Устройство систем водяного отопления с искусственной циркуляцией теплоносителя

В системах водяного отопления с естественной циркуляцией циркуляционные давления измеряются всего лишь десятками миллиметров водяного столба. Столь малые давления не позволяют устраивать данные системы в зданиях, имеющих большую протяженность, кроме того, они требуют применения труб значительных диаметров, что ведет к большому расходу металла. Перечисленных недостатков лишены системы водяного отопления с искусственной циркуляцией. В них циркуляция воды создается центробежными насосами. Насосы, действующие в замкнутых кольцах системы отопления, заполненных водой, воду не поднимают, а только ее перемещают, создавая циркуляцию, и поэтому называются циркуляционными.

Рис. 2а. Системы водяного отопления с искусственной циркуляцией (с верхней разводкой): 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — расширительный бак; 4 — сигнальная линия; 5 — подающая; 6 — обратная линия; 7 — расширительный бак; 8 — сигнальная линия; 9 — обратная линия; 10 — насос; 11 — расширительная труба

Рис. 2б. Системы водяного отопления с искусственной циркуляцией (с нижней разводкой): 1 — котел; 2 — подающая линия; 3—обратная линия; 4 — подающие стояки; 5 — обратные стояки; 6 — воздушная линия; 7 — воздухосборник; 8 — расширительный бак; 9 — насос; 10 — расширительная труба

Циркуляционный насос включают, как правило, в обратную магистраль системы отопления для увеличения срока службы деталей, взаимодействующих с горячей водой. На рис. 2а, 2б изображены системы водяного отопления с искусственной циркуляцией. Расширительный бак подсоединяют не к подающей, а к обратной магистрали.

Рис. 3. Диагональный циркуляционный насос ЦНИПС: 1 — рабочее колесо; 2 — корпус; 3 — сальниковое уплотнение; 4 — вал электродвигателя

Рис. 4. Центробежный циркуляционный насос типа ЦВЦ: 1— корпус; 2 — нагнетательный патрубок; 3 — контрфланец для присоединения трубы; 4 — электродвигатель

В системах отопления целесообразно применять специальные циркуляционные насосы, перемещающие значительное количество воды и развивающие сравнительно небольшие давления. Это малошумные горизонтальные лопастные насосы центробежного типа, соединенные в единый блок с электродвигателями и закрепляемые непосредственно на трубах (без фундамента), например насосы типа ЦНИПС (рис. 3) или ЦВЦ (рис. 4).

Рис. 5. Принципиальная схема квартирной системы отопления с насосной циркуляцией теплоносителя и баком-аккумулятором теплоты: 1 — бак-аккумулятор; 2 — пробковый кран; 3 — расширительный бак; 4 — главный стояк; 5 — теплогенератор; 6 — отопительный прибор; 7 — циркуляционный насос типа ЦВЦ; 8 — обратный клапан; Н-Н — центр нагрева котла; 0-0 — центр охлаждения; М-М — центр бака-аккумулятора; ТП — тройник с пробкой

Применение насосных систем отопления позволяет существенно увеличить протяженность трубопровода и уменьшить металлоемкость системы отопления за счет уменьшения диаметров разводящих трубопроводов. Кроме того, с установкой циркуляционного насоса появляется возможность применения новых схемных решений системы отопления, например отказ от верхней разводки трубопроводов. Однако применение насосных систем отопления возможно только при условии надежного электроснабжения.

При отсутствии теплогенераторов на твердом топливе с топками длительного горения могут найти применение системы водяного отопления с баком-аккумулятором и циркуляционным насосом типа ЦВЦ (рис. 5). Такая система позволяет значительно сократить эксплуатационные затраты по обслуживанию генератора теплоты. Принцип подобной системы отопления состоит в том, что тепловую мощность теплогенератора выбирают в 3 раза больше, чем теплопотери отапливаемого дома, за счет чего появляется возможность не только обеспечивать компенсацию теплопотерь дома, но и аккумулировать теплоту в специальном баке, который начинает работать по прекращении эксплуатации теплогенератора. Объем бака-аккумулятора подбирают с таким расчетом, чтобы время его разрядки составляло не менее 8 часов (при работе теплогенераторов два раза в сутки по 4 часа). Для эффективной работы системы бак-аккумулятор должен быть тщательно теплоизолирован с целью исключения бесполезных потерь теплоты.

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Инженерные системы

Монтаж, ремонт и обслуживание котлов и колонок

Системы отопления с искусственной циркуляцией

На рис.3, 4 изображены системы водяного отопления с искусственной циркуляцией. Расширительный бак подсоединяют не к подающей, а к обратной магистрали.

Системы отопления с искусственной циркуляцией

Рис.3. Системы водяного отопления с искусственной циркуляцией

• а – с верхней разводкой;
• 1 – котел отопления;
• 2 – главный стояк;
• 3 – расширительный бак;
• 4 – сигнальная линия;
• 5 – подающая линия;
• 6 – воздухосборник;
• 7 – подающие стояки;
• 8 – обратные стояки;
• 9 – обратная линия;
• 10 – насос отполения;
• 11 – расширительная труба.

