Организация теплоснабжения приточных вентиляционных систем. Теплоснабжение, отопление, вентиляция, кондиционирование и холодоснабжение. Воздухоспускные клапана и краны для слива системы

9. Теплоснабжение, отопление, вентиляция , кондиционирование и холодоснабжение

9.1. Теплоснабжение систем отопления, горячего водоснабжения , вентиляции и кондиционирования (далее – систем внутреннего теплоснабжения) следует преимущественно осуществлять от тепловых сетей систем централизованного теплоснабжения города. По заданию на проектирование и согласование с Межведомственной комиссией о тепло-, электро-, газо - и водоснабжению объектов Москвы при Правительстве Москвы могут быть приняты децентрализованные источники теплоснабжения, в том числе - крышные котельные.

Выбор источника теплоснабжения следует принимать на основании технико-экономического сравнения вариантов.

9.2 Потребители теплоты высотного здания по надежности теплоснабжения делятся, на две категории:

Первая категория – системы отопления, не допускающие перерывов в подаче расчетного количества теплоты и снижения температуры воздуха в помещениях ниже минимальной из допустимых температур по ГОСТ 30494 (СанПиН 2.1.2.1002) и ГОСТ 12.1.005 (СанПиН 2.2.4.548);

По согласованию с органами Госсанэпиднадзора России допускается предусматривать вторую категорию надежности теплоснабжения для систем отопления. При авариях (отказах) на источнике теплоты в течение всего ремонтно-восстановительного периода подачу необходимого количества теплоты следует обеспечивать согласно СНиП 41-02.

9.3. Срок службы оборудования, отопительных приборов и трубопроводов систем внутреннего теплоснабжения должен быть не менее 25 лет.

9.4. Способ резервирования подачи тепла следует проектировать согласно СНиП 41-02 на основании технико-экономического сравнения вариантов.

9.5 Присоединение систем внутреннего теплоснабжения к сетям источника теплоснабжения следует предусматривать через индивидуальные тепловые пункты (ИТП), предусматривая автоматическое регулирование работы оборудования, обеспечивая учет расхода теплоты и автоматическое регулирование температуры теплоносителя для внутренних систем теплоснабжения здания по температурному графику в зависимости от изменения температуры наружного воздуха, с учетом высоты здания и назначения обслуживаемых помещениях, а также передачу информации по параметрам теплоносителей на диспетчерский пункт.

В здании следует предусматривать узел коммерческого учета расхода тепла поступающего от централизованного или децентрализованного источника, а по заданию на проектирование – счетчики расхода тепла, устанавливаемые у разных потребителей, арендаторов в каждой квартире.

Автоматизация ИТП и тепловых пунктов должна обеспечивать надежную работу всех систем теплоснабжения здания без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Дистанционный контроль за работой оборудования и параметрами теплоносителей, аварийно-предупредительная сигнализация, дистанционное управление , телемеханизация ИТП и тепловых пунктов должны осуществляться из диспетчерского пункта здания. Приборы коммерческого учета тепла, установленные в каждой квартире и в арендуемых помещениях, должны иметь устройства для удаленного считывания показаний. Помещения ИТП, размещение оборудования, арматуры и трубопроводов должны отвечать требованиям СНиП 41-02, а также обеспечивать возможность монтажа и демонтажа оборудования при эксплуатации.

9.6. Системы внутреннего теплоснабжения здания следует присоединять к двухтрубным тепловым сетям по независимой схеме.

При централизованном источнике тепла системы теплоснабжения установок вентиляции, кондиционирования и тепло-воздушных завес, установленных в подземной и стилобатной частях здания, по заданию на проектирование допускается присоединять по зависимой схеме. При проектировании систем внутреннего теплоснабжения следует предусматривать комплексную систему защиты, предотвращающую возникновение гидравлических ударов и недопустимых давлений в оборудовании и системах.

9.7. В системах внутреннего теплоснабжения высотных зданий в качестве теплоносителя следует принимать воду. Расчетную температуру теплоносителя следует принимать с учетом функционального назначения обслуживаемых помещений согласно СНиП 41-01.

9.8. Теплообменники, насосы и другое оборудование, арматуру и трубопроводы следует выбирать с учетом гидростатического и рабочего давления.

9.9. Давление и температура воды во всасывающих патрубках насосов не должны быть ниже давления кавитации и выше допускаемых по условиям прочности конструкций насосов.

Напор сетевых, подпиточных, подкачивающих и смесительных насосов следует определять согласно СНиП 41-02.

Количество насосов следует определять с учетом их совместной работы на сеть систем теплоснабжения, но не менее двух (один рабочий и один резервный).

9.10. Трубы, арматуру и изделия из стали для систем внутреннего теплоснабжения следует проектировать согласно СНиП 41-02. Материалы тепловой изоляции должны отвечать требованиям СНиП 41-03, норм пожарный безопасности и выбираться с учетом конкретных условий и способов прокладки.

