Испытание и наладка систем отопления.

По завершении монтажных работ монтажными организациями должны быть выполнены испытания систем водяного отопления гидравлическим или манометрическим методом с составлением акта испытаний, тепловое испытание систем отопления на равномерный прогрев отопительных приборов.

Испытания должны проводиться до начала отделочных работ.

Гидравлические испытания. 1. До начала гидравлического испытания, если имеется возможность, систему следует прогреть до максимальной температуры. Необходимо иметь в виду, что прогрев и последующее охлаждение системы позволяет выявить те дефекты, которые могут появиться в соединениях труб и приборов под влиянием температурных изменений.

Когда система прогреется, нужно осмотреть ее и в случае необходимости подконтрить сгоны и подтянуть болты во фланцевых соединениях. Если будут обнаружены мелкие неисправности, которые нельзя устранить без спуска воды (например течь в соединении радиаторных секций), то их следует четко отметить мелом с тем, чтобы после охлаждения системы спустить из нее воду и устранить замеченные дефекты.

Максимальную температуру воды в системе желательно поддерживать в течение суток. После этого систему нужно охладить и до спуска их нее воды еще раз проверить состояние соединений. Если в системе не окажется дефектов, которые требуют спуска воды, можно приступить к гидравлическому испытанию.

Следует отметить, что прогреть систему до испытания ее гидравлическим давлением удается сравнительно редко. Объясняется это тем, что гидравлические испытания систем производятся в основном в теплое время года, когда районные котельные и тепловые сети ТЭЦ, как правило, бездействует. Поэтому в большинстве случаев системы приходится испытывать давлением без предварительного прогрева.

Гидравлическое испытание должно проводиться после устранения всех обнаруженных дефектов.

2. При наполнении системы для гидравлического испытания из нее надлежит полностью удалить воздух. Т.к. вода почти не сжимается, то даже незначительный объем воды может создать в заполненной системе большое давление. Поэтому в системе, заполненной только водой, испытательное давление создается быстро. Если в трубах или приборах останется воздух, то при нагнетании воды в систему, он будет сжиматься, и давление в системе будет повышаться медленно, чем больше в системе останется воздуха, тем медленнее будет возрастать давление. В процессе гидравлического испытания это создаст представление о недостаточной плотности соединений.

3.Испытание систем водяного отопления должно производиться при отключенных котлах и расширительных сосудах давлением, равным 1,5 рабочего давления, 0,6 Мпа (2 кгс/см).

На всех трубах отключенного расширительного сосуда необходимо установить временные воздушные краны.

4. При наполнении системы водой открывают все регулирующие и воздушные краны, а также всю запорную арматуру, установленную на трубопроводах. Воду в Систему пускают медленно по схеме снизу-вверх, т.к. это способствует лучшему 'наполнению и удалению воздуха. Наполнение производится до тех пор, пока из воздушных кранов не пойдет вода. После этого их закрывают и создают необходимое давление.

Если в наружном водопроводе давление мало, то необходимое давление в системе создают с помощью гидравлического пресса.

Система признается выдержавшей испытание, если в течение 5 мин нахождения ее под пробным давлением падение давления не превысит 0,02 Мпа (0,2 кгс/см²) и отсутствуют течи в сварных трубах, резьбовых соединениях, арматуре, отопительных приборах.

Если в процессе испытания будет обнаружена течь в сварных швах и резьбовых соединениях, то из системы следует спустить воду и ликвидировать эти дефекты путем подварки швов и перевертки фасонных частей. Устранение течи без спуска воды из системы при помощи подчеканки категорически запрещено, т.к. подчеканкой можно устранить течь на непродолжительное время.

Манометрические испытания системы отопления следует проводить в следующей последовательности: систему заполнить воздухом пробным избыточным давлением 0,15 Мпа (1,5 кгс/см²); при обнаружении дефектов монтажа на слух следует снизить давление до атмосферного и устранить дефекты, затем систему вновь заполнить давлением 0,1 Мпа (1 кгс/см); выдержать под пробным давлением в течение 5 мин. Система признается выдержавшей испытания, если при нахождении ее под пробным давлением падение давления не превысит 0,01 Мпа (0,1 кгс/см).

