ОТОПЛЕНИЕ СТАНЦИЙ И МАСТЕРСКИХ

Станционные помещения, мастерские и здания на товарных дворах обычно отапливаются за счет электрических станций, несмотря на то, что последние имеют основным назначением вырабатывать электроэнергию и пар высокого давления для мастерских, приводить в действие компрессоры, насосы и пр. Электростанции в таких случаях являются котельными для центрального отопления зданий. Часто для центрального отопления используется отработавший пар от паровых машин. На некоторых станциях пар для отопления приобретают на стороне, однако многие станции сами отпускают пар на сторону.

Применяется много систем отоплений; наиболее распространенными являются паровое отопление и отопление горячим воздухом от индивидуальных нагревателей. При наличии сравнительно дешевого газа применяются индивидуальные газовые печи, устанавливаемые на полу.

Паровое отопление. Радиаторы парового отопления располагаются под окнами зданий, но в старых зданиях радиаторы обычно устанавливались вблизи или непосредственно под потолочными окнами. К отопительной системе пар подается под большим давлением, но это давление с помощью редукторов снижается перед поступлением пара в радиаторы. В тех случаях, когда давление пара не снижается, возможны несчастные случаи от ожогов. Паровое отопление может быть одно- или двухтрубным. В последнем случае конденсирующаяся вода собирается в специальных приемниках, из которых посредством нагнетательных или вакуумных насосов она подается обратно в котельную.

Описанная схема парового отопления не требует больших затрат на ее оборудование и эксплуатацию. При расчете необходимой поверхности радиаторов для отопления помещений обычно принимается, что каждый квадратный метр этой поверхности дает в час 650 больших калорий. На основании данных о потерях тепла помещениями нетрудно рассчитать требуемую поверхность радиаторов для обеспечения необходимой температуры в помещениях.

Трубы парового отопления подразделяются на три вида: 1) магистральные паровые трубопроводы; 2) отводные трубы, стояки и трубы для присоединения радиаторов; 3) трубы обратной разводки. Хорошая работа парового отопления обеспечивается плотными соединениями паровых труб на всем протяжении от паровых котлов до радиаторов, правильным расположением выпускных кранов и близким расположением радиаторов к магистральному паровому трубопроводу или стояку.

Отопление помещений подачей в них горячего воздуха.

Эта система отопления имеет значительные преимущества перед паровым отоплением, особенно при отоплении паровозных депо, вследствие того, что избыточная влажность, образующаяся в этих помещениях, захватывается поступающим теплым воздухом. Система отопления помещений подачей в них горячего воздуха состоит из ряда радиаторов, воздуходувки, приводимой в действие от электромотора или паровой машины, и труб, подводящих нагретый воздух в различные части сооружений. Отопительное оборудование обычно размещают в небольшой пристройке к зданию. Наружный воздух для подогрева поступает к нагретым радиаторам через специальные жалюзи. После прохода воздуха через радиаторы он с помощью воздуходувки нагнетается в трубы и подается для отопления помещений.

В некоторых системах воздушного отопления производится дополнительная принудительная циркуляция воздуха. Такая система более экономична и дает хорошие результаты, хотя она и не является самой лучшей. Трубы, подводящие нагретый воздух в отапливаемые помещения, могут располагаться в верхней части помещений или под полом. Диаметр труб уменьшается по мере удаления от мест поступления в них нагретого воздуха. Разводка труб под полом делается в бетонных каналах, перекрытых плитами. Такой способ прокладки труб обходится дороже, но при его осуществлении проще последующая эксплуатация отопительной системы. Прокладка труб в верхней части помещений по воздуху обходится значительно дешевле при монтаже, но значительно дороже при последующей эксплуатации; кроме того, иногда бывает трудно сделать выпуск нагретого воздуха в местах, требующих отопления.

