СПОСОБЫ УДАЛЕНИЯ ВОЗДУХА ИЗ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

В системах центрального отопления, особенно водяного, скопления воздуха (точнее газов) нарушают циркуляцию теплоносителя и вызывают шум и коррозию стали. Воздух в системы отопления попадает различными путями: частично остается в свободном состоянии при заполнении их теплоносителем; подсасывается в процессе эксплуатации неправильно сконструированной системы; вносится водой при заполнении и эксплуатации в растворенном виде.

В системах с верхней разводкой необходимо обеспечивать движение свободных газов к точкам их сбора. Точки сбора газов (и удаления их в атмосферу) следует назначать в наиболее высоко расположенных местах систем. Конкретно магистралям придают определенный уклон и устанавливают проточные воздухосборники (рис. 17, а, б,) – вертикальные (а) или горизонтальные (б). Из воздухосборников газы удаляются в атмосферу периодически при помощи ручных спускных кранов 4 или автоматических воздухоотводчиков (6) рис 17.

Рис. 17 Проточные воздухосборники а) – вертикальный на главном стояке; б) горизонтальный на магистрали; 1 – главный стояк; 2- магистрали; 3 – труба(с краном) для выпуска воздуха; 4 – муфта для выпускной трубы; 5 – муфта с пробкой для выпуска грязи.

Рис. 18 Схем установки воздухосборников и воздухоотводчиков а) – с горизонтальным проточным воздухосборником; б) – с вертикальным непроточным воздухосборником; в) – автоматический воздухоотводчик; г) – непроточный воздухосбросник; 1- магистраль; 2—воздухосбросник; 3 – воздухоотводчики; 4 – запорные краны; 5 – ручнее воздуховыпускные краны; 6- воздушная линия; 7 – поплавок; 8 – упор; 9- пружинный клапан; 10 – защитный колпак.

Рис. 19 Автоматический воздухоотводчик ASV

В системах с «опрокинутой» циркуляцией воды и верхним расположением обратной магистрали, в гравитационной системе с верхней разводкой для отделения и удаления газов используют расширительные баки с открытой переливной трубой.

В системах водяного отопления с нижней разводкой обеих магистралей газы, концентрирующиеся в радиаторах или в греющих трубах конвекторов, установленных на верхнем этаже, удаляют в атмосферу периодически при помощи ручных и автоматических воздушных кранов 1 (рис. 20, а) или централизованно через специальные воздушные трубы 2 и 3 (рис. 20, б). При централизованном удалении газов воздушные трубы стояков соединяются горизонтальной воздушной линией 2 (рис. 20, б) с петлей 5 для устранения циркуляции воды в воздушной линии . Для периодического выпуска воздуха в воздушной петле помещают вертикальный воздухосборник 4 со спускным краном (рис. 17, в и 2, в). Для непрерывного удаления воздуха воздушную петлю присоединяют к соединительной трубе открытого расширительного бака(6) (рис. 20, г).

Рис. 20 Способы удаления воздуха из систем водяного отопления с нижней разводкой а,б,в – через воздушный кран 1; г,д через воздушные трубы 2 и 3 с петлей 5 и непроточный воздухосборник 4; е через расширительный бак 6.

Рис. 21 Воздушный кран Маевского

В системах парового отопления воздух находится в свободном состоянии. В паропроводах пар вытесняет воздух в нижние части систем к конденсатным трубам. В паровых системах высокого давления воздух захватывается конденсатом, движущимся с высокой скоростью. Водовоздушная эмульсия по трубам попадает в закрытый конденсатный бак, где воздух отделяется от конденсата и периодически отводится в атмосферу через специальную воздушную трубу.

8. РАСШИРИТЕЛЬНЫЕ БАКИ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ: НАЗНАЧЕНИЕ, ВИДЫ, ПОДБОР, ПРИСОЕДИНЕНИЕ К СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ.

Предназначены для приема прироста воды, образующегося в системе отопления. Расширительные баки по конструкции бывают: - открытыми, сообщающиеся с атмосферой; закрытые, находящиеся под переменным, но строго избыточным давлением. 1. Открытые расширительные баки. Изготовляют, как правило, цилиндрическими, размещают на расстоянии не менее 1 м над верхней точкой системы, обязательно изолируют.

Рис. 22 Открытый расширительный бак с патрубками для присоединения труб 1- расширительной; 2 - переливной; 3- контрольной; 4 - циркуляционной; 5- патрубок с пробкой.

1 – расширительная труба, по которой вода поступает в бак. 2 – контрольная или сигнальная, для проверки наличия воды в баке. 3 – переливная труба. 4 – циркуляционная труба. 5 – патрубок с пробкой, для промывки. V_п – полезный объем расширительного бака.

Рис. 23. Присоединение открытого расширительного бака к обратной магистрали в системе отопления с ручным контролем а) и с автоматизированными сигнализацией и регулированием уровня воды в баке б) 1 – расширительный бак; 2,3,4,5 – расширительная, циркуляционная, контрольная, переливная трубы; 6 и 7 – реле верхнего и нижнего уровней воды в баке, соединенные трубой 4’ с баком.

В гравитационных системах расширительный бак присоединяют к высшей точки подающей магистрали (как правило, к главному стояку), служит одновременно для удаления воздуха. В насосных системах отопления расширительные баки подсоединяют к обратной магистрали, вблизи всасывающего патрубка циркуляционного насоса.

V_п должен соответствовать увеличению объема воды в системы отопления, при ее нагревании до средней расчетной температуры. V_п=k∙V_c, м³. k – объемное расширение воды в системе отопления: k=β∙Δt, β – среднее значение коэффициент объемного расширения воды для данного интервала температур. β – 0,0006 1/^оС. Δt – изменение температуры от начальной до средней температуры. k=0,24 при 95-70, k=0,27 при 105-70. V_с – общий объем воды в системе отопления при начальной температуре. V_с=(V_пр+V_тр+V_котл)Q_с. V_пр,V_тр,V_котл – объем воды в системе, л/кВт. Q_с – мощность системы, кВт. Недостатки открытых расширительных баков: установка в верхней точке на чердаке, утепление. Возможность поглощения воздуха из атмосферы, что вызывает коррозию. Необходимость добавления воды вследствие ее испарения.

2. Закрытые расширительные баки. Бывают: - с мембраной; - без мембраны. Они герметичны, давление в них поддерживается сжатым воздухом. Наиболее часто используют мембранные расширительные баки. Мембраны изготавливаются из эластичного синтетического каучука или резины. Используют две модификации мембранных баков: 1) баки с несменными диафрагмами, жестко закреплены по периметру. 2) баки со сменными диафрагмами, которые можно заменить через горловину бака. Вода не контактирует со стенкой бака.

Рис. 24 Закрытые расширительные баки

Рис. 25 Расширительные баки с мембранами

Определение объема закрытого расширительного бака. Если объем бака окажется, мал, то давление в низших точках системы может превышать допустимое. Если объем бака велик, при понижении температуры в системе, давление в верхних точках может оказаться ниже минимального допустимого, для предупреждения вскипания воды. Объем закрытого строго обусловлено перепадами давления в системе. Vп=ΔV_с/(Р_а/Р_min-P_a/P_max). ΔV_с=k∙V_c= β∙Δt∙V_c. ΔV_c – прирост объема воды. Р_а – абсолютное давление в баке до первого поступления воды. Закрытые баки размещают непосредственно в котельной или в тепловом пункте, на полу или на стенке.

9. ОТОПИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ, ВИДЫ, ВЫБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ В ПОМЕЩЕНИИ.

Классификация отопительных приборов.

1) По преобладающему способу теплоотдачи:

а) радиационные приборы – передающие не менее 50% теплоты излучением – это потолочные панели;

б) конвективно-радиационные – передающие конвекцией 50-75% общего теплового потока – радиаторы секционные, панельные, напольные отопительные приборы;

в) конвективные передающие конвекцией не менее 75% - конвекторы.

2) По использующему материалу:

а) металлические – из чугуна, листовой стали, стальные, медные;

б) комбинированные – используют теплопроводящий материал, панельные радиаторы;

в) неметаллические – керамические и пластмассовые радиаторы, потолочные и напольные панели, заделанные пластмассовыми панелями или без труб.

3) По характеру внешней поверхности:

а) гладкие – радиаторы, панели, приборы из гладких труб;

б) ребристые – конвекторы, ребристые трубы, калориферы.

4) По высоте прибора:

а) высокие – h>650 мм; б) средние – 450-650 мм; в) низкие – 200-400 мм;

г) плинтусные – h<200 мм.

Виды отопительных приборов.

1) Простейшими являются гладко трубные приборы, они выполняются в виде змеевиков или регистров из гладких труб, Ø32-100 мм.

Рис. 26 Отопительные приборы – гладкие трубы

Эти приборы легко очищать от пыли, высокий коэффициент теплопередачи. Тяжелые, громоздкие, занимают много места. Применяются в производственных помещениях. На рынке отопительных приборов составляют 2,6%.

2) Радиаторы – приборы, состоящие из отдельных колончатых элементов – секций, либо из плоских блоков с каналами колончатой или змеевиковой формы:

а) чугунные секционные радиаторы, собираются из отдельных секций с помощью ниппеля (цилиндра с резьбой). Расстояние по осям между подводками равно 500 мм. Маркировка МС-140-108; М90; t_max=130^oC; Р_раб=0,6 МПа. На рынке 47%. Высокая тепловая единичная мощность; стойкие против коррозии; простые в изменении мощности. Металлические (≈ 45кг/кВт); производство трудоемко, экологически вредно; монтаж затруднителен из-за веса; очистка от пыли неудобная; внешний вид непривлекателен.