Системы отопления должны быть испытаны, как правило, гидростатическим методом.

Манометрические испытания допускается производить при отрицательной температуре наружного воздуха.

Гидростатическое испытание системы котельного отопления должно производиться (до заделки монтажных окон) давлением 1 Мпа (Юкгс/см²) в течение 15 мин. При этом падение давления допускается не более 0,01 Мпа (до 0,1 кгс/см²).

Для систем котельного отопления, совмещенных с отопительными приборами, величина пробного давления не должна превышать предельного пробного давления для установленных в системе следует производить в течение 7 часов, при этом проверяется равномерность прогрева отопительных приборов (на ощупь).

Пуск в действие водяного отопления при наружной температуре ниже 0°С.

В зимнее время при неумелом пуске системы отопления можно заморозить трубы и приборы, вследствие чего они могут быть разорваны льдом. Поэтому пуск системы при наружных температурах ниже 0° С, особенно при больших морозах, является весьма ответственной работой, которая должна проводиться под руководством опытного монтажника по строго намеченному плану.

Если монтажные работы производятся в осеннее время и систему придется пускать зимой, то крайне желательно до наступления морозов испытать всю систему гидравлическим давлением. Если из-за неготовности магистралей или каких-либо частей здания осуществить это невозможно, то гидравлическим давлением следует испытывать законченные монтажом отдельные части системы и даже отдельные стояки, добиваясь того, чтобы к моменту пуска возможно большая часть системы была испытана на прочность.

До пуска системы в действие делать изоляцию труб не следует, так как в морозные дни изоляция на холодных трубах сильно промерзает, что нередко является причиной замерзания воды в трубах в процессе пуска; при поисках замороженного участка и его отогревания изоляцию с труб приходится сбивать.

Кроме того, во время пуска нагрев отдельных участков системы проверяют на ощупь; при наличии изоляции на трубах такая проверка окажется невозможной, т.к. изоляция долго не прогревается. Поэтому трубы нужно изолировать в возможно короткий срок, когда система уже пущена и прогрета.

До начала наполнения системы необходимо осуществить следующие мероприятия.

• Проверить тщательность заделки оконных и других наружных проемов в здании, пригонки наружных дверей и ворот и их утепление;

• Обеспечить здание электрическим светом;

• Утеплить места выхода каналов из здания;

• Клапаны во всех приточных и вытяжных вентиляционных камерах плотно закрыть;

• При верхней разводке магистралей закрыть слуховые окна на чердаке. До пуска системы необходимо тщательно проверить исправность арматуры, выключающей отдельные системы или части системы; в случае выявления недоброкачественной арматуры или в особо опасных местах (лестничные клетки, подвалы) для выключения следует произвести разборку труб. Устанавливая заглушки в разъединенные концы.

Все краны и вентили на трубах обязательно должны быть полностью открыты, т.к. при закрытом кране не будет движения воды на участке и может замерзнуть раньше, чем будет заполнена система. Наряду с этим при закрытом кране вода, поступившая в закрытый участок сверху, при спуске останется в нем и замерзнет. Кроме того перед пуском системы необходимо тщательно проверить правильность уклонов трубопроводов, т.к. обратные уклоны вызовут застой воды, что приведет к ее замерзанию; отключить стояки и приборы лестничных клеток и других помещений, которые сообщаются с наружным воздухом (не утепленные помещения, тамбуры, переходы).; очистить поверхности трубопроводов и нагревательных приборов от льда и снега и отсоединить воздушные линии, временно установив для спуска воздуха дополнительные бочки или краны; врезать дополнительные спусковые краны, если они при монтаже не были установлены; заготовить материалы для временной изоляции труб (войлок, минеральная вата) и заранее разнести эти материалы в те помещения, где потребуется утепление труб (чердаки, подвалы), решить, какие стояки будут одновременно пополняться водой и наметить состав бригады слесарей для осмотра и ремонта системы во время пуска.

