Зависимая схема присоединения системы отопления к тепловым сетям

Зависимая схема присоединения системы обогрева к тепловым сетям

Подсоединение отопительных систем к тепловым сетям

В тепловом пункте строения подсоединение системы традиционного отопления к центральным тепловым сетям может выполняться по зависимой или независимой схемам. При зависимой схеме присоединения тепловой носитель централизованных тепло магистралей применяется конкретно в отопительной системе.

При независимой схеме присоединения применяется трубный змеевик, раздиляющий тепловые носители системы обогрева и тепло магистралей. Приоритетной считается зависимая схема, как наиболее недорогая и обычная в процессе установки и эксплуатации. Свободная схема присоединения применяется при недостаточном или высоком для используемой системы обогрева гидростатическом давлении на вводе теплосети в тепловой пункт строения.

Зависимая схема присоединения может быть непосредственной (рис. а) или с использованием узла смешивания (рис. 6).

Хорошим считается вариант схемы присоединения, показанный на рисунке а, при которой обеспечивается непосредственная обратная связь между клиентом энергии тепла и теплопроизводителем при регулировании производства теплоты. Однако такое прямое подсоединение может быть только при применении низкотемпературных тепло магистралей с регулярными на протяжении года параметрами носителя тепла, к примеру 80-60°С, и исключительно для отопительных двухтрубных систем с радиаторными дросселирующими термостатическими клапанами. Теплосети в этом случае реагируют на изменение спроса потребителя в теплоте через датчики перепада давления на вводах, благодаря которым электронными регуляторами меняется подача сетевых насосов тепло магистралей (количественное управление).

Схема, приведенная на рисунке б используется для подключения к тепловым сетям, расчетные температурные параметры которых выше показателей системы обогрева.

Водоструйный элеватор на рисунок в в себе совмещает функции водопроводного крана и циркулярного насоса, но с невысоким КПД. Эта схема повсеместно используется для нерегулируемых отопительных систем, так как считается простой и хорошей в работе, не нуждается в электрической энергии.

На практике автоматизации и переоборудования тепловых узлов имело место применение схемы рисунок г, с установкой клапана 2 перед элеватором 1. Подобный подход считается неверным, поскольку при дросселировании потока клапаном 2 резко падают насосные качества элеватора. Благодаря этому изготовители в большинстве случаев дополнительно устанавливают в эту схему насос и клапан обратный, для которых элеватор становится только помехой. При его устранении имеет место схема рисунке е. Если есть наличие достаточного для работы элеватора перепада давления на вводе хорошие характеристики имеет узел смешивания в виде регулируемого водоструйного элеватора (рисунок д), в котором при помощи сервомотора меняется сечение сопла элеватора.

Зависимая схема присоединения системы традиционного отопления к тепловым сетям

а — схема непосредственного присоединения;

б — схема присоединения с узлом смешивания;

в — узел смешивания в виде нерегулируемого водоструйного элеватора;

г — то же с регулирующим клапаном (ошибочное решение);

д — то же в виде регулируемого водоструйного элеватора;

е — то же с регулирующим двухходовым (дросселирующим) клапаном и подмешивающим I или циркуляционным II насосом;

ж — то же с регулирующим смесительным трехходовым клапаном и подмешивающим I или циркуляционным II насосом;

з — то же в виде гидравлического разделителя с регулирующим двухходовым (дросселирующим) клапаном и циркулярным насосом III;

и — то же в виде четырехходового клапана для регулировки и циркулярного насоса III;

1 — водоструйный нерегулируемый элеватор;

2 — выверяющий двухходовой (дросселирующий) клапан;

3 — водоструйный регулируемый элеватор;

4 — выверяющий смесительный трехходовой клапан;

5 — клапан обратный;

6 — гидравлический разделитель;

7 — четырехходовой клапан регулировки

Схемы смешивания, показанные на рисунках е, ж самые популярные при присоединении к центральным тепловым сетям. Схема с применением трехходового клапана 4 (рисунок ж) выделяется намного более большим диапазоном коэффициента смешивания если сравнивать со схемой на рисунке е. Подмешивающий насос I используется если есть наличие достаточного для работы системы обогрева перепада давления на вводе тепло магистралей. В другом случае ставится насос циркуляционный II.

Смесительные узлы с применением гидравлического разделителя 6 (рисунок з) и четырехходового клапана 7 (рисунок и) используются как правило при присоединении к здешним тепловым сетям от ведомственной, индивидуальной или т.п. котельной установке. Этот способ присоединения благоприятен для стойкой работы котлов, тем более во время применения твердотопливных котлов. Используются разделители вертикальные соосные, вертикальные со сдвигом подсоединенных к нему трубо-проводов теплоснабжения относительно трубо-проводов тепло магистралей (показан на рисунке з), а еще горизонтальные. Конструкция гидравлического разделителя проста и собой представляет трубу круглого или сечения с прямыми углами, площадь поперечного сечения которой ориентировочно в 10. 20 раза больше суммарного поперечного сечения подсоединяемых к ней 4-х трубо-проводов.