Системы отопления с искусственной циркуляцией

Рис.4. Системы водяного отопления с искусственной циркуляцией

• б – с нижней разводкой;
• 1 – котел отопления;
• 2 – подающая линия;
• 3 – обратная линия;
• 4 – подающие стояки;
• 5 – обратные стояки;
• 6 – воздушная линия;
• 7 – воздухосборник;
• 8 – расширительный бак;
• 9 – насос отопления;
• 10 – расширительная труба.

В системах отопления целесообразно применять специальные циркуляционные насосы, перемещающие значительное количество воды и развивающие сравнительно небольшие давления. Это малошумные горизонтальные лопастные насосы центробежного типа, соединенные в единый блок с электродвигателями и закрепляемые непосредственно на трубах (без фундамента), например насосы типа ЦНИПС (рис.5) или ЦВЦ (рис.6).

Циркуляционный насос

Рис.5. Диагональный циркуляционный насос ЦНИПС

• 1 – рабочее колесо;
• 2 – корпус;
• 3 – сальниковое уплотнение;
• 4 – вал электродвигателя.

1 | 2

Оборудование для водяного теплого пола и других систем отопления и инженерных систем.

Технологии, секреты, рецепты

Имитация черного дерева (протрава).

Гладко обструганное черное (эбеновое) дерево имеет чистый черный цвет без блеска и обладает столь мелким строением волокон, что последнее невозможно увидеть невооруженным глазом. Удельный вес этого дерева очень велик. Полируется черное дерево настолько хорошо, что отполированная поверхность е. Подробнее

Имитации орехового дерева (протрава).

Обыкновенное ореховое дерево имеет светло-бурый оттенок, который даже после полирования выглядит не очень красиво. Поэтому натуральному ореховому дереву следует придать более темный тон, что достигается обработкой раствором марганцовокислого калия. Как только дерево высохнет, этот раствор наносят втори. Подробнее

Имитации розового дерева (протрава).

Розовое дерево отличается темно-красными жилками. Для имитации этого дерева берется клен, как наиболее подходящий по своему строению. Кленовые дощечки или фанеры должны быть тщательно отшлифованы, прежде чем идти в обработку, так как только в этом случае они хорошо прокрашиваются.

1) Для имитации ро. Подробнее

Имитация дубового дерева (протрава).

Варят в течение часа смесь из 0,5 кг кассельской земли, 50 г поташа в 1 литре дождевой воды, затем полученный темный отвар процеживают через полотно и варят до сиропообразного состояния. После этого выливают ее в совершенно плоские ящики из жести (крышки из-под жестянки), дают затвердеть и измельчают при. Подробнее

Имитация красного дерева (протрава).

Предназначенное для протравы дерево должно быть хорошо высушено, а нанесение протравы лучше всего производить при помощи кисти, которая после каждого употребления должна быть тотчас вымыта и высушена. Очень красивую и прочную протраву готовят, смешивая в склянке 500 г тонко измельченного сандала, 30 . Подробнее

Имитация палисандрового дерева (протрава).

Палисандровое дерево имеет темно-бурую окраску с характерными красноватыми жилками. Так как ореховое дерево ближе всего к палисандровому, то для имитации последнего и берут ореховое, с другими сортами дерева не получается такой красивой подделки.

Ореховое дерево сначала шлифуют пемзой, а потом р. Подробнее

Имитация серого клена (протрава).

В качестве серой протравы для дерева хорошо использовать растворимую в воде прочную и легкую анилиновую краску нигрозин. Раствор 7 частей нигрозина в 1000 частях воды окрашивает дерево в красивый серебристо-серый цвет, который настолько прочен, что даже по прошествии двух лет нисколько не изменяется.

Системы с искусственной циркуляцией

Влияние естественной циркуляции воды на действие системы отопления с искусственной циркуляцией.

В системах водяного отопления с искусственной циркуляцией перемещение воды по трубам происходит не только под действием давления, развиваемого насосом, но и под влиянием естественного давления, возникающего вследствие разности объемных весов воды в горячем и обратном трубопроводах.

Из этих давлений естественное давление является переменной величиной, по-разному (в зависимости от вида системы) влияющей на распределение давления и теплоотдачу приборов по этажам. Давление же, развиваемое насосом, не зависит от температуры и объемного веса перемещаемой воды и практически является постоянной величиной.

Так, специально проведенные исследования показали, что в вертикальных однотрубных насосных системах отопления естественное давление способствует равномерной циркуляции воды в нагревательных приборах независимо от того, на каком этаже установлен прибор. В двухтрубных же системах отопления, как уже указывалось выше, циркуляция воды в нагревательных приборах неравномерна, в результате чего происходит перегрев приборов верхнего и недогрев приборов нижнего этажей.

Поэтому для уменьшения разницы прогрева приборов верхних и нижних этажей насосные двухтрубные системы лучше регулировать при температуре воды в котлах, соответствующей средней наружной температуре отопительного периода. Так, для Москвы, средняя температура отопительного периода которой равна –5,2°С, регулировку системы лучше производить при температуре воды в котле 50°C.

