Справочник строителя | Системы водяного отопления

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ И ОПОРОЖНЕНИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

После окончания монтажа отопительных приборов и трубопроводов необходимо промыть водопроводной водой систему и удалить из нее загрязнения и сварочную окалину. Для промывки, спуска воды и последующего заполнения часто используются ручные насосы типа ГН-60, развивающие напор до 60 м вод. ст. Масса насоса 13,7 кг. На рис. 1 представлена принципиальная схема присоединения ручного насоса в сети системы отопления, водопровода и канализации.

Рисунок 1. Принципиальная схема подключения ручного насоса к системе отопления, водопроводу и канализации: 1 - ручной насос; 2 - поворотная рукоятка для ручного перемещения нагнетательного элемента насоса; 3 - подключение к водопроводной сети; 4 – ручной кран; 5 - обратный клапан; 6 - ручной кран отключения насоса от водопровода; 7 - ручной кран отключения насоса от системы отопления; 8 - присоединение к системе отопления; 9 - перепускной кран; 10 - кран спуска воды в канализацию; 11 - спускной трубопровод

При заполнении системы отопления водопроводной водой без работы ручного насоса 1 закрываются клапаны 6 и 9. Открываются клапаны 4 и 7. Из трубопровода 3 через обратный клапан 5 и открытые клапаны 4 и 7 водопроводная вода по присоединительному трубопроводу 8 поступает в систему отопления.

Обычно давление в сети водопровода составляет порядка 20 м вод. ст. и это не позволяет заполнить систему отопления водой с высотой расположения отопительных приборов и трубопроводов выше 20 м. В этих случаях, после заполнения нижней части системы отопления, закрывается клапан 7 и открываются клапаны 9 и 6.

Водопроводная вода поступает к ручному насосу 1 и путем многократного поворота (качания) рукоятки 2 она постепенно заполняет верхнюю часть системы отопления. Возможный развиваемый напор ручного насоса типа ГН-60 позволяет поднимать воду в системе отопления при заполнении на высоту до 60 м.

При промывке водопроводной водой (и при эксплуатационной необходимости) опорожнение системы отопления осуществляется в следующей последовательности: закрываются клапаны 9 и 4, открываются клапаны 7, 6 и 10. Под статическим напором водяного столба в системе отопления, расположенной выше места монтажа насоса 1, загрязненная вода по трубопроводу 11 будет сбрасываться в канализацию. Оставшаяся вода в нижних уровнях системы отопления будет удаляться ручным насосом 1.

РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК

Расширительный бак изготавливается цилиндрическим или прямоугольным по форме из листовой стали толщиной 3-4 мм с помощью сварки или штамповки. Верхняя часть бака 1 может быть открытой и тогда на ней размещается крышка 2 с уплотнением из резиновой прокладки, как это показано на рис. 2.

Рисунок 2. Конструктивное решение расширительного бака: 1 - прямоугольный или цилиндрический расширительный бак; 2 - верхняя крышка с герметичной прокладкой по периметру; 3 - патрубок присоединения трубопровода расширения воды из системы отопления; 4 - патрубок присоединения контрольного трубопровода; 5 - патрубок присоединения переливного трубопровода; 6 - сливной патрубок с пробкой; 7 - патрубок присоединения трубопровода циркуляции

ОТКРЫТЫЙ РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК размещают над верхней точкой системы отопления в чердачном помещении или в лестничной клетке и покрывают тепловой изоляцией. К патрубку 3 присоединяется расширительная труба от системы отопления, а к патрубку 7 присоединяется труба для циркуляции воды в самом расширительном баке.

К патрубку 5 присоединяется труба перелива воды в раковину канализации.

Объем воды между уровнями присоединения расширительной трубы к патрубку 3 и переливной трубы к патрубку 5 считают полезным объемом расширительного бака. Требуемый полезный объем расширительного бака V_р.б определяется приростом объема воды, заполняющей систему отопления V_от.с., м³ при ее нагревании от 4 °С, когда объемная плотность воды составляет ρ_х = 1000 кг/м³, до 95 °С, когда ее объемная плотность снижается до ρ_г = 963 кг/м³. После нагревания масса воды сохраняется, но увеличивается ее объем. Прирост объема воды при ее нагреве и должен вместить расширительный бак. Отсюда объем расширительного бака находится по формуле:

Подставим в формулу (1) известные величины и получим:

Для определения объема воды в системе отопления в компьютерных программах расчетов элементов систем отопления заложены соответствующие запросы и ответы.

