Теплообменное оборудование и насосные установки

ТЕПЛООБМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ.

4.1. Теплообменное оборудование.

Теплообменное оборудование - основной эле­мент любой системы теплоснабжения. Во всех звеньях этой системы имеются аппараты (теп­лообменники), предназначенные для передачи тепла от греющей среды с более высокой тем­пературой к нагреваемой среде. С помощью те­плообменников осуществляется отпуск тепла как от источников теплоснабжения в тепловые сети, так и от тепловых сетей в местные системы ото­пления, вентиляции и горячего водоснабжения. Теплообменники также обеспечивают развязку по температуре и давлению между сетевой водой от источника и теплоносителем, циркулирующим во вторичном контуре. Это особенно важно при присоединении отопительных систем к тепловой сети по независимой схеме, когда по условиям рельефа местности нельзя передать статическое давление присоединенных зданий во внешнюю тепловую сеть или же когда давление в обрат­ной линии тепловой сети превышает допустимое

давление для местных систем отопления.

Различные типы теплообменного оборудо­вания отличаются: по принципу действия, конст­руктивным особенностям, виду теплоносителя, ма­териалу изготовления и т. д. На рис. 4.1. представ­лена укрупненная классификация теплообменни­ков. У каждого типа есть свои достоинства и не­достатки.

Достоинства и недостатки теплообменни­ков различных типов. Кожухотрубные и емкост­ные (накопительные) теплообменники менее при­хотливы к жесткости воды, но их отличает высокая материалоемкость и большие размеры. Компакт­ные пластинчатые теплообменники из тонколисто­вой нержавеющей стали хорошо себя зарекомен­довали для теплоэлектроцентралей, котельных, цен­тральных и индивидуальных тепловых пунктов в условиях контроля качества теплоносителя. В ряде случаев приходится прибегать к очистке пластин от карбонатных отложений с помощью промывки специальными растворами. Емкостные теплообменники позволяют снизить пиковую мощность теплогенераторов, и их применение оправдано в условиях неравномерного теплопотребления, напри­мер, в системах горячего водоснабжения неболь­шой мощности.

Рис. 4.1. Укрупненная классификация теплообменников.

Подбор теплообменного оборудования произ­водится на основе опросных листов, заполняемых заказчиком, по которым поводится компьютерный расчет. Тем не менее, с проектировщиков не сни­мается ответственность за выбор принципиальных схем и их анализ при различных режимах работы.

В ряде случаев положительные результаты дает комбинация скоростных и емкостных тепло­обменников, особенно когда стабильные фоновые нагрузки сочетаются с кратковременными пиковы­ми. Кроме этого проектировщики должны учиты­вать степень адаптации выбранного импортного оборудования к непривычно жестким для него рос­сийским условиям эксплуатации.

В широком смысле слова к теплообменному оборудованию относятся и теплогенерирующие установки (с передачей тепла от продуктов сгора­ния к воде или пару), а также отопительные прибо­ры (с передачей тепла от греющей поверхности к воздуху нагреваемого помещения). В табл. 4.1. представлены различные виды теплообменного оборудования для отдельных звеньев системы те­плоснабжения.

4.2. Насосные установки.

Насосное оборудование, как и теплообменники, является одним из основных элементов любой сис­темы теплоснабжения. В индивидуальных тепло­вых пунктах насосные установки применяются при независимом присоединении систем отопления к тепловой сети, а также в тех случаях, когда давле­ние воды во внешних сетях недостаточно для нор­мальной работы систем водопотребления здания.

Основные требования к насосным установкам, применяемым в системах водоснабжения зданий, изложены в СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопро­вод и канализация зданий».

Насосные установки бывают следующих ти­пов:

• с непрерывно или периодически действующи­ми насосами без регулирующих емкостей;

• с периодически действующими насосами, ра­ботающими совместно с водонапорными или гидропневматическими баками.

Критерием для выбора типа установки и режима ее работы, согласно п.122 СНиП 2.04.01-85, яв­ляется технико-экономическое сравнение разрабо­танных вариантов. При этом также следует учиты­вать, что гидропневматические баки, как правило, являются сосудами, работающими под давлени­ем. Это обстоятельство может вызвать определен­ные неудобства при эксплуатации установки, свя­занные с необходимостью регистрации баков в органах Госгортехнадзора и их периодического тех­нического освидетельствования.

