Как классифицируются системы парового отопления по способу возврата конденсата

Классификация, схемы, область применения и оборудование систем парового отопления.

В системах парового отопления используется свой­ство пара при конденсации выделять скрытую теплоту фазового превращения. При конденсации в нагрева­тельном приборе 1 кг пара помещение получает около 2260 кДж теплоты.

По сравнению с системами водяного отопления си­стемы парового отопления имеют следующие преиму­щества:

1) благодаря малой плотности пара он перемещает­ся с большими скоростями, вследствие чего требуются меньшие диаметры теплопроводов, чем при водяном отоплении, поэтому стоимость теплопроводов в системах парового отопления ниже, чем в системах водяного ото­пления;

2) больший коэффициент теплоотдачи от пара к стен­кам отопительного прибора (за счет высокой величины скрытой теплоты фазового превращения), благодаря этому и высокой температуре пара площадь поверхно­сти отопительных приборов в системах парового отопле­ния приблизительно на 25—30% меньше, чем в систе­мах водяного отопления;

3) быстрый прогрев помещений и выключение систе­мы из работы;

4) возможность использования систем отопления в зданиях повышенной этажности вследствие малой плот­ности пара.

Однако наряду со всеми перечисленными положи­тельными свойствами, пар имеет ряд существенных не­достатков:

1) невозможность центрального качественного регу­лирования (изменения температуры теплоносителя) по­дачи теплоты, вследствие чего в помещении трудно под­держивать постоянную и равномерную температуру; обеспечение постоянной температуры достигается пу­тем периодического выключения системы (регулирова­ние «пропусками»), что неудобно в эксплуатации;

2) загрязнение воздуха продуктами сухой возгонки (разложения) органической пыли, оседающей на по­верхность отопительных приборов;

3) большие теплопотери паропроводов;

4) сокращение срока службы паропроводов в резуль­тате попадания воздуха в систему при периодическом ее отключении, вызывающего интенсификацию корро­зии, особенно конденсатопроводов.

Недостатки пара как теплоносителя не позволяют использовать его для отопления жилых домов, обще­житий, детских и лечебных учреждений, библиотек, му­зеев и ряда других.

В соответствии со СНиП 2.04.05—86 системы паро­вого отопления рекомендуется устраивать в производ­ственных помещениях (согласно обязательному прил. 10), а также в лестничных клетках, пешеходных перехо­дах, вестибюлях и тепловых пунктах.

Классификация, схемы и оборудование систем парового отопления

Системы парового отопления подразделяют:

— по на­личию связи с атмосферой,

— по величине начального дав­ления пара,

— способу возврата конденсата в котел или в тепловую сеть,

— месту расположения паропровода и схе­ме стояков.

В настоящее время применяют открытые (сообщающиеся с атмосферой) системы отопления.

По величине давления, подаваемого в систему отоп­ления, различают системы отопления:

На рис. 9.1 показана схема замкнутой системы парового отоп­ления низкого давления с верхним распределением па­ра. Пар из котла по главному стояку 1, вследствие раз­ности давлений в котле и в отопительных приборах, поднимается в магистральный паропровод 2 и далее по паровым стоякам 3 и ответвлениям 4, снабженным вен­тилями, доходит до отопительных приборов. Здесь пар конденсируется, отдавая в отапливаемое помещение че­рез стенки приборов скрытую теплоту парообразова­ния. Образующийся при этом конденсат по конденсатным стоякам 5 и сборному конденсатопроводу б, прокла­дываемому с уклоном (не меньше 0,005) в направлении его движения, самотеком возвращается в котел, находящийся значительно ниже отопительных приборов, с тем, чтобы столб конденсата h уравновешивал давление пара в котле. Например, при давлении пара в котле р_изб= 0,02 МПа столб конденсата hдолжен быть не менее 2 м.

