Нагревательные приборы
Теплотехнические требования к нагревательным приборам в основном сводятся к тому, чтобы приборы наилучшим образом передавали тепло от теплоносителя к воздуху отапливаемого помещения, т. е. чтобы коэффициент теплопередачи прибора был как можно больше при минимальной затрате металла.
Нагревательные приборы должны удовлетворять требованиям эстетики и следующим технико-производственным условиям: форма и конструкция приборов должна допускать массовое производство, а технология производства должна быть проста; приборы должны выдерживать давление и удобны в монтаже; требуемая поверхность нагревательных приборов должна легко получаться путем сборки приборов из отдельных элементов.
В системах центрального отопления применяют следующие виды нагревательных приборов: радиаторы (преимущественно чугунные), ребристые трубы, регистры из гладких труб, конвекторы, отопительные панели.
Теплоотдача нагревательными приборами осуществляется конвекцией и лучеиспусканием.
Приборы, у которых теплоотдача за счет конвекции составляет более 75%, относятся к группе конвекторов, а приборы, передающие более 25% общего количества тепла лучеиспусканием, относятся к группе радиаторов.
Экономические требования, которые предъявляются к нагревательным приборам, сводятся к тому, чтобы стоимость нагревательных приборов и затрата металла, отнесенная к единице полезно отдаваемого тепла, были наименьшими; металл, применяемый для их изготовления, был недефицитный; площадь и объем, занимаемые приборами в помещениях, — минимальными.
Радиаторы. Чугунные радиаторы изготовляют секционные или блочные. Секционные радиаторы собирают из отдельных секций, блочные — из блоков.
В зависимости от расстояния между центрами ниппельных отверстий радиаторы подразделяются на высокие с расстоянием между центрами 1000 мм, средние с расстоянием 500 мм и низкие с расстоянием между центрами 300 мм.
Секции радиаторов в зависимости от числа вертикальных каналов, расположенных в плоскости, перпендикулярной осям ниппельных отверстий, подразделяются на одноканальные, двухканальные и многоканальные.
На рис. 1 показаны радиаторы М-140, «Минск-110» и М-140-АО.
Радиаторы М-140-АО (рис. 1, в) отличаются от радиатора М-140 тем, что в межколонном пространстве имеются 8 ребер, обеспечивающих увеличение его теплоотдачи.
Определение устанавливаемого количества секций радиаторов М-140-АО производится по расчетной поверхности нагрева в экм, определяемой в результате соответствующих теплогидравлических расчетов системы отопления.
Секции радиаторов соединяют между собой резьбовыми ниппелями из ковкого чугуна. Ниппели имеют с одной стороны правую, а с другой левую резьбу. Соответственно этому одна сторона секции имеет в ниппельных гнездах радиатора правую резьбу, а другая — левую. На внутренней поверхности ниппеля расположены два продольных ребра, которые служат упором рабочему концу радиаторного ключа. Этим ключом соединяют и отсоединяют секции.
Для присоединения к радиаторам трубопроводов в крайние секции радиатора ввертывают радиаторные пробки, имеющие отверстия с резьбой, соответствующей диаметру присоединяемого трубопровода. Если радиатор не соединяют с другим радиатором, то два других отверстия в крайних секциях закрывают глухими радиаторными пробками.
Каждый радиатор снабжается двумя глухими пробками и двумя пробками с резьбами диаметром 3/4 или 1/2”.
Радиаторы нашли широкое применение благодаря высоким гигиеническим качествам и красивому внешнему виду. Радиаторы можно использовать для всех видов отопления при рабочем давлении теплоносителя, не превышающем 6 кгс/см2.
Ребристые трубы и регистры. Ребристые трубы изготовляют из серого чугуна длиной 1; 1,5 и 2 л с круглыми ребрами. Ребристые трубы соединяют с трубопроводами при помощи чугунных фланцев. Несмотря на низкую стоимость, ребристые трубы не находят широкого применения, так как их трудно очищать от пыли, они недостаточно красивы и ребра их хрупки. Для отопления промышленных зданий и особенно пыльных производственных помещений, где нельзя устанавливать ребристые трубы, часто применяют приборы из стальных гладких труб с наружным диаметром 76, 89, 102 и 108 мм. Такие приборы изготовляют в виде регистров (рис. 2).