Особенности расчета трубопроводов насосных систем отопления. Расчет трубопроводов насосных систем отопления отличается от расчета трубопроводов систем с естественной циркуляцией воды определением располагаемого давления. В насосных системах располагаемое давление слагается из давления, возникающего в результате охлаждения воды в приборах и трубопроводе, и давления, создаваемого насосом. Давление от охлаждения воды вприборах и трубопроводе следует учитывать в размере 50–70% его максимальной величины. Если естественное давление, возникающее от охлаждения воды в приборах и трубопроводах, не превышает 10% давления, создаваемого насосом, то его вообще не учитывают.

Кроме того, в отличие от систем с естественной циркуляцией воды, потери давления в трубопроводах насосной системы определяются предельными скоростями движения воды в трубах и возможностью увязки давлений в отдельных кольцах.

За величину располагаемого давления в насосных системах принимают давление, создаваемое насосом. При присоединении системы отопления непосредственно к тепловым сетям централизованного теплоснабжения оно равно разности давлений в наружной сети (подающего и обратного трубопровода) на вводе в здание; для систем отопления, работающих от котельной, но с перспективой присоединения их к тепловым сетям посредством элеватора, – не более 1000–1200 кгс/м 2 ; для систем, которые не имеют перспектив присоединения к централизованному теплоснабжению, оно определяется исходя из максимально предельно допустимых скоростей движения воды в трубопроводах (см. таблицу 4).

В системах водяного отопления потери давления в циркуляционных кольцах не должны различаться более чем на 15% в однотрубных системах и двухтрубных системах с попутным движением воды и на 25% в двухтрубных тупиковых системах. Уклоны магистральных трубопроводов принимают не менее 0,002.

В остальном трубопроводы насосной системы отопления рассчитываются аналогично трубопроводам систем отопления с естественной циркуляцией воды.

Системы водяного отопления с естественной циркуляцией в соответствии со СНиП могут применяться лишь для обогрева зданий небольшой протяженности, при отсутствии централизованного теплоснабжения от ТЭЦ и бесперспективности его устройства в дальнейшем.

Таблица 4 — Предельные скорости движения теплоносителя

Диаметр трубопро-вода в мм	Предельные скорости движения теплоносителя в трубопроводах систем отопления в м/сек при теплоносителе
воде	паре с давлением на вводе до 0,7 кгс/см 2 и при движении пара и конденсата	паре с давлением на вводе более 0,7 кгс/м 2 и при движении пара и конденсата
попутном	встречном	попутном	встречном
0,3
0,5
0,8
1,5
1,5
Более 50	1,5

Такая ограниченность применения систем водяного отопления с естественной циркуляцией вызвана рядом ее недостатков по сранению с насосной системой водяного отопления.

К наиболее существенным недостаткам такой системы относятся: 1) незначительный радиус ее действия (не более 30 м) при расстоянии от середины котла до середины нижнего нагревательного прибора 3 м; 2) относительно высокая стоимость устройства системы, так как при небольшом действующем в ней давлении требуются трубы больших диаметров; 3) относительно длительный пуск системы в действие из-за большой теплоемкости; 4) возможность промерзания труб из-за незначительных скоростей движения воды в системе.

К достоинствам системы водяного отопления с естественной циркуляцией следует отнести: 1) независимость ее работы от посторонней энергии (электрической или механической); 2) большую тепловую энергию, которая дает возможность делать перерывы в топке котлов; 3) возможность центрального регулирования теплоотдачи отопительных приборов путем изменения температуры воды в котлах; 4) бесшумность работы системы (отсутствуют электродвигатели и насосы); 5) простоту обслуживания.

В настоящее время для отопления зданий находят применение преимущественно водяные системы с искусственным (насосным) побуждением.

Насосные системы с большим радиусом действия позволяют отапливать из одного центра большое число зданий независимо от их кубатуры.

Возможность, кроме того, применения в качестве теплоносителя воды различной температуры (от 90 до 150 0 С) позволяет использовать насосные системы для отопления зданий любого назначения.

Наряду с большими достоинствами насосные системы отопления имеют и некоторые недостатки, к основным из которых относится зависимость их работы от непрерывного снабжения электроэнергией, так как при длительной остановке насосов возникает опасность замерзания воды в отдельных частях систем. Кроме того, при работе насосов и электродвигателей возникает шум, который по трубам передается в помещениях; для устранения шума приходится устраивать звукопоглощающие фундаменты и устанавливать специальные звукоглушители.

Вопросы для самопроверки:

1. Вода как теплопередающая среда.

2. Основные преимущества и недостатки воды как теплоносителя.

3. Принцип действия системы водяного отопления с естественной циркуляцией воды.

4. Принцип расчет трубопроводов систем водяного отопления с естественной циркуляцией.

5. Что понимается под местными потерями давления.

6. В чём заключается сущность расчёта трубопроводов системы отопления.