Введение.
Теплоснабжение это отрасль народного хозяйства, которая относится к энергетике.
Каждая система теплоснабжения состоит из следующих основных элементов: источника тепловой энергии, тепловой сети, абонентских вводов и местных систем потребления тепла.
Системы теплоснабжения с различными устройствами и назначениями элементов классифицируют по признакам: источнику приготовления тепла; роду теплоносителя; способу подачи воды на горячее водоснабжение; количеству трубопроводов тепловых сетей; способу обеспечения потребителей тепловой энергией.
По источнику приготовления тепла в нашей стране различают три вида систем теплоснабжения:
1) высокоорганизованное централизованное теплоснабжение на базе комбинированной выработке тепла и электроэнергии на ТЭЦ теплофикация;
2) централизованное теплоснабжение от районных отопительных и промышленно-отопительных котельных;
3) децентрализованное теплоснабжение от мелких котельных, индивидуальных отопительных печей и других мелких нагревательных приборов.
По роду теплоносителя различают водяные и паровые системы теплоснабжения.
Водяные системы применяют в основном для теплоснабжения сезонных потребителей и горячего водоснабжения, а в некоторых случаях и для технологических процессов. В нашей стране тепловые сети по протяжённости составляют около48% от общей длины всех тепловых сетей.
Паровые системы теплоснабжения распространены главным образом на промышленных предприятиях, где требуется высокотемпературная тепловая нагрузка.
По способу подачи воды на горячее водоснабжение водяные системы делят на закрытые и открытые. В закрытых водяных системах теплоснабжения воду из тепловых сетей используют только как греющую среду для нагревания в подогревателях поверхностного типа водопроводной воды, поступающей затем в местную систему горячего водоснабжения. В открытых системах водяных системах теплоснабжения горячая вода к водоразборным приборам местной системы горячего водоснабжения поступает непосредственно из тепловых сетей.
По количеству трубопроводов различают однотрубные и много трубные системы теплоснабжения.
По способу обеспечения потребителей тепловой энергией различаются одноступенчатые и многоступенчатые.
В одноступенчатых потребитель тепла присоединяют непосредственно к тепловым сетям. Узлы присоединения потребителей тепла к тепловым сетям называют абонентскими вводами. На абонентском вводе каждого здания устанавливают подогреватели горячего водоснабжения, элеваторы, насосы, арматуру, контрольно-измерительные приборы для регулирования параметров и расходов теплоносителя по местным отопительным и водоразборным приборам. Поэтому часто абонентский ввод называют местным тепловым пунктом(МТП). Если абонентский ввод сооружается для отдельной, например технологической установки, то его называют индивидуальным тепловым пунктом(ИТП).
Непосредственно присоединение отопительных приборов ограничивает пределы допустимого давления в тепловых сетях, так как высокое давление , необходимое для транспорта теплоносителя к конечным потребителям, опасно для радиаторов отопления. В силу этого одноступенчатые системы применяют для теплоснабжения ограниченного числа потребителей от котельных с небольшой длиной тепловых сетей.
В многоступенчатых системах между источником тепла и потребителями размещают центральные тепловые пункты(ЦТП) или контрольно-распределительные пункты(КРП), в которых параметры теплоносителя могут изменяться по требованию местных потребителей. ЦТП и КРП оборудуются насосными и водоп одогревательными установками, регулирующей и предохранительной арматурой, контрольно-измерительными приборами, предназначенными для обеспечения группы потребителей в квартале или районе теплом необходимых параметров. С помощью насосных или водоподогревательных установок магистральные трубопроводы(первая ступень) соответственно частично или полностью гидравлически изолируются от распределительных сетей(вторая ступень). Из ЦТП или КРП теплоноситель с допустимыми или установленными параметрами для местных потребителей по общим или отдельным трубопроводам второй ступени подаётся в МТП каждого здания. При этом в МТП производиться лишь элеваторное подмешивание обратной воды из местных отопительных установок, местное регулирование расхода воды на горячее водоснабжение и учёт расхода тепла.
1.Теоретические основы и технология теплоснабжения.
В большинстве городов России и в частности Нефтеюганске принята централизованная система теплоснабжения с источником работающем на органическом топливе(газ, мазут).
1.1. Горячего водоснабжения.
Система горячего водоснабжения состоит из источника приготовления горячей воды, трубопроводов, по которым вода от источника поступает к водоразборным приборам потребителей, и приспособлений для регулирования параметров и контроля расхода теплоносителя. Системы отличаются большим разнообразием, поэтому их классификация производится по многим признакам.
По месту расположения источника системы горячего водоснабжения различаются на децентрализованные и централизованные.
Децентрализованные системы обеспечиваются горячей водой от местных источников, размещённых непосредственной близости от водоразборных приборов.
В централизованных системах горячая вода поступает к большой группе потребителей от внешних тепловых сетей от ТЭЦ и районных котельных или от собственных котельных. На промышленных предприятиях горячее водоснабжение может быть организованно от различных установок по использованию вторичных энергоресурсов. Централизованное горячее водоснабжение внешних водяных тепловых сетей бывает двух видов:
а) с непосредственным водоразбором в открытых системах теплоснабжения;
б) с нагревом местной трубопроводной воды в подогревателях в закрытых системах теплоснабжения.
В централизованных системах горячего водоснабжения от собственных котельных и утилизационных установок способы нагрева горячей воды зависят от типа котлов и установок. Если водогрейные установки имеют большую ёмкость, то горячая вода может подаваться в водоразборные приборы непосредственно. Непосредственное приготовление горячей воды в водогрейных установках экономически выгодно тем, что большой запас воды позволяет обходиться без баков-аккумуляторов. Использование стальных водогрейных котлов большой производительности специально для подогрева воды до6070ОС на горячее водоснабжение технически нерационально из-за повышенной коррозии хвостовых поверхностей нагрева.
По назначению потребителей различают системы горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий. Системы горячего водоснабжения жилых домов и некоторых типов гостиниц отличаются многочисленностью стояков и ответвлений к водоразборным приборам, размещённым по всему объёму здания. Во многих общественных, административных и производственных зданиях пункты общего пользования горячей водой(санитарные узлы, общие и индивидуальные душевые и ванные кабины, мойки) сосредоточены в нескольких помещениях. В жилых домах, лечебных, гостиничных и некоторых других учреждениях водоразборные
приборы размещаются на различных этажах; пункты общественного пользования горячей водой коммунальных, спортивных, производственных предприятий располагаются преимущественно на первом этаже или в подвалах. Различное гидростатическое давление в стояках горячего водоснабжения многоэтажных зданий требует установки на отводах в квартиры дроссельных шайб или принятия других мероприятий для обеспечения одинаковых избыточных давлений слива воды из водоразборных приборов на разных этажах. В малоэтажных зданиях и производственных бытовых помещениях эти требования не имеют существенного значения.
Суточная неравномерность горячего водоснабжения жилых зданий домов существенно отличается от не равномерности общественно-производственного потребления горячей воды. Для последних характерно периодическое пользование горячей водой в определённое время суток, которое требует в одном случае создание запасов горячей воды, а в другом временного включения подогревателей воды.
По прокладка трубопроводов от местного теплового пункта до водоразборных приборов различают системы: с верхней и нижней разводкой, тупиковые и с циркуляцией.
По способу циркуляции горячей воды системы бывают с естественной и принудительной(насосной) циркуляцией.
По месту аккумулирования горячей воды различают системы:
1) с индивидуальным аккумулированием в МТП;
2) с групповым аккумулированием в ЦТП;
3) в водогрейных котлах местной котельной;
4) с центральным аккумулированием у источника тепла.
1.1.1. Централизованные системы горячего водоснабжения.
Отличительной чертой централизованного горячего водоснабжения является непрерывное поступление горячей воды у водоразборным приборам. В современных системах теплоснабжения наибольшее распространение получило приготовление горячей воды в местных или центральных тепловых пунктах, и которых вода поступает в системы горячего водоснабжения.
Горячее водоснабжение от МТП организуется главным образом при районном или квартальном теплоснабжении. Схемы местных систем горячего водоснабжения отличаются большим разнообразием и зависят от назначения и размеров здания, характера изменения тепловой нагрузки и многих других факторов.