Решая вопрос о количестве одновременно пускаемых стояков необходимо учитывать следующее:

a) Чем больше стояков одновременно наполняется водой, тем медленнее будет повышаться уровень воды в системе, в связи с чем циркуляция воды в сети начнется позднее;

b) При одновременном наполнении значительного количества стояков для осмотра и ремонта потребуется большое количество рабочих, руководить которыми будет трудно.

Исходя из этих соображений, во всех случаях, когда имеется опасность

замерзания труб и приборов, следует пускать частями, используя для этого краны и вентили, установленные на стояках и ответвлениях магистралей.

Нужно иметь ввиду, что при низких температурах наружного воздуха наиболее опасен пуск системы с верхней разводкой без кранов на стояках, т.к. циркуляция воды в таких системах начнется только тогда, когда заполнятся верхние развозящие магистрали Для заполнения их при одновременном пуске большого числа стояков требуется продолжительный срок, в течение которого могут замерзнуть трубы и приборы.

Пускать в действие двухтрубную систему с нижней разводкой менее опасно, т.к. циркуляция воды в ней возникает при заполнении приборов первого этажа, поэтому в такой системе можно одновременно наполнять большее количество стояков, чем при верхней разводке.

Менее сложен пуск горизонтальных однотрубных систем, т.к. в этих системах можно наполнять водой и включать в действие отдельные поэтажные ветки.

Если в системе с верхней разводкой на стояках имеются краны, то в первую очередь наиболее целесообразно пустить все магистрали какой-либо части системы только с одним-двумя стояками. Затем постепенно наполнять всю остальную часть системы, включая два-три стояка. Остальные части системы следует пускать в том же порядке

Системы отопления, пускаемые в зимнее время, следует наполнять горячей водой. С этой целью подающую и обратную магистрали на вводе необходимо соединить перемычкой 32-50 мм с вентилем.

После пуска системы следует тщательно проверить, обеспечена ли циркуляция воды во всех нагревательных приборах. При такой проверке следует иметь ввиду, что отдельные приборы могут оказаться нагретыми не в результате циркуляции, а только вследствие того., что они были наполнены горячей водой. Если в них не обеспечить циркуляцию, они быстро остынут и замерзнут.

Наполнение системы отопления водой при наружной температуре выше 0°С.

После окончания монтажа отопительную систему следует наполнить водой. До начала этой операции руководящий персонал должен осмотреть всю систему и убедиться в том, что сварка трубопроводов и сборка всех резьбовых и фланцевых соединений полностью закончена. Следует иметь ввиду, что при наполнении системы необходимо открыть всю установленную на трубопроводах арматуру: задвижки, вентили, пробочные краны. Следует проверить надежность крепления горизонтальных трубопроводов, т.к. при наполнении водой вес их значительно увеличивается.

Наполнение производить по схеме снизу-вверх медленно.

Перед напуском воды в систему следует спереди здания или узла управления поставить сигнальщика, который мог бы через открытые окна здания выслушивать все сообщения слесарей, осматривающих систему, и передавать их ответственному лицу, находящемуся в котельной или узле управления.

У водопроводного вентиля, через который наполняют систему, должен постоянно находиться дежурный слесарь. При сообщении сигнальщика о необходимости прекратить наполнение, он должен быстро закрыть вентиль.

Если в процессе наполнения будет обнаружена большая течь, для устранения которой потребуется понизить в системе уровень воды, то, закрыв водопроводный вентиль, слесарь должен открыть спускной.

Если система имеет большую протяженность, то ее лучше наполнять по частям, заранее отключая те стояки, которые будут наполняться в следующую очередь.

В процессе наполнения, следует проверять на, каком уровне находится вода через временные спускные краны, установленные в верхней пробке одного из стояков.

Наблюдающий за кранами слесарь начинает свое дежурство у открытого крана на первом этаже и по мере появления воды, подает сигнал и переходит выше, закрыв кран.

