книги / Отопление и вентиляция. Отопление

Водоотводчики термического действия могут хорошо работать при низком давлении пара. Ввиду значительной стоимости подобных водоотводчиков, их применение огра­ ничено.

При значительной протяженности паровой системы низко­ го давления для подачи пара к самому удаленному прибору необходимо весьма значительное давление. При поддержании в котле давления уровень стояния конденсата будет настоль­ ко высоким, что приборы первого этажа окажутся частично заполненными конденсатом, в результате чего уменьшится их теплоотдача. Такое положение, конечно, недопустимо. Поэтому в подобных случаях отказываются от самотечного возврата конденсата в котел и применяют так называемую р а з о м к н у т у ю с х е м у с п е р е к а ч к о й к о н д е н с а т а .

Такую же схему приходится применять и при наличии в системе нагревательных, приборов, расположенных на одном уровне с котлом или несколько ниже его.

Рассмотрим подробнее разомкнутую схему парового отоп­ ления низкого давления (рис. 80). Существенной особенностью

201

воде, и система сообщается с атмосферным воздухом через конец трубы, входящей в сборный резервуар.

Для предотвращения выхода пара в атмосферу через конден­ сационные линии на их концах устанавливают водоотводчики.

Практически уже при давлениях в котлах больше 1,2 amа приходится прибегать к перекачке конденсата.

Сборные резервуары для конденсата, снабженные водо­ мерным стеклом, изготовляют обычно сварные из полукотельной стали. Чтобы истопник мог наблюдать за уровнем воды в конденсационном баке, бак вместе с насосом устанавли­ вают в котельной. Для уменьшения испарения конденсацион­ ный бак закрывается герметической крышкой и сообщается е атмосферным воздухом при помощи специальной трубы.

Конденсат перекачивают или центробежным насосом, при­ водимым в действие от электромотора, или (при котлах с поверхностью нагрева до 10 лг) ручным насосом.

Чрезвычайно большое значение имеет бесперебойное пита­ ние котлов водой (конденсатом). При сильном понижении уровня воды в котлах стенки водяного пространства, не охлажденные водой, будут перегреваться, терять механи­ ческую прочность и деформироваться, что в конечном счете приведет к аварии котла. Поэтому при разомкнутых системах парового отопления необходимо иметь, помимо основного, еще резервное устройство для питания котлов. Обычно котел питают при помощи центробежного насоса. В качестве ре­ зервного служит ручной насос.

Взаимное расположение питательного насоса и конденса­ ционного бака должно быть таким, чтобы не была превзой­ дена требуемая высота всасывания. Если для холодной воды она составляет около 6 м, то при засасывании горячей воды образующийся вакуум, понижая точку кипения, может вызвать переход в парообразное состояние воды, находящейся во всасывающем трубопроводе, который соединяет резервуар с

насос ниже бака с таким расчетом, чтобы гидростатическое давление конденсата было достаточным для преодоления сопротивления на участке между резервуаром и насосом и чтобы конденсат поступал к насосу самотеком.

Обычно этого достигают, заглубляя насос ниже дна бака на Л = 0 ,5 м н при нормальной температуре конденсата +.70°. При температурах более высоких (что бывает редко) реко­ мендуется увеличивать заглубление, исходя из условия, что­ бы в сечении всасывающего патрубка насоса разность гидро­ статического давления и потерь во всасывающем трубопро­

2 0 2

воде была больше давления, соответствующего точке кипе­ ния конденсата (с учетом температуры последнего).

Так как производительность наиболее широко применяе­ мых типов центробежных насосов часто намного превышает ту, которая необходима для питания котлов, насосы вклю­ чают в работу периодически. Весьма целесообразно в таких

а в промежуточный бак (рис. 81), верхний уровень которого

чердаку. Очень часто считают рациональным магистральныепаропроводы в зданиях с двумя или более этажами прокла­ дывать под потолком первого этажа (средняя разводка, изоб­ раженная на рис. 82). Это избавляет от необходимости устраивать петли или устанавливать водоотводчики для осушкн магистрали.

Паропроводы 5 следует прокладывать с уклоном в сто­ рону движения пара, а паропроводы 10 в сторону движения кон­ денсата для облегчения его движения, что нужно для облег­ чения стока попутного конденсата.