В банно-прачечных хозяйствах и подобных им предприятиях с постоянным и большим водоразбором распространены наиболее простые и дешёвые тупиковые схемы с верхней разводкой и аккумулятором. Горячая вода в таких системах может приготавливаться заранее до начала водоразборов. Большой запас воды в аккумуляторе позволяет сохранять высокую температуру даже при продолжительных перерывах потребления воды. Такие системы используют также в небольших малоэтажных жилых домах с периодическим разбором.
В больших жилых зданиях с неравномерным потреблением горячей воды и без аккумулирования тупиковая разводка недопустима , так как продолжительное прекращение водоразбора может привести к недопустимому остыванию воды и необходимости её слива. Остывание воды в разводящих трубопроводах предупреждается непрерывной или кратковременной естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя в местной системе.
Естественная циркуляция наиболее эффективна в системах с верхней разводкой, так как с устройством замкнутого контура непрерывно действующая циркуляция возникает естественным путём. Естественное движение воды происходит за счёт разной плотности горячей и остывшей воды. Обычно разность плотности воды бывает небольшой, поэтому необходимое циркуляционное давление обеспечивается тщательной тепловой изоляцией подающего стояка и прокладкой разводящих трубопроводов без тепловой изоляции. В результате разность температур воды в контуре(навыходе из подогревателя и на входе в него) достигает максимального значения.
В зданиях с большими чердачными помещениями вместо воздухосборников целесообразно устанавливать баки-аккумуляторы. В верхних баках-аккумуляторах, сообщённых с атмосферой, наблюдается частичная деаэрация воды, в результате которой ослабляется внутренняя коррозия трубопроводов. Как подтвердила практика, системы с верхним баком оказались долговечнее систем с нижним расположением аккумуляторов.
В виду сравнительно малой величины естественного циркуляционного давления пределы применения естественной циркуляции ограничены(табл.1.1).
В зданиях с длиной разводящих трубопроводах, превышающих допустимые пределы, применяется принудительная циркуляция с помощью насосов. Она допускается в системах с нижней разводкой трубопроводов. Такие системы удобны для жилых домов новых серий, в которых чердачные помещения отсутствуют или малы для размещения трубопроводов и арматуры.
Системы горячего водоснабжения с непрерывной циркуляцией работают с постоянным подогревом воды, что является необходимым условием применения полотенцесушителей. Поэтому в жилых домах и зданиях, перечень которых установлен нормами проектирования[4], горячее водоснабжение должно проектироваться с циркуляцией и полотенцесушителями. Полотенцесушители размещаются в ванных комнатах и душевых помещениях на трубопроводах, в которых обеспечивается постоянное протекание горячей воды. Часто Полотенцесушители присоединяются к циркуляционным стоякам
Необходимость применения циркуляции определяется из условия, чтобы температура воды в наиболее удалённой и высокорасположенной точке водоразбора была не ниже значений: для закрытой системы не менее 500C; для открытой не менее 600С[1]. При этом в жилых домах до пяти этажей без полотеенцесушителей циркуляция воды должна предусматриваться только в подающих трубопроводах. В зданиях большой и любой этажности, но с полотенцесушителями на трубопроводах горячего водоснабжения, циркуляция должна предусматриваться в подающих трубопроводах и разводящих стояках одновременно.
Системы горячего водоснабжения с нижней разводкой и аккумулированием могут иметь только нижнее расположение баков-аккумуляторов. Нижние баки находятся под статическим давлением воды самой высокой точки водоразбора, поэтому в них деаэрация воды не происходит. Запас тепла в баках создаётся при уменьшении или прекращении водоразбора, когда производительность насоса и подогревателя превышает нагрузку горячего водоснабжения. В такие периоды поступление холодной воды из водопровода в замкнутую систему уменьшается или полностью прекращается, а непрерывная работа подогревателя используется на повышение тепловой энергии в системе.
