Тепловой пункт системы отопления

Тепловой пункт системы отопления.

При местном (децентрализованном) теплоснабжении тепловым пунктом системы отопле­ния является, как уже установлено, местная водогрейная котельная, подробно рассматри­ваемая в дисциплине «Теплогенерирующие установки».

Для общности изложения приведем лишь принципиальную схему теплопроводов котель­ной (рис. 1), изобразив ее для случая, когда местным теплоснабжением, кроме системы отопления (0), обеспечиваются также системы вентиляции (В) и горячего водоснабжения (ГВ) здания.

Рис. 1. Схема теплопроводов местной водогрейной котельной: 1,2 — соответственно, ве­дущий и ведомый теплогенераторы; 3 — газовая или дизельная горелка с турбо-натдувом; 4 — блок автоматики; 5 — предохранительный клапан; 6 — циркуляционный насос контура ко­тельной; 7 — обратный клапан; 8 — запорная арматура; 9 — гидравлический разделитель; 10 — трехходовой смесительный клапан; 11 — циркуляционный насос тепло потребляющей сис­темы; 12 — закрытый расширительный бак; 13,14 — соответственно, сборный и распредели­тельный коллекторы; 15 — сетчатый водяной фильтр; Tl, T2 — соответственно, подающая и обратная магистрали контура котельной; Т11, Т12, Т13 — подающие магистрали теплопо­требляющих систем; Т21, Т22, Т23 — обратные магистрали теплопотребляющих систем; В1.

— линия подпитки из холодного водопровода.

Обычно в котельной устанавливают один или два котла, каждый из которых рассчитан на 50 % общей тепловой мощности всех потребителей теплоты здания. Первичная вода в котле нагревается до температуры, не ниже требуемой и достаточной для последующего нагревания водопроводной (вторичной) воды в теплообменнике системы горячего водо­снабжения (обычно 70 °С).

Современная схема местного (децентрализованного) теплоснабжения предусматривает установку в каждой системе собственного циркуляционного насоса. Расширительный бак является общим для всех теплопотребителей.

При централизованном теплоснабжении тепловой пункт может быть местным — индиви­дуальным (ИТП) для системы отопления данного здания и групповым — центральным (ДТП) для систем отопления группы зданий (рассматривается в дисциплине «Теплоснаб­жение»). Проектирование тепловых пунктов ведется в соответствии с нормативными пра­вилами [4].

Принципиальная схема местного теплового пункта при независимом присоединении.

системы насосного водяного отопления к наружным теплопроводам с необходимой за­порной, контрольно-измерительной и регулирующей арматурой показана на рис. 2.

Рис. 2. Схема местного теплового пункта при независимом присоединении системы во­дяного отопления к наружным теплопроводам: 1 — задвижка; 2 — грязевик; 3 — манометр; 4 — регулятор давления; 5 — ответвления к системам вентиляции и горячего водоснабжения; 6 — водоводяной теплообменник; 7 — обратный клапан; 8 — циркуляционный насос; 9 — расши­рительный бак; 10 — подпиточный насос; 11 — клапан с электроприводом; 12 — регулирую­щий клапан; 13 — термометр; 14 — тепломер.

Слева на рисунке изображены наружные теплопроводы, по которым перемещается высо­котемпературная вода (температура ti) в теплообменник и охлажденная вода (температура t2) из теплообменника. Число теплообменников обусловлено делением системы отопления здания на отдельные независимые части. При единой системе устанавливают один-два те­плообменника. Расход высокотемпературной воды предусмотрено изменять автоматиче­ски при помощи регулирующего клапана в соответствии с задаваемой программой изме­нения температуры воды t r , направляемой в систему отопления. Показан также регулятор давления (РД) «после себя» для понижения давления в подающем теплопроводе до необ­ходимого значения.

Справа на рис. 2 даны: сверху — теплопроводы системы отопления от сборного до рас­пределительного коллекторов с циркуляционным насосом и присоединенным расшири­тельным баком, снизу — линия для заполнения (и восполнения при утечке) системы де­аэрированной водой, забираемой из наружных теплопроводов. Подпиточный насос на этой линии устанавливают только тогда, когда гидростатическое давление в системе ото­пления превышает давление в наружных теплопроводах. Действует этот насос периодиче­ски с автоматическим управлением в зависимости от изменения уровня воды в открытом расширительном баке или при снижении давления в точке подключения насоса до недо­пустимой величины.

Для нагревания воды до температуры t r , служит теплообменник. В настоящее время при­меняют так называемые скоростные теплообменники различных типов. Кожухотрубный водоводяной теплообменник состоит из стандартных секций длиной 2 и 4 м. Каждая секция представляет собой стальную трубу диаметром от 50 до 300 мм, внутрь которой помещены несколько латунных трубок диаметром 16×1 мм. Греющая вода из наружного теплопровода пропускается по латунным трубкам, нагреваемая из системы отопления -противотоком в межтрубном пространстве. Более совершенный пластинчатый теплооб­ менник набирается из определенного количества стальных профилированных пластин. Греющая и нагреваемая вода протекает между пластинами противотоком или перекрестно.