Отопительные агрегаты. Отопительные агрегаты состоят из нагревающих элементов, вентиляторов или воздуходувок и кожухов. Обычно отопительные агрегаты устанавливаются вблизи мест, где нужно производить отопление (рис. 23 и 24) делают решетки или специально открывают двери для того, чтобы обеспечить хорошую циркуляцию нагретого воздуха.


Однотрубное отопление работает по такому же принципу, как и циркуляционное отопление, но оборудование для такого отопления имеет больший размер и устанавливается в подвальных помещениях. Теплый воздух пропускается в комнаты через обыкновенные вентиляционные заслонки. Большая труба, окружающая трубу с горячим воздухом, подает холодный воздух снизу к обогревателю через пространство между двумя трубами. Отверстие в нижней части трубы с горячим воздухом позволяет ему находиться в соприкосновении с обогревателем, обеспечивая циркуляцию воздуха. При обеспечении хорошей циркуляции воздуха этот тип отопления можно применять для отопления помещений из 5—6 комнат.

Многотрубное отопление с использованием силы тяжести. Отопительная установка размещается в подвальном помещении, где от нее отходят трубы, по которым горячий воздух поступает в отдельные комнаты. В наиболее совершенных устройствах этого типа отопление комнат происходит очень равномерно. В этой отопительной системе предусмотрено автоматическое увлажнение воздуха и автоматическое или полуавтоматическое управление топкой, что обеспечивает дополнительные удобства и эффективность отопления.

Механизированное печное отопление нашло широкое применение в железнодорожных зданиях. В качестве топлива используется нефть или газ, однако применяются также печи для сжигания угля и кокса с механической его подачей в топки и с устройствами для уборки шлака в контейнеры. При этой системе отопления применяются центробежные вентиляторы и воздуходувки, с помощью которых теплый воздух можно автоматически с заданной температурой и влажностью подавать в помещения.

Преимуществом описанной отопительной системы является возможность ее установки в подвальных помещениях. Трубопроводы для воздуха могут быть меньшего сечения, чем трубопроводы отопительных систем, действующих на принципе силы тяжести, кроме того, эти трубопроводы могут иметь прямоугольное очертание в поперечном сечении. Применение фильтров и других очищающих устройств для холодного наружного воздуха, поступающего для нагрева, предохраняет стены и потолки от загрязнения.

Отопительные устройства не имеют соответствующих приспособлений для кондиционирования воздуха в течение круглого года. В устройствах для зимнего кондиционирования воздуха последний фильтруется, нагревается, увлажняется и после этого поступает в помещения. Однако в этих устройствах не предусмотрено, чтобы летом воздух охлаждался и осушался, что является важным требованием при кондиционировании воздуха. Установки для кондиционирования воздуха при необходимости могут быть соединены с отопительными установками в одно целое.

Паровое отопление. При отоплении большинства небольших зданий, как было указано раньше, применяется паровое отопление с низким давлением. Паровое отопление применяется следующих двух типов: 1) однотрубные системы, в которых пар подводится к радиатору по трубе или стояку, входящему в радиатор снизу крайней секции; 2) двухтрубные системы, в которых используются отдельные трубы —- одна для подачи пара и другая для конденсата и отвода воздуха.

Паровое отопление также подразделяется на два типа по характеру возвращения конденсата в котел. Это возвращение может происходить под действием силы тяжести или принудительно. В первом случае уровень расположения труб от котла должен быть значительно ниже уровня расположения радиаторов для того, чтобы конденсат мог возвращаться в котел под действием силы тяжести. В тех случаях, когда возвращение конденсата не может быть достигнуто таким способом, его поступление обратно в котел достигается следующими тремя способами: 1) механическим дренажем, 2) откачиванием насосом, 3) использованием вакуум-насосов.

Выбор котла для парового отопления зависит от многих условий, например: от используемого топлива, сделан ли котел из котельного железа или отлит из чугуна, необходима ли горячая вода для бытовых нужд и т. д. Важным требованием для отопительных систем является возможность приостановить отопление котла, если разрешается уменьшить отопление в конце недели или при обнаружившейся неисправности труб. Наиболее употребительны трубопроводы из черного листового железа. Основные трубопроводы, перепуски и стояки в наружных стенках обычно должны быть изолированы от тепла. Возвратные линии можно не изолировать, но котел должен быть хорошо изолирован.

