Справочник строителя | Системы водяного отопления

СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ С НАСОСНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ВОДЫ

Наибольшее применение в современных зданиях находят системы с насосной циркуляцией горячей воды с использованием малошумных насосов (с ручным регулированием трех скоростей вращения). Наиболее удобны в системах отопления бессальниковые насосы, которые устанавливаются прямо на трубопроводах при обязательном горизонтальном расположении вала электродвигателя.

На рис. 1 представлена конструктивная схема бессальникового насоса типа UPS. Рабочее колесо 7 делается из композиционного материала, армированного стекловолокном. Это обеспечивает его малый вес и высокую гладкость поверхностей, что сокращает гидравлические потери.

Рисунок 1. Конструктивная схема бессальниковых насосов UPS для систем отопления: 1 - рабочее колесо; 2 - вал электродвигателя и насоса; 3 - «мокрый» ротор электродвигателя; 4 - канал для отвода воздуха из насоса; 5 - фигурный защитный экран статора электродвигателя; 6 - пробка с прокладкой для выпуска воздуха; 7 - «сухой» статор электродвигателя; 8 - клемная коробка; 9 - электронное устройство для защиты электродвигателя при пуске; 10 - корпус; 11 - патрубки присоединения трубопроводов системы отопления

Рабочее колесо 1 закрепляется на валу 2 ротора 3 электродвигателя. Вал 2 имеет центральный канал 4 для отвода воздуха из полости защитного экрана 5. Выпуск воздуха осуществляется путем открытия пробки 6. Защитный профильный экран 5 обеспечивает предохранение от попадания воды к статору 7электродвигателя. От клемной коробки 8 к статору 7 подводится электроэнергия. На наружной поверхности клемной коробки 8 имеется ручка для переключения на три возможные скорости вращения ротора 3 электродвигателя и соответственно рабочего колеса 1 насоса. В клемной коробке 8 располагается электронное устройство 9 для усиления крутящего момента при пуске электродвигателя, когда имеет место наибольшая кратковременная (пусковая) электрическая нагрузка. Корпус 10 выполнен из серого чугуна или бронзы методом точного литья, что обеспечивает гладкие и плавные каналы для прохода воды. Присоединительные патрубки 11 выполнены на резьбе (малые типоразмеры) или на фланцах.

Для примера на рис. 2 приведены из каталога фирмы «Грундфосс»: «Бессальниковые циркуляционные насосы для систем отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования, вентиляции» графики рабочих характеристик насоса UPS 32-55. На графике имеются три кривые характеристики.

Рисунок 2. Рабочие характеристики насоса UPS 32-55 при ручном управлении на три скорости вращения рабочего колеса: 1 - для малой частоты вращения рабочего колеса при потреблении 0,09 кВт·ч электроэнергии; 2 - для средней частоты вращения рабочего колеса при потреблении 0,13 кВт·ч электроэнергии; 3 - для максимальной частоты вращения рабочего колеса при потреблении 0,14 кВт·ч электроэнергии

В зависимости от температуры наружного воздуха и соответственных потребностей в теплоте для систем отопления ручным переключением можно выбрать энергетически рациональный режим работы насоса UPS.

По виду монтажа трубопроводов системы отопления подразделяются на однотрубные и двухтрубные. По месту расположения распределительного горизонтального трубопровода горячей воды они подразделяются на системы отопления с верхней и нижней разводкой.

На рис. 3 представлена принципиальная схема однотрубной системы отопления с верхней разводкой и вертикальными теплораздающими трубопроводами для последовательного прохождения горячей воды по отопительным приборам.

Рисунок 3. Однотрубная система отопления с верхней разводкой: 1 - пластинчатый теплообменник нагрева воды в контуре системы отопления; 2 - подающий и обратный трубопроводы подачи теплоты от центрального источника (ТЭЦ или котельной); 3 - насос циркуляции воды по системе отопления; 4 - вертикальный магистральный подающий трубопровод горячей воды (главный стояк); 5 - распределительные магистральные трубопроводы верхней разводки воды; 6 - отопительные приборы в помещениях; 7 - участки труб проточного вертикального стояка; 8 - участки труб вертикального стояка с замыкающими участками у отопительных приборов; 9 - участки труб вертикального стояка с замыкающими участками с наличием терморегуляторов у отопительных приборов; 10 - расширительный бак; 11 - воздухоотводчики; 12 - краны аварийного отключения стояков; а) - проходной стояк; б) - стояк с замыкающими участками у отопительных приборов и ручной регулировкой расхода горячей воды через отопительный прибор; в) - стояк с замыкающими участками у отопительных приборов с терморегуляторами

Рис. 3, а отвечает схеме с проточным стояком, когда горячая вода последовательно проходит по приборам всех этажей здания. В стояке расчетный перепад температур одинаков 95-70 °С, но расход воды через каждый отопительный прибор, присоединенный к данному стояку, будет одинаков и определяется по формуле:

Сумма потребности в теплоте ∑Q_т.от отапливаемых по высоте от вертикального стояка помещений, в которых установлены отопительные приборы 6, определяется расчетом для каждого помещения по выше рассмотренным в главе Теплотехнический расчет режимов отопления помещений здания формулам (2.19) или (2.21). Для каждого отапливаемого помещения по расчетному тепловому режиму определена расчетная потребность в теплоте Q_т.от, Вт. Расход горячей воды через отопительный прибор постоянен и определяется расчетным расходом по стояку G_w.ст, вычисленным по формуле (1).

Для верхнего этажа поверхность нагревательного прибора определяется по формуле:

Коэффициент теплопередачи K отопительных приборов с естественной конвекцией нагреваемого воздушного потока зависит от средней величины температуры на его поверхности и конструктивных особенностей отопительного прибора. Для одинаковых конструкций отопительных приборов с понижением средней температуры на его поверхности снижается величина коэффициента теплопередачи.

В однотрубной системе с верхней раздачей средняя температура на поверхности отопительного прибора будет снижаться, и соответственно будет снижаться величина K. По результатам испытаний конкретного отопительного прибора при теплоносителе - воде устанавливается опытная зависимость:

где m, n, p - опытные числовые показатели, зависящие от конструктивных и гидравлических особенностей отопительного прибора; ∆t_ср - средний температурный напор горячей воды в отопительном приборе, определяется по формуле:

 - относительный расход воды в отопительном приборе по сравнению с расчетным расходом при испытаниях:

где G_wг - действительный расход горячей воды через прибор, кг/ч; 360 кг/ч - расход воды при испытаниях отопительного прибора.

В последующем после верхнего этажа помещении температура горячей воды, поступающей в отопительный прибор, будет t_{wг2.верх} (без учета охлаждения воды в трубах), как это следует из формулы (2). Требуемая поверхность отопительного прибора при равенстве Q_{т.от.верх} будет больше. Из нижнего отопительного прибора горячая вода должна в расчетном режиме выходить с температурой t_wг.об = 70 °С.

В настоящее время разработана компьютерная программа для расчета однотрубных систем отопления для зданий различной этажности и для применения различных конструкций отопительных приборов. Используя эти программы, на компьютерах производится теплотехнический и гидравлический расчеты систем отопления.

На рис. 3, б показана схема стояка однотрубной системы отопления с устройством замыкающих участков между входящими и выходящими из отопительного прибора трубопроводами. Наличие замыкающих участков у отопительных приборов позволяет изменять расходы воды через отопительные приборы по этажам путем изменения положения регулировочного штока в ручном вентиле. Изменяя расход горячей воды через отопительный прибор

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях