Картинка 4.   Запорно-регулировочная   арматура   нагревательных   приборов:1 — краны двойной регулировки, 2 — движение потока в различных типах арматуры, 3 — трехходовой кран (при d_у = 20 мм А = 91 мм, при d_у = 25 мм А = 112 мм); 4 — запорный муфтовый вентиль (d_у = 15÷50 мм); 5 — обратный клапан для холодной воды (d_у =15÷50 мм).

 

Рисунок 1. Присоединение труб к отопительным приборам систем водяного отопления: а — к горизонтальной однотрубной с замыкающим участком ветви; б и в — к верхним приборам в стояках с нижнем расположением обеих магистралей (с нижней разводкой) соответст­венно двухтрубном и однотрубном проточно-регулируемом; г и д — при деаэрированной воде соответственно в однотрубном проточно-регулируемом стояке (верхние приборы) и горизонтальной однотрубной с замыкающими участками ветви; 1 — осевой замыкающий участок; 2 — кран типа КРП; 3 — воздушный кран и воздушное отопление; 4 — кран типа КРД; 5 — кран типа КРТ; 6 -смещенный обходной участок; 7 — редуцирующая вставка.

Размещение запорно-регулирующей арматуры

Ручную запорно-регулирующую арматуру систем центрального отопления подразделяют на муфтовую и фланцевую.

Муфтовую арматуру (с резьбой на концах для соединения с трубами) устанавливают на трубах малого диаметра (d_у<40 мм), фланцевую арматуру (с фланцами на концах) — на трубах большого диаметра (при d_у>50 мм).

Арматура на подводках к приборам систем водяного отопления, как известно, различна. В двухтрубных стояках применяют краны, обладающие повышенным гид­равлическим сопротивлением, в однотрубных стояках — пониженным сопротивлением протеканию теплоносителя. В первом случае повышение гидравлического сопротивления кранов делается для равномерности распределения теплоносителя — воды по отопитель­ным приборам. Во втором — понижение сопротивления способствует затеканию в приборы большего количества воды, что повышает среднюю температуру теплоносителя в них и, следовательно, обеспечивает уменьшение их площади.

Регулирующую арматуру на подводках к приборам устанавливают не всегда. Ее не при­меняют во вспомогательных помещениях и в лестничных клетках зданий, близ ворот и за­грузочных проемов, люков и прочих мест, опасных в отношении замерзания воды в тру­бах и приборах. Арматура у приборов для эксплуатационного регулирования не нужна, если предусмотрено регулирование температуры подаваемого в помещения вентиляцион­ного воздуха.

У приборов двухтрубных систем водяного отопления, как правило, устанавливают краны двойной регулировки. В малоэтажных зданиях применяют обычные краны двойной регу­лировки, в многоэтажных — дроссельные краны повышенного гидравлического сопротив­ления.

Распространенные ранее краны двойной регулировки с полой пробкой обладали сущест­венными недостатками: сравнительно малым сопротивлением и нерациональной (круто изогнутой) «кривой дросселирования». Малая «глубина» дросселирования не позволяла осуществлять этими кранами эффективного пуско-наладочного (после окончания мон­тажных работ) регулирования распределения воды по приборам — «первую регулировку». Пробка через короткий промежуток времени после установки нового крана «прикипала» к корпусу, что практически исключало «вторую регулировку» — эксплуатационное пользова­ние кранами.

Рисунок 2. Кран двойной регулировки шиберный типа КРДШ: 1 — корпус; 2 — регулировоч­ное окно; 3 — шибер; 4 — поворотная втулка; 5 — прокладка; 6 — закрепительная гайка; 7 — ус­тановочная риска на втулке; 8 — гайка сальника; 9 — крышка; 10 — винт; 11 — ручка; 12 -резьбовой шпиндель; 13 — сальниковое уплотнение; 14 — паз во втулке.