При отсутствии водоразбора вся горячая вода из подогревателя поступает в систему(на циркуляцию) и в бак, вытесняя из него холодную воду сверху вниз. Вытесняемая из бака вода смешивается с остывшей циркуляционной водой и вновь через подогреватель нагнетается в бак и в систему. При частичном водоразборе убыль воды в системе пополняется из водопровода, а поступление горячей воды в бак уменьшается на величину установившегося водоразбора. Такой процесс постепенного заполнения аккумулятора горячей водой называется зарядкой. Когда разбор горячей воды становиться равным производительности зарядочного насоса и подогревателя, зарядка аккумулятора прекращается, и ввиду падения давления в циркуляционном
трубопроводе обратный клапан закрывается, прекращая циркуляцию воды. При максимальном водоразбора, превышающем производительность установки, давление в разводящих трубопроводах становиться меньше давления в водопроводе. Когда под давлением холодной водопроводной воды недостающее количество горячей воды будет вытесняться в систему из бака снизу вверх аккумулятор при этом разряжается.
Резкие колебания нагрузки горячего водоснабжения вызывают непрерывные смены процессов зарядки и разрядки, поэтому схемы с нижним расположением аккумуляторов должны быть полностью автоматизированы.
Схемы горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором из тепловых сетей отличаются от ранее изложенных, лишь в том, что в тепловых пунктах вместо подогревателей устанавливаются групповые смесители. Смесители предназначены для понижения температуры сетевой воды из подающего трубопровода подмешиванием более холодной воды, поступающей из системы отопления. Необходимая температура горячего водоразбора регулируется изменением подачи воды из подающего трубопровода с помощью регулятора температуры. Для устранения перетоков воды из подающего трубопровода в обратный на обратном трубопроводе устанавливается обратный клапан.
Подогреватели горячего водоснабжения в закрытых системах теплоснабжения обходятся значительно дороже смесителей. Но при непосредственном водоразборе из тепловых сетей затраты на подготовку подпиточной воды на тепловой станции и перекачку теплоносителя в сетях превышает экономию, получаемую от замены подогревателей в тепловых пунктах смесительными приборами. Использование комбинированной схемы даёт ощутимую экономию расхода сетевой воды за счёт добавки в местную системы водопроводной воды, нагреваемой в подогревателе обратной водой из системы отопления. Когда температура сетевой воды в обратном трубопроводе повышается до 70 0С, водоразбор из подающего трубопровода может быть полностью сокращён. В этом случае горячее водоснабжение целиком обеспечивается водопроводной водой, нагреваемой в теплообменнике. Эта схема по капитальным затратам дороже схем с непосредственным водоразбором, но, по данным эксплуатации в Свердловэнерго, позволяет сократить объём водоподготовки на3540% и расход электроэнергии на циркуляцию сетевой водына20 %.
Горячее водоснабжение от ЦТП рассчитывают обычно для обслуживания220зданий. Групповые подогреватели(в закрытых системах теплоснабжения) и смесительные устройства(воткрытых системах теплоснабжения) вЦТП присоединяются к тепловым сетям по таким же схемам, как и в МТП. ИзЦТП горячая вода по квартальным сетям подаётся в МТП каждого здания в квартале. МТП системы горячего водоснабжения зданий подающими и циркуляционными стояками врезаются соответствующие трубопроводы, положенные от ЦТП обычно в подвалах домов.
Групповое приготовление горячей воды вЦТП вместе с преимуществами, имеет много недостатков. Наиболее серьёзные недостатки вызваны непосредственным присоединением стояков местных систем горячего водоснабжения к квартальным трубопроводам отЦТП. Непосредственное соединение создаёт большое число перемычек между подающим и циркуляционными трубопроводами, которое затрудняет равномерное распределение горячей воды по стоякам в здании и между зданиями. Ввиду неравенства гидравлического сопротивления ближних и дальних перемычек расходы воды по мере удаления зданий отЦТП по перемычкам уменьшаются и иногда значительно. Для восстановления расчётных расходов горячей воды в каждом здании требуется установка вМТП дополнительной регулирующей арматуры, например регуляторов расхода, шайб. Это, в свою очередь, усложняет наладку системы и её обслуживание.
Стремление увеличить число обслуживаемых зданий в радиусе действияЦТП приводит также к существенному снижению температуры горячей воды у наиболее удалённых потребителей. Низкая температура воды способствует росту её потребления за счёт слива остывшей воды и сокращения расхода холодной воды на подмешивание к горячей воде. Для предупреждения значительного охлаждения и слива воды из системы наиболее удалённых зданий рекомендуется предусматривать в них дополнительную автономную циркуляцию воды с помощью местных циркуляционных насосов, которая одновременно повышает гидравлическую устойчивость горячего водоснабжения.
