Будова і принцип дії систем водяного опалення

 

Двотрубні системи водяного опалення з розміщенням магістральних подавальних трубопроводів вище нагрівальних приладів (рис. 8.1) називають системами з верхнім розведенням. Вони складаються з таких елементів: котла 18, головного стояка 14, подавального магістрального трубопроводу 7, оборотного магістрального трубопроводу 20, подавальних стояків 16, оборотних стояків 15, нагрівальних приладів 10, подавальних підводок 11, оборотних підводок 13, регулювальних кранів нагрівальних приладів 12, розширювального бака 1 з трубами: сполучною 4, циркуляційною 5, сигнальною 3; з запірного вентиля 17 і переливної труби 2, що також використовується для видалення повітря із системи.

На кожній гілці системи можуть бути встановлені запірні вентилі 6, 19 для вимикання якоїсь частини системи під час ремонту. У будівлях із кількістю поверхів більше трьох передбачається можливість відключення кожного стояка, для цього в основі стояка встановлюють пробкові крани 22 та спускний кран 21, а вгорі стояка – пробкові крани 8 та трійник 9 із заглушкою для сполучення стояка з атмосферою при спуску води зі стояка і для випускання повітря при наповненні стояка водою.

1 – розширювальний бак; 2, 3, 4, 5 – переливна, сигнальна, циркуляційна, сигнальна труби; 6, 19 – запірні вентилі; 7 – магістральний подавальний трубопровід; 8, 22 – коркові крани; 9 – трійник; 10 – нагрівальні прилади; 11 – подавальні підводки; 12 – регулюючі крани біля нагрівальних приладів; 13 – зворотні підводки; 14, 15, 16 – головний, зворотний, подавальний стояки; 17 – запірний вентиль; 18 – котел; 20 – оборотний магістральний трубопровід; 21 – спускний кран; 23, 24 – трубопроводи

Рисунок 8.1 – Схема двотрубної системи водяного опалення з верхнім розведенням і природною циркуляцією

 

При пуску систему наповнюють водою до рівня приєднання сигнальної труби до розширювального бака. Коли із сигнальної труби вода надійде в раковину, кран на трубі 24 і запірний вентиль 17 на сигнальній трубі закривають і беруться до топки котла. Повітря, що виділяється при нагріванні води, виводиться в атмосферу через переливну трубу 2. Для забезпечення видалення повітря із системи через розширювальний бак, подавальну магістраль прокладають від розширювального баку з ухилом 0, 005÷ 0, 01. При необхідності спуску води із системи відкривають кран на спускній трубі 23. Зворотну магістраль прокладають убік руху води з ухилом 0, 05÷ 0, 003.

Перевагою цієї системи є рівномірність розподілу гарячої води по всіх нагрівальних приладах і, як результат цього, однакова температура поверхні всіх приладів.

До недоліків такої системи варто віднести: більшу витрату металу, ніж в однотрубних системах, марні тепловтрати магістральних трубопроводів, прокладених по холодному горищу, можливість їх замерзання й затоплення нижче розташованих поверхів у випадку аварії, неможливість вмикання системи до закінчення будівництва.

Двотрубні системи з верхнім розведенням можуть бути як із природною циркуляцією, так і насосними. В останньому випадку на оборотному магістральному трубопроводі перед котлом установлюється циркуляційний насос.

На рис. 8.2 подано схему насосної двотрубної системи водяного опалення з нижнім розведенням.

У насосній двотрубній системі водяного опалення з нижнім розведенням на відміну від системи з верхнім розведенням, розглянутої вище, гаряча вода з котла надходить у подавальні магістралі, розташовані нижче нагрівальних приладів.

1 – повітряний кран; 2 – повітряна лінія; 3 – повітрозбірник; РВ – рівень води

Рисунок 8.2 – Схема насосної двотрубної системи водяного опалення з нижнім тупиковим розведенням

 

Видалення повітря із системи може здійснюватися через повітряні крани, встановлені в радіаторних пробках нагрівальних приладів верхнього поверху, або централізовано через повітряні труби й повітрозбірник. В останньому випадку для того, щоб не порушувати розрахункового гідравлічного режиму системи, необхідно виключити циркуляцію води по повітряній лінії. Для цього створюють повітряний затвор перед повітрозбірником.

Якщо повітря видаляється через повітряні крани, встановлені у верхні радіаторні пробки нагрівальних приладів верхнього поверху, то приєднання підводки до приладів здійснюється через нижню радіаторну пробку. Таке приєднання забезпечує краще видалення повітря та циркуляцію води через верхні прилади. Проте слід зазначити необхідність збільшення поверхні нагрівальних приладів верхніх поверхів при подачі води в прилади за схемою " знизу-вниз", оскільки тепловіддача їх знижується.

1 – розширювальний бак; 2, 3, 4, 5 – переливна, циркуляційна, сполучна, сигнальна труби розширювального бака; 6 – магістральний подавальний трубопровід; 7 – повітрозбірник; 8 – нагрівальний прилад; 9 – кран подвійного регулювання; 10 – оборотний трубопровід; 11 – насос; 12 – котел

Рисунок 8.3 – Схема насосної двотрубної системи водяного опалення з верхнім розведенням і побіжним прямуванням води в подавальній та зворотній магістралях

У системах із побіжним рухом води (рис. 8.3) вода в подавальних та оборотних магістралях переміщується в одному напрямку, довжина циркуляційних кілець для всіх приладів однакова. Це забезпечує рівномірний прогрів усіх нагрівальних приладів і, отже, усіх помешкань. Проте витрата труб у порівнянні з тупиковими схемами збільшується.

