10523

30

3.3. Тепловой расчет отопительных приборов

Тепловой расчет приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого прибора, обеспечивающей внешний теп-

ловой поток от теплоносителя в помещение. Тепловая мощность прибора Qпр

определяется теплопотребностью помещения за вычетом теплоотдачи тепло-

проводов, проложенных в этом помещении.

Расчетная площадь Ар, м2, отопительного прибора независимо от вида теплоносителя равна:

прокладке; тр = 1,8 – для замоноличенных в тяжелый бетон труб.

Теплоотдачу теплопроводов можно определить по формуле:

3 – коэффициент, учитывающий число секций в одном приборе ( 3 = 1,0

31

Допускается уменьшение расчетной площади Ар не более чем на 5 % (но не более чем на 0,1 м2). Как правило, к установке принимают ближайшее боль-

шее число секций.

Длина конвекторов с кожухом определяется размерами выпускаемых полностью готовых приборов с площадью а1, м2. Например, настенные конвек-

торы типов «Комфорт – 20» и «Универсал – 20» отличаются по длине на 100

мм. Число конвекторов составляет:

где а1 – площадь 1 м открытой горизонтальной трубы принятого диаметра, м2/м.

3.4. Регулирование теплопередачи отопительного прибора

Для поддержания теплового режима помещений на заданном уровне необходимо в процессе эксплуатации регулировать теплоотдачу отопительных приборов. Эксплуатационное регулирование теплового потока отопительных приборов может быть качественным и количественным.

Качественное регулирование достигается изменением температуры теп-

лоносителя, подаваемого в систему отопления. Качественное регулирование по месту осуществления может быть центральным, проводимым на тепловой станции, и местным, выполняемым в тепловом пункте здания. В жилищном строительстве проводят также групповое регулирование в центральных тепло-

вых пунктах (ЦТП).

Местное качественное регулирование должно дополнять центральное ре-

32

гулирование, которое проводится с ориентацией на некоторое обезличенное здание. При местном регулировании учитывают особенности каждого здания,

системы отопления и даже ее отдельной части.

В системе парового отопления пределы качественного регулирования ограничены, и такое регулирование, как правило, не проводится.

Количественное регулирование теплопередачи приборов осуществляется из-

менением количества теплоносителя (воды или пара), подаваемого в систему или прибор. По месту проведения оно может быть не только центральным и местным,

но и индивидуальным, т.е. выполняемым у каждого нагревательного прибора.

Количественное регулирование может осуществляться пропорционально теплоотдаче или с перерывами. В первом случае проводится так называемое пропорциональное регулирование, во втором – регулирование «пропусками». В

системах парового отопления применяют также индивидуальное количествен-

ное регулирование теплопередачи приборов.

Таким образом, в процессе эксплуатации паровых систем отопления осу-

ществляется только количественное регулирование, водяных систем отопления

– качественно-количественное регулирование теплопередачи приборов.

4. ТЕПЛОПРОВОДЫ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

4.1. Классификация и материалы теплопроводов

Трубы (теплопроводы) систем центрального водяного и парового отопле-

ния предназначены для подачи в приборы и отвода из них необходимого коли-

чества теплоносителя. Теплопроводы вертикальных систем отопления подраз-

деляют на магистрали, стояки и подводки, а в горизонтальных системах допол-

нительно имеются горизонтальные ветви.

Движение теплоносителя в подающих (разводящих) и обратных (сбор-

ных) магистралях может совпадать по направлению или быть встречным. В за-

висимости от этого системы отопления называют: с попутным движением воды и тупиковыми.

33

В зависимости от места прокладки магистралей различают системы с верхней разводкой, когда подающая магистраль расположена выше отопитель-

ных приборов, и с нижней разводкой, когда и подающая, и обратная магистрали проложены ниже приборов. При водяном отоплении бывают системы с «опро-

кинутой» циркуляцией воды, когда подающая магистраль находится ниже, а

обратная – выше приборов.

Для пропуска теплоносителя используют трубы: металлические (сталь-

ные, из цветных металлов) и неметаллические. Свинцовые и чугунные трубы встречаются в системах отопления, смонтированных в начале XX века. В Рос-

сии наиболее часто используют стальные шовные (сварные) и редко стальные бесшовные (цельнотянутые) трубы. В системах отопления используют неоцин-

кованные (черные) сварные водогазопроводные трубы (ГОСТ 3262-75*) Dу = 10…50 мм трех типов: легкие, обыкновенные и усиленные (в зависимости от толщины стенки). Усиленные трубы применяют редко – в уникальных соору-

жениях при скрытой прокладке. Обыкновенные трубы используют при скрытой прокладке и в системах парового отопления. Легкие трубы предназначены для открытой прокладки. Размер водогазопроводной трубы обозначают цифрой условного диаметра в мм (например Dу = 20). Труба Dу = 20 мм имеет наружный диаметр 26,8 мм, а ее внутренний диаметр изменяется в зависимости от толщины стенки от 20,4 (усиленная труба) до 21,8 мм (легкая труба). Это обстоятельство необходимо учитывать при гидравлическом расчете теплопроводов для пропуска теплоносителя. Стальные электросварные трубы (ГОСТ 10704-91*) Dу = 10…400

мм. Соединение стальных теплопроводов между собой, с отопительными при-

борами и арматурой может быть неразборным – сварным и разборным - резьбо-

вым и болтовым. Резьбовое разборное соединение предусматривают у отопи-

тельных приборов и арматуры. Фланцевая арматура крупного размера соединя-

ется болтами с контрфланцами, привариваемыми к концам стальных труб.

За последние годы все чаще используют трубы, изготовленные из медных сплавов. Медные трубы выпускают в виде прямых отрезков длиной 2…6 м или в бухтах длиной до 50 м.

34

Все большее распространение в России получают трубы из полимерных материалов. Эти трубы отличаются высокой коррозионной стойкостью и дли-

тельным сроком службы (до 50 лет) с сохранением их первоначальных гидрав-

лических свойств. Они легче стальных труб (в 6…7 раз), отличаются высокими шумопоглощающими свойствами и пластичностью. Однако практика использо-

вания полимерных труб в системах отопления выявила существенный недоста-

ток – высокую проницаемость атмосферного воздуха через их стенки и насы-

щение теплоносителя кислородом со всеми вытекающими отсюда последстви-

ями. Этого недостатка лишены металлополимерные трубы, в стенки которых добавляется защитный слой в виде алюминиевой фольги.

4.2. Размещение теплопроводов в здании

Прокладка труб в помещениях может быть открытой и скрытой. Откры-

тая прокладка более простая и дешевая. По технологическим, гигиеническим или архитектурно-планировочным требованиям прокладка труб может быть скрытой. Магистрали переносят в технические помещения, стояки и подводки к отопительным приборам размещают в специальных шахтах и бороздах или встраивают в них. При этом в местах расположения разборных соединений и арматуры устраивают лючки. При прокладке теплопроводов учитывают их удлинение по сравнению с монтажной длиной в процессе эксплуатации систе-

мы отопления. Температурное удлинение нагреваемой трубы – приращение ее длины l, м, определяют по формуле:

l = α (tт – tн)l, (4.1)

где α – коэффициент линейного расширения материала трубы (для стали при t = 150°С, α = 1,2 10−5 1/°С);

tт – температура теплопровода, близкая к температуре теплоносителя, °С; tн – температура окружающего воздуха в период производства монтаж-

ных работ, °С, tн = 5°С;

l – длина теплопровода, м.

Установлено, что один метр подающей стальной трубы предельно удли-

36

В гражданских зданиях шириной до 9 м магистрали можно прокладывать вдоль их продольной оси. Так же размещают магистрали при стояках, находя-

щихся у внутренних стен здания. В гражданских зданиях шириной более 9 м

рационально использовать две разводящие магистрали вдоль каждой фасадной стены (рис. 4.2). В чердачных помещениях магистрали подвешивают на рассто-

янии 1…1,5 м от наружных стен, для удобства монтажа и эксплуатации.

В системах водяного отопления уклон горизонтальных магистралей необ-

ходим для отвода скопления воздуха и самотечного спуска воды из труб. Стро-

го горизонтальная прокладка магистралей Dу 50 мм допустима при скорости движения воды более 0,25 м/с. Нижние магистрали всегда прокладывают с уклоном в сторону теплового пункта.

Рис. 4.2. Размещение магистралей систем отопления в чердачных (слева), подвальных и технических (справа) помещениях зданий: а – в зданиях шириной ≤ 9 м; б – в зданиях шириной9 м при тупиковом движении теплоносителя в магистралях;в – то же при попутном движении

37

В системах парового отопления уклон горизонтальных магистралей необ-

ходим для самотечного удаления конденсата. Паропроводы рекомендуется про-

кладывать с уклоном по направлению движения пара. Самотечные конденсато-

проводы имеют уклон в сторону стояка конденсата. Рекомендуемый уклон ма-

гистралей: для водяных насосных, паровых и напорных конденсатных

0,002…0,003; подающих магистралей гравитационных систем, самотечных конденсатных магистралей 0,005; паропроводов, имеющих уклон против дви-

жения пара, 0,006; водяных магистралей верхней разводки насосных систем по движению воды 0,01.