203

В местах, подверженных сильному охлаждению, необхо­ димо прокладывать конденсатопроводы 10 теплоизоляцией, избегать применения мокрых конденсатопроводов, а сухие

к нагревательным приборам 7. Исключение могут составлять лишь участки конденсационных труб под дверями, но при ус­ ловии, что трубы будут снабжены тройниками с пробками для возможности быстрого их опорожнения. У нагревательных при­ боров устанавливают вентили 8. На трубе 4, ведущей к пре­ дохранительному устройству, запорной арматуры ставить нельзя.

Кроме того, необходимо предусматривать отводную воз­ душную трубку над дверью (рис. 83), при устройстве которой воздух проходит, минуя водяной затвор, образующийся в тех случаях, когда конденсатопровод прокладывается в виде дюкера под дверью.

Системы парового отопления низкого давления применяют главным образом в зданиях общественного назначения с пе­ риодическим пребыванием людей и в фабрично-заводских

204

зданиях. Применять эти системы особенно целесообразно в тех случаях, когда требуется подача пара одновременно для целей горячего водоснабжения или для других нужд (напри­ мер, для вентиляции).

Воздуш ная тр у д а

кондж от пробод

VCyxou мнденсотопробод

Мокрый конденсатопробод

Рис. 83

Благодаря меньшему диаметру труб и меньшей поверх­ ности нагревательных приборов, а следовательно, и меньше­ му расходу металла, стоимость парового отопления на 20— 30% ниже стоимости водяного отопления.

Недостатком систем парового отопления как низкого, так и высокого давления, помимо их неудовлетворительных гигие­ нических качеств, является быстрый износ конденсационных трубопроводов. Срок службы паропроводов может быть при-; нят 15—20 лет, тогда как конденсационные линии (сухие) из-за наличия в них воздуха быстро корродируют и уже через 3—4 года могут выходить из строя.

В то же время в случае перерыва в подаче теплоносите­ ля опасность замерзания труб при паровом отоплении значи­ тельно меньшая, чем при водяном.

Некоторым преимуществом системы парового отопления является также возможность ее эксплуатации (при аварии конденсационного трубопровода) без возврата конденсата в котлы, хотя подобная эксплуатация и связана со значитель­ ным перерасходом топлива. Однако следует иметь в виду, что спуск в канализацию воды с температурой выше 40° не разрешается в целях сохранности канализационных труб.

В США довольно распространены некоторые своеобразные виды парового отопления низкого давления: однотрубные и вакуум-паровые. В СССР и те и другие применения не нашли. Но поскольку эти системы интересны сами по себе, ниже даио их краткое описание.

205

О д н о т р у б н ы е с и с т е м ы парового отопления низкого давления, как видно из названия, транспортируют и пар и конденсат по одной трубе.

На рис. 84 приведены характерные схемы подобных систем как с нижней, так и с верхней разводкой.

При системе с нижней разводкой (рис. 84, а) пар из котла 1 подается по магистральным линиям 2 и стоякам 3 к нагре­

ного движения пара и конденсата магистральные трубы 2 имеют уклон, обеспечивающий движение пара и конденсата в одном направлении. В концевых точках магистральных труб конденсат стекает в мокрый конденсационный трубо­ провод 8. В трубе 10 происходит первоначальная осушка пара. Проникновение пара из трубопровода 10 в трубопровод

Встречное движение пара и конденсата в стояках и ответ­ влениях к приборам создает гидравлические удары, из-за которых система работает со значительным шумом и треском. Однотрубная система с верхней разводкой (рис. 84, б) рабо-

-06

обусловливает их применение в тех случаях, когда экономи­ ческие предпосылки превалируют над другими.

Предельный радиус действия однотрубных систем парово­ го отопления низкого давления составляет 60 м. Монтаж и расчет этих систем имеет ряд специфических особенностей, в основном сводящихся к тому, чтобы обеспечить более или менее раздельное протекание по трубам пара и конденсата. Изгиб трубопровода около вентиля о объясняется необходи­ мостью создать в небольшом вертикальном участке противо­ давление конденсата, способное преодолеть давление пара.

Подробные сведения по этим системам можно найти в справочнике Heating Ventilating and Air Conditioning Guide, издаваемом ежегодно обществом American Society of Heating and Air Conditioning Engineers.