Исходя из отмеченных явлений, выбор группового приготовления горячей воды в каждом конкретном случае необходимо поддерживать технико-экономическим расчётом.
Централизованное горячее водоснабжение в системах с паровым теплоносителем применяется в основном в рабочих посёлках сельских населённых пунктов имеющих собственные паровые котельные или получающих тепло от ближайших производственных комплексов. Приготовление горячей воды производиться либо на месте потребления по схемам, рассмотренным выше, либо непосредственно в котельных. Водопроводная вода нагревается в секционных или ёмких пароводяных подогревателях поверхностного типа. Для банно-прачечных комбинатов и душевых производственных предприятий допускается использование смесительных подогревателей, в которых пар подводиться под уровень воды через перфорированные трубы или бесшумные пароструйные смесители.
1.1.2. Санитарные приборы, трубы и арматура.
Системы горячего водоснабжения монтируют из стальных оцинкованных труб, а при диаметрах более 150 мм из обычных не оцинкованных сварных труб. В отдельных случаях допускается применение труб из пластических масс и стальных труб с покрытием внутренних поверхностей термостойкими и противокоррозионными материалами.
Арматуру используемую в системах горячего водоснабжения, разделяют на трубопроводную и водоразборную. К трубопроводной арматуре относят: задвижки, вентили, регулирующие и предохранительные клапаны, направляющую арматуру. Арматура, устанавливаемая на трубопроводы горячего водоснабжения, изготавливается из стали, серого и ковкого чугуна, бронзы и термостойких пластмасс на рабочее давление до1 МПа. Арматура соединяется с трубопроводами диаметром до 50мм на резьбе, с трубами большего диаметрана фланцах. На всех трубопроводах с диаметром до 50мм применяется муфтовая арматура из цветных металлов или термостойких пластмасс. Для удаления воздуха из верхних точек системы применяют воздухосборники или различные воздухоотводчики.
Водоразборная арматура выполняется разнообразных конструкций. Туалетные краны и смесители для умывальников и ванн жилых и общественных зданий изготовляются из цветных металлов с хромированной поверхностью, краны и смесители для моек и кухонных раковиниз цветных металлов(схромированием и без хромирования) или из ковкого чугуна.
Полотенцесушители заводской поставки собираются из никелированных латунных или водогазопроводных оцинкованных труб с наружным диаметром до38мм, а на месте монтажа могут изготовляться из оцинкованных труб в виде изогнутых змеевиков. Недостаток гнутых полотенцесушителей являются отслоение цинковых покрытий на сгибах труб, которые способствуют ускоренной коррозии. Прямоточные регистры из стальных оцинкованных труб конструкции Моспроекта более
долговечны благодаря сборке секций из прямых труб без сварки. Высокой коррозийной стойкостью обладают полотенцесушители из сборных чугунных регистров конструкции НИИ Мосстроя. Такие полотенцесушители собираются из гладких чугунных труб, соединённых на резьбе с помощью чугунных угольников.
1.1.3. Оборудование установок горячего водоснабжения.
В системах горячего водоснабжения широкое распространение получили скоростные и ёмкие подогреватели.
Скоростные водоводяные секционные подогреватели изготовляют из стандартных труб с наружным диаметрами57325мм. Внутри корпуса размещается пучок латунных или стальных трубок от7до140шт. с диаметром16/14,5и16/13,2мм. Секции со стальными трубками в водопроводной воде быстро коррозируют, поэтому применяются в независимых отопительных системах, заполненных водой постоянного качества. Секции с латунными трубками лучше противостоят коррозии, поэтому используются для горячего водоснабжения. Необходимая поверхность нагрева подогревателя набирается соединением нескольких секций. Секции соединяются между собой по ходу греющей воды патрубками на фланцах, по ходу нагреваемой водыкалачами. Подогреваемую воду рекомендуется пропускать в трубном пучке, это облегчает чистку внутри трубок и подбор допустимой скорости воды(до2м/с). Противоточное движение теплоносителей с предельными скоростями потоков позволяет получить высокие коэффициенты теплопередачи.(до1500Вт/м20С), вследствие чего подогреватели называются скоростными. Подогреватели рассчитаны на допустимое давление в межтрубном и трубном пространствахдо1МПа и выпускаются промышленностью без линзовых компенсаторов на корпусе.