Для нормального удаления воздуха из системы диа­метр конденсатопровода в рассматриваемой схеме дол­жен быть таким, чтобы стекающий конденсат заполнял не больше половины диаметра трубы. Соблюдение это­го условия позволяет воздушное пространство конден­сатопровода с помощью трубы 7 сообщить с атмосфе­рой 9. Место присоединения трубы 7 к конденсатопроводу должно быть выше уровня воды //—// (см. рис. 9.1) не менее чем на 250мм; запорную арматуру на ней не устанавливают. При этом условии магистральный конденсатопровод никогда полностью не будет запол­няться водой. Такие системы называются системами па­рового отопления с «сухим» конденсатопроводом.

При большой протяженности паропровода в замкну­тых системах для уменьшения заглубления котельных конденсатопровод прокладывают ниже уровня воды в котле. Такой конденсатопровод называют «мокрым», так как он весь заполняется конденсатом. Воздух удаляется из системы отопления с «мокрым» конденсато-проводом через специальную воздушную сеть из труб диаметром 15—20 мм, присоединяемую к конденсатным стоякам выше возможного уровня конденсата в них на 250 мм.

Рис.9.1. Схема парового отопления с верхним распределением пара.

Рис.9.2. Система парового отопления с нижним распределением пара.

Система парового отопления низкого давления с нижним распределением пара отличается от системы с верхним распределением главным образом расположе­нием магистрального паропровода, при котором устра­ивают специальный гидравлический затвор или уста­навливают водоотводчик у дальнего стояка для отвода конденсата из стояков и магистрального паропровода (рис. 9.2).

Разомкнутые системы парового отопления (рис. 9.3) применяют при давлении пара Р_изб = 30 кПа и выше. В отличие от замкнутой системы конденсат в ней стека­ет не в котел 1,а в конденсатный бак 3, откуда насосом 2, включаемым автоматически или вручную, подается в котел. В этих системах парового отопления отопитель­ные приборы могут быть расположены на произвольной высоте по отношению к котлу.

Находит применение горизонтальная однотрубная проточная система, экономичная и вполне приемлемая для отопления больших помещений зданий в 1—2 эта­жа, в которых не требуется индивидуальная регулиров­ка теплоотдачи приборов. Паровое отопление высокого давления Р_абс>0,17 МПа обычно принимают в тех случаях, когда пар вырабатывается в заводских котельных и основным потребителем его является производство.

Рассмотрим узел управления и схему парового ото­пления высокого давления с верхним распределением пара (рис. 9.4). Пар из котельной поступает в узел уп­равления с давлением Ризб=0,6 МПа, которое необхо­димо производству. Для распределения пара установ­лен парораспределительный коллектор 2 с двумя ответ­влениями.

Так как для системы отопления здания пар может быть использован с давлением р_изб не выше 0,3 МПа, то для понижения давления с 0,6 до 0,3 МПа перед вторым парораспределительным коллектором уста­новлен редукционный клапан 3 с обводной линией 4(на случай ремонта). После редукционного клапана установлен предохранительный клапан рычажного ти­па 5, отрегулированный на р_;!3б = 0,3 МПа. Для наблю­дения за давлением на .торах имеются маномет­ры 1. Из второго парораспределительного коллектора пар поступает по главным стоякам и паропроводам 6 и отопительным стоякам 7 в нагревательные приборы. У приборов на паровой и конденсационной подводках ус­тановлены вентили 9; они необходимы для того, чтобы уменьшить пропуск пара в конденсатопровод и выклю­чить приборы. В системе парового отопления высокого давления возникают значительные термические удлине­ния трубопроводов (до 1,5—2 мм на 1 м). Для компенсации удлинений используют повороты трубопровода и на прямолинейных магистральных трубопроводах уста­навливают компенсаторы 8.

Системы парового отопления высокого давления при­меняют только разомкнутые. Для предотвращения про­рыва пара из отопительных приборов в конденсатопровод и конденсационный бак устанавливают конденсатоотводчики 10 или подпорные шайбы, которые пропускают конденсат и задерживают пар.