В настоящее время для ручного регулирования используются краны двойной регулировки типа КРДШ (шиберный, рисунок 2). Они рассчитаны на условное давление 1 МПа и темпе­ратуру регулируемой среды (воды) до 150 °С. Коэффициент местного сопротивления этих кранов от 5 до 14. Краны имеют поворотную на 90° втулку для монтажной регулировки (путем частичного изменения площади проходного отверстия) и шибер, вертикальное пе­ремещение которого по пазу во втулке обеспечивает по мере надобности эксплуатацион­ную регулировку.

Рисунок 3. Кран двойной регулировки типа «Термис»: 1 — патрубок с наружной резьбой; 2 — соединительная гайка; 3 — клапан; 4 — корпус; 5 — гайка крышки; 6 — сальниковая набивка; 7- крышка; 8 — гайка уплотнителя шпинделя; 9 — шпиндель; 10 — винт; 11 – маховик.

Краны повышенного гидравлического сопротивления типа «Термис» (рисунок 3) с восемью возможными положениями клапана для монтажной регулировки не имеют недостатков кранов с полой пробкой. Возрастание величины дросселирования у них пропорционально степени закрытия отверстия для протекания воды. Эти краны вентильного типа долго со­храняют работоспособность. Наличие патрубка с наружной резьбой 1 и соединительной гайки 2 дает возможность достаточно быстро устанавливать этот кран непосредственно на отопительный прибор без применения используемого ранее в этом случае «сгона» — отрез­ка трубы с короткой и длинной резьбой на его концах. Следует отметить, что в настоящее время подобная конструкция применяется для большинства запорно-регулирующих уст­ройств, выпускаемых двух типов: «прямой», применяемый при открытой, и «угловой» -при скрытой прокладке теплопроводов.

Рисунок 4. Кран регулирующий с дросселирующим устройством: 1 — сборка корпуса муф­тового запорного вентиля с крышкой, шпинделем, накидной гайкой и рукояткой; 2 — ка­либрованная диафрагма; 3 — запорно-регулирующий клапан.

Монтажная регулировка, проводимая вручную перед сдачей системы отопления в экс­плуатацию, требует значительных затрат времени опытных наладчиков. С тем чтобы из­бежать проведения монтажной регулировки двухтрубных систем применяют регулирую­щие краны повышенного гидравлического сопротивления с дросселирующим устройст­вом. В таких кранах (рисунок 4) имеется дросселирующая диафрагма с заранее выбранным диаметром отверстия, единым для всей конкретной системы отопления. Диафрагма соче­тается в кранах с клапаном вентильного типа, причем клапан на конце снабжен иглой для прочистки диафрагмы. Калиброванная конусная диафрагма (диаметром 3-6 мм), располо­женная в седле корпуса вентиля, создает сопротивление протеканию воды, достаточное для требуемого ее распределения между приборами системы отопления. Игольчатый кла­пан кроме прочистки диафрагмы обеспечивает эксплуатационную регулировку теплоот­дачи прибора, а также может плотно закрывать кран.

У приборов однотрубных систем водяного отопления устанавливают два вида кранов -краны типов КРП и КРТ. Если приборные узлы делаются с постоянно проточными замы­кающими участками (см. рисунок 1, а), то применяются проходные краны типа КРП. Такие краны выпускаются двух типов: шиберные краны типа КРПШ и краны с плоской пово­ротной заслонкой. Шиберные краны типа КРПШ схожи с кранами типа КРДШ (см. рисунок 2), но не имеют втулки для монтажной регулировки (не нужной для приборов одно­трубных систем отопления). Краны рассчитаны на условное давление 1 МПа и температу­ру регулируемой среды (воды) до 150 °С. Коэффициент местного сопротивления кранов -2,5…3. Конструкция кранов допускает их правое и левое использование.

Рисунок 5. Кран регулирующий трехходовой типа КРТП: 1 — корпус; 2 — заслонка; 3 -крышка; 4 — прокладки; 5 — гайка сальника; 6 — рукоятка; 7- крышка-указатель; 8 — винт с шайбой; 9 — сальниковое уплотнение.

