ПАРОВЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Принципиальная схема парового отопления низкого давления показана на рис. V.I. Она состоит из трех основных элементов: парового котла, нагревательных приборов, сети трубопроводов.

Действие системы состоит в следующем. Вода, которой заполнен генератор тепла — котел до известного уровня, подогревается. После нагревания воды выше 100° С образуется пар, который начинает перемешаться по трубопроводам в нагревательный прибор. Охлаждаясь при соприкосновении со стенками нагревательного прибора, конденсируется. При этом в основном скрытая теплота парообразования через стенки прибора передается отапливаемому помещению. Образовавшийся конденсат возвращается из прибора самотеком по трубопроводам (конденсатопроводам) в котел для повторного превращения в пар.

Так как до куска системы нагревательный прибор и трубопроводы заполнены воздухом, пар может поступить в прибор только после предварительного вытеснения воздуха, как более тяжелой среды.

Воздух удаляется из системы, перемещаясь по пути следования пара до нагревательного прибора и далее по конденсатопроводу, перемещаясь параллельно с конденсатом. Таким образом, сечение конденсатопровода должно быть достаточным для перемещения конденсата и воздуха.

Конденсатопровод, в котором перемещаются конденсат и воздух, называют условно сухим. Сухой конденсатопровод, прокладываемый с уклоном i = 0,005 для самотечного перемещения конденсата, переходит в вертикальную трубу, занимая полное сечение которой, конденсат возвращается в котел. В точке а, соединяющей горизонтальную трубу с вертикальной, воздух через воздушную трубку удаляется в помещение котельной.

Таким образом, паровая система отопления отличается от водяной тем, что в паровой системе отсутствует расширительный сосуд; воздух удаляется из системы не через верхнюю точку ее, а внизу (в подвале, в помещении котельной), перед местом попадания коденсата в котел, через специально устраиваемую воздушную

Трубопроводы в паровой системе разделяются на паропроводы, идущие до нагревательного прибора, и конденсатопроводы — отогревательного прибора до генератора тепла.

Контроль за подачей пара к нагревательному прибору можно осуществить установкой на конденсатопроводе за прибором тройника с пробкой (см. рис. V.1). Вывертывая пробку, можно установить регулировкой вентилем на пароподводящен трубе такой режим, при котором -пар будет полностью конденсироваться в приборе. Пар, попавший в конденсатопровод, будет выходить в помещение котельной по воздушной трубе. За каждым нагревательным прибором целесообразнее устанавливать парозапиратель (рис. V.2), который пропускает воздух и конденсат, но препятствует проходу пара.

Принцип работы парозапирателя состоит в следующем. Герметическая гофрированная коробка (сильфон) заполнена спиртом. При температура пара коробка растягивается, и прикрепленный к ней конусный золотник закрывает отверстие для прохода пара. При смывании воздухом или конденсатом, температура которого ниже температуры пара, коробка не растягивается и отверстие остается открытым.

Давление пара в генераторе тепла слагается из потерь давления на преодоление гидравлических сопротивлений в трубопроводе ZiRl+Z) и в нагревательном приборе, перед вентилем которого обеспечивается определенное расчетное давление.

Обычно давление пара в генераторе тепла назначают в зависимости от протяженности системы — расстояния от генератора тепла до наиболее удаленного вертикального стояка. По данным практики, при протяженности системы до 100 м давление принимают до 0,1 кг/см2, до 200 м — до 0,2 кг/см2, до 300 м — до 0,3 кг,/см2.

Величина расчетного давления пара в котле определяется разностью уровней воды в вертикальном участке конденсатопровода (мокрый конденсатопровод) и в генераторе тепла.

Столб воды высотой h должен уравновешивать давление пара в котле. Высота соответствует давлению пара в котле, выраженному в метрах водяного столба.

Данная схема (рис. V.3) повторяет, по существу, полностью рассмотренную принципиальную схему паровой системы отопления. Отличается эта схема тем, что здесь пар из генератора тепла (котла) поступает в главный стояк, затем по магистрали, вертикальным стоякам и верхним подводкам подается в нагревательные приборы. Конденсат, образующийся в нагревательных приборах, стекает по конденсатопроводам в котел.

