1992
.pdfФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»
ОБОРУДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Учебно-методическое пособие
Составитель В.Д. Галдин
Омск –2020
УДК 697.34 |
____________________________ |
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, |
|
ББК 31.38 |
причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция |
О-22 |
маркировке не подлежит. |
|
_____________________________ |
|
Рецензент |
СибАДИ |
|
|
канд. техн. наук, доц. А.Л. Иванов (СибАДИ) |
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАД в качестве учебно-методического пособия.
О-22 Оборудование тепловых пунктов систем теплоснабжения [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / сост. В. . Галдин. – Электрон. дан. – Омск :
СибАДИ, 2020. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. –
Режим доступа: для авторизованных пользователей.
Содержит необходимые справочные данные для выполнения практических работ, а также контрольные вопросы для закрепления изучаемого материала.
Имеет интерактивное оглавление в виде закладок.
Предназначено для обучающихся направления подготовки «Строительство» профиля «Теплогазосна жение и вентиляция» и «Инженерные системы жизнеобеспечения в строительстве» при выполнении практических работ по дисциплине «Централизованное теплосна жение» и «Теплоснабжение».
Подготовлено на кафедре «Городское строительство, хозяйство и экспертиза объектов недвижимости».
Текстовое (с мвольное) издание (1,6 МБ)
С стемные тре ован я: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7;
DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов: Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader
Редактор О.А. Соболева Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова
Издание первое. Дата подписания к использованию 01.06.2020 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
© ФГБОУ ВО « |
», 2020 |
1. Оборудование тепловых пунктов систем теплоснабжения
С экономической точки зрения целесообразно подавать от источника теплоты в тепловую сеть перегретый теплоноситель, что позволяет передать с одним и тем же объемом воды гораздо большее количество теплоты. Если температуру теплоносителя снизить, то при-
дется увеличить его расход , вследствие чего существенно вырастут диаметры трубопроводов тепловых сетей, а следовательно, и капитальные затраты на теплоснабжение.
СибАДИ– отключение систем потребления теплоты;
Теплоноситель, выходящий из котельной или ТЭЦ, имеет высокую температуру – от 105 до 150 °С, и подавать в систему отопления
воду с такой температурой недопустимо [1, 2, 5, 8].
Нормативными документами эта температура ограничена преде-
лом 95 °С:
– в целях безопасности (можно получить ожоги от прикосновения
с отопительными приборами);
– не всякие отопительные приборы могут функционировать при вы-
соких температурных режимах, не говоря уже о полимерных трубах.
При централизованном теплоснабжении горячая вода, прежде чем попасть в отопительные приборы многоквартирных домов, проходит через тепловой пункт. Там она доводится до необходимой температуры с помощью специального о орудования. С этой целью в подавляющем большинстве домовых тепловых пунктов, построенных во
времена СССР, установлен элеватор отопления.
Тепловые пункты представляют со ой узлы подключения потреби-
телей тепловой энерг к тепловым сетям и предназначены для под-
готовки теплонос теля, регулирования его параметров перед подачей
в местные с стемы, а также учета потребления теплоты. От слажен-
ной работы многоч сленных тепловых пунктов зависит нормальное функц он рован е техн ко-экономические показатели всей системы централ зованного теплоснабжения.
В тепловых пунктах предусматривается размещение оборудования,
арматуры, приборов контроля, управления |
автоматизации, посред- |
ством которых осуществляется: |
|
– преобразование вида теплоносителя или его параметров; |
|
– контроль параметров теплоносителя; |
|
– регулирование расхода теплоносителя |
распределение его по |
системам потребления теплоты; |
|
3
– защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя;
– заполнение и подпитка систем потребления теплоты;
– учет тепловых потоков и расходов теплоносителя и конденсата;
– сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества;
– аккумулирование теплоты;
– водоподготовка для систем горячего водоснабжения. СибАДИВ тепловом пункте в зависимости от его назначения и конкретных
условий присоединения потребителей могут осуществляться все перечисленные функции или только их часть.
Тепловые пункты подразделяются:
– на индивидуальные тепловые пункты (ИТП) – для присоединения
систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок одного здания или его части;
– на центральные тепловые пункты (ЦТП) – то же, двух зданий или
более.