Рис. 27 Отопительные приборы - радиаторы

б) алюминиевые радиаторы, секционные, соединяются прессовкой, на рынке 17%. Имеют привлекательный внешний вид; менее массивны (≈ 11-20 кг/кВт); теплоотдача выше, чем у чугунных, за счет развитой оребренной поверхности; быстрее прогревают помещение; хорошо регулируются терморегуляторами; Р_раб=0,6-2 МПа. Менее гигиеничны, т.к. затруднено удаление пыли с внутренней поверхности; подвергаются кислотной коррозии, которая усиливается при образовании гальванической пары алюминий-медь. Во избежание электрохимической коррозии, в местах соединения алюминиевых секций со стальными трубами, используют оцинкованные переходники; алюминий реагирует с водой с выделением водорода. Недостатки, касающиеся электрохимической коррозии, отсутствуют в биметаллических радиаторах, т.к. внутри имеется стальная труба.

Рис. 28 Алюминиевые радиаторы

в) стальные панельные радиаторы. Сваривают из двух штампованных стальных листов, толщиной 2 мм. Каналы для воды могут быть вертикальные, горизонтальные и змеевиковые. Состоят из 1, 2, 3^х параллельных блоков. Для увеличения конвективной составляющей прибора, между блоками – ответвления. Количество плоских блоков и оребрения, в соответствии с европейскими стандартами указывается в марке прибора.

Рис. 29 Стальные панельные и трубчатые радиаторы.

Меньшая масса, чем у чугунных (0,55-0,8 кг/кВт), увеличенная излучательная способность, монтаж легче, производство механизировано, легко очищаются. Относительная небольшая нагревательная поверхность, для их производства используется дефицитная, коррозиестойкая, холоднотянутая сталь. Применять в закрытых системах, с деаэрированной водой. Р_раб=0,6-1,0 МПа. На рынке 17%

3) Конвекторы. На рынке 17%. Основными элементами являются трубчатый ребристый нагреватель, выполненный из стальных электросварных или медных труб.

1. а) навесные (настенные); б) напольные (островные); в) встраиваемые (внутренапольные).

2. а) с кожухом; б) без кожуха.

3. а) с воздушным регулирующим клапаном; б) без воздушного регулирующего клапана.

Рис. 30 Отопительные приборы - конвекторы

Требования к конвекторам – хороший контакт оребрения с нагревательной трубкой (цинкование, накатное). Наличие кожуха позволяет использовать при высоких температурах теплоносителя. Теплоотдача конвектора с кожухом растет с увеличением его высоты. Конвекторы со встроенным автоматическим терморегулятором выпускаются без воздушного клапана.

Рис. 31 Конвекторы со встроенным воздушным клапаном

1 – нагревательные трубы. 2 – воздушный клапан. 3 – кожух.

При выборе вида и типа прибора учитываются факторы:

1. Назначение и архитектурно-технологическая планировка помещения.

2. Особенности теплового режима здания (постоянное, дежурное, прерывистое отопление).

3. Вид теплоносителя в системе отопления (водяная, паровая).

4. Давление в системе отопления. 5. Качество теплоносителя. 6. Состав воздушной среды. 7. Санитарно-гигиенические показатели приборов.

Комфортность тепловой обстановки в помещении в большей мере зависит от места установки прибора в помещении. Это связано с тем, что прибор должен выполнять роль локализаторов источников холода в помещения, поэтому прибор должен быть установлен, чтобы нагретая поверхность и восходящая над ним струя не давала попасть холодному потоку воздуха в помещение

Рекомендации по установке:

1. Наиболее целесообразно устанавливать приборы вдоль наружных стен и под окнами. Длина прибора не менее 50% от длины оконного проема.

2. Под витринами прибор располагают по всей длине - низкие конвекторы, конвекторы теплая дорожка.

3. В детских садах, яслях желательно теплый пол и плинтусные приборы.

4. Теплые полы желательно устраивать в вестибюлях и переходах, куда люди заносят снег.

5. В южных районах при удалении рабочих мест от наружных стен более 2 м, допускается установка у внутренних стен.

6. На лестничных клетках в зданиях до 12 этажей отопительные приборы следует размещать на 1этаже.

7. Не следует размещать лестничные стояки в тамбурах, имеющих наружные двери.

8. Отопительные приборы на лестничных стояках следует присоединять к отдельным стоякам по проточной схеме, с обязательной установкой запорной арматуры на них, регулирующая арматура около приборов не устанавливается.

9. В помещениях кирпичных зданий отопительные приборы устанавливают в нишах глубиной 150 мм, в соответствии со СНиПом 3.05-01-85.