Если приборные узлы делаются с обходными участками (см. рисунок 1, в) предназначенны­ми для частичного или полного выключения отопительных приборов, то применяются трехходовые краны типа КРТ. Краны типа КРТП (рисунок 5) универсальны по конструкции — они могут устанавливаться на верхних и нижних подводках, с подачей теплоносителя справа и слева (краны собираются для подачи теплоносителя справа, но легко могут быть перемонтированы для подачи воды слева). Заслонка крана может занимать различное по­ложение (определяется при снятой рукоятке по срезу — лыске на торце шпинделя заслон­ки) и регулировать количество воды, протекающей через отопительный прибор.

Рисунок 6. Регулирование расхода воды в отопительном приборе трехходовым краном: а —  вода из однотрубного стояка полностью протекает в прибор через подводку (заслонка в кране закрывает обходной участок); б — вода частично затекает в прибор; в — вода обходит прибор (заслонка закрывает подводку), протекает полностью в обходной участок и далее в стояк; 1 — однотрубный стояк; 2 — обходной участок; 3 — подводка; 4 – заслонка.

На рисунок 6 представлена схема действия трехходового крана при движении воды по од­нотрубному проточно-регулируемому стояку снизу вверх. Если заслонка закрывает отвер­стие в кране, обращенное к обходному участку (рисунок 6, а) то вода из стояка целиком протекает в подводку и далее через прибор. Это положение заслонки соответствует рас­четному, а следовательно, и монтажному положению при сдаче однотрубной системы в эксплуатацию. Промежуточное положение заслонки в корпусе трехходового крана при проведении эксплуатационного регулирования теплопередачи показано на рисунке 6, б, и положение заслонки при выключении прибора -на рисунке 6, в. На заслонке имеется вы­ступ, входящий в выемку на дне корпуса крана (см. рисунок 5), ограничивающий поворот заслонки только на 90°. Положение заслонки в корпусе в эксплуатационных условиях со­ответствует положению дуговой стрелки, нанесенной на крышку крана.

Принцип работы регулятора прямого действия основан на изменении объема среды, за­полняющей встроенный в термоголовку баллон (сильфон), при повышении или пониже­нии ее температуры. Изменение объема среды -термореактивного материала (например, резины) непосредственно вызывает перемещение клапана регулятора в потоке теплоноси­теля.

В регуляторах косвенного действия обычно используется электрическая энергия для на­гревания термобаллона уменьшенного объема, который, в свою очередь, связан со штоком регулирующего клапана. В некоторых конструкциях регуляторов сильфон частично на­полнен легкоиспаряющейся жидкостью. Если давление паров жидкости в сильфонной ка­мере изменяется, то возникающее растяжение или сжатие сильфона вызывает перемеще­ние клапана регулятора. В других конструкциях электрическая энергия используется для управления соленоидным вентилем двухпозиционного действия.

Термоклапаны выпускаются с пониженным (для однотрубных систем отопления) и повы­шенным (для двухтрубных систем) гидравлическим сопротивлением. Конструкция по­следних, как правило, обеспечивает не только эксплуатационное, но и монтажное регули­рование систем.

Рисунок 7. Запорно — регулирующий кран, устанавливаемый на обратной подводке отопи­тельного прибора.

Обеспечить монтажное регулирование систем водяного отопления можно также при уста­новке на обратной подводке отопительного прибора специального запорно-регулирующего крана (рисунок 7). Его можно использовать и для отключения отдельного прибора, например, при необходимости его аварийной замены без остановки системы отопления в целом. Запорно-регулирующий шток крана скрыт под защитной крышкой, так как он не предназначен для эксплуатационного регулирования отопительного прибо­ра.

В системах отопления возможна установка общего регулирующего крана на трубе, по­дающей теплоноситель к группе отопительных приборов, расположенных в одном поме­щении.