На рисунках образно говоря не показано оборудование, приборы и арматура, в первую очередь устанавливаемые в тепловом пункте: счетчик коммерческого учета теплоты, сетчатые и осадочные фильтры, регулятор перепада давления, регулятор-ограничитель температуры обратной воды (может не ставиться), датчики регуляторов и дистанционных контрольных приборов, термометры, приборы для определения величины давления, арматура запорная и арматура для слива опорожнения оборудования теплового пункта.

При независимой схеме присоединения используются скоростные теплообменные аппараты разного типа: гладкотрубные, спиральнотрубные, пластинчатые (в основном, одноходовые разборные или полуразборные).

Схемы присоединения отопительных систем к тепловым сетям

Во время проектирования отопительных систем в виде теплоносителя в них применяют, в основном, воду, температуру которой принимают по СНиПу. К примеру, в системах обогрева жилых и зданий общественного значения температура носителя тепла (воды) не должна быть больше 95 °С для двухтрубных и 105 °С для систем отопления с одной трубой.

Определяющее значение на выбор схемы подсоединения системы обогрева оказывают температурные и гидравлические рабочие условия тепло магистралей. Исходя от этого системы обогрева присоединяют к тепловым сетям по зависимой или независимой схемам.

В зависимых схемах присоединения тепловой носитель в приборы отопления поступает конкретно из тепло магистралей. Аналогичным образом, одинаковый тепловой носитель двигается как в теплосети, так и в системе отопления.

В независимых схемах присоединения тепловой носитель из теплосети поступает в подогреватель, в котором его теплота используется для нагрева воды, заполняющей местную отопительную систему. При этом сетевая вода и вода в здешней системе обогрева разделены поверхностью нагрева и аналогичным образом сеть и система обогрева полностью гидравлически изолированные один от одного.

При зависимой схеме присоединения гидравлические рабочие условия тепло магистралей оказывают непосредственное действие на системы обогрева. В данном случае применяется либо непосредственное (если дает возможность температурный рабочий график теплосети), либо элеваторное подсоединение отопительных систем жилых и зданий общественного значения к теплосети ис.2.9).

Рис. 2.9. Зависимые схемы присоединения отопительных систем к тепловым сетям: а – непосредственное подсоединение; б – элеваторное подсоединение; 1 – подающий трубопровод; 2 – обратный трубопровод; 3 – приборы отопления; 4 – прибор для определения величины давления; 5 – термометр; 6 – непромывной фильтр; 7 – арматура запорная (задвижка); 8 – воздушник; 9 – сужающее устройство, счетчик жидкости;

10 – элеватор (струйный насос)

Зависимое подсоединение систем отопления по схеме рис. 2.9, а используют, в основном, в системах обогрева предприятий промышленности. Подобная схема применима также в общественных и жилых зданиях, если температура воды в подающей магистрали системы теплопроводов не будет больше 95 – 105 °С.

Если температура сетевой воды в подающей магистрали системы теплопроводов превосходит 105 °С и располагаемый напор на вводе достаточен для работы струйного насоса — элеватора (10 – 15 м вод. ст.), то отопительную систему присоединяют к системы теплопроводов по схеме, предоставленной на рис. 2.9, б. В данном случае нужная температура воды, поступающей в отопительную систему, достигается за счёт смешивания в элеваторе высокотемпературной сетевой воды из подающей магистрали с обратной водой из системы обогрева.

При зависимом присоединении качество отопления в большинстве случаев зависит от качества изготовления и монтажного процесса элеватора. В процессе изготовления элеваторов очень тщательно следует наблюдать за соосностью сопла и камеры смешивания, за качеством отделки поверхностей находящихся внутри сопла и камеры смешивания. Невыполнение данных требований может привести к уменьшению КПД струйного насоса, увеличению потерь напора, засорению сопла элеватора и, как последствие, к нарушению циркуляции в отопительной системе.

Преимуществом элеватора как устройства смесителя считается простота и эксплуатационная надежность.

Главной характеристикой элеватора считается показатель смешивания (показатель инжекции), который собой представляет отношение расхода подсасываемой (инжектируемой) элеватором воды, к расходу воды через сопло элеватора.

Потеря напора в сопле элеватора в десятки раз превосходит потерю напора в системе отопления. Благодаря этому ключевым сопротивлением здешней системы считается сопротивление сопла элеватора, которое зависит от его геометрических размеров (диаметра сечения сопла); показатель смешивания, создаваемый элеватором, считается величиной неизменной. При систематическом коэффициенте смешивания потребление воды в отопительной системе меняется пропорционально расходу сетевой воды через сопло элеватора, т.е. при прекращении подачи сетевой воды в сопло элеватора движение воды по замкнутому контуру в здешней системе закончится.

