Теплопостачання. Улаштування систем опалення. Опалювальні прилади. Теплові мережі

1.Улаштування систем опалення, схеми

Основними елементами будь якої системи опалення є генератор тепла, нагрівальні прилади і теплопроводи (канали і труби).

В генераторі тепла паливо згорає, а тепло, яке виділяється, передається теплоносію, тобто середовищу, що переносить тепло від генератора до нагрівальних приладів. Нагрівальні прилади передають тепло повітрю приміщення.

Системи опалення розділяються на місцеві та центральні.

В місцевій системі опалення генератор тепла, нагрівальні прилади та тепловіддаючі поверхні являють собою одне ціле. Наприклад: кімнатна пічка. В ній генератором тепла є топка, де топливо згорає. Теплопроводом служать димоходи, по яким рухається дим, який прогріває стіни печі. Повітря приміщення нагрівається при його контакті з гарячими стінами печі.

До місцевого опалення належить, також, газове опалення та електричне опалення.

 Радіус дії місцевих систем невеликий і обмежується 1-2 сумісними кімнатами.

В центральних системах опалення одним генераторам тепла, який являє собою один котел чи кілька котлів, можуть опалювати не тільки одну споруду, а й групу будівель чи споруд. Система опалення, що забезпечує теплом цілу групу будівель від однієї котельні називається районною.

В залежності від виду теплоносія центральні системи опалення підрозділяється на системи водяного опалення, парового, водоводяного, повітряного і комбінованого опалення.

Розглянемо системи центрального водяного опалення

Системи центрального водяного опалення проектують з природною циркуляцією та з примусовою циркуляцією.

Якщо в системі водяного опалення циркуляція води в трубах і нагрівальних приладах здійснюється під дією різниці об‘ємної ваги охолодженої та нагрітої води, то вона називається системою з природною циркуляцією.

В системах громадських економічно невигідно застосовувати систему опалення з природною циркуляцією, тому в таких випадках виконують системи водяного опалення з примусовою циркуляцією води за допомогою насосів. Ці системи опалення в якості теплоносія використовують воду з t⁰ 100⁰ або вище.

КОНСТРУКТИВНІ СХЕМИ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОПАЛЕННЯ

Конструктивно системи водяного опалення підрозділяються (незалежно від того, як у системі здійснюється циркуляція теплоносія - природним чи штучним шляхом) за наступними показниками:

- системи з верхньою і нижньою підводкою - у залежності від місця прокладки стояка, що подає гарячу воду;

- одно- і двутрубні системи - за способом приєднання нагрівальних приладів до стояків, що подають теплоносій;

-  системи з вертикальними і горизонтальними стояками - по розташуванню стояків;

Принцип дії системи водяного опалення з природньою циркуляцією.

Процес опалення відбувається за наступною схемою. Вода, нагріта в опалювальному котлі, як більш легка, піднімається по головному стояку нагору, надходить у розводящі магістральні трубопроводи, а з них через стояки, що подають теплоносій - у нагрівальні прилади (опалювальні прилади). Віддаючи тепло, вода в опалювальному приладі остигає, стає більш важкою і через зворотні труби опускається вниз, надходить у нагрівальний котел і своєю масою витісняє нагріту воду з котла нагору — у головний стояк.

Поки нагрівальний котел працює, цей процес безупинно повторюється й у результаті в системі відбувається циркуляція води. Таким чином, вода рухається під дією гідростатичного напору, що виникає завдяки різній щільності охолодженої і нагрітої рідини. Наприклад, щільність води при 40°С складає 992,24 кг/м3, при 70 вС — 977,8 кг/м3, при 95 °С — 961,9 кг/м3.

Циркуляційний тиск залежить від різниці ваг стовпа гарячої і стовпа охолодженої (зворотної) води, отже, він залежить від різниці температур гарячої й охолодженої води. Крім того, циркуляційний тиск залежить ще від висоти розташування нагрівальних приладів над котлом Чим вище розташований прилад, тим більше для нього циркуляційний тиск. Тому в системах водяного опалення нагрівальні прилади, розташовані на верхньому поверсі, прогріваються краще, ніж прилади на нижньому поверсі. Ясно, що в двотрубных системах опалення нагрівальні прилади, розташовані на одному рівні з опалювальним котлом чи нижче його, нагріватися практично не будуть. Для таких систем, як показує практика, найменша відстань між центром нагрівальних приладів, розташованих на першому поверсі, і центром опалювального котла повинна бути не менш 3 м. Тому котельня для такої системи повинна розташовуватися в підвалі. Зазначеного недоліку позбавлені однотрубні системи опалення, тому що гідростатичний напір, що змушує циркулювати воду в системі, буде утворюватися через охолодження води в трубопроводах, що підводять нагріту воду до радіаторів, а також відводять охолоджену воду від радіаторів до опалювального котла. Охолодження зазначених трубопроводів приносить подвійну користь. По-перше, сприяє створенню гідростатичного напору, а по-друге, додатковому обігріву приміщення. Тому трубопроводи прокладають відкрито і не ізолюють. Що стосується головного трубопроводу (піднімального стояка гарячої води), то його, навпаки, треба ретельно теплоізолювати. Охолодження води в цьому стояку приводить до зниження температури і збільшенню щільності води, а це, як ми знаємо, приводить до зменшення гідростатичного напору.