Конвекторы плинтусного типа. В последние годы в жилищном строительстве широко применяются новые нагревательные приборы — конвекторы плинтусного типа.
Конвектор (рис. 3) состоит из двух конструктивных элементов—стальной трубы для циркуляции теплоносителя и унифицированных пластин оребрения, образующих основную поверхность теплоотдачи.
Для изготовления конвекторов используют стальные водогазо-проводные (газовые) трубы или стальные электросварные диаметром 15 и 20 мм.
Пластины оребрения изготовляют из листовой стали 10 толщиной 0,5—0,7 мм. Все пластины оребрения, кроме двух крайних, изготовлены из листа толщиной 0,5 мм; крайние для создания большой жесткости изготовлены из листа толщиной 0,7 мм.
Пластины оребрения плотно (методом натяжки) насаживают на трубу; при этом должен быть обеспечен хороший контакт отбортов-ки пластин с поверхностью трубы. По форме пластины оребрения имеют замкнутый канал размером 20Х60Х Х80 (Н) мм и 20Х70Х Х90 (Н) мм, за счет которого обеспечивается повышение скорости движения нагреваемого воздуха.
Конвекторы плинтусного типа могут быть изготовлены длиной 750, 1000, 1250, 1500 и 1750 мм; причем, конвекторы длиной 1500 мм и 1750 мм могут быть изготовлены соответственно из двух конвекторов, например, из двух по 750 мм или 750 и 1000 мм. Средний вес конвектора в расчете на 1 экм равен 7 кг.
Конвекторы можно устанавливать у наружных стен зданий или на перегородках. Расстояние от пола до низа конвектора 80—100 мм и от стены 30—35 мм. При необходимости конвекторы можно устанавливать в два или три ряда друг над другом с расстояниями между рядами 50 мм. Каждый ряд конвекторов может состоять из нескольких секций.
Конвекторы комплектуют на монтажных заводах или в ЦЗМ в блоки (рис. 4) необходимой поверхности нагрева с узлами подводок, креплением, регулировочными кранами и окрашивают. Транспортируют на объекты строительства в контейнерах.
Конвекторы плинтусного типа имеют следующие преимущества по сравнению с радиаторами: – малые габариты, обеспечивающие установку их в зданиях при низких подоконниках и большой поверхности остекления; – значительное сокращение расхода металла; – большая механическая прочность, равная прочности водогазо-проводной трубы; – возможность применения конвекторов без переделок при теплоносителе «вода» и «пар»; – высокая степень сборности, которая практически сводится к установке обвязанного блока конвекторов; – улучшение микроклимата в отапливаемых помещениях. Для нормальной эксплуатации конвекторов необходимо выполнять следующие условия: – запрещается устраивать какие-либо ограждения или полки над конвекторами, так как это приведет к снижению теплоотдачи прибора; – нельзя ударять по конвектору тяжелыми предметами во избежание деформации пластин оребрения; – вовремя полагается восстанавливать поврежденную окраску деталей конвектора наружных и внутренних поверхностей, чтобы предохранить металл от коррозии;
перед началом отопительного сезона надо тщательно очищать конвекторы от пыли. Конвекторы «Комфорт» предназначены для использования в качестве нагревательных приборов для отопления жилых, общественных и административных зданий.
Конвекторы выполняются двух вариантов: для крепления их на стене — настенные и для установки непосредственно на полу — островные.
Конвектор «Комфорт» (рис. 5) состоит из металлического корпуса, нагревательного элемента и воздушного клапана.
