водопостачання та водовыдведення / Інженерне обладнання будинків. Кравченко В. С., Садлій Л. А., Давидчук В. І

Мал. 4.22. Конструкція теплої підлоги:

1 – стіна; 2 – штукатурка; 3 – підлогове покриття; 4 – бетонна заливка; 5

– крайова ізоляція; 6 – багатошарова труба типу KISAN; 7 – затискувач для труби; 8 – шар гідроізоляції (поліетиленова плівка); 9 – шар термоізоляції; 10 - перекриття

Температура поверхні підлоги по осі нагрівального елемента в дитячих закладах, житлових будинках і плавальних басейнах не повинна перевищувати 35 0С.

Як нагрівальний елемент для теплої підлоги можуть застосовувати металопластикові труби KISAN [20], влаштування яких в підлозі показане на мал. 4.22. Конструктивно підлога представляє собою декілька шарів, а саме:

-шар теплоізоляції з пінополістиролу високої твердості з мінімальною густиною 20 кг/м3. Товщина ізоляції залежить від типу приміщення, де потрібен підігрів підлоги, і приймається від 30 до 100 мм. Також можна застосувати мінеральну вату з підсиленням смолами;

-шар гідроізоляції для захисту теплової ізоляції від зволожування - поліетиленова плівка;

250

-гріюча плита з трубами. Для виготовлення теплих контурів можна використовувати два типи труб KISAN: труби червоного кольору PE80-Al-PE80 діаметром 16х2,0 мм і труби білого кольору PEX-Al-PEX з використанням структурованого поліетилену діаметром 16х2,0 і 20х2,25 [20]. Для виготовлення нагрівальної плити використовуються два типи розчинів: цементні (портландцемент) та ангідритові (з сухих сумішей). Для регулювання якості цементних розчинів додають пластифікатор;

-підлогове покриття, а саме: природний камінь (граніт, мармур),

керамічна плитка, пластмасові матеріали покриття (ПВХ), килимові підлогові покриття, паркет товщиною до 10 мм.

Для відокремлення нагрівальної плити від вертикальних будівельних огороджень використовується крайова ізоляція, яка відіграє роль компенсатора при тепловому розширенні плити, обмежує втрати тепла через стіни будинку та ізолює від шуму. Це може бути стрічка з пінополіуретану товщиною 8 мм і шириною 150 мм, до якої прикріплена поліетиленова плівка. Ця плівка після укладення теплової ізоляції не дає змоги бетону потрапити між стінкою і плитою під час виливання шару розчину.

Мал. 4.23. Схеми укладання труб підлогового опалення:

а – змійовик у формі меандру; б – у формі петлі; в – крайова зона у вигляді незалежного контуру; г – з’єднання крайової зони з основним контуром

При укладенні труб застосовують два способи (мал. 4.23) [20]:

251

а) змійовик розташовують у формі меандру (мал. 4.23, а), в цьому випадку початок змійовика з найвищою температурою влаштовується біля стін з найбільшими втратами тепла;

б) у формі змійовика, подібного до петлі, (мал. 4.23, б), завдяки чому забезпечується більш рівномірний розподіл температури підлоги. У місцях з більшими тепловими втратами, за наявності великих

віконних і дверних прорізів, можна використати невелику крайову зону шириною близько 1 м уздовж зовнішніх стін, де труби прокладають з меншим зазором. Змійовик у крайовій зоні частіше всього є незалежним нагрівальним контуром (мал. 4.23, в). У приміщеннях невеликого розміру допускається з’єднання змійовика у крайовій зоні з основним контуром (мал. 4.23, г).

Вихідними даними до розрахунку підлогового опалення є тепловтрати приміщення Q, в якому влаштовується опалення, а також розміри підлоги приміщення у відповідності з архітектурним проектом. При проектуванні спочатку визначається орієнтовна густина

де q – фактична густина теплового потоку, Вт/м2, визначена з додатка 27; а - модуль укладання труб (це відстань між трубами, яка приймається 0,2; 0,25; 0,3; 0,35 м, а для крайової зони 0,1; 0,15 м [25]).

