ПРИБОРНЫЙ УЗЕЛ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЙ

— совокупность конструктивных элементов для подведения теплоносителя в системе отопления, передачи определенного кол-ва теплоты в обогреваемое помещение и отведения отдавшего теплоту теплоносителя. Приборный узел состоит из теплопроводов — подводок к отопительным приборам или агрегатам.

Различают нерегулируемые и регулируемые приборные узлы системы отоплений. В первом теплопередача отопительного прибора или агрегата в помещение индивидуально количественно не регулируется. В регулируемый П.у.с.о: дополнительно включается либо регулирующая арматура на подводках, либо регулирующий воздушный клапан, входящий в конструкцию отопит, прибора (конвектора). Применяется след. регулирующая арматура: в однотрубной системе водяного отопления — проходной регулирующий кран (между подающей и обратной подводками помещают постоянно действующий замыкающий участок); трехходовой регулирующий кран (между подающей и обратной подводками помещают обходной участок, используемый по мере отключения краном отопит, прибора) ; в двухтрубной системе водяного отопления — кран двойного регулирования, имеющий повышенное гидравлич. сопротивление; в двухтрубной системе парового отопления низкого давления — паровой вентиль на паровой подводке; в двухтрубной системе парового отопления высокого давления помимо парового вентиля на паровой подводке — термо-статич. конденсатоотводчик и вентиль на конденсатной подводке к прибору.

Приборный узел системы отопления с конвектором, имеющим воздушный клапан в кожухе, — постоянно проточный «по теплоносителю», а теплоотдача прибора регулируется «по воздуху», т.е. путем изменения кол-ва протекающего и нагревающегося внутри конвектора воздуха. П.у.с.о. для применения в системах отопления зданий массового стр-ва унифицируются по диаметру (напр., Dy -20) и длине подводок (напр., 370 мм). Унифициров. П.у.с.о. с короткими подводками (длиной до 500 мм каждая) устанавливается без уклона труб.

Элементы систем отопления

Исследованиями установлено, что если в стальных радиаторах температура наружных поверхностей при расчетных условиях ниже температуры теплоносителя на 5°С, в чугунных радиаторах в зависимости от схемы движения теплоносителя меньше на 5-10°С, то в стальных конвекторах с кожухом температура на его поверхности ниже на 60°С. Таким образом, в системах отопления с конвекторами можно применять теплоноситель с параметрами 130-70 °С. При этом температура на поверхности кожуха составляет 65°С, на оребрении — 100°С, температура воздуха на выходе из конвектора — 95 °С.

Использование теплоносителя 130-70°С вместо 105-70°С либо 95-70°С снижает его расход в 2-2,5 раза, а располагаемое давление в системе для циркуляции воды при присоединении к тепловым сетям с помощью водоструйного элеватора увеличивается в 2-2,5 раза. Такое техническое решение позволяет в системах отопления зданий обычной и повышенной этажности применять трубы на один-два размера меньше, при обеспечении высокой гидравлической и тепловой устойчивости.

Наиболее массовым элементом систем центрального отопления являются приборные узлы. Конструкция их зависит от схемы монтажных положений отопительных приборов, разновидности систем отопления, типов приборов и регулирующих кранов. В результате теплогидравлических исследований были разработаны унифицированные конструкции трубных узлов для вертикальных и горизонтальных однотрубных систем отопления для всех типов отопительных приборов, выпускаемых промышленностью.

Диаметры труб принимаются в соответствии с расчетом системы отопления. Для вертикальных систем отопления унифицированные узлы даны в двух вариантах — для промежуточных этажей и для верхнего этажа П-образных стояков. Узлы разработаны только с односторонним присоединением отопительных приборов к стоякам со смещенными замыкающими или обходными участками. Длина подводящих труб от стояка до прибора принята стандартной — 370 мм, стояки располагаются на расстоянии 150 ±50 мм от кромки оконного проема. Во всех узлах регулирующие краны устанавливаются на нижних подводках к приборам независимо от направления движения теплоносителя по стоякам снизу вверх или сверху вниз. Такое расположение кранов позволяет при необходимости демонтировать их без разборки междуэтажных стояков.