Этого избежать можно, если установить на абонентском вводе заместо элеватора смесительный насос (рис. 2.10). При непредвиденном отключении теплосети такой насос выполняет движение воды по замкнутому контуру в отопительной системе, что предохраняет ее замораживание на протяжении довольно долгого времени (8 – 12 часов).

При надобности смесительный насос можно установить на подающем или обратном трубопроводах системы обогрева. В первом варианте насос, не считая смешивания, исполняет функции повысительного насоса, в другом варианте — циркулярного насоса.

Устройство отопления в многоквартирном доме. Часть 1

Смесительные насосы монтируются, в основном, в индивидуальных тепловых пунктах, благодаря этому к ним предъявляют довольно большие требования по виброшумовым свойствам. Очень важным параметром выбора смесительных насосов являются также их размеры габаритов.

Преимуществом смесительного насоса перед струйным считается увеличение надежности работы системы обогрева, обеспечение движения воды по замкнутому контуру в отопительной системе при недостаточном располагаемом напоре на вводе, возможность автоматизированного регулирования водорасхода и гидравлической защиты системы обогрева.

Плюсом зависимой схемы присоединения считается простота и сравнительно низкая цена абонентских установок если сравнивать с независимой схемой. Также, при зависимом присоединении в абонентской установке может быть получен больший, чем при независимом присоединении, температурный перепад сетевой воды, что помогает уменьшению водорасхода в системе теплопроводов и, исходя из этого, уменьшению диаметров трубо-проводов системы теплопроводов и уменьшению капитальных расходов в теплосети.

Главным минусом зависимых схем присоединения систем отопления считается действие гидравлического рабочего режима тепло магистралей на рабочий режим системы обогрева. Приборы отопления имеют, в основном, низкую механическую крепость если сравнивать с другими системными элементами теплоснабжения. К примеру, предел механической прочности радиаторов из чугуна составляет 6 кгс/см2, радиаторов из стали – 10 кгс/см2. Превышение данных границ может привести к авариям в абонентских установках. Невысокая механическая крепость дизайн радиаторов значительно понижает надежность работы и затрудняет эксплуатацию больших систем отопления, что поясняется наличием огромного количества абонентов с неоднородной тепловой нагрузкой и протяженных систем транспорта теплоты. Серьезным минусом зависимой схемы присоединения с элеваторным смешением считается также невозможность использования местного регулирования тепловой нагрузки системы обогрева, поскольку при изменении расхода сетевой воды через элеватор может случиться завершение движения воды по замкнутому контуру в отопительной системе, опрокидывание циркуляции или выпорожнение системы обогрева.

Самостоятельное подсоединение отопительных систем дает возможность исключить действие гидравлического режима системы теплопроводов и действие суточной неравномерности нагрузки горячего водообеспечения на работу отопительных систем. Использование независимых схем присоединения вызвано повышением требований к надежности отопления, а еще все возрастающей долей строительства строений очень высокой этажности. Согласно нормативным документам по независимой схеме разрешается подсоединять системы обогрева и вентиляции строений с числом этажей 12 и выше, а еще при обосновании системы обогрева и вентиляции иных потребителей теплоты. Свободная схема присоединения системы обогрева представлена на рис. 2.11.

Важным элементом независимой схемы присоединения считается переходный трубный змеевик – водо-водяной подогреватель, в котором вода, циркулирующая в отопительной системе, нагревается до нужной температуры. В качестве греющей среды в таком теплообменнике применяется сетевая вода. Движение воды по замкнутому контуру в отопительной системе выполняется с помощью насоса.

При независимом присоединении отопительных систем нужны вспомогательные инвестиционные вложения в теплосети и несколько затрудняется работа оборудования тепловых пунктов и абонентских установок за счёт возникновения сопутствующих элементов: промежуточного трубного змеевика и циркулярного насоса. Также, при независимой схеме присоединения система отопления должна работать по высокому температурному графику для компенсации недогрева воды в промежуточном теплообменнике.

Не обращая внимания на минусы, свободная схема присоединения систем отопления обладает большим рядом положительных качеств, ключевым из которых считается значительное увеличение надежности функционирования систем отопления. В системе отопления возникает возможность поддерживать уровень давлений, превышающий возможный по условиям механической прочности дизайн радиаторов, что особенно актуально для больших систем транспорта теплоты. Увеличивается также надежность работы отопительных систем за счёт исключения возможности опорожнения. Возможность использования местного регулирования при независимом присоединении дает возможность увеличить качество работы систем отопления за счёт исключения колебании температуры внутреннего воздуха обогреваемых помещений относительно значений, некоторых СНиП и санитарно-гигиеническими нормами.