Водяные системы теплоснабжения

Водяные системы различают по числу теплопроводов, передающих воду в одном направлении:

Однотрубная система теплоснабжения — теплоноситель полностью исполь­зу­ется у потребителей и не должен возвра­щаться в районную котельную или на ТЭЦ (пример – цен­трализованное снабжение горя­чей водой на быто­вые цели).

Двухтрубнаясистема теплоснабжения — системы, состоящие из двух тепло­про­водов (подающего и обратного), являются самыми распространенными. Пригодны для снабжения те­плотой однородных потребите­лей, то есть потребителей с отоплением и вен­тиляцией, работающих по одинаковым режи­мам.

Трехтрубная система теплоснабжения — соединение двухтрубной системы теплоснабжения на нужды отопления и вентиляции с однотрубной системой горячего водо­снабжения. Либо: две подающие трубы на ото­пление и горя­чее водоснабжение и общая об­ратная.

Четырехтрубная система теплоснабжения — система горячего водоснабже­ния имеет два теплопровода; второй применя­ется как вспомогательный для создания цирку­ляции с це­лью устранения остывания воды при малом водо­заборе плюс два теплопровода на отопление и вентиляцию.

Водяные системы теплоснабжения по способу присоединения с горячим во­доснабжением разделяются на две группы:

В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только в качестве греющей среды, то есть как теплоноси­тель, но из сетей потребителем не разбирается.

В открытыхсистемах вода может частично или полностью разбираться у по­тре­бителей горячего водоснабжения.

В закрытых системах теплоснабжения установки горячего водоснабже­ния присоединяются к тепловым сетям при помощи водо-водяных подогревате­лей. В открытых системах осуществляется непосредственное присоединение.

Схемы присоединения систем отопления и вентиляции к тепловым сетям могут быть:

При зависимой схеме вода из тепло­вых сетей непосредственно поступает в нагревательные приборы систем ото­пления и вентиляции.

При независимой схеме вода из тепловых сетей доходит только до те­пловых пунктов местных систем и не попадает в нагревательные приборы, а в спе­циально предусмотренных подогревателях нагревает воду, цир­кулирующую в сис­темах отопления и вентиляции, и возвращается по обрат­ному теплопроводу к ис­точнику теплоснабжения.

Оборудование теплового пункта при зависимой схеме значительно проще и дешевле, чем при независимой. Однако существенный недостаток за­висимых схем, состоящий в передаче давления из тепловой сети в местные сис­темы и нагрева­тельные приборы, в ряде случаев заставляет применять незави­симые схемы при­соединения. Они применяются в тех случаях, когда уро­вень давления в обратном теплопроводе тепловой сети превосходит допускае­мый для нагревательных прибо­ров местных систем (чугунные радиаторы вы­держи­вают максимальное избыточное давление 0,6 МПа) и в ряде других слу­чаев.

В зависимости от характера тепловых нагрузок абонента и режима работы тепловой сети выбираются схемы присоединения абонентских установок к тепловой сети.

Закрытые системы.На рис. 3 показаны различные схемы присоединения систем отопления и горячего водоснабжения в закрытой двухтрубной водяной сис­теме.

Рис. 3. Закрытая двухтрубная водяная система А– система отопления с непосредственным присоединением; Б– система ото­пле­ния с элеваторным присоединением; В– система отопления с насосным подме­шива­нием; Г– система отопления с независимым присоединением; Д– система горячего водоснабжения с применением водоподогревателя (закрытая система).

По подающему теплопроводу I вода подается к потребителям теплоты, а по обратному теплопроводу II охлажденная вода поступает к источнику.

Узлы А, Б, В представляют собой зависимые схемы присоединения сис­тем отопления к тепловым сетям.

Узел А – схема применяется, в основном, для систем отопления промыш­ленных зданий. При такой схеме температура в подающем теплопроводе тепло­вой сети не пре­восходит предела, установленного санитарными нормами для нагревательных приборов.

По санитарным нормам вода, поступающая в нагревательные приборы отопительных систем жилых зданий и бытовых помещений промышленных зданий, не может превышать 95-105°C, в то время как температура воды в по­дающем теплопроводе тепловой сети доходит до 150°C.

Смесительное устройство, установленное на тепловом пункте, подмеши­вает к горячей воде из тепловой сети обратную воду, прошедшую нагреватель­ные приборы. В качестве смесительных устройств на абонентских вводах применяются струйные и центробежные насосы.