Арматура на стояках предназначена для полного отключения отдельных стояков, если требуется проводить ремонтные и другие работы во время отопительного сезона. Армату­ру для тех же целей помещают в начале и конце каждой ветви горизонтальных систем отопления.

Арматуру на стояках малоэтажных (1-3 этажа) зданий устанавливать нецелесообразно. Здесь проще предусматривать возможность отключения арматурой сравнительно неболь­шой части системы отопления (например, вдоль одного фасада здания). На стояках лест­ничных клеток арматуру применяют независимо от числа этажей.

Рисунок 8. Шаровой кран.

При водяном отоплении для спуска воды из одного стояка (ветви) и впуска воздуха в него при этом, а также для выпуска воздуха при последующем заполнении водой рядом с за­порными кранами (или вентилями) размещают спускные проходные или шаровые краны (внизу стояков со штуцером для присоединения гибкого шланга).

В многоэтажных зданиях на стояках систем отопления устанавливают запорные проход­ные (пробочные) или шаровые краны и вентили. Следует отметить, что за последнее время шаровые краны (рисунок 8) различного диаметра практически вытеснили другую подобную запорную арматуру. Объясняется это, прежде всего, их высокой надеж­ностью (безотказностью в работе и долговечностью). Краны используют при температуре теплоносителя воды до 115 °С и небольшом гидростатическом давлении в системе. В вы­соких зданиях при гидростатическом давлении, превышающем 1 МПа в нижней части стояков, краны заменяют более прочными и надежными в работе вентилями. Вентили также предусматривают на стояках при других теплоносителях — высокотемпературной воде и паре. Предпочтительно применение вентилей с наклонным шпинделем («косых» вентилей), создающих меньшие гидравлические потери давления и шум по сравнению с «прямыми» вентилями.

Рисунок 9. Фланцевая параллельная задвижка.

 

Арматура на магистралях необходима для отключения отдельных частей системы отопле­ния. В качестве такой арматуры используют муфтовые проходные или шаровые краны и вентили, а также фланцевые задвижки (рисунок 9) на трубах крупного калибра (d_у>50 мм). В пониженных местах на магистралях устанавливают спускные краны, в повышенных местах водяных магистралей — воздушные краны или воздухосборники.

На вертикальных участках воздушных труб систем водяного отопления с нижней развод­кой предусматривают арматуру (проходные или шаровые краны) в тех слу­чаях, когда предусмотрена установка запорных кранов на самих стояках.

На дренажных трубах для опорожнения отдельных стояков или горизонтальных ветвей (при числе этажей три и более) систем водяного отопления применяют кроме спускных кранов у каждого стояка или ветви общий запорный вентиль перед бачком с разрывом струи для перепуска воды в водосточную сеть (рисунок 10). Так поступают во избежание утечки воды через неисправные спускные краны стояков (ветвей) при действии системы.

Рисунок 10. Схема дренажа стояков систем водяного отопления: 1 — запорный кран; 2 — сто­як; 3 — спускной кран; 4 — магистраль; 5 — дренажная линия; б — общий запорный вентиль; 7 — открытый перепускной бачок; 8 — выпуск через сифон в водосток.

Арматура в тепловом пункте здания предназначена для регулирования и отключения отдельных систем отопления, а также отопительного оборудования.

Задвижки размещают на главных подающих и обратных магистралях, до и после (по дви­жению теплоносителя) теплообменников, циркуляционных и смесительных насосов, во­доструйных элеваторов, редукционных клапанов, конденсатоотводчиков, исполнительных механизмов автоматического регулирования и других аппаратов, а также на обводных ли­ниях.