Система з нижнім розведенням має переваги у порівнянні з системою з верхнім розведенням і виключає її недоліки, як-от: відсутність тепловтрат магістральних трубопроводів, виключається можливість замерзання й затоплення нижче розташованих поверхів. Крім того, вказану систему можна вводити в експлуатацію частково, по мірі будівництва споруди.

Схема насосної вертикальної однотрубної проточної нерегульованої системи з верхнім розведенням подана на рис. 8.4. В однотрубній системі замість двох стояків – подавального та оборотного – є тільки один стояк, по якому до нагрівального приладу подається і відводиться вода. Гаряча вода проходить послідовно по всіх приладах стояка і, охолоджуючись у приладах верхніх поверхів, надходить із більш низькою температурою в прилади нижніх поверхів. Вимикання і регулювання окремих приладів неможливо, тому що при вимиканні одного приладу виключається весь стояк, тому в цих системах регулювальні крани в приладах не встановлюються.

Для вирівнювання тепловіддачі нагрівальних приладів на нижніх поверхах в них збільшують кількість секцій.

Схема насосної однотрубної системи з верхнім розведенням і зміщеними ділянками показана на рис. 8.5. Зміщення замикаючих ділянок убік приладів збільшує надходження води в нагрівальні прилади, що призводить до зменшення необхідної поверхні нагрівання. Монтаж таких систем дещо складніший через збільшення фасонних частин.

1 – розширювальний бак; 2, 3, 4, 5 – переливна, сигнальна, сполучна, циркуляційна труби розширювального баку; 6 – трубопроводи, 7 – повітрозбірник; 8 – нагрівальний прилад; 9 – котел; 10 – насос

Рисунок 8.4 – Схема насосної однотрубної системи водяного опалення з верхнім розведенням

 

Однотрубні вертикальні системи опалення можуть бути проточно-регульовані з триходовими кранами (рис. 8.6), а також із замикаючими ділянками і кранами подвійного регулювання (рис. 8.7).

 

1 – розширювальний бак; 2, 3, 4, 5 – переливна, сигнальна, сполучна, циркуляційна труби розширювального бака; 6 – трубопроводи, 7 – повітрозбірник; 8 – регулювальний кран; 9 – нагрівальний прилад; 10 – котел; 11 – насос

Рисунок 8.5 – Схема насосної однотрубної проточної нерегульованої системи водяного опалення з верхнім розведенням і зміщеними замикаючими ділянками

 

Стояки цих систем складаються з піднімальної, горизонтальної і спускної ділянок. До стояків односторонньо приєднані нагрівальні прилади. Повітря із системи видаляється через повітряні крани, встановлені у верхніх пробках радіаторів верхніх поверхів. Недоліки таких систем – збільшення необхідної поверхні нагрівання приладів та більш складніша експлуатація.

1 – розширювальний бак; 2, 3, 4, 5 – переливна, сигнальна, сполучна, циркуляційна труби розширювального бака; 6 – повітряний кран; 7 – нагрівальний прилад; 8 – триходовий кран; 9 – подавальна магістраль; 10 – котел; 11 – насос; 12 – зворотна магістраль

Рисунок 8.6 – Схема насосної однотрубної проточно-регульованої системи водяного опалення з нижнім розведенням і зміщеними обхідними ділянками з триходовими кранами

1 – розширювальний бак; 2, 3, 4, 5 – переливна, сигнальна, сполучна, циркуляційна труби розширювального бака; 6 – повітряний кран; 7 – нагрівальний прилад; 8 – регулювальний кран; 9 – подавальна магістраль; 10 – котел; 11 – насос; 12 – оборотна магістраль

Рисунок 8.7 – Схема насосної однотрубної проточно-регульованої системи водяного опалення з нижнім розведенням і зміщеними обхідними ділянками з триходовими кранами

 

Однотрубні насосні горизонтальні системи опалення можуть бути обладнані замикаючими ділянками, що надають можливість вимикання і регулювання приладів (рис. 8.8). Згадані системи можуть бути також проточними з можливістю поповерхового регулювання приладів (рис. 8.9).

Рисунок 8.8 – Схема однотрубної горизонтальної системи водяного опалення обладнаної замикаючими ділянками

 

Повітря в цих системах видаляється через повітряні крани, встановлені на кожному нагрівальному приладі.

Переваги однотрубних систем опалення полягають в меншій витраті труб, простішому монтажі, можливості уніфікації деталей трубопроводів, радіаторних вузлів. До недоліків даної системи відносять перевитрату нагрівальних приладів у порівнянні з двотрубними системами опалення.

 

 

Рисунок 8.9 – Схема однотрубної горизонтальної проточної системи водяного опалення

 

Квартирні системи опалення

На рис. 8.10 показана схема квартирної системи опалення з верхнім розведенням і прокладкою зворотної магістралі нижче нагрівальних приладів над підлогою або в каналах висотою 100÷ 150 мм.

Циркуляція води в цих системах відбувається внаслідок її охолодження у нагрівальних приладах і трубопроводах.

1 – розширювальний бак; 2 – трубопроводи 3 – нагрівальні прилади; 4 – котел

Рисунок 8.10 – Схема системи квартирного опалення з верхнім розведенням