Описываемая схема выгодно отличается от других рассматриваемых ниже тем, что пар поступает в нагревательные приборы но стоякам сверху вниз, при этом конденсат, образующийся в стояках- паропроводах, стекает по стенкам труб вниз в одном направлении с движением пара. Исключение составляет только главный стояк, в котором конденсат, образующийся при движении пара (за счет тепловых потерь трубопроводами), стекает навстречу пару. Попутное движение пара и конденсата являются целесообразным, поскольку при таком движении двух сред не нарушается режим движения пара и конденсата — отсутствуют толчки, гидравлические удары, характерные при противоточном направлении движения пара и конденсата в одной трубе.

Подающую магистраль прокладывают с уклоном в сторону движения пара, а конденсационную линию — с уклоном в сторону котля.

Паровая система отопления низкого давления с нижней разводкой и самотечным возвратом конденсата. Такая система (рис. V.4) отличается от системы с верхней разводкой положением магистрального паропровода и устройством отвода (осушки) конденсата из паропровода U-образной петлей.

На рис. V.4 показан гидравлический затвор-водоотводчик. На нижней части петли устанавливают тройник с пробкой, необходимой для прочистки петли, а также спуска воды из нее при длительном прекращении работы системы во избежание замерзания воды в петле. Высота U-образного гидравлического затвора определяется величиной Н (рис. V.4):

По сравнению с описанной ранее системой с верхней разводкой в системе с нижней разводкой пар поступает в нагревательные приборы по восходящим стоякам, при этом образующийся конденсат стекает навстречу движению пара. Вследствие этого скорость движения пара по стоякам должна быть меньше скорости перемещения его в стояках системы с верхней разводкой. При больших скоростях движения пара последний, поднимаясь вверх, способен подхватывать стекающий вниз конденсат, что сопровождается шумом.

Паровая система отопления низкого давления со средней разводкой и сухим конденсатопроводом. В зданиях высотой в 3—5 этажей устраивают паровые системы отопления низкого давления со средней разводкой пара (рис. V.5).

Паровую магистраль в такой системе прокладывают под потолком одного из этажей; часть системы, расположенная выше паровой магистрали, будет аналогична системе с нижней разводкой, а другая часть, расположенная ниже паровой магистрали, аналогична системе с верхней разводкой.

К преимуществам системы следует отнести рациональный (без специальных устройств) отвод конденсата из паропровода и рациональное размещение магистрального паропровода в отапливаемом помещении. Отдача тепла паропроводом в этом случае используется для отопления.

К воздушной линии, прокладываемой обычно горизонтально, присоединены все конденсационные стояки. Для выпуска воздуха устраивают трубу а.

Магистральный конденсатопровод, служащий в этой системе только для отвода конденсата, полностью заполнен водой в отличие от паровой системы с сухим конденсатопроводом, и поэтому его называют мокрым.

Паровая система отопления низкого давления с перекачкой конденсата в котел при помощи насоса. Паровые системы отопления низкого давления с самотечным возвратом конденсата можно устраивать, как это видно из рис. V.1, в случае размещения парового котла ниже нагревательных приборов.

В системах большой протяженности в связи с увеличением расчетного давления пара в котле требуется соответственно еще больше углубить котельную.

Если заглубить котельную затруднительно (обычно при давлении выше 0,2 кг/см2), применяют паровую систему отопления низкого давления с перекачкой конденсата при помощи насоса. В этой системе нагревательные приборы можно устанавливать ниже котла.

В паровой системе отопления с перекачкой конденсата разводка паропроводов может быть любой — верхней, нижней, средней. Конденсат из системы отопления поступает в конденсационный бак, откуда с помощью центробежного питательного насоса перекачивается в котел (рис. V.7).

Питательный насос рекомендуется устанавливать ниже дна конденсационного бака для того, чтобы насос находился под заливом. Необходимость такой установки насоса объясняется тем, что высота всасывания насоса зависит от температуры перекачиваемой воды: с повышением, температуры поды эта высота резко снижается. Следует иметь также в виду, что при создаваемом во всасывающей трубе насоса вакууме, при котором понижается температура кипения воды, горячая вода быстрее холодной перейдет в парообразное состояние. Переход воды в парообразное состояние резко снизит (если не сведет к нулю) производительность насоса. Установка насоса под залив», т. е. под давлением столба воды, устраняет возможность описанного явления.

В паровой системе с перекачкой конденсата воздух удаляется по конденсационной магистрали и выходит в атмосферу через конденсационный бак. В закрытом баке для этой цели устраивается специальная воздушная труба. Во избежание выхода пара в атмосферу через конденсационную магистраль в конце этого трубопровода, v бака, устанавливают конденсационный горшок.

Дроздов В. Ф. Отопление и вентиляция. Отопление. Учебник для строит, вузов. М., «Высш. школа», 1976