Конструирование системы водяного отопления

В курсовом проекте необходимо запроектировать вертикальную систему водяного отопления с искусственной циркуляцией (двухтрубную или однотрубную) с верхней или нижней разводкой магистралей. Тип системы отопления указан в задании на проектирование.

Задачей конструирования системы водяного отопления является правильное размещение отопительных приборов, стояков, магистралей, устройств для удаления воздуха из системы, запорно-регулирующей арматуры, назначение уклонов труб, места расположения теплового пункта в подвале здания (рис. 7).

В системах с верхней разводкой подающие магистрали прокладываются на чердаке на расстоянии 1¸1,5м от наружных стен, обратные – в подвале, при отсутствии подвала – в подпольном канале. В системах с нижней разводкой прокладка подающих и обратных магистралей осуществляется совместно в подвале, при отсутствии подвала – в подпольном канале. Магистрали прокладывают с уклоном не менее 0,002. В зданиях шириной до 9 метров маrистрали можно прокладывать вдоль их про­дольной оси. В зданиях шириной более 9 метров рационально использовать две разводящие маrистрали вдоль каждой фасадной стены (рис. 4).

Рис. 4 Расположение магистралей тупиковой системы отопления с нижней разводкой в зданиях шириной более 9 метров

Целесообразно разделить систему отопления на две или более частей (ветвей) одинаковой длины и с примерно равными тепловыми нагрузками.

Главный стояк систем отопления с верхней разводкой размещают во вспомогательных помещениях (например, в коридоре или лестничной клетке). Отопительные стояки, как правило, располагаются у наружных стен. В угловых помещениях их следует располагать в углах, образованных наружными стенами, чтобы предохранить углы от сырости и промерзания.

Удаление воздуха из системы водяного отопления предусматривают в верхних точках системы. Для выпуска воздуха из системы с верхней разводкой магистралей на подающих магистралях в верхних точках устанавливают автоматические воздухоотводчики или проточные воздухосборники. В системах с нижней разводкой обеих магистралей для этих целей предусматривают воздухоотводчики, чаще всего ручные, устанавливаемые в верхней пробке прибора верхнего этажа.

Трубопроводы систем отопления следует проектировать из полимерных, металлополимерных, стальных и медных труб. В курсовом проекте необходимо запроектировать систему отопления из стальных труб. Прокладка стальных и медных трубопроводов систем отопления должна предусматриваться открытой. Тепловую изоляцию следует предусматривать для трубопроводов систем отопления, прокладываемых в неотапливаемых помещениях, а также в местах, где возможно замерзание теплоносителя. Трубопроводы в местах пересечения перекрытий, внутренних стен и перегородок следует прокладывать в гильзах из негорючих материалов.

Компенсация удлинения стояков в зданиях до 4 этажей обеспечивается естественными их изrибами в местах присоединения к подающим маrистралям. В 4-7 ­этажных зданиях однотрубные стояки изrибают не только в местах присоеди­нения к подающей, но и к обратной маrистрали. Схемы присоединения стояков к магистралям показаны на рис. 5.

Запорную арматуру следует предусматривать для отключения и спуска воды от отдельных колец, ветвей и стояков систем отопления. Установка запорной арматуры не обязательна на стояках в зданиях с числом этажей три и менее. В системах отопления следует предусматривать устройства для их опорожнения и заполнения водой. На каждом стояке, на котором устанавливается арматура, следует предусматривать запорную арматуру со штуцерами для присоединения шлангов (см. рис. 5).

Уклоны трубопроводов необходимы для обеспечения движения воздуха к местам его удаления в подающих магистралях при верхней разводке и самотечного слива воды из подающих и отводящих магистралей при нижней разводке и отводящих магистралей при верхней разводке. Уклоны трубопроводов следует принимать не менее 0,002 (рекомендуется 0,003). Трубопроводы допускается прокладывать без уклона при скорости движения воды в них 0,25 м/с и более.

Некоторые элементы конструкции систем отопления показаны на рис. 6.

а)	б)
в)

Рис. 5 Схемы присоединения стояков к магистралям зданий различной этажности: а – двух-трехэтажных, б – четырех-семиэтажных с верхней разводкой, в – с нижней разводкой. 1 – спускной кран, 2 – запорный кран.

 

Рис. 6 Некоторые элементы конструкции систем отопления

а)- подсоединение стояка к подающей магистрали на чердаке с двухскатной кровлей, б)-то же с плоской кровлей, в)- подсоединение стояка к обратной магистрали в подвале, г)- подсоединение стояков при нижней разводке

1-кран шаровой, 2-клапан балансировочный, 3-кран шаровой для слива воды из стояка, 4-клапан балансировочный (или регулятор перепада давления для двухтрубной системы), 5-гильза.

Пример расположение элементов системы отопления на планах здания показан на рис. 7-9.

