Тепловые пункты, тепловые центры и элеваторные узлы
В настоящее время теплоснабжение большинства зданий гражданского и жилого назначения осуществляется от тепловых систем, подающих горячую воду от теплоцентралей (ТЭЦ) или мощных районных котельных с параметрами 150—70 °С или 130—70 °С при расчетной наружной отопительной температуре. Теплоснабжение от этих источников значительно дешевле по сравнению с теплоснабжением от мелких котельных, так как на ТЭЦ осуществляется наиболее эффективная комбинированная выработка тепловой и электрической энергии и на них, как и в крупных котельных, применяется оборудование, позволяющее сжигать топливо с высоким коэффициентом полезного действия.
Применение высоких параметров теплоносителя объясняется тем, что в этом случае 1 кг теплоносителя переносит больше тепла, чем при применении теплоносителя с пониженными параметрами. Так, например, 1 кг воды, нагретой до температуры +150 °С и охлажденной до +70 °С, выделит 80 ккал тепла, а 1 кг воды, нагретой до температуры +95 °С и охлажденной до +70 °С, выделит 25 ккал тепла. Естественно, что в первом случае все затраты, связанные с транспортировкой 1 ккал тепла, будут значительно ниже, чем во втором.
Применение более высокой температуры теплоносителя, чем +150 °С, повлечет за собой увеличение давления во всей системе до величины, предотвращающей вскипание воды, что в настоящее время экономически нецелесообразно.
В системе теплофикации применяют в основном две схемы теплоснабжения: открытую с непосредственным водоразбором и закрытую. В этих системах теплоснабжение систем отопления одинаковое и осуществляется следующим образом.
Теплоноситель с высокой температурой у потребителя понижает свою температуру за счет подмешивания части охлажденной воды, возвращающейся из системы отопления, до уровня, предписываемого строительными нормами и правилами (СНиП) для данной системы, и затем поступает в систему.
Так, например, в системах отопления гражданских и жилых зданий с верхней разводкой температуру воды можно поднимать до +95 °С, а в системах с нижней разводкой — до +105 °С.
Пройдя систему отопления и охладившись в ней, вода частично идет на подмешивание, а частично возвращается к источнику теплоснабжения для нагрева.
Горячее водоснабжение в схеме с непосредственным водоразбором осуществляется водой, поступающей от источника теплоснабжения, т. е. одна и та же вода идет в систему отопления и в систему горячего водоснабжения. Такая схема наиболее экономична и, кроме того, позволяет производить централизованное умягчение воды и обескислороживание ее, уменьшающее коррозию труб систем горячего водоснабжения.
Однако вода, поступающая к водоразборным кранам из такой системы в период пуска систем отопления осенью и в конце отопительного сезона, а также после любых ремонтов как на сети, так и в системе, имеет коричневый цвет и неприятный запах. Это объясняется плохой промывкой трубопроводов и нагревательных приборов, в результате чего органические вещества, не вымытые из системы, разлагаются под воздействием высокой температуры и загрязняют ее.
Горячее водоснабжение при закрытой схеме осуще: ствляется водой из городского водопровода, нагретой в бойлерной установке водой, поступающей из теплосети. В этом случае приходится предусматривать устройства по умягчению воды, идущей на водоразбор. Это можно сделать в катионитовых установках или деаэрированием, т. е. удалением кислорода, осуществляемым в вакуумных или при наличии пара в термических деаэраторах.
При непосредственном водоразборе на вводе теплосети к группе потребителей (например, жилому кварталу) устраивают тепловой пункт (рис. 1). В таком пункте устанавливают грязевики на горячем и обратном трубопроводах, очищающие воду от различного рода взвешенных частиц, приборы учета, контроля и распределительные коллекторы для подачи воды к элеваторным узлам, обслуживающим отдельные системы, и к системам, потребляющим воду высоких параметров.
В качестве приборов учета применяет горячеводные водомеры, устанавливаемые как на горячем, так и на обратном трубопроводах. Установка двух водомеров позволяет определить расход воды, идущей не только на отопление и вентиляцию, но и на горячее водоснабжение.
Для этого вычитают из показания водомера на горячем трубопроводе показания водомера на обратном трубопроводе.
В настоящее время ведутся работы по созданию простого и надежного в эксплуатации теплосчетчика, который позволит определять расход тепла.
Самопишущие дифманометры, способные замерить и записать расход воды, применяют только для крупных тепловых пунктов, да и то лишь в отдельных, особо оговоренных случаях.
Для обеспечения правильных показаний водомеры и дифманометры должны устанавливаться на прямом трубопроводе определенной длины, благодаря чему выравниваются потоки воды и обеспечивается работа приборов полным сечением. До водомера прямой участок должен иметь не менее 10 калибров, а после водомера 5. В случае, если диаметр водомера не соответствует диаметру трубы, к водомеру присоединяют прямые участки труб того же диаметра, что и водомер, а за пределами их устанавливают плавные переходы.
Контроль в теплоцентрах осуществляется при помощи манометров и термометров, причем все манометры для обеспечения показаний, свободных от необходимости производить корректировку на высоту столба жидкости, равного разности отметок установки манометров, устанавливают на одном уровне.
Помимо вышеуказанного оборудования в тепловом пункте при надобности на обратном трубопроводе устанавливают регулятор подпора. Назначение его — автоматически поддерживать необходимое давление. Обычно его устанавливают в случае присоединения к тепловой сети зданий повышенной этажности и тогда, когда давление в обратном трубопроводе меньше давления столба воды, находящейся в системе таких зданий.
Применение вместо регуляторов подпора ограничительных диафрагм в системах с непосредственным водо-разбором невозможно, так как при изменяемых расходах, вызванных разбором воды, величина разности давлений, создаваемой диафрагмой, будет различна. В простейшем виде диафрагма представляет собой диск, зажимаемый между фланцами, в котором имеется отверстие диаметром меньшим, чем диаметр трубопровода. Величина отверстия определяется расчетом,
Помимо тепловых пунктов на вводах могут устанавливаться комплексные тепловые центры, в которых кроме элементов теплового пункта устанавливают оборудование элеваторных узлов и узлов отбора воды на горячее водоснабжение. Схема такого теплоцентра, устанавливаемого в отдельных зданиях, присоединяемых к тепловым сетям, приведена на рис. 20.
Как уже отмечалось выше, у потребителей производится подмешивание к высокотемпературной воде, поступающей от источника теплоснабжения, воды, охладившейся в системе отопления. В результате смешивания получают воду с температурой, на которую рассчитана система отопления. Подмешивание может осуществляться насосом, устанавливаемым на трубопроводе обратной воды, или при помощи водоструйного элеватора.
В настоящее время схемы с подмешивающим насосом применяют очень редко, только в особых, специфических условиях, когда нельзя применить элеватор. Это объясняется тем, что стоимость и эксплуатация такой системы выше, чем стоимость элеватора. Кроме того, из-за шума насосы нельзя размещать под жилыми помещениями, в то время как теплоцентры и элеваторные узлы, как правило, размещаются под ними в подвальных помещениях.
Намеченный промышленностью выпуск специальных малогабаритных бесшумных насосов пропеллерного типа, устанавливаемых непосредственно на трубопроводах, позволит шире применять схему с подмешиванием воды при помощи иасосов.
В элеваторе, устанавливаемом на горячем трубопроводе, производится подмешивание охлажденной воды, поступающей по специальному патрубку от трубопровода обратной воды. Перемешивание воды осуществляется в диффузоре элеватора.
За элеватором устанавливают термометр и манометр, по показаниям которых судят о параметрах смешанной воды. Вода из элеватора поступает к водораспределителю (коллектору) такого же типа, как и в котельных, от которого подается в системы отопления. Охлажденная вода из систем поступает в коллектор. Из коллектора, пройдя грязевик, водомер и в необходимых случаях регулятор подпора, она уходит в сеть. Ответвление на элеватор осуществляется до грязевика.
На трубопроводах охлажденной воды, собираемых коллектором, устанавливают термометры. По показаниям этих термометров можно судить о работе подсоединенных систем. Так, в случае, если все термометры показывают +65 °С, а один +75 °С, то это говорит о том, что система получает больше воды, чем следует.
В системах отопления нагревательные приборы могут работать при давлении не свыше 6 кгс/см2, а в трубопроводе горячей воды давление может быть до 13 кгс/см2.