Горячая вода для бытовых нужд подогревается при прохождении через змеевики, замурованные в котлах, или в змеевиках, находящихся в контакте с обогревателями. В обоих случаях может обеспечиваться непрерывный поток горячей воды. При наличии бака для запасов горячей воды можно применять небольшие змеевики.

В однотрубной системе парового отопления краны радиаторов должны быть полностью открыты или полностью закрыты. При неполностью закрытых кранах происходят удары между паром и конденсатом. При автоматических системах парового отопления устанавливаются предохранительные клапаны, которые выключают горелки котлов, когда давление пара достигает определенной величины. При паровом отоплении с высоким давлением пара применяются пружинные предохранительные клапаны. Автоматически управляемый регулятор температуры обеспечивает получение горячей воды для бытовых нужд с заданной температурой. Часовой термостат обеспечивает заданный режим топки для создания оптимальной температуры в отапливаемых зданиях. В случае необходимости этот же термостат может поддерживать одну температуру при отоплении помещений, в которых работают администрация и служащие, и более низкие температуры в других помещениях. Другие приборы регулируют температуру в дымовых трубах и выключают форсунки при низком уровне воды в котлах для того, чтобы исключить возможность прогорания котлов.

Двухтрубные системы парового отопления имеют аналогичные приборы. Конденсат, который возвращается по трубам обратно в котел, не смешивается с паром.

Водяное отопление. Применяются два типа водяного отопления: водяное, в котором циркуляция воды происходит вследствие разности ее плотности в напорной и возвратной линиях, и водяное с принудительной циркуляцией воды, осуществляемой с помощью насосов. Температура воды водяного отопления поддерживается в пределах от 65 до 90° С. Более высокая температура применяется при водяном отоплении с принудительной циркуляцией воды. Водяное отопление может быть одно- или двухтрубным.

Наиболее экономичным при отоплении небольших зданий является однотрубное водяное отопление с принудительной циркуляцией воды и с кольцевым расположением главного водопровода.

При отоплении больших зданий применяется однотрубное водяное отопление с повторной циркуляцией, состоящее из основной магистрали с отводами для обслуживания отдельных частей зданий и с возвратными трубопроводами к котлу.

В больших установках водяного отопления наиболее эффективна двухтрубная реверсивная система с принудительной циркуляцией воды. Эффективность такой системы связана с тем, что возвратные трубы являются самостоятельными трубопроводами и поэтому проходящий по ним конденсат не охлаждает горячую воду, поступающую к радиаторам. Однако вследствие наличия в этой системе насосов, управляемых вентилей, специального оборудования для обратной подачи воды в котел и больших радиаторов стоимость такой системы отопления часто бывает большей, чем стоимость однотрубного водяного отопления. Основным преимуществом водяного отопления является возможность после достижения в помещении заданной температуры временно выключить насосы, создающие циркуляцию воды. При этом отдача тепла радиаторами будет продолжаться, постепенно уменьшаясь, в то ьремя как при остановке подачи пара в паровое отопление радиаторы сразу охлаждаются, находящийся в них пар конденсируется в воду, а остальное пространство в трубах и радиаторах заполняется воздухом. Возможность применения при водяном отоплении воды с температурой ниже предусмотренной по проекту делает воду идеальным теплоносителем для умеренного климата. Вследствие того, что вода имеет большую теплоемкость, стоимость эксплуатации водяного отопления меньше, чем стоимость эксплуатации однотрубного парового отопления.

Несмотря на то, что к работам по отоплению небольших железнодорожных объектов в большинстве случаев допускаются все без исключения рабочие, при эксплуатации водяного отопления бывает меньше неполадок и аварий из-за недостатка воды, чем с паровым отоплением.