Якщо l > 120 м [25], то змійовик потрібно розділити на декілька контурів, для яких роблять окремі розрахунки по теплу і гідравлічних параметрах.

При проведенні гідравлічних розрахунків призначається витрати води, діаметр трубопроводу, швидкість руху води в трубопроводі, втрати тиску в змійовиках.

Температура води, що подається в систему підлогового опалення при застосуванні труб KISAN не повинна перевищувати 55 0С. При об’єднанні підлогового опалення з традиційним високотемпературним опаленням необхідно влаштовувати систему зниження температури води перед подачею в контур теплої підлоги. Принципові схеми сумісних систем представлені на мал. 4.24.

252

Мал. 4.24. Принципові схеми сумісних систем підлогового і радіаторного опалення:

а – схема з регулювальним клапаном: 1 – термостатичний клапан; 2 – термостатична голівка з датчиком; 3 – циркуляційний насос; 4 – електричний кімнатний трубчастий регулятор; 5 – обхідний регулювальний клапан; 6 – термометр; 7 – термометр; б – схема з триходовим клапаном: 1 – термостатичний триходовий клапан; 2 - термостатична голівка з датчиком; 3 – циркуляційний насос; 4 - електричний кімнатний трубчастий регулятор; 5 – кульовий клапан; 6 – термометр

Термостатичний регулювальний клапан застосовується, щоб температура води, яка поступає, не перевищувала заданої. Додатковим обладнанням є тепловий перемикач насоса за температури на 5 0С вище порівняно з установкою голівки термостатичного клапана.

253

4.10. Системи парового опалення

Парові системи опалення поділяють на системи низького тиску

– до 70 кПа; високого тиску – 70-600 кПа і вакуум-парові – 5-10

кПа. У паровій системі опалення пара віддає повітрю приміщень через опалювальні прилади приховану теплоту пароутворення і

перетворюється на конденсат. При конденсації в опалювальних приладах 1 кг пари приміщення одержує близько 2260 кДж тепла.

Порівняно з системами водяного опалення парове опалення має ряд переваг. Завдяки малій густині пара рухається з більшими швидкостями, внаслідок чого потрібні менші діаметри теплопроводів, ніж при водяному опаленні. Більший коефіцієнт тепловіддачі від пари до стінок опалювальних приладів і вища температура пари дозволяють зменшити площу опалювальних приладів приблизно на 25-30%. В парових системах відбувається швидкий прогрів приміщень. Завдяки малій густині пари можна використовувати систему парового опалення для будинків з великою кількістю поверхів.

Суттєвими недоліками систем парового опалення є неможливість центрального регулювання температури пари, через що в приміщеннях важко підтримувати сталу температуру, забруднення повітря продуктами розкладення органічного пилу, що відкладається на поверхні опалювальних приладів, великі тепловтрати паропроводів, інтенсивна корозія паропроводів і конденсатопроводів внаслідок потрапляння повітря при періодичному відключенні системи, шум при роботі внаслідок гідравлічним ударів, спричинених рухом пари і конденсату в теплопроводах та інші.

У паровій системі опалення є два середовища, що рухаються трубопроводами, - пара і конденсат і два види трубопроводів –

паропроводи і конденсатопроводи. Перші прокладають від джерела пари (котлів чи вводу) до опалювальних приладів, а другі – від опалювальних приладів до котла чи вводу. Рух пари у паропроводах здійснюється за рахунок різниці тиску пари на початку і в кінці паропроводу (біля котла чи вводу і біля опалювального приладу).

Рух конденсату у конденсатопроводах може бути самопливним за рахунок ухилу конденсатопроводів або їх вертикального розташування. Крім систем опалення з самопливним конденсатопроводом (мал. 4.26) можуть застосовуватись системи з перекачуванням конденсату в котел (мал. 4.27). Пара з котла по паропроводах надходить в опалювальні прилади. В кінці паропроводу перед опалювальним приладом установлюються вентилі. Після віддачі тепла в опалювальному приладі пара, перетворившись на конденсат, самопливно по конденсатопроводах повертається в котел.