Рис. 7 Пример расположения элементов системы отопления и вентиляции на плане этажа

 

В качестве отопительных приборов в жилых зданиях используют радиаторы или конвекторы.

Отопительные приборы следует размещать, как правило, под световы­ми проемами в местах, доступных для осмотра, ремонта и очистки. Длина отопительного прибора должна быть не менее 75% длины светового про­ема. Если приборы под окнами разместить нельзя, то допускается их установка у наружных или внутрен­них стен, ближе к наружным. В угловых помещениях приборы необходимо размещать на обеих наружных стенах. При таком размещении движение восходящего теплового воздуха от отопительных приборов препятствует образованию ниспадающих холодных потоков от окон и холодных по­верхностей стен и попаданию их в рабочую зону.

 

Рис. 8 Пример расположения элементов системы отопления и вентиляции на плане подвала

 

Полная высота отопительного прибора должна быть меньше расстояния от чистого пола до низа подоконной доски (или низа оконного проема при ее отсутствии) на величину не менее 110 мм. Отопительные приборы в жилых зданиях следует устанавливать ближе к полу помещений на расстоянии 60-100 мм от пола. Это позволяет обеспечивать равномерный прогрев воздуха у поверхности пола и в рабочей зоне.

В лестничных клетках зданий до 12 этажей отопительные приборы размещают на первом этаже на уровне входных дверей; в тамбуре установка приборов и прокладка трубопроводов недопустима во избежание замерзания воды в них. В случае невозможности размещения всех приборов рядом с входными дверями в лестничной клетке, часть их переносят на площадку между 1 и 2 этажами.

 

Рис. 9 Пример расположения элементов системы отопления и вентиляции на плане чердака

 

Отопительные приборы подсоединяют к стоякам с одной (рис. 10а, 10в) или с двух сторон (рис. 10б, 10г).

Присоединение отопительных приборов к стоякам системы отопления может быть односторонним, разносторонним и нижним. Присоединение отопительных приборов, располагаемых у наружных углов помещений и в лестничных клетках, следует предусматривать одностороннее. Для отопительных приборов в лестничной клетке предусматривается отдельный стояк, к которому не присоединяются приборы других помещений.

Разностороннее присоединение применяется в случаях, когда отопительный прибор состоит из 25 и более секций радиаторов или имеет длину более 2 метров. Варианты присоединения отопительных приборов к стоякам вертикальных систем отопления показаны на рис. 10.

Для регулирования температуры воздуха в помещениях у отопительных приборов следует устанавливать ручную или автоматическую регулирующую арматуру, кроме приборов лестничных клеток. В жилых зданиях у отопительных приборов следует устанавливать, как правило, автоматические терморегуляторы, обеспечивающие поддержание заданной температуры в каждом помещении и экономию подачи тепла за счет использования внутренних теплоизбытков (бытовые тепловыделения, солнечная радиация). В проекте в качестве примера необходимо запроектировать ручные регулировочные вентили с возможностью гидравлической настройки или без нее.

Рис. 10 Присоединение отопительных приборов к стоякам вертикальных систем отопления: а) и б) - однотрубных, в) и г) - двухтрубных, д) - к верхним приборам стояков с нижней разводкой магистралей двухтрубной системы, е) - однотрубных проточно-регулируемых, ж) – разносторонне присоединение при большой длине прибора, з) – нижнее присоединение (для приборов со встроенным терморегулятором).

1 – смещенный замыкающий участок, 2 – регулировочный вентиль ручной, 3 –воздухоотводчик ручной, 4 – кран трехходовой, 5 – смещенный обходной участок.

В соответствии с п. 6.14 изменений № 3 к [2] при проектировании отопления жилых зданий необходимо предусматривать регулирование и учет потребляемой теплоты каждым отдельным потребителем в здании (то есть каждой квартирой), а также зданием в целом. Для определения расхода теплоты каждой квартирой в жилых зданиях следует предусматривать устройство квартирных систем отопления с горизонтальной разводкой труб и установкой счетчика расхода теплоты (теплосчетчика) для каждой квартиры. Однако в вертикальной системе отопления нет возможности установки теплосчетчика, поэтому в этом случае применяется поквартирный учет с применением индикаторов расхода теплоты, устанавливаемых на каждом отопительном приборе.

Отопительные приборы на планах здания изображают линией толщиной 1мм и длиной 10мм независимо от количества секций в приборе, а на схеме системы отопления - прямоугольниками, длина которых должна соотвествовать принятой на планах, а высота – действительной высоте (в масштабе) приборов. Все подающие трубопроводы изображают сплошной линией, обратные – пунктирной.

Конструирование системы заканчивают вычерчиванием схемы системы отопления с нанесением тепловых нагрузок отопительных приборов и расчетных участков циркуляционных колец.