Системы парового отопления.

Системы отопления предназначены для восполнения тепловых потерь здания в холодный период года. Отопительные системы в зависимости от радиуса действия подразделяют на местные и центральные. Каждая отопительная система включает в себя три основные части: генератор тепла, теплопроводы, греющие поверхности.

К местным системам относят различные устройства, в которых все три части объединены и расположены в отапливаемом помещении (кирпичные и чугунные печи, газовые и электрические нагреватели, электромасляные радиаторы и т. п.). Местные системы могут быть расположены так, чтобы можно было отапливать одновременно два или три смежных помещения.

В центральных системах все три части разделены. От генератора тепла – котла, расположенного в котельной, по теплопроводам с помощью того или иного теплоносителя тепло транспортируется во все здания и помещения этого предприятия и поступает в расположенные в них нагревательные приборы, греющие поверхности которых отдают тепло воздуху помещений. При наличии станции ТЭЦ предприятие, поселение может пользоваться централизованным теплоснабжением.

В качестве теплоносителя в центральных системах могут служить вода, пар, воздух и (условно) электрический ток. Вид теплоносителя определяет название отопительных систем – водяные, паровые, воздушные. Кроме того, панельные системы отопления, в которых теплоносителем является вода или воздух.

Теплоноситель (вода), применяемый в этих системах, безвреден и позволяет легко регулировать температуру воздуха в отапливаемых помещениях. Температуру воды, циркулирующей в системе, изменяют в зависимости от температуры наружного воздуха (чем выше температура наружного воздуха, тем ниже температура циркулирующей в системе воды).

Системы различают по типу циркуляции воды в них (гравитационные и насосные), по схеме расположения разводящих трубопроводов (с нижней и верхней разводкой), по способу присоединения нагревательных приборов (двухтрубные и однотрубные).

Гравитационные системы (с естественной циркуляцией воды) используют только для отопления небольших зданий с протяженностью трубопроводов не более 200 м. Объясняется это наличием незначительного напора для преодоления гидравлических сопротивлений в трубопроводах: при большей протяженности трубопроводов применяют насосные системы (с механической циркуляцией), радиус действия которых не ограничен.

Принципиальная схема двухтрубной системы с естественным побуждением показана на рис. 3а.

Нагретая в котле вода поступает в главный стояк, затем в верхнюю разводящую магистраль, в присоединенные к ней горячие стояки, откуда по горячей подводке поступает в отопительные приборы. Здесь вода охлаждается, отдавая свою теплоту через стенки приборов воздуху помещения, и далее по обратной подводке, обратному стояку и обрат­ной магистрали возвращается в котел.

Рис. 3. Принципиальные схемы систем водяного отопления:

а – двухтрубная система с естественным побуждением и верхней разводкой;

б – однотрубная с нижней разводкой; в – однотрубная с верхней разводкой

Преимуществами системы водяного отопления с естественной циркуляцией перед системой с механической циркуляцией являются бесшумность ее работы вследствие малой скорости движения воды в системе (0, 1–0, 3 м/с) и отсутствие насоса; недостатками – применение труб большого диаметра и заглубление бойлера. Двухтрубные системы отопления применяют в одно- и двухэтажных зданиях.

Водяные системы отопления с механической циркуля­цией показаны на рис. 3, б, в. Их выполняют по одно­трубной схеме с верхней и нижней разводкой.

Между прямыми и обратными подводками к приборам имеются смещенные от стояков замыкающие участки, по которым вода может проходить, минуя приборы. Поступ­ление воды в приборы и в замыкающие участки регулиру­ется трехходовыми кранами.

При однотрубной схеме обратные стояки отсутствуют, вода из горячего стояка поступает в отопительный прибор, охлаждается в нем и по выходе опять поступает в тот же стояк. Поэтому в отопительные приборы расположенных ниже этажей вода будет поступать с более низкой темпера­турой. Чтобы компенсировать ее охлаждение, приборы на нижних этажах должны иметь большую поверхность, чем на верхних.

Для устройства системы по однотрубной схеме требует­ся меньшее количество труб, чем для двухтрубной, и, сле­довательно, однотрубные системы устанавливают в много­этажных зданиях.

Системы парового отопления

Паровые системы отопления бывают низкого (от 50 до 70 кПа) и высокого (более 70 кПа) давления, с верхней и нижней разводкой, одно- и двухтрубные, с самотечным возвратом конденсата (замкнутая система) и с перекачкой его насосом (разомкнутая система).

Замкнутую систему применяют только при размещении котла ниже отопительных приборов. Для облегчения стока конденсата от конденсационной линии ее прокладывают с уклоном не менее 0, 003. Для обеспечения стока попутного конденсата, образующегося вследствие охлаждения паропровода, разводящий паропровод также прокладывают с уклоном в сторону движения пара.

В разомкнутой системе отопления пар из котла поступает в главный стояк, в магистральные трубопроводы, паровые стояки и далее по ответвлениям в нагревательные приборы, где он охлаждается, отдавая скрытую теплоту парообразования через стенки прибора воздуху помещения, и конденсируется. Конденсат из приборов по конденсационной линии через конденсатоотводчик (конденсационный горшок) отводится в конденсатосборочный бак, откуда его перекачивают насосом в котел.

Чаще применяют системы низкого давления с верхней разводкой, двухтрубные с насосной перекачкой конденсата (при обслуживании нескольких зданий одной котельной).

Паровые системы высокого давления работают по тому же принципу, что и системы низкого давления.

Применение паровых систем отопления ограничено вследствие многих недостатков: отсутствует возможность качественного регулирования параметров теплоносителя; пыль, оседающая на поверхности приборов, пригорает с выделением оксида углерода; системы подвержены интенсивной коррозии (особенно конденсатопровода), а в трубопроводах бывают гидравлические удары и шум.

Преимуществами паровых систем по сравнению с водяными являются меньшие диаметры трубопроводов за счет высокого теплосодержания пара (1 г пара при конденсации отдает примерно 2, 26 кДж, а 1 кг воды при охлаждении с 95° до 70°С — 0, 105 кДж), простота устройства и небольшая стоимость монтажа системы.

Положительные свойства паровых и водяных систем хорошо сочетаются в комбинированных системах отопления.

Вопросы для самопроверки

1. Какие вы знаете системы отопления?

2. Расскажите о центральных системах отопления.

3. Опишите схемы систем отопления.

4. Проанализируйте преимущества водяного отопления.

5. Проанализируйте преимущества парового отопления.

Урок 7