9.11. Тепловую изоляцию транзитных и магистральных трубопроводов следует проектировать, обеспечивая понижение температуры теплоносителя на 10 м изолированных подающих трубопроводов не более:

0,2 оС - для трубопроводов диаметром 50 мм и менее;

0,1 оС – для трубопроводов большего диаметра.

9.12. На трубопроводах систем внутреннего теплоснабжения следует предусматривать компенсацию тепловых удлинений. Использование сальниковых компенсаторов не допускается.

9.13. В высотных зданиях следует предусматривать технические решения, обеспечивающие нормируемые уровни шума и вибрации от работы оборудования и систем.

9.14. Системы внутреннего теплоснабжения высотных зданий необходимо зонировать (делить) на зоны по высоте зданий. Высоту зоны следует определять величиной гидростатического давления в нижних элементах систем теплоснабжения с учетом размещения оборудования по высоте здания на технических этажах или в специальных помещениях.

9.15. Подача греющей воды в зональные теплообменники каждой зоны может осуществляться по каскадной или параллельной схеме через теплообменники с автоматическим регулированием температуры теплоносителя по графику. Для каждого потребителя тепла необходимо предусматривать, как правило, свой контур приготовления и распределения тепла с температурой теплоносителя, регулируемой по своему температурному графику.

9.16. При расчете графика температуры воды в каждом контуре приготовления воды систем внутреннего теплоснабжения начало и конец отопительного периода следует принимать при среднесуточной температуре наружного воздуха 8 оС и усредненной расчетной температуре воздуха в отапливаемых помещениях.

9.17. Давление в любой точке систем теплоснабжения каждой зоны при гидродинамическом режиме должно обеспечивать заполнение системы водой, предотвращать вскипание воды и не превышать допустимого по прочности конструкций оборудования (теплообменников, баков, насосов и др.), арматуры и трубопроводов. Эти условия принимают при разработке графиков температур и давлений как при расчетных расходах и расчетной температуре воды, так и при возможных отклонениях от расчетных в системах.

Гидростатическое давление системы теплоснабжения каждой зоны не должно превышать допустимого давления для оборудования этой системы. Рабочее давление в указанных системах следует принимать не менее чем на 10 % ниже допустимого рабочего давления для всех элементов систем.

9.18. В каждом контуре приготовления воды рекомендуется устанавливать не менее двух параллельно включенных теплообменников с поверхностью нагрева каждого:

На 100 % требуемого расхода тепла для систем отопления;

На 75 % требуемого расхода тепла для систем вентиляции и горячего водоснабжения.

9.19. Оборудование для приготовления воды систем внутреннего теплоснабжения каждой зоны следует устанавливать в отдельных помещениях на технических этажах. В этих помещениях допускается размещать оборудование вентиляционных систем , повысительные насосные установки, баки хозяйственно-питьевого и пожарного водопровода .

9.20. Системы отопления высотного здания следует проектировать отдельными:

Как правило, для разных пожарных отсеков;

Для разных конструктивных зон с учетом ограничения допустимого гидравлического давления в системах отопления по высоте здания, из условия ограничения (не более допустимого рабочего давления) гидростатического давления на элементы системы, условий прокладки трубопроводов, протяженности и схемных решений систем, условий тепловой и гидравлической устойчивости, а также с учетом принятых параметров теплоносителя;

Для разных функциональных зон с учетом различия расчетных температур воздуха в помещениях, разных режимов эксплуатации и параметров теплоносителя.

9.21. Параметры теплоносителя в системах отопления следует определять с учетом параметров воды, нагреваемой в зональных теплообменниках контура приготовления воды соответствующей зоны по высоте здания. Параметры теплоносителя следует принимать с температурой не более 90 оС в системах с трубопроводами из стальных или медных труб и не более 80 оС – из полимерных и металлополимерных труб, разрешенных к применению в строительстве.

9.22. В высотных зданиях могут использоваться системы отопления: водяные, как правило, двухтрубные вертикальные с горизонтальной разводкой по этажам; воздушные, совмещенные с системой механической вентиляции или с отопительно-рециркуляционными агрегатами в пределах одного помещения.

Напольное водяное или электрическое отопление допускается проектировать по заданию на проектирование для обогрева ванных комнат, раздевалок, помещений бассейнов и др.

9.23. Расчетные параметры наружного воздуха для систем отопления, вентиляции, кондиционирования, тепло и холодоснабжения следует принимать по параметрам Б СНиП 41-01 и СНиП 23-01.

По заданию на проектирование допускается принимать более низкие параметры наружного воздуха в холодный период года и более высокие параметры наружного воздуха в теплый период года. Расчеты потерь тепла наружными ограждающими конструкциями, воздушного режима высотных зданий, забора наружного воздуха и др., следует выполнять с учетом изменения скорости и температуры наружного воздуха по высоте высотных зданий по приложению П.7.1.

