Конструирование систем центрального отопления

Проектирование систем центрального отопления начинается с выбора типа системы отопления. На выбор системы влияют: назначение здания, его конструкция, параметры теплоносителя. Если тип системы не задан, то выбор системы производят по приложению «Б» [10, с. 39-41], по данным [3] и в соответствии с рекомендациями настоящего пособия.

Конструирование системы производят на поэтажных планах, при этом руководствуются следующим: применяются как однотрубные, так и двухтрубные системы отопления, системы поквартирного отопления. Для жилых, общественных и административно-бытовых зданий при температуре теплоносителя 95°С рекомендуется использовать двухтрубные системы, а 105°С - однотрубные. Двухтрубные системы устраивают, как правило, с нижней разводкой; допускается использовать такие системы с верхней разводкой только для малоэтажных зданий (один-два этажа), особенно при естественной циркуляции воды.

Вертикальные однотрубные системы рекомендуют для зданий, имеющих три и более этажей; при этом, если в здании имеется чердак или верхний технический этаж, то систему выполняют с верхней разводкой, без них - с нижней, с прокладкой магистралей в подвале или в подпольных каналах.

Системы поквартирного отопления здания следует проектировать двухтрубными, предусматривая при этом установку приборов регулирования, контроля и учета расхода теплоты для каждой квартиры.

Тепловой узел размещают в тепловом центре, а если место теплового центра не указано - в подходящем по площади помещении подвала; если же его нет – первого этажа в центральной части здания.

Отопительные приборы выбирают в зависимости от давления в системе, качества теплоносителя, назначения помещения (здания), а также состава воздушной среды.

При повышенных санитарно-гигиенических требованиях к воздушной среде помещений используют приборы с гладкой поверхностью - стальные радиаторы, бетонные панели и т.д. При длительном пребывании людей применяют приборы конвективно-радиационного и конвективного типа (радиаторы, конвекторы). В производственных зданиях целесообразно использовать чугунные радиаторы, регистры из гладких или ребристых труб; в административно-бытовых - конвекторы без кожуха, в гражданских - радиаторы и конвекторы с кожухом.

После выбора типа отопительных приборов на поэтажных планах производят их расстановку. Приборы размещают под окнами, у наружных стен и вблизи входных дверей. Причем, желательно, чтобы под окнами длина приборов составляла не менее 50% длины проемов (75% в больницах и детских дошкольных учреждениях). Отопительные приборы в лестничных клетках следует, как правило, размещать на первом этаже; при этом необходимо помнить, что отопление лестничных клеток не следует проектировать для зданий, оборудуемых системами квартирного отопления, а также для зданий с любыми системам отопления в районах с расчетной температурой наружного воздуха в холодный период года минус 5°С и выше.

Не допускается размещение приборов в отсеках тамбуров, имеющих наружные двери. При невозможности разместить все отопительные приборы на первом этаже лестничной клетки одну треть из них размещают на втором этаже. После расстановки отопительных приборов производится размещение стояков, подводок к приборам, магистралей.

Располагая стояки, исходят из следующего: выделяют стояки для отопления лестничных клеток; часть стояков размещают в наружных углах здания; предусматривают изгибы для компенсации теплового расширения; намечают месторасположение главного стояка в системах с верхней разводкой. Количество стояков должно быть минимально возможным, при этом необходимо стремиться к симметричности системы.

При размещении стояков в простенках между окнами двухтрубный проектируется посередине простенка, однотрубный на расстоянии 150 мм от откоса оконного проёма. Длина подводок к приборам принимается по возможности одинаковой l ≤ 500 мм. Расстояние между осями двухтрубных неизолированных стояков должно быть 80мм при Ду £ 32мм, при этом подающие трубы располагаются справа. Расстояние от поверхности строительных конструкций до оси неизолированных стояков или горизонтальных труб должно быть: 35 мм при Ду £ 32мм, 50 мм при Ду >32 мм с допуском ±5мм.

В местах пересечения стен, перекрытий трубопроводы прокладывают в гильзах из негорючих материалов. Края гильз должны быть на одном уровне с поверхностями стен и потолков, но на 30 мм выше поверхности чистого пола.