Узел Б – применен водоструйный элеватор. Схема получила широкое распространение, большинство пунктов жилых зданий в городах оборудовано элеваторами. Вода из подающего теплопровода через подводящий трубопровод 1 по­ступает в элеватор 2. Через патрубок 3 к элеватору подсасывается охлаж­денная вода после нагревательных приборов отопительной системы. Смешанная вода с температурой ниже, чем температура воды в тепловой сети, по трубопро­воду 4 подается к потребителю.

Узел В – центробежный насос. Для работы элеватора требуется напор на вводе не менее 10-15 м. В случае недостаточного напора вместо элеватора ста­вится на вводе центробежный насос 1. Он устанавливается на перемычке между подающим и обратным теплопроводами. Применение элеватора выгоднее на­соса, так как для работы насоса требуются затраты электроэнергии (установка электродвигателя).

Узел Г – схема независимого присоединения отопительной системы с водоподогревателем 2. Охлажденная отдавшая теплоту вода по трубе 3 посту­пает в обратный теплопровод тепловой сети. Циркуляция воды в отопительной системе создается насосом 4.

Узел Д – схема присоединения системы горячего водоснаб­жения к тепловой сети с применением водоподогревателя. Для горячего водо­снабжения подогреватели выпускаются с диаметрами корпусов от 50 до 500 мм. Вода из тепловой сети проходит между латунными трубками подогревателя и нагревает водопроводную воду, проходящую внутри этих трубок. Подогретая водопроводная вода поступает к водозаборным кранам системы горячего водо­снабжения. На схеме Д показан аккумулятор горячей воды 2, который применя­ется для сглаживания колебаний расхода воды в течение суток.

Узлы В, Г, Д могут быть выполнены для каждого отдельного здания. В этом случае они называются индивидуальными тепловыми пунк­тами (ИТП). В ряде случаев эти же узлы могут быть общими для группы жилых и общественных зданий и оборудовать центральный тепловой пункт (ЦТП).

Как было показано, при закрытой системе количество воды, циркулирующей в тепловой сети, остается неизменным, так как во всех абонентских установках вода выполняет только функции греющего теплоносителя и не отбирается из трубопроводов. Гидравлическая изолированность водопроводной воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, от воды, циркулирующей в тепловой сети, — преимущество закрытой системы.

Основными недостатками закрытых систем теплоснабжения являются:

а) усложнение оборудования абонентских вводов из-за установки водо-водяных подогревателей;

б) коррозия в системах горячего водоснабжения зданий, так как в них поступает водопроводная подогретая вода, содержащая кислород (отсутствие деаэрации);

в) выпадение накипи в подогревателях горячего водоснабжения на тепловых пунктах при повышенной жесткости водопроводной воды.

Открытые системы. Открытая двухтрубная водяная система теплоснабжения представ­лена на рис. 4.

Рис. 4. Открытая двухтрубная водяная система А – система отопления с непосредственным присоединением; Б – система отопления с элеваторным присоединением; В – система отопления с насосным подмешиванием; Г – система горячего водоснабжения без циркуляционной ли­нии; Д – система горячего водоснабжения с циркуляционной линией; Е – уста­новка для использования отработавшего пара промышленного предприятия; К – установка для использования горячей воды от технологического оборудования; С – сульфитная установка; I – подающий теплопровод; II – обратный теплопровод; III – отработавший пар; IV – деаэрированная умягченная вода; V – горячая вода из промышленной установки.

Вода от ТЭЦ (или районной котельной) поступает к потребителям по те­плопроводу I. Обратная вода подается по теплопроводу II. Системы отопления (узлы А, Б, В) присоединяются к тепловым сетям по тем же схемам, что и при закрытой системе.

Принципиально иные схемы присоединения систем горячего водоснаб­жения представлены на узлах Г и Д.

По трубам 1 и 2 вода из тепловой сети может поступить к смесителю 3, а от него по трубе 4 к кранам системы горячего водоснабжения. Для предотвра­щения возможности перетекания воды из подающего теплопровода в обратный устанавливается обратный клапан 5. При помощи смесителя возможно регули­рование температуры воды, поступающей в систему горячего водоснабжения (t=60°С). Следовательно, основной особенностью открытых систем теплоснаб­жения является отсутствие на тепловых пунктах подогревателей горячего водоснабжения и непосредственный разбор воды из тепловой сети для горячего водоснабжения. В этом случае вода полностью подготовляется на ТЭЦ (деаэрирование и умягче­ние), что не вызывает коррозию трубопроводов.