9.24. При проектировании систем кондиционирования для высотной части параметры наружного воздуха следует принимать с учетом следующих факторов:

Изменения температуры воздуха на 1 оС через каждые 150 м по высоте;

Повышение скорости ветра в холодный период года;

Появления мощных конвективных потоков на фасадах здания, облучаемых солнцем;

Необходимости более высокой обеспеченности.

9.25. Расчетные параметры внутреннего воздуха (температура воздуха, скорость движения воздуха, относительная влажность воздуха) основных помещений жилых, гостиничных и общественных высотных зданий рекомендуется принимать в пределах оптимальных норм по ГОСТ 30494 (СанПиН 2.1.2.1002). По заданию на проектирование допускается принимать температуру внутреннего воздуха в холодный период на 1-2 оС выше максимальных, а в теплый период на 1-2 оС ниже минимальных оптимальных значений, указанных в таблице приложения П.7.2.

9.26. Расход наружного воздуха в помещениях жилых, гостиничных и общественных зданий следует рассчитывать для обеспечения в обслуживаемых помещениях необходимой чистоты (качества) воздуха. Расход наружного воздуха в помещениях следует определять согласно СНиП 41-01, но не менее нормы расхода наружного воздуха по приложению П.7.3.

9.27. В холодный период года в жилых, общественных, административно-бытовых и производственных помещениях, когда они не используются и в не рабочее время , допускается снижение температуры воздуха ниже нормируемой, но не ниже:

15 оС - в жилых помещениях;

12 оС - в общественных и административно-бытовых помещениях;

5 оС - в производственных помещениях.

Параметры микроклимата помещений в жилых, гостиничных и общественных высотных зданиях приведены в приложении П.7.2.

9.28. Системы вентиляции и кондиционирования следует проектировать отдельными для каждого пожарного отсека с раздельными воздухозаборными и выбросными устройствами. Системы вентиляции и кондиционирования в пределах одного пожарного отсека следует проектировать согласно действующим нормативным документам.

9.29.Системы вентиляции и кондиционирования следует проектировать:

Децентрализованные поэтажные, при этом оборудование располагается на обслуживаемом этаже;

Централизованные, обслуживающее несколько этажей вверх и (или) вниз от технического этажа, на котором размещается вентиляционное оборудование;

Комбинированные, когда часть вентиляционного оборудования устанавливается на технических этажах, а часть оборудования размещается на обслуживаемых этажах.

9.30. Системы вентиляции и кондиционирования, предназначенные для круглосуточного или круглогодичного обеспечения требуемых параметров воздуха помещений, следует предусматривать не менее, чем с двумя установками. При выходе из строя одной из установок необходимо обеспечивать не менее 50% требуемого воздухообмена и заданную температуру (но не менее 120С) в холодный период года.

9.31. Системы приточно-вытяжной механической вентиляции рекомендуется (при технико-экономическом обосновании) оборудовать установками для утилизации тепла вытяжного воздуха. В системах вентиляции с утилизацией тепла вытяжного воздуха в пределах одной квартиры могут применяться регенеративные или рекуперативные утилизаторы; для систем с центральной утилизацией тепла, в том числе с промежуточным теплоносителем.

9.32. Приточные и вытяжные системы вентиляции в высотных зданиях следует проектировать с искусственным побуждением.

Для жилых зданий допускается предусматривать:

Системы вытяжной вентиляции с механическим побуждением и приточной вентиляции с естественным побуждение со специальными открываемыми конструкциями для притока воздуха, защищенными от повышенного ветрового давления;

Системы вытяжной вентиляции с естественным побуждением для холодного периода года и установкой вентиляторов в этих системах для теплого периода года и приточной вентиляции с механическим побуждением.

9.33. Приточный воздух следует подавать непосредственно в помещения с пребыванием людей. На приточных и вытяжных устройствах в помещениях следует устанавливать ограничители расхода воздуха.

9.34. Вентиляторы для систем вентиляции и кондиционирования предпочтительно применять с частотными регуляторами для плавного изменения производительности.

9.35. Расход приточного воздуха в системах вентиляции и кондиционирования следует определять в соответствии с СНиП 41-01 и другими справочными материалами.

9.36. Для систем кондиционирования с местными доводчиками-охладителями расход приточного воздуха следует проверять на ассимиляцию расчетных теплоизбытков в помещении в холодный период года при работающей системе отопления, рассчитанной на температуру внутреннего воздуха 12 – 15 оС.