Отопительные приборы лестничной клетки следует присоединять к отдельным ветвям или стоякам системы отопления по однотрубной проточной схеме. Приборы, расположенные в гардеробных, коридорах, уборных, умывальных комнатах, кладовых жилых зданий, а также в пределах одного помещения, разрешается присоединять «на сцепке» к приборам соседних помещений, однако необходимо учитывать, что длина подводок и «сцепки» не должна превышать 1,5 м; кроме того, нежелательно, чтобы подводка к прибору и «сцепка» проходили через капитальную стену.

В вертикальных системах отопления применяют приборные узлы: проточные, регулируемые, проточно-регулируемые, узлы с осевыми или смещёнными обходными участками. В горизонтальных системах отопления используют: проточные узлы, узлы регулируемые и проточно-регулируемые с осевыми обходными участками.

Как правило, отопительные приборы устанавливают с односторонней подводкой, но если число секций чугунных радиаторов более 20 шт., то необходимо предусматривать двухстороннюю подводку. Двухсторонняя подводка применяется и в том случае, когда число приборов на сцепке больше двух.

Следующий этап – выбор и расстановка запорной арматуры. Запорную арматуру следует предусматривать: для отключения и спуска воды из отдельных колец, ветвей и стояков систем отопления; для отключения части или всех отопительных приборов в помещениях, в которых отопление используется периодически или частично.

Запорную арматуру допускается не предусматривать на стояках в зданиях с числом этажей три и менее, но на стояках лестничных клеток заторные краны ставят независимо от числа этажей.

У отопительных приборов следует устанавливать регулирующую арматуру, за исключением приборов в помещениях гардеробных, душевых, санузлов, кладовых, а также в помещениях, где есть опасность замерзания теплоносителя (на лестничных клетках, в тамбурах и т.д.). В жилых и общественных зданиях у отопительных приборов следует, как правило, устанавливать автоматические терморегуляторы совместно с регулировочными клапанами.

С целью регулирования теплоотдачи отопительных приборов в однотрубных системах отопления, на подводках устанавливают запорную арматуру с пониженным гидравлическим сопротивлением: краны регулировочные проходные (КРП); регулировочные трехходовые (КРТ). В двухтрубных системах устанавливают арматуру с повышенным гидравлическим сопротивлением: для малоэтажных зданий - краны двойной регулировки (КДР); для многоэтажных - КРП. На подводках к конвекторам типа КН эти краны, как правило, не ставят, так как регулирование их теплоотдачи осуществляется воздушными заслонками конвектора. Краны КРП, КРТ и КДР не устанавливаются также на подводках к приборам лестничных клеток. При наличии в помещении двух приборов, присоединенных к разным стоякам, допускается ставить один регулирующий кран у большего прибора.

Возможна установка дополнительного шарового крана на обратном трубопроводе подводки для обеспечения возможности ремонта (замены) одного отопительного прибора без слива воды со всего стояка.

Для отключения и слива воды из стояков предусматривают установку проходных пробочных (шаровых) кранов и тройников с пробкой; возможна также установка вместо тройников спускных кранов в начале и в конце стояков. Арматуру для отключения стояков малоэтажных зданий (один - три этажа) допускается не устанавливать, но при этом должна быть предусмотрена возможность отключения и слива воды из отдельных ветвей системы. На стояках лестничных клеток установка арматуры обязательна, независимо от числа этажей. Для регулирования гидравлических режимов системы отопления на обратных трубопроводов стояков (ветвей) возможна установка балансировочных вентилей.

Удаление воздуха в системах отопления предусматривают - в системах с нижней разводкой посредством воздушных кранов (кранов Маевского), устанавливаемых у приборов последнего этажа. В секционных радиаторах - в радиаторных пробках, в других приборах - в специальных патрубках. В системах с верхней разводкой - при помощи воздухосборников и воздухоотводчиков, устанавливаемых в верхних точках системы отопления.

При размещении разводящих магистралей необходимо предусматривать свободный доступ к ним для осмотра, ремонта и замены, а так же минимальный уклон 0,002 (рекомендуемый 0,003) в сторону к тепловому узлу системы. Допускается не предусматривать уклон при скорости движения воды более 0,25 м/с.