Существенным недостатком открытых расширительных баков является возможность «заражения» воды системы отопления кислородом воздуха и усиления коррозионных процессов металла системы теплоснабжения.

Этого недостатка лишены так называемые герметичные расширительные баки. За последние годы в системах отопления с насосной циркуляцией воды они получили большое распространение.

На рис. 3 показана принципиальная схема присоединения герметичного закрытого расширительного бака к системе насосной циркуляции горячей воды в системе отопления. В этом случае попадание кислорода воздуха в воду при эксплуатации системы практически исключается и кислородная коррозия, как правило, затухает.

Рисунок 3. Принципиальная схема присоединения герметичного расширительного бака в системе отопления: 1 - водо-водяной теплообменник циркулирующей в системах отопления и теплоснабжения воды; 2 - трубопроводы системы теплоснабжения; 3 - подающий коллектор горячей воды t_w.об; 4 - обратный коллектор охладившейся воды t_w.г1; 5 - циркуляционный насос; 6 - обводной трубопровод; 7,8 - запорные краны; 9 - герметичный расширительный бак; 10 - гибкая внутренняя перегородка (мембрана); 11 - отопительные приборы

В водо-водяном теплообменнике 1 от центральных трубопроводов 2 передается теплота на нагрев воды, поступающей по вертикальному магистральному трубопроводу 3 к отопительным приборам 11. Обратная вода от отопительных приборов по обратному трубопроводу 4 поступает к насосу 5. Насос 5 обеспечивает циркуляцию воды в системе отопления. Для ремонтных целей предусмотрена обводная линия 6 с краном 7. При исправно работающем насосе 5 запорные краны 8 открыты, а кран 7 на обводном трубопроводе 6 закрыт. Если требуется ремонт или быстрая замена на запасной насос 5 краны 8 закрываются, а кран 7 открывается. От естественного напора происходит циркуляция воды по трубопроводам 5 и 4 и отопительным приборам 11. Охладившаяся вода с t_w.o6 по обводному трубопроводу 6 поступает на нагрев в теплообменнике 1.

Для компенсации расширения объема воды служит герметичный бак 9, имеющий внутреннюю гибкую перегородку (мембрану) 10. Пространство в герметичном баке 9 над гибкой мембраной заполнено под давлением нейтральным газом - азотом или воздухом. Когда от повышения температуры воды в системе отопления увеличивается ее объем, то гибкая перегородка под напором увеличенного объема воды поднимается вверх. Находящийся над поднимающейся гибкой перегородкой газ сжимается и увеличивает свое давление, при этом возрастает давление и во всей системе отопления. Если объем расширительного бака окажется значительно меньше, вычисленного по формуле (1), то это может привести к созданию повышенного давления воды в нижних точках системы и разрушению соединений, кранов, вентилей и других элементов системы. Расчетное давление газа в расширительном баке сверху гибкой мембраны 10 должно превышать гидростатическое давление h₂, показанное на рис. 3. Зарубежными фирмами на рынок России поставляются герметичные баки вместимостью от 2,2 до 425 л и давлением газа от 80 до 330 кПа при максимальной высоте статического столба жидкости до 30 м.

УСТРОЙСТВА ДЛЯ СБОРА И УДАЛЕНИЯ ВОЗДУХА ИЗ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

В верхней части систем отопления необходимо предусмотреть устройства для удаления воздуха при заполнении системы водой и выделяющихся из воды в процессе эксплуатации растворенных газов (кислорода, азота, углекислоты).

Магистральные трубопроводы с верхней разводкой рекомендуется монтировать с уклоном против направления движения воды. Нижние магистральные трубопроводы всегда прокладываются с уклоном в сторону теплового пункта здания, где при опорожнении системы вода самотеком спускается в канализацию.