Если в системе есть воздухосборник, то у каждого их них должен быть дежурный слесарь.

В зданиях высотой более 3 этажей после заполнения водой приборов четвертого этажа, необходимо произвести осмотр нижних этажей, т.к. при повышении давления может появиться течь. Обнаруженные течи по возможности устраняются или отмечаются. Все серьезные дефекты необходимо исправлять сразу, приостановив наполнение и понизить уровень воды в системе. Когда система вся будет заполнена водой, необходимо еще раз осмотреть систему, устранить подтекание.

В теплое время года при наполнении системы водой и устранении течи в соединениях труб и приборов не следует останавливаться перед лишним спуском воды, т.к. каждый спуск и новое наполнение способствуют лучшей промывке всей системы от мусора и формовочной земли.

Наладка систем отопления.

Наладка системы отопления включает в себя проверку и регулировку системы как по горизонтали (распределение воды по стоякам), так и по вертикали (распределение воды по этажам).

Проверка прогреваемости системы отопления обычно производится на ощупь. Сначала проверяют прогрев нижних точек всех стояков и прикрывают краны у перегревающихся стояков. Проверка должна производиться при температуре воды 55-60° С. При другой температуре трудно уловить степень прогрева. Но таким способом определить точно температуру поверхности невозможно. Для более точного определения температуры поверхности применяется термощуп. Температуру определяют по шкале, прижимая измерительные спаи к поверхности.

Проверка распределения воды по стоякам в случае необходимости также производится по замерам температур входящей и выходящей воды.

Температуру обратной воды Т₂ в двухтрубной системе следует принимать с учетом остывания воды в трубах подающих.

Например, согласно температурному графику Т₁=68° С, а фактически

Т_1ф=62° С: Т₂ по графику равна 53 ОС. В этом случае расчетная температура Т2-62-(68-33)47, а не 530С

При небольшой протяженности систем можно удовлетворится замером только температуры обратной воды

Регулировка по стоякам должна обеспечить примерно одинаковую разность температур воды у входа и выхода ее из стояков.

После этого производится регулировка теплоотдачи отдельных нагревательных приборов кранами.

Проверка равномерности прогрева нагревательных приборов должна сочетаться с проверкой температурного режима помещения. При этом должны быть устранены дополнительные неучтенные в проекте потери теплоты (неплотные и не заклеенные притворы, окон и дверей и т.д.)

Наладка теплового пункта, элеваторного узла и системы отопления считается законченной, если достигнута равномерная температура отапливаемых помещений (колебания (+2,1 - 1)Со.

Наладка и регулировка систем отопления.

Перед сдачей объекта в эксплуатацию необходимо вывести систему в рабочий режим с помощью балансировки клапанов. Наладка системы отопления включает в себя проверку и регулировку системы как по горизонтали (распределение воды по стоякам), так и по вертикали (распределение воды по этажам).

До осуществления наладки системы необходимо провести подготовительные работы: ознакомиться с проектной документацией, техническими инструкциями на клапаны, приборы и пр. Далее проверяют исправность элементов системы, их работоспособность и функционирование, правильность монтажа. Затем производят балансировку системы.

Гораздо сложнее производить подготовительные работы в модернизируемых системах. В этом случае, как правило, заново определяют теплопотери помещений и осуществляют гидравлический расчет на основании собранных исходных данных. Их точность и старательность выполнения расчетов значительно облегчают последующую балансировку системы.

Перед балансировкой системы производят испытание на герметичность, промывают, прочищают фильтры, деаэрируют, выводят в рабочий гидростатический режим. Все термостатические клапаны устанавливают в максимально открытое положение (только так можно определить перегревы и недогревы помещений). Для этого колпачок термостатического клапана не должен упираться в шток. Колпачками защищают шток от царапин, попадания пыли, деформации. Замену колпачков на термостатические регуляторы осуществляют по окончании балансировки системы.