9.37. Места забора наружного воздуха и выброса отработанного в атмосферу в высотной части здания допускается размещать в одном уровне технического или обслуживаемого этажа на одном фасаде на расстоянии не менее 6 м друг от друга по горизонтали. При этом выбросы из санузлов, курительных, кухонь и т. п. помещений следует оборудовать сменными адсорбционными фильтрами. Выбросы воздуха в высотной части следует осуществлять под углом 45 о вниз со скоростью в живом сечении решетки не менее 6 м/с, направляя их от конвективных потоков, возникающих у облучаемых солнцем наружных стен. Для обеспечения большей безопасности эксплуатации высотных зданий рекомендуется места забора и выброса воздуха размещать на высоте не ниже 10 м от земли. Забор и выбросы воздуха в нижней части здания должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП 41-01.

Выбросы от систем дымоудаления следует выполнять со скоростью не менее 15-20 м/с, исключая попадание дыма в воздухозаборы приточных систем противодымной защиты.

9.38. При подборе вентиляторов следует отдавать предпочтение моделям, имеющим более высокие энергетические характеристики, меньшую частоту вращения и низкий уровень аэродинамического шума.

9.39. Для очистки приточного воздуха следует применять двухступенчатые фильтры кассетного и карманного типа легкосъемной конструкции. Вторая ступень должна быть не ниже класса F6. Все фильтры должны быть оборудованы указателями перепада давления.

9.40. Для увлажнения приточного воздуха следует применять форсуночные камеры или высокоэффективные орошаемые насадки. Допускается применение ультразвуковых и паровых увлажнителей при технико-экономическом обосновании. Для подпитки испаряющейся воды необходимо предусматривать установки водоподготовки в соответствии с требованиями к качеству воды изготовителей оборудования.

9.41. При проектировании, а также монтаже, наладке и эксплуатации систем холодоснабжения (СХС) следует руководствоваться нормативными документами:

СНиП 41-01 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»;

Правила устройства и безопасной эксплуатации фреоновых холодильных установок;

Акты выборочных проверок материалов и оборудования, экспертиз;

Регламент технического обслуживания и эксплуатации систем.

9.62. Надежность функционирования и долговечность систем достигается применением резервирования систем и оборудования.

Основное оборудование систем вентиляции и кондиционирования должно, как правило, иметь «холодный» или «горячий» резерв. Вид резерва определяется режимом эксплуатации, временем наработки на отказ, временем и трудоемкостью замены оборудования в аварийных ситуациях. Рекомендуется использовать оборудование с максимальным сроком наработки на отказ и долговечностью не менее 10-12 лет, материалы не менее 25 лет.

9.63. Для защиты от электрохимической коррозии и блуждающих токов устройства крепления металлических элементов системы отопления и узлы прохождения через строительные конструкции должны быть электроизолированы. Магистральные трубопроводы, стояки должны иметь заземление. Не допускается сочетание материалов, образующих электрохимическую пару.

9.64. После сдачи системы в эксплуатацию на систему оформляется гарантийный сертификат, включающий гарантии на оборудование, материалы и качество монтажных работ на срок не менее 3 лет.

9.65. Безопасная эксплуатация оборудования должна обеспечиваться:

Его размещением, соблюдением необходимых проходов для его обслуживания;

Вес и габариты оборудования должны позволять осуществлять его демонтаж и замену с использованием существующих в здании проемов и лифтов.

Установки приточной системы вентиляции согласно основным требованиям нормативных документов должны подавать свежий наружный воздух, предварительно нагретый до определенной температуры. Температура приточного воздуха должна соответствовать типу вентилируемого помещения в случае общеобменной вентиляции или технологическому процессу в случае какого-либо производственного цикла.

Кроме того, температура воздуха должна быть постоянной вне зависимости от температуры наружного воздуха и корректировки температурного графика теплоносителя. То есть, при похолодании и снижении температуры на улице тепловые сети, как правило, повышают температуру теплоносителя, а температура воздуха на выходе из приточной установки должна оставаться на заданном уровне.

Следовательно, тепловая нагрузка в течение отопительного периода не является постоянной величиной, а теплоноситель следует регулировать. В противном случае будет перерасход тепловой энергии, повышение температуры и избыточный перегрев помещений, что неблагоприятным образом может сказаться на самочувствии людей или технологическом процессе.

Нагрев воздуха происходит в калориферах приточной установки, количество которых может отличаться в зависимости от принятой схемы теплоснабжения. Наиболее распространен вариант установок с одним калорифером, но их может быть и два и больше.

Калориферы предназначены для нагрева воздуха в приточной и приточно-вытяжной системе вентиляции.

Для некоторых учреждений, где нагрев воздуха необходим и в переходное время года, предусматривают два раздельных контура системы теплоснабжения. Один калорифер работает весной и осенью, второй контур в зимнее время. В случае экстремальных морозов, когда главный калорифер не будет справляться с нагрузкой, второй может догревать воздух до заданно температуры.

Приточная установка системы вентиляции.

Также одним из главных достоинств такой схемы является практически 100% резервирование поверхности теплоотдачи. В случае возникновения аварийных ситуаций, когда один калорифер вышел из строя или разморозился, второй нагреватель будет подключен в работу и справится полностью с основной функцией. Поэтому при расчете установки желательно предусматривать два одинаковых калорифера, с поверхностью соответствующей максимальной мощности из двух режимов работы.