Корпус изготовляется из листовой стали толщиной 1 мм, разъемный для возможности очистки от пыли и других загрязнений нагревательного элемента. В отгибах боковых стенок имеются отверстия для крепления конвекторов к стене или к полу, эти же отгибы служат и для крепления съемных металлических панелей кожуха. Нагревательный элемент состоит из стальных труб, на которые насажены пластины оребрения, создающие основную поверхность прибора. Пластины оребрения изготовляют из листовой стали толщиной 0,8 мм, размерами 60X120 мм. Расстояние между пластинами в свету приняты 5,0; 7,5; 10 мм.
В конструкции прибора предусматривается установка воздушного клапана, обеспечивающего надежную регулировку теплоотдачи прибора. Воздушный клапан может занимать фиксированные положения, т. е. быть полностью или частично открытым или закрытым. При закрытом положении клапана теплоотдача конвекторов «Комфорт» сокращается в 4 раза. Регулирование теплоотдачи конвектора по «воздуху» дает возможность применять самые дешевые и удобные в монтаже и эксплуатации проточные системы отопления, в которых отпадает необходимость в установке арматуры для регулирования по теплоносителю.
Конвекторы «Комфорт» изготовляют в двух модификациях: основной и проходной.
В основном варианте конвектор с одной стороны имеет штуцера с короткой резьбой для присоединения к системе отопления, с другой — коллектор, соединяющий между собой трубки, по которым проходит теплоноситель.
В проходном варианте конвектор с одной стороны имеет штуцера для присоединения к системе отопления, а с Другой — штуцера с длинной резьбой для присоединения другого конвектора.
Конвекторы «Комфорт» рассчитаны на рабочее давление до 10 кгс/см2.
—————
Нагревательные приборы служат для передачи теплоты от теплоносителя воздуху помещения. В качестве нагревательных приборов применяют радиаторы, ребристые трубы, регистры и змеевики, греющие панели и конвекторы. Перечисленные виды нагревательных приборов используют в системах парового и водяного отопления.
Радиаторы (рис. 6, а) состоят из отдельных чугунных секций, которые соединены между собой ниппелями, представляющими собой полые трубки с наружной правой и левой резьбой.
Ребристые трубы (рис. 6, б) отливают с круглыми ребрами, за счет которых увеличивается поверхность контакта между воздухом и нагревательным прибором. Ребристые трубы трудно очищать от пыли, что ограничивает их применение в предприятиях общественного питания. Змеевики и регистры (рис. 6,в) изготовляют в виде гладких труб различных диаметров и длин. Греющие панели представляют собой железобетонные плиты с заделанными в них змеевиками из стальных труб диаметром 15…20 мм. Греющие панели размещают в конструкции пола, потолка, перегородки или под окном. В качестве примера на рис. 6, г приведена отопительная подоконная панель. Конвектор (рис. 6, г)) представляет собой трубу с насаженными на нее ромбообразными нагревательными элементами. Иногда грубу заключают в кожух, который увеличивает скорость движения воздуха у нагревательного прибора и его теплоотдачу.
Радиаторы имеют гладкую поверхность и легко очищаются от пыли, поэтому их устанавливают в тех помещениях предприятий торговли и общественного питания, где рабочий процесс сопровождается запылением воздуха, а также в жилых домах, медпунктах, детских садах, к воздушной среде которых предъявляются повышенные гигиенические требования. В пыльных помещениях допускается также применение змеевиков и регистров из гладких труб. Нагревательные приборы из ребристых труб применяют главным образом для отопления вспомогательных помещений предприятий торговли и общественного питания (насосной, компрессорной, механической мастерской и др.). Греющие бетонные панели устанавливают в зданиях с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями. Конвекторы применяют для отопления помещений с постоянным пребыванием людей, в которых незначительная высота от подоконника до пола не допускает установку радиаторов.
По способу перемещения теплоносителя (воды) водяные системы отопления делятся на системы с естественной и насосной циркуляцией.
Системы с насосной циркуляцией. В зависимости от конструктивного оформления системы с насосной циркуляцией бывают двухтрубными — с верхней и нижней магистралями горячей воды и однотрубными — вертикальными проточными и с замыкающими участками.
