схема почти не применяется. |
|
тупиковой |
||||||||
Изображенная |
на рис. 27 |
схема |
называется |
потому, что каждый стояк является тупиком, после прохож дения которого вода должна возвратиться в котел по напра влению, обратному тому, по которому она подавалась в данный стояк.
Способ присоединения нагревательных приборов к стояку
/ и II носит название |
о д н о с т о р о н н е г о , |
так как подаю |
|||
щая и обратная труба |
расположены |
с одной стороны при |
|||
бора. |
присоединения нагревательного прибора |
к стояку |
|||
Схема |
|||||
III и IV |
называется |
разносторонней, |
так |
как |
указанные |
трубы расположены с противоположных сторон нагреватель
ного прибора. |
следует |
помнить |
указание, |
приведенное |
||||
|
Кроме |
того, |
||||||
выше, о |
том, что все |
приборы |
присоединены |
по схеме |
||||
с в е р х у |
вниз . |
воздуха как при заполнении системы водой, |
||||||
так |
Для отвода |
|||||||
и воздуха, |
выделяющегося |
из воды при ее |
нагревании, |
|||||
все |
трубы прокладываются, как |
уже упоминалось, |
с некото |
#7
рым уклоном, обеспечивающим подъем трубы в сторону движения воздуха и выхода его через расширительный сосуд, присоединенный к системе в самой высшей ее точке.
На рис. 28 изображена двухтрубная вертикальная система с нижней разводкой. Отличие ее от рассмотренной выше заключается в том, что раздающая горячую воду труба
расположена не в верхней, а в нижней части системы. Стоя
ки / |
и // являются столбовыми — остальные цепочечными. |
При |
вертикальной системе и нижней разводке приходится |
принимать специальные меры для отвода воздуха от верхних нагревательных приборов. Отвод может осуществляться двумя способами: или с помощью описанных ранее воздуш
ных кранов, пли централизованно, путем устройства сети |
так |
|||
называемых воздушных труб (см. пунктирные |
линии |
на |
||
рис. 28). Воздушные |
трубы присоединяют с одной стороны |
|||
к |
верхним нагревательным приборам, а с другой |
стороны — |
||
к |
расширительному |
сосуду. Для того чтобы в этих трубах |
не возникла циркуляция воды, в месте присоединения к рас ширительному сосуду устраивают специальный изгиб трубы л-б-с. Воздух, поднимаясь наверх, заполняет трубу а-а' и постепенно оттесняет воду в трубе а-б вниз. Постепенно весь участок а-б заполняется воздухом, и отдельные пузырь ки его через трубу с-б выходят в расширительный сосуд. Таким образом, изгиб трубы а-б-с, позволяя воздуху уходить
88
через расширительный сосуд, поддерживает трубу a-а’ в заполненном воздухом состоянии и не дает возможности циркулировать в ней воде.
Сопоставляя вертикальные системы с верхней и нижней разводкой, можно сделать следующие выводы о их преиму ществах и недостатках:
1. При верхней разводке верхнюю разводящую магистраль ( л е жак) приходится прокладывать или по чердаку, или под потолком верхнего этажа (если между потолком и верхом окон остается достаточно места для прокладки трубы с дол жным уклоном, не заслоняя окон). Прокладка лежака под потолком верхнего этажа хотя и позволяет использовать теплопотерю труб для отопления помещений, но портит вид помещений, поэтому предпочитают прокладку делать по чердаку. Однако в этом случае, несмотря на теплоизоляцию труб, они все же теряют некоторое количество тепла (на нагревание воздуха чердака).
2. При нижней разводке горячая и обратная магистрали прокладываются по подвалу. Теплоотдача этих трубопрово
дов используется |
полезно |
для поддержания в подвале дос |
||||||
таточно высокой температуры. В случае |
надстройки здания, |
|||||||
на систему можно нарастить дополнительные |
трубы, не |
|||||||
изменяя |
систему в целом |
(если |
возможность |
надстройки |
||||
была заранее учтена при расчете |
системы). |
При |
верхней |
|||||
разводке в случае |
надстройки приходится |
демонтировать |
||||||
все разводящие магистрали. |
|
для |
прокладки |
стояков |
||||
3. При вертикальных системах |
||||||||
требуется |
пробивать в междуэтажных |
перекрытиях |
много |
численные отверстия. Указанного недостатка нет в горизон
тальных системах. |
система с различными вариантами |
при- |
||
Горизонтальная |
||||
ч соединения |
нагревательных приборов |
изображена на рис. 29. |
||
На верхнем |
этаже |
(схема /) показана |
горизонтальная |
тупи |
ковая система с верхней разводкой |
и приключением прибо |
|||||
ров по столбовой |
схеме, |
а на нижележащем этаже (схема |
||||
//) —по цепочечной |
схеме. |
В нижних двух этажах показаны |
||||
эти же два случая, но при |
наличии нижней разводки (подаю |
|||||
щая магистраль проходит не над |
прибором, а под ним). |
|||||
Большим преимуществом |
горизонтальных |
систем |
является |
|||
возможность регулировать |
или выключать |
приборы на всем |
||||
этаже (см. кран А на рис. |
29) путем |
установки крана |
в на |
|||
чале подающей магистрали. Это очень удобно, |
если |
весь |
этаж занят одним помещением.
В горизонтальных системах все трубы нужно обязательно прокладывать с уклоном, позволяющим воздуху свободно выходить из системы через расширительный сосуд или вантузы.
89
Помимо двухтрубных систем, в СССР весьма распростра нены о д н о т р у б н ы е системы. Пример вертикальной одно трубной системы с верхней разводкой и различной схемой включения нагревательных приборов показан на рис. 30. На
стояках |
/, II и III |
показана проточная |
схема |
однотрубной |
||||||||||
тупиковой |
системы. |
На |
стояке I |
расположение |
приборов |
|||||||||
принято двухстороннее |
(с |
обеих |
сторон |
стояка), |
а на стоя |
|||||||||
ках II |
и / / / —одностороннее. На |
стояке |
II |
схема |
присоеди |
|||||||||
нения |
труб |
к приборам — односторонняя, а |
на |
стояке /// — |
||||||||||
разносторонняя. |
и |
V |
показана |
схема |
включения с замы |
|||||||||
На стояках IV |
||||||||||||||
кающими участками. |
На |
стояке IV |
расположение |
приборов |
||||||||||
двухстороннее, на стояке |
V — одностороннее. |
часть |
тепла |
|||||||||||
Как |
видно из схем, |
горячая |
вода, |
отдав |
||||||||||
верхним |
нагревательным |
приборам, |
попадает затем |
в ниже |
||||||||||
лежащие приборы. |
Таким образом, |
в однотрубных системах, |
||||||||||||
температура |
воды, |
входящей в приборы |
различных |
этажей, |
неодинакова. При проточной схеме с односторонним приклю чением приборов (стояки II и III) с уменьшением количе ства воды, поступающей в какой-либо из приборов данного стояка, уменьшится количество воды, проходящей через остальные приборы, а при выключении одного из приборов остальные тоже окажутся выключенными. Этот недостаток
90