Перед балансировкой системы следует проанализировать ее работоспособность и определить частные признаки и общие закономерности несоответствия требуемым температурным условиям в помещениях. К частным признакам относят перегрев или недогрев отдельных помещений. К общим закономерностям – перегрев или недогрев этажей, помещений, расположенных по различным фасадам здания, стояков и т.д. Если рассматривать систему отопления, то при недогреве отдельных помещений вначале следует определить, не является ли это следствием засорения или некачественного монтажа, например, образования внутреннего грата (наплыв, уменьшающий проходное сечение трубопровода) при термическом соединении труб с фитингами. Как правило, закупорка образовывается в местных сопротивлениях: фитингах, клапанах и т.д.

Проверка прогреваемости системы отопления обычно производится на ощупь. Проверка должна производиться при температуре воды 55-60° С. При другой температуре трудно уловить степень прогрева. Но таким способом определить точно температуру поверхности невозможно. Для более точного определения температуры поверхности применяется термощуп. Температуру определяют по шкале, прижимая измерительные спаи к поверхности.

Проверка распределения воды по стоякам в случае необходимости также производится по замерам температур входящей и выходящей воды.

Регулировка по стоякам должна обеспечить примерно одинаковую разность температур воды у входа и выхода ее из стояков.

Проверка равномерности прогрева нагревательных приборов должна сочетаться с проверкой температурного режима помещения. При этом должны быть устранены дополнительные, неучтенные в проекте, потери теплоты (неплотные и не заклеенные притворы, окон и дверей и т.д.).

Перегрев отдельных помещений может быть вызван только гидравлической разбалансировкой, причем в перегретых помещениях она значительно больше, чем в недогретых.

Общие закономерности несоответствия температурным условиям в помещении разделяют на эксплуатационные и предэксплуатационные.

Эксплуатационная разбалансировка вызвана качественным регулированием системы отопления на протяжении отопительного периода. Если недостаточен авторитет теплоты помещения, то изменение гравитационного давления теплоносителя приводит к недогреву нижних этажей во время морозов. Во время оттепелей происходит недогрев верхних этажей. Перегревы соответственно верхних и нижних этажей устраняются терморегуляторами. Не следует допускать эксплуатационную разбалансировку при выборе и обосновании проектных решений системы отопления. Для этого уменьшают расчетный перепад температур теплоносителя с увеличением этажности здания; рассматривают работоспособность системы при минимальном и максимальном перепадах температур теплоносителя; устанавливают регуляторы перепада давления в горизонтальных системах на поэтажных (поквартирных) приборных ветках; устанавливают на каждом теплообменном приборе стабилизаторы расхода или регуляторы перепада давления в вертикальных системах.

Предэксплуатационные общие закономерности следует, прежде всего, попытаться устранить регулированием производительности насоса и температуры теплоносителя. Общие рекомендации приведены в табл. 17.1.

 

 

Таблица 17.1. Устранение поэтажной разбалансировки системы

Температурные условия на этаже по сравнению с расчетными		Способ устранения
нижнем	верхнем
1. Пониженные	Нормальные	Увеличить производительность насоса
2. Повышенные	Нормальные	Уменьшить производительность насоса
3. Нормальные	Повышенные	Уменьшить температуру теплоносителя
4. Слишком низкие	Чрезмерно высокие	Уменьшить значительно температуру теплоносителя
5. Нормальные	Чрезмерно низкие	Увеличить температуру теплоносителя до нормальной на верхнем этаже и уменьшить производительность насоса для достижения нормальных условий в нижнем этаже
6. Чрезмерно высокие	Слишком низкие	Увеличить температуру теплоносителя до нормальной на верхнем этаже и уменьшить производительность насоса для достижения нормальных условий на нижнем этаже
7. Чрезмерно высокие	Чрезмерно высокие	Уменьшить температуру теплоносителя

В горизонтальных системах устраняют поэтажную разбалансировку также настройкой регулирующих клапанов на приборных ветках.

Если во всех помещениях нет общей закономерности несоответствия тепловым условиям, то следует производить балансировку системы. При этом процесс балансировки должен быть дешевым, быстрым и отвечать техническим требованиям.