Скоростные пароводяные подогреватели выпускаются по нагреваемой воде двух-ичетырёхходовыми конструкциями в однокорпусном исполнении. Двухходовые подогреватели рассчитаны на перепад температур нагреваемой воды250С, что применимо для отопительных систем. Для горячего водоснабжения принимаются четырёхходовые подогреватели, дающие более высокий нагрев воды. Поверхность нагрева этих подогревателей выполняется из латунных трубок диаметром16/14мм.
Ёмкие подогреватели предназначены для горячего водоснабжения с периодическим водоразбором. Поверхности нагрева подогревателей изготавливаются из стальных труб диаметром33,53,25и 482,в виде двухходовых змеевиков. Подогреватели рассчитаны на применение парового и водяного греющего теплоносителя. Конструкция подогревателя не позволяет обеспечить высокие скорости теплоносителей, поэтому коэффициент теплопередачи примерно в3раза меньше, чем в скоростных подогревателях. Ёмкие подогреватели, обогреваемые паром с давлением более0,07МПа и водой с температурой выше1150С, для безопасности обслуживания должны иметь предохранительные клапаны.
Смешивающие пароводяные подогреватели по принципу действия бывают: барботажные, струйные, капельные и плёночные. В барботажных подогревателях пар подаётся под уровень воды по перфорированным трубкам. Этот способ малопроизводителен и применяется для нагревания малых объёмов воды. Работа пароструйных подогревателей сопровождается сильным шумом, поэтому их применяют в установках горячего водоснабжения предприятий. Интенсивное смешение теплоносителей обеспечивает большие коэффициенты теплопередачи(до20000Вт/м20С). несколько меньше коэффициенты теплопередачидостигаются в капельных и плёночных подогревателях.
Смесители применяют для получения требуемой температуры горячей воды при непосредственном водоразборе из тепловых сетей.
Аккумуляторы бывают прямоугольной и цилиндрической формы. Баки должны иметь лазы с закрывающимися крышками, а при высоте более1,5ми внутренние лестницы. Внутри баки покрывают антикоррозийной защитой, снаружи ёмкости теплоизолируются и окрашиваются.
Прямоугольные аккумуляторы допускается использовать только при верхнем размещении(начердаке), потому что они не рассчитаны для работы под избыточным давлением. Баки оборудуются пароотводящим патрубкам, сообщённым с атмосферой, и переливным устройством. Конструкция аккумулятора должна предусматривать слив горячей воды на высоте1м от днища бака и отвод воды в систему горячего водоснабжения на высоте не менее50мм от днища. этим условием уменьшается насыщение воды воздухом и вынос шлама из бака.
При нижнем расположении аккумуляторов используют только цилиндрические баки, рассчитанные на рабочее давление не менее0,6МПа. В качестве аккумуляторов пригодны также механические фильтры(безвнутреннего устройства). Нижние баки-аккумуляторы всегда находятся под давлением, поэтому должны иметь предохранительные клапаны. Количество баков-аккумуляторов принимается не менее двух, каждые по50% рабочего объёма.
Водомеры в тепловых пунктах устанавливают на линиях водопроводной воды с температурой до300С. по конструкции различают водомеры крыльчатые и турбинные. Водомеры подбираются по калибрам, при выборе водомеров руководствуются характерным расходом, при котором потеря напора в водомере составляет10м. Длительная работа водомера на характерном расходе недопустима по соображениям прочности счётного механизма. При минимальных расходах воды показания прибора становятся неустойчивыми. Нормальная работа характеризуемая устойчивой точностью измерений, соответствует расходу воды20%(длятурбинных) и30%(длякрыльчатых) от характерного расхода. При максимально допустимом расходе воды допустимая потеря напора не должна превышать2,5м в крыльчатых и1,5м в турбинных водомерах. Для длительной эксплуатации водомера рекомендуется принимать потери напора не более1м для крыльчатых и0,5м для турбинных, при этом суточный расход не должен превышать два характерных расхода.
Насосы в системах горячего водоснабжения применяются в основном на циркуляционных линиях с температурой воды до600С. Потери напора в циркуляционных трубопроводах невелики, поэтому используются малонапорные насосы. Зарядочные и подкачивающие насосы работают в условиях, подобных циркуляционным насосам. Таким условиям наиболее соответствуют характеристики насосов К, ВК, ВС, ЦНШ. Количество насосов, установленных в тепловом пункте, должно быть не менее двух, один из них принимается резервным.
1.2. Отопление.
Системы отопления, создаваемые в процессе проектирования и возведение зданий, являются их органической частью. Все элементы систем оборудование, теплопроводы, приборы, арматура связаны со строительными конструкциями и интерьером помещений, поэтому развитие строительной техники отопления. Повышение степени механизации и индустриализации общестроительных работ вызывает унификацию и укрупнение монтажных элементов, в том числе и элементов систем отопления, что обеспечивает снижение трудовых затрат и сокращение сроков монтажных работ.
С другой стороны, системы отопления предназначены для длительной эксплуатации совместно с другими системами технического обеспечения жизни и деятельности людей и поэтому является частью технологического (инженерного) оборудования зданий. Все их элементы рассчитывают для выполнения определённых теплогидравлических функций. Эти элементы, представляя
собой отдельные механические детали, совершенствуются независимо от развития общестроительной техники.
Строительно-механическая двойственность систем отопления проявляется в каждом проекте. При проектировании стремятся надёжно обеспечить тепловой режим зданий при действии будущих систем отопления и вместе с тем увязывают элементы систем с архитектурно-строительными деталями зданий. Наиболее тесно увязываются детали при разработке систем параллельно-лучистого отопления, когда греющие элементы включаются в строительные конструкции зданий.
Таким образом, при проектировании отопления решают задачи создания надёжных и экономических систем, органически связанных с конструкциями зданий, способствующих внедрению индустриальных способов производства заготовительно-монтажных работ.
В недалёком будущем можно ожидать применения более тёплых искусственных строительных материалов, использование теплоты фазовых превращений в строительных конструкциях и утепления световых проёмов помещений, что значительно снизит теплозатраты на отопление и, возможно, даже изменит конструкцию систем. Могут, например, получить распространение комбинированные системы отопления, состоящие из централизованной водяной части упрощённой конструкции с приборами не только уменьшенной, но и одинаковой мощности, создающей устойчивое фоновое отопление, и из дополнительных индивидуальных быстродействующих приборов, обеспечивающих поддержание необходимой температуры помещений.
В настоящее время при централизованном теплоснабжении высокотемпературной водой считается оправданным стремление повышать расчётную температуру и скорость движения теплоносителя в системах отопления. Это делают для уменьшения площади поперечного сечения теплопроводов и нагревательной поверхности приборов и калориферов. Однако повышение температуры теплоносителя в большинстве случаев препятствуют санитарно-гигиенические требования, предусматривающие нормативное ограничение высшего значения температуры теплоносителя в системе отопления того или иного здания.
Увеличение скорости движения теплоносителя открывает возможности создание систем отопления с управляемым аэродинамическим или гидравлическим режимом для повышения их тепловой устойчивости.
К сожалению, на практике до сих пор используется проектирование систем водяного отопления, рассчитанных на потери давления1015кПа(10001500кг/м2), особенного при зависимом присоединении к наружным теплопроводам с применением водоструйных элеваторов. При этом принимают низкие значения скорости, близкие к скорости движения в гравитационных системах отопления. Это приводит к проектированию металлоёмких систем с недостаточным использованием давления, создаваемого насосами, для циркуляции воды.
Создание работоспособных систем отопления, устойчиво распределяющих теплоту по всем помещениям, ещё не означает достижения основной цели отопления обеспечения благоприятного самочувствия и высокой жизнедеятельности людей в холодное период года путём поддержания комфортных температурных условий в помещениях. Для достижения этой цели в конкретном здании требуется увеличивать или уменьшать теплоотдачу в помещения в связи с отклонением от тех изменений погоды и теплопоступлений, которые были учтены при проектировании системы отопления. На систему отопления возлагается дополнительная эксплуатационная задача устранять небаланс теплоты, возникающий из-за случайных внешних и внутренних воздействий на тепловой режим помещений, с тем чтобы изменения температуры воздуха в помещениях не превышало 2 ОС.