При расчете приточной установки можно столкнуться с ситуацией, когда подобранный калорифер в максимальном режиме выдаст тепловую мощность во много раз превышающую требуемую. Это связано с ограниченным числом типоразмеров калориферов у производителя. Поэтому для того чтобы иметь постоянную температуру приточного воздуха необходима установка регулирующих узлов системы теплоснабжения на каждом контуре теплоснабжения и на каждой установке. Управление этими узлами будет происходить от системы автоматики всех вентиляционных систем комплекса.

Схема №1

Система теплоснабжения приточной вентиляции может работать в нескольких принципиально отличающихся режимах регулирования:

• Если во время работы систем вентиляции происходит плавное или ступенчатое изменение температуры воды при неизменном расходе, то принято говорить, что на данном узле используется качественное регулирование. Применяется на котельных или в индивидуальных тепловых пунктах, то есть изменение параметров теплоносителя будет происходить непосредственно во всей системе теплоснабжения. Температура горячей воды корректируется по специальному графику теплоснабжающей организации в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.
• Если изменение тепловой нагрузки происходит при изменении количества поступающего в установку теплоносителя, то есть при постоянной температуре плавно изменяется расход горячей воды. Здесь мы имеем дело с количественным регулированием.
• При качественно-количественном способ регулирования происходят и корректировки температуры в системе теплоснабжения (либо от источника тепла) и изменение расхода теплоносителя зонально на каждой установке в своем режиме. Достаточно сложный способ регулирования, но получивший наибольшее распространение в системах теплоснабжения вентиляции. Его можно реализовать только при установке системы автоматизации.

Схема №2

Существует как минимум несколько основных схем обвязки калориферов, которые имеют принципиальные отличия с точки зрения выбранной схемы регулирования и источника подачи тепла. Не существует однозначного ответа, какая из ниже описанных схем является правильной, все зависит от большого количества факторов (источник теплоснабжения и его возможности и требования по теплоносителю, уже установленное сетевое оборудование, величина свободного перепада давления на вводе в здание и т.д.).

Если система теплоснабжения приточной вентиляции работает на перепаде тепловой сети и подключена напрямую без промежуточных теплообменников, то в качестве управляющего органа устанавливают двухходовой линейный регулирующий клапан (схема №3), который гасит на себе избыточный перепад в точке подключения и выполняет главную функцию ограничения протока воды через калорифер. Но для того, чтобы защита от замерзания калорифера была обеспечена, на внутреннем контуре воздухонагревателя устанавливается циркуляционный насос, который обеспечивает постоянный расход на установке через дополнительную перемычку. Это классический способ количественного регулирования зонально на каждой приточной установке.

Схема №3

Не менее распространенными являются схемы теплоснабжения калориферов с установленными трехходовыми клапанами . Эти схемы могут работать в различных режимах регулирования в зависимости от положения клапана и места врезки перемычки.

Схема №4

Трехходовые клапана могут работать в режиме разделения потоков воды или в качестве смесительного органа (схема № 4). Если клапан установлен таким образом, что в зависимости от потребности установки в нагреве порт А (со стороны теплосети) открывается или закрывается, а циркуляция теплоносителя происходит через байпас клана (порты В и АВ), то имеет место самая распространенная схема количественного регулирования. Ее применение, как правило, ограничено предельным перепадом давления в центральной системе теплоснабжения, поэтому наиболее часто применяется в автономных системах теплоснабжения. Но при проектировании такой схемы необходимо учесть, что расход в системе теплоснабжения или на источнике тепла является не постоянным, поэтому сетевое насосное оборудование должно быть оснащено частотными преобразователями.

Схема № 5

Если необходимо обеспечить постоянный расход со стороны источника тепла, то в предыдущую схему следует добавить перед клапаном перемычку с установленными обратным клапаном и балансировочным вентилем (схема №5).

Если в схеме поменять перемычку и клапан местами, а циркуляцию воды во внутреннем контуре осуществлять через перемычку, то напор циркуляционного насоса в этом случае будет меньше на величину гидравлического сопротивления клапана. Расход теплоносителя со стороны теплосети останется постоянным, а клапан будет работать на свободном перепаде давления (схема №6).

Схема № 6

Источник тепла определяет выбор схемы узла регулирования

На стадии проектирования систем вентиляции и систем теплоснабжения приточных установок выбор схем и типа узлов обвязки калориферов непосредственным образом зависит от самого источника тепла.

Так, например, индивидуальные котельные, как правило, не требовательны к температуре возвращаемого теплоносителя, но перепад в теплосети должен быть постоянным. То есть регулирующий клапан не должен быть перекрыт со стороны теплосети либо должна быть предусмотрена перемычка для протока воды через нее в обратку, когда прямой порт клапана закрывается. К таким схемам, в основном, относится узел обвязки калориферов, выполненный во 2-м варианте (схема №4). Таким образом, водогрейные котлы будут работать на постоянном расходе и не будут перегреваться при нехватке теплоносителя.