Для горячего водоснабжения удобно использовать отходящие (сбросные) тепловые воды с температурами 15-30°С, которых много на промышленных предприятиях (ГОСТу должна отвечать вода питьевая). Они используются на ТЭЦ для подпитки тепловых сетей после очистки в водоочистительной уста­новке. Производительность подпиточных устройств доходит до 30-40% расхода циркулирующей воды, в закрытых системах подпитки и не превышает 1-2%.

При использовании отходящих вод и отработавшего пара промышлен­ных предприятий сбросные воды прямо на местах их возникновения после очи­стки в водоочистительных установках подаются в обратный теплопровод (узлы Е и К).

Основные преимущества открытых систем по сравнению с закрытыми:

1) возможность использования для горячего водоснабжения низкопотенциальной отработавшей теплоты промышленных предприятий;

2) упрощение и удешевление абонентских вводов и повышение долговечности местных установок горячего водоснабжения;

3) возможность использования для транзитного транспорта теплоты однотрубной системы.

К недостаткам открытых систем теплоснабжения можно отнести:

1) усложнение и увеличение объема водоподготовительных установок на ТЭЦ и районных котельных;

2) усложнение контроля герметичности системы теплоснабжения в связи с тем, что в данных системах расход подпитки не характеризует плотность системы;

3) усложнение и увеличение санитарного контроля системы теплоснабжения.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.004 с) .

Трехтрубная система отопления

При суровом климате средней полосы очень важно в процессе строительства дома выбрать правильную систему отопления. Такую, при которой микроклимат в помещении будет комфортным в любое время года. В зависимости от числа теплопроводов водяная система отопления может быть однотрубная, двухтрубная и трехтрубная. Но бывает еще и четырехтрубная.

Плюс однотрубной системы отопления — это очевидная экономия материала и простота монтажа. К минусам можно отнести последовательное соединение радиаторов, наличие высокого давления и вертикальный розлив.

Двухтрубную систему теплоснабжения довольно часто используют благодаря значительному ряду своих преимуществ. Принцип ее работы прост: горячий воздух или вода по одной трубе поступает к обогревательным приборам, а по второй идет обратно к источнику тепла.

Двухтрубную систему чаще всего используют при устройстве отопительной системы в частных домах. К очевидным плюсам относят: равномерное распределение тепла, возможность регулировать температурный режим, эффективность и надежность работы.

К одной из разновидностей двухтрубных систем относится схема Тихельмана, представляющая возвратную отопительную систему реверсивного типа. Некоторые называют эту систему трехтрубной, но это ошибочное обозначение.

Трехтрубная система — это компромисс между двухтрубной системой, которая не отличаются гибкостью, и четырехтрубной, стоимость которой достаточно высока и не каждому по карману.

Четырехтрубная система применяется с успехом только в многоэтажных гостиницах и подобных зданиях, но почти никогда в обычных жилых домах.

Таким образом, трехтрубная система водяного отопления является одним из оптимальных и экономичных вариантов отопления.

Эта система включает в себя источник теплоты, сетевой (циркулярный) насос, теплофикационный обогреватель и системы теплопотребления, присоединяемые к трехтрубной системе теплоснабжения.

Эксплуатация и нюансы такой системы

Данная система достаточно проста в эксплуатации, что является ее несомненным положительным качеством, нужно только подробно разобраться, по какому принципу она работает. Все это благодаря процессу автоматического регулирования, при котором расход теплоносителя для каждого потребителя остается постоянно неизменен.

Трехтрубная система отопления не нуждается в применении обратных клапанов, так как в ней используется всего один циркуляционный насос. Cистема используется для теплоснабжения промышленных зданий, общественных помещений и жилых домов.

Это позволяет создавать зональное автоматизированное отопление всех отдельных помещений с отличным и очень качественным регулированием.

Закрытые и открытые системы

Кроме того, что системы делятся на однотрубные, двухтрубные, трехтрубные и т.д., они подразделяются еще на закрытые и открытые, что тоже нужно знать при выборе системы отопления.

Закрытые системы теплоснабжения организованы так, что сам теплоноситель никогда не расходуется. Он просто циркулирует между источниками тепла и местными системами. Часть воды может потеряться из системы через возможные неплотности: компенсаторы, сальники насосов и т.д.

Хотя эта утечка воды и кажется незначительной, но она может принести определенный ущерб, так как вместе с этим теряется тепло и теплоноситель.

Для открытых систем в любом случае характерно неравенство, даже без всяких утечек. Сетевая вода, после выливания из водоразборных кранов, относящихся к системам горячего водоснабжения, неизменно соприкасается с атмосферой.