254

ІІ

Зводопроводу

Спуск

Мал. 4.26. Схема замкнутої системи парового опалення низького тиску:

1 – головний стояк; 2 – магістральні паропроводи; 3 – парові стояки; 4 – підведення до приладів; 5 – опалювальні прилади; 6 – відведення від приладів; 7 – магістральний конденсатопровід; 8 – вентилі; 9 – трійники з корком; 10 – повітряна трубка

Мал. 4.27. Схема7розімкнутої системи парового опалення

низького тиску:

1 – котел; 2 – парова магістраль; 3 – паровий стояк; 4 – опалювальні прилади; 5

– конденсатопровід; 6 – конденсатний бак; 7 – насос; 8 – повітряна трубка

255

Повітря з опалювальних приладів витискується парою і по конденсатопроводах пересувається разом з конденсатом, а потім видаляється через повітряну трубку (мал. 4.26). Пара з котла по паропроводах (мал. 4.27) попадає в опалювальні прилади, а конденсат з опалювальних приладів спочатку самопливно по конденсатопроводах стікає в конденсатний бак, звідки насосом перекачується в котел. Системи з самопливними конденсатопроводами називаються замкнутими, а з перекачуванням конденсату – розімкнутими.

Використання систем високого тиску обмежується тільки промисловими будівлями; більш високий початковий тиск пари дозволяє передавати її на значні відстані і радіус дії таких систем суттєво збільшується. Обмеження пов’язані із виділенням пилу на промисловому підприємстві. Парові системи високого тиску виконують тільки розімкнутими.

Бажання зробити системи парового опалення придатними для житлових будинків призвело до виникнення вакуум-парових систем. Температура пари, а отже й температура поверхні опалювальних приладів в таких системах нижче 100 0С. Тиск пари витрачається тільки на подолання опору паропроводів до опалювальних приладів, а рух пари через опалювальні прилади і рух конденсату по конденсатопроводах відбувається за рахунок розрідження (вакууму), що створюється спеціальним повітряним вакуумнасосом.

4.11. Системи повітряного опалення

При повітряному опаленні в якості теплоносія використовують повітря, нагріте до температури більш високої, ніж повітря в приміщенні. Нагріте повітря подається в приміщення і, змішуючись з внутрішнім повітрям, віддає йому ту кількість тепла, яка необхідна для покриття тепловтрат приміщення. Розрізняють такі системи повітряного опалення: централізовані, суміщені з вентиляцією, децентралізовані (рециркуляційні). При централізованій системі

(мал. 4.28) повітря підігрівається в калорифері за допомогою теплоносія – води або пари. У приміщення нагріте повітря надходить по каналах (повітроводах). По каналах (повітроводах) повітря з приміщення повертається до калорифера – така система називається

рециркуляційною.

Система повітряного опалення, суміщена з вентиляцією (мал. 4.29), відрізняється від централізованої системи тим, що повітря до калорифера подається не тільки з приміщення, але і ззовні; його кількість диктується вимогами вентиляції.

256

Для нагріву повітря застосовуються калорифери. Зовнішнє повітря забирається через клапан і по каналах подається в приміщення, яке необхідно опалювати, а по витяжних каналах видаляється з приміщення. Ця схема передбачає також роботу на рециркуляційному режимі. Для цього закривається клапан 1 і відкривається клапан 2 (мал. 4.29) при одночасному закритті клапану 4. Децентралізовані системи повітряного опалення характеризуються нагрівом повітря, яке забирається з приміщень (тільки рециркуляційний режим) в опалювальних агрегатах. Для одного приміщення може бути встановлено декілька опалювальних агрегатів. Агрегат складається з одного або декількох калориферів, з’єднаних послідовно за рухом води і повітря, вентилятора (осьового або відцентрового та електродвигуна).

