Гидравлика систем отопления и охлаждения

Разводка трубопроводов

При выборе систем водяного отопления преимущество имеют насосные двухтрубные системы с терморегуляторами на подводках к отопительным приборам или с терморегуляторами, встроенными в отопительные приборы. Однотрубные системы без терморегуляторов могут применяться для обеспечения дежурного отопления в зданиях с другими приоритетными системами обеспечения микроклимата, авто­матически поддерживающими тепловой комфорт. Например, с систе­мой кондиционирования, позволяющей догревать помещение до необ­ходимых температурных условий. Однотрубные системы с терморегу­ляторами могут применяться также в малоэтажных зданиях либо одно­семейных квартирах (см. п. 4.2.4.5).

По способу прокладывания распределительных трубопроводов к теплообменным приборам системы отопления разделяют на вертикаль­ные и горизонтальные. В вертикальных системах установлены стояки. В горизонтальных — приборные ветки.

Вертикальные системы, в основном, применяют для зданий с единым учетом теплопотребления: в общественных, производственных зданиях, а также в жилых зданиях с индивидуальными тепломерами, размещенными на внешней поверхности отопительных приборов.

Присоединение стояков к магистральным трубопроводам в верти­кальных системах осуществляют по схеме с нижней, верхней или сме­шанной разводкой (рис. 9.11). Схема с нижней разводкой наиболее при­меняема. Она удобна для обслуживания: балансировки, отключения, спу­ска теплоносителя и т. д. Верхнюю разводку применяют с источником теплоты, расположенным в верхней части здания, например, котельней на крыше. Схему со смешанным размещением магистралей реализуют в невысоких зданиях при примерно одинаковой теплоотдаче отопитель­ных приборов. В высотных зданиях эту схему иногда дополняют возврат­ным трубопроводом (схема Тишельманна). Преимуществом двух послед­них схем является одинаковая протяженность циркуляционных колец,

что в некоторой степени улучшает работоспособность систем. Недостаток предпоследней схемы заключается в невозможности применения автома­тического регулятора перепада давления на стояке из-за ограниченной длины его капиллярной трубки. Общий недостаток вертикальных систем состоит в том, что располагаемое давление для отопительных приборов каждого этажа различно. Оно изменяется при качественном регулирова­нии системы вследствие различного влияния гравитационного давления теплоносителя. Избежать этого влияния даже при помощи автоматичес­ких регуляторов на стояках невозможно, что приводит к неравномерному

прогреванию помещений при запуске системы...

Устранить влияние грави­тационного давления можно в горизонтальных системах отопления установкой авто­матических регуляторов пере­пада давления на приборных ветках. В таких системах так­же наиболее просто реализо­вать учет теплопотребления. Счетчики и автоматические регуляторы перепада давле­ния ASV-PV устанавливают рядом в узлах присоедине­ния горизонтальных веток к
магистральным стоякам (рис. 9.12). При этом рекомендуется устанав­ливать тепломер за пределами регулируемого ASV-PV участка, чтобы избежать влияния гидравлического сопротивления тепломера на внешний авторитет терморегуляторов; то же касается и фильтров. Дан­ные узлы рекомендуется размещать в специальных шкафах и распола­гать за пределами квартиры, например, в коридорах, на лестничных площадках и т. п. Такой подход упрощает эксплуатацию системы (кон­троль, отключение, промывку, гидравлическую балансировку и т. д.).

Горизонтальные системы отопления классифицируют по способу размещения трубопроводов приборной ветки на периметральные двух­трубные тупиковые (по периметру здания, квартиры), периметральные двухтрубные с попутным движением теплоносителя (системы Тишель- манна), периметральные однотрубные, лучевые, панельно-лучевые и смешанные.

И

Рис. 9.13. Схема периметральной двухтрубной тупиковой приборной ветки системы отопления

Схема системы отопления с периметральной тупиковой приборной веткой показана на рис. 9.13. В ней для удобства обслуживания и конт­роля потребления тепловой энергии магистральные стояки располагают за пределами обслуживаемых помещений (квартир): в коридорах, на ле­стничных площадках и т. п. Стояки рекомендуется прокладывать в спе­циальных шахтах или желобах. Приборные ветки — по периметру обслу­живаемых помещений над обычным плинтусом или под декоративным специальным плинтусом, предназначенным или только для трубопрово­дов, или трубопроводов и электрических коммуникаций. Возможен так­же вариант разводки трубопроводов под потолком нижерасположенного помещения. В офисных зданиях прокладывают трубопроводы, электри­ческие и компьютерные коммуникации в пространстве между панелями перекрытия и фалып-полом. Терморегуляторы размещают на тепло­обменных приборах с противоположной стороны балконной двери.