Узел обвязки калорифера с трехходовым клапаном без перемычек может использоваться при центральном теплоснабжении с независимым подключением через пластинчатый теплообменник. Это обусловлено низкими предельными параметрами теплоносителя: максимальной температурой (у латунных регулирующих клапанов это порядка 110°С, а чугунных 90-95°С) и рабочим давлением, как правило, не превышающим 10 атм. В центральных теплосетях возможны пиковые температуры порядка 150°С и скачки давления до 16 атм. Так как при работе трехходового клапана происходит закрытие прямого порта, то в сети теплоснабжения будет переменный расход. Основным требованием является установка на сетевой насос преобразователя частоты, который и будет подстраивать работу системы под изменяющиеся параметры. Также эта схема применима и для работы с котельными установками при выполнении всех выше сказанных требований.

Схема подключения калориферов №3 является наиболее универсальной, обладающей практически одними плюсами управления и регулирования, но имеющая более высокую стоимость. Главным распространением проектирования схемы с двухходовым седельным клапаном получило применение при зависимом подключении к теплосетям. Во время работы схемы в целом происходит так называемый «контроль обратки», когда автоматика отслеживает и контролирует при помощи клапана максимально разрешенную температуру теплоносителя возвращаемого в тепловую сеть. Со стороны центральной тепловой сети, как правило, существует достаточно большой избыточный перепад, который позволяет подбирать диаметр клапана по расчетному коэффициенту пропускной способности Kv. Диаметр клапана может быть значительно меньше диаметра системы, а, следовательно, инерционность срабатывания и реагирования системы теплоснабжения будет гораздо выше, чем в схемах с трехходовыми клапанами.

Основное оборудование узлов теплоснабжения. Подбор и расчет

В составе узлов теплоснабжения приточных установок, выполненных по различным схемам, как правило, входит идентичное оборудование. Отличаются такие узлы лишь местом установки, насыщенностью арматуры и способом подбора.

При подборе оборудования для узлов теплоснабжения существует несколько общих правил и рекомендаций:

• При выборе того или иного типа арматуры следует предельно внимательно проверять технические характеристики как максимальное рабочее давление, так и предельную температуру.
• Крайне не рекомендуется приобретать готовые смесительные узлы, которые подобраны исходя из усредненных условий без учета важных параметров как свободный перепад давления в системе, вид теплоносителя, расход, тип источника тепла, необходимость частотного регулирования и так далее.
• Диаметр запорной арматуры, а также обратных клапанов и грязевиков должен быть не меньше диаметра трубопроводов.
• Диаметр трубопроводов системы теплоснабжения определяется в результате гидравлического расчета исходя из расчетного (требуемого) расхода теплоносителя, типа теплоносителя (вода или низкозамерзающие жидкости) и материала трубопроводов. Диаметр узлов теплоснабжения ни в коем случае не должен подбираться исходя из присоединительных портов калорифера. Он подбирается ТОЛЬКО РАСЧЕТОМ!

Необходима для перекрывания протока воды в случаях аварийных остановок системы теплоснабжения, например, для устранения течи, для проведения сервисных или ревизионных работ и т.д. В качестве запорной арматуры применяют как стальные или латунные шаровые краны (желательно полнопроходного сечения) либо фланцевая арматура.

Для узлов теплоснабжения с диаметром трубопроводов до 40мм включительно принято устанавливать резьбовую запорную арматуру, а свыше 50 мм фланцевую.

Для облегчения монтажа или демонтажа узлов резьбовую арматуру следует предусматривать с накидными гайками, иначе называемыми «американками или сгонами».

Обратные клапаны

Обратные клапаны используются в узлах регулирования для предотвращения перетока воды обратно в систему теплоснабжения в случае открытия или закрытия регулирующих клапанов. Или это возможно когда система теплоснабжения не отбалансирована, в системе смонтировано большое количество установок и при изменении расходов теплоносителя может произойти передавливание друг друга. Поэтому обратные клапана устанавливаются на обратном трубопроводе и на перемычке узла теплоснабжения.

Регулирующие клапаны и приводы

Двухходовой клапан.

Двухходовой или трехходовой регулирующий клапан является основным исполнительным механизмом, который путем изменения расхода или путем смешения теплоносителей позволяет регулировать мощность калорифера приточной установки в зависимости от потребности установки в нагреве. Еще одной важной функцией работы клапана является предотвращение «замерзания» теплоносителя при работе установок в зимнее время. Когда автоматика получает сигнал о критических температурах теплоносителя и воздуха после калорифера привод максимально открывает регулирующий клапан на проток.