На рис. 1.1 в качестве примера приведена схема присоединения системы горячего водоснабжения и отопления в ИТП при зависимом присоединении системы отопления через элеватор [6, 7]. В элева-
торе 1 происходит подмешивание обратной воды с температурой τ2 к воде, поступающей из тепловой сети с температурой τ1, что позволя-
ет тем самым снизить температуру сетевой воды до нормируемого
уровня τ3.
На рис. 1.2 представлена одноступенчатая система присоединения водоподогревателя горячего водосна жения с автоматическим регу- л рован ем расхода теплоты на отопление и зависимым присоедине- н ем с стем отоплен я в ЦТП и ИТП. Холодная вода из водопровода
с температурой τС поступает в подогреватель 1, нагревается и подается в с стему горячего водоснабжения с температурой τIh. Греющим
теплонос телем является вода с температурой τ1 из тепловой сети, которая, отдав теплоту холодному теплоносителю, поступает в обратный трубопровод тепловой сети.
На рис. 1.3. приведена двухступенчатая схема присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения для жилых и общественных зданий жилых микрорайонов с зависимым присоединением систем отопления в ЦТП и ИТП с самостоятельным регулятором ограничения расхода сетевой воды на ввод.
4
Холодная вода из водопровода с температурой τС поступает в подогре- |
|||||||||
ватель 1 I ступени подогрева, нагревается до температуры τIh, поступает |
|||||||||
во II ступень подогревателя 1, нагревается до температуры τh и подается в |
|||||||||
систему горячего водоснабжения. Греющим теплоносителем II ступени яв- |
|||||||||
ляется вода с температурой τ1 из тепловой сети, которая, отдав теплоту |
|||||||||
холодному теплоносителю, поступает в обратный трубопровод тепловой |
|||||||||
сети или в I ступень подогревателя. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
В систему горячего |
|||
|
|
|
|
|
|
водоснабжения |
|
||
|
|
|
|
|
th |
|
|
tH |
|
|
|
7 |
3 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
РО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В систему |
|||
Из тепловой |
|
|
|
|
|
||||
6 |
|
10 |
М |
|
отопления |
||||
|
сети |
|
|
|
|
|
И |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τ1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
τ3 |
|
|
|
|
Д |
|
|
|||
|
ТМ |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|||
|
5 |
|
|
М |
|
11 |
|||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
В тепловую |
|
|
|
|
τ2 |
||||
|
сеть |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
τ2 |
|
4 |
Из системы отопления |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Из хозяйственноб- |
|
Циркуляция горячего |
|
|||||
τ |
п тьевого |
|
3 |
|
водоснабжения |
|
|
||
водопровода |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ия системы горячего водоснабжения и отопления |
||||||||
Рис.присоединен1.1. хема |
|||||||||
в ИТП при зависимом присоединении системы отопления через элеватор |
|||||||||
(пунктиром – с циркуляционным насосом) с учетом теплоты по тепломеру: |
|||||||||
1 – элеватор; 2 – корректирующий подмешивающий насос; 3 – обратный клапан; |
|||||||||
4 – дроссельная диафрагма; 5 – тепломер двухпоточный трехточечный; |
|||||||||
6 – датчик расхода воды; 7 – сигнал ограничения максимального расхода воды |
|||||||||
Сиз тепловой сети на ввод; 8 – регулятор смешения горячей воды; 9 – водомер го- |
|||||||||
рячеводяной; 10 – регулятор подачи теплоты на отопление;11 – датчик температуры |
5
|
|
|
2 |
М |
|
|
|
|
В систему |
|
|
|
|
|
горячего водоснабжения |
||||||
|
|
|
|
|
||||||
τh |
|
|
|
7 |
|
|
|
5 |
Из водопровода |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
СибАДИ |
||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
τc |
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
2 Циркуляция |
|
|
|