Недостатком прокладки труб в плинтусе либо штрабе стены является сложность прохождения внутрикомнатных дверных проемов (при неко­торых планировках квартир) и необходимость образования порогов в проемах балконных дверей. При укладывании трубопроводов в штрабах или монолите пола такие проблемы отсутствуют. В любом случае необ­ходимо уменьшать теплопоступление от трубопроводов в помещение путем их теплоизоляции, обеспечивая приоритет управления терморегу­лятором теплового потока отопительного прибора. С целью снижения теплопотерь трубопроводами рекомендуется размещать распредели­тельный трубопровод над сборным при их прокладке свободно у стены либо в плинтусе; а при прокладке в полу следует располагать обратный трубопровод между наружной стеной и подающим трубопроводом. Об­щим правилом для вертикальных трубопроводов является размещение: справа — подающего, а слева — обратного трубопровода.

Систему отопления с попутным движением теплоносителя, изобра­женную на рис. 9.14, целесообразно применять при приблизительно одинаковых по теплопередаче отопительных приборах. Расположение

трубопроводов осуществляют аналогично ранее рассмотренной схеме. При этом для сокращения протяжности последнего участка ветки иногда ее возвращают в обратном направлении к узлу присоединения распределительного участка, т. е. применяют так называемую трехтруб­ную параллельную укладку.

Однотрубные периметральные приборные ветки показаны на рис. 9.15. Прокладывают трубопроводы в них так же, как в вышеприве­денных схемах.

Распределительный и сборный стояки на схемах рис. 9.14 и 9.15 при экономическом обосновании размещают в разных местах.

Наиболее дорогостоящей является лучевая схема системы отопле­ния, показанная на рис. 9.16. Трубопроводы прокладывают от коллекто­ра кратчайшим путем в штрабах пола, в монолите пола или в фалын-по - лу. Компенсацию линейного удлинения осуществляют за счет изгиба трубы в теплоизоляционном слое, в гофрированной трубе (пешель); в оболочке с ребристой поверхностью, в которой поставляются трубы. Длинные участки труб рекомендуется прокладывать по небольшой дуге.

Из панельно-лучистых систем наиболее часто применяют отопление в полу (рис. 9.17) или теплый пол. Различие состоит в том, что первые пол­ностью компенсируют теплопотери помещения, а вторые предназначены лишь для создания дополнительного теплового комфорта и обязательно применяются с отопительными приборами малой тепловой инерции. При­мер выполнения этих систем показан на рис. 9.18. Схемы укладки труб в монолите пола разнообразны. При расчете таких систем следует пользо­ваться методиками, предлагаемыми производителями труб. Проектиро­вать их необходимо в плавающих полах (окруженных теплоизоляционным слоем снизу и по бокам монолита) для предупреждения разрушения кон­струкций здания вследствие объемного расширения монолита. Надо также учитывать дополнительную нагрузку на здание веса монолита.

Смешанные системы являются комбинацией рассмотренных схем.

Проектирование систем отопления по вышеприведенным схемам в сравнении с вертикальными системами приводит к уменьшению протя­женности магистральных труб, которые всегда имеют наибольший диа­метр (наиболее дорогие); снижению непроизводительных потерь тепло­ты в необогреваемых помещениях (подвалах, чердаках, технических эта­жах), где проложены трубопроводы; упрощению поэтажного и посекци­онного ввода здания в эксплуатацию. Сравнение протяженности магист­ральных трубопроводов горизонтальных и вертикальных систем показа­но на рис. 9.19.

Схема разводки магистральных трубопроводов в подвале либо на техническом этаже (при использовании крышной котельни) для гори­зонтальных систем отопления представлена на рис. 9.19,а.

Магистральные трубопроводы вертикальных систем отопления по­казаны на рис, 9.19,б...9.19,г. Такие системы по капитальным затратам бо­лее экономичны, чем с попутным движением теплоносителя (рис, 9.19,д).

Для девятиэтажных зданий и выше с одинаковыми секциями (блоками) применяют посекционную схему разводки магистралей согласно рис. 9.19,в

И

Рис. 9.19. Схемы разводки магистралей систем отопления [39]

с одним общим или несколькими тепловыми пунктами, что определяют технико-экономическим сравнением вариантов проектных решений.

Дополнительной экономии тепловой энергии достигают примене­нием систем отопления с пофасадным автоматическим регулированием расхода теплоносителя при соответствующей ориентации фасадов зда­ния. Схема разводки магистралей таких систем показана на рис. 9.19,г.

При одинаковых тепловых нагрузках стояков магистрали могут прокладывать по схеме с попутным движением теплоносителя (рис. 9.19,д). Однако следует избегать таких систем из-за повышенной протяженности магистральных трубопроводов. Если на стояках уста­навливают автоматические регуляторы перепада давления, например, ASV-PV, то применение и этой и предыдущей схемы нецелесообразно.