Унифицированные трубные узлы включают ограниченную номенклатуру длин и соединяются по резьбосварной технологии.

Междуэтажные вставки разработаны едиными для проточно-регулируемых систем отопления и с замыкающими участками и рассчитаны на строительную высоту этажа 2800 мм с допустимым отклонением ±15 мм. При других высотах этажа длину междуэтажной вставки следует соответственно изменить. Соединение междуэтажных вставок с унифицированными приборными узлами предусматривается на сварке с помощью компенсирующего стаканчика длиной 60 мм.

ПРИБОРНЫЙ УЗЕЛ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ

Совокупность конструктивных элементов для подведения теплоносителя в системе отопления, передачи определенного количества теплоты в обогреваемое помещение и отведения отдавшего теплоту теплоносителя. Приборный узел системы отопления состоит из теплопроводов — подводок к отопительным приборам или агрегатам.
Различают нерегулируемый и регулируемый приборный узел системы отопления. В первом теплопередача отопительного прибора или агрегата в помещение индивидуально количественно не регулируется. В регулируемый приборный узел системы отопления дополнительно включается либо регулирующая арматура на подводках, либо регулирующий воздушный клапан, входящий в конструкцию отопительного прибора (конвектора). Применяется следующая регулирующая арматура: в однотрубной системе водяного отопления — проходной регулирующий кран (между подающей и обратной подводками помещают постоянно действующий замыкающий участок); трехходовой регулирующий кран (между подающей и обратной подводками помещают обходной участок, используемый по мере отключения краном отопительного прибора); в двухтрубной системе водяного отопления — кран двойного регулирования, имеющий повышенное гидравлическое сопротивление; в двухтрубной системе парового отопления низкого давления — паровой вентиль на паровой подводке; в двухтрубной системе парового отопления высокого давления помимо парового вентиля на паровой подводке — термостатический конденсатоотводчик и вентиль на конденсатной подводке к прибору.
Приборный узел системы отопления с конвектором, имеющим воздушный клапан в кожухе, — постоянно проточный «по теплоносителю», а теплоотдача прибора регулируется «по воздуху», т.е. путем изменения количества протекающего и нагревающегося внутри конвектора воздуха. Приборный узел системы отопления для применения в системах отопления зданий массового строительства унифицируются по диаметру и длине подводок. Унифицированные приборные узлы системы отопления с короткими подводками (длиной до 500 мм каждая) устанавливается без уклона труб.

Классификация систем отопления

Системы водяного отопления различают:

а) по схеме соединения труб с отопительными приборами:

— однотрубные с последовательным соединением приборов;

— двухтрубные с параллельным соединением приборов;

— бифилярные с последовательным соединением сначала всех первых половин приборов, затем для течения воды в обратном направлении всех вторых их половин;

б) по положению труб, объединяющих отопительные приборы по вертикали или по горизонтали — вертикальные и горизонтальные;

в)по расположению магистралей:

— с верхней разводкой при прокладке подающей магистрали выше отопительных приборов;

— с нижней разводкой при расположении и подающей и обратной магистралей ниже приборов;

— с «опрокинутой» циркуляцией воды при прокладке обратной магистрали выше приборов;

г)по направлению движения воды в подающей и обратной магистралях:

— с тупиковым (встречным) движением воды в системе отопления

— попутным (в одном направлении) движением воды в системе отопления.

На рис. 1а) приведена схема вертикальной однотрубной системы насосного водяного отопления с верхней разводкой, с двусторонним (стояки 1, 2,4) и односторонним (стояки 3, 5) присоединением приборов к стоякам. Стояки показаны условно трех различных типов: нерегулируемого проточного (стояк 1); с замыкающими участками осевыми (стояк 2) и смещенными (стояк 3) с проходными регулирующими кранами (КРП, поставленные со стороны входа теплоносителя в приборы); проточно-регулируемого с обходными участками (стояки 4,5) с трехходовыми регулирующими кранами (КРТ).

На рис. 1б) дана схема вертикальной однотрубной системы насосного водяного отопления с нижней разводкой и П-образными стояками условно трех типов (по аналогии с рис. 1а): нерегулируемого проточного (стояк 7), регулируемого со смещенными замыкающими участками и кранами КРП (стояки 2, 2), проточно-регулируемого с обходными участками и кранами КРТ (стояки 4, 5). При непарных отопительных приборах восходящую часть стояков делают «холостой» (стояки 3, 5).

На рис. 1в) показана схема вертикальной однотрубной системы насосного отопления с опрокинутой циркуляцией воды и проточным расширительным баком. Стояки могут быть проточными (стояки 1, 5) или со смещенными обходными (стояки 2, 5) и замыкающими (стояк 4) участками. Проточный стояк 1 изображен с конвекторами типа «Комфорт-20», имеющими две горизонтально расположенные греющие трубы и регулирующий воздушный клапан.

На рис.2 приведена схема горизонтальной однотрубной системы насосного водяного отопления с ветвями условно различной конструкции. Проточная ветвь I изображена для радиаторов, установленных на двух этажах, причем радиаторы на первом этаже объединены воздушной трубой, на втором этаже снабжены воздушными кранами. Бифилярная ветвь II показана для трубчатых отопительных приборов (конвекторов, гладких и ребристых труб). Ветвь III дана для регулируемых приборных узлов с кранами КРП и замыкающими участками постоянной длины с дросселирующими вставками. Аналогично может быть выполнена ветвь с обходными участками и кранами КРТ, хотя в этом случае затруднен централизованный спуск воды.

На рис. 3 изображена схема вертикальной двухтрубной системы насосного водяного отопления с верхней (в левой части рисунка) и нижней разводкой. При нижней разводке удаление воздуха из системы может быть централизованным (через воздушную линию) и местным (через воздушные краны). В приборные узлы входят краны двойной регулировки (КРД) или краны повышенного гидравлического сопротивления — КРП с дросселирующим устройством (в системах отопления многоэтажных зданий с нижней разводкой).

Основные приборные узлы, относящиеся к горизонтальным двухтрубным системам с верхней разводкой показаны на рис. 4а), с нижней разводкой-на рис. 4б). Слева изображено змеевиковое (последовательное) соединение трубами таких приборов, как гладкие и ребристые трубы, плинтусные конвекторы, справа — присоединение колончатых радиаторов по схемам сверху-вниз (см. рис. 4,а) и снизу-вниз (см. рис. 4,б).

10.3. Последовательность проектирования системы отопления

Исходные данные для проектирования: назначение и технология, планировка и строительные конструкции здания; климатические условия и положение здания на местности; источник теплоснабжения; температура помещений.

Расчет теплового режима. Теплотехнический расчет наружных ограждений конструкций, расчет теплового режима в помещениях, определение тепловых нагрузок для отопления (см. раздел I и гл. 8).

Выбор системы. Выбор параметров теплоносителя и гидравлического давления в системе, вида отопительных приборов и схемы системы (с технико-экономическим обоснованием в необходимых случаях).

Конструирование системы. Размещение отопительных приборов, стояков, магистралей и других элементов системы. Деление системы на части постоянного и периодического действия, для позонного и пофасадного регулирования. Назначение уклона труб; схемы движения, сбора и удаления воздуха; компенсации удлинения и изоляции труб; мест спуска и наполнения водой стояков и системы. Выбор вида запор-но-регулирующей арматуры, ее размещение.

Конструирование заканчивают вычерчиванием схемы системы с нанесением тепловых нагрузок отопительных приборов и расчетных участков.

Теплогидравлический расчет системы. Гидравлический расчет системы. Тепловой расчет труб и приборов (см. гл. 9).

До гидравлического расчета проводят предварительный тепловой расчет (без учета теплоотдачи труб) отопительных приборов с греющими элементами из труб (конвекторы, змеевиковые радиаторы, бетонные панели), потери давления по длине которых заметно влияют на общие потери давления в стояках и ветвях. В этом случае предварительно выбранные размеры приборов уточняют после выполнения гидравлического расчета.

Допустимо делать окончательный тепловой расчет приборов любого вида до гидравлического расчета двухтрубных систем при скрытой прокладке труб.