Методы балансировки систем заключаются в последовательном устранении дисбаланса по отдельным циркуляционным кольцам, начиная с основного (наиболее удаленного и нагруженного) кольца, регулировку повторяют до достижения проектного потокораспределения во всех циркуляционных кольцах.

Способы и методы настройки клапанов достаточно подробно рассмотрены в литературе [16, 17].

Методы балансировки систем заключаются в последовательном устранении дисбаланса по отдельным циркуляционным кольцам, начиная с основного (наиболее удаленного и нагруженного) кольца, регулировку повторяют до достижения проектного потокораспределения во всех циркуляционных кольцах.

В системах с терморегуляторами прямого действия широкое распространение получили методы:

температурного перепада;

предварительной настройки клапанов;

пропорциональный;

компенсационный;

компьютерный.

Метод температурного перепада

Метод основан на условии, при котором в сбалансированной системе разность температур теплоносителя на входе и выходе всех теплообменных приборов должна быть одинаковой. 

Балансировку осуществляют до требуемого перепада температур теплоносителя настройкой дросселя терморегулятора либо регулирующего клапана в узле обвязки теплообменного прибора.

Данный метод балансировки очень не точен, особенно в системах с низкими перепадами температур.
Из-за тепловой инерции системы и здания процедура балансировки требует значительного времени. Поэтому метод температурного перепада применяют для балансировки небольших систем отопления при безветренной и несолнечной погоде. Чем ниже температура наружного воздуха, тем точнее результат.

Метод предварительной настройки клапанов

Метод основан на балансировке по гидравлическому расчету при проектировании системы до ее монтажа. Увязку циркуляционных колец осуществляют настройкой каждого регулирующего клапана и терморегулятора. Настройку определяют по пропускной способности kv.

У данного метода есть недостаток: он не учитывает отклонения, возникающие при монтаже системы отопления.
Кроме того, определение потерь давления в элементах систем является сложной процедурой и не всегда соответствует реальности. Одна из причин тому — допущение о постоянстве коэффициентов местных сопротивлений во всем диапазоне регулирования потока теплоносителя и отсутствие учета их взаимовлияния, поэтому данный метод, хотя и является основополагающим при проектировании, в то же время не исключает необходимости корректировки настроек клапанов после монтажа системы.

Компенсационный метод

На протяжении всего процесса балансировки системы первый наладчик должен следить за измерительным прибором, чтобы на эталонном клапане поддерживался установленный перепад давления. Он передает информацию третьему наладчику о появлении отклонений, возникающих в процессе манипуляций второго наладчика, и третий наладчик компенсирует эти отклонения регулировкой клапана-партнера до достижения на эталонном клапане перепада давления, равного 3 кПа (для MSV-C — 1 кПа).

Второй наладчик регулирует клапаны последовательно, приближаясь к клапану-партнеру.

Компенсационный метод является усовершенствованием пропорционального метода. Проводится в один этап. Требует нескольких измерительных приборов и нескольких наладчиков.

Компьютерный метод

Компьютерный метод основан на использовании микропроцессоров для диагностики клапанов и определения их настройки при балансировке систем. Последним поколением устройств, предназначенных для реализации этого метода, является многофункциональный прибор PFM 3000

По измерениям определяют:

располагаемое давление в системе (либо ее части);

расходы теплоносителя во всех регулирующих клапанах, включая общие клапаны;

перепад давления на каждом клапане в закрытом положении;

температуру воды.

Наладку и оптимизацию работы системы осуществляет один наладчик с многофункциональным прибором PFM-3000

Наладка системы обеспечения микроклимата ручными балансировочными клапанами является длительной и дорогостоящей процедурой. Этот процесс значительно упрощается и удешевляется при применении в системе автоматических балансировочных клапанов (регуляторов перепада давления, регуляторов расхода, стабилизаторов расхода и т. п.) вместо ручных балансировочных клапанов.

Наладка системы отопления считается законченной, если достигнута равномерная температура отапливаемых помещений (колебания (+2, -1) ^оС.