Для удобства обслуживания в системах с верхней разводкой размещение подающих магистралей предусматривают на чердаке или техническом этаже на расстоянии 1÷1,5 м от наружной стены. Магистрали, расположенные в подвале, техническом этаже на расстоянии 0,5 м от уровня перекрытия.

Разводящие магистрали, проложенные в холодных подвалах, подпольях, не отапливаемых технических этажах, чердаках и каналах, изолируются. В подпольных каналах вдоль стен тепловая изоляция не предусматривается. При этом не допускается прокладка разводящих магистралей в проветриваемых подпольях и холодных чердаках при расчетной температуре минус 40 и ниже.

Толщина слоя теплоизоляции определяется расчётом, исходя из термического сопротивления теплопередаче материала, не менее 0,86 (м²·°С)/Вт для труб Ду £ 25мм и 1,22 (м²·°С)/Вт для труб Ду ³ 25мм, что обеспечивает КПД не менее 0,75. Тепловая изоляция может быть обёрточная, сборная и литая, снаружи покрывается защитным слоем.

Предусматривается компенсация теплового удлинения труб.

Полимерные трубы, применяемые в системах отопления должны иметь кислородопроницаемость не более 0,1 г/(м³·сут). Прокладка полимерных труб должна предусматриваться скрытой: в полу; плинтусах; за экранами; в штробах, шахтах и каналах. Допускается открытая прокладка в местах, где исключается их механическое, термическое повреждение и прямое ультрафиолетовое излучение на трубы.

После принятия решений по конструкции системы отопления приступают к нанесению на поэтажные планы её элементов и вычерчиванию аксонометрической схемы. При этом руководствуются следующими правилами. Планы и схемы систем выполняются в масштабе 1:100 или 1:200. Трубопроводы, расположенные друг над другом, на планах систем условно изображают параллельными линиями. Элементы систем отопления и теплоснабжения на планах систем указывают условными графическими обозначениями (см. Приложение 2) и им присваивают обозначения, состоящие из марки и порядкового номера элемента в пределах марки (например, для стояков Ст1, Ст2; ГСт - главный стояк).

Обозначение диаметра трубопровода наносят на полке линии-выноски. В том случае, когда на полке линии-выноски наносят буквенно-цифровое обозначение трубопровода, диаметр трубопровода указывают под полкой линии-выноски. Для трубопроводов из стальных водогазопроводных труб указывают диаметр условного прохода, для трубопроводов из стальных электросварочных и других труб - наружный диаметр и толщину стенки.

На планах систем указывают:

- координатные оси здания и расстояния между ними;

- строительные конструкции и технологическое оборудование, влияющие на прокладку трубопроводов;

- отметки чистых полов этажей и основных площадок;

- размерные привязки установок систем, основных трубопроводов к строительным осям или элементам конструкций;

- диаметры трубопроводов;

- количество секций радиаторов, количество и длину ребристых труб, количество труб в регистре и длину регистра из гладких труб, а также аналогичные сведения по другим нагревательным приборам;

- обозначения стояков систем отопления.

На схемах систем отопления указывают:

- трубопроводы и их диаметры;

- отметки уровня осей трубопроводов;

- уклоны трубопроводов;

- размеры горизонтальных участков трубопроводов (при наличии разрывов);

- запорно-регулирующую арматуру;

- стояки систем отопления и их обозначения;

- нагревательные приборы;

- контрольно-измерительные приборы и другие элементы систем.

При большой протяженности и сложном расположении трубопроводов на схемах допускается изображать их с разрывом в виде пунктирной линии. Места разрывов трубопроводов обозначают строчными буквами русского алфавита.

Спецификацию систем указывают по форме, приведенной в Приложении 3. Примеры оформления планов и схем систем отопления показаны на рис. 4.1 - 4.4.

Пример размещения запорной арматуры представлен на рис. 4.5.

После конструирования системы отопления приступают к её гидравлическому расчету.

Рис. 4.1. План подвала на отметке -2.200

Рис. 4.2. План первого (типового) этажа на отметке 0.000

Рис. 4.3. План чердака на отметке 9.500

Рис. 4.4. Аксонометрическая схема системы отопления

Рис. 4.5. Присоединение запорной арматуры на вертикальном однотрубном стояке с нижней разводкой