Рекомендуемая величина уклона магистралей 0,003 (3 мм на 1 м длины трубопровода). Скопление воздуха и других газов в отдельных участках системы отопления нарушает циркуляцию воды. В верхних частях системы отопления, где вода имеет наиболее высокую температуру и находится под пониженным давлением, из воды выделяется наибольшее количество растворенных в ней газов. Поэтому в этих местах устанавливаются воздухосборники и устройства для автоматического отвода газов из системы отопления. В последние годы широко применяются автоматические воздухоотводчики с присоединительной резьбой 3/8".

В корпусе диаметром 52 мм и высотой 90 мм с крышкой установлен поплавок с золотником, пружинка. В нижней части корпуса - присоединительный штуцер диаметром 3/8". На крышке установлена заглушка воздуховыпускного отверстия. Корпус и крышка воздухоотводчика выполнены из латуни, поплавок и золотник - из полимерных материалов. Автоматические воздухоотводчики Должны устанавливаться в верхней точке отопительной системы в вертикальном положении.

На рис. 4 показан внешний вид автоматического воздухоотводчика фирмы «Данфосс».

Рисунок 4. Автоматический воздухоотводчик: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - штуцер с резьбой диаметром 3/8" для присоединения к системе отопления; 4 - заглушка с воздуховыпускным отверстием

После заполнения системы отопления водой и ее опрессовки заглушку на крышке воздухоотводчика необходимо повернуть на 0,5 оборота. В процессе эксплуатации системы отопления воздуховыпускное отверстие в заглушке необходимо периодически прочищать и выпускать скопившийся воздух.

ВОДЯНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Применение в системах отопления сетевых автоматических клапанов, водяных счетчиков и терморегуляторов у отопительных приборов требует обязательной установки на циркуляционных трубопроводах водяных фильтров. Это необходимо для исключения попадания под регулирующий конус клапана частичек окалины от сварки, продуктов коррозии металла и других загрязнений. Наличие частиц на проходном сечении клапана будет препятствовать плотному прилеганию регулирующего органа и тем самым ухудшит регулирующие возможности прибора автоматики.

На рис. 5 показан внешний вид (а) и конструктивные детали (б) водяных фильтров фирмы «Данфосс Россия». На корпусе 1 стрелкой (см. рис. 5, а) показано направление движения воды, которое должно быть выполнено при монтажном соединении фильтра с трубопроводами системы отопления.

Рисунок 5. Конструктивные особенности водяного фильтра для установки на трубопроводах систем отопления и водоснабжения: а - внешний вид; б - конструктивная схема; 1 - латунный или чугунный корпус фильтра; 2 - внутренняя резьба для присоединения трубопроводов диаметром от 10 до 50 мм; 3 - неподвижный каркас для фильтровального цилиндра; 4 - фильтровальный цилиндр с фильтрующей сеткой; 5 - пробка с резьбой для закрепления фильтровального цилиндра в корпусе

На рис. 15, б показано резьбовое соединение, которое применяется для фильтров с диаметром соединения от '/₂" до 2". Большие диаметры трубопроводов от 50 до 300 мм присоединяются на фланцах к корпусу фильтра, который делается из чугуна. Внутри корпуса 1 очищаемая вода проходит через сетчатый фильтр 4, устанавливаемый в рабочем положении путем закручивания пробки 5 с резьбовым соединением в неподвижный каркас 3.

ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИЕ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

ЗАПОРНЫЕ КРАНЫ перекрывают поток жидкости и применяются для полного отключения отдельных участков гидравлической сети системы отопления. Обязательно наличие запорных кранов на стояках, что позволяет отключать их для устранения неисправностей в этой части отопительной системы. По конструктивному исполнению затвора краны делятся на пробочные и шаровые, в которых затвор соответственно выполнен в форме пробки, шара или сферы. На рис. 6 показано устройство пробочного крана. Он состоит из корпуса 1, в котором размещена пробка 2 (с отверстием 3), плотно притертая к гнезду корпуса 1, сальниковое уплотнение 4. При повороте пробки вокруг оси кран открывает или перекрывает поток воды. Кран изготавливается из чугуна, стали, латуни.