Длину и число секций кожухотрубного теплообменника или размеры и число пластин в пластинчатом теплообменнике определяют в результате теплового расчета.

Ориентировочно общую площадь нагревательной поверхности кожухотрубного теплооб-менника А т 0 , м 2 , можно найти, задаваясь коэффициентом теплопередачи k T 0 в пределах от 1500 до 2000 Вт/(м 2 -°С), по формуле.

где Q c — тепловая мощность системы отопления, Вт; Δtср — средняя логарифмическая раз­ность температуры греющей и нагреваемой воды, °С.

Число секций теплообменника N, шт., получают, выбрав длину и площадь одной секции а1, м , по справочной литературе.

с округлением до ближайшего целого числа.

Движение нагреваемой воды в межтрубном пространстве последовательно соединенных N секций длиной 4 м сопровождается потерями давления Ар т . 0з кПа, которые определяют­ся по формуле.

где w — скорость движения нагреваемой воды в межтрубном пространстве теплообменни­ка, м/с, определяемая по формуле.

G c — расход воды в системе отопления по формуле (3.7), кг/Рср — средняя плотность на­греваемой воды, кг/м ; aм.тр — площадь межтрубного пространства секции теплообменника, м 2 .

Принципиальная схема местного теплового пункта при зависимом присоединении сис­темы водяного отопления к наружным теплопроводам со смешением воды при помощи водоструйного элеватора дана на рис. 3.

На схеме показаны смесительный аппарат, основные контрольно-измерительные и другие приборы и арматура, применяемые в тепловых пунктах, относящихся не только к системе отопления, но и к системам приточной вентиляции и горячего водоснабжения. На подаю­щем теплопроводе высокотемпературной воды (температура ti) помещен регулятор рас­хода (РР), предназначенный для стабилизации расхода воды в системе отопления при не­равномерном отборе ее через ответвления к другим теплопотребителям. Если применяется автоматизированный водоструйный элеватор, то вместо РР предусматривается регули­рующий клапан для получения заданной температуры воды, поступающей в систему ото-

пления. Следовательно, в этом случае при смешивании воды обеспечивается местное ка­чественное регулирование работы системы отопления.

На рисунке показан также регулятор давления (РД), поддерживающий давление «до себя», необходимое для заполнения системы отопления водой, и препятствующий вытеканию воды из системы (как и обратный клапан на подающем теплопроводе) при аварийном опорожнении наружных теплопроводов.

Манометры, размещаемые попарно на одном и том же уровне от пола (см. рис. 3), по­зволяют судить не только о гидростатическом давлении в каждом теплопроводе, но и о разности давления, определяющей интенсивность движения теплоносителя в циркуляци­онных кольцах систем. Тепломер на обратном теплопроводе предназначен для учета об­щих теплозатрат в здании.

Для смешивания высокотемпературной и охлажденной (температура to) воды вместо во­доструйных элеваторов применяют также центробежные насосы.

Принципиальная схема местного теплового пункта при зависимом прямоточном при­соединении системы водяного отопления к наружным теплопроводам изображена на рис.4. Схема отличается от предыдущей (см. рис. 3) отсутствием смесительного аппарата (водоструйного элеватора). Горячая вода по подающему теплопроводу непосредственно поступает в систему отопления. Клапан на этом теплопроводе предназначен для регули­рования расхода греющей воды в системе. Температура и разность давления воды на вводе теплопроводов в здание контролируются по показаниям термометров и манометров. Применяются, как и в схеме на рис. 3, регулятор давления «до себя» на обратном тепло­проводе и обратный клапан на подающем, а также тепломер для учета теплозатрат в сис­теме отопления.

Рис. 3. Схема местного теплового пункта при зависимом присоединении системы водя­ного отопления к наружным теплопроводам со смешением воды с помощью водоструйно­го элеватора: 1 — задвижка; 2 — грязевик; 3 — термометр; 4 — ответвления к системам венти­ляции и горячего водоснабжения; 5 — регулятор расхода; б — обратный клапан; 7 — водо­струйный элеватор; 8 — манометр; 9 — тепломер; 10 — регулятор давления.

Рис. З.5. Схема местного теплового пункта при зависимом прямоточном присоединении системы водяного отопления к наружным теплопроводам: 1 — задвижка; 2 — грязевик; 3 — термометр; 4 — манометр; 5 — регулятор расхода; 6 — обратный клапан; 7 — тепломер; 5 — ре­гулятор давления.