Подбор клапана производится на основании определения коэффициента пропускной способности Kv, который означает какой расход теплоносителя пройдет через клапан в открытом состоянии при потерях на нем в 10 метров водяного столба.

,

Где G - расчетный расход воды, м3/ч; ∆p - фактический перепад давления на клапане, бар Ƥ - плотность теплоносителя.

Типоразмер регулирующего клапана нельзя подбирать по диаметру трубопровода или портов калорифера. Чем меньше Kv или диаметр клапана, тем скорость реагирования на изменение параметров воздуха или теплосети будет выше, то есть система будет не инерционная.

В системах теплоснабжения приточных установок используются, как правило, двух и трехходовые клапана. Двухходовые клапана работают только в системах с изменением расхода теплоносителя, а трехходовые либо как смесительные, либо работающие на разделение тепловых потоков.

Измерительная арматура

Манометры и термометры являются необходимыми инструментами для визуального контроля работоспособности системы теплоснабжения. Термометры обычно устанавливаются на подающем и обратном трубопроводе непосредственно у калорифера. Манометры монтируются на насосной группе для контроля работы насоса и визуального определения создаваемого перепада. Манометры также ставят до и после грязевика – для определения степени его засоренности, и на подающем и обратном трубопроводе тепловой сети перед узлом обвязки – для контроля свободного перепада, необходимого для полноценной работы регулирующего клапана.

Воздухоспускные клапана и краны для слива системы

Автоматический воздухоспускной клапан

Для спуска воздуха после заполнения системы и в процессе эксплуатации в узлах обвязки рекомендуется устанавливать автоматические воздухоспускные краны. Их удобно монтировать на специальных портах, врезанных в калачи калорифера в верхней части корпуса либо в наивысшей точке трубопроводов узла регулирования.

Краны для опорожнения калориферов и слива участка системы теплоснабжения следует монтировать в самой низкой точке узла регулирования, либо в нижней части калорифера.

Балансировочные клапана

Если в системе теплоснабжения предусмотрено несколько приточных установок, работающих в своем независимом режиме, то тепловые потоки в трубопроводах будут не постоянны и могут значительно отличатся друг от друга. Чтобы не произошло передавливания друг друга со стороны теплоносителя, предусматривают балансировочные клапана. Их главной и основной функцией является дросселирование избыточного давления и уравнивание распределения расходов воды между калориферами в соответствии с потребностями. Установленные на обратных трубопроводах балансировочные клапана производят гидравлическую увязку калориферов между собой.

Подбор клапанов производится по аналогии с подбором регулирующих клапанов с учетом коэффициента Kv. Исходными данными для определения типоразмера клапана является избыточный перепад давления, который должен погасить балансировочный клапан, и расчетный расход на участке сети.

Циркуляционный насос внутреннего контура узла обвязки предназначен для обеспечения постоянной циркуляции воды в калорифере. Это позволит минимизировать риск возникновения угрозы «размораживания» калорифера при низких уличных температурах воздуха. Но главным предназначением насосов является преодоление гидравлических сопротивлений на регулируемом участке, то есть на всех функциональных элементах смесительного узла, разгруженных от давления теплосети.

Под регулируемым участком, как правило, подразумевают калорифер, трубопроводы, запорную и балансировочную арматуру, обратные клапана и грязевик. Регулирующий клапан может входить в состав регулируемого участка в зависимости от принятой схемы обвязки калорифера. Если регулирующий клапан установлен в узле обвязки таким образом, что циркуляция теплоносителя во внутреннем контуре происходит через перемычку самого клапана при закрытом прямом порту, то клапан входит в состав циркуляционного контура. В таких случаях напор насоса определяется как сумма гидравлических сопротивлений всех элементов регулируемого участка. Следует помнить, что в случае, когда теплоноситель в системе теплоснабжения является не вода, гидравлическое сопротивление всех элементов регулируемого участка и расчетный расход следует корректировать в зависимости от вязкости и плотности теплоносителя. Гидравлические потери на грязевиках следует учитывать с запасом на 50% засорение.

Если регулирующий клапан работает на перепаде тепловой сети (схема №3), то в расчет напора насоса потери давления на клапане не учитываются.

При расчете сопротивления трубопроводов на трение обязательно следует учитывать все потери давления на ответвлениях, углах и поворотах. Также обязательно учитывать шероховатость стенок трубопроводов в соответствии с выбранным материалом.

Все потери давления на элементах узла обвязки следует определять только при рабочем расходе теплоносителя, а не в соответствии с максимальным расходом калорифера, который он способен пропустить.

Подбор циркуляционных насосов производится по техническим каталогам производителей в соответствии с рабочими точками (расчетный расход воды и требуемый напор). Наиболее распространенным типом насосов в узлах являются трехскоростные насосы с мокрым ротором. В случае, когда требуется плавное изменение расхода в контуре приточной вентиляции, применяются насосы с встроенным частотным преобразователем.