|
|
РТ |
|
|
|
|
|
горячего |
|
11 М |
3 1 |
|
|
|
6 |
|
|
водоснабжения |
|
Из тепло- |
|
|
|
М |
|
|
В систему отопления |
|||
вой |
|
|
|
|
|
|
|
|
и вентиляции |
|
τ1 |
|
|
|
3 |
4 |
|
|
|
1 |
τО1 |
9 |
10 |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
1 |
В тепловую |
|
|
|
М |
|
|
|
|
8 |
τ2 |
сеть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из систему отопления |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и вентиляции |
Р с. 1.2. Одноступенчатая система присоединения водоподогревателя
горячего водосна жен я с автоматическим регулированием расхода теплоты на отоплен е зав с мым пр соединением систем отопления в ЦТП ИТП: 1 – водоподогреватель горячего водоснабжения; 2 – повысительно-циркуля- ц онный насос горячего водоснабжения; 3 – регулирующий клапан с электропр водом; 4 – регулятор перепада давлений (прямого действия); 5 – водомер для холодной воды; 6 – регулятор подачи теплоты на отопление, горячее водоснабжен е огран чен я максимального расхода сетевой воды на ввод;
7 – обратный клапан; 8 – корректирующий подмешивающий насос; 9 – теплосчетчик; 10 – датчик температуры; 11 – датчик расхода воды;
12 – сигнал ограничения максимального расхода воды из тепловой сети на ввод; 13 – датчик давления воды в трубопроводе
6
|
|
|
2 |
М |
|
tH |
В систему |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
горячего |
|
|
|
|
|
2 |
|
водоснабжения |
|
|
τh |
|
|
τIIh |
М |
|
|
|
|
1 |
|
|
Циркуляция |
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
горячего |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
СибАДИ |
||||||||
|
|
|
|
7 |
|
|
водоснабжения |
|
Из тепловой |
17 |
|
15 |
РО |
|
|
|
|
|
сети |
|
|
|
|
|
В систему |
|
|
|
13 |
|
|
М |
|
отопления |
|
τ1 |
14a |
|
|
3 |
4 |
|
13 |
τ |
|
14 |
|
τII2 |
τIh |
7 |
|
|
1 |
|
ТМ |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
8 |
|
|
|
В тепловую |
|
16 |
|
М |
|
Из системы |
||
|
сеть |
|
|
|
|
|
отопления |
|
|
5 7 |
τI |
|
|
|
|
|
τ |
tC |
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Из водопровода |
|
|
|
|
|
|
||
Р |
с. 1.3. Двухступенчатая схема присоединения водоподогревателей горячего |
|||||||
водоснабжен я для ж лых |
о щественных зданий и жилых микрорайонов с за- |
в с мым пр соед нен ем с стем отопления в ЦТП и ИТП с самостоятельным регулятором огран чен я расхода сетевой воды на ввод: 1 – водоподогреватель горячего водоснабжен я; 2 – повысительно-циркуляционный насос горячего водоснабжен я; 3 – регул рующ й клапан с электроприводом; 4 – регулятор перепада давлен й (прямого действия); 5 – водомер для холодной воды;
6 – регулятор подачи теплоты на отопление, горячее водоснабжение ограничения максимального расхода сетевой воды на ввод; 7 – обратный клапан;
8 – корректирующий подмешивающий насос; 9 – теплосчетчик; 10 – датчик температуры; 11 – датчик расхода воды; 12 – сигнал ограничения максимального расхода воды из тепловой сети на ввод; 13 – датчик давления воды в трубопроводе; 14 – регулятор ограничения максимального расхода воды на ввод (прямого действия); 14а – датчик расхода воды в виде сужающего устройства;
15 – регулятор подачи теплоты на отопление; 16 – задвижка, нормально закрытая; 17 – регулятор подачи теплоты на горячее водоснабжение
7
2. Элеваторный узел системы отопления |
|
|||||
Для присоединения систем отопления с расчетной температурой |
||||||
воды ниже температуры в подающем трубопроводе теплосети по за- |
||||||
висимой схеме устанавливают элеваторы (см. рис. 1.1). Работа элева- |
||||||
тора отопления позволяет снизить температуру сетевой воды до |
||||||
нормируемого уровня. В элеваторе происходит подмешивание об- |
||||||
ратной воды к воде, поступающей из тепловой сети; одновременно |
||||||
создается циркуляционный напор в системе. |
|
|
||||
