Gőzfűtés bérházban. Gőzfűtés
K kategória: Vízmelegítés
Gőzfűtési rendszerek
A víz gőzzé alakításának folyamata két szakaszra oszlik. Az első szakaszban a vizet olyan mennyiségű hővel látják el, amely szükséges ahhoz, hogy annak hőmérséklete felforrjon, ami a nyomás növekedésével növekszik. A második szakaszban a forráspontig melegített vízhez hőt juttatnak a párolgáshoz szükséges mennyiségben. Ez a hőmennyiség a nyomás növekedésével csökken. A párolgásra fordított hőt a vízmolekulák hasítására és térfogati tágítására fordítják anélkül, hogy akár a víz, akár a gőz hőmérsékletének növekedését okozná. Ezt a hőt párolgási hőnek nevezzük.
Így a száraz telített gőz teljes hője megegyezik a folyadék forráspontig történő melegítésére fordított hő és a párolgási hő összegével.
1,1 atm nyomáson a víz forráspontja 100,8 °C. A párolgási hő 539,1 kcal/kg.
Ha a párolgási hőt eltávolítják a gőzről, a gőz vízzé válik - lecsapódik. A kondenzátum hőmérséklete megegyezik a gőz hőmérsékletével, de a kondenzátum hőtartalma csak a folyadék forráspontra hozásához felhasznált hőmennyiséggel lesz egyenlő.
A kondenzáció során a gőz meghatározott tulajdonságát - a párolgási hő leadását - a fűtési rendszerekben használják.
Steam rendszerek alacsony nyomás felső és alsó gőzelosztással végezhető. Lehetnek kétcsövesek vagy egycsövesek. Ez utóbbiakat számos működési hiányosság miatt nem használják széles körben.
ábrán. Az 1. ábra a diagramot mutatja gőzfűtés alacsony nyomás felső vezetékekkel és száraz kondenzvíz-vezetékkel.
A kazánban és a fűtőberendezésnél fennálló gőznyomás különbség miatt a gőz a kazánból a fő felszállón, majd a gőzvezetéken és gőzfelszálló ágon keresztül a gőzszeleppel ellátott fűtőberendezésekbe jut. A fűtőberendezésekben a gőz lecsapódik. A keletkező kondenzátum a gravitáció hatására a kondenzvíz felszálló vezetékeken és a kondenzvízgyűjtő vezetéken keresztül visszakerül a kazánba.
A rendszer normál működéséhez szükség van a levegő szabad légkörbe juttatására, amely a rendszer üzembe helyezése előtt kitölti a csővezetékeket és a műszereket. Ez a levegő a gőzvezetékekből gőznyomással kiszorul a fűtőberendezésekbe, ahonnan a kondenzátummal együtt a kondenzvízvezetékbe jut.
A kondenzációs vezeték egy nyitott szellőzőcsövön keresztül kommunikál a légkörrel azon a ponton, amely a levegő eltávolításának központi pontjaként szolgál.
Ahhoz, hogy a levegő a kondenzációs csövön keresztül távozhasson, két feltételnek kell teljesülnie:
1) a kondenzvízvezeték keresztmetszete olyan legyen, hogy a kondenzvíz ne töltse ki teljesen, és legyen szabad keresztmetszete a víz felett a levegő elhelyezéséhez és mozgásához;
2) a kazánból a kondenzvízvezetékbe nem szabad vizet kinyomni, sem a rendszer működése közben, sem pedig leállása közben. Ehhez a kondenzvíz vezetéket magasan, az esetleges állóvízszint fölé kell fektetni (1. ábra II-II szint).
Amikor a rendszer nem üzemel, a víz a kazánban és a kondenzvízvezeték függőleges szakaszán a következő helyen van szint I-I. A rendszer indításakor a vízfelületet érő gőznyomás hatására ez utóbbi a kazánban és a kondenzvízvezeték függőleges szakaszán a II-II szintre emelkedik.
Az ábrán h betűvel jelölt II-II és I-I szintek közötti különbséget a gőznyomás értéke határozza meg, mivel ez a vízoszlop ezt a nyomást egyensúlyozza ki.
Például 0,2 atm gőznyomásnál a kazánban a h magasság 2 m. Annak érdekében, hogy a kondenzvízvezeték ne töltődjön fel vízzel, a h szint és a légkörbe történő levegőkibocsátás 7. pontja felett kell elhelyezkedni. 200-250 mm-rel a II-II szint fölé kell emelni. Mivel ilyen körülmények között a 6. kondenzvízvezeték nem lesz feltöltve vízzel, ezt „száraz” kondenzvízvezetéknek nevezik. Ennél a sémánál minden fűtőberendezést a kondenzvízvezeték fölé kell helyezni, hogy elkerüljük a kondenzvízzel való feltöltődést.
Abban az esetben, ha több okból a fűtőberendezéseket a kazán felett kis magasságban vagy azzal egy szintben kell elhelyezni, nyitott áramkört alkalmaznak a kondenzátum kazánba való visszavezetésére.
Rizs. 1. Alacsony nyomású gőzfűtési rendszer felső vezetékekkel
Ebben az esetben a kondenzátum a gravitáció hatására először egy gyűjtő kondenzvíztartályba folyik, ahonnan egy szivattyú segítségével a kazánba szivattyúzzák. A tartályhoz vezető kondenzvízvezeték ebben az esetben is a levegő eltávolítására szolgál, és kitöltetlen szakaszsal működik. A levegő egy kondenzációs tartályon keresztül kerül a légkörbe.
Annak elkerülése érdekében, hogy a víz a kazánból a kondenzvíztartályba préseljen, amikor a szivattyú leáll, szereljen fel egy ellenőrizd a szelepet, amely csak a kazán oldalára engedi a vizet.
Gőzvezetékekben, amelyeken keresztül a gőz a kazánból a fűtőberendezésekbe jut a csővezetékekből a csővezetékekbe történő hőátadás miatt. környezet, És némi páralecsapódás lép fel. A legnagyobb mennyiségű kondenzátum a rendszer szünet utáni beindításakor szabadul fel, amely alatt a csővezetékek nagymértékben lehűlnek. A vízdugó és ezáltal a vízkalapács előfordulásának elkerülése érdekében az előírt kondenzátumot a gőzvezetékekből fűtőberendezéseken keresztül jól el kell vezetni a kondenzvízvezetékekbe. Ehhez a gőzmozgás irányában 0,005-ös meredekségű gőzvezetékeket, a kazán irányában azonos lejtésű kondenzvízvezetékeket kell fektetni.
Rizs. 2. Kisnyomású gőzfűtés sémája száraz kondenzvízvezetékkel és alsó vezetékezéssel
ábrán. A 2. ábrán a gőzfűtés diagramja látható száraz kondenzvízvezetékkel és alsó vezetékekkel. Szerkezetileg csak a gőzvezeték helyzetében tér el a felső huzalozási sémától. A gőzvezetékben képződött kondenzátum eltávolítására az utóbbi a pontban egy speciális hurkon keresztül kapcsolódik a kondenzvízvezetékhez.
A hurok egy V alakú hidraulikus szelep, amelyben a rendszer működése során a vízoszlopok h magasságkülönbsége megmarad, kiegyenlítve a gőznyomást a hurok gőzvezetékkel való csatlakozási pontján. Ennek köszönhetően a fővezeték gőze nem juthat be a kondenzvízvezetékbe. Ha a gőzvezeték közvetlenül csatlakozna a kondenzvízvezetékhez, akkor gőz törne be, ami vízkalapácshoz és jelentős pazarló gőzveszteséghez vezetne.
Gőzfűtési sémát is használnak „nedves” kondenzvízvezetékkel és felső vezetékekkel. Ezek közé tartoznak azok a rendszerek, amelyekben a kondenzvízvezetékek teljesen meg vannak töltve vízzel, és nincs légtartályuk a levegő eltávolítására.
A gőzfűtési rendszer diagramját is használják „nedves” kondenzvízvezetékkel és alsó vezetékekkel. Ebben az esetben a gőzvezetékben képződött kondenzátum eltávolításához nincs szükség hurokra, mivel maguk a kondenzációs felszállók olyan szintre vannak feltöltve kondenzátummal, amely biztosítja a hidraulikus tömítés jelenlétét, amely megakadályozza a gőz behatolását a kondenzációs vezetékbe.
A figyelembe vett rendszerek közül a leggazdaságosabbak az alsó gőzeloszlásúak, mivel ezek csökkentik a felszálló vezetékek hosszát, és a csővezetékek teljes hossza rövidebb, mint a felső elosztásnál.
Az alsó vezetékek a csővezetékeken keresztüli hőveszteség szempontjából is előnyösebbek, mint a felső vezetékek. A felső vezetékezésnél ezek a veszteségek nagyobbak, mivel a gőzvezetéket általában a padláson fektetik le. Alacsonyabb vezetékezés esetén a fővezeték hőátadása az épületek fűtésére szolgál.
Ezzel együtt a felső huzalozásnak van néhány előnye az alsóhoz képest működési szempontból. A felső vezetékezéssel nincs szükség olyan hurkok felszerelésére, amelyek rendszeres tisztítást igényelnek a szennyeződésektől. A felső elosztású rendszer csendes, mivel a csővezetékekben a fő felszálló kivételével a gőzvezetékekben képződő kondenzátum a gőzzel azonos irányba halad. Az alsó huzalozású rendszerekben a gőzfelszállókban képződött kondenzátum a gőz felé mozog, ami víz kalapácsés zaj a rendszerben.
A „nedves” vagy „száraz” kondenzátor csővezeték kiválasztásának kérdése a helyi viszonyoktól függően dönt. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a „száraz” kondenzvízvezetéknél nincs szükség légvezeték fektetésére, de magának a kondenzvízvezetéknek az átmérője valamivel nagyobb, mint a „nedves” vezetéknél, mivel az eltávolítást is szolgálja. levegő.
A kondenzvízvezetékek érzékenyebbek a rozsdásodásra (korrózióra), mint a rendszerek más részei. Mivel a „nedves” kondenzvízvezeték teljesen meg van töltve vízzel, kevésbé érzékeny a korrózióra, mint a „száraz” vezeték, amely vizet és levegőt is szállít.
Gőzfűtési rendszerek magas nyomású felső és alsó gőzelosztással végezzük.
A nagynyomású gőzrendszereket jellemzően általános üzemi kazánházakból szállítják, amelyek technológiai igényeket is kiszolgálnak. Fűtéshez leggyakrabban 2-3 atm-nél nem nagyobb nyomású gőzt használnak. Ha a fűtéshez szükségesnél nagyobb nyomású gőz érkezik a kazánházból, nyomáscsökkentő szelepet szerelnek fel - egy olyan készüléket, amellyel a gőznyomás a kívánt értékre csökkenthető.
A rendszerből a kondenzvíz a kondenzvíztartályba jut, ahonnan centrifugális pumpa kazánokba szivattyúzzák.
A fűtési rendszerek működése során a csővezeték hőmérséklete megközelítőleg megegyezik a hűtőfolyadék hőmérsékletével, és a szünetekben a csővezeték lehűl.
A hőmérséklet-ingadozások hatására a csövek kitágulnak és összehúzódnak. A gőzfűtési rendszerekben fellépő nagy vezetékhosszak és nagy hőmérséklet-ingadozások mellett a csőhossz változás jelentőssé válik, ezért a csőszakadások elkerülése érdekében speciális eszközök, úgynevezett kompenzátorok alkalmazása szükséges. Háztartási vízrendszerekben, ahol a hőmérséklet-ingadozás nem haladja meg a 60-70 °C-ot, és ahol az egyenes szakaszok hossza rövid, és sok kanyar és kanyar van, általában nem használnak kompenzátorokat, és a kompenzációt a víz enyhe deformációja miatt végzik. a csöveket a sarkokban és a kanyarhelyeken.
A gőzrendszerekben és a 95 °C feletti vízhőmérsékletű vízrendszerekben a legnagyobb felhasználást a csövekből hajlított U-alakú tágulási hézagok jelentik, amelyeket a csővezetékek két holtpontja közötti egyenes szakaszaira szerelnek fel, azaz két támasztékot, amelyek mozdíthatatlanul rögzítik a csővezetéket.
A kondenzvíz vagy a levegő felhalmozódásának elkerülése érdekében a hajlított tágulási hézagokat vízszintesen, a cső tengelyével párhuzamosan kell beépíteni.
Gőzfűtési rendszerek
Ha nyitott edényben atmoszférikus nyomáson melegítünk vizet, annak hőmérséklete folyamatosan emelkedik, amíg a teljes víztömeg fel nem melegszik és fel nem forr. A melegítés során a víz elpárolog a nyitott felületéről, forraláskor a felmelegített felületen és részben a folyadék teljes térfogatában vízgőz képződik. A víz hőmérséklete állandó marad (a szóban forgó esetben körülbelül 100 °C-nak felel meg), annak ellenére, hogy az edényt kívülről folyamatosan táplálják. Ezt a jelenséget az magyarázza, hogy a forralás során a szolgáltatott hőt a vízrészecskék felosztására és gőz képzésére fordítják.
Ha a vizet zárt edényben melegítjük, a hőmérséklete is csak addig emelkedik, amíg a víz fel nem forr. A vízből felszabaduló gőz az edény felső részében halmozódik fel a vízszint felszíne felett; hőmérséklete megegyezik a forrásban lévő víz hőmérsékletével. Az ilyen gőzt telítettnek nevezzük.
Ha a gőzt nem távolítják el az edényből, és a hőellátás (kívülről) folytatódik, akkor a nyomás az edény teljes térfogatában megnő. A nyomás növekedésével a forrásban lévő víz és a belőle keletkező gőz hőmérséklete is megnő. Kísérletileg megállapították, hogy minden nyomásnak megvan a saját telített gőz hőmérséklete és azonos forráspontú víz, valamint saját fajlagos gőztérfogata.
Így atmoszférikus nyomáson (0,1 MPa) a víz forrni kezd, és körülbelül 100 °C-on (pontosabban 99,1 °C-on) gőzzé alakul; 0,2 MPa nyomáson - 120 ° C-on; 0,5 MPa nyomáson - 151,1 ° C-on; 10 MPa nyomáson - 310 °C-on. A fenti példákból jól látható, hogy a nyomás növekedésével a víz forráspontja és a telített gőz azonos hőmérséklete nő. Éppen ellenkezőleg, a gőz fajlagos térfogata csökken a nyomás növekedésével.
22,5 MPa nyomáson a felmelegített víz azonnal telített gőzzé alakul, így a párolgási hő ezen a nyomáson nulla. A 22,5 MPa gőznyomást kritikusnak nevezzük.
Ha a telített gőzt lehűtjük, akkor elkezd kicsapódni, azaz. vízzé válik; ugyanakkor átadja párolgási hőjét a hűtőtestnek. Ez a jelenség gőzfűtési rendszerekben fordul elő, amelyekbe a kazánházból vagy gőzvezetékből telített gőz érkezik. Itt a szobalevegő lehűti, átadja a hőjét a levegőnek, aminek következtében az utóbbi felmelegszik és a gőz lecsapódik.
A telített gőz állapota nagyon instabil: a nyomás és a hőmérséklet kismértékű változásai is a gőz egy részének lecsapódásához, vagy éppen ellenkezőleg, a telített gőzben jelenlévő vízcseppek elpárologásához vezetnek. A telített, vízcseppektől teljesen mentes gőzt száraz telítettnek nevezzük; a vízcseppekkel telített gőzt nedvesnek nevezzük.
A telített gőzt, amelynek hőmérséklete megfelel egy bizonyos nyomásnak, hűtőfolyadékként használják gőzfűtési rendszerekben.
A gőzfűtési rendszereket a következő kritériumok szerint osztályozzák:
A kezdeti gőznyomásnak megfelelően - alacsony nyomású rendszerek (p g< 0,07 МПа);
Kondenzátum-visszavezetési módszer - gravitációs visszatéréssel (zárt) és kondenzátum-visszavezetéssel, tápszivattyúval (nyitva);
A csővezetékek lefektetésének tervezési rajza egy elosztó gőzvezeték felső, alsó és közbenső fektetésével, valamint száraz és nedves kondenzvízvezeték fektetésével rendelkező rendszer.
ábrán látható egy felső gőzvezetékkel rendelkező alacsony nyomású gőzfűtési rendszer diagramja. 1, a. Az 1 kazánban keletkező telített gőz a 12 gőzcsapdán (leválasztón) áthaladva belép az 5 gőzvezetékbe, majd belép fűtőberendezések 7. Itt a gőz a készülékek falain keresztül adja le hőjét a fűtött helyiség levegőjének és kondenzvízzé alakul. Ez utóbbi a 10 visszatérő kondenzvízvezetéken keresztül az 1 kazánba áramlik, leküzdve a kazánban lévő gőznyomást a kondenzátumoszlop nyomása miatt, amelyet a 12 gőztartályban lévő vízszinthez képest 200 mm-es magasságban tartanak fenn.
1. ábra Kisnyomású gőzfűtési rendszer: a - a rendszer diagramja felső gőzvezetékkel; b - felszállócső alacsonyabb gőzelosztással; 1 - kazán; 2 - hidraulikus szelep; 3 - vízmérő üveg; 4 - levegőcső; 5 - betápláló gőzvezeték; 6 - gőzszelep; 7 - fűtőberendezés; 8 - póló dugóval; 9 - száraz kondenzátum vezeték; 10 - nedves kondenzátum vezeték; 11 - sminkvezeték; 12 - gőztartály; 13 - bypass hurok
A 10 visszatérő kondenzvízvezeték felső részébe egy 4 cső van beépítve, amely összeköti a légkörrel a rendszer üzembe helyezésekor és leszerelésekor történő öblítés céljából.
A gőztartályban lévő vízszint szabályozása a 3. vízmérő üveggel történik. A gőznyomás adott szint fölé emelkedésének megakadályozása érdekében a 2-es hidraulikus szelepet h munkafolyadék magassággal kell felszerelni.
A gőzfűtési rendszert 6 gőzszelepekkel és 8 dugós vezérlő pólókkal állítják be, biztosítva, hogy amikor a gőzkazán tervezési üzemmódban működik, akkora mennyiségű gőz kerüljön minden egyes fűtőberendezésbe, amelynek ideje lenne teljesen lecsapódni. . Ebben az esetben gyakorlatilag nem figyelhető meg gőzkibocsátás az előzőleg kinyitott vezérlő pólóból, és elhanyagolható annak a valószínűsége, hogy a kondenzátum „áttörjön” a 4 levegőcsőbe. A gőzfűtési rendszer kondenzvízveszteségét a kazán dobjának speciálisan kezelt (keménysóktól mentes) vízzel való feltöltésével kompenzálják, amelyet a 11-es csővezetéken vezetnek be.
A gőzfűtési rendszerek, mint már említettük, felső és alsó gőzcsőcsatlakozással rendelkeznek. Az alacsonyabb gőzeloszlás (1. ábra, b) hátránya, hogy a felszálló- és függőleges felszállócsövekben képződött kondenzvíz a gőz felé áramlik, és esetenként elzárja a gőzvezetéket, hidraulikus ütéseket okozva. A kondenzvíz halkabb lefolyása akkor következik be, ha az 5. gőzvezetéket a gőzmozgás felé lejtőn, a 9. kondenzvízvezetéket pedig a kazán felé vezetik. A kapcsolódó kondenzátumnak a gőzvezetékből a kondenzvízvezetékbe való elvezetéséhez a rendszer speciális bypass hurokkal van felszerelve 13.
Ha a gőzfűtési hálózat nagy elágazású, akkor a kondenzátumot gravitációs erővel egy speciális gyűjtőtartályba 3 (2. ábra) vezetik le, ahonnan a 8. szivattyú az 1. kazánba szivattyúzza. A szivattyú időszakosan üzemel, a hőmérséklet változásától függően. a vízszint a gőztartályban 2. Ezt a fűtési rendszert nyitottnak nevezik; Ebben a kondenzátum és a gőz elválasztására általában kondenzvízcsapdákat (kondenzátum edényeket) használnak 7. Ez utóbbiak leggyakrabban úszós vagy csőmembrános kialakításúak (3. ábra).
2. ábra A kondenzátum kényszer visszavezetésének sémája: 1 - kazán; 2 - gőztartály; 3 - kondenzvízgyűjtő tartály; 4 - levegőcső; 5 - elkerülő vezeték; 6 - gőzszelepek; 7 - kondenzátum lefolyó; 8 - pótszivattyú; 9 - visszacsapó szelep
Egy úszó gőzfogó (lásd 3. ábra, b) így működik. A gőz és a kondenzátum a bemeneti nyíláson keresztül bejut a 3 úszó alá, amely egy karral kapcsolódik a 4 golyóscsaphoz. A 3 úszó sapka alakú. Gőznyomás alatt felúszik, elzárja a golyóscsapot 4. A kondenzvíz kitölti a kondenzvízcsapda teljes kamráját; ilyenkor a szelep alatti gőz lecsapódik és az úszó lesüllyed, kinyitva a golyóscsapot. A kondenzvíz a nyíl által jelzett irányban távozik, amíg a páraelszívó alatt felgyülemlett újabb gőzrészek nem úsztatják a tetőt. Ezután megismétlődik a kondenzvízcsapda működési ciklusa.
3. ábra Kondenzvíz csapdák: a – harmonika; b – úszó; 1 – fújtató; 2 – alacsony forráspontú folyadék; 3 – úszó (felborított sapka); 4 - golyóscsap
Tovább ipari vállalkozások termelési gőzfogyasztókkal magas vérnyomás, a gőzfűtési rendszerek nagynyomású körökkel csatlakoznak a fűtési hálózathoz (4. ábra). A saját vagy körzeti kazánházból származó gőz az 1 elosztófésűbe jut, ahol nyomását a 3 nyomásmérő szabályozza. Ezután 2 gőzt továbbítanak az 1 fésűtől húzódó gőzvezetékeken keresztül a termelő fogyasztókhoz, majd a T1 gőzvezetékeken a gőzfűtési rendszer fogyasztói. A T1 gőzvezetékek a 6 gőzfűtőfésűhöz, a 6 fésű pedig a 4 nyomáscsökkentő szelepen keresztül az 1. fésűhöz csatlakozik. A nyomáscsökkentő szelep a gőzt legfeljebb 0,3 MPa nyomásra fojtja. A gőzfűtési rendszerek nagynyomású gőzvezetékeinek vezetése általában felül történik. Ezen rendszerek gőzvezetékeinek és fűtőberendezéseinek fűtőfelületeinek átmérője valamivel kisebb, mint a kisnyomású gőzfűtőrendszereké.
4. ábra A nagynyomású gőzfűtés diagramja: 1 - elosztó fésű; 2 - gőzvezeték; 3 - nyomásmérő; 4 - nyomáscsökkentő szelep; 5 - bypass (bypass vonal); 6 - fűtési rendszer fésű; 7 - rakomány biztonsági szelep; 8 - rögzített támaszték; 9 - kompenzátorok; 10 - gőzszelepek; 11 - kondenzvízvezeték; 12 - kondenzvíz elvezetés
A gőzfűtési rendszerek hátránya a fűtőberendezések fűtési teljesítményének szabályozásának nehézsége, ami végső soron túlzott üzemanyag-fogyasztáshoz vezet a fűtési szezonban.
A gőzfűtési rendszerek csővezetékeinek átmérőjét a gőz- és kondenzvízvezetékekre külön számítják ki. Az alacsony nyomású gőzvezetékek átmérőjét ugyanúgy határozzák meg, mint a vízmelegítő rendszerekben. Nyomásveszteség a rendszer fő keringető gyűrűjében? p pk, Pa, a gyűrűbe tartozó összes szakasz ellenállásának (nyomásveszteségének) összege:
ahol n a súrlódásból eredő nyomásveszteség aránya a gyűrűben lévő összes veszteségből; ?I a fő keringtető gyűrű szakaszainak teljes hossza, m.
Ezután meghatározzák a szükséges p k gőznyomást a kazánban, amely biztosítja a fő keringtető gyűrű nyomásveszteségének leküzdését. Alacsony nyomású gőzfűtési rendszerekben a gőznyomás különbsége a kazánban és előtte fűtőberendezések csak a gőzvezeték ellenállásának leküzdésére fordítják, és a kondenzátumot a gravitáció visszavezeti. A fűtőberendezések ellenállásának leküzdésére p = 2000 Pa nyomástartalékot biztosítanak. A fajlagos gőznyomás-veszteség a képlettel határozható meg
![]() | (3) |
ahol 0,9 annak az együtthatónak az értéke, amely figyelembe veszi a nyomástartalékot az el nem számolt ellenállás leküzdéséhez.
Alacsony nyomású gőzfűtési rendszerek esetében az n súrlódási veszteségek hányadát 0,65-nek, a nagynyomású rendszereknek pedig 0,8-nak kell venni. A (3) képlettel számított fajlagos nyomásveszteség értékének meg kell egyeznie a (2) képlettel meghatározott értékkel, vagy valamivel nagyobbnak kell lennie annál.
A gőzvezetékek átmérőinek meghatározása az egyes tervezési szakaszok számított fajlagos nyomásveszteségének és hőterhelésének figyelembevételével történik.
A gőzvezetékek átmérői a referenciakönyvekben található speciális táblázatok vagy az alacsony nyomású gőzsűrűség átlagos értékére összeállított nomogram (5. ábra) segítségével is meghatározhatók. Gőzfűtési rendszerek tervezésekor a gőzvezetékekben a gőzsebességet a táblázatban megadott ajánlások figyelembevételével kell figyelembe venni. 1.
A többi módszertan hidraulikai számítás kisnyomású gőzvezetékek és cirkulációs gyűrű ellenállások teljesen hasonló a vízvezetékek számításához GŐZ FŰTÉSI RENDSZEREK OSZTÁLYOZÁSA
A gőzfűtési rendszereket az I. fejezetben leírtak szerint vákuum-gőz-abszolút nyomásra osztják<0,1 МПа (менее 1 кгс/см2), низкого давления - избыточное давление 0,005-0,07 МПа (0,05- 0,7 кгс/см2) и высокого давления - избыточное давление >0,07 MPa (több mint 0,7 kgf/cm2). Az alacsony nyomású gőzrendszereket pedig nyitott, a légkörrel kommunikáló és zárt, a légkörrel nem kommunikáló gőzrendszerekre osztják. A kondenzátum kazánba való visszavezetésének módja szerint vannak zárt rendszerek - a kondenzátum közvetlen visszavezetésével a kazánba, és nyitott rendszerek - a kondenzátum visszavezetésével a kondenzvíztartályba, majd a tartályból a kazánba történő szivattyúzásával. Az eszközökkel ellátott csövek bekötési rajza szerint a rendszerek lehetnek kétcsövesek és egycsövesek (mind felső, alsó és középső csatlakozással, száraz és nedves kondenzvízvezetékekkel), a hozzá kapcsolódó gőz- és kondenzvízmozgással és zsákutcával. Száraz kondenzvíz csővezetékek azok, amelyek szakaszai nincsenek teljesen feltöltve kondenzvízzel, és a rendszer működésének megszakításai során nem töltődnek fel vízzel. A nedves kondenzvízvezetékek azok, amelyek mindig tele vannak vízzel. |
fűtési rendszerek
Gőzfűtés. Működés elve. Előnyök és hátrányok. Hűtőfolyadékként gőz.
(kJ/kg)
ahol i n a száraz telített gőz fajlagos entalpiája, kJ/kg
i f – a forrásban lévő víz fajlagos entalpiája, amelyet 1 kg víz nulla fokról forráspontra melegítésével kapunk.
r az a párolgási hő, amelyet 1 kg víz forrásponti gőzzé alakításakor kapunk.
Gőz, mint hűtőfolyadék:
A hűtőfolyadék folyékony vagy gáz halmazállapotú közeg, amelyet a fűtési rendszerben mozgatnak.
A hűtőfolyadék hőt halmoz fel, majd továbbítja a fűtött helyiségbe.
Használat előnyei:
1) kevesebb fémfogyasztás fűtőberendezéseknél, mint egy vízrendszernél.
2) alacsonyabb hidrosztatikus gőznyomás függőleges csővezetékekben.
3) alacsony hőtehetetlenség, amely gyors felfűtést és gyors hűtést tesz lehetővé.
4) a gőz nagy távolságra történő mozgatásának képessége.
A gőz hátrányai:
1) hőség gőz, és ebből adódóan az O.P. felületének magas hőmérséklete, ami a készülék felületén lévő por bomlásához és száraz szublimációjához vezet, amihez káros anyagok szabadulnak fel. különösen a CO-oxidok.
2) az eszközök hőátadásának minőségi beállításának lehetetlensége, mivel a gőz hőmérséklete állandó.
4) a csövek gyorsított korróziója.
A gőzfűtési rendszerek osztályozása. A gőzfűtés jellemzői.
1. A gőznyomástól függően:
Szubatmoszférikus (abszolút nyomás<0,10 мПа)
Vákuum-gőz (abszolút nyomás<0,11 мПа)
Alacsony nyomás (abszolút nyomás 0,105-0,17 mPa)
Nagy nyomás (abszolút nyomás 0,17-0,27 mPa)
2. A kondenzátum kazánba való visszavezetésének módja szerint:
Zárt (a kondenzátum gravitációs úton történő közvetlen visszavezetésével a kazánba)
Nyitott (a kondenzátum visszavezetésével a tartályba, majd a kazánba való szivattyúzásával)
3. A légkörrel kapcsolatban:
Nyitott (azaz a kondenzvíztartály kommunikál a légkörrel)
Zárt (a tartály nem kommunikál a légkörrel)
4. A csővezeték-elrendezési diagramok szerint:
Monotube
Dupla cső
Felső, alsó és középső vezetékekkel.
5. Nyomásos és gravitációs kondenzvíz-elvezetéssel:
Nyomás - teljesen feltöltve egy szivattyú által mozgatott kondenzátummal.
6. Száraz és nedves kondenzvíz elvezetéssel. A levegő mozog a szárazon, a kondenzátum pedig a gravitáció hatására. A nedves teljesen meg van töltve kondenzátummal - nyomás.
A működési elv a párologtatás látens hőjének a helyiségbe történő átvitelén alapul, amely a gőzkondenzáció során szabadul fel. Száraz telített gőzt (azaz vízzel egyensúlyban lévő) használunk.
A kazánokból származó gőz gőzvezetékeken keresztül a fűtőberendezésbe áramlik, ahol lecsapódik, és a gőzképződés látens hőjét a készülékek falán keresztül a környezetbe engedi. Ezután a kondenzátum a készülékekből a kazánházba kerül. A gőz kondenzálásakor a hőmérséklete nem változik, de a gőz térfogata átlagosan 1000-szeresére csökken.
Az alacsony nyomású gőzfűtés sematikus diagramja az ábrán látható. Három fő elemből áll: gőzkazánból, fűtőberendezésekből és csőhálózatból.
A rendszer működése a következő. A víz, amellyel a hőfejlesztő (kazán) meg van töltve, egy bizonyos szintre melegszik. A víz 100°C fölé melegítése után gőz képződik, amely a csővezetékeken keresztül elkezd keveredni a fűtőberendezésbe. A fűtőberendezés falaival érintkezve lehűl, lecsapódik. Ebben az esetben a párologtatás látens hője főként a készülék falain keresztül jut el a fűtött helyiségbe. A keletkező kondenzátum a gravitáció révén csővezetékeken (kondenzátumvezetékeken) visszakerül a készülékből a kazánba, hogy újra gőzzé alakuljon.
Mivel a fűtőberendezés és a csővezetékek a rendszer részéig levegővel vannak feltöltve, ezért a gőz csak a levegő előzetes kiszorítása után, nehezebb közegként kerülhet a készülékbe.
A levegő eltávolításra kerül a rendszerből, a gőz útja mentén a fűtőberendezéshez, majd a kondenzvízvezeték mentén, párhuzamosan haladva a kondenzátummal. Így a kondenzvízvezeték keresztmetszetének elegendőnek kell lennie a kondenzátum és a levegő mozgatásához.
Feltételesen száraznak nevezzük azt a kondenzvízvezetéket, amelyben a kondenzátum és a levegő mozog. A kondenzátum gravitációs mozgásához i = 0,005 meredekségű száraz kondenzvízvezeték egy függőleges csőbe kerül, amelynek teljes keresztmetszetét elfoglalva a kondenzátum visszatér a kazánba. Az a pontban, amely a vízszintes csövet a függőlegeshez köti, a levegő a levegőcsövön keresztül a kazánházba kerül.
Így a gőzfűtési rendszer abban különbözik a vízmelegítő rendszertől, hogy a gőzrendszerben nincs tágulási tartály; a levegőt nem a felső pontján, hanem alatta (alagsorban, kazánházban) távolítják el a rendszerből, mielőtt a kondenzátum belép a kazánba, speciálisan elhelyezett levegőn keresztül.
A gőzrendszerben lévő csővezetékek a fűtőberendezéshez vezető gőzvezetékekre és a kondenzátum csővezetékekre vannak felosztva - a fűtőberendezéstől a hőfejlesztőig.
A fűtőberendezés gőzellátásának szabályozása úgy végezhető el, hogy a készülék mögötti kondenzvízvezetékre dugós pólót szerelnek fel (lásd az ábrát). A dugó kicsavarásával beállíthatja a gőzellátó csövön lévő szelepet, és beállíthatja azt az üzemmódot, amelyben a gőz teljesen lecsapódik a készülékben. A kondenzvízvezetékbe jutó gőz a levegőcsövön keresztül távozik a kazánházba. Célszerűbb minden egyes fűtőberendezés mögé gőztömítést beépíteni, amely átengedi a levegőt és a kondenzátumot, de megakadályozza a gőz átjutását.
A gőztömítés működési elve a következő. A hermetikus hullámkarton doboz (harangozó) alkohollal van megtöltve. Gőzhőmérsékleten a doboz megnyúlik, és a ráerősített kúpos orsó lezárja a lyukat a gőz áthaladásához. Levegővel vagy kondenzvízzel történő öblítéskor, amelynek hőmérséklete alacsonyabb, mint a gőz hőmérséklete, a doboz nem nyúlik meg, és a lyuk nyitva marad.
A gőznyomás a hőfejlesztőben a ZiRl+Z) csővezeték hidraulikus ellenállásának leküzdésére szolgáló nyomásveszteségekből és a fűtőberendezésben, amelynek szelepe előtt meghatározott tervezési nyomást biztosít.
Általában a hőfejlesztő gőznyomását a rendszer hosszától függően - a hőfejlesztőtől a legtávolabbi függőleges felszállóig terjedő távolságtól függően - hozzárendelik. A gyakorlat szerint 100 m-es rendszerhosszig a nyomást 0,1 kg/cm2-ig, 200 m-ig - 0,2 kg/cm2-ig, 300 m-ig - 0,3 kg/cm2-ig veszik. .
A számított gőznyomás értékét a kazánban a kondenzvízvezeték függőleges szakaszában (nedves kondenzvízvezeték) és a hőtermelőben lévő vízszintek különbsége határozza meg.
Egy h magasságú vízoszlopnak ki kell egyensúlyoznia a gőznyomást a kazánban. A magasság a kazánban uralkodó gőznyomásnak felel meg, vízoszlop méterben kifejezve.
Ez a diagram lényegében megismétli a gőzfűtési rendszer teljesen átgondolt sematikus diagramját. Ez a séma abban különbözik, hogy itt a hőfejlesztőből (kazánból) származó gőz belép a fő felszállóba, majd a fővezetéken, a függőleges felszállókon és a felső csatlakozásokon keresztül a fűtőberendezésekhez jut. A fűtőberendezésekben keletkező kondenzátum kondenzvízvezetékeken keresztül a kazánba áramlik.
A leírt séma előnyösen különbözik az alábbiakban tárgyalt többitől abban, hogy a gőz felülről lefelé haladva jut be a fűtőberendezésekbe a felszállóvezetékeken keresztül, míg a felszálló-gőzvezetékekben képződő kondenzátum a csövek falán a csövek mozgásával azonos irányban folyik le. gőz. Az egyetlen kivétel a fő felszállócső, amelyben a gőz mozgása során (a csővezetékek hőveszteségei miatt) képződő kondenzátum a gőz felé áramlik. Célszerű a gőz és a kondenzátum együttmozgatása, mivel két közeg ilyen mozgása esetén a gőz és a kondenzátum mozgási módja nem zavarható - nincsenek a gőz és a kondenzátum ellenáramú mozgási irányára jellemző lökések, hidraulikus ütések. egy csövet.
Az ellátó vezetéket a gőz mozgása felé lejtőn, a kondenzációs vezetéket pedig a kazán felé lejtőn kell lefektetni.
Alacsony nyomású gőzfűtőrendszer alsó vezetékezéssel és gravitációs kondenzátum visszavezetéssel. Ez a rendszer a fő gőzvezeték és a kondenzátum gőzvezetékből U-alakú hurok segítségével történő leeresztő (szárító) helyzetében különbözik a felső elosztású rendszertől.
Az ábrán egy hidraulikus leeresztő szelep látható. A hurok aljára dugós póló van felszerelve, amely szükséges a hurok tisztításához, valamint a víz elvezetéséhez a rendszer hosszú távú leállítása során, hogy elkerülje a hurokban lévő víz befagyását.
Az U alakú hidraulikus szelep magasságát a H érték határozza meg:
N=N1 + N zap,
H 1– a gőznyomást kiegyenlítő vízoszlop magassága a hidraulikus tömítés csatlakozási pontján;
N zap, - a csővezetékben lévő gőznyomást figyelembe vevő tartalék, 0,2-0,25 m magas kiegyenlítő folyadékoszlop.
Az előzőleg ismertetett felső vezetékes rendszerhez képest az alsó vezetékes rendszerben a gőz felszálló felszállóvezetékeken keresztül jut be a fűtőberendezésekbe, míg a keletkező kondenzátum lefolyik a gőz mozgása felé. Ennek eredményeként a gőz mozgásának sebessége a felszállók mentén kisebb legyen, mint a mozgás sebessége a felső elosztású rendszer felszállóiban. Nagy gőzmozgási sebességnél ez utóbbi felfelé emelkedve képes felvenni a lefolyó kondenzátumot, ami zaj kíséretében.
Alacsony nyomású gőzfűtőrendszer közepes vezetékezéssel és száraz kondenzátum csővezetékekkel. A 3-5 emelet magas épületekben alacsony nyomású, közepes gőzelosztású gőzfűtési rendszereket építenek ki (V.5. ábra).
A gőzvezetéket egy ilyen rendszerben az egyik emelet mennyezete alatt helyezik el; a rendszer gőzvezeték feletti része az alsó vezetékrendszerhez, a gőzvezeték alatti másik része pedig a felső vezetékrendszerhez hasonló lesz.
A rendszer előnyei közé tartozik a kondenzátum ésszerű (speciális eszközök nélkül) eltávolítása a gőzvezetékből és a fő gőzvezeték ésszerű elhelyezése a fűtött helyiségben. Ebben az esetben a gőzvezeték hőátadása fűtésre szolgál.
Az összes kondenzvíz felszállóvezeték a felsővezetékre csatlakozik, amelyet általában vízszintesen fektetnek le. A levegő kiengedéséhez szereljen be egy csövet a.
A fő kondenzvízvezeték, amely ebben a rendszerben csak a kondenzátum elvezetésére szolgál, teljesen meg van töltve vízzel, ellentétben a száraz kondenzvízvezetékkel rendelkező gőzrendszerrel, ezért nedvesnek nevezik.
Alacsony nyomású gőzfűtési rendszer kondenzvízzel a kazánba szivattyúval. Ha a gőzkazán a fűtőberendezések alatt van elhelyezve, akkor a kondenzátum gravitációs visszavezetésével rendelkező alacsony nyomású gőzfűtési rendszerek telepíthetők.
Nagy távolságú rendszerekben a kazánban a tervezési gőznyomás növekedése miatt a kazánházat ennek megfelelően még tovább kell mélyíteni.
Ha nehéz a kazánház mélyítése (általában 0,2 kg/cm2 feletti nyomáson), alacsony nyomású gőzfűtési rendszert alkalmaznak kondenzátum szivattyúzással szivattyú segítségével. Ebben a rendszerben fűtőberendezések telepíthetők a kazán alá.
A kondenzvíz-szivattyúzású gőzfűtési rendszerben a gőzvezetékek elosztása bármilyen lehet - felső, alsó, középső. A fűtési rendszerből származó kondenzátum a kondenzvíztartályba kerül, ahonnan centrifugális tápszivattyú segítségével a kazánba szivattyúzzák (V.7. ábra).
Javasoljuk, hogy a tápszivattyút a kondenzvíztartály alja alá szerelje be úgy, hogy a szivattyú a töltés alatt legyen. Az ilyen szivattyú telepítésének szükségességét az magyarázza, hogy a szivattyú szívómagassága a szivattyúzott víz hőmérsékletétől függ: az alsó hőmérséklet növekedésével ez a magasság meredeken csökken. Azt is szem előtt kell tartani, hogy amikor a szivattyú szívócsövében vákuum jön létre, amelynél a víz forráspontja csökken, a forró víz gyorsabban válik gőzállapotba, mint a hideg víz. A víz gőzállapotba való átmenete jelentősen csökkenti (ha nem nullára csökkenti) a szivattyú teljesítményét. A szivattyú beszerelése „árvíz” alá, azaz egy vízoszlop nyomása alá, kiküszöböli a leírt jelenség lehetőségét.
A kondenzvíz-szivattyúzású gőzrendszerben a levegőt a kondenzációs vezetéken keresztül távolítják el, és a kondenzációs tartályon keresztül engedik a légkörbe. Erre a célra egy zárt tartályba speciális légcső van beépítve. Annak megakadályozására, hogy a gőz a kondenzációs vezetéken keresztül a légkörbe kerüljön, ennek a csővezetéknek a végén, v a tartályban kondenzcsapda van felszerelve.
Gőzfűtési rendszerek berendezései: kondenzvíz lefolyók, kondenzvíz tartályok, biztonsági berendezések.
1) gőzfogók- ezek olyan eszközök, amelyek megakadályozzák a gőz behatolását a kondenzvízvezetékbe:
a) hidraulikus szelepek
Ezekben a rendszer működése során a h oszlopok magasságkülönbsége megmarad, kiegyenlítve a gőznyomást a hurok gőzvezetékhez való csatlakozási pontján. A különbség miatt a gőz nem tud áthatolni a kondenzvízvezetéken. A hurok alján egy póló található a víz kiengedéséhez és a tisztításhoz.
b) kondenzvízcsapdák fordított úszóval:
működési elv - az úszó gőz és kondenzátum hatására alulról lebeg. Ebben az esetben az úszóhoz egy karral csatlakoztatott gömbcsap zárja el a kimeneti nyílást. A kondenzvízzel teli úszó leesik, és kinyílik a kimenet.
c) termosztatikus gőzfogó:
1 - test, 2 - fújtató (termosztát), 3 - burkolat, 4 - ülés, 5 - orsó
fűtőberendezések után beépítve a nem kondenzált gőz megtartására.
A fújtató részben 90-95 °C forráspontú folyadékkal van feltöltve. A gőzkondenzátumba belépve a fújtatóban lévő folyadék felforr. A növekvő belső nyomás hatására a fújtató megnyúlik, és az orsó elzárja az ülésben lévő kivezető nyílást. A ház kondenzvízzel való feltöltése és hőmérsékletének 8-20 fokos csökkentése után a csőmembránban lévő folyadékgőzök lecsapódnak, a harmonika lerövidül és kinyílik a kivezető nyílás.
d) termodinamikai:
1 – test, 3 – burkolat, 4 – ülés, 6 – tárcsa
Úszószelepként szerelik be az autópályákra p>0,1 MPa-nál. Amikor a kondenzvíz alulról behatol, a tárcsa az ülés fölé emelkedik, és a kondenzátum az ülésben lévő gyűrű alakú hornyon keresztül a kimenethez áramlik.
2) kondenzvíztartály
A rendszer kondenzátumának összegyűjtésére. A kondenzátumot fel kell tölteni<80% объема бака.
3) biztonsági szelep– megakadályozza, hogy a rendszerben a nyomás a számított érték fölé emelkedjen.
Vannak: - ruganyos; - kar
A légfűtés jellemzői. Összehasonlító előnyök és hátrányok. A légfűtési rendszerek osztályozása. A fűtéshez szükséges levegő mennyisége és hőmérséklete. Helyi légfűtés. Fűtési és fűtési és szellőztető egységek. - 1 óra.
A légfűtésnek sok közös vonása van más típusú központi fűtéssel. Mind a levegő, mind a víz fűtése azon az elven alapul, hogy a hűtőfolyadék hűtésével hőt adnak át a fűtött helyiségekbe. A központi légfűtési rendszerben, akárcsak a víz- és gőzfűtési rendszerekben, van hőfejlesztő - központi berendezés a levegő és hőcsövek fűtésére - csatornák a hűtőfolyadék - levegő mozgatására.
A különbség az, hogy a légfűtéses rendszerben nincsenek fűtőberendezések: a forró levegő a felhalmozott hőt közvetlenül a fűtött helyiségbe juttatja, keveredve a belső levegővel, és a kerítések felületén mozog. A légfűtés sugara szűkíthető egy helyiségre, fűthető egy vagy több víz- vagy gőzlégmelegítővel. Ebben az esetben a légfűtés lokálissá válik, és lényegében víz- vagy gőzfűtéssé alakul (bár a légfűtő teljesítménye jóval nagyobb, mint egy hagyományos fűtőberendezés teljesítménye, és intenzív légáramlás jöhet létre a helyiségben).
A légfűtést a beltéri levegő környezet egészségügyi és higiéniai mutatóinak növekedése is jellemzi. Biztosítható az emberek normál közérzete szempontjából kedvező légmozgás, a szobahőmérséklet egyenletessége, valamint a légcsere, tisztítás és párásítás. Ezenkívül a légfűtési rendszer telepítésekor fémmegtakarítás érhető el.
A légfűtés és a kényszerszellőztetés kombinálásának lehetősége a hideg időszakban, a helyiségek nyári hűtésével, közelebb hozza a légfűtést a szellőzéshez és a légkondicionáláshoz, és meghatározza alkalmazási körét az ipari, polgári és mezőgazdasági épületekben.
A meleg levegő azon tulajdonságát, hogy gyorsan felfűt egy helyiséget, időszakos vagy vészfűtésre használják.
A légfűtés a helyiségek fűtésének egyik legősibb módja. A fűtött levegő épületek fűtésére való felhasználása már korunk előtt ismert volt. A „hyupocaustum” („alulról melegített”) légfűtési rendszert Vitruvius (Kr. e. 1. század vége) írta le részletesen. A kinti levegőt földalatti csatornákban melegítették fel, füstgázokkal előmelegítették, és a fűtött helyiségekbe került. A németországi kastélyok helyiségeit a középkorban ugyanezen az elven fűtötték, a levegőt pedig tűzkőkemencékben fűtötték. A 17. század közepén elterjedt légfűtés „orosz rendszerében” kizárták az égéstermékek helyiségbe jutásának lehetőségét: a levegőt egy speciális tűz-levegő kemence külső felületével érintkezve melegítették fel. Az ilyen tűz-levegős fűtésre példa volt a moszkvai Kremlben található csiszolt kamra fűtési rendszere (15. század vége), ahol a levegőt az alagsorban lévő központi kemencében melegítették fel.
A tűz-levegő fűtési technológiát a XVIII-XIX. A 18. század végén. építész N. A. Lvov közzétette a tűz-levegő fűtési rendszer tervezésének és számításának szabályait. Ez a rendszer, amelyben a külső levegőt tűz-levegős fűtőberendezésben melegítik, és csatornákon keresztül elosztják a helyiségekbe, számos európai országban elterjedt.
század elején. Meisner német professzor leírta a légfűtés fizikai törvényeit, N. A. Ammosov orosz mérnök „pneumatikus kemencét” - fémcsövekkel ellátott tűzmelegítőt használt a levegő központi fűtésére, amely akár 30 helyiség kemencét is helyettesített. Az „ammosov fűtést” évtizedek óta használják nagyvárosi polgári épületekben.
A tűzmelegítőkkel történő légfűtés hátránya - az üzemanyag égéstermékeinek levegőbe kerülésének lehetősége - a hűtőfolyadék és vele együtt a fűtött helyiségekbe (a szentpétervári Ermitázsban még a festmények és falfestmények sérülésének esete is ismert) - a tűzmelegítők víz-gőzre cseréléséhez vezetett. A modern fém fűtőtesteket ipari, polgári és mezőgazdasági épületek fűtési és szellőzőrendszereiben használják.
A légfűtés azonban nem nélkülözi a jelentős hátrányokat. Mint ismeretes, a légcsatornák keresztmetszete és felülete a levegő alacsony hőtároló képessége miatt sokszorosa a vízvezetékek keresztmetszetének és felületének. Egy jelentős hosszúságú hálózatban a levegő érezhetően lehűl, annak ellenére, hogy a légcsatornák hőszigeteléssel vannak bevonva. Emiatt előfordulhat, hogy a központi légfűtés alkalmazása más rendszerekkel összehasonlítva adott költségek mellett gazdaságosan nem megvalósítható. Egy többszintes épület kiterjedt hálózatában az is előfordulhat, hogy működés közben megszakad a levegő elosztása a helyiségekben, amint azt a 60-as években a lakóépületek légfűtésének tapasztalatai mutatták. A helyi légfűtés nem rendelkezik a felsorolt hátrányokkal, de nem mentes a negatív tulajdonságoktól a fűtőberendezések közvetlenül a helyiségben történő elhelyezése miatt.
A fűtőberendezések helyiségből való eltávolításának szükségessége megakadályozhatja a helyi légfűtés alkalmazását. Ha emellett több helyiséget is szükséges friss szellőztetéssel ellátni, akkor csak központi légfűtési rendszer esetén mindkét feltétel együttesen teljesül.
A légfűtési rendszerek osztályozása.
A gravitációs és ventilátoros légfűtési rendszerek, mint már említettük, lehetnek helyi és központiak
Helyi légfűtési rendszer sematikus ábrái. Tiszta fűtési rendszer teljes hűtőfolyadék-visszavezetéssel - a levegő lehet légcsatorna nélküli vagy légcsatornás. A légcsatorna nélküli rendszernél a levegőt fűtőberendezésben melegítik, és ventilátorral mozgatják. A 2. forró levegő csatorna jelenléte természetes légáramlást okoz a helyiségben és a fűtőberendezésen keresztül. A hőcserélő-fűtőben a primer hűtőközeg lehűtve felmelegíti a levegőt, vagyis a helyiség belső levegőjéhez képest túlmelegíti a másodlagos hűtőközeget, hogy a fűtési funkciót teljesítse. Ezt a két rendszert olyan helyiségek helyi légfűtésére használják, amelyek nem igényelnek szellőztetést.
A helyiség helyi légfűtéséhez, a szellőztetéssel egyidejűleg, két másik rendszert használnak
A részleges cirkulációs séma szerint a levegő egy részét kívülről veszik; a levegő másik része a külső levegővel keveredik (részleges levegőkeringetés történik). A kevert levegőt fűtőberendezésben melegítik fel, és ventilátorral juttatják a helyiségbe. A helyiséget a beáramló összes levegő fűti, a levegőnek csak az a része szellőztet, amelyik kívülről kerül be. A levegőnek ez a része egy csatornán keresztül távozik a helyiségből a légkörbe.
Közvetlen folyamatábra: A helyiség szellőztetéséhez szükséges mennyiségű külső levegőt felmelegítik fűtésre, és a helyiségben történő lehűlés után ugyanannyit juttatnak el a légkörbe.
Központi légfűtési rendszer - csatorna. A levegőt az épület hőközpontjában melegítik fel a kívánt hőmérsékletre, ahol a primer hűtőközeg a hőcserélő-fűtőbe kerül.
A rendszerben a fűtött levegőt speciális csatornákon keresztül osztják el a helyiségekben, és a hűtött levegőt más csatornákon keresztül visszavezetik a légfűtőben történő újramelegítéshez. A teljes levegőkeringetés a helyiségek szellőztetése nélkül történik. A fűtőberendezés hőfogyasztása megfelel a helyiség hőveszteségének, azaz a kör tisztán fűt.
A léghőfüggöny létrehozására szolgáló berendezés, amelyet gyakran használnak a középületek és ipari épületek külső bejáratánál, példaként szolgálhat a helyi és központi légkeringető fűtési rendszerre.
Recirkulációs levegő fűtési rendszer Alacsonyabb kezdeti beruházásokkal és üzemeltetési költséggel rendelkezik, de olyan területeken is használható, ahol a higiéniai kérdések nem jelentősek. A központi gravitációs légfűtőrendszer működési területe körülbelül 10-15 m-re korlátozódik, a hőközponttól a legtávolabbi függőleges csatornáig tartó vízszintes út mentén számolva. Ez a természetes keringető effektív nyomás kis értékével magyarázható, amely még a meleg és a külső levegő közötti jelentős hőmérséklet-különbség mellett is csak kb. 4 Pa. (0,4 kgf/m2) a csatorna magasságának minden méterére.
Légfűtési rendszer részleges recirkulációval mechanikus impulzussal van elrendezve a légmozgás érdekében, és a legrugalmasabb. Különféle üzemmódokban tud működni: helyiségekben a részlegesen kívül teljes cserét, valamint teljes légkeringtetést is végrehajthatunk. Ebben a három üzemmódban a rendszer fűtésként és szellőztetésként, tisztán szellőztetésként és tisztán fűtésként működik. Minden attól függ, hogy a levegőt kívülről szívják-e be, és milyen mennyiségben, és milyen hőmérsékletre melegszik fel a légfűtő levegője.
Közvetlen légáramú fűtési rendszer a legmagasabb üzemeltetési költséggel rendelkezik, ezért azokban a helyiségekben alkalmazzák, ahol a szellőztetés nem kisebb, mint a megfelelő fűtőhatás létrehozásához szükséges levegőmennyiség (például olyan helyiségekben, ahol az emberi egészségre káros, robbanásveszélyes, kellemetlen szagú tűzveszélyt bocsátanak ki). A ventilátor segítségével történő levegőmozgatás szükségesnek bizonyul, ha a rendszernek jelentős sugara van, a termikus központ alatti helyiségek fűtéséhez, valamint a szűrőkben lévő levegő tisztításához (recirkulációs fűtési rendszerben is).
A fűtéshez szükséges levegő mennyisége és hőmérséklete.
A helyiség fűtésére szolgáló levegő olyan hőmérsékletre melegszik fel, hogy a belső levegővel való keveredése és a burkolatok felületével történő hőcsere eredményeként a beállított szobahőmérséklet megmaradjon.
A meleg levegő hőmérsékletének lehetőleg magasabbnak kell lennie, hogy az egyenletből látható módon csökkenjen a bevezetett levegő mennyisége, és ennek megfelelően csökken a csatornák mérete, és csökken a ventilátorrendszer energiafogyasztása is.
A higiéniai szabályok azonban meghatároznak egy bizonyos hőmérsékleti határt - a levegőt nem szabad 70 ° C fölé melegíteni, hogy ne veszítse el tulajdonságait az emberek által belélegzett közegként. Ezt a hőmérsékletet általában olyan helyiségek légfűtési rendszerénél fogadják el, ahol állandó vagy hosszan tartó (több mint 2 órán át) tartózkodnak emberek, ha a meleg levegő szabadon távozik a felső zónába (a padlótól 0,4 LE felett, ahol a hp a szoba magassága, m)
Egy alacsony helyiségben forró levegő áramlik a mennyezetre. A mennyezet hőmérséklete a sugár terjedési zónájában, különösen a rácstól számított első méteren, nő, és a sugár hőmérséklete csökken. Ennek eredményeként megnő a sugárzó hőátadás a helyiségben. A bevezetett levegő hőmérsékletének növelésének határértéke ebben az esetben a sugárzó-konvektív hőcsere számításán alapul, a helyiség hőkomfort feltételeinek ellenőrzésével, hasonlóan a paneles sugárzó fűtéshez.
Ha a padlótól legfeljebb 0,4 LE magasságban meleg levegőt juttatnak a helyiségbe, a hőmérséklete a munkahelytől 2 m-nél nagyobb távolságban nem haladhatja meg a 40-45 ° C-ot. Ez alól kivételt képeznek a levegő-termikus függönyök. külső ajtóknál és kapuknál, amikor Az elhaladó személy rövid távú kitettsége esetén a bevezetett levegő magasabb hőmérséklete megengedett.
Ha egy személy hosszú távú közvetlen hatásnak van kitéve a felhevített levegőáramnak, ajánlott ennek a levegőnek a hőmérsékletét 25 ° C-ra csökkenteni.
A képlet a helyiségbe csak fűtési céllal szállított levegő tömegmennyiségét határozza meg, és a rendszert recirkulációsra tervezték. Ha a légfűtési rendszer egyben szellőztető rendszer is, a bevezetett levegő mennyiségét a következő feltételeknek megfelelően kell beállítani.
Ha a fűtésre szánt levegő tömege megegyezik vagy meghaladja a szellőztetéshez szükséges levegő mennyiségét, akkor a fűtőlevegő mennyisége és hőmérséklete megmarad, és a rendszert közvetlen áramlású vagy részleges recirkulációval választjuk ki.
Ha a szellőzőlevegő tömegmennyisége meghaladja a fűtési célú levegőmennyiséget, akkor a szellőztetéshez szükséges levegőmennyiséget veszik, a rendszert közvetlen áramlásúra tervezik, és a bevezetett levegő hőmérsékletét a képlet
A helyiség fűtésére szolgáló levegő mennyisége vagy hőmérséklete csökken, ha a helyiségben állandó hőtermelés történik.
Központi fűtési és szellőzőrendszerrel a forró levegő képlettel meghatározott hőmérséklete minden helyiségben eltérő. Műszakilag kivitelezhető az egyes helyiségek különböző hőmérsékletű levegőellátása, de ez bonyolítja a rendszer kialakítását és működését, és előfordulhat, hogy gazdaságilag nem életképes.
Egyszerűbb, és néha célszerűbb minden helyiségbe azonos hőmérsékletű levegőt juttatni. Ehhez a levegő hőmérsékletét az egyes helyiségekre számított legalacsonyabbnak tekintjük, és a bevezetett levegő tömegét a képlet segítségével újraszámítjuk. A levegőcsere enyhe növelése higiéniai szempontból előnyös.
Helyi légfűtés.
Helyi légfűtés ipari, polgári és mezőgazdasági épületekben az alábbi esetekben történik:
a) központi befúvó szellőztetés hiányában munkaidőben, és a fűtési rendszer tisztán fűthető és kombinálható helyi befúvással;
b) munkaszüneti időben a meglévő befúvó szellőztető rendszer fűtési célú felhasználásának hiánya és lehetetlensége vagy gazdasági célszerűtlensége esetén.
A helyi légfűtéshez a következőket használják:
1) mechanikus hajtású légmozgású recirkulációs fűtőegységek, amelyek légcsatorna nélküli fűtési rendszert alkotnak
2) fűtő- és szellőztető egységek részleges levegőkeringetéssel és közvetlen áramlással, mechanikus hajtású légmozgással is
3) természetes légmozgású recirkulációs légfűtők, amelyek légcsatornás fűtési rendszert alkotnak
A fűtő- és fűtő-szellőztető egységek csak ipari épületek műhelyeinek, köz- és mezőgazdasági épületek nagy helyiségeinek, lakóépületek lakásainak fűtésére vagy szellőztetésével kombinált fűtésre szolgálnak.
A recirkulációs légmelegítőket épületek egyes helyiségeinek és többszintes épületek lépcsőházainak fűtésére használják.
A levegő keringtetése akkor megengedett, ha a fűtőelemek felületi hőmérséklete megfelel a helyiség higiéniai, tűz- és robbanásbiztonsági követelményeinek.
A fűtőegység olyan szabványos elemek halmaza, amelyeket egy gyárban szerelnek össze, és rendelkeznek bizonyos levegő-, hő- és elektromos teljesítménnyel. Az egységek közvetlenül fűtött helyiségekbe történő beépítésre készültek, és recirkulációs fűtésre és légcsatorna nélküli meleg levegő ellátásra szolgálnak. A fűtőegységek kompakt, nagy teljesítményű és viszonylag olcsó berendezések. Hátrányaik közé tartozik a ventilátor által keltett zaj, ami korlátozza az egységek munkaidőben történő felhasználási tartományát.
A fűtőegységek függesztett és padlóra szerelhetőek. Modelltől függően egy függesztett fűtőegység 4-2,8 kW elektromos motorteljesítménnyel 20-103 m3/h levegőt tud felmelegíteni, akár 1,25-106 kJ/h hőt is átadva a helyiségbe.
A padlófűtéses egységekben nemcsak axiális, hanem centrifugális ventilátorokat is alkalmaznak, amelyek teljesítménye meghaladhatja a felfüggesztett egységek teljesítményét. A levegőt nemcsak gőz és víz melegíti, hanem égő gáznemű tüzelőanyag is.
Egy helyiség fűtésére ritkán lehet az igényeknek pontosan megfelelő egységet választani, és a legtöbb esetben egy helyiségben több fűtőegység beépítése szükséges.
Gazdaságosabb a nagyobb fűtőegységek alkalmazása. Kutatások kimutatták, hogy nagy fűtőegységek használatakor a helyiség levegő hőmérséklete meglehetősen egyenletes marad, és legfeljebb 2-3°-kal tér el a számított értéktől, ami sok ipari épületben elfogadható. A felmelegített levegő koncentrált sugárban, jelentős, 6-12 m/s sebességgel távozik az egységekből. Ezt a fűtési módot koncentrált levegőellátással történő légfűtésnek nevezik.
Amikor a levegő átáramlik az egység vezérlőrácsán, úgynevezett kompakt sugár képződik. A légáram hiányos ventilátorárammá alakul, ha a vezérlőrácsot diffúzorral egészítik ki.
A fűtött levegő koncentrált betáplálása vízszintesen történik (0,35-0,65 LE) a padlótól (hp a helyiség magassága). A levegő kibocsátásának sebessége az egység vezérlőrácsából a helyiség munkaterületén megengedett levegőmozgással függ össze.
A kutatás során megállapították, hogy a légcsere sebességének 1-ről 3-ra való növelésével a levegő hőmérséklete a helyiség magassága mentén egyenletesebbé válik, míg a levegőcsere sebességének további emelése gyakorlatilag nincs hatással a levegőre. hőmérséklet a felső zónában. Megállapítást nyert az is, hogy a fent leírt, a sebességre, a kiömlés magasságára és a légcsere gyakoriságára vonatkozó feltételek mellett a koncentrált felmelegített levegő csak 0,1-0,15°-kal változtatja meg a hőmérsékletét 1 óránként. m magasságú, és a magas műhelyek felső zónájában a levegő hőmérséklete legfeljebb 3°-kal tér el a munkaterület hőmérsékletétől.
A legkedvezőbb légcsere mértéke egy helyiségben a legalacsonyabb energiafogyasztás szempontjából a fűtőegységekben a képlet szerinti kompakt légárammal érhető el.
Ha a levegőcsere sebességét a képlet szerint választjuk meg, akkor a fűtőegységek által szállított meleg levegő hőmérsékletét az átszámított képlet segítségével számítjuk ki
A fűtő-szellőztető berendezés a légbeömlő rész kivételével a fűtőegységhez hasonló kialakítású. Az ipari, köz-, kisegítő- és mezőgazdasági épületek fűtő- és szellőzőegységei koncentrált fűtött levegő ellátásra szolgálnak. Ezen egységek száma a fűtőegységek számával megegyező módon kerül kiválasztásra. A helyiség levegőcseréjét a képlet határozza meg, és összehasonlítja a szellőző levegő mennyiségével, mivel ennek meg kell felelnie a helyiség szellőztetési követelményeinek. A befújt levegő végső hőmérsékletét a képlet segítségével számítjuk ki.
A lakóépületek fűtő- és szellőzőegysége egyedi lakások légfűtésére szolgál, különös tekintettel a térfogatelemekből épült (tömblakások) lakásokra. A lakásfolyosó mennyezete alatti reszelőben elhelyezett egységen kívül minden nappaliban egy légbeszívó ráccsal ellátott kültéri légcsatorna, egy recirkulációs légcsatorna és egy vezérlőrácsos befúvó légcsatorna is kiépítésre kerül. A lakás légfűtése a helyi légfűtés csatornás ventilátorrendszereit jelenti.
A fűtési rendszerek helyi és központi fűtésre vannak osztva. A helyi rendszerek közé tartoznak azok a rendszerek, amelyekben a hőtermelő és a fűtőberendezés közvetlenül a fűtött helyiségben található (kályhafűtés, fűtés gáz- és elektromos készülékekkel). Központi fűtési rendszerek olyan rendszerek, amelyekben a hőtermelők a fűtött helyiségen kívül vannak elhelyezve. A generátorban felmelegített hűtőfolyadékot hőcsöveken keresztül külön helyiségekbe juttatják, és miután hőt adnak át a levegőnek a fűtőberendezéseken keresztül, visszakerülnek a fűtési pontba.
A hűtőfolyadék típusától függően a központi rendszerek lehetnek víz, gőz vagy levegő.
Vízrendszerek fűtés lehet 100°C-ig és magasabb vízmelegítővel (túlmelegedett). Jelenleg a víz maximális hőmérséklete 150°C. A vízmelegítő rendszerek fő előnyei az, hogy képesek mérsékelt hőmérsékletet fenntartani a fűtőberendezések felületén, megakadályozva a por égését; a fűtőberendezések hőátadásának központi szabályozásának egyszerűségében a víz hőmérsékletének változtatásával; a könnyű karbantartás érdekében. Ennek a rendszernek a hátrányai a következők: magas hidrosztatikus nyomás a rendszerek alján, ami korlátozza a rendszerek magasságát; fűtetlen helyiségben fektetett csővezetékben a víz befagyásának veszélye.
A vízkeringtetés módszere szerint a központi vízfűtési rendszereket természetes keringtetésű (a hűtött és meleg víz sűrűségének különbsége miatt) és mechanikai stimulációval (mesterséges) működő rendszerekre osztják, amelyekben a víz szivattyúval mozog.
A vezető csővezetékek elrendezése szerint a vízmelegítő rendszereket kétcsöves és egycsövesre osztják. BAN BEN kétcsöves rendszerek a víz az egyik felszállón keresztül jut be a fűtőberendezésekbe, és egy másikon keresztül távozik (az eszközök párhuzamosan vannak csatlakoztatva). BAN BEN egycsöves rendszerek víz lép be és hagyja el a készüléket egy-egy felszállón (a készülékek sorba vannak kötve).
Az ellátó vezetékek elhelyezkedése alapján a vízfűtési rendszerek fel vannak osztva rezsirendszerek (ellátó vezetékek lefektetésekor a padláson vagy a felső emelet mennyezete alatt) és alsó vezetékezésű rendszerek (ellátó vezetékek az alagsorban, az első emelet padlója felett vagy földalatti csatornákban történő fektetésekor). Az előremenő és visszatérő vezetékekben a víz mozgásának iránya szerint a vízfűtési rendszerek fel vannak osztva zsákutca (bejövő vízmozgással) és azzal áthaladó forgalom (amikor a víz egy irányba mozog).
Nézzük meg a vízmelegítés alapdiagramját. Fő részei a hőtermelő (kazán), egy tágulási tartály, fűtőberendezések, befúvó (meleg) és visszatérő (hideg) vezeték. A rendszer a következőképpen működik. Miután feltöltötték a rendszert vízzel a vízellátásból, és eltávolították belőle a levegőt, elkezdik felmelegíteni a vizet a kazánban. A felmelegített víz a csővezetéken felfelé emelkedik, majd leesik és természetes nyomás hatására folyamatos áramlással a fűtőberendezések felé áramlik, amelyeknek leadja hőjének egy részét. A készülékből kilépő lehűtött víz egy zárt keringtető körön keresztül a hőforráshoz (kazánhoz) áramlik, kiszorítva onnan a könnyebb melegített vizet. A víz, miután pótolta a hőveszteséget a kazánban, megismétli mozgását (keringet).
A felmelegített víz keringésének felgyorsítása érdekében a kazán elé szerelt szivattyúkat használhat. Az ilyen rendszereket szivattyúrendszereknek nevezzük.
A vízmelegítő rendszer vízzel töltött zárt kör. Ezért a térfogatának csekély növekedése a hőmérséklet emelkedésével a rendszer egyes elemeinek szakítószilárdságát meghaladó nyomást hozhat létre, a hőmérséklet csökkenésével a térfogatcsökkenés pedig a sugár megszakadását és a keringés zavarát okozza. E jelenségek elkerülése érdekében a fűtési rendszernek rendelkeznie kell egy olyan berendezéssel, amely felszívja a felesleges vizet, ha a hőmérséklet emelkedik, és pótolja a vízveszteséget, ha csökken. A legegyszerűbb és leginkább problémamentes ilyen eszköz a tágulási tartály. A tágulási tartály a fűtési rendszerhez csatlakoztatott és a légkörrel kommunikáló tartály. A rendszer legmagasabb pontja fölé van telepítve.
Steam rendszerek a fűtés abban különbözik a vízmelegítéstől, hogy a hőforrás a telített gőz, amely a kazánból gőzvezetékeken keresztül jut el a fűtőberendezésekhez, ahol a hő egy részét leadja és kondenzátummá alakul. A készülékekből a kondenzátum csővezetékeken keresztül gyűjtő kondenzvíz tartályokba kerül, ahonnan a kazánokba kerül. Egyes esetekben a kondenzátum a gravitáció hatására közvetlenül a kazánokba kerül vissza.
A gőzrendszerben a csővezetékek a fűtőberendezéshez vezető gőzvezetékekre és a fűtőberendezésből a hőtermelőbe kondenzátumot szállító kondenzvízvezetékekre vannak felosztva. Száraznak nevezzük azt a kondenzvízvezetéket, amelynek keresztmetszete a rendszer működése során nincs teljesen feltöltve kondenzvízzel, de a rendszer működésének megszakításai során vízmentes. A nedves egy kondenzvízvezeték, amely mindig teljesen tele van vízzel. A kondenzátum csővezeték nyomáshajtású lehet, ha a kondenzátumot szivattyúkkal vagy túlzott gőznyomással mozgatják, és független, ha a kondenzátumot gravitáció mozgatja.
A gőzfűtési rendszerekben a gőz a nyomáskülönbség miatt mozog a kazán elhagyásakor és a fűtőberendezések előtt.
A gőzfűtési rendszerek előnyei közé tartozik a fűtőberendezések nagyobb hőátadása; kisebb fémfelhasználás csövek és fűtőberendezések esetében, mint a vízmelegítő rendszerek esetében; kisebb a fagyveszély; a gőz nagy távolságra történő mozgatásának képessége mesterséges stimuláció alkalmazása nélkül.
Vízmelegítés
Vízmelegítés Jelenleg ez a központi fűtés legelterjedtebb típusa. Ez elsősorban azzal magyarázható, hogy a vízmelegítő rendszerben a víz hőmérsékletének változtatásával könnyen szabályozható a hőátadás, amit a külső hőmérséklet változásától függően folyamatosan változtatni kell, ami befolyásolja a hőveszteséget. a fűtött helyiségek. A vízmelegítő rendszernek ezt a tulajdonságát, amellyel a légfűtési rendszerek is rendelkeznek, nevezik minőségi szabályozás .
A kazánházban vagy hőerőműben a magas színvonalú szabályozás érdekében a vizet hőmérsékleti ütemterv szerint melegítik, amely szerint a hűtőfolyadék hőmérsékletét a külső hőmérsékletnek megfelelően állítják be. Ezenkívül minél magasabb a külső hőmérséklet, annál alacsonyabbnak kell lennie a hűtőfolyadék (víz) hőmérsékletének. Nagyon alacsony külső hőmérséklet esetén tegye az ellenkezőjét.
Az ingerlés módszere szerint a vízmelegítés pumpás és természetes stimulációjú rendszerekre oszlik. Gyakoribb szivattyúval hajtott rendszerek, amelyben a víz főként keringtető szivattyú hatására kering. Ez utóbbi a visszatérő vezetékre van felszerelve, amelyen keresztül a víz áramlik, lehűtve a fűtési rendszerben a vízmelegítő (kazán vagy kazán) előtt. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a hagyományos keringető szivattyúk működés közben zajt keltenek, amely átterjedhet a szomszédos helyiségekre.
Azokban az esetekben, amikor a fűtési rendszerek a központi fűtésre csatlakoznak, és a hálózati víz közvetlenül ebbe a rendszerbe áramlik, az utóbbiaknak nincs saját keringtető szivattyújuk, mivel a víz a CHP-állomásokon vagy központi kazánházakban telepített szivattyúk hatására kering bennük. .
Az elosztó csővezetékek elhelyezkedése a vízmelegítő rendszerekben és a fűtőberendezések csatlakoztatásának módja eltérő lehet. Elterjedtebbek az egycsöves áramkörök, amelyek egyik változatát (felső vezetékezéssel) a 6.1. ábra mutatja. Az ezen az ábrán látható diagram, mint az összes előző, alapvető jellegű: korlátozott számú fűtőberendezést és felszállót mutat, amelyek mindegyike ugyanabban a síkban található.
A rendszer telepítésének befejeztével először hidraulikus teszteléssel ellenőrzik a szivárgást, amelyhez a rendszert ideiglenesen leválasztják a nyomáselosztásra kialakított tágulási tartályról, és a nyomáspróbát hidraulikus prés segítségével megnövelt (üzemeléssel szemben) végzik. feltételek) nyomás.
Az észlelt szerelési hibák kiküszöbölése után egy tágulási tartályt csatlakoztatunk a rendszerhez, és a vízvezetéktől a tágulási tartály legalacsonyabb vízszintjéig vízzel töltjük fel. A fűtési rendszer legmagasabb pontjára kell felszerelni: általában a tetőtérbe vagy a felépítménybe (gyakran a lépcsőház fölé). Csatlakoztassa a tágulási tartályt a szivattyú fűtési rendszeréhez egy tágulási vezetékkel a szivattyú előtt
A rendszer működése során a melegvíz a kazánból vagy kazánból a fő felszálló ágba, onnan a meleg elosztó vezetékbe és onnan a rendszer felszálló vezetékeibe folyik. A felszálló vezetékekből a víz a fűtőberendezésekbe jut, hőjét leadja nekik, majd a visszatérő vezeték mentén visszatér a kazánhoz vagy a kazánhoz, onnan ismét a fő felszállóba stb.
A rendszer működése során a melegvíz a kazánból vagy kazánból a fő felszálló ágba, onnan a meleg elosztó vezetékbe és onnan a rendszer felszálló vezetékeibe folyik. A felszálló vezetékekből a víz a fűtőberendezésekbe jut, hőjét leadja nekik, majd a visszatérő vezeték mentén visszatér a kazánhoz vagy a kazánhoz, onnan ismét a fő felszállóba stb.
A fűtési rendszer aktiválásához a kazán és a keringető szivattyú be van kapcsolva. Mint tudják, a víz térfogata melegítéskor nő.
Ennek a további vízmennyiségnek a befogadására egy tágulási tartályt használnak, amelynek kapacitása a legalacsonyabb és a legmagasabb szint között helyezkedik el. A szintek jelölése a jelző- és túlfolyó vezetékekre való rákötéssel történik: az alsó jelzővezeték a kazánházba vagy kazánházba, a felső túlfolyó vezeték a csatornába vezet. A gőzfűtési rendszer hátrányai: magas hőmérséklet a csövek és fűtőberendezések felületén, ami a por égését okozza, és egészségtelen körülményeket teremt a helyiségben; a fűtőberendezések hőátadásának rugalmas központi szabályozásának lehetetlensége, ezért áthaladási vezérlést alkalmaznak (a rendszer időszakos be- és kikapcsolásával); bonyolultabb működés és nagyobb haszontalan hőveszteség a fűtetlen helyiségekben fektetett csővezetékekből.
Gőzfűtés
A gőznyomástól függően a gőzfűtési rendszereket alacsony nyomású (0-70 kPa nyomású), nagynyomású (70-600 kPa) és vákuum-gőzrendszerekre osztják, amikor a nyomás kisebb, mint légköri. Ez utóbbit a működés bonyolultsága és a vízfűtési rendszerekkel szembeni előnyök hiánya miatt szinte soha nem használják. A gőznyomás mérése egy fűtött épületben elhelyezett kazánnál vagy az épületbe történő hőbemenetnél történik.
Leggyakrabban a fent felsorolt rendszerek közül az alacsony nyomású gőzrendszerek megfelelőek: kényelmesebbek és biztonságosabbak a működésük, mint a nagynyomású rendszerek, és egy fűtött épület alsó szintjén vagy alagsorában elhelyezett kazánnal karbantarthatók.
Számos alacsony nyomású gőzfűtési rendszert hoztak létre. Megkülönböztetik őket a gőzelosztó vezetékek elhelyezkedése, a fűtőberendezések csatlakoztatása és a kondenzátum elvezetésének módja.
Gyakrabban felső vezetékezéssel és „száraz” kondenzvízvezetékkel ellátott sémát használnak (6.2. ábra). A túlnyomás alatt lévő kazán gőze a fő felszállóba jut, onnan a fűtőberendezések tetején található elosztó gőzvezetékbe, majd a felszállóba. Ezután a gőz a gőzvezetékeken keresztül a fűtőberendezésekhez jut, ahol a falak belső felületével érintkezve lehűl, leadva látens párolgáshőjét, és lecsapódik. A kondenzátum a kondenzációs vezetéken keresztül visszafolyik a kazánba, ahol ismét gőzzé alakul; A kazánból ismét gőz jut a fűtőberendezésekbe. Az egyes fűtőberendezésekbe belépő gőz mennyiségének a tervezési feltételeknek megfelelően meg kell felelnie annak hőátadásának. Mielőtt a gőzt kiengedné a rendszerbe, megtelik a gőznél nehezebb levegővel, amely a rendszer feltöltésekor a gőz hatására kiszorul, és a szellőzőnyíláson keresztül távozik. Amikor a rendszer leáll, azaz a gőzellátás és annak kondenzációja leáll, a levegő éppen ellenkezőleg, belép a rendszerbe a szellőzőnyíláson keresztül, és kitölti a keletkező vákuumot. Ebben az esetben a levegő a kondenzációs vezetéken keresztül lép be és távozik a rendszerből, ezért megnövelt átmérővel kell rendelkeznie.
A kondenzátum mozgása a vonal mentén a meredeksége miatt következik be, amelyet legalább 0,003-nak feltételezünk. Az elosztó gőzvezeték szintén lejtős (a gőzmozgás irányában) van lefektetve. Ez azért történik, hogy biztosítsák a kapcsolódó kondenzátum kibocsátását az eszközökön keresztül a kondenzációs vezetékbe, amely a gőzvezeték hűtése és a gőz részleges lecsapódása eredményeként jön létre.
6.2 ábra - Az alacsony nyomású gőzfűtés sematikus rajza felső vezetékekkel, száraz kondenzvíz-vezetékkel és a kondenzátum kazánba történő gravitációs visszavezetésével:
1 – gőzkazán; 2 – fő felszálló; 3 – gőzelosztó vezeték; 4 – felszállók; 5 – gőzcsatlakozások; 6 – fűtőberendezések; 7 - kondenzációs vezeték; 8– szabályozó szelepek; 9 – levegő kibocsátás.
A gőzfűtési rendszerek a kondenzáció során a gőz tulajdonságát használják fel a fázisátalakulás látens hőjének felszabadítására. Amikor egy fűtőberendezésben 1 kg gőz lecsapódik, a helyiség körülbelül 2260 kJ hőt kap.
A vízmelegítő rendszerekhez képest a gőzfűtési rendszerek a következő előnyökkel rendelkeznek:
1) a gőz alacsony sűrűsége miatt nagyban mozog
sebességek, amelyek következtében kisebb átmérőjű hőcsövek szükségesek, mint a vízmelegítésnél, ezért a gőzfűtési rendszerekben a hőcsövek költsége alacsonyabb, mint a vízmelegítő rendszerekben;
2) nagyobb hőátadási tényező a gőzről a fűtőberendezés falaira (a fázisátalakulás magas látens hője miatt), ennek és a gőz magas hőmérsékletének köszönhetően a fűtőberendezések felülete gőzben a fűtési rendszerekben körülbelül 25-30%-kal kevesebb, mint a vízmelegítő rendszerekben;
3) a helyiségek gyors fűtése és a rendszer leállítása;
4) a sokemeletes épületekben a fűtési rendszerek használatának lehetősége az alacsony gőzsűrűség miatt.
A felsorolt pozitív tulajdonságok mellett azonban a gőznek számos jelentős hátránya van:
1) a hőellátás központi minőségi szabályozásának (a hűtőfolyadék hőmérsékletének változása) lehetetlensége, aminek következtében nehéz állandó és egyenletes hőmérsékletet fenntartani a helyiségben; az állandó hőmérséklet biztosítása a rendszer időszakos kikapcsolásával érhető el (vezérlés „áthaladással”), ami kényelmetlen a használata;
2) levegőszennyezés a fűtőberendezések felületén leülepedő szerves por száraz szublimációs (bomlási) termékeivel;
3) a gőzvezetékek nagy hőveszteségei;
4) a gőzvezetékek élettartamának csökkenése az időszakos leállások során a rendszerbe jutó levegő következtében, amely fokozott korróziót okoz, különösen a kondenzvízvezetékeken.
A gőz, mint hűtőfolyadék hátrányai nem teszik lehetővé lakóépületek, kollégiumok, gyermek- és egészségügyi intézmények, könyvtárak, múzeumok és számos más fűtésére való felhasználását.
Az SNiP 2.04.05-86 szerint ajánlatos gőzfűtési rendszereket telepíteni ipari helyiségekben (a 10. kötelező mellékletnek megfelelően), valamint lépcsőházakban, gyalogátkelőhelyeken, előcsarnokokban és fűtési pontokban.
Gőzfűtési rendszerek osztályozása, diagramjai, felszereltsége
A gőzfűtési rendszerek a következőkre oszthatók:
A légkörrel való kapcsolat megléte alapján
A kezdeti gőznyomásnak megfelelően
A kondenzátum kazánba vagy fűtési hálózatba történő visszavezetésének módja,
A gőzvezeték elhelyezkedése és a felszállók elrendezése.
Jelenleg nyitott (atmoszférával kommunikáló) fűtési rendszereket alkalmaznak.
A fűtési rendszerre szállított nyomás alapján a fűtési rendszereket megkülönböztetik:
Magas (p g > 0,07 MPa),
Alacsony (r izb<0,07 МПа) давления;
Vákuum-gőz (r abs<0,1 МПа).
Vákuumos gőzrendszereket hazánkban nem használnak.
A kondenzátum-visszavezetés módszere szerint a gőzfűtési rendszereket a következőkre osztják:
Zárt (a csővezetékek dőlése miatt a kondenzátum gravitáció útján visszatér a fűtőberendezésekből a kazánba vagy a fűtési hálózatba);
Nyitva (a kondenzátum először belép a kondenzátor tartályba, majd a kazánba vagy a fűtési hálózatba szivattyúzzák).
A gőzfűtési rendszerek a gőzvezeték elhelyezkedésétől és a felszállók elrendezésétől függően ugyanúgy kivitelezhetők, mint a vízmelegítő rendszerek, azaz felső, alsó és közbenső gőzelosztással egycsöves és kétcsöves fűtőberendezéssel. szolgáltatási konstrukciók.
ábrán. A 9.1. ábra egy zárt kisnyomású gőzfűtési rendszer diagramját mutatja felső gőzelosztással. Gőz a kazánból a fő felszállón keresztül 1, a kazán és a fűtőberendezések nyomáskülönbsége miatt a főgőzvezetékbe emelkedik 2 és tovább a gőzfelszállók mentén 3 és ágak 4, szelepekkel felszerelt, eléri a fűtőberendezéseket. Itt a gőz lecsapódik, és a párologtatás látens hőjét a készülékek falain keresztül a fűtött helyiségbe engedi. A keletkező kondenzátum az 5 kondenzátum felszállókon és a b gyűjtő kondenzvízvezetéken, a mozgása irányában lejtős (legalább 0,005) lejtéssel, gravitáció hatására visszatér a fűtőberendezések alatt található kazánhoz, így az oszlop A kondenzátum h kiegyenlíti a gőznyomást a kazánban. Például, ha a gőznyomás a kazánban p = 0,02 MPa, a h kondenzátumoszlopnak legalább 2 m-nek kell lennie.
A rendszerből a levegő normál eltávolításához a kondenzátum csővezeték átmérőjének olyannak kell lennie, hogy a leeresztő kondenzátum legfeljebb a cső átmérőjének felét töltse ki. Ennek a feltételnek való megfelelés lehetővé teszi, hogy a kondenzvízvezeték légtere a 7-es cső segítségével kommunikáljon a légkörrel 9. A 7. cső csatlakozási pontja a kondenzvízvezetékhez legalább 250 mm-rel a vízszint felett legyen //-// (lásd 9.1. ábra); elzárószelepek nincsenek rá szerelve. Ilyen körülmények között a fő kondenzvízvezeték soha nem lesz teljesen feltöltve vízzel. Az ilyen rendszereket szárazcsöves gőzfűtési rendszereknek nevezik.
Ha a gőzvezeték zárt rendszerben hosszú, a kazánházak mélységének csökkentése érdekében a kondenzvízvezetéket a kazán vízszintje alá fektetik. Az ilyen kondenzvízvezetéket „nedvesnek” nevezik, mivel teljesen meg van töltve kondenzátummal. A levegőt a fűtési rendszerből egy „nedves” kondenzátumvezetékkel távolítják el egy speciális, 15-20 mm átmérőjű csövek léghálózatán keresztül, amelyek a kondenzátum felszállóihoz vannak csatlakoztatva 250 mm-rel a lehetséges kondenzátumszint felett.
9.1. ábra. Gőzmelegítés sémája felső gőzelosztással.
9.2. ábra. Gőzfűtési rendszer alsó gőzelosztással.
Az alacsonyabb gőzeloszlású, alacsony nyomású gőzfűtési rendszer a felső gőzelosztású rendszertől főként a fő gőzvezeték helyében tér el, amelyben speciális hidraulikus szelep van beépítve, vagy a távolabbi felszállónál egy lefolyó van beépítve a kondenzátum elvezetésére felszállók és a fő gőzvezeték (9.2. ábra).
A nyílt hurkú gőzfűtési rendszereket (9.3. ábra) Pg = 30 kPa és annál nagyobb gőznyomás mellett használják. A zárt rendszerrel ellentétben a benne lévő kondenzátum nem az 1-es kazánba, hanem a 3-as kondenzvíztartályba folyik, ahonnan szivattyúzzák. 2, automatikusan vagy manuálisan bekapcsolva, betáplálva a kazánba. Ezekben a gőzfűtési rendszerekben a fűtőberendezések a kazánhoz képest bármilyen magasságban elhelyezhetők.
Vízszintes egycsöves áramlási rendszert használnak, amely gazdaságos és meglehetősen elfogadható az 1-2 emeletes épületek nagy helyiségeinek fűtésére, ahol nincs szükség az eszközök hőátadásának egyedi beállítására. A P abs >0,17 MPa nagynyomású gőzfűtést általában olyan esetekben alkalmazzák, amikor az üzemi kazánházakban gőz keletkezik, és fő fogyasztója a termelés.
Tekintsük a vezérlőegységet és a felső gőzelosztású nagynyomású gőzfűtőkört (9.4. ábra). A kazánházból származó gőz Psb = 0,6 MPa nyomással jut be a vezérlőegységbe, amely a termeléshez szükséges. A gőzelosztáshoz gőzelosztó cső van felszerelve 2 két ággal.
Mivel az épület fűtési rendszeréhez a gőz nyomással használható r kunyhó nem nagyobb, mint 0,3 MPa, majd a nyomás 0,6-ról 0,3 MPa-ra történő csökkentésére nyomáscsökkentő szelepet szerelnek fel a második gőzelosztó cső elé 3 bypass vezetékkel 4 (javítás esetén). A nyomáscsökkentő szelep után karos biztonsági szelep 5 kerül beépítésre, p;!3 b = 0,3 MPa értékre állítva. A torokra nehezedő nyomás ellenőrzésére nyomásmérők vannak 1. A második gőzelosztó elosztóból a gőz a fő felszállóvezetékeken és gőzvezetékeken keresztül áramlik 6 és a fűtőberendezésekben lévő 7. fűtési felszállók. A készülékek a gőz- és kondenzációs vezetékekre 9 szelepeket szereltek fel; szükségesek a gőz kondenzvízvezetékbe jutásának csökkentése és a készülékek kikapcsolása érdekében. A nagynyomású gőzfűtési rendszerben a csővezetékek jelentős termikus megnyúlása fordul elő (1 m-enként 1,5-2 mm-ig). A megnyúlások kompenzálására csővezeték-fordulatokat használnak, és kompenzátorokat szerelnek fel egyenes fővezetékekre 8.
A nagynyomású gőzfűtési rendszereket csak nyitott állapotban használják. Kondenzvíz csapdák vannak felszerelve, hogy megakadályozzák a gőz behatolását a fűtőberendezésekből a kondenzvízvezetékbe és a kondenzvíztartályba. 10 vagy rögzítő alátéteket, amelyek lehetővé teszik a kondenzvíz áthaladását és a gőz megkötését.
9.3. ábra. Vízszintes egycsöves, nyitott hurkú, kisnyomású gőzfűtési rendszer kondenzátum szivattyúzással.
1 – kazán, 2 – szivattyú kondenzvíz szivattyúzásához, 3 – kondenzvíztartály
9.4 ábra Felső gőzelosztású nagynyomású gőzfűtési rendszer diagramja.