В плані приміщень опалювальні агрегати установлюють через однакові відстані, можна установлювати на підлозі цехів або підвішувати на колонах. Опалювальні агрегати можуть використовувати в цивільних будинках: школах, дитячих садках, магазинах та ін. Сучасна конструкція такого агрегату (GOLD шведської фірми “PM-Luft – виробника вентиляційного обладнання) показана на мал. 4.30. Установка є припливно-витяжною, обладнана пристроями для обробки двох потоків повітря: припливного –

257

фільтром з скловолокном, теплообмінником, вентилятором; витяжного – фільтром і вентилятором. Крім того, устатковується калорифером або охолоджувальною камерою, які входять в комплект установки. Продуктивність установок становить 500-13000 м3/год.

Мал. 4.30. Припливно-витяжна установка GOLD з роторним утилізатором тепла

Влаштований в установці теплообмінник дозволяє утилізувати тепло витяжного повітря. Наприклад, при зовнішній температурі –20 0С, теплообмінник, використовуючи витяжне повітря з температурою +20 0С, може прогріти припливне повітря до +14 0С. При цьому вбудована система автоматики дозволяє нагрівати припливне повітря і до більш високих температур, наприклад +20 0С, при незначному, всього до 15% зниженні об’єму його подачі. Це відбувається тільки за рахунок утилізації тепла повітря, яке видаляється з приміщення, без використання калорифера.

Замість калорифера може устатковуватись охолоджувальною камерою. Агрегат устаткований системою автоматики і контролю, що регулює роботу по 35 параметрах, може керуватись за допомогою мобільного телефону.

258

4.12. Газове опалення

Газ порівняно з іншими видами палива має суттєві переваги: високу теплоту згоряння, відсутність золи і шлаку, сприятливі умови для автоматизації процесів горіння і транспортування газу по газопроводах на великі відстані, зручністю обслуговування пристроїв для використання газу. Недоліками газоподібного палива є пожежота вибухонебезпечність, можливість отруєння людей при витоках газу з газопроводу. При використанні для опалення будинків газ спалюється

втопках парових і водогрійних котлів, опалювальних печах, в газових опалювальних приладах.

Вякості газових опалювальних приладів використовуються

прилади променево-конвективного типу і газові інфрачервоні випромінювачі. Ці місцеві прилади мають ряд переваг порівняно з системами центрального опалення: малі капітальні затрати і витрату металу, високий ККД (до 80-85%), невелику вартість експлуатації і простоту обслуговування. Теплопередача від газових опалювальних приладів в навколишнє середовище відбувається випромінюванням

і конвекцією.

До приладів променево-конвективного типу відносяться газовий повітронагрівач, газовий конвектор, опалювальний газовий камін та ін.

Газові повітронагрівачі “Огонек” призначені для опалення приміщень до 20 м2. Прилад установлюється біля зовнішньої стіни під вікном. Подача повітря до пальників і відведення продуктів згоряння здійснюються через спеціальний канал у зовнішній стіні приміщення. Прилад складається з чавунного ребристого теплообмінника, в нижній частині якого розташований трубчастий ежекційний пальник низького тиску. Повітронагрівач устаткований автоматикою безпеки і регулювання.

Прикладом газового інфрачервоного випромінювача може бути прилад “HELIOS”, який використовується для обігріву приміщень великого об’єму (мал.4.31): виробничих цехів, спортивних і конференц-залів, складів, авіаційних ангарів, станцій технічного обслуговування автомобілів та ін. Інфрачервоні випромінювачі типів

HELIOS 10 U, HELIOS 20 U - HELIOS 50 U мають потужність 12,1–49,8

кВт, споживання газу – 1,26-5,02 м3/год.

Підвісні панелі з обігрівачами виробляють теплові інфрачервоні промені. Ці промені, потрапляючи на тіла частково відбиваються, а

частково поглинаються, перетворюючись на тепло. Спеціально знижуючи температуру в приміщенні на 3-5 0С, необхідний тепловий

клімат досягається теплом, яке випромінює обігрівач. Оскільки зниження температури на 1 0С дає економію енергії близько 7%, тобто

вданому випадку досягається економія 20-30%.

259