Выбор места для размещения насосных уста­новок в зданиях должен производиться с учетом требований п.12.4 СНиП 2.04. 01-85. Для предот­вращения передачи вибрации от насосных агрега­тов необходимо предусматривать на трубопрово­дах виброизолирующие вставки и устанавливать насосы на виброизолирующих основаниях.

Производительность насосных установок должна приниматься:

• при отсутствии регулирующих емкостей - не ме­нее секундного расхода воды;

• при наличии регулирующих емкостей - в соот­ветствии с п.12.7 СНиП 2.04. 01-85.

Если установка используется в качестве повысительно-циркуляционного насоса в системе горяче­го водоснабжения здания, то при расчете ее про­изводительности вводится поправка, учитывающая расход воды в циркуляционном кольце, согласно п.12.14 СНиП 2.04.01-85.

Таблица 4.1.

Тепловые источники (котельные, ТЭЦ)	Котлы, пароводяные и водо-водяные подогреватели, (поверхностные и струйные)
Тепловые пункты	Поверхностные скоростные и емкостные водо-водяные теплообменники, водоструйные эжекторы
Отапливаемые помещения	Отопительные приборы
Системы солнечного теплоснабжения	Солнечные коллекторы, теплообменники (антифриз - вода), емкостные теплообменники
Системы утилизации тепла вытяжного воздуха	Воздухо-воздушные регенеративные и рекуперативные теплообменники, калориферы, тепловые трубы
Теплонасосные установки	Конденсаторы, испарители, в том числе грунтовые
Системы геотермального теплоснабжения	Теплообменники, разделители контуров геотермальной и нагреваемой воды

По степени надежности обеспечения подачи воды к потребителям насосные установки делятся на 3 категории в соответствии со СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». В зависимости от категории насосной установки выбирается число резервных агрегатов в ее соста­ве. Так, для установок 2-й и 3-й категорий при чис­ле насосов до 6 в состав установки должен вхо­дить хотя бы 1 резервный насос.

Категория надежности электроснабжения на­сосной установки выбирается в соответствии с п.12.23 СНиП 2.04.01-85.

Поскольку потребление воды в жилых здани­ях характеризуется значительной неравномерно­стью в течение суток, при проектировании насос­ной установки необходимо обеспечить поддержа­ние постоянного (или незначительно изменяюще­гося) давления на ее выходе при изменении рас­хода воды в широких пределах. Существует не­сколько путей выполнения этой задачи:

• установка на выходе редукционного клапана;

• использование в насосной установке несколь­ких насосов небольшой производительности;

• применение насосов с пологими характеристи­ками;

• применение в насосных установках насосов с двигателями, оснащенными встроенными частотными регуляторами скорости вращения или час­тотных регуляторов в их системах управления.

Рис. 4. 2. Опросный лист для заказа насосной установки ГидроСи ™

Поддержание давления посредством установки редукционного клапана является самым простым, но в то же время самым неэкономичным спосо­бом. Насосные установки с несколькими насоса­ми, производительность каждого из которых мень­ше расчетной, обеспечивают поддержание требуе­мого давления с приемлемой точностью, но могут потребовать довольно сложной системы управле­ния. Кроме того, увеличение количества насосов в установке приводит к увеличению ее габаритных размеров, вследствие чего возникают трудности с ее размещением. Использование в установке на­сосов с пологими характеристиками позволяет обес­печить на выходе достаточно стабильное давле­ние даже в случае, когда установка состоит из двух насосов - рабочего и резервного, но не является оптимальным сточки зрения потребления электро­энергии.

При проектировании установок повышения давления следует учитывать, что эксплуатация насосов при расходе воды, составляющих менее 10 % от номинального, не рекомендуется. С этой целью в случаях, когда в системе водопотребления отсутствует циркуляционная линия, целесооб­разно предусмотреть перемычку между входным и выходным коллекторами установки с установлен­ным на ней дроссельным клапаном.

Для предотвращения случайного запуска на­сосов в случае низкого давления воды во всасы­вающей линии перед ними целесообразно устанав­ливать реле давления, отключающее насос, когда давление пред ним падает ниже заданного уровня.

Для равномерной выработки ресурса насос­ных агрегатов желательно предусматривать перио­дическую (не реже 1 раза в неделю) смену рабо­чих и резервных насосов.

На входе и выходе каждого насоса в составе установки должны быть предусмотрены показываю­щие манометры (п. 12.16 СНиП 2.04.01-85).

Для защиты насосов от загрязнения на входе установок целесообразно предусматривать сетча­тые фильтры.

На рис. 4.2. приведен опросный лист для зака­за насосной установки.