Часть давления снимается элеватором. Но все же в отдельные моменты возможно повышение давления выше допустимого. Для того чтобы в этом случае не произошло разрушения приборов, после элеватора устанавливают грузовой предохранительный клапан. Вода от этого клапана выводится к раковине, устанавливаемой в теплоцентре, или к специальной воронке, соединенной с канализацией через гидрозатвор.
В вентиляционных системах нагрев воздуха в калориферных установках осуществляется высокотемпературной водой, для чего до элеватора к горячему трубопроводу подсоединяют трубопровод с коллектором, число штуцеров на котором соответствует числу подсоединяемых систем теплоснабжения калориферов. К этому же коллектору могут быть подсоединены элеваторные узлы, расположенные вне теплоцентра (например, в соседних домах).
В тех случаях, когда расход воды, идущей на подогрев воздуха в системе вентиляции, постоянен в течение суток, трубопровод охлажденной воды после сборного коллектора подсоединяют к обратному трубопроводу между грязевиком и ответвлением на элеватор, т. е. до водомера. В случае же переменного расхода теплоносителя, колеблющегося в больших пределах, подсоединение производят за водомером, установив отдельный водомер на трубопроводе после коллектора, собирающего воду от калориферов вентиляционных систем.
Такая параллельная установка водомеров необходима потому, что водомеры могут давать правильные показания только при определенных колебаниях расхода воды.
В связи с тем что калориферы рассчитаны на рабочее давление 6 кгс/см2, запрещается закрывать вентили или задвижки на обратных трубопроводах этих систем раньше, чем они закрыты на горячем трубопроводе, так как в противном случае при закрытом вентиле на обратном трубопроводе калорифер или система калориферов будет поставлена под давление, имеющееся в горячем трубопроводе.
По санитарным нормам температура воды в системах горячего водоснабжения не должна превышать +70 °С. Температура же горячей воды, поступающей из теплосети при расчетной наружной температуре, равна + 150 °С, а в переходный период снижается до +65 °С, т. е. во все времена года, кроме переходного периода, когда наружная температура составляет примерно + 10 °С, из горячего трубопровода воду для целей горячего водоснабжения брать нельзя.
Температура в обратном трубопроводе при расчетной наружной температуре равна +70 °С, а при более высоких наружных температурах она понижается. Поэтому большую часть отопительного периода приходится брать воду из обоих труб — горячей и обратной, смешивая ее в разных пропорциях, чтобы температура смеси была в пределах от +60 до +70 °С.
Для автоматического смешивания применяют серийно выпускаемый жидкостный терморегулятор ТРЖ. Кроме того, могут применяться регуляторы расхода РР прямого действия в комплекте с биметаллическим термореле ТРБ-2.
Перед регуляторами на ответвлениях от горячего и обратного трубопроводов устанавливают вентили и сетчатые фильтры, исключающие попадание окалины и грязи к клапанам регулятора, а следовательно, обеспечивающие нормальную его работу. Время от времени, закрыв вентили до регулятора и после него, фильтры необходимо тщательно очищать от окалины и грязи.
Для предотвращения прохода воды из горячего трубопровода в обратный через неисправные регуляторы на трубопроводе, подводящем охлажденную воду, устанавливают обратный клапан. После регуляторов вода проходит водомер для определения ее расхода на горячее водоснабжение.
Следует отметить, что регуляторы дают качественное смешивание воды только при квалифицированной наладке и эксплуатации.
На вводах теплосети, на горячем и обратном трубопроводах до входных задвижек устанавливают штуцеры с фланцевыми вентилями, к которым подсоединяют инвентарный шланг для промывки ввода. Вода в этом случае отводится по шлангу в раковину или воронку, установленную в помещении, или через окно в ближайший канализационный люк.
Следует помнить, что температура отводимой води по условиям нормальной работы канализационных трубопроводов не должна превышать +40 °С.
Для промывки систем используют спускные линии, подсоединяемые к системам коллекторов. Эти же линии служат для заполнения систем водой и присоединения гидравлического пресса при испытании.
В тех случаях, когда вода не может самотеком стечь по спускной линии в канализацию, устанавливают ручной насос по той же схеме, что и в котельных.
Водяное отопление - Тепловые пункты, тепловые центры и элеваторные узлы
Остались вопросы по теме - "Тепловые пункты, тепловые центры и элеваторные узлы", задайте их на