Именно за это такая конструкция системы и зовется открытой. Открытые системы так же, как и закрытые, пополняются водой у источника тепла. Однако открытую систему можно пополнить и в другом месте.

Количество подпиточной воды в закрытых системах значительно меньше, чем в открытых. Открытая конструкция должна предугадывать компенсацию не только возможной утечки, но и предусмотренный отбор воды.

Регистры отопления — это отопительные приборы из гладкостенных труб, которые соединены между собой сваркой, газовой или электрической. Трубы располагаются параллельно друг другу и соединяются дополнительными поперечными, по которым течет теплоноситель. Эту конструкцию можно также назвать соединением некоторого количества радиаторов.

Такие регистры монтируются не только в больших промышленных помещениях, но и в обычных квартирах, частных домах и загородных коттеджах.

При этом данную конструкцию взяли на заметку дизайнеры и стали устанавливать ее не только горизонтально, но и вертикально, добиваясь таким образом нестандартного и оригинального внешнего вида.

Для этого используются и подбор труб разного диаметра, и необычные методы декорирования. Закрывая их декоративными элементами, можно получить очень красивое украшение для любого помещения.

Существуют и другие варианты: изготавливаются еще и змеевиковые трехтрубные регистры, так что пофантазировать и выбрать есть из чего.

Расчет необходимого количества регистров в доме

Для точного расчета нужно учесть несколько факторов, благодаря которым вы сможете выяснить, сколько регистров необходимо для отопления вашего дома. Это сделать целесообразно заранее, чтобы не тратить деньги на покупку лишнего материала. Таким образом, необходимо обращать внимание на следующее:

точное количество окон и дверей;

материал, из которого построено здание;

наличие цокольного этажа;

климатические условия района.

При расчете стоит учитывать, что один погонный м трубы, диаметр которой 60 мм, обогревает один квадратный м помещения с высотой потолка до 3 м. Кроме того, нужно правильно определиться с выбором диаметра труб. Обычно самым идеальным вариантом считаются трубы с диаметром 32 мм.

Монтаж регистров отопления

Основным сложным моментом при монтаже регистров отопления считаются сварочные работы. Стоимость их достаточно большая, поэтому многие предпочитают вместо этого устанавливать радиаторы, что по цене выходит примерно одинаково.

При условии, что система отопления создана так, как нужно, и все элементы регистров изготовлены профессионально, монтаж на поверку окажется не таким уж и сложным.

Обязательно нужно помнить, что при установке этого отопительного элемента должен соблюдаться наклон на 0,05% в сторону движения теплоносителя

Почти все сварочные работы можно, да и необходимо, проводить вне дома. Подготовив все в гараже или в другом месте, возможно там, где вам изготавливали трубы, дома вам придется только произвести сборку системы с использованием резьбовых соединений.

Хотя многие считают, что соединение сваркой надежнее, но подобный метод тоже проверен не один раз и прослужит долгие годы.

В жилых помещениях тройные и другие регистры встречаются не так часто, как, например, в офисах или складских помещениях. Хотя это не совсем понятно, ведь основные качества такого метода отопления — это надежность, долговечность, простота и, наконец, самое важное — высокая теплоотдача.

Изготовление своими руками

Можно сделать самостоятельно и дома, если в наличии имеются необходимые для этого предметы:

перфоратор (для стен).

Но при этом стоит заметить, что изготовление таких приборов своими руками могут позволить себе только профессиональные сварщики, несмотря на то, что конструкция их достаточно проста. Важно, что купленные регистры на рынке у мастеров, знающих свое дело, отличаются очень высоким качеством и надежностью.

В обиходе давно используются отопительные приборы, изготовленные из чугуна. Заметьте, что в продаже их никогда не было, но факт остается фактом: их нередко можно встретить в частном доме.

Используются они не по одному десятку лет, и если определять дальнейший срок их эксплуатации, то прослужат они еще столько же. Так что вы вполне можете сделать на заказ систему регистров, при этом она может быть и трехтрубная, и четырехтрубная.

Самое главное, чтобы ваша отопительная система создавалась по всем правилам, обеспечивающим не только долговечность и качество, но и безопасность. Поэтому трубопровод должен быть спроектирован очень тщательно.

Проектировщик должен быть специалистом своего дела, знать всевозможные, связанные с выбранной моделью трубопровода, проблемы и с их учетом создавать прокладку труб и всю отопительную систему.