Рисунок 6. Пробочный запорный кран: 1 - корпус; 2 - пробка; 3 - отверстие в пробке; 4 – сальник

В последние годы в системах отопления широкое применение получили шаровые запорные краны, внешний вид и конструктивная схема которых показаны на рис. 7.

Шаровые краны состоят из: латунного корпуса 1; запорного поворотного шара 2 с центральным отверстием; штока 3 привода шара 2; сальникового фторопластового уплотнения 5; поворотной ручки 4 привода штока 3.

Рисунок 7. Шаровой полнопроходной кран с внутренней соединительной резьбой: а - внешний вид; 6 - конструктивная схема; 1 - корпус латунный или стальной; 2 - запорный шар с отверстием; 3 - шток шарового крана; 4 - рукоятка поворота штока; 5 - сальниковое уплотнение

Открытое положение запорного крана характеризуется положением поворотной ручки 4 по потоку воды, как это показано на рис. 7, а. Потеря напора при прохождении воды через шаровой кран вычисляется по формуле:

где Q_w - расчетный расход проходящей через шаровой кран воды, м³/ч; K_v - условная пропускная способность крана, м³/ч, приведенная в таблицах технических описаний кранов.

В табл. 1 приведены технические характеристики и габаритные размеры шаровых латунных никелированных полнопроходных кранов типа V 3000, производимых фирмой «Данфосс».

Таблица 1. Технические характеристики и габариты шаровых кранов типа V 3000

* Диаметр отверстия в шаре.

Благодаря применению сальниковых уплотнений из фторопласта обеспечивается высокая герметичность прохождения штока 3 через корпус 1. Не требуется эксплуатационное обслуживание сальников, например, пополнение смазки, как это имеет место в прежних отечественных конструкциях запорных кранов. Поворот ручки 4 на 90° обеспечивает полное перекрытие прохода воды по трубопроводу.

Фирма «Данфосс» производит шаровые клапаны типа V 3000 В, у которых в корпусе установлена сливная заглушка с воздуховыпускным устройством. Применение таких клапанов позволяет спускать воздух и сливать воду в отключенном участке системы отопления.

Пробочные и шаровые краны применяются только как запорные (но не регулировочные!) устройства, при этом следует учитывать, что быстрое закрытие их при больших давлениях и расходах жидкости может вызвать резкое повышение давления в сети - гидравлический удар, приводящий к разрушению трубопроводов, арматуры, приборов и др.

Регулирующие вентили служат для увеличения гидравлического сопротивления проходу воды путем закрытия части проходного отверстия в корпусе клапана. Регулировочные вентили с ручным приводом применяются для выравнивания гидравлического сопротивления в кольцах циркуляции воды в системах отопления. Установка штоков ручных регулировочных вентилей производится в период наладки систем отопления для обеспечения расчетных расходов воды в каждом из колец системы отопления.

Современные системы отопления сооружаются с применением терморегуляторов RTD производства фирмы «Данфосс». В этих терморегуляторах предусмотрена возможность ручной настройки гидравлического сопротивления клапана проходу воды.

На рис. 8 показана последовательность использования терморегулятора RTD в период монтажных и наладочных работ.

Рисунок 8. Наладочное регулирование гидравлического сопротивления циркуляционных колец системы отопления с помощью терморегуляторов типа RTD: а - монтаж при наличии защитного колпачка; б - подъем и поворот настроечного кольца; в - установка термостатической головки; 1 - корпус клапана; 2 - защитный пластмассовый колпачок; 3 - настроечное кольцо клапана; 4 - термостатическая головка

Монтаж в системе отопления клапана 1 терморегуляторов RTD производится при наличии защитного колпачка 2. После завершения монтажных работ производится промывка системы, очистка водяных фильтров от задержанных осадков. После повторного заполнения системы отопления водой производится ее опрессовка, например, с помощью ручных насосов, и включается циркуляция. После пробной циркуляции воды, как правило, от работы бессальникового циркуляционного насоса выпускается воздух из системы с помощью ручных или автоматических воздухоотводчиков (см. рис. 4).

