Текст
                    экономия
ТЕПЛОТЫ
в жилых
ЗДАНИЯХ
экономия
ТОПЛИВА
И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

экономия ТОПЛИВА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Серия основана в 1981 году Л. Д. Богуславский ЭКОНОМИЯ ТЕПЛОТЫ в жилых ЗДАНИЯХ 2-е издание, переработанное и дополненное МОСКВА СТРОЙИЗДАТ 1990
ББК 38.762.1 Б74 УДК 697.1:620.9.004.183 Печатается по решению экспертного совета по ЭТЭ Стройиздата Рецензент— зав. отделим Института экономических проблем комплексного развития народного хозяйства Москвы д-р эконом, наук А. А. Сегединов. Редактор - А. А. Широкова. Богуславский Л. Д. Б74 Экономия теплоты в жилых зданиях.— 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Стройиздат, 1990.—119 с.: ил.— (Экономия топлива и электроэнергии). ISBN 5-274-00298-6 Рассмотрены простейшие способы проведения конкретных мероприятий по экономии теплоты в жилых зданиях, практи- ческая реализация которых может быть осуществлена с незна- чительными единовременными затратами. Изд. 2-е дополнено сведениями об определении области экономически целесообраз- ного применения мер, требующих для своего осуществления единовременных затрат. Изд. 1-е вышло в 1985 г. Для инженерно-технических работников жилищно-эксплу- атационных организаций. с 3401030000—412 __ оп Б--------------о5—90 047(01)—90 ББК 38.762.1 ISBN 5-274-00298-6 © Стройиздат, 1985 © Богуславский Л. Д., 1990, с изменениями
ПРЕДИСЛОВИЕ В Основных направлениях экономического и социального развития народного хозяйства СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года поставлена задача — превратить ресурсосбережение в решающий источник удовлетворения растущих потребностей народного хозяйства. Добиться, чтобы прирост потребностей в топливе, энергии, сырье и материалах на 75—80% удовлетворялся за счет экономии. Снизить энергоемкость национального до- хода не менее чем в 1,4 раза. В 1990 г в народном хозяйстве необходимо обеспечить экономию органического топлива по сравнению с 1985 г. на 200 -230 млн. тонн услов- ного топлива (т. у. т.). Для решения этой трудной задачи необходимо выявить и реализовать все имеющиеся резервы экономии топлива и тепловой энергии. В жилищном хозяйстве потребляется около 30% тепловой энергии, получаемой от сжигания добываемого в стране твердого и газообразного топлива, и поэтому здесь экономия теплоты является важнейшей народнохозяйственной задачей, решать которую необходимо немедленно. Важность этой задачи объясняется прежде всего тем, что суммарная потребность эксплуатируемых жилых зданий в тепловой энергии примерно в 30 раз больше этой потребности для новых жилых зданий, вводимых в эксплуатацию в течение одного года, а возможности экономии теплоты в эксплуатируемых зданиях значительно больше, чем в новых. Следует также учитывать то, что в последние десятилетия стоимость добычи и перевозки топлива значительно увеличилась: его месторождения в европейской части СССР истощаются, и топливодобывающая промышлен- ность перебазируется на восток и север — в необжитые районы страны, где горно-геологические условия добычи топлива более тяжелы'" Необходимость перевозки его к потребителям на тысячи километров вызвал» увеличе- ние капитальных вложений в газопроводы и реконструкцию дорожного транспорта. Существующий перерасход тепловой энергии в эксплуатируемых жилых зданиях по сравнению с расчетным расходом сейчас в среднем оценивают в 25% и более. Причин наличия такого большого перерасхода много: пониженные теплозащитные свойства наружных ограждающих конструкций - стен, заполнений световых проемов (окон и балконных дверей), совмещенных покрытий, зданий; перерасход теплоты, расходуемой на нагрев наружного воздуха, проникающего в помещения через неплотности в притворах оконных переплетов и балконных дверей (из-за их большой щелистости); неотрегулированность систем отопления, что приводит к перегреву ряда поме- щений здания; работа котельных с низким коэффициентом полезного дей- ствия; перерасход горячей воды, поступающей из системы горячего водоснаб- жения в зданиях повышенной этажности, и др. Основным мероприятием, позволяющим сократить перерасход тепловой энер- гии в жилых зданиях, является оснащение систем отопления и горячего водоснабжения приборами, автоматически регулирующими их работу. Однако реализовать в ближайшие годы такое мероприятие будет очень сложно, так как выпуск указанных приборов еще невелик, а ими надо оснастить около 850 тыс. систем отопления и более 400 тыс. систем горячего водоснабжения эксплуати- руемых жилых зданий (здесь учитываются только системы, присоединенные к ТЭЦ и крупным котельным). Для этого потребуются не только большие капитальные вложения, но и выполнение частичной реконструкции помещений, где будут установлены приборы, а также подготовка обслуживающего персонала и организация соответствующих ремонтных баз. Поэтому в настоящее -пемя необходимо выявить и реализовать такие энергосберегающие меро- 1>пияГ*11?' которые могут быть осуществлены более просто — без установки автоматически действующих приборов или устройств, заводское изготовление которых должно быть освоено вновь. 3
Глава 1 ТЕПЛОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕРОПРИЯТИЯ, ПРОВОДИМЫЕ В ЖИЛЫХ ЗДАНИЯХ Обязательным и предварительным условием проведения теплосбе- регающих мероприятий является приведение в исправное состояние всех контрольно-измерительных приборов и арматуры систем отопления и горячего водоснабжения. Задвижки в котельных и на вводах в зданиях, а также проходные краны на стояках системы отопления должны быть отрегулированы, и положение в таком состоянии их элементов, регулирующих расход воды, должно быть ^фиксировано. Расход $оды в нагревательных приборах необходимо привести в соответствие с расчетным расходом с помощью кранов двойно регулировки (предварительно эти краны должны быть отре- монтированы так, чтобы обеспечить возможность вращения регулирующего «стакана» в корпусе крана или замены новыми). Необходимо устранить избыточные поверхности нагрева, установленные жильцами. Проверка выполне- ния перечисленных мероприятий должна производиться не реже двух раз в год (в начале и в конце отопительного периода). Одновременно необходимо выявлять и устранять все неисправности наружных ограждающих конструкций здания с предъявлением санкций к жильцам, не выполняющим требования к экономии теплоты (заклейка притворов оконных переплетов на зимний период, отсутствие в них стекол и др.). Важное значение для сбережения теплоты имеет материальная заинте- ресованность эксплуатационников в выполнении теплосберегающих мероприятий. В качестве примера можно привести опыт Главного управления жилищного хозяйства исполкома Москвы, работники текущего ремонта жилых домов ко- торого работают на бригадном хозяйственном расчете. Условия выплаты премий к заработной плате членов хозрасчетной бригады зависят от качества содержания жилищного фонда, определяемого исходя из четырех показателей: экономии теплоты, электроэнергии и воды по закрепленному за бригадой жилищному фонду; выполнения плана текущего ремонта и подготовки домов к эксплуатации; наладки инженерного оборудования; своевременности и качества выполнения заявок населения. Итоги работы хозрасчетных бригад определяют ежемесячно и соответственно выявляют процент премии к фактически начислен- ной заработной плате. При условии экономии теплоты, воды и электрической энергии свыше 5% от норм, установленных жилищной организации, оценку этого участка деятельности бригады принимают равной пяти баллам и со- ответственно возрастает средний (по четырем приведенным выше показателям) размер премиального вознаграждения. Опыт работы хозрасчетных бригад, выполняющих текущий ремонт жилых зданий в Москве, показал, что бригадный хозрасчет позволил значительно повысить уровень содержания жилищного фонда, в том числе использования энергоресурсов, причем большее энергосбережение достигается в организа- циях, имеющих современные мастерские текущего ремонта инженерного обору- дования жилых зданий. Мастерские текущего ремонта, принадлежащие ЖЭК (ДЭЗ) или ремонтно-строительным управлениям, обычно проектируют лексными для всех видов выполняемых ремонтных работ. Во вср\ мает *°Мп~ имеется санитарно-техническое отделение, площадь и оснащение которого РСКИх 4
площади обслуживаемых зданий более 50 тыс. м2 жилой площади сят главным образом от объема работ и возможности централизованного обеспечения необходимыми для текущего ремонта инженерным оборудованием, фасонными частями для труб, арматурой, запасными частями и узлами для ремонта эксплуатируемых установок. Однако и в небольших мастерских можно, используя небольшие станки, механизировать наиболее частые операции текущего ремонта: перерезку и гнутье труб, нарезку на их концах резьбы, сварку труб и т. п. На рис. 1 показан план слесарно-жестяницкого отделения мастерской жилищно-эксплуатационной организации при обслуживаемой пло- щади зданий более 50 тыс. м2 жилой площади (проект разработан Укржил- проектом). Слесарная часть отделения I оборудована тремя слесарными вер- стаками 3, настольно-сверлильным станком 4 типа НС-12А, стеллажами для труб 10, заточным двусторонним станком 6, токарным станком 5 типа ЛТ-10М, трубогибочным механизмом 2 типа 2ТГ, построечным механизмом / с отрезным и нарезным устройствами типа ВМС-12, кузнечным горном 8 с дутьевым вентилятором, ванной 9 для охлаждения деталей и наковальней 7 К левому помещению слесарной части отделения примыкает склад II, в ко- тором находятся шкафы с запасными и фасонными частями, арматурой, ин- струментом и приспособлениями для ремонтных работ. Количество ручного инструмента, необходимого для 10 слесарей, принято: линеек масштабных, молотков слесарных, зубил, ручных ножовочных станков, напильников трех- гранных, отверток, плоскогубцев комбинированных, ключей трубных рычажных № 1 и 2, кернеров, ключей радиаторных — по 10 шт.; угольников слесарных, штангенциркулей, отвесов, уровней, крейцмейселей, ручных сверлильных маши- нок, круглогубцев, кусачек, ключей гаечных разводных (19 и 30 мм), ключей трубных рычажных № 4, шлямбуров (15 и 20 мм) — по 5 шт.; труборезов — 2 шт. внутромеров — 1 шт. Однако экономия тепловой энергии не должна быть самоцелью: с на- роднохозяйственной точки зрения целесообразность внедрения того или иного энергосберегающего мероприятия всегда должна обосновываться экономически. При этом должно быть определено, что более выгодно государству: внедрение данного мероприятия или затраты на дополнительное соответствующее разви- тие топливодобывающей промышленности. Поэтому в первую очередь нужно реа- лизовать те мероприятия, которые обеспечат не только экономию тепловой энергии, но и экономический эффект в народном хозяйстве. Решающим для определения экономической целесообразности рассматри- 5
ваемого энергосберегающего мероприятия является срок окупаемости капи тальных вложений z (лет), необходимых для его осуществления z= К/(С| - С2), где К — необходимые капитальные вложения (сметная стоимость необходимых работ), руб. Ci — затраты на тепловую энергию до внедрения данного мероприятия; руб/год; С2 — то же, после его внедрения. Предельно допустимый (нормативный) срок окупаемости для сберегающих теплоту мероприятий установлен 12,5 лет [3]; если величина z меньше или равна 12,5, то рассматриваемое мероприятие может считаться экономически целесооб- разным. Величину достигаемого при этом экономического эффекта Эф (руб/год) определяют по формуле Эф = С| -С2- (К/12,5) — аК, где а — годовые затраты на амортизационные отчисления и текущий ремонт энергосберегающего устройства в долях от капитальных вложений; усредненно эти затраты можно принимать равными 0,07 — для оборудования, необходимого при внедрении мероприятия, и 0,1—для систем горячего водоснабжения (трубопроводы и краны-смесители). а) для систем отопления, присоединенных к ТЭЦ: c = qp(<;~<c;7)^ct,uio-6. Цв *н) где Qp — расчетные потери теплоты зданием, Вт(ккал/ч)*; ta — расчетная тем- пература внутреннего воздуха (18 °C, а в Сибири и на Севере — 20 °C); /н — то же, наружного воздуха; /ср от — средняя температура наружного воздуха в течение отопительного периода; мот — длительность отопительного периода, ч/год; стэц — стоимость тепловой энергии, руб/ГДж (руб/Гкал); Ю6 — коэф- фициент перевода Дж в ГДж (ккал в Гкал). Величины /н, /ср от и пот принимают в соответствии с данными, указанными в СНиП 2.01.01—82 «Строительная климатология и геофизика». Для расчетов принимают следующие величины стоимости тепловой энергии: в Восточной Сибири — 2,64 руб/ГДж (11 руб/Гкал); в Западной Сибири — 3,1 (13); Казахстане и Урале — 3,35 (14); европейской части страны и Средней Азии — 3,6 (15); на Дальнем Востоке 5 руб/ГДж (21 руб/Гкал). б) для систем отопления, присоединенных к котельным: с = о ~ <Р »'|а'" тст- 1.08 ₽ Gb-UQt- Ю61]КО1 где а1 — коэффициент, учитывающий потери теплоты в наружных тепловых сетях, равный 1,15 для групповых котельных и 1,2 — для квартальных котель- ных; ст — стоимостная оценка топлива в различных регионах страны, приве- денная в табл. 1; QT 106 — теплота сгорания условного топлива; 29,ЗХ ХЮ6 КДж/т у. т. (7 10б ккал/т у. т.); т]кот — коэффициент полезного действия котельной установки. * По всей книге данные по теплоте приведены также в старых единицах измерения, которыми пользуются на практике. В прил. 2 дан перевод на единицы измерения системы СИ. 6
Таблица 1. Стоимостная оценка топлива в различных регионах страны Регион Стоимостная оценка, руб/т. у. г. Рсгио Стоимостная оценка, руб/т у. Т. Уголь Газ Уголь Газ Восточная Сибирь 25 — Урал 43 52 Западная Сибирь 35 43 Европейская часть 50 60 Казахстан 41 50 Дальний Восток 60 72 Средняя Азия 42 51 в) для систем горячего водоснабжения, присоединенных к ТЭЦ: С = 1,15 • Ю~6£лчел (55 - 5) и, где 1,15 — коэффициент, учитывающий потери теплоты в трубопроводах и при сливе охладившейся воды; g—норма расхода воды одним жильцом, л/сут (в жилых домах квартирного типа, оборудованных умывальниками, мойками и душами, £=85 л/чел.-сут, а при наличии ванн с душами — 105 л/чел.-сут. В общежитиях с общими душевыми £ = 50, а с душами во всех жилых комнатах — 60 л/чел.-сут), лчел — число жильцов в здании или группе зданий; пг „— длительность работы системы горячего водоснабжения, сут/год (которая в среднем равна 350 сут/год); 55 — температура нагретой воды, °C; 5 — средняя температура воды, поступающей из водопровода, °C. г) для систем горячего водоснабжения, присоединенных к‘ и гльным: С = 1,15 a1 io-6gn4„ (55 - 5) nr. вст/(7»Кот). Имеется пять показателей, изменение которых при проведении определенных мероприятий позволяет экономить тепловую энергию и топливо. Это снижение: 1) потерь теплоты через наружные ограждающие конструкции зданий (обычно такие мероприятия осуществляются при реконструкции или капитальном ремонте жилого здания); 2) количества поступающего в помещения наружного воздуха (через неплотности притворов в заполнениях световых проемов) до нормативной величины; 3) расхода тепловой энергии в системе отопления здания; 4) расхода тепловой энергии в системе горячего водоснабжения здания; 5) расхода топлива в котельных. В книге рассмотрены только те мероприятия по снижению перечисленных пяти показателей, которые могут быть практически осуществлены в настоящее время в эксплуатируемых жилых зданиях: в процессе текущего или капи- тального их ремонта, а также при реконструкции здания. 7
Глава II СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ ТЕПЛОТЫ ЧЕРЕЗ НАРУЖНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ ЗДАНИЙ Стоимость топлива и тепловой энергии растет во всех странах, и этот процесс до конца столетия не прекратится. Как следствие, возникла необходимость в снижении потерь теплоты через наружные ограждения не только проектируемых, но и эксплуатируемых жилых зданий. В результате повышения теплозащитных свойств наружных стен, чердачных перекрытий и заполнений световых проемов этих зданий в ряде стран (Дания, ФРГ, США и др.) удалось снизить (за счет таких мероприятий) затраты теплоты на отопление на 30—40%. Реализация аналогичных мероприятий происходит и в нашей стране. При этом всегда следует реализовывать тот вариант утепления наружного ограждения, который экономически наиболее целесообразен в местных условиях. Мероприятия, позволяющие уменьшить потери теплоты через наружные ог- раждения зданий, можно разделить на две группы: I) обеспечивающие дове- дение сопротивления теплопередаче наружного ограждения до проектной вели- чины (в случаях, если оно ниже этой величины); 2) повышающие сопротивление теплопередаче ограждения по сравнению с проектной его величиной. 1. Доведение уровня теплозащиты наружных стен до проектной величины Основном мероприятием этой группы является утепление наружных промерзающих панельных стен. Число дефектных панельных стен велико, промерзание их происходит в результате совместного воздействия нескольких факторов: более высокой по сравнению с проектной величиной объемной массы панелей; повышенной их влажности и проникновения через неплотности в стыковых соединениях панелей наружного воздуха, недостаточной теплоотдачи нагревательных приборов. Однослойные стеновые панели обычно (промерзают в тех участках, где преобладает цементный камень и мало керамзита. Учитывая, что коэффициент теплопроводности воды в 4 раза больше, чем у воз- духа, вытесняемого водой из пор панели, а у льда этот коэффициент примерно в 4 раза больше, чем у воды, потери теплоты через стеновую панель после ее промерзания резко возрастают. Наружные стены часто сыреют и в процессе эксплуатации зданий. Влага может проникать в стены из цочвы, из помещений и под воздействием атмосферных осадков. Для предотвращения увлажнения стен капиллярной влагой из грунта. необходимо отремонтировать неисправный гидроизоляционный слой в цоколе стены, а также обеспечить хорошую вентиляцию подполья и гидроизоляцию подземных и подвальных стен. Быстрый и полный отвод от стен попадающих на них атмосферных осадков обеспечивает исправное состояние отмосток у здания, наружной штукатурки кирпичной или фактурного слоя панельной стены, а также водосточных труб и лотков крыш. Повы- шенная относительная влажность воздуха в помещениях создается в основ- ном в результате стирки и сушки в них белья, приготовления пищи и отопления комнат газом, сжигаемым в кухонных плитах (заметим, что продукты сгорания газа содержат большое количество водяных паров). 8
Рис. 2. Варианты утепления стыковых соединений стеновых панелей а — легким строительным раствором; б — напылением асбомииваты; в — вспененным пенопластом; / — наружная панель; 2 — слой пароизоляции; 3 — легкий строительный раствор; 4 — металли- ческая сетка; 5 — асбоминватная смесь; 6 — древесно-волокнистая плита; 7 — вспененный пено- пласт; 8 — сухая штукатурка Рис. 3. Варианты утепления карнизного угла а — установкой древесно-волокнистых плит и сухой штукатурки; 6 — напылением асбоминватной смеси с последующим покрытием ее легким строительным раствором; в — утеплением угла плитами ФРП-1; / — совмещенная крыша; 2 — древесно-волокнистые плиты; 3 — сухая штукатурка; 4 — наружная стена; 5 — асбоминватная смесь; 6 — плита ФРГ! и цементно-песчаный раствор Академия коммунального хозяйства им. К- Д- Памфилова рекомендует в целях предотвращений промерзания панельных стен утеплять их стыковые соединения. Утепление можно осуществлять следующими способами: легким строительным раствором (рис. 2, а), напылением асбоминватной смеси с отде- лочным слоем из легкого строительного раствора по металлической сетке (см. рис. 2, б) или заливкой вспененного пенопласта ФРП с последующей установкой листов сухой штукатурки (см. рис. 2, в). Часто промерзание панели начинается в карнизном узле. В этих случаях рекомендуется утеплять его одним из следующих трех способов: установкой древесно-волокнистых плит и сухой штукатурки (рис. 3, а); напылением асбо- минватной смеси с последующим покрытием ее слоем легкого строительного раствора по металлической сетке (см. рис. 3,6); утеплением угла плитами ФРП-1 (см. рис. 3, в). Если промерзание наблюдается в местах сопряжения перекрытия со стеновыми панелями, то во всех каналах многопустотных 9
Рис. 4. Утепление мест сопряжения пере- крытия со стеной инъецированием вспе- ненного утеплителя 1 наружная торцевая панель; 2 — вспененный утеплитель; 3 — многопустотный настил утеплителя; 4 -- отверстие для инъецирования Рис. 5. Утепление промерзающих наружных панельных стен а — напылением асбоминваты и древес но-волок- нистой плитой; б напылением асбоминваты и строительным раствором; в —ФРП-1 и сухой штука- туркой; г — двумя древесно-волокнистыми плитами; / трехслойная стеновая панель; 2 — пароизоля- ция; 3 — древесно-волокнистая плита; 4 — асбомин- ватная смесь; 5 — пенопласт ФРП-1; 6— сухая шту- катурка; 7 — строительный раствор плит перекрытия, примыкающих к стене, пробивают отверстия (предварительно очистив плиты от вышенаходящихся слоев перекрытия) и инъецируют в пустоты плит утеплитель МРП и ФРП (рис. 4). Затем восстанавливают верхние слои перекрытия (не заделывая пробитые отверстия). Промерзание панелей по их поверхности Академия коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова рекомендует устранять после просушки их с внутренней стороны стены, укладывая сначала теплоизоляционный слой, а затем паро- изоляционный и отделочный слои. Применяют четыре варианта такого утепле- ния: напылением асбоминватной смеси с последующей прокладкой слоя паро- изоляции и установкой древесно-волокнистых плит (рис. 5, а); напылением той же смеси с отделочным слоем строительного легкого раствора по металли- ческой сетке (см. рис. 5,6); плитным пенопластом ФРП-i и листами сухой штукатурки (см. рис. 5, в); установкой двух слоев древесно-волокнистых плит (см. рис. 5, г). Пониженное по сравнению с проектной величиной сопротивление тепло- передаче чердачного перекрытия увеличивают наращиванием теплоизоляцион- ного слоя путем засыпки керамзитового гравия или укладки минераловатных, цементно-фибролитовых или иных плит, имеющих низкий коэффициент тепло- проводности. После дополнительной укладки гравия над ним устраивают предохранительную корку из цементно-песчаного раствора, что препятствует возникновению потоков воздуха в теплоизоляционном слое, снижающих его теплоизоляционные качества. Чтобы защитить предохранительную корку от по- следующего износа, целесообразно после окончания ремонтных работ на чердаке 10
проложить ходовые доски в местах обслуживания работниками жилищной организации. Эффективно утеплять панельные стены можно, нанося на их наружную поверхность гидрофобную эмульсионную кремнийорганическую краску Э-КО-179, разработанную МИСИ им. В. В. Куйбышева. Это покрытие несмываемое, паропроницаемое и морозостойкое, а краска нетоксичная. Перед окраской стену сушат и очищают от загрязнений пескоструйным аппаратом или прово- лочными щетками. Перед применением состав доводится до необходимой консистенции добавлением в него воды, а затем он наносится краскопультом на стену в 2—3 слоя с промежутками во времени не менее 15 мин (для затвердевания слоев). Расчеты показали, что затраты на окраску стены окупа- ются за счет стоимости сэкономленной теплоты за 3—6 лет (в завивимости от стоимости тепловой энергии). 2. Дополнительное утепление наружных стен Задача заключается не только в том, чтобы выбрать наиболее целесообразный в заданных условиях вариант доведения сопротивления тепло- передаче стены или перекрытия до проектной величины, но и определить целесообразность дополнительного утепления данного наружного ограждения жилого здания. Наиболее экономически целесообразному варианту будет со- ответствовать минимальная величина приведенных затрат П (руб/м2), являющихся суммой единовременных затрат на реконструкцию стены, текущих затрат на возмещение теряемой через стену теплоты и на ремонт стены в течение нормативного срока окупаемости единовременных затрат: П — К + (Т + аК) 12,5-> минимум, где Т — затраты на возмещение теплоты, теряемой через стену, руб/м2-год; аК — затраты на ремонты стены, руб/м2 • год. Усредненные величины аК принимают равными: для утеплителей наружных стен, заполнений световых проемов и чердачных покрытий — 0,025К руб/год; при утеплении и герметизации стыковых соединений — 0,04К руб/год. Практи- чески эти затраты из-за малой их величины можно в расчетах не учитывать. При снабжении здания теплотой от ТЭЦ или предприятий объединенных котельных и тепловых сетей величину Т (после утепления стены) определяют по формуле т 1,08(/в-/ср 10-6сТЭц /?й где 1,08 — коэффициент, учитывающий дополнительные затраты теплоты; /?К — сопротивление теплопередаче стены после ее утепления. При снабжении теплотой от индивидуальной котельной: т 1,08(/„ - /ч, itl)a'n(„cr 7 IOfi>koTW Решение задачи состоит из двух последовательно выполняемых этапов. Сначала для сопоставляемого варианта утепления ограждения определяют приведенные затраты при каждом принятом приращении толщины этого ограж- II
дения, начиная с первого приращения по сравнению с необходимой его тол- щиной (при минимально допустимом сопротивлении теплопередаче ограждения в данных климатических условиях /?" у) и до того приращения, при котором величина П начнет возрастать (первый этап). Условно считают, что приведенные затраты, отличающиеся друг от друга менее чем на 2%, являются равно экономичными, и в этом случае принимают вариант с наименьшими дополнительными капитальными вложениями. Затем сопоставляют величины по- лученных минимальных приведенных затрат по всем вариантам утепления ограждения и выявляют экономически более целесообразный из них — с наименьшими затратами (второй этап). Во многих случаях определение фактического сопротивления теплопередаче R*у промерзшей ограждающей кон- струкции до ее утепления очень сложно или невозможно. В таких случаях допускается принимать величину R”y на 30% меньше величины, получаемой в результате выполнения соответствующего теплотехнического расчета для непромерзающей конструкции. Для этого предварительно определяют материалы и толщйны отдельных слоев имеющегося наружного ограждения, а термическое их сопротивление определяют с учетом указанных в проекте плотностей материалов этих слоев. Пример 1. Определить экономически целесообразную толщину слоя утепле- ния однослойной керамзитобетонной промерзшей стены в жилом, снабжаемом теплотой от ТЭЦ здании (г. Ульяновск), образуемого путем напыления асбо- минватной смеси (на 1 м3 изоляции 125 кг асбеста VI—VII сорта, 55 кг минеральной ваты и 125 кг 60%-ного раствора калиевого стекла) с после- дующим устройством слоя пароизоляции (рубероид или гидроизол) и установкой древесно-волокнистых плит. Минимально допустимое сопротивление теплопередаче наружных панельных стен жилых зданий в Ульяновске равно 1,03 м2«К/Вт; /?"у= 1,03(1 —0,3) = = 0,72 м2 К/Вт (0,84 м2 ч °С/ккал). Древесно-волокнистая плита имеет толщину 6ПЛ = 0,025 м и коэффициент теплопроводности Хпл = 0,126 Вт/м К [0,11 ккал/(м ч °C)], теплопроводность смеси \м = 0,069 (0,06), а пароизо- ляции Хп нз = 0,174 Вт/м К [0,15 ккал/(м ч °C)J; толщина пароизоля- ционного слоя 6П нз = 0,005. Сопротивление теплопередаче отремонтированной стены определяется, м2 К/Вт [(м2 ч °C)/ккал]; бол . бл из . 6см^072 . 0.025 0,005 *пл киЛ *см i ^0,126^0,174 -ti-= 0,94 4- -Ц-( 1.09 + -^) | м2 ч °С/ккал 0,069 L 0,069' 0,06 7 J Для Ульяновска разность температур t, ~ «ер.ог = 18 + 5,7 = 23,7 °C; с, = 3,6 руб/ГДж (15 руб/Гкал); пот = 213 сут/год; Т= (1,08//?у) 23,7 24 213 10~6 15 =1,96//?у, руб/м2-год. Стоимость смеси в деле 52 руб/м3, а суммарная стоимость плиты и па- роизоляции 2,1 руб/м2. Чтобы фактическое сопротивление теплопередаче стало равным минимально допустимому в условиях Ульяновска, необходимо напылить слой смеси столщиной (1,03 — 0,92) 0,069 » 0,007 м. Принимаем для расчета минимальную толщину этого слоя 0,01 м, а далее увеличиваем ее на 0,01 м при каждом последующем расчете. Результаты расчетов сведены в табл. 2, откуда следует, что оптимальная толщина напыляемого слоя равна 0,07 м, но принимать надо 0,06 м (приведенные затраты при этой толщине менее чем на 2% отличаются от затрат при 6 = 0,07 м). 12
Таблица 2. Определение экономически целесообразной толщины напыляемого слоя асбоминватной смеси Толщина слоя смеси, м оУ м • K/Вт [(»г°ч-0С)/ккал) К, 9 руб/м2 т. руб/м2-год 12.5Т, руб/м2 П, руб/м2 Процент 0,01 1,08(1,26) 2,7 1,55 19,7 22,4 134 0,02 1,22(1,42) 3,14 1,37 17,2 20,3 121 0,03 1,36(1,59) 3,66 1,21 15,2 18,9 ИЗ 0,04 1,51(1,76) 4,18 1,11 13,9 18,1 108 0,05 1,65(1,92) 4,7 1,02 12,8 17,5 105 0,06 1,79(2,09) 5,22 0,93 11,8 17 101 0,07 1,94(2,25) 5,84 0,87 11 16,8 100 0,08 2,07(2,41) 6.38 0,82 10,1 16,8 100 При реконструкции жилых зданий, а иногда и при их капитальном ремонте все чаще утепляют наружные стены по всей их площади. В настоящее время практически внедряются следующие' способы утепления этих стен: а) напылением асбестоперлитовым раствором; б) напылением раствора пено- пласта (пенополиуретана); в) наклейкой полистирольных плит. Исследования АКХ им. К. Д. Памфилова подтвердили техническую эффективность всех этих способов утепления наружных стен. Практические преимущества наруж- ного их утепления заключаются в возможности выполнения соответствующих работ механизированным спосбом и без временного выселения жильцов, а также в защите стен от воздействия дождя и отсутствии тепловых «мостиков». Нанесению утепляющих растворов должна предшествовать очистка наруж- ной поверхности стен от пыли и грязи и промывка их. Перед напылением асбестоперлитового раствора на стену натягивается стальная проволочная сетка с ячейками 20X20 или 40X40 мм, крепящаяся к стене дюбелями, располагаемыми в шахматном порядке, с шагом 30 см. Затем на сетку для лучшего сцепления слоев набрызгивается цементное молоко. Затем производят напыление асбестоперлитовой смеси следующего состава: асбест V—VI сорта — 110 кг/м3, перлит марки 75 (или 100)— 70, цемент марки 400 — 80 кг/м3, вода — 160 кг/м3; объемная масса раствора в среднем равна 300 кг/м3, ее коэффициент теплопроводности 0,07 Вт/м • К (0,06 ккал/(м • ч • °C)]. Перед приготовлением раствора производят подготовку входящих в него ма- териалов: их очищают от посторонних включений; если влажность асбеста и перлитового песка более 2%, то их подсушивают, а затем песок пропускают через сито с ячейками 1X1 мм для отсева пыли и мелких фракций. Теплоизо- ляцию толщиной 4—5 см создают не менее чем за 2 раза с сушкой каждого нанесенного слоя раствора и последующим смачиванием поверхности слоя водой. Раствор наносят с помощью установки, разработанной комбинатом «Центрэнерготеплоизоляция» и состоящей из распушителя-питателя (распушка асбеста, перемешивание сухой смеси и ее транспортировка к распылителю); пистолета-распылителя (нанесение на стены раствора, который на выходе из сопла в пистолете смачивается водой); компрессора для сжатия воздуха, поступающего в пистолет-распылитель давлением до 4,5 • 105 Па (4,5 кг/см2). Последний слой изоляции выравнивается и затирается, а затем покры- вается в 3 слоя (для водонепроницаемости) кремнийор'ганическим составом марок ГКЖ-94, ГКЖ-И или, фасадными красками на кремнийорганической 13
основе. Для предотвращения появления трещин на слое изоляции через каждые 5—6 м по высоте здания и по центру каждого фасада устраивают темпера- турно-осадочные швы, которые зачеканивают тиоколовым герметиком типа УМС-50 (после того как прочность теплоизоляционного слоя достигнет расчетной величины). Практика производства перечисленных работ по утепле- нию стен жилого здания в условиях Московской обл. показала, что их полная стоимость составила 8,3 руб/м2 при толщине теплоизоляционного слоя 0,05 м и она увеличилась бы на 0,9 руб/м2 при утолщении слоя на 0,01 м. Пример 2. Определить экономически наиболее целесообразную толщину слоя асбестоперлитовой теплоизоляции жилого здания в указанных выше усло- виях; стэц = 3,6 руб/ГДж (15 руб/Гкал), /„ = 18 °C; /ср от = —3 °C, пот = = 230* 24 = 5160 ч/год, /?*= 0,86 м2* К/Вт (1,0 м2« ч-°С/ккал). При толщине слоя теплоизоляции 0.05 м его термическое сопротивление равно 0,05:0,081 = = 0,62 и, следовательно, /?> = 0,62 + 0,86 = 1,48 м2 К/Вт. Результаты расче- тов сведены в табл. 3. Таблица 3. Определение экономически целесообразной толщины напыляемого слоя асбестоперлитового раствора Толщина слоя утепли- теля, м м2 • К Вт(м2 • ч • лС/ккал) К, РУб/м2 Т, руб/м -год 12,5Т, руб/м2 П, Руб/м2 п. 0 0,05 0,06 Следе материале ного ело: эффект е -20,9 = ( 0,86(1) 1,48(1,72) 1,6(1,86) >вательно, при дани >в экономически целее я равной 0,05 м. С и- утепления стен а< ),9 руб/м2). 0 8,3 9,2 1ЫХ КЛИМ □образно )днако cj c6ecTonepj 1,74 1 0,92 13ТИЧССКИХ принимат 1едует от 1ИТОВЫМ 21,8 12,5 11,7 услови: ь толщин •метить, ’ раствором 21,8 20,8 20,9 ЯХ и С' iy теплой ЧТО ЭКОН( । невелик 105 100 101 гоимостях золяцион- эмический : (21,8- Вольтой эффект достигается при утеплении стен напылением пено- полиуретана. Пенополиуретан ППУ-17Н имеет коэффициент теплопроводности 0,041 Вт/(м °C) и плотность 40—70 кг/м3 Перед напылением этого материала поверхности стен промывают щетками с применением моющих средств, а затем для обезжиривания поверхностей на них пистолетом-распылителем набрызгивают тонкий слой грунтового состава ГФ-32; температура поверхности при этом должна быть не ниже 5 °C. Пенополиуретан напыляют на поверхность стены слоями толщиной по 1—2 см каждый — после отверждения предыдущего слоя, что происходит в течение 5—10 мин. Напыление производят с помощью установок <Пена-9», имеющих производительность 3—4 кг/мин при толщине утепляющего слоя 5 см, что достаточно для утепления стены площадью 60—80 м2 в час. Расход пенополиуретана составляет около 2 кг на 1 м2 стены. Затем утепленную стену окрашивают краской типа «Силал-80> или аналогич- ными. Сметная стоимость такого утепления наружных стен в условиях средней полосы европейской части Союза ССР равна 7,8 руб/м2 при толщине слоя 50 мм и увеличивается с его утолщением на каждые 5 мм в размере 0,6 руб/м2 Пример 3. Определить экономически наиболее целесообразную толщину на- носимого слоя пенополиуретана при утеплении наружных стен в условиях, 14
Таблица 4. Определение экономически целесообразной толщины напыляемого слоя Толщина слоя утепли- теля. м ?о- м2 • К К, руб/м2 т, руб/м2 • год I2.5T, руб/м2 п. руб/м2 п, Вт(м2•ч • °С/ккал) 0 0,86(1) 0 1,74 21,8 21,8 130 0,04 1,86(2,15) 6,6 0,082 10,3 16,9 101 0,05 2,08(2,43) 7,8 0,72 9,0 16,8 100 0,06 2,33(2,72) 9 0,64 8,0 17,0 101 принятых в примере 2. При толщине слоя 0,05 м его термическое сопротивление равно 0,05:0,041 = 1,22 и, следовательно, R'o = 1,22 + 0,86 = 2,08 м2 К/Вт (2,43 м2 ч °С/ккал). Результаты расчетов сведены в табл. 4. Следовательно, при принятых условиях экономически наиболее целесо- образна толщина слоя утеплителя, равная 0,05 м. Перед наклейкой на наружные стены полистирольных плит утепляемые поверхности тщательно промывают с применением моющих мыльных составов и удаляют пятна с помощью 1%-ного содового или хлорного раствора. Сначала в стену забивают в шахматном порядке с шагом 60 см дюбеля (на глубину 5—7 см) так, чтобы концы их находились на расстоянии К) см от плоскости стены (это необходимо для последующего крепления сетки). Полистирольные плиты приклеивают к стене клеем бусти. 1ат или ПВА — по 5 клеевых точек на 1 м2 поверхности (четыре по краям плиты и одна в середине) Затем к дюбелям крепится металлическая сетка ячейками 2X2 или 4X4 см и на нее набрызгивается слой цементного молока, являющегося антикоррозийным по- крытием сетки. Предпоследний этап заключается в нанесении нескольких слоев сложного раствора 1:2:5 (цемент М400, известковое тесто и песок), причем каждый последующий слой наносят после схватывания предыдущего. Затем утепленную поверхность окрашивают и через два дня покрывают кремнийорганическими составами ГКЖ-94 (5%) или ГКЖ-11 (3%). Вместо последней операции допускается поверхность покрасить гидрофобной краской типа «Силал-80». Следует ожидать, что после резкого увеличения выпуска в нашей стране полистирольных плит и соответствующего снижения их стоимости их широко будут применять для утепления наружных стен жилых зданий. За рубежом, в частности в Финляндии, такое решение широко применяют для тепловой изоляции стен как с внутренней их поверхности, так и снаружи. В первом случае поверхность стены тщательно выравнивают, затирая неровности строи- тельным раствором, а затем с помощью специального клеевого раствора крепят теплоизоляционную плиту с гипсовым слоем на наружной поверхности. К внешней поверхности наружной стены теплоизоляционные плиты крепя г (после выравнива- ния этой поверхности) строительным клеем или применяется ме аническое креп- ление с помощью дюбелей или гвоздей с шайбой. Для усиления конструкции в выравнивающий слой вдавливается стекловолокнистая сетка с мелкими отверстиями. Последним этапом является оштукатуривание наружной поверх- ности плит путем распыления штукатурного раствора. 15
3. Области экономически целесообразного применения различных типов заполнений световых проемов Применяемые в большинстве районов нашей страны оконные переплеты с двойным остеклением имеют ряд недостатков: малое сопротивление теплопередаче, равное для спаренных переплетов 0,39 м2- К/Вт (0,45 м2«ч« °С/ккал), а для раздельных 0.42 (0,49), а также дискомфортность, вызываемую низ- кой температурой поверхности стекол, обращенных внутрь помещения. Устра- нить недостатки можно (при отсутствии необходимости в замене переплетов при капитальном ремонте здания), установив дополнительно третий, съемный переплет, закрепляемый на имеющихся переплетах с помощью фиксаторов. При спаренных переплетах третий устанавливают со стороны помещения (рис. 6), а при раздельных — в межрамное пространство на внутреннем переплете (рис. 7). Сопротивление теплопередаче такого усовершенствован- ного заполнения окон близко к 0,55 м2 К/Вт (0,64 м2 ч °С/ккал). Целе- сообразность применения третьего переплета определяют исходя из срока оку- паемости z (лет), определяемого по формуле z= К/(АТ — А), где АТ — снижение затрат на компенсацию потерь теплоты через окно, руб/(м2 год); А — амортизационные отчисления и затраты на текущий ремонт третьего переплета (2,5% К, руб/м2 год). дТ= 1.08 (j- - J-) (/, - /ср „) пот 10_*с„ ^02 КоЗ где /?о2 — сопротивление теплопередаче имеющегося заполнения с двухслойным остеклением; /?о3 — то же, с трехслойным остеклением. 16
гоо Рис. 7 Установка дополнительного съемного переплета при оконном блоке с раздельными переплетами (продольный разрез) ◄ Рис. 6. Установка дополнительного съемного переплета при оконном блоке со спаренными переплетами а — продольный разрез; б — поперечный разрез; — брусок обвязки дополнительного переплета 17 2 Зак. 503ф.
Таблица 5. Результаты сопоставления вариантов заполнений окон Город к. РУб/м2 руб/м2 • год т руб/м2 • год Москва 7 0,17 1,1 7,5 5 0,12 и 5,1 Киев 7 0,17 0,91 9,6 5 0,12 0,91 6,3 Рига 7 0,17 0,96 8,9 5 0,12 0,96 6,0 Пример 4. Определить экономическую целесообразность устройства допол- нительного переплета к существующим спаренным переплетам в жилых зданиях Москвы, Киева и Риги при стоимости этого переплета (с его установкой) 5—7 руб/м2 Здания снабжаются теплотой от ТЭЦ, стэц = 3,6 руб/ГДж (15 руб/Гкал). Величины (/„ — /ср от)п(„ • 10-6, согласно работе [4], равны соответственно 0,104; 0,086 и 0,091. Величина 1/А?о2 — 1/#оз равна 1/0,39 — — 1/0,55 = 0,76 м2 К/Вт. Результаты расчетов сведены в табл. 5. Следовательно, во всех случаях установка дополнительного переплета це- лесообразна. Результаты выбора экономически наиболее целесообразного варианта новых оконных переплетов реконструируемых (ремонтируемых) зданий в разных городах Союза ССР приведены в табл. 6 (не приведены города, в которых по климатическим условиям трехслойное остекление является обязательным). Расчеты показали, что таким вариантом для многих районов европейской части СССР и Казахстана являются раздельно-спаренные переплеты с тройным остеклением (ОРС). В ряде районов Сибири это мероприятие является экономически нецелесообразным из-за малой стоимости топлива и тепловой энергии, но его осуществление там необходимо согласно требованиям СНиП П-3-79** Замена при реконструкции жилых зданий переплетов с двойным остеклением на переплеты типа ОРС может уменьшить потери Таблица 6. Экономически целесообразные типы заполнений световых проемов в жилых зданиях Город Тип запол- нения ^ср. от Л ОТ» ч/год руб/ГДж (руб/Гкал) т, )уб/м -год I2.5T, руб/м2 к. руб/м2 12.5А руб/м2 п, РУб/м2 Эконо- мически целе- сооб- разный вариант Архан- гельск ОС ОР ОРС 20 -4,7 6024 3,6 (15) 5,3 4,86 3,7 66,3 60,8 46,3 29,7 34,1 42,9 9,3 10,7 13,4 105,3 105,6 102,6 ОРС Ашхабад ОС ОР ОРС 18 3,9 2664 3,6 (15) 1,34 1.24 0,95 16,8 15,5 11,9 29,7 34,1 42,9 9,3 10,7 13,4 55,8 60,3 68,2 ОС Баку ОС ОР ОРС 18 5,1 2850 3,6 (15) 1,33 1,23 0,94 16,8 15,3 11,7 30,8 35,4 42,7 9,7 11,1 13,6 57,3 61,8 58,0 ОС Вильнюс ОС ОР 18 09 4704 3,6 (15) 2,26 2,08 28,2 26,0 26,3 30,2 8,2 9,5 62,7 65,7 ОС 18
Продолжение табл. 6 Город Тип запол- нения ^ср. от лот« ч/год руб