Трубопроводы и арматура

Магистрали и разводящие стоки выполняются, как правило, из стальных электросварных труб. На каждом разводящем стояке вне зависимости от количества этажей следует устанавливать запорную и спускную арматуру (рисунок)

Спускную арматуру на стояках рекомендуется соединять с канализацией здания стационарными трубопроводами с обеспечением разрыва струи для контроля утечек теплоносителя (рис. а). При наличии дренажных приямков или трапов для спуска стояков можно применить шланги (рис. б).

На стояках и магистралях должны быть предусмотрены устройства для компенсации тепловых удлинений. Возможно использовать для этого естественные изгибы или предусматривать П-образные и Г-образные компенсаторы. При этом неподвижные опоры размещают так, чтобы тепловое удлинение участка трубы между опорами не превышало 50 мм.

Для компенсации тепловых удлинений могут также применяться сильфонные компенсаторы, которые устанавливают возле неподвижных опор (на вертикальных трубопроводах – ниже опоры). На трубопроводе для исключения его бокового смещения, а также поломки компенсатора необходима скользящая опора (рисунок).

Рисунок – Установка сильфонного

компенсатора:

1 – сильфонный компенсатор; 2 – неподвижная опора; 3 – направляющая опора

Квартирные узлы ввода.

Квартирные системы отопления могут подключаться к разводящим стоякам самостоятельно через индивидуальные узлы ввода, включающие весь набор трубопроводной арматуры, регулирующих и измерительных устройств (рисунок) или через групповые узлы ввода, которые объединяют несколько квартирных систем одного этажа (рисунок)

Рисунок – Принципиальная схема индивидуального квартирного узла ввода:

1 – входной и выходной шаровые краны; 2 – сетчатый фильтр; 3 – теплосчетчик (комплект: расходомер, два термопреобразователя, один из которых встроен в расходомер, тепловычислитель). Дополнительно теплосчетчик может доукомплектовываться особым шаровым краном 4 для установки термопреобразователя в обратном трубопроводе и присоединительными патрубками. 5 – автоматический балансировочный клапан в комплекте с настраиваемым запорно-измерительным (ручным балансировочным) клапаном 6 для стабилизации гидравлического режима в квартирной системе отопления; 7 – распределительный коллектор (при лучевой разводке); 8 – спускные краны; 9 – воздуховыпускные устройства.

Автоматический балансировочный клапан совместно с ручным поддерживает перепад давлений в квартирной системе вне зависимости от колебаний давления в распределительной трубопроводной сети, в том числе гравитационной составляющей. Ручной балансировочный клапан следует устанавливать в целях ограничения расхода теплоносителя (в расчетных пределах) в случаях изменения ее гидравлических характеристик, например, при замене отопительных приборов с установкой запорных шаровых кранов вместо автоматических радиаторных терморегуляторов. В таком случае в систему пойдет больше расчетного количества теплоносителя, а в других системах теплоносителя не хватит.

В групповом узле ввода (рисунок) предусматривается установка только общей для нескольких квартир данной группы входной запорной арматуры, фильтра и автоматического балансировочного клапана в комплекте с ручным клапаном 10. Остальные устройства (теплосчетчики 3, ручные балансировочный клапаны 11 и т.д. ) предусматриваются для каждой квартиры после группового узла.

Для контроля режима работы квартирных систем отопления групповые узлы ввода рекомендуется оснащать манометрами, обозначенными на рисунке.

Рисунок – Принципиальная схема группового узла ввода

Индивидуальные узлы ввода следует размещать в специальных шкафахвблизи шахт для прокладки трубных коммуникаций (отопления, горячего и холодного водоснабжения. Для обеспечения свободного доступа к ним обслуживающего персонала шкафы предпочтительно устанавливать вне квартир.

(СП 60.13330.2012, п.6.3.4: «в поквартирных системах отопления приборы учета расхода теплоты, регулирующую и запорную арматуру для каждой квартиры следует размещать в специальных шкафах на обслуживаемых этажах, обеспечивая свободный доступ к ним технического персонала»).

Для групповых поэтажных узлов ввода целесообразно предусматривать технические помещения, где одновременно могут располагаться водосчетчики холодной и горячей воды.

Распределительные коллекторы, от которых отходят трубы непосредственно к отопительным приборам размещаются, как правило, внутри квартир.

Узлы ввода (до распределительных коллекторов квартир) рекомендуется изготавливать из стальных водогазопроводных труб. В конструкции индустриальных шкафных узлов используются, как правило, трубы из нержавеющей стали.

Сама по себе установка теплосчетчиков не относится к энергосберегающим мероприятиям, однако оплата фактически потребленной тепловой энергии является мощным стимулом, заставляющим жителей проводить в квартире такие мероприятия и устанавливать наиболее экономичные параметры микроклимата. Например, при длительном отсутствии можно понизить температуру воздуха в помещениях до некоторого минимального значения посредством термостатов на отопительных приборах. При существующем в настоящее время положении, когда стоимость тепловой энергии входит в состав квартирной платы, владелец квартиры не заинтересован в экономии энергии; если в квартире очень жарко – будет открыта форточка, но никогда не будет закрыт термостат.

Применение поквартирных систем отопления, по сравнению с вертикальными, приводит к уменьшению протяженности магистральных труб, которые всегда имеют наибольший диаметр (наиболее дорогие), снижению потерь теплоты в необогреваемых помещениях, где проложены трубопроводы, упрощению поэтажного и посекционного ввода здания в эксплуатацию. Стоимость устройства поквартирной системы отопления, исходя из опыта проектирования ряда объектов, не намного превышает стоимость стандартных схем с вертикальными стояками, однако срок службы поквартирной системы отопления примерно в два раза выше за счет применения труб из термостойких полимерных материалов, таким образом, использование данной схемы экономически целесообразнее.

Непосредственно квартирная система отопления начинается после узла ввода и включает трубную разводку, отопительные приборы, запорную и терморегулирующую арматуру.

Разводка труб в системе отопления квартиры может выполняться либо в полу, либо в пространстве подшивного потолка. Чаще применяется разводка труб в полу. Поскольку электрическая проводка и различные слаботочные линии могут также располагаться в конструкции пола, необходимо выполнять разводку труб таким образом, чтобы максимально возможно избежать пересечек.

Рисунок - Подключение отопительных приборов при лучевой разводке в полу

Горизонтальные поквартирные системы отопления бывают лучевые, периметральные и смешанные.

При лучевой двухтрубной разводке каждый прибор индивидуально присоединяется к распределительному коллектору (рисунок)

Рисунок – Двухтрубная лучевая разводка квартирных трубопроводов:

а – с произвольной трассировкой; б – с пристенной трассировкой

Такая разводка выполняется из целой трубы без промежуточных соединительных элементов. При этом система практически гарантирована от протечек и изменение расхода теплоносителя через один из приборов практически не влияет на перераспределение теплоносителя через другие приборы (облегчает эксплуатацию). Однако при произвольной трассировке (рис. а) во время отделочных и ремонтных работ есть риск повреждения труб. Для снижения риска целесообразно трубы прокладывать вдоль стен в конструкции пола или специальных плинтусах-коробах (рис. б).

В случае применения периметральной разводки(рисунок) в местах присоединения приборов имеют место тройники, что снижает надежность системы.

Рисунок – Двухтрубная периметральная разводка квартирных трубопроводов: а– тупиковая; б – попутная

Резьбовые фасонные элементы трубопровода следует устанавливать только в доступных для контроля места. В недоступных местах, например, в конструкции пола можно размещать только при использовании паяных, сварных или прессовых соединения их с трубопроводами.

Значительное количество фитингов при периметральной разводке, в том числе больших диаметров на начальных участках трубопроводов приводит к удорожанию системы. Дополнительные затраты могут также возникнуть при необходимости пробивки отверстий в монолитных перегородках. Также специфика периметральной разводки осложняет проведение наладочных работ.

Одно из преимуществ лучевой разводки – использование труб меньшего диаметра. Для большой квартиры при периметральной системе отопления необходима труба диаметром 25 или 32 мм. В этом случае, во-первых, увеличивается подготовка пола. Во-вторых, при этом увеличивается стоимость необходимых материалов (тройник большого диаметра соизмерим по цене с самой трубой). Гораздо выгоднее в таких случаях, применив лучевую разводку, пойти на увеличение числа труб при одновременном уменьшении их диаметра. В этом случае, поскольку вместо шумопоглощающей керамзитовой засыпки используются современные звукопоглощающие материалы небольшой толщины, стяжка пола получается тоньше, что позволяет выиграть в высоте потолков и объеме квартир (в современных квартирах «элитного» класса это обстоятельство является достаточно значимым, поскольку влияет на коммерческую стоимость квартиры). Система с лучевой разводкой проще в монтаже и очень удобна в эксплуатации.

При эксплуатации систем отопления высотных зданий с высотой зоны 80–90 м имеет место непрерывное завоздушивание системы кислородом из-за дегазации воды, вызываемой понижением давления (примерно до 1,5 бара) в самых верхних точках зоны. В связи с этим обязательным является применение деаэраторов, размещаемых в ЦТП, или автоматических воздухоотводчиков в верхней части зоны. Следует отметить, что в зонах высотой менее 60 м этот эффект не столь ощутим.

Пример выполнения системы отопления в жилом комплексе «Миракс Парк» (4 башни – 31, 33, 35 и 37 этажей) в Москве приводится ниже.

Приняты горизонтальные двухтрубные поквартирные системы отопления с разводкой в полу труб из сшитого полиэтилена. Распределительные гребенки расположены в лестнично-лифтовом узле.

Жилые корпуса оборудованы механической вытяжной вентиляцией. Приток осуществляется через приточные клапаны в окнах. Комплекс оборудован единым ЦТП.

Рисунок – План типового этажа 33-этажной башни жилого комплекса «Миракс Парк» в Москве

Радиаторный терморегулятор (термостат) – автоматический регулятор прямого действия, предназначенный для поддержания на заданном уровне температуры воздуха в помещении путем изменения теплоотдачи установленного в нем отопительного прибора.

Терморегулятор типа RTD фирмы «Данфосс» состоит из двух соединенных воедино частей — термостатической головки и термостатического клапана, которые разграничены соответственно стрелками а и б на рис. 1.Основным элементом термостатической головки является датчик. Он отслеживает температуру воздуха в помещении и реагирует на ее изменения. Представляет собой замкнутую тонкостенную цилиндрическую оболочку с продольной гофрированной боковой поверхностью, называемую сильфоном. Сильфон заполнен эксклюзивным веществом. Реагируя на изменение температуры воздуха, он расширяется и сжимается (подобно пружине). Через нажимной штифт воздействует на шток и затвор клапана. Затвор перекрывает проход теплоносителю, осуществляя количественное регулирование тепловым потоком теплообменного прибора. Отличительной особенностью терморегуляторов Данфосс является то, что сильфон заполнен газоконденсатной смесью. Т. к. теплоемкость газа ниже, чем веществ в ином агрегатном состоянии, это делает терморегулятор с непревзойденной реакцией на изменение температурной обстановки. Давление газоконденсатной смеси внутри сильфона выверено при заполнении и сбалансировано силой упругости настроечной пружины. При увеличении температуры воздуха вокруг датчика конденсат переходит в газоподобное состояние. Увеличивается давление в сильфоне, и он перемещает шток. При снижении температуры воздуха сильфон сжимается и шток поднимается.

Терморегуляторы Данфосс комплектуют регуляторами различных конструкций. Выбор осуществляют в зависимости от типа помещения, места установки теплообменного прибора, вида системы обеспечения микроклимата и степени ее автоматизации.

а- регулятор (термостатическая головка):

1- ограничительные кольца; 2- термостатический датчик (сенсор); 3- сильфон; 4- шкала настройки; 5- пружина настройки; 6- нажимной штифт; 7- уплотнительное кольцо;

б-термостатический клапан:

8- шток; 9- дроссель; 10- конус клапана (затвор); 11- корпус клапана; 12- стабилизатор потока; 13- накидная гайка; 14- патрубок (хвостовик).

Рисунок - Терморегулятор со встроенным датчиком

Клапаны радиаторных терморегуляторов серии RTD подразделяются на два типа: RTD-N (для двухтрубных насосных систем отопления) и RTD-G (для однотрубных насосных и двухтрубных гравитационных систем).

Исследования, проведенные в России и за рубежом, показали, что оснащение отопительных приборов индивидуальными автоматическими регуляторами теплового потока (термостатами) позволяет, в зависимости от типа терморегуляторов и условий их эксплуатации, уменьшить расход тепловой энергии на отопление на 10–20 %, в основном за счет снижения непроизводительных затрат теплоты. Это заметно превышает уровень экономии тепловой энергии с помощью ручного регулирования кранами или вентилями (обычно 4–9 % при нормально работающем ручном регуляторе), к тому же обеспечивает более высокий уровень температурного комфорта в отапливаемых помещениях.

Управление гидравлическими режимами работы системы отопления осуществляется, как правило, автоматическими балансировочными клапанами, устанавливаемыми на стояках или горизонтальных ветвях системы. Эти клапаны обеспечивают расчетное потокораспределение по стоякам системы отопления вне зависимости от колебаний давлений в распределительных трубопроводах, работу радиаторных терморегуляторов в оптимальном режиме и исключает возможность шумообразования.

Балансировочные клапаны подразделяются на автоматические, поддерживающие постоянный перепад давлений в стояках двухтрубных систем отопления (ASV-P/ASV-M(I), ASV-PV (PV Plus)/ASV-M(I) или постоянный расход в стояках однотрубных систем (AV-QM), и ручные(MSV-C, MSV-F, USV-I и MSV-I), которые используются вместо регулировочных диафрагм.

Автоматические балансировочные клапаны типа ASV-P, (PV, PV Plus) устанавливаются на стояках или горизонтальных ветвях двухтрубныхсистем отопления с целью стабилизации в них перепада давлений на уровне, который требуется для оптимальной работы автоматических радиаторных терморегуляторов. Клапан представляет собой регулятор постоянства перепада давлений, к регулирующей мембране которого подводится положительный импульс через импульсную трубку длиной 1.5 м от подающего стояка системы и отрицательный импульс – от обратного стояка через внутренние каналы клапана. Импульсная трубка к подающему стояку присоединяется через запорный клапан ASV-M или запорно-балансировочный клапан ASV-1. Клапан ASV-P с фиксированной заводской настройкой поддерживает на стояке перепад давлений, равный 10 000 Па.

Эти клапаны перенастраиваемы (5000 – 25 000 и 20 000 – 40 000 Па), они являются также запорными, и на них установлены спускные краны для дренажа стояка системы отопления.

Балансировочный клапан ASV-P

Импульс положительного давления от подающего трубопровода системы переда­ется по импульсной трубке, присоединяемой к штуцеру (5), в пространство над мембраной (7). Импульс отрицательного давления подается в пространство под мембраной от входного патрубка клапана (от обратного трубопровода системы) через отверстие в конусе клапана (8). Разность этих двух давлений уравновешивает­ся рабочей пружиной регулятора (4). Клапан ASV-Pне имеет настроечного устройства. Постоянное усилие сжатия пружины, поддерживаемое запорным шпинделем (2), рассчитано на под­держание перепада давлений 0,1 бар.­