В соответствии с проведенными расчетами гидравлического сопротивления при проходе расчетных расходов воды по кольцам циркуляции в системе отопления производится гидравлическое регулирование клапанов RTD. Первоначально снимается защитный пластмассовый колпачок 2 (рис. 8, а). Вручную поднимается настроечное кольцо 3 клапана 1 (рис. 8, б). Путем ручного поворота настроечного кольца 3 осуществляется смещение выбранной на окружности кольца цифры. Наладчик может выбирать 14 различных положений настроечного кольца 3, имеющего по окружности цифры с 1 по 7 с шагом деления 0,5.

Каждому фиксированному положению настроечного кольца 3 отвечает соответствующее положение открытия проходного сечения для воды в клапане 1. При фиксации положения настроечного кольца на отметке «N» сечение клапана 1 полностью открыто для прохода воды.

В положении «N» настроечного кольца 3 будет обеспечиваться наибольший расход воды через отопительный прибор. Поворотом настроечного кольца 3 достигается смещение запорного профильного сектора и соответствующее перекрытие сечения в клапане 1 проходу воды. Изменением положения настроечного кольца достигается изменение гидравлического сопротивления на входе воды в отопительный прибор и выравнивание гидравлических сопротивлений по кольцам циркуляции горячей воды в системе отопления.

В табл. 2 представлены данные для выбора положения настроечного кольца 3 в зависимости от требуемой характеристики клапана 1 терморегулятора RTD-N.

Таблица 2. Изменение расходных характеристик клапанов терморегуляторов RTD-N в зависимости от положения настроечного кольца

Расходная характеристика клапана оценивается через показатель K_v, вычисляемый по формуле:

где G_w - расход жидкости через клапан, м³/ч; ∆Н - перепад давлений по воде на клапане, бар.

По своей сущности показатель K_v характеризует способность клапана пропускать жидкость в количестве G_w, м³/ч при перепаде давлений жидкости до и после клапана в 1 бар (100 кПа). В табл. 2 приведены данные наиболее применяемых для отопительных приборов клапанов RTD-N.

Наиболее часто у отопительных приборов устанавливаются угловые (например, у конвекторов «Сантехпром Авто») или прямые конструкции терморегуляторов RTD-N 15 с диаметром присоединения трубопроводов '/₂". Для этих конструкций на рис. 9 представлена графическая зависимость гидравлических сопротивлений клапана ∆Н в зависимости от расходов воды G_w, кг/ч, и положения настроечного кольца клапана. Из графика видно, что при одинаковом расходе воды через клапан перемещение настроечного кольца от N до 1 вызывает значительное повышение гидравлического сопротивления.

Рисунок 9. Регулировочный график для настройки терморегулятора RTD-N 15

Пунктирными линиями на графике отмечены два уровня шума 30 дБ(А) и 25 дБ(А), которые могут возникать при различных расходах воды через прибор отопления и различных положениях настроечного кольца клапана. Выбор расчетных режимов рекомендуется проводить для условий шумообразования при течении воды через клапан не выше 25 дБ(А), что отвечает нормируемому уровню шума в ночные часы в спальнях.

После проведения гидравлической регулировки системы отопления настроечное кольцо 3 опускается и на резьбе наворачивается термостатическая головка 4 (рис. 8, в).

На логарифмическом графике рис. 9 даны в нижней части три горизонтальных линии, отвечающие тепловой производительности отопительного прибора:

Если клапан пропускает в отопительный прибор горячую воду t_wг1 = +80 °С в количестве 100 кг/ч, а из отопительного прибора выходит обратная вода t_wг2 = +60 °С, т.е. ∆t_w = 20 °С, клапан имеет настройку на «N», то гидравлическое сопротивление клапана - 2,6 кПа и тепловая производительность прибора Q_т.от = 2,333 кВт.

Если у отопительных приборов нет клапанов терморегуляторов RTD-N, то для выравнивания гидравлического сопротивления по кольцам циркуляции необходимо установить у отопительных приборов ручные дросселирующие вентили.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях