Оборудование теплового пункта

 

При централизованном теплоснабжении тепловой пункт может быть местным индивидуальным (ИТП) для теплопотребляющих систем конкретного здания и групповым центральным (ЦТП) для систем группы зданий. ИТП размещается в специальном помещении здания, ЦТП чаще всего представляет собой отдельностоящее одноэтажное строение. Проектирование тепловых пунктов ведётся в соответствии с нормативными правилами.

Для обеспечения теплотой систем отопления и горячего водоснабжения здания оснащаются тепловыми узлами. Существуют две схемы присоединения к тепловым сетям: зависимая и независимая. При подключении по зависимой схеме сетевой теплоноситель непосредственно поступает в систему отопления и горячего водоснабжения. Передача теплоты при подключении по независимой схеме осуществляется через теплообменник.

Основное оборудование теплового узла:

‒ задвижки для отключения при ремонтах или остановке систем; грязевик для улавливания примесей в теплоносителе;

‒ теплосчётчик, манометры и термометры для контроля над параметрами теплоносителя;

‒ элеватор для понижения температуры воды в зависимой схеме со смешением сетевой воды с обратной (охлаждённой) водой местной системы.

Рис.19  – Оборудование теплового узла при зависимой схеме

 

Роль теплогенератора при независимой схеме присоединения теплопотребляющих систем к наружной тепловой сети выполняет теплообменник устройство, предназначенное для передачи теплоты от одного теплоносителя другому. В качестве теплоносителей в нем могут использоваться пар, горячая вода, дымовые газы и другие тела. По принципу действия и конструктивному оформлению теплообменники разделяются на рекуперативные, регенеративные и смесительные.

В рекуперативных теплообменниках обмен теплотой между теплоносителями происходит способом теплопередачи от греющего теплоносителя к нагреваемому через разделяющую их твёрдую стенку. Процесс теплообмена в них протекает при стационарном режиме.

В зависимости от взаимного направления движения теплоносителей теплообменники этого типа бывают прямоточные, противоточные и перекрестные (рис.20).

 

Рис. 20  – Схема рекуперативных теплообменников:

а) противоточного; б) прямоточного; в) перекрёстного

 

К числу рекуперативных теплообменников относятся паровые котлы, водонагреватели, приборы систем центрального отопления и др.

В регенеративных теплообменниках процесс теплообмена происходит в условиях нестационарного режима. В них поверхность нагрева представляет собой специальную насадку из кирпича, металла или другого материала, которая сначала аккумулирует теплоту, а затем отдаёт её нагреваемому теплоносителю. По такому принципу работают, например, отопительные печи.

В смесительных теплообменниках процесс теплообмена осуществляется при непосредственном соприкосновении и перемешивании теплоносителей. Примерами такого теплообменника являются башенный охладитель (градирня), предназначенный для охлаждения воды воздухом, контактные водоподогреватели.

Рекуперативные и регенеративные теплообменники являются поверхностными, поскольку теплопередача в них связана с поверхностью нагрева или охлаждения, а смесительные контактными.

Тепловые расчёты теплообменников разделяются на проектные и поверочные. Проектные (конструктивные) тепловые расчёты выполняют при проектировании новых аппаратов для определения необходимой поверхности нагрева. Поверочные тепловые расчёты выполняют в том случае, если известна поверхность нагрева теплообменника и требуется определить количество переданной теплоты и конечные температуры теплоносителей.

 

 

Общие положения о конструировании

Отопительной системы здания

Конструирование начинают с вычерчивания аксонометрической схемы системы отопления на основе расположения стояков и отопительных приборов на планах этажей здания.

В бесчердачных зданиях в подвале или в подпольных каналах рядом с обратными магистралями прокладывают подающие линии. Для уменьшения бесполезных потерь тепла все трубопроводы за пределами отапливаемых помещений теплоизолируют.

Трубопроводы систем отопления, согласно СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [6], следует проектировать из стальных, медных, латунных и полимерных труб, разрешённых к применению в строительстве. В комплекте с полимерными трубами следует применять, как правило, соединительные детали и изделия, одного производителя.

Способ прокладки трубопроводов систем отопления должен обеспечивать лёгкую замену их при ремонте. Замоноличивание труб без кожуха в строительные конструкции допускается:

‒ в зданиях со сроком службы менее 20 лет;

‒ при расчётном сроке службы труб 40 лет и более.

При скрытой прокладке трубопроводов следует предусматривать люки в местах расположения разборных соединений и арматуры. Прокладка трубопроводов из полимерных труб должна предусматриваться скрытой: в полу, плинтусах, за экранами, в штробах, шахтах и каналах; допускается открытая прокладка в местах, где исключается их механическое, термическое повреждение и прямое воздействие ультрафиолетового излучения на трубы.

Трубопроводы в местах пересечения перекрытий, внутренних стен и перегородок следует прокладывать в гильзах из негорючих материалов.

В однотрубных системах отопления в целях индустриализации строительства следует применять унифицированные стояки со смещёнными или осевыми замыкающими участками и трёхходовыми кранами [7, 8]. Стояки устанавливают на расстоянии 150-200 мм от откоса оконного проёма. Длину подводок к отопительному прибору принимают 350-400 мм, при этом для жилых зданий допускается смещение оси прибора относительно оси светового проёма. Конструктивные элементы унифицированных узлов стояка приведены в [7, 8].

Отопительные приборы следует размещать, как правило, под световыми проёмами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. Длину отопительного прибора следует определять расчётом и принимать, как правило, не менее 50 % длины светового проёма (окна) общественных зданий.

У отопительных приборов следует устанавливать регулирующую арматуру, за исключением приборов в помещениях, где имеется опасность замерзания теплоносителя (на лестничных клетках, в вестибюлях и т.п.). В жилых и общественных зданиях у отопительных приборов следует устанавливать, как правило, автоматические терморегуляторы.

В качестве отопительных приборов применяют чугунные секционные либо стальные панельные радиаторы.

Источником тепловой энергии для систем водяного отопления, присоединяемых к тепловым сетям, служит тепловой пункт, для которого в подвале здания, обычно под лестничной клеткой у наружной стены, выделяют отдельное помещение длиной 4 м, шириной 1,5 м и высотой не менее 2 м.

Схемы тепловых пунктов, схемы тепловых пунктов с указанием мест установки тепловых счётчиков приводятся в [9,10]. Отопление жилых зданий следует проектировать, обеспечивая регулирование и учёт расхода теплоты на отопление каждой квартирой, группами помещений общественного и другого назначения, расположенными в доме, а также зданием в целом. Для определения расхода теплоты каждой квартирой (этажом) (с учётом показаний общего счётчика) в жилых зданиях следует предусматривать:

‒ установку счётчика расхода теплоты для каждой (-ого) квартиры (этажа) при устройстве поквартирных систем отопления с горизонтальной разводкой труб;

‒ устройство поквартирного учёта теплоты индикаторами расхода теплоты на каждом отопительном приборе в системе отопления с общими стояками для нескольких квартир, в том числе в системе поквартирного отопления;

‒ установку общего счётчика расхода теплоты для здания в целом с организацией поквартирного учёта теплоты пропорционально отапливаемой площади или другим показателям.

Из теплового пункта горячая вода с температурой 95  (105 ) на расчётном режиме, поступает в главный стояк и затем в подающие магистрали на чердаке, либо в подающие магистрали в подвале (в системах водяного отопления с нижней разводкой). Обратная остывшая вода, с температурой 70 °С, возвращается по обратным магистралям в тепловой пункт, где она частично эжектируется гидроэлеватором и подогревается сетевой водой до 95  (105 ).

В соответствии с принятыми уклонами (обычно 0,005 подающих и обратных магистралей, обеспечивающих удаление воздуха и спуск теплоносителя из системы, в верхних точках подающих магистралей (системы с верхней разводкой) необходимо разместить проточные воздухосборники и спускные краны в нижних точках обратных магистралей. В системах с нижней разводкой воздухоудаление осуществляется через воздушные краны, устанавливаемые на отопительных приборах верхнего этажа.

Лестничная клетка отапливается приборами, расположенными только на первом этаже. Стояки лестничных клеток выполняют обособленными – по проточной схеме.

На аксонометрической схеме кроме отопительных приборов и трубопроводов, применяя условные обозначения, изображают воздухосборники, краны регулировочные, запорные, спускные, воздушные, вентили, задвижки и другую арматуру.

Располагаемый напор в системе отопления должен быть распределён между стояками и магистралями таким образом, чтобы местоположение стояков на магистрали не влияло на гидравлическую устойчивость системы. Для выполнения этого требования приняты потери напора в отдельных элементах однотрубных тупиковых систем: в стояках – 70-85 %, в магистралях – 15-30 % располагаемой потери напора в системе. Потери напора в циркуляционных кольцах системы отопления, рассчитанной с постоянными перепадами температур воды в стояках, не должны отличаться более чем на 15 %.

 

 

Таблица 3.1 – Диаметры вертикальных стояков и участков магистралей местной системы теплоснабжения.

 

dy мм	Максимальный расход, кг/ч	Минимальный расход, кг/ч
20	1250	310
25	2000	500

 

Гидравлический расчёт для примерного административного здания не проводился.

Гидравлический расчёт системы ограничивается выбором диаметров вертикальных стояков и участков магистралей, для которых рассчитаны тепловые потери, по допустимым расходам теплоносителя в трубопроводах систем водяного отопления с насосной циркуляцией [8] (табл. 3.1).