В СССР однотрубные системы парового отопления приме­ няют в виде горизонтальных проточных систем, аналогичных по схеме горизонтальным проточным системам водяного отоп­ ления (см. рис. 32). Преимущество таких систем заключается

ны для отопления небоскребов. В последних, с одной сторо­ ны, к отоплению предъявлялись достаточно высокие гигиени­ ческие требования, с другой стороны, из-за огромного гидро­ статического давления обычные системы водяного отопления приходилось делить на ряд отдельных систем, обслуживаю­ щих не более 10 этажей по высоте здания.

Сущность вакуум-системы заключается в том, что в котле с помощью вакуум-насоса создаётся давление ниже атмосферного, а следовательно, понижается и температура пара ниже 100°. Этот же вакуум-насос и обеспечивает дви­ жение пара и конденсата по системе и нагнетает конденсат обратно в котел.

На рис. 85, а показана принципиальная схема вакуум-паро-^ вой системы отопления.

Из парового котла низкого давления / пар поступает по трубопроводу 2 в нагревательные приборы 3. Конденсат воз­ вращается по трубопроводу 4. Необходимая разность давле­ ний в котле и в конденсационной магистрали поддерживается мокровоздушным насосом 5, работающим от электромото­ ра 6.

Насос 5 включается и выключается с помощью автомати­ ческого регулятора 7, управляемого рубильником 8. Мембран­ ный регулятор присоединен с одной стороны к паропроводу у котла, при этом подача пара регулируется степенью откры­

207

вания поддувальной дверцы посредством цепочной тяги 9 и автомата 1 0 , работающего от термостата 1 1 , установленного в помещении, где контролируется температура воздуха.

Рис. 85

Мембранный регулятор разности давления в котле и в конденсационном трубопроводе установлен перед мокровоздушным насосом (рис. 85, б ) . Данной разнице давлений соот­ ветствует определенный выгиб мембраны, воздействующей с помощью рычагов на пусковой рубильник электродвигателя; насос включается при уменьшении разности давлений и вы­ ключается при ее увеличении.

На подводках к каждому нагревательному прибору необ­ ходимо ставить вентили, а на выходе из прибора — конденса­ ционные горшки термического действия, пропускающие воду и воздух, но не пропускающие пар.

Во избежание значительного подсоса воздуха монтаж всех соединений в системе должен быть проведен очень тща­ тельно.

§ 24. РАСЧЕТ СИСТЕМ ПАРОВОГО ОТОПЛЕНИЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Расчет системы парового отопления низкого давления сводится к определению необходимой поверхности нагрева приборов и паропроводов, а так же конденсатопроводов.

Методика расчета паропроводов системы парового отопле­ ния низкого давления с принципиальной стороны ничем не

208

В системах парового отопления низкого давления предель­ ное начальное давление пара может быть допущено до 0,7 опии Однако при соблюдении указанных в табл. 37 скоростей дви­ жения пара потери в паропроводах получаются сравнительно небольшими, вследствие чего для работы системы достаточно избыточное давление пара в котлах от 0,05 до 0,3 ати.

При расчете паропроводов принимают, что сопротивление нагревательного прибора (конечная точка паропровода) ком­ пенсируется некоторым остаточным запасом давления перед прибором, равным 150 мм.

Если проектируется система с самотечным возвратом кон­ денсата в котел, то давление пара в котлах Р следует при­ нимать, исходя из допустимого уровня стояния конденсата в системе.

Если давление Р выразить в н/м2, то давление, которое может быть израсходовано на преодоление сопротивления сети паропроводов, будет равно Р — 1500.

Резервируя 35% на преодоление местных сопротивлений, можно определить ориентировочно величину средней до­

систем водяного отопления, диаметры труб, не допуская, однако, скоростей пара, превышающих максимальные ско< ростн.

Зная диаметры, определяют (так же как и для систем водяного отопления) потери давления на преодоление сопро­ тивлений трения и местных сопротивлений на отдельных участках.

Суммируя сопротивления всех участков от котла до самого удаленного нагревательного прибора, получают общую рас­ четную потерю давления.

Уравнивание сопротивлений отдельных стояков и ответ­ влений производят так же, как при системах водяного ото­ пления.

Вследствие малых диаметров труб и больших потерь давления котла до наиболее удаленного прибора обычно приходится для создания необходимого сопротивления весь­ ма сильно дросселировать краны у ближайших к котлу нагрёвательных приборов.

Для разомкнутой системы отопления (наиболее часто при­ меняемой) можно при расчете паропроводов принимать такие

2 1 0