На рис. 7 показаны двухтрубные системы водяного отопления с насосной циркуляцией. Перед пуском в эксплуатацию системы заполняют холодной водой через водопроводную линию, при этом все запорные устройства, кроме крана, на спускной линии должны быть открыты. Когда из сигнальной трубки потечет вода в раковину, установленную в котельной, кран на водопроводной линии закрывают, и поступление воды в систему прекращается. В случае засора сигнальной трубки вода потечет в раковину через открытый конец переливной трубки, которая присоединена к расширительному сосуду несколько выше сигнальной. После нагревания в котле горячая вода по главному стояку за счет работы насоса поступает в магистраль горячей воды, а оттуда в горячие стояки и далее через горячие подводки — в нагревательные приборы. Охладившись в нагревательных приборах, вода через обратные подводки поступает в обратные стояки, а далее — в магистраль охлажденной воды и в котел.
При нагревании объем воды в системе увеличивается.
В обеих системах отопления горячая вода поступает в нагревательные приборы через горячие стояки, а отводится из них по обратным стоякам. По этой причине обе системы называются двухтрубными. В системе, изображенной на рис. 7, а, магистраль горячей воды, распределяющая воду по отдельным горячим стоякам, расположена выше всех нагревательных приборов (обычно на чердаке или под потолком верхнего этажа), поэтому система называется системой с верхней магистралью горячей воды.
На рис. 7, б показаны два возможных варианта системы с нижней разводкой: слева — вариант с воздушной трубкой, справа — с воздушными кранами. В обоих вариантах магистраль горячей воды расположена ниже всех нагревательных приборов, поэтому система называется системой с нижней магистралью горячей воды.
Вопрос о применении системы с верхней или нижней магистралью горячей воды решается в зависимости от конструкции здания. На рис. 8 приведены два варианта устройства водяной однотрубной вертикальной системы отопления с насосной циркуляцией. В варианте I вода из котла поступает в магистраль горячей воды и далее по стоякам последовательно проходит через приборы всех этажей. В этой системе выключение и регулирование теплоотдачи отдельных нагревательных приборов невозможны, так как выключение приборов одного этажа привело бы к прекращению циркуляции воды через стояк. В варианте II часть воды, минуя нагревательный прибор, проходит по замыкающим участкам. В этом случае регулирование теплоотдачи какого-либо нагревательного прибора или его выключение допустимы, но это приводит к изменению теплоотдачи приборов нижерасположенных этажей. Как видно из рис. 8, движение воды в вертикальных однотрубных системах от магистрали горячей воды к магистрали охлажденной воды происходит по одной трубе, поэтому системы называют однотрубными.
Циркуляция теплоносителя в насосной системе осуществляется, как было сказано выше, за счет работы центробежного насоса, который предназначен только для перемещения воды по трубопроводам и поэтому называется циркуляционным. Во время работы насоса часть системы, подсоединенная к всасывающему патрубку насоса, может оказаться в зоне с давлением ниже атмосферного, что вызовет вскипание воды, а следовательно, обильное выделение из нее пузырьков воздуха и прекращение циркуляции.
С целью предотвращения нарушения работы системы расширительный сосуд подключают к магистрали охлажденной воды в непосредственной близости от всасывающего патрубка насоса. Такое присоединение расширительного сосуда создает в большей части системы гидростатическое давление выше атмосферного, что исключает возможность вскипания воды. Однако в таком положении расширительный сосуд будет вмещать прирост объема воды при ее нагревании, но не сможет служить средством удаления воздуха из системы. Этим объясняется наличие в насосной системе воздухосборников (воздухоотводчиков).
Циркуляционный насос, предназначенный для перемещения воды по системе, должен иметь производительность, соответствующую тепловой мощности системы Q (Вт) и разности температур горячей и охлажденной воды.
Водоснабжение и отопление - Нагревательные приборы
Остались вопросы по теме - "Нагревательные приборы", задайте их на