Эта задача может быть решена, если конструкция системы будет приспособлена к проведению местного и индивидуального регулирования температуры и количества теплоносителя. Естественно верхний предел теплоподачи всегда будет ограничен тепловой мощностью системы в целом или отдельных её частей, агрегатов и приборов.
Примером конструктивного изменения системы для устранения последствий неравномерного воздействия ветра и солнечной радиации на здание является разделение системы отопления на пофасадные части с автоматическим регулированием действия этих частей.
Для достижения основной цели система отопления может также способствовать повышению температуры поверхности наружных ограждений и уменьшению дутья от световых проёмов помещений. Можно, например, одностороннее охлаждение людей на рабочих местах, если подавать нагретый воздух струями, настилающими на стекло, повышающими температуру его поверхности и отклоняющими потоки охлаждённого воздуха от людей.
В качестве теплоносителя селитебной зоны выбрана вода. Это связана с тем, что она обладает преимуществами перед паром
В зависимости от числа теплопроводов в тепловой сети водяные системы теплоснабжения могут быть однотрубными, двухтрубными, трехтрубными, четырехтрубными и комбинированными, если число труб в тепловой сети не остается постоянным. Упрощенные принципиальные схемы указанных систем приведены на рис.1.1.
Наиболее экономичные однотрубные (разомкнутые) системы (рис.1.1,а) целесообразны только тогда, когда среднечасовой расход сетевой воды, подаваемой на нужды отопления и вентиляции, совпадает со среднечасовым расходом воды, потребляемой для горячего водоснабжения. Но для большинства районов нашей страны, кроме самых южных, расчетные расходы сетевой воды, подаваемой на нужды отопления и вентиляции, оказываются больше расхода воды, потребляемой для горячего водоснабжения. При таком дисбалансе указанных расходов неиспользованную для горячего водоснабжения воду приходится отправлять в дренаж, что является очень неэкономичным. В связи с этим наибольшее распространение в нашей стране получили двухтрубные системы теплоснабжения: открытые (полузамкнутые) (рис.1.1,б) и закрытые (замкнутые) (рис.1.1,в).
При значительном удалении источника тепло от теплоснабжаемого района (при загородных ТЭЦ) целесообразны комбинированные системы теплоснабжения, представляющие собой сочетание однотрубной системы и полузамкнутой двухтрубной системы (рис.1.2,а). В такой системе входящий в состав ТЭЦ пиковый водогрейный котел размещается непосредственно в теплоснабжаемом районе, образуя дополнительную водогрейную котельную. От ТЭЦ до котельной подается по одной трубе только такое количество высокотемпературной воды, которое необходимо для горячего водоснабжения. Внутри же теплоснабжаемого района устраивается обычная полузамкнутая двухтрубная система.
В котельной к воде от ТЭЦ добавляется подогретая в котле вода из обратного трубопровода двухтрубной системы, и общий поток воды с более низкой температурой, чем температура воды, поступающей от ТЭЦ, направляется в тепловую сеть района. В дальнейшем часть этой воды используется в местных системах горячего водоснабжения, а остальная часть возвращается в котельную.
Трехтрубные системы находят применение в промышленных системах теплоснабжения с постоянным расходом воды, подаваемой на технологические нужды (рис.1.2,б). Такие системы имеют две подающие трубы. По одной из них вода с неизменной температурой поступает к технологическим аппаратам
и к теплообменникам горячего водоснабжения, по другой вода с переменной температурой идет на нужды отопления и вентиляции. Охлажденная вода от всех местных систем возвращается к источнику тепло по одному общему трубопроводу.
Четырехтрубные системы (рис.1.2,в) из-за большого расхода металла применяются лишь в мелких системах с целью упрощения абонентских вводов. В таких системах вода для местных систем горячего водоснабжения приготовляется непосредственно у источника тепла (в котельных) и по особой трубе подводится к потребителям, где непосредственно поступает в местные системы горячего водоснабжения. В этом случае у абонентов отсутствуют подогревательные установки горячего водоснабжения и рециркуляционная вода систем горячего водоснабжения возвращается для подогрева к источнику тепла. Две другие трубы в такой системе предназначаются для местных систем отопления и вентиляции.