После гидравлического расчета проводят сразу окончательный тепловой расчет «емкостных» отопительных приборов (радиаторы секционные и панельные колончатые, ребристые и гладкие трубы Dy = 40— 100 мм), потери давления в которых допустимо оценивать по местному сопротивлению на входе и выходе воды, а также тепловой расчет гравитационной системы отопления малоэтажных зданий.

Выбор системы отопления

При проектировании водяного отопления предпочтение отдается насосным однотрубным системам из унифицированных узлов и деталей с автоматическим пофасадным регулированием. Гравитационные системы применяют при отсутствии централизованного теплоснабжения, технико-экономическом обосновании их преимущества по сравнению с насосными или при технологической необходимости полного исключения шума и вибрации конструкций в здании.

Наиболее экономичные однотрубные системы проточного типа проектируют тогда, когда индивидуальное регулирование теплоотдачи отопительных приборов не обязательно или предусматривается установка приборов с воздушными регулирующими клапанами (например, конвекторов типа КН-20).

Однотрубные системы проточно-регулируемого типа (с кранами КРТ) используются в тех случаях, когда необходимо индивидуальное регулирование теплоотдачи приборов.

Однотрубные системы с замыкающими участками у приборов (с кранами КРП) применяют взамен проточно-регулируемых, когда требуется уменьшить потери давления в приборных узлах, несмотря на относительное увеличение площади нагревательной поверхности приборов (большее при узлах с осевым замыкающим участком, меньшее при узлах со смещенным замыкающим участком). Учитывают, что при смещенных замыкающих участках обеспечивается компенсация теплового удлинения этажестояков.

Вертикальные однотрубные системы рекомендуют для зданий, имеющих три этажа и более. Однотрубные системы с верхней разводкой устраивают для обеспечения централизованного удаления воздуха из системы вне рабочих помещений.

Однотрубные системы с нижней разводкой применяют в бесчердачных зданиях с техническими подпольями и подвалами, а также при необходимости поэтажно включать систему в действие в процессе строительства здания.

Однотрубные системы с опрокинутой циркуляцией воды устраивают преимущественно в зданиях повышенной этажности, в зданиях с обогреваемыми чердачными помещениями (с «теплыми» чердаками) или верхними техническими этажами. В таких системах рекомендуют применять отопительные приборы с греющими элементами из стальных труб (например, конвекторы).

Однотрубные системы следует разделять на две последовательно соединенные части, когда расчетная разность температуры воды превышает 45°С (например, 130-70°С).

Горизонтальные однотрубные системы рекомендуется применять в протяженных зданиях, в зданиях с ленточным остеклением, в зданиях, где каждый этаж имеет различное технологическое назначение или тепловой режим.

Бифилярные системы целесообразно устраивать при одинаковых тепловых нагрузках приборов, при автоматическом поддержании заданной температуры помещений путем пофасадного (вертикальные системы) или поэтажного (горизонтальные системы) количественного регулирования теплоотдачи отопительных приборов.

Вертикальные насосные двухтрубные системы с нижней разводкой могут применяться в зданиях, состоящих из разноэтажных частей, с установкой у отопительных приборов кранов КРД (малоэтажные здания) или КРП с дросселирующим устройством, т.е. повышенного гидравлического сопротивления (многоэтажные-до восьми этажей — здания), а также при установке индивидуальных автоматических регуляторов у каждого отопительного прибора.

Двухтрубные системы с верхней разводкой можно устраивать в малоэтажных зданиях (один-два этажа), особенно при естественной циркуляции воды. Такие системы используются для квартирного отопления при радиусе действия не более 15 м по горизонтали. Применения горизонтальных насосных двухтрубных систем следует избегать; при выборе по необходимости такие системы делают с попутным движением воды в магистралях.

Для сокращения длины и диаметра магистралей вертикальные системы отопления многоэтажных зданий рекомендуется применять с тупиковым движением воды, особенно если предусматривается автоматическое пофасадное регулирование. В насосных системах значительной протяженности при малой тепловой нагрузке стояков следует использовать для увязки потерь давления в параллельно соединённых участках (если расхождение при тупиковом движении воды превышает 15%) попутное движение воды в магистралях.