4.3. Присоединение теплопроводов к отопительным приборам

Присоединение теплопроводов к отопительным приборам может быть одностороннее и разностороннее.

На рис. 4.3 изображены основные приборные узлы трех типов, применяе-

мых в вертикальных однотрубных системах водяного отопления, и приборный узел, используемый в двухтрубных системах водяного и парового отопления.

Разностороннее присоединение труб к прибору применяют в тех случаях,

когда горизонтальная обратная магистраль или конденсатопровод системы находится непосредственно под прибором (рис. 4.4, а) или когда прибор уста-

навливают ниже магистралей (рис. 4.4, б). Так же присоединяют подводки при вынужденной установке крупного прибора (рис. 4.4, в) или для соединения не-

скольких отопительных приборов (рис. 4.4, г).

Направление движения теплоносителя воды в приборах однотрубных стояков возможно сверху-вниз и снизу-вверх. В приборах двухтрубных стояков чаще всего предусматривают движение теплоносителя по схеме сверху-вниз.

Присоединение труб к прибору, создающее движение воды в нем по схеме сни-

зу-вниз, характерно для горизонтальной однотрубной системы.

Направление и скорость движения теплоносителя воды в вертикальном отопительном приборе отражаются на его теплопередаче. Еще раз отметим теп-

лотехнически целесообразные схемы движения теплоносителя – воды: сверху-

38

вниз в радиаторах однотрубных и двухтрубных систем; наряду с этим – допу-

стимо движение снизу-вниз в секционных радиаторах однотрубных систем при значительном расходе воды. Направление движения воды в приборе снизу-

вверх характеризуется наименьшей теплопередачей.

Рис. 4.3. Одностороннее присоединение труб к отопительным приборам вертикальных систем отопления: а, б, в – однотрубная система; г – двухтрубная система; 1 – отопительные приборы; 2 – однотрубные стояки; 3 – осевой замыкающий участок; 4 – осевой обходной участок; 5 и 6 – подающая и обратные трубы двухтрубного стояка; 7 – смещенный обходной участок; 8 – смещенный замыкающий участок

Рис. 4.4. Разностороннее присоединение труб к отопительным приборам при движении теплоносителя в приборах сверху вниз: а и б – в обратную магистраль под прибором и над прибором; в – для прибора значительной длины; г – при соединении нескольких приборов; 1 – кран для спуска воды; 2 – регулировочный кран

39

4.4. Размещение запорно-регулирующей арматуры

Ручную запорно-регулирующую арматуру систем центрального отопле-

ния подразделяют на муфтовую и фланцевую.

Муфтовую арматуру (с резьбой на концах для соединения с трубами)

устанавливают на трубах малого диаметра (Dу ≤ 40 мм), фланцевую арматуру (с

фланцами на концах) – на трубах большого диаметра (при Dу ≥ 50 мм).

Арматура на подводках к приборам систем водяного отопления различна.

В двухтрубных стояках применяют краны, обладающие повышенным гидрав-

лическим сопротивлением, в однотрубных стояках – пониженным сопротивле-

нием протеканию теплоносителя. В первом случае повышение гидравлического сопротивления кранов делается для равномерности распределения теплоноси-

теля – воды по отопительным приборам. Во втором – понижение сопротивле-

ния способствует затеканию в приборы большего количества воды, что повы-

шает среднюю температуру теплоносителя в них и, следовательно, обеспечива-

ет уменьшение их площади.

Регулирующую арматуру на подводках к приборам устанавливают не всегда. Ее не применяют во вспомогательных помещениях и в лестничных клетках зданий, близ ворот и загрузочных проемов, люков и прочих мест, опас-

ных в отношении замерзания воды в трубах и приборах.

У приборов двухтрубных систем водяного отопления, как правило, уста-

навливают краны двойной регулировки. В малоэтажных зданиях применяют обычные краны двойной регулировки, в многоэтажных – дроссельные краны повышенного гидравлического сопротивления.

На подводках к приборам систем парового отопления во избежание «при-

кипания» пробки краны заменяют вентилями с золотником без уплотнительно-

го кольца, хотя гидравлическое сопротивление и шумовая характеристика их значительно превышают аналогичные показатели кранов.

Арматура на стояках предназначена для полного отключения отдельных стояков, если требуется проводить ремонтные и другие работы во время отопи-

тельного сезона. Арматуру для тех же целей помещают в начале и конце каж-