Элеваторы (рис. 2.1) бывают чугунные и стальные. |
|
|||||
Элеваторы достаточно просты и надежны в эксплуатации и обес- |
||||||
печивают постоянство коэффициента смешения при изменениях те- |
||||||
плового и гидравлического режимов магистральных сетей. |
||||||
В настоящее время широкое распространение получили элеваторы |
||||||
типа ВТИ Мосэнерго. Их выпускают стандартных размеров номера- |
||||||
ми от 1 до 7 с внутренним диаметром камеры смешения dГ от 15 до |
||||||
59 мм. В состав элеватора входит: сопло 1, |
предкамера |
2, камера |
||||
смешения 3 и диффузор 4. |
|
|
|
|
|
|
Диаметр сопла следует определять с округлением в меньшую сторо- |
||||||
ну и принимать не менее 4 мм (табл. 2.1) во избежание его засорения. |
||||||
d |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
G1, τ1 |
|
|
|
|
|
G3, τ3 |
|
|
dГ |
|
|
|
|
|
G2, τ2 |
|
|
|
|
|
Р с. 2.1. Элеватор: 1 – сопло; 2 – предкамера; 3 – камера смешения; |
||||||
|
|
4 – диффузор |
|
|
||
Принцип работы водоструйного элеватора заключается в исполь- |
||||||
зовании энергии воды подающей магистрали (рис. 2.2). |
|
|||||
Рабочая вода с давлением Р1 |
на выходе из сопла приобретает зна- |
|||||
чительную скорость, статическое давление Р0 |
ее становится меньше, |
|||||
чем в обратной магистрали Р2. Обратная вода подсасывается струей |
||||||
рабочей воды. |
|
|
|
|
|
|
СибАДИ |
||||||
|
|
|
8 |
|
|
|
В камере смешения скорость воды выравнивается, давление по- |
||||||
стоянно. В диффузоре скорость смешанного потока уменьшается по |
||||||
мере увеличения его сечения, а статическое давление увеличивается |
||||||
до Р3 > Р2. |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица выбора номера элеватора |
Таблица 2.1 |
||||
|
|
|||||
|
Характеристики стальных водоструйных элеваторов |
|
||||
|
(таблица носит информативный характер) |
|
||||
Номер |
Диаметр |
Диаметр |
Диаметр |
Длина L, |
Расход, |
|
|
горловины |
горловины |
сопла dС, |
мм |
т/ч |
|
|
dГ, мм |
dГ, мм * |
мм |
|
|
|
1 |
15 |
15–18.2 |
3–8 |
425 |
0,5–1 |
|
2 |
20 |
18,2–23,2 |
4–8 |
425 |
1–2 |
|
3 |
25 |
23,2–28,2 |
6–10 |
625 |
1–3 |
|
4 |
30 |
28,2–33,4 |
7–12 |
625 |
3–5 |
|
5 |
35 |
33,4–43,6 |
– |
625 |
5–10 |
|
6 |
47 |
43,6–56 |
– |
720 |
10–15 |
|
7 |
59 |
56 – ... |
|
– |
720 |
15–25 |
* – диаметр горловины, полученный в результате расчета |
|
|||||
|
|
dС |
dГ |
|
|
|
G1, Р1 |
|
|
|
|
G3, Р3 |
|
|
|
|
lK |
l |
|
|
|
G2, Р2 |
|
|
L |
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
P1 |
|
|
|
P3 |
|
|
P2 |
|
|
|
|
|
|
P0 |
|
|
|
l |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.2. Характер изменения давлений в струйном элеваторе |
|||||
СибАДИ |
||||||
|
|
|
|
9 |
|
|
Температура воды в подающей магистрали может быть значи- |
||
тельно выше допустимой в отопительной системе здания, и ее необ- |
||
ходимо охладить. Элеватор отопления охлаждает перегретую воду |
||
до расчетной температуры (рис. 2.3) и подает её в отопительные |
||
приборы 5 (рис. 2.4), которые размещены в жилых помещениях. |
||
Охлаждение воды происходит в элеваторе, где смешивается горячая |
||
вода из подающего трубопровода с остывшей из обратного. |
||
Следует отметить, что элеватор считается устаревшим элементом, |
||
хотя до сих пор повсеместно используется. Сейчас при устройстве |
||
тепловых пунктов применяются смешивающие узлы с трехходовыми |
||
клапанами либо пластинчатые теплообменники. |
||
|
|
τ3 |
τ1 = |
|
|
τ2 = |
|
|
Р с. 2.3. Схема элеваторного узла смешения |
||
4 |
3 |
τ3, G1 + G2 |
1 |
||
τ1, G1 |
|
|
|
|
5 |
2 τ2, G2 |
|
|
Рис. 2.4. хема элеваторного узла смешения с регулятором расхода: |
||
1 – подающая линия тепловой сети; 2 – обратная линия тепловой сети; |
||
3 – элеватор; 4 – регулятор расхода; 5 – отопительные приборы |
||
СибАДИ |
||
|
10 |
|