При водяном отоплении с принудительной циркуляцией применяются редукционные клапаны, вентили, понижающие давление, клапаны регулирования потока и насосы, создающие циркуляцию воды. Кроме того, применяется оборудование, аналогичное упомянутому, для автоматического управления топками парового отопления.

Для отопления больших зданий применяется двухтрубное водяное отопление с принудительной циркуляцией воды, находящейся под давлением, благодаря которому температура воды может быть выше температуры точки кипения и сама вода может не переходить в состояние пара.

При необходимости экономить площадь помещения или по архитектурным соображениям вместо обычных радиаторов можно применять отопление, оформленное в виде плинтусов, при котором не создается концентрированных конвекционных потоков воздуха. Кроме того, при таком расположении нагревателей температура около пола выше. Эксплуатация отопления, оформленного в виде плинтусов, не отличается от эксплуатации обычного радиаторного отопления ни по характеру, ни по стоимости.

Относительно новым типом отопления являются конвекторы, устанавливаемые вместо плинтусов. В результате проводимых исследований происходит быстрое совершенствование конвекторов по производительности и другим показателям. В этом типе отопления вместо чугунных радиаторов применяются трубы и ребристые конвекторы, уложенные вместо плинтусов. Ребра конвекторов и трубы можно изготовлять из железа или меди. Система отопления может работать только в замкнутом кольце. В одном из вариантов системы отопления воздух продувается через кожух конвектора. В жаркий период года через конвекторы пропускается охлажденная вода, вследствие чего продуваемый через кожухи конвекторов воздух осушается. Этим достигается удовлетворительное кондиционирование воздуха в помещениях.

Отопление помещений лучистым теплом. При отоплении помещений лучистым теплом используется циркулирующая по трубам горячая вода, но не применяются радиаторы и другие аналогичные заметные устройства. Существует несколько чисто механических различий между отоплением лучистым теплом и другими типами отопления. Одно из таких различий заключается в том, что вместо использования небольших, но сильно нагретых поверхностей при отоплении лучистым теплом, используются большие поверхности, но слабо нагретые: обычно полы, иногда потолки или стены. При отоплении лучистым теплом оборудование и автоматическая аппаратура применяются такие, как и при водяном отоплении с принудительной циркуляцией воды.

Один из наиболее ранних способов отопления зданий лучистым теплом заключался в расположении труб водяного или парового отопления в самом полу или под полом. При этом температура пола или воздуха в помещениях повышалась до заданной нормы. При бетонных полах змеевики укладываются на 5 см ниже поверхности бетона. Верхняя, чистовая отделка пола должна изготовляться из материала, не подверженного вредному воздействию от нагревания. При таком расположении змеевиков черный пол является термоизоляцией и несущей конструкцией для змеевиков и пола. В некоторых особых случаях змеевики укладываются под деревянными полами. При расположении труб в бетоне очень важно, чтобы они были сделаны из сварочного железа, меди или алюминия. При этом трубы должны быть сплошными или сваренными между собой во избежание утечек в стыках. Первоначальная стоимость описываемого типа отопления выше, чем стоимость других типов отопления.

Вариант этого типа отопления с весьма положительными результатами применяется некоторыми дорогами для обогрева подъездных путей, на которых не должно быть в зимнее время снега и льда.

При размещении труб водяного отопления в оштукатуренных стенах или потолке температура горячей воды не должна превышать 52° С для того, чтобы избежать возможного растрескивания штукатурки. В связи с меньшей температурой воды следует размещать трубы на большей площади стен или потолка. Для подогрева пола также применяется нагретый воздух, пропускаемый по трубам в полу. Для отопления применяются, кроме того, размещаемые в обособленных нишах стен и потолков кафели, нагреваемые электрической энергией, паром или водой.

БАРЫКОВА Н.Г., ГЛУЗМАН И.С. АМЕРИКАНСКАЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ — М.: ТРАНСЖЕЛДОРИЗДАТ, 1959.

на главную