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

Мал.4.31. Схема обігріву приміщень великого об’єму газовими інфрачервоними випромінювачами

Мал. 4.32. Схема інфрачервоного випромінювача “HELIOS”:

1 – пальник з автоматичним керуванням; 2 - U-подібна нагрівальна трубка; 3 – витяжний вентилятор; 4 – рефлектор; 5 – підвісне обладнання; 6 – панель керування

Конструкція інфрачервоного випромінювача “HELIOS” показана на рис. 4.32. Випромінювач устаткований коробкою пальника з закритою камерою згоряння, яка керується електронікою; U-подібною нагрівальною трубкою, виготовленою з жароміцного антикорозійного металу; рефлектором, форма якого забезпечує оптимальний розподіл тепла в приміщення, виготовленим з нержавіючої бляхи; витяжним вентилятором для відведення продуктів згоряння та іншими пристроями.

4.13. Електричне опалення

До основних переваг електричного опалення відносяться хороше керування, висока ступінь автоматизації процесу, відсутність

260

поділяють на високотемпературні з температурою нагрівальних поверхонь понад 700С і низькотемпературні (25-70 0С). До першої групи відносяться електрорадіатори (металеві з заповненням маслом, мал. 4.33, або іншої конструкції), рефлектори, електрокаміни тощо. До другої групи – низькотемпературні нагівальні панелі-секції (мал.4.34), виконані з вогнетривкого матеріалу, в масив якого закладається нагрівальний електричний кабель (кабель закладається в різні конструкції будинку: підлогу, стелю, перегородки та ін.) або панельні прилади з струмопровідної гуми. Нагрівальні секції укладаються на поверхню рівномірно з постійним кроком. Датчик температури встановлюється в пластмасовій трубці між нагрівальним кабелем. Регулятор температури розташовують на стіні в найбільш зручному місці. Монтажні кінці від нагрівальної секції і датчика приєднуються до терморегулятора. Якщо укладають декілька нагрівальних секцій, то їх монтажні кінці об’єднують в розподільних коробках, які встановлюють під регулятором температури. Встановлена потужність нагрівальної секції приблизно становить 0,1 КВт на 1 м2. Як правило, такі

261

нагрівальні секції встановлюють в окремо розташованих будинках де немає змоги під’єднатись до систем централізованого опалення, або як додаткове опалення (поряд з іншим) для забезпечення теплового комфорту в приміщеннях із холодною підлогою (мармур, кахель тощо).

Для електричного опалення використовують так звані тепло вентилятори, які дозволяють швидко обігріти приміщення завдяки примусовій циркуляції повітря. Вони також можуть бути корисними для осушування і нагріву повітря в ванних кімнатах, де завжди сиро і прохолодно, та й плитка на стінах і підлозі завжди буде сухою.

Мал.4.34. Схема укладання електронагрівальної панелі для влаштування теплої підлоги

Сучасні електроопалювальні прилади компактні, елегантні і не тільки обігрівають, але й можуть органічно вписуватись в інтер’єр приміщення.

262

4.14.Теплопостачання

4.14.1.Теплові мережі

Теплова енергія у вигляді гарячої води або пари транспортується від джерела теплоти (ТЕЦ або котельні) до споживачів тепла по трубопроводах, що називаються тепловою мережею. Теплова мережа складається із з’єднаних між собою шляхом зварювання сталевих труб, теплової ізоляції, компенсаторів теплових видовжень, запірної і регулювальної арматури, будівельних конструкцій, опор, камер, дренажних і повітровипускних пристроїв. Залежно від кількості паралельно прокладених теплопроводів теплові мережі поділяють на

однотрубні, двотрубні і багатотрубні.

Однотрубні мережі найбільш економічні і прості. В них мережева вода після систем опалення і вентиляції повинна повністю використовуватись для гарячого водопостачання. Найбільш широко застосовуються двотрубні теплові мережі, що складаються з подаючого і зворотного трубопроводів для водяних мереж і паропроводу з конденсатопроводом для парових мереж. В тритрубних мережах дві труби використовують як подаючі для подачі теплоносія з різними температурами, а третю трубу – в якості зворотної. В чотиритрубних мережах одна пара теплопроводів обслуговує системи опалення і вентиляції, а інша – систему гарячого водопостачання і технологічні потреби.

Водяні теплові мережі за способом приготування води для гарячого водопостачання поділяють на закриті і відкриті. В закритих мережах для гарячого водопостачання використовується водопровідна вода, яка нагрівається мереженою водою у водопідігрівачах. При цьому мережева вода повертається на ТЕЦ або в котельну. У відкритих мережах вода для гарячого водопостачання відбирається споживачами безпосередньо з теплової мережі і після використання її в мережу уже не повертається. Якість води у відкритій тепловій мережі повинна відповідати вимогам ГОСТ 2874-82* “Вода питна”. Теплові мережі поділяють на магістральні, що прокладаються головними напрямками населених пунктів, розподільні – всередині кварталів, мікрорайону і відгалуження до окремих будинків.

Теплові мережі влаштовують тупиковими і кільцевими. Тупикові влаштовують з поступовим зменшенням діаметрів труб в напрямку від джерела тепла. Такі мережі найбільш прості і економічні. Але мають суттєвий недолік – відсутність резервування. У випадку аварії припиняється подача тепла в будинки. Кільцеві мережі влаштовують в тих випадках, коли не допускаються перерви в

263

теплопостачанні на підприємствах чи в медичних закладах. При кільцюванні значно підвищується надійність теплопостачання.

Напрямок траси теплових мереж в містах і інших населених пунктах повинен здійснюватись по районах найбільш щільного теплового навантаження з урахуванням підземних і наземних споруд, даних про склад ґрунтів і рівню стояння ґрунтових вод, у відведених для інженерних мереж технічних смугах паралельно червоним лініям вулиць, поза проїжджою частиною і смугою зелених насаджень. Потрібно робити якомога меншою довжину траси для зменшення об’ємів робіт по прокладанню.

Залежно від способу прокладання теплові мережі поділяють на підземні і надземні. Надземне прокладання труб влаштовується на окремих опорах чи естакадах (мал.4.34), на кронштейнах, які закладаються в стіни будинків. Використовується на територіях промислових підприємств, при спорудженні теплових мереж поза межами міста, при перетині яруг та ін. Надземне прокладання теплових мереж рекомендується переважно при високому стоянні ґрунтових вод.

Мал.4.34. Надземне прокладання теплових мереж на опорах

Найчастіше використовується підземне прокладання: в прохідних каналах і колекторах разом з іншими комунікаціями; в напівпровідних і непрохідних каналах; безканальне. Найбільш довершеним, але й найдорожчим є прокладання теплопроводів в прохідних каналах, які використовують при наявності декількох теплопроводів великих діаметрів. В великих містах будують так звані міські колектори, в яких прокладають теплопроводи, водопровід, електричні і телефонні кабелі

(див. мал.7.4; мал.4.35).

Напівпрохідні канали складаються із стінових блоків Г-подібної форми, залізобетонних днищ і перекриттів. Їх будують під проїздами з інтенсивним вуличним рухом, під залізничними коліями, при перетині будинків, де ускладнено здійснення ремонту трубопроводів. Висота їх звичайно не перевищує 1600 мм, ширина проходу між трубами 400500 мм.

264

Найбільш широко застосовуються непрохідні канали. Розроблені типові проекти таких каналів (мал.4.36). По трасі підземного теплопроводу влаштовують спеціальні камери і колодязі для установлення арматури, вимірювальних приладів, сальникових компенсаторів та ін., а також ніші для П-подібних компенсаторів. Підземний теплопровід прокладають на ковзаючих опорах. Відстань між опорами приймають в залежності від діаметра труб.

Безканальний спосіб прокладання трубопроводів – самий дешевий. Використання його дозволяє знизити на 3—40% будівельну вартість теплових мереж, значно зменшити трудові затрати і витрату будівельних матеріалів (мал. 4.37).

плита днища

Мал.. 4.37. Прокладання безканальних трубопроводів в глинистих грунтах:

1 – пісок засипки; 2 – пісок для дренажу; 3 – щебінь; 4 – дренажна труба; 5 – робочий дренаж із щебню; 6 – гідроізоляція

265

Заглиблення теплових мереж від поверхні землі або дорожнього покриття до верха перекриття каналу або колектора приймається, м: при наявності дорожнього покриття – 0,5; без дорожнього покриття – 0,7; до верха оболонки безканального прокладання – 0,7; до верха перекриття камер – 0,3. Середній термін служби підземних канальних теплопроводів не перевищує в середньому 10-12 років, а безканальних з ізоляцією – не більше 6-8 років. Основною причиною пошкоджень є зовнішня корозія, яка виникає внаслідок відсутності або неякісного нанесення антикорозійного покриття, незадовільної якості або стану покриття, надмірного зволоження ізоляції, а також внаслідок затоплення каналів через нещільності конструкцій.

4.14.2. Приєднання теплоспоживачів до теплових мереж

Системи опалення будинків приєднують до теплових мереж в теплових пунктах. Для приєднання до водяних теплових мереж застосовують такі схеми: залежну і незалежну. При залежній схемі приєднання вода з теплової мережі надходить безпосередньо в системи абонентів. При незалежній схемі вода із мережі надходить в теплообмінний апарат, де нагріває вторинний теплоносій, що використовується в системах.

Залежне приєднання системи опалення без змішування. За такою схемою приєднують системи водяного опалення будинків, в яких: температура опалювальних приладів не обмежується; температура поверхні опалювальних приладів відповідає санітарногігієнічним вимогам; системи повітряного опалення.

При такій схемі використовують найпростіше і найдешевше обладнання теплового пункту. Крім того, завдяки максимальному використанню температурного перепаду мереженої води в опалювальних приладах знижується витрата води на тепловому пункті і скорочується вартість теплової мережі за рахунок зменшення діаметрів теплопроводів. Недоліком схеми є передача тиску мереженої води на опалювальні прилади, через що схема застосовується, якщо тиск в мережі не перевищує допустимого тиску опалювальних приладів за механічною міцністю (0,6-0,9 МПа – для чавунних радіаторів і 1,0 МПа – для сталевих конвекторів).

Залежне приєднання з гідроелеватором для підмішування охолодженої води. Цей спосіб приєднання найбільш широко застосовується для житлових і громадських будинків до 12 поверхів. Простота і надійність роботи гідроелеватора, який не потребує постійного обслуговування, і дешеве обладнання теплового пункту відрізняє цю схему. Мережева вода з подаючого трубопроводу надходить в гідроелеватор. Через перемичку в гідроелеватор

266

підсмоктується частина охолодженої води. що повертається із системи опалення в зворотний теплопровід мережі. Змішана вода з потрібною температурою подається гідроелеватором в систему опалення. Для нормальної роботи гідроелеватора потрібна різниця тисків в подаючому і зворотному трубопроводах 0,08-0,15 МПа. До недоліку схеми можна віднести припинення незалежної від теплової мережі циркуляції води в системі опалення і замерзання її при аварійному відключенні від теплової мережі.

Залежне приєднання з установкою насоса. Рекомендується в системах опалення з установкою радіаторних терморегуляторів. Схема дозволяє здійснювати циркуляцію води при аварійному відключенні від теплової мережі (мал..4.38).

Мал.4.38. Принципова схема вузла приготування теплоносія системи опалення із залежним приєднанням до теплової мережі

1 – запірна арматура; 2 – регулятор перепаду тиску; 3 – регулюючий клапан; 4 – датчик температури зовнішнього повітря; 5 – те ж саме, теплоносія; 6 – регулятор теплоносія; 7 – балансувальний вентиль; 8 – насос; 9 – фільтр; 10 – зворотній клапан; 11 – перепускний клапан

Незалежне приєднання. В цій схемі використовуються теплообмінні апарати – водонагрівачі (мал.4.39). При незалежній схемі приєднання тиск в місцевій системі опалення не залежить від тиску в тепловій мережі. Тому ця схема використовується, коли необхідно гідравлічно ізолювати місцеву систему опалення від теплової мережі. В зв’язку із збільшенням теплового навантаження, радіуса дії теплових мереж, а також із будівництвом будинків вище 12

267

поверхів, для яких тиску води в мережах недостатньо для заповнення опалювальних приладів в верхніх поверхах, незалежна схема є більш раціональною. Місцева система опалення обладнується при цьому розширювальним баком, який створює власний незалежний від теплової мережі гідростатичний тиск. Ця схема дорожче і складніше залежного приєднання.

