Схеми приєднання систем опалення до теплових мереж
При проектуванні систем опалення як теплоносій в них використовують, як правило, воду, температуру якої приймають згідно СНиП. Наприклад, у системах опалення житлових та громадських будівель температура теплоносія (води) не повинна перевищувати 95 °С для двотрубних та 105 °С для однотрубних систем опалення.
Визначальне значення на вибір схеми підключення системи опалення мають температурні та гідравлічні умови роботи теплових мереж. Залежно від цього системи опалення приєднують до теплових мереж за залежною чи незалежною схемою.
Узалежнихсхемах приєднання теплоносій до опалювальних приладів надходить безпосередньо з теплових мереж. Таким чином, той самий теплоносій циркулює як в тепловій мережі, так і в опалювальній системі.
У незалежних схемах приєднання теплоносій з теплової мережі надходить у підігрівач, в якому його теплота використовується для нагрівання води, що заповнює місцеву систему опалення. При цьому мережева вода та вода в місцевій системі опалення розділені поверхнею нагріву і таким чином мережа та система опалення повністю гідравлічно ізольовані один від одного.
При залежній схемі приєднання гідравлічні умови роботи теплових мереж безпосередньо впливають на системи опалення. У цьому випадку застосовується або безпосереднє (якщо дозволяє температурний графік роботи системи теплопостачання), або елеваторне приєднання систем опалення житлових та громадських будівель до теплової мережі іс.2.9).
Мал. 2.9. Залежні схеми приєднання систем опалення до теплових мереж: а – безпосереднє приєднання; б – елеваторне приєднання; 1 - подавальний трубопровід; 2 – зворотний трубопровід; 3 – опалювальні прилади; 4 –манометр; 5 – термометр; 6 – грязьовик; 7 - запірна арматура (засувка); 8 – повітряник; 9 - пристрій, що звужує, лічильник рідини; 10 – елеватор (струменевий насос)
Залежне приєднання опалювальних установок за схемою рис. 2.9,азастосовують, як правило, у системах опалення промислових підприємств. Така схема застосовна також у житлових і громадських будинках, якщо температура води в магістралі тепломережі не перевищує 95 – 105 °С.
Якщо температура мережевої води в магістралі тепломережі перевищує 105 °С і наявний напір на введенні достатній для роботи струминного насоса - елеватора (10 - 15 м вод. ст.), то систему опалення приєднують до тепломережі за схемою, представленою на рис. 2.9,б. У цьому випадку необхідна температура води, що надходить в систему опалення, досягається за рахунок змішування в елеваторі високотемпературної мережної води з магістралі, що подає, з зворотною водою із системи опалення.
При залежному приєднанні якість теплопостачання багато в чому залежить від якості виготовлення та монтажу елеватора. При виготовленні елеваторів з особливою ретельністю слід стежити за співвісністю сопла та камери змішування, за якістю обробки внутрішніх поверхонь сопла та камери змішування. Невиконання цих вимог може призвести до зниження ККД струминного насоса, збільшення втрат напору, засмічення сопла елеватора і, як наслідок, порушення циркуляції в системі опалення.
Перевагою елеватора як змішувального пристрою є простота та надійність експлуатації.
Основною характеристикою елеватора є коефіцієнт змішування (коефіцієнт інжекції), який являє собою відношення витрати води, що підсмоктується (інжектується) елеватором, до витрати води через сопло елеватора.
Втратанапору в соплі елеватора в десятки разів перевищує втрату напору в опалювальній системі. Тому основним опором місцевої системи є опір сопла елеватора, який залежить від його геометричних розмірів (діаметр перетину сопла); коефіцієнт змішування, створюваний елеватором, є незмінною величиною. При постійному коефіцієнті змішування витрата води у системі опалення змінюється пропорційно витраті мережної води через сопло елеватора, тобто. при припиненні подачі мережної води в сопло елеватора циркуляція води у місцевій системі припиниться.