Рис.9.3. Схема горизонтальной однотрубной проточной разомкнутой системы парового отопления низкого давления с перекачкой конденсата.

1 – котел, 2 – насос для перекачки конденсата, 3 – конденсатный бак

Рис.9.4 Схема системы парового отопления высокого давления с верхним распределением пара.

Источник

Как классифицируются системы отопления по способу теплопередачи?

Вопросы для самоподготовки по дисциплине «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Л1.
1. Назовите известные вам виды теплообмена.

Теплопроводность-передача теплоты от более нагретого тела холодному.

Конвекция-перенос энергии потоками(в газах и жидклстях).

Излучение-перенос энергии с помощью невидимых лучей.
2. Как называется процесс проникновения воздуха снаружи внутрь здания через неплотности
наружных ограждений? Как называется процесс обратный описанному?

Инфильтрация, а обратный эксфальтрация

Л2.
1. Как классифицируются системы отопления по радиусу действия?

1) по степени распределенности: местные и центральные

2) по способу теплопередачи: конвективное, лучистое и комбинированное

Как классифицируются системы отопления по способу теплопередачи?

Смотри 1 вопрос
3. Что называют конвективным отоплением?

Температура воздуха выше, чем температура поверхности
4. Что называют лучистым отоплением?

Температура поверхности больше, чем температура воздуха
5. Как классифицируются системы отопления по виду теплоносителя?

3)воздушные
6. Как классифицируются системы водяного отопления по способу обеспечения циркуляции
теплоносителя в контуре системы?

Гравитационные и насосные
7. Как классифицируются системы водяного отопления по температуре теплоносителя?

-высокотемпературные (больше 100-110)

-низкотемпературные(меньше 80)
8. Сравните высоко, средне и низкотемпературные системы отопления с точки зрения
обеспечения комфорта и с позиций экономической целесообразности. Какие системы
наиболее предпочтительны для жилых зданий, производственных зданий и т.д. .
9. Как классифицируются системы отопления по направлению и месту прокладки основных
трубопроводов (стояков, ветвей и магистралей)?

Нижняя разводки
10. Как классифицируются системы водяного отопления по способу присоединения
отопительных приборов?

Однотрубная
11. Как классифицируются системы водяного отопления по способу и направлению
организации циркуляции теплоносителя в контуре системы?

+С тупиковым движением теплоносителя

+С попутным движением теплоносителя
12. Как классифицируются системы парового отопления по способу возврата конденсата?

-замкнутые(с самотечным возвратом конденсата)

-разомкнутые(с перекачкой конденсата насосом)
13. Как классифицируются системы парового отопления по давлению?

4)высокого давления
14. В чем заключаются основные санитарно-гигиенические требования к системам отопления?

Ограничение максимальной температурной поверхности ,доступность для мытья и чистки
15. В чем заключаются основные экономические требования к системам отопления?

Минимальные капитальные и эксплуатационные затраты, энергоэффективность
16. В чем заключаются основные архитектурно-строительные требования к системам
отопления?

Соответствовать интерьеру помещения, компактность, увязка со строительными конструкциями, согласование монтажа систем со сроками строительства здания
17. В чем заключаются основные производственно-монтажные требования к системам
отопления?

Минимальное число типов унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления, трудозатрат и ручного труда при производстве и монтаже
18. В чем заключаются основные эксплуатационные требования к системам отопления?

Эффективное действия в течение всего отопительного периода, надежность, безопасность

Л3.
1. Каковы основные составляющие уравнения теплового баланса для помещения?

Количество теплоты, требуемое для компенсаций теплопотерь во всех помещениях здания с учетом теплоносителей в этих помещениях
2. Что означает термин «качественное регулирование» системы отопления?
3. Что означает термин «количественное» регулирование системы отопления?
4. Как классифицируются отопительные приборы систем водяного отопления по способу
теплопередачи?

