ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УЗЛОВ ПРИСОЕДИНЕНИЯ И ИХ ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Выбор схемы узла присоединения системы отопления здания к тепловым сетям зависит от давления в магистральных теплопроводах тепловых сетей в местах присоединения и от давления, которое допустимо для отопительных приборов, установленных в зданиях.
Наиболее распространенным является непосредственное присоединение системы отопления здания к тепловым сетям, осуществляемое в тех случаях, когда в месте присоединения имеется достаточная разность давлений для работы водоструйного элеватора (не менее 0,15 МПа) и когда давление в обратной магистрали сети не превышает давления, допустимого для отопительных приборов системы отопления здания (0,6 МПа) (рис. 3.1).
Высокотемпературная вода после задвижки 1, устанавливаемой на вводе, проходит грязевик 2 и попадает в водоструйный элеватор 3, в котором происходит подмешивание обратной воды из системы отопления. В выходном сечении элеватора давление должно быть достаточным для преодоления всех сопротивлений системы отопления. Обратная вода системы отопления (после отбора части ее элеватором) проходит грязевик 4, водомер 5, задвижку 6 и возвращается в сеть.
На теплопроводах теплового центра устанавливают термометры и манометры, а при необходимости — регулятор расхода и регулятор давления.
Элеватор, являющийся основным элементом узла непосредственного присоединения системы отопления к тепловым сетям высокотемпературным теплоносителем, может быть чугунным или стальным.
Основными частями стального элеватора ВТИ-Мосэнерго (рис. 3.2) являются сопло 1, камера всасывания 2, горловина 3 и диффузор 4. Высокотемпературный теплоноситель па выходе из сопла приобретает такую скорость, за счет которой давление в камере всасывания оказывается ниже давления в обратной магистрали системы отопления и некоторая часть обратной воды системы по патрубку 5 поступает в элеватор и в горловине смешивается с первичным теплоносителем. В диффузоре скорость движения смеси снижается, давление увеличивается и доводится до величины, необходимой для преодоления гидравлических сопротивлений системы отопления. . Некоторые данные представленного на рис. 3.2 элеватора приведены в табл. 3.1.
Следует отметить, что элеваторы, получившие широкое распространение благодаря своей простоте и безотказности в работе, обладают существенными недостатками, Они имеют очень низкий энергетический кпд (около 10 %) и практически неизменяемый коэффициент подмешивания. В ряде случаев, подробно рассматриваемых в курсе «Теплоснабжение», элеваторы заменяют подмешивающими насосами на перемычке, на подающем или обратном теплопроводах, что обеспечивает при наличии автоматики более гибкое эксплуатационное регулирование систем отопления, позволяет более рационально использовать давление на вводах и повышает гидравлическую устойчивость систем.
Если давление в обратных теплопроводах или статическое давление в тепловых сетях выше давления, допустимого для отопительных приборов систем отопления, применяют независимую схему присоединения. Такая схема необходима в особо ответственных зданиях (музеи, архивы, архитектурные памятники и др.). Независимая схема присоединения может применяться и в тех случаях, когда разности давления на вводе недостаточно для работы элеватора.
В узел присоединения по независимой схеме (рис. 3.3) включают скоростной водоподогреватель 1, в котором вода системы отопления, перемещаемая насосом 3 (один насос резервный), подогревается до требуемой температуры. В остальном оборудование узла не отличается от изображенного на рис. 3.1, за исключением того, что грязевик на обратном теплопроводе сетевой воды не устанавливается. Так как в независимой схеме гидравлическая связь между водой тепловой сети и водой системы отопления отсутствует, то в системе отопления обязательна установка расширительного бака 2.
Заполнение системы отопления водой в начальный период и подпитка ее в период эксплуатации производится деаэрированной водой из тепловой сети через обратную магистраль. При недостаточном давлении в тепловой сети на подпиточной линии 4 может устанавливаться насос. Для контроля расходуемой из тепловой сети воды на подпиточной линии необходимо устанавливать тепломер. Присоединение с насосом на перемычке (рис. 3.4) используется в том случае, когда для работы элеватора не хватает располагаемой разности давлений, а высота здания выходит за линию статического давления в системе теплоснабжения. При присоединении с насосом на перемычке на рводе предусматривается регулятор давления 3 на обратной трубе и обратный клапан 1 на подающей. Давление, которое должен создавать смеси возможному перепаду давлений между подающим и обратным теплопроводами в узле, где устанавливается насос. Наличие грязевика на подающем теплопроводе при вводе от теплосети в тепловой пункт обязательно.
Узел присоединения пароводяных систем показан на рис. 3.5. Пар, идущий по трубе 1, проходит расходомер 2 и попадает в пароводяной теплообменник 3, где, передавая теплоту фазового превращения подогреваемой воде, конденсируется. Конденсат собирается в конденсатный бак 5 и из пего насосом 6 возвращается на станцию. Количество возвращаемого конденсата регистрируется водомером 7. Вода системы отопления, перемещаемая по теплопроводам циркуляционным насосом 4, нагревается в теплообменнике 3 до требуемой температуры.
Узлы водо- и паровоздушных систем при подогреве воздуха в одном центре создаются по аналогичной схеме. В качестве теплообменников применяют калориферы. Если воздух необходимо подогревать в различных местах здания, то первичный теплоноситель — пар или высокотемпературную воду — подводят непосредственно к местам установки воздухоподогревателей.
Пароводяные подогреватели могут быть емкостными и скоростными.
Емкостный подогреватель (рис. 3.6) состоит из цилиндрического корпуса 4 с приваренными к нему сферическими днищами 2 и горловины 7, через которую в корпус вставляют змеевик 6 из стальных труб. На корпусе имеются патрубки для подвода подогреваемой воды и установки предохранительного клапана 5, а также штуцеры для установки термометра 3 и манометра 1. Емкостные подогреватели изготавливают объемом от 0,5 до 4 м3, с поверхностью нагрева змеевика от 0,5 до 5 м2. Такие подогреватели удобно применять в системах отопления с естественной циркуляцией.
Теплообмен в емкостном подогревателе происходит вследствие возникающих в воде конвективных токов. При таких условиях коэффициент теплопередачи невелик и выражается величиной порядка 700...820 Вт/(м2-К).
Для получения большего теплосъема с единицы поверхности применяют скоростные пароводяные подогреватели, которые изготавливают односекционными, но двух- или четырехходовыми.
Корпуса водоводяных скоростных подогревателей изготавливают из стальных труб больших диаметров, внутрь которых вставляют пакеты из латунных трубок, имеющих наружный диаметр 16 мм и толщину стенки 1 ...0,75 мм. При подогреве воды для систем отопления в таких подогревателях первичный теплоноситель пропускают по трубкам, а вторичный — по межтрубному пространству. В скоростных подогревателях осуществляется противоточное движение теплоносителей с большими скоростями и коэффициент теплопередачи может получать значение порядка 3500...4700 Вт/(м2-К).
Скоростные водоводяные подогреватели изготавливают отдельными секциями длиной 2 или 4 м. При необходимости подогреватели могут собираться из любого числа секций. Трехсекционный скоростной подогреватель показан на рис. 3.7.
При установке водоподогревателей необходимо предусматривать достаточное место для демонтажа трубчатых элементов в случае их замены или ремонта. В уникальных зданиях и зданиях особого назначения устанавливают два параллельно включенных подогревателя.
Некоторые технические данные о секциях подогревателей даны в табл. 3.2.