Если кроме рабочего насоса установлен второй — резервный насос, то после каждого из них кроме запорных кранов или задвижек помещают обратные клапаны (рисунок 11). Насос находится в резерве при открытых кранах (задвижках), и обратный клапан предотвращает обратное движение воды через него к всасывающему патрубку работающего насоса. В любом случае, когда в местной схеме теплоснабжения установлено два и бо­лее параллельно работающих циркуляционных насосов различного назначения, после ка­ждого из них требуется установка обратного клапана. Помимо этого, обратный клапан ус­танавливается на тех трубных участках теплового пункта, где в процессе работы по каким-либо причинам может возникнуть нежелательный противоток теплоносителя (напри­мер, на подпиточной линии или подмешивающей перемычке).

Рисунок 11. Обратный клапан

Основная запорная арматура схемы теплового пункта дополняется воздушными и спуск­ными кранами в ее повышенных и пониженных местах.

Трубопроводы для отопительных систем

Представ­лены на отечественном рынке в широком ассор­тименте. В совсем недалеком прошлом для этого ис­пользовались стальные водогазопроводные трубы, в лучшем случае с оцинкованной поверхностью. Вер­хом надежности считались отопительные системы, вы­полненные из нержавеющих или медных труб. К недо­статкам традиционных стальных труб относят не только их недолговечность, но и способность наращивать с внутренней стороны налет, что в значительной мере снижает их пропускную способность. Кроме всего про­чего, установка стальных труб автоматически влечет за собой сварочные процессы, что также оказывает влия­ние на стоимость монтажных работ. Трубы из нержаве­ющей стали в домашних условиях вообще не варят, так как здесь необходимо оборудование, которое имеется в распоряжении только стационарных мастерских. Поэтому монтаж нержавеющих труб обычно выполняют на резьбовых соединениях, и обходится это дорого. Сварные соединения в стальных трубах наиболее уязвимое место, так как структура металла в этих местах нарушена под действием высоких температур.

Медные трубы являются превосходным конструкционным материалом для систем отопления и горячего водоснабжения. У меди весьма высокая стойкость к коррозийному действию воды, гарантирующая многолетнюю эксплуатацию трубопроводов. Более тонкие стенки медных труб значительно сокращают наружные диаметры по сравнению со стальными трубами без снижения прочностных и пропускных качеств магист­ральных и распределительных сетей. Кроме того, воз­можно применение трубопроводов с более низкими внутренними сечениями, так как медные поверхности не подвержены зарастанию продуктами коррозии. Все это способствует сокращению эксплуатационных рас­ходов, так как медные трубы в системах отопления не требуют применения ингибираторов коррозии и специ­альной водоподготовки. Свойства медных труб, а осо­бенно их высокая податливость к формированию (гибки), дают возможность широкого их применения в уст­ройстве систем «теплых полов». При установке медных труб следует соблюдать некоторые принципы проклад­ки. Основной обязывающий принцип — необходимость применения однородных материалов, то есть меди и ее сплавов. Но если смешение материалов избежать не удается, необходимо безукоризненно соблюдать сле­дующие правила:

Недопустим стык меди с нелегированной и оцинкованной нелегированной сталью. Возникнове­ние электрохимических процессов может стать причи­ной ускорения коррозии стали;

Стальные трубы могут быть применены в установке перед медными трубами. Если рассматривать установку в направлении течения воды (рисунок 12);

Медные трубы, прокладываемые под штука­туркой, должны быть по всей длине обернуты упру­гим покрытием. Оно должно препятствовать температурным деформациям.

Современный рынок ежедневно пополняет новая продукция полимерных труб, предназначенных для сантехнических и отопительных систем. Полимеры прочно вошли в сантехническую индустрию, заменив традиционные стальные и чугунные трубы. Их внедре­ние позволило снизить не только металлоемкость, но и надежность системы. Из полимеров стали изготав­ливать как безнапорные канализационные трубы, так и напорные трубопроводы для отопления холодного и горячего водоснабжения. К полимерам относят: по­лиэтилен, сшитый полиэтилен, полипропилен, полибутен, поливинилхлорид и т.д. По сравнению с металличе­скими стальными трубами полимерные имеют значи­тельно более низкое гидравлическое сопротивление, что соответствует большей пропускной способности на 20 — 30% при том же развиваемом насосом давлении. Они не вступают ни в какие химические реакции и не требуют особых условий для первоначального запуска системы и ее дальнейшей эксплуатации.