Л4.
1. Какие вы можете назвать виды присоединения систем водяного отопления к тепловым
сетям?

-зависимая со смешением(элеваторная, насосная)

-независимая(через теплообменник)
2. Опишите назначение, принцип действия и конструкцию водоструйного элеватора.

Горячая вода из подающего трубопровода поступает в узкое съемное конусное сопло, скорость потока резко возрастает. За счет эффекта Бернулли, в приемной камере, за соплом создается разрежение. В результате чего происходит подсасывание охлажденной воды из обратного трубопровода и в камере смешивания происходит смешение воды из подающего и обратного трубопроводов, а также создается принудительная циркуляция. Т.о. элеватор работает как смеситель и как циркуляционный насос. Далее вода нужной температуры поступает в отопительные приборы.
3. Каково основное отличие открытых и закрытых тепловых сетей?

Открытые системы теплоснабжения – системы, в которых происходит водоразбор горячей воды для нужд потребителя непосредственно из теплосети. При этом водоразбор может быть частичным или полным.

Закрытые системы теплоснабжения – системы, в которых циркулирующая в трубопроводе вода используется только как теплоноситель, и не забирается из теплосети для обеспечения горячего водоснабжения. Система в этом случае полностью закрыта от окружающей среды.
4. Каким требованиям должно отвечать качество теплоносителя в открытых водяных
тепловых сетях? .
5. Какими бывают тепловые сети по способу прокладки?

надземные
6. Когда допускается надземная прокладка тепловых сетей?

В условиях города надземная прокладка малоприменима Обычно этим способом прокладывают сети на территории промышленных предприятий и за городом. Целесообразен этот способ при высоком уровне стояния грунтовых вод и в районах вечной мерзлоты.

7. Какие вы знаете способы подземной прокладки тепловых сетей? ??

Подземная прокладка может быть открытой — в траншеях и скрытой — бестраншейной, применяемой сравнительно редко и на небольших по длине участках трассы. В некоторых случаях совмещают прокладку различных коммуникаций (тепловой сети, водопровода и т. д.) в одной траншее, что дает возможность более рационально использовать механизмы, транспорт, крепления.
8. В каких случаях применяются полупроходные каналы для прокладки тепловых сетей?
9. Сравните способы прокладки тепловых сетей (бесканальную, в непроходных и проходных
каналах) с экономической и эксплуатационной точки зрения.

Л5.
1. Каковы основные преимущества централизованного теплоснабжения.

Централизованные системы, особенно теплофикационные, расходуют меньше топлива. Сокращение и укрупнение источников теплоты улучшают условия для градостроительства и экологию крупных городов. Меньшее количество источников теплоты позволяет резко сократить число дымовых труб, через которые в окружающую среду выбрасываются продукты сгорания. Исключается необходимость создания множества мелких топливных складов для хранения твердого топлива, откуда при децентрализованных системах теплоснабжения приходится развозить топливо, а из разбросанных по всему городу небольших котельных увозить золу и шлаки. Кроме того, при централизации источников теплоты легче очищать дымовые газы от токсичных компонентов.
2. Есть ли недостатки или слабые места в централизованном теплоснабжении. Назовите их.

-Протяженные тепловые сети

-Дополнительные тепловые потери при передаче

-При подземной прокладке, требуют периодических ремонтов/разрытий, что осложняет дорожную обстановку

-При надземной прокладке, нарушают благоустройство города.

-Летние отключения горячей воды на время плановых ремонтов (при отсутствии закользовки источников)

-Источник тепловой энергии, тепловые сети и потребитель — звенья единой технологической цепочки, качество зависит от работы всех элементов её составляющих; все взаимозависимы и нарушения технической дисциплины одного сказываются на всех.
3. Как классифицируются котельные установки по назначению?

энергетические;
производственно-отопительные;
отопительные.
По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся на:
паровые (для выработки пара);

Источник