Уникнути цього можна, якщо встановити на абонентському введенні замість елеватора змішувальний насос (рис. 2.10). При аварійному відключенні теплової мережі такий насос здійснює циркуляцію води в системі опалення, що запобігає заморожуванню протягом досить тривалого часу (8 – 12 годин).
Змішувальні насоси встановлюються, як правило, у місцевих теплових пунктах, тому до них пред'являються підвищені вимоги щодо віброшумових характеристик. Важливим критерієм підбору насосів змішувачів є також їх габаритні розміри.
Перевагою змішувального насоса перед струменевим є підвищення надійності роботи системи опалення, забезпечення циркуляції води в системі опалення при недостатньому напорі на введенні, можливість автоматичного регулювання витрати води і гідравлічного захисту системи опалення.
Перевагою залежної схеми приєднання є простота та відносно невисока вартістьабонентських установок порівняно із незалежною схемою. Крім того, при залежному приєднанні в абонентській установці може бути отриманий більший, ніж при незалежному приєднанні, перепад температур мережної води, що сприяє зниженню витрат води в тепломережі і, відповідно, зменшенню діаметрів трубопроводів тепломережі та зниженню капітальних витрат у теплові мережі.
Основним недоліком залежних схем приєднання опалювальних установок є вплив гідравлічного режиму теплових мереж на режим роботи системи опалення. Опалювальні прилади мають, як правило, знижену механічну міцність проти іншими елементами системи теплопостачання. Наприклад, межа механічної міцності чавунних радіаторів становить 6 кгс/см 2 сталевих радіаторів - 10 кгс/см 2 . Перевищення цих меж може призвести до аварій в абонентських установках. Низька механічна міцність опалювальних приладів суттєво знижує надійність роботи та ускладнює експлуатацію великих систем теплопостачання, що пояснюється наявністю великої кількості абонентів із різнорідним тепловим навантаженням та протяжних систем транспорту теплоти. Істотним недоліком залежної схеми приєднання з елеваторним змішуванням є також неможливість застосування місцевого регулювання теплового навантаження системи опалення, оскільки при зміні витрати мережної води через елеватор може статися припинення циркуляції води в системі опалення, перекидання циркуляції або спорожнення системи опалення.
Незалежне приєднання систем опалення дозволяє унеможливити вплив гідравлічного режиму тепломережі та вплив добової нерівномірності навантаження гарячого водопостачання на роботу систем опалення. Застосування незалежних схем приєднання зумовлене підвищеннямвимог до надійності теплопостачання, а також дедалі більшою часткою будівництва будівель підвищеної поверховості. Відповідно до нормативних документів за незалежною схемою допускається приєднувати системи опалення та вентиляції будівель з числом поверхів 12 та вище, а також при обґрунтуванні системи опалення та вентиляції інших споживачів теплоти. Незалежна схема приєднання опалювальної системи представлена на рис. 2.11.
Основним елементом незалежної схеми приєднання є проміжний теплообмінник - водо-водяний підігрівач, в якому вода, що циркулює в системі опалення, нагрівається до необхідної температури. Як гріюче середовище в такому теплообміннику використовується мережева вода. Циркуляція води у системі опалення здійснюється за допомогою насоса.
Незважаючи на недоліки, незалежна схема приєднання опалювальних установок має цілу низку переваг, основною з яких є суттєве підвищення надійності роботи систем теплопостачання. У системі теплопостачання з'являється можливість підтримувати рівень тиску, що перевищує допустимий за умовами механічної міцності опалювальних приладів, що дуже важливо для великих систем транспорту теплоти. Підвищується також надійність роботи систем опалення за рахунок унеможливленнявипорожнення. Можливість застосування місцевого регулювання при незалежному приєднанні дозволяє підвищити якість роботи опалювальних установок за рахунок виключення коливання температури внутрішнього повітря опалюваних приміщень щодо значень, визначених СНіП та санітарно-гігієнічними нормами.