Лекция 18

ПАРОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Попутная конденсация –Переход пара из газообразного состояния в жидкое вследствие понижения его температуры у стенок трубопровода ниже температуры точки росы из-за теплопотерь трубопроводами.

 

Паропровод – Трубопровод, по которому перемещается пар от теплогенератора к нагревательным приборам

 

Разомкнутые системы - Системы парового отопления , в которых конденсат после нагревательных приборов собирается в конденсатный бак, а оттуда конденсатным насосом перекачивается в теплогенератор

 

Замкнутые системы- Системы парового отопления , в которых конденсат после нагревательных приборов поступает непосредственно в тепллогенератор

 

Конденсатопровод - Трубопровод, по которому перемещается конденсат от нагревательных приборов к теплогенератору

 

Гидравлический затвор – Устройство системы парового отопления для предотвращения проскока пара в конденсатопровод

 

                                              Содержание темы.

18.1 Система парового отопления

18.2 Схемы и устройство систем парового отопления

18.3 Оборудование системы парового отопления

18.4 Системы вакуум-парового и субатмосферного отопления.

18.5 Выбор начального давления пара в системе

18.6 Гидравлический расчёт паропроводов низкого давления

18.7 Гидравлический расчёт конденсатопроводов

18.8 Система пароводяного отопления

 

18.1 Система парового отопления

В системе парового отопления зданий и сооружений используется водяной пар, свойства которого как теплоносителя для отопления рассмотрены ранее. Водяной пар в системе состоит из смеси сухого насыщенного пара и капелек воды, т. е. находится во влажном состоянии. Влажное состояние изменяется при движении пара по трубам. По пути движения пара происходит, как ее называют,попутная конденсация (22.1) части пара вследствие теплопередачи через стенки труб в окружающую среду. Поэтому, строго говоря, по паропроводам(22.2) системы перемещается пароконденсатная смесь, плотность которой должна вычисляться по плотности сухого насыщенного пара с учетом его доли в смеси (степени сухости пара) при данном содержании влаги. Практически же при расчетах паропроводов исходят из плотности сухого пара.

Напомним, что система парового отопления обладает по сравнению с системой водяного отопления некоторыми преимуществами:

1) возможность быстрого нагревания помещений при подаче пара в отопительные приборы и столь же быстрого их охлаждения при выключении подачи пара;

2) сокращение капитальных вложений и расхода металла вследствие уменьшения размеров отопительных приборов и конденсатопроводов;

3) возможность отопления зданий любой этажности, так как столб пара не создает значительно повышенного гидростатического давления в нижней части системы.

РАЗЪЯСНЯЕМ

Уменьшение размеров отопительных приборов и конденсатопроводов происходит так, как пар имеет высокую температуру. Минимальная температура 100°С

 

Видно, что система парового отопления более пригодна, чем система водяного отопления, для периодического обогревания помещений (например, для дежурного отопления). Однако эксплуатационные недостатки системы парового отопления настолько существенны, что значительно ограничивают область ее применения. Недостатками системы парового отопления являются:

1) невозможность регулирования теплоотдачи отопительных приборов путем изменения температуры теплоносителя, т. е. невозможность качественного регулирования;

2) постоянно высокая температура (100°С и более) поверхности теплопроводов и отопительных приборов, что вызывает разложение оседающей органической пыли, а также вынуждает устраивать перерывы в подаче пара;

перерывы в подаче пара приводят к колебанию температуры воздуха в помещениях, т. е. к понижению уровня теплового комфорта;

3) увеличение бесполезных теплопотерь паропроводами, когда они проложены в необогреваемых помещениях;

4) шум при действии систем, особенно при возобновлении работы после перерыва;

5) сокращение срока службы теплопроводов; при перерывах в подаче пара теплопроводы заполняются воздухом, что усиливает коррозию их внутренней поверхности.

Вследствие этих недостатков система парового отопления не допускается к применению в жилых, общественных и административно-бытовых зданиях, а также в производственных помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха.

Паровое отопление может устраиваться в производственных помещениях без выделения пыли и аэрозолей или с выделением негорючей и неядовитой пыли, негорючих и не поддерживающих горение газов и паров, со значительными влаговыделениями, а также для обогревания лестничных клеток, пешеходных переходов, вестибюлей зданий.

Во всех случаях паровое отопление допускается применять при обосновании (например, при избытке пара, используемого в технологическом процессе производства). Отметим, что при реконструкции старых предприятий имеющиеся системы парового отопления заменяются водяными как более экономичными и надежными в эксплуатации.

 

В зависимости от конструктивных особенностей и трассировки трубопроводов системы парового отопления подразделяются на двухтрубные вертикальные и однотрубные вертикальные и горизонтальные, с верхней, нижней или средней разводкой магистрального паропровода, тупиковым и попутным движением пара и конденсата (рис. 18.1-18.3).

По способу возврата конденсата в котел или наружные тепловые сети системы отопления могут быть:

а) замкнутыми, в которых конденсат перемещается за счет гидростатического давления или специально предусмотренного остаточного давления пара в системе (см. рис. 18.1, а, б );

б),разомкнутыми, когда конденсат перекачивается насосом из промежуточного конденсатного бака (см. рис. 18.2 и 18.3,6).

Системы парового отопления, непосредственно соединенные с атмосферой для выпуска из них воздуха, называются открытыми (см. рис. 11.1 и 11.2), а не соединенные - закрытыми (см. рис. 18.3).

Конденсатопроводы в системах парового отопления бывают:

а) сухими, частично заполненными конденсатом, а частично воздухом (конденсатопровод в системах отопления низкого давления, расположенный выше уровня стояния конденсата, и в системах высокого давления между отопительным прибором и конденсатоотводчи-ком; см. рис. 18.1-18.3);

б) мокрыми безнапорными, по которым конденсат перемещается самотеком при полном заполнении трубопровода (конденсатопроводы в системах отопления низкого давления, расположенные ниже уровня стояния конденсата; см. рис. 18.1, а);

в) мокрыми напорными, по которым перемещается конденсат с помощью насоса либо за счет остаточного давления пара (см. рис. 18.2 и18.3);

г)    напорными двухфазными (эмульсионными), по которым конденсат перемещается совместно с пролетным паром и паром вторичного вскипания (конденсатопровод в системах парового отопления высокого давления между конденсатоотводчиком и конденсатным баком или расширительным бачком; см. рис. 18.3).

 

           18.2 Схемы и устройство систем парового отопления

Система парового отопления изобретена в Англии в середине XVIII в. Наибольшее распространение она получила в виде системы высокого давления в первой половине XIX в. С середины XIX в. стала применяться система низкого давления. В настоящее время паровое отопление используют ограниченно — в основном, когда технологический процесс связан с потреблением пара.

Пар для ведения технологического процесса подают, как правило, от внешних источников при сравнительно высоком давлении, В этих условиях для отопления используют «мятый» (отработавший) — снизивший давление после технологического оборудования, или редуцированный (с понижением давления) пар, предусматривая разомкнутые системы Замкнутые системы встречаются редко.

Паровое отопление основано на передаче в помещения скрытой теплоты парообразования, выделяющейся при конденсации насыщенного пара. Для отопления может быть использован перегретый пар, но специальное перегревание пара экономически не оправданно, так как дополнительно получаемое количество теплоты невелико (мала теплоемкость пара) сравнительно с тепловым эффектом фазового превращения пара в воду.

Расчеты систем парового отопления проводят, как уже сказано, по показателям сухого насыщенного пара, давлению которого всегда соответствует определенная температура.

Удельная энтальпия сухого насыщенного пара iп кДж/кг, зависящая от давления, под которым находится пар, определяется по формуле

i_п=i_ж+r                                           (18.1)

где i_ж — удельная энтальпия кипящей воды, полученная при на­гревании 1кг воды от температуры замерзания (обычно от 0°С) до температуры кипения, кДж/кг; r — удельная тепл