Грязевики являются фильтрами механической очистки теплоносителя, как правило, с размером сетки порядка 500 микрон. В старых системах теплоснабжения отопительная вода содержит много взвешенных частиц, песок или окалину. Все эти загрязнения могут вывести из строя регулирующие клапана и циркуляционные насосы. Поэтому установка грязевиков непосредственно перед оборудованием является обязательным условием сохранения работоспособности и гарантии.

Защита калориферов от разморозки. Теплоносители в системах вентиляции

Количество и назначение калориферов в установках приточной вентиляции может быть различным в зависимости от состава установки и назначения ее работы. Калориферы могут быть первого нагрева, второго нагрева, с предварительным нагревом перед пластинчатыми рекуператорами, раздельными для работы в разное время года или использоваться для согрева на отдельных ответвлениях воздуховодов, если температурный режим обслуживаемых помещений различен.

Поэтому принято говорить, что калориферы преднагрева или 1-й ступени нагрева всегда работают на «остром» воздухе. То есть в нагреватели поступает воздух с очень низкой температурой. В условиях континентального климата опасность разморозки калориферов очень велика в момент запуска установок зимой или при новом строительстве, когда часты перебои и в электроснабжении так и перебои с подачей горячей воды.

Причин замерзания воды в калориферах в зимнее время может быть огромное количество: от случайного закрытия задвижки на вводе до сбоя в системе электроснабжения и автоматики. Также наиболее часто встречающейся причиной разморозки является неверный выбор схемы, малый перепад давления системе теплоснабжения, неверный подбор регулирующего клапана и привод с большим временем срабатывания.

Также следует знать, что идеальным выбором для управления регулирующими клапанами является привод с аналоговым управлением по сигналу 0-10V. Не менее редкой причиной размораживания системы является несогласованная работа систем приточной и вытяжной вентиляции. Например, частый случай, когда в нерабочее время отключаются приточные установки, а вытяжные по каким либо причинам продолжают работать, а в здании создается разряжение воздуха. Для восполнения воздушного баланса воздух начинает подсасываться через все доступные неплотности, в том числе и через негерметичную воздушную заслонку. Таким образом, при отключенной автоматике системы и нечувствительных датчиках сигнал о низких температурах не выдает команду для автоматики на включение прогрева системы теплоснабжения и вода в теплообменнике замерзает.

Видео на тему разморозки калорифера приточной системы вентиляции:

Безусловно, узлы обвязки калориферов должны быть также оснащены необходимым количеством датчиков и защитных термостатов комплекте со шкафами управления, но в случае скачков напряжения или отсутствия электропитания система автоматизации не сможет защитить калориферы. Единственным вариантом защитить систему от размораживания со 100% гарантией является заполнение ее низкозамерзающими теплоносителями.

К основным достоинствам антифризов относятся низкая температура кристаллизации, отсутствие температурных расширений в замерзшем состоянии, что не приводит к разрыву стенок воздухонагревателей. В состав низкозамерзающих жидкостей входят комплекты присадок, которые защищают систему трубопроводов от коррозии, минимизируют кавитацию и предотвращают выпадение осадка при нагреве или остывании системы.

Использование низкотемпературных теплоносителей в некоторых системах теплоснабжения ограничено предельной максимальной температурой 95-100°С, выше которой произойдет распад химического состава. Поэтому в индивидуальном тепловом пункте на теплообменнике разделения сред (вода-НЗТ) следует устанавливать регулятор температуры или клапан, которые будут защищать контур системы теплоснабжения от повышения температуры выше критической.

В системах теплоснабжения, как правило, используют этиленгликолевые или пропилен-гликолевые смеси которые отличаются как ценой, так и областью применения. Этиленгликоль является наиболее дешевым теплоносителем, поэтому получил наибольшее распространение в инженерных системах. Пропилен-гликолевые смеси используются на безопасных производствах, где в случае разгерметизации системы токсичный теплоноситель может нести потенциальную угрозу жизни или нарушения технологического цикла. Такие требования встречаются в основном в пищевой промышленности или в медицинских учреждениях.

Низкозамерзающий теплоноситель с температурой кристаллизации -30°С содержит 40% этиленгликоля в смеси с дистиллированной водой. Главной особенностью всех теплоносителей на основе этиленгликоля является образование пластичного геля при низких температурах, который не образует разрыв трубок калориферов или образование трещин в сварных соединениях.

Низкозамерзающий теплоноситель с температурой кристаллизации _65 градусов использовать в системах теплоснабжения не рекомендуется, а следует его разводить водой до необходимой концентрации.

После заполнения сетей этиленгликолевыми растворами систему следует тщательно опрессовать, так как наиболее вероятно, что в местах резьбовых соединений могут возникнуть небольшие подтеки теплоносителя или течи. Это обусловлено низким поверхностным натяжением всех теплоносителей и способностью проникать во все щели и неплотности системы.