Рисунок 12. Правильная последовательность установки стальных и медных труб: 1 — медные трубы; 2 — стальные трубы.

 

К недостаткам полимерных труб относят, прежде всего, их хрупкость, поэтому их чаще всего устанавли­вают на безнапорных канализационных системах. Разви­тие систем водоснабжения и отопления в последнее десятилетие было отмечено внедрением принципиаль­но нового материала — многослойных металлополимерных труб (МПТ), эксплутационные характеристики которых намного превосходят аналогичные параметры их металлических предшественников (рисунок 13). Внут­ренний и внешний слои металлополимерных труб со­стоят из так называемого сшитого полиэтилена (РЕ-Х). В ходе технологического процесса его обработки моле­кулы полиэтилена образуют между собой дополнитель­ные связи, как бы «сшиваются». В результате материал получает повышенную теплостойкость и более высокие механические характеристики. «Сшитый» полиэтилен полностью удовлетворяет гигиеническим требованиям, что дает возможность его применения в системах горя­чего и холодного водоснабжения.

Рисунок 13. Многослойная металлополимерная труба: 1, 5- полиэтилен; 2,4- клеевой слой; 3 – алюминий.

Внутренний слой из сшитого полиэтилена обеспечи­вает высокую стойкость к воздействию агрессивных ве­ществ, способствует равномерному продвижению по­тока в трубе, снижая тем самым гидравлические поте­ри, полностью отвечает гигиеническим требованиям. Внешний слой, тоже из полиэтилена, предохраняет промежуточный металлический слой от коррозии, вы­зываемой строительными материалами. Вместе же они придают трубе низкую теплопроводность, великолеп­ную звукоизоляцию и облегчают вес. Промежуточный слой из алюминия, в свою очередь, гарантирует высо­кую надежность в эксплуатации, низкий коэффициент линейного расширения и выполняет функцию антикис­лородного барьера. Высокая надежность, долговеч­ность и широкий спектр применения — вот далеко не полный перечень тех характеристик, по которым можно оценивать эти материалы. Основными достоинствами металлопластиковой трубы являются:

• абсолютная   кислородонепроницаемость, позволяет замедлить процесс коррозии и износа отопительного оборудования;
• малый вес;
• низкий коэффициент линейного расширения, что позволяет обходиться без компенсаторов и увеличивать расстояние между упорами при монтаже;
• высокая механическая прочность;
• стойкость к коррозии и отложению осадка на вну­тренней поверхности трубы;
• антистатичность;
• малое гидравлическое сопротивление.

Металлопластиковые трубы монтируют с помощью прессовых или резьбовых соединений (рисунки 14) без сварки, нарезания или пайки, что позволяет снизить стоимость монтажных работ. Системы отопления и во­доснабжения выполняют скрытой прокладкой в стенах и полах. Трубы и соединения можно бетонировать или скрывать штукатуркой.

Рисунок  14. Резьбовое соединение металлопластиковых труб.

К недостаткам металлопластиковых труб относят:

• более низкая (по сравнению со стальными труба­ми) сопротивляемость высоким температурам;
• подверженность механическим воздействиям;
• подверженность ультрафиолетовому излуче­нию, приводящему к преждевременному старению материала.

Список использованных источников:

1. Справочник по теплоснабжению и вентиляции (издание 4-е, переработанное и дополненное). Книга 1-я. Р.В. Щекин, С.М. Кореневский, Г. Е. Бем, Ф.И. Скороходько, Е.И. Чечик, Г.Д. Соболевский, В.Л. Мельник, О.С. Кореневская. Киев, «Будiвельник», 1976, стр. 416.

2. Инженерное оборудование дома и участка. Авт.: В.С. Самойлов; ООО «Аделант», 2004.- 320 с.