Мал. 4.39. Принципова схема вузла приготування теплоносія системи опалення із незалежним приєднанням до теплової

мережі: 1 – 9 – див. мал. 4.34; 10 – теплообмінник; 11 – закритий розширювальний бак; 12 – запобіжний клапан; 13 – підживлювальний клапан; 14 – водолічильник; 15 – перепускний клапан

Теплові пункти влаштовуються для приєднання споживачів теплової енергії до теплової мережі. Основне призначення теплового пункту полягає в підготуванні теплоносія певної температури і тиску, регулюванні їх, підтримуванні постійної витрати, обліку споживання тепла. Теплові пункти поділяють на індивідуальні теплові пункти – для приєднання систем опалення, вентиляції, гарячого водопостачання і технологічних установок, які використовують тепло, одного будинку або його частини і центральні - теж, для двох або більше будинків. Основне обладнання теплових пунктів складається з гідроелеваторів, насосів, теплообмінників, змішувачів, акумуляторів гарячого водопостачання, приладів контролю і обліку тепла і пристроїв для захисту від корозії і утворення накипу в системах гарячого водопостачання.

268

5. ГАЗОПОСТАЧАННЯ БУДИНКІВ

5.1. Склад та основні властивості горючих газів

Газ як високоефективний енергоносій широко використовується в даний час як в побуті, так і на виробництві. В порівнянні з твердим та рідким паливом використання газу має ряд переваг, а саме: високий коефіцієнт корисної дії газового обладнання, повнота та бездимність спалювання, зручність зберігання та транспортування, простота газових пальників і камер спалювання та інше. В побуті та в промисловості використовують в основному природній газ, який добувають із газових або газонафтових родовищ. Значно рідше використовують штучні гази, які отримують в процесі термічної переробки рідкого чи твердого палива.

Властивості газу як палива визначаються складовими частинами цього газу, а саме кількістю горючих газів та баластових домішок. Горюча частина газу складається переважно із вуглеводів (метан, етан, пропан, бутан, пентан), водню та оксиду вуглецю. Вміст метану в природних газах складає 93 ... 98% і тому його властивості практично повністю визначають властивості природного газу. До баластової частини газу відносять сірководень, аміак, водяні пари, нафталін, пил, азот, кисень та інші. Значна кількість баластних домішок в горючих газах знижує теплотворну здатність газу та збільшує його питому вагу, що вимагає додаткових капітальних та експлуатаційних витрат (необхідність очищення газу, завищення діаметрів трубопроводів, збільшення втрат напору). Крім того, до складу газу входять токсичні речовини (сірководень, оксид вуглецю та інші), що вимагає певних заходів безпеки, а саме: не допускати витоків газу, забезпечити повноту його спалювання та відвід продуктів горіння, запобігати утворенню вибухонебезпечних концентрацій.

Основні компоненти горючої частини природного газу:

Метан СН4 – нетоксичний газ без кольору, запаху та смаку. Маса 1нм3 метану рівна 0,717 кг. При зниженні температури переходить в рідкий стан (зріджений газ) і його об’єм зменшується майже в 600 разів, що дуже зручно при вирішенні питань зберігання та транспортування. Питома теплота згоряння метану складає 35880 ... 39820 кДж/м3, при спалюванні 1 нм3 метану утворюється 10,52 м3 продуктів згоряння. Поряд з метаном, як правило, присутні вуглеводи метанового ряду

(С2Н6 – етан, С3Н8 – пропан, С4Н10 – бутан та інші).

Оксид вуглецю СО, також немає кольору, запаху та смаку, але на відміну від метану токсично впливає на людей, так як легко вступає в реакцію з гемоглобіном крові. При вмісті в повітрі 0,04% СО приблизно

269