7. Які функції виконують теплові пункти.

8. Система індивідуального теплового пункту.

Розділ 2 Експлуатація систем водяного опалення

Опалення приміщень різних споруд за рахунок теплової енергії, що отримується від ТЕЦ і опалювальних котелень, називається центральним. Для передачі тепла приміщенням служить система опалення. Системи опалення діляться на системи з природною та штучною циркуляцією. По радіусу дії системи опалення поділяються на місцеві та центральні. В залежності від застосування теплоносія системи опалення можуть бути водяні, парові, повітряні і комбіновані; по способу розводки магістральних трубопроводів вони бувають з верхньою, нижньою та середньою розводкою; по способу приєднання обігрівальних приладів до стояків – однотрубні і двотрубні. По способу застосованих обігрівальних приладів системи опалення можуть бути конвекційні, променеві і конвекційно-променеві; по ходу руху теплоносія в магістральних трубопроводах їх розділяють на тупикові і напівтупикові.

Система центрального водяного опалення складається із наступних взаємопов’язаних частин; ІТП, подавального і зворотнього магістральних трубопроводів, стояків (вони можуть бути подавальними і зворотними), обігрівальних приладів, підводів до нагрівних приладів(вони можуть бути подавальними і зворотними), трубопровідної арматури, повітрозбірників та ін. В системі опалення з штучною циркуляцією і нижньою розводкою магістральних трубопроводів може і не бути повітрозбірників, котрі замінені повітряними кранами, що встановлюються на нагрівних приладах. Розширювальний бак в системі опалення з штучною циркуляцією для великого числа опалювальних будинків встановлюється один на цілий район споживачів тепла, а не на кожному будинку, що опалюється. Функції повітрозбірника в системі опалення одночасно з природною циркуляцією виконує розширювальний бак.

В системі опалення з природною циркуляцією (рис.2.1) вода до необхідної температури нагрівається у водонагрівному котлі. Оскільки нагріта вода у котлі має меншу щільність, ніж холодна, то вона із котла витісняється більш холодною водою і піднімається по головному стояку, а потім потрапляє в обігрівальні прилади. В обігрівальних приладах гаряча вода, віддає частину тепла повітрю приміщень, що обігріваються, а охолоджена по зворотному стояку потрапляє знову до котла. Рух води по схемі: котел - подавальний магістральний трубопровід - подавальний стояк-нагрівні прилади-зворотній стояк – зворотній магістральний трубопровід – котел створює безперервний циркуляційний контур. Чим вище будуть розміщені обігрівальні прилади над котлом, тим більшим буде створений тиск води в циркуляційному контурі, тим краще буде тепловіддача обігрівальних приладів.

Рис. 2.1. Система з природною циркуляцією.

1- зворотній стояк; 2- обігрівальні прилади; 3- подавальний стояк; 4-розширювальний бак; 5- подавальна магістраль; 6- головний подавальний стояк; 7- водогрійний котел; 8- зворотна магістраль.

Отже, в системі опалення з природною циркуляцією рух води здійснюється за рахунок різниці щільності гарячої і охолодженої води. Чим більша буде різниця щільності води, тим більша буде швидкість циркуляції води в системі опалення. Збільшення об’єму води від підігріву в системі опалення сприймається розширювальним баком. Крім того, розширювальний бак у цьому випадку служить і повітрозбірником. Для більш ефективного видалення повітря з розширювального бака магістральний трубопровід прокладають з певним похилом в бік руху води.

Система опалення з природною циркуляцією ділиться на дві групи: двотрубні і однотрубні, котрі в свою чергу можуть бути з верхньою і нижньою розводкою подавальних магістральних трубопроводів. На рис 2.2 показана двотрубна система водяного опалення з природною циркуляцією і верхньою розводкою.

Рис. 2.2. Двотрубна система водяного опалення з природною циркуляцією і верхньою розводкою.

1 - водогрійний котел; 2 - засувки; 3 - зворотня магістраль; 4 - зворотній стояк; 5 - крани; 6 - нагрівні прилади; 7 - подавальний стояк; 8 - подавальна магістраль; 9 - розширювальний бак; 10 - переливна труба розширювального бака; 11 - головний подавальний стояк.

Гаряча вода з котла подається по головному подавальному стояку до верху,де вона розподіляється на потоки, які направляються по подавальних магістральних трубопроводах. Із подавальних магістральних трубопроводів гаряча вода потрапляє вниз в подавальні стояки, від котрих по підвідним трубам потрапляє до обігрівальних приладів. Охолоджена вода із нагрівних приладів по зворотних стояках потрапляє в зворотні магістральні трубопроводи, з яких вона знову стікає у котел для подальшого обігріву. Зворотні магістральні трубопроводи розташовані у підвалі чи в підпільних каналах першого поверху, а в окремих випадках над підлогою, якщо довжина їх дозволяє витримати необхідний нахил труб. Повітря і надлишок води із системи опалення видаляється через розширювальний бак.

В двотрубній системі водяного опалення з природною циркуляцією і з нижньою розводкою (рис. 2.3) подавальні магістральні трубопроводи прокладають у підвалі чи в підпільному каналі першого поверху. Гаряча вода із подавальних магістральних трубопроводів потрапляє в подавальні стояки і потім в обігрівальні прилади. Охолоджена вода із обігрівальних приладів по зворотних стояках направляється в зворотні магістральні трубопроводи, розташовані там само, де і подавальні магістралі.

Рис. 2.3. Двотрубна система водяного опалення з природною циркуляцією і нижньою розводкою.

1 - водогрійний котел; 2 - зворотна магістраль; 3 - подавальна магістраль; 4 - подавальний стояк; 5 - обігрівальні прилади; 6 - зворотній стояк; 7 - повітряна труба; 8 - розширювальний бак; 9 - кран для видалення повітря; 10 - головний подавальний стояк; 11 - переливна труба розширювального бака.

Видалення повітря із системи опалення можливо зробити через повітряні крани, які встановлені на обігрівальних приладах верхнього поверху, чи через спеціальну повітряну трубу, яка з’єднує подавальні стояки з розширювальним баком. Щоб не виникла циркуляція води по повітряній трубі, необхідно її змонтувати у вигляді петлі для утворення в ній повітряного мішку. Якщо таке влаштування повітряної труби розташувати на горищі, то вона буде заморожена. У такому випадку повітряну трубу краще всього розташовувати під стелею верхнього поверху.

Двотрубна система водяного опалення з природною циркуляцією і нижньою розводкою має наступні переваги перед такою ж системою, але з верхньою розводкою: а)менше втрат тепла із-за відсутності магістральних трубопроводів на горищі; б) при будівництві споруди з’являється можливість пуску роботи системи опалення по поверхово; в) ремонт системи опалення верхніх поверхів можна проводити без відключення нижніх поверхів; г) спрощується обслуговування системи опалення, тому що як запірно-регулююча арматура на подавальних трубопроводах зосереджена в одному місці – у вузлі керування.

Двотрубна система водяного опалення з верхньою розводкою має наступні переваги перед такою ж системою з нижньою розводкою: а) в подавальних стояках циркуляційний тиск завжди більший, ніж в системі з нижньою розводкою; б) видалення повітря виконується без втручання ручної праці обслуговуючого персоналу; в) при заповнені системи опалення водою відпадає необхідність в участі обслуговуючого персоналу для виконання видалення повітря з системи опалення; г) відпадає необхідність прокладання повітряної труби, що здешевлює вартість монтажних робіт і спрощує обслуговування системи опалення.

За останні роки широкого застосування набула однотрубна система водяного опалення з замикаючими ділянками і природною циркуляцією (рис. 2.4).

В цій системі опалення нагріта вода з котла підіймається по головному подавальному стояку, з якого надходить в подавальні магістральні трубопроводи, згодом з магістральних трубопроводів прямує в стояки і обігрівальні прилади верхнього поверху. Частина гарячої води, минаючи обігрівальні прилади верхнього поверху, по замикаючій ділянці змішується з охолодженою водою з нагрівних приладів верхнього поверху, потрапляє в обігрівальні прилади розташованого нижче поверху і т. д. Однотрубна система водяного опалення в порівнянні з двотрубною системою має наступні переваги: більш естетична з меншою вартістю монтажних робіт. Виникає можливість закінчувати монтажні роботи за коротший термін. Системи опалення з природно циркуляцією влаштовують для порівняно невеликих приміщень, де циркуляційний тиск вимірюється лише десятками міліметрів водяного стовпа.

Рис. 2.4 Однотрубна система водяного опалення з природною циркуляцією і з замикаючими ділянками.

1 - водогрійний котел; 2 - головний подавальний стояк; 3 - розширювальний бак; 4 - подавальна магістраль; 5 - подавальний стояк; 6 - обігрівальні прилади; 7 - замикаючі ділянки; 8 - зворотній стояк; 9 - зворотна магістраль.

Застосування цих систем опалення для великих приміщень веде за собою установку труб значних розмірів, що робить її дорожчою. Крім того, джерело теплопостачання (котельня) повинне бути розміщене у підвалі цього будинку чи поблизу нього, так як радіус дії таких систем теплопостачання не повинен перевищувати 30 м. В наш час в житлово-комунальному господарстві об’єкти споживання тепла влаштовують системами водяного опалення з вакуумною системою циркуляції, де джерелом теплопостачання є ТЕЦ і опалювальні котельні. Такі системи опалювання позбавлені вказаних недоліків. Тиск в системі опалення вимірюється десятками метрів водяного стовпа і створюється сітковими насосами, а витік води з системи опалення будинків і теплових мереж поповнюються живильною водою з допомогою живильних насосів.

Розглянемо принцип роботи ряду систем вентиляції з штучною циркуляцією. Двотрубна система водяного опалення з штучною циркуляцією така сама, як і з природною циркуляцією підрозділяється на системи опалення з верхньою і нижньою розводкою магістральних

трубопроводів(рис. 2.5).

Рис. 2.5 Двотрубна система водяного опалення з штучною циркуляцією.

а) з верхньою розводкою; б) з нижньо розводкою; 1 – мережний насос; 2 - водогрійний котел; 3 - головний подавальний стояк; 4 - розширювалий бак; 5 - подавальна магістраль; 6 - повітрозбірник; 7 - подавальний стояк; 8 - зворотній стояк; 9 - обігрівальні прилади; 10 - зворотня магістраль; 11 - розширювальна труба; 12 - повітряна труба.

Встановлення двотрубної системи водяного опалення з штучною циркуляцією загалом не має ніяких відмінностей в порівнянні з такою же системою опалення з природною циркуляцією. Проте в системах опалення з штучною циркуляцією використовують труби меншого діаметра, а розширювальний бак прикріплюють до зворотного магістрального трубопроводу перед всмоктувальним патрубком мережний насосу.

Однотрубні системи водяного опалення з штучною циркуляцією влаштовують вертикальними і горизонтальними. На рис. 2.6 показана схема однотрубної вертикальної проточної системи опалення. Гаряча вода зі стояків спершу надходить в обігрівальні прилади верхнього поверху. Вийшовши з них, вода далі направляється вниз по подавальних стояках в обігрівальні прилади нижніх поверхів. Число секцій обігрівальних приладів, встановлених по поверхах, може бути різною. На нижніх поверхах їх буде більше, ніж на верхніх. Така система опалення частіше всього виконується для виробничих приміщень, клубів, адміністративних будинків. Для жилих приміщень ця система застосовується рідко.

Рис. 2.6. Однотрубна вертикальна проточна система водяного опалення з штучною циркуляцією.

1- мережний насос; 2- водогрійний котел; 3- головний подавальний стояк; 4- розширювальна труба; 5- розширювальний бак; 6- подавальна магістраль; 7- подавальний стояк; 8- обігрівальні прилади; 9- повітрозбірник; 10- зворотній стояк; 11- зворотня магістраль.

Вертикальна однотрубна система водяного опалення з замикаючими ділянками (рис. 2.7) широко використовується як для житлових, так і виробничих приміщень. В такій системі гаряча вода по головному стояку в подавальні магістральні трубопроводи. Далі вона розтікається по стояках, до яких підведені обігрівальні прилади. Гаряча вода в місцях підключення обігрівальних приладів до стояків розподіляється на два потоки: один потік направляється до нагрівних приладів, а інший - проходить по замикаючій ділянці (перемичці). Потім на виході з обігрівальних приладів і на виході з замикаючої ділянки обидва потоки охолодженої і гарячої води змішуються. Суміш води надходить згодом вниз до місця поділу потоків на наступний поверх і т.д. Як і в однотрубній проточній системі опалення число секцій обігрівальних приладів на нижніх поверхах встановлюють більше, аніж на верхніх. Це пояснюється тим, що на верхні поверхи вода в обігрівальні прилади надходить більш нагрітою і їх тепловіддача більша, ніж на нижніх поверхах.

Рис. 2.7. Однотрубна вертикальна система водяного опалення з замикаючими ділянками і з штучною циркуляцією.

1-мережний насос; 2- водонагрівальний котел; 3- головний подавальний стояк; 4- розширювальна труба; 5- розширювальний бак; 6- подавальна магістраль; 7- подавальний стояк; 8- обігрівальні прилади; 9- повітрозбірник; 10- замикаючі ділянки; 11- зворотній стояк; 12- зворотна магістраль.

Вертикальна однотрубна система водяного опалення зі зміщеними перемичками і система опалення з замикаючими ділянками з попутнім рухом води (рис. 2.8) являються більш досконалими системами опалення в порівнянні з розглянутими однотрубними системами.

Однотрубна вертикальна система водяного опалення з нижньою розводкою зображена на рис.2.9. Подавальні і зворотні магістральні трубопроводи розміщують в підвальному приміщені. Вихід трубопроводів на горище будівель відсутній, що зменшує втрати тепла і спрощує обслуговування системи опалення. Повітря випускається із системи не через повітрозбірники, а за допомогою повітряних кранів, встановлених на обігрівальних приладах верхнього поверху. Подавальні стояки в даній системі опалення розділяються на підйомні і спускні. Підйомний стояк від подавальної магістралі прокладають до верхнього поверху, де він переходить у спускний стояк, який в нижній точці ( в підвалі приміщення ) приєднується до зворотної магістралі.

Рис. 2.8. Однотрубні вертикальні системи водяного опалення з зміщеними перемичками,з замикаючими ділянками і попутнім рухом води з штучною циркуляцією.

а- зі зміщеними перемичками; б- з замикаючими ділянками і попутнім рухом води; 1-мережний насос; 2- водогрійний котел; 3- головний подавальний стояк; 4- розширювальна труба; 5- розширювальний бак; 6- подавальна магістраль; 7- повітрозбірник; 8- обігрівальні прилади; 9- подавальний стояк; 10- зміщені перемички; 11- замикаючі ділянки

Рис. 2.9. Однотрубна вертикальна система водяного опалення з нижньою розводкою і з штучною циркуляцією.

1- зворотна магістраль; 2- подавальна магістраль; 3- подавальні стояки; 4- обігрівальні прилади; 5- крани для видалення повітря.

Гаряча вода по підйомному стояку рухається спочатку вверх. В обігрівальні прилади гаряча вода надходить через нижні пробки і, вийшовши через верхні пробки, змішується з потоком гарячої води і підіймається на вище лежачий поверх. Таким чином, потік води проходить всі обігрівальні прилади при русі вверх. Пройшовши нагрівні прилади верхнього поверху, вода потім рухається по спускному стояку. Вхід води в обігрівальні прилади здійснюється вже через верхні пробки, а вихід - через нижні. Регулювання тепловіддачі нагрівних приладів здійснюється кранами подвійного регулювання, котрі встановлюються на підводах всіх нагрівних приладів. Для будівельників дана система опалення дозволила влаштування споруд з без горищною покрівлею, а підвальне приміщення без установки обігрівальних приладів. Опалення підвальних приміщень загалом забезпечується тепловіддачею магістральних трубопроводів.

Горизонтальні однотрубні системи водяного опалення з штучною циркуляцією розділяються на проточні з перемичками і проточні без перемичок. В горизонтальній однотрубній системі опалення (рис. 2.10) гаряча вода із головного вертикального стояка розтікається з однаковою температурою по горизонтальним стоякам поверхів, до яких приєднуються обігрівальні прилади. При цьому гаряча вода послідовно проходить всі обігрівальні прилади, охолоджуючись поступово, проходячи один прилад за іншим. Тепловіддачу нагрівних приладів регулюють лише по поверхово з допомогою встановленої арматури перед першим, по руху води, обігрівальним приладом і після останнього. Повітря системи опалення видаляється лише через крани, встановлені на кожному обігрівальному приладі.

Горизонтальна однотрубна система опалення з перемичками (рис. 2.11) відрізняється від проточної тим, що між підводками до обігрівальних приладів вмонтовані перемички. Крім цього, гаряча вода по мірі свого руху змішується з охолодженою водою від кожного приладу. В горизонтальній однотрубній системі опалення без перемичок (рис. 2.12) обігрівальні прилади один з одним з’єднуються за допомогою трубних з’єднань, по яких у верхню і нижню частину кожного приладу одночасно потрапляє вода. На відміну від розглянутих вище горизонтальних однотрубних систем водяного опалення повітря в розглянутій системі опалення видаляється через повітрозбірники. Тепловіддачу приладів можна регулювати по поверхово.

Рис. 2.10. Горизонтальна однотрубна проточна система водяного опалення з штучною циркуляцією.

1 - мережевий насос; 2 - водогрійний котел; 3 - головний подавальний стояк; 4 - розширювальний бак; 5 - обігрівальні прилади; 6 - подавальні стояки; 7 - крани для видалення повітря; 8 - зворотній стояк; 9 - зворотна магістраль.

Рис. 2.11 Горизонтальна однотрубна система з перемичками і штучною циркуляцією

1- мережевий насос; 2- водогрійний котел; 3- головний подавальний стояк; 4- розширювальний бак; 5- крани для видалення повітря; 6- поверхові подавальні стояки; 7- перемички; 8- обігрівальні прилади; 9- зворотній стояк; 10- зворотна магістраль; 11- підведення до обігрівальних приладів.

Рис.2.12 Горизонтальна однотрубна система водяного опалення без перемичок з штучною циркуляцією.

1- мережевий насос; 2- водогрійний котел; 3- головний подавальний стояк; 4- розширювальний бак; 5- з’єднання; 6- повітрозбірник; 7- зворотній стояк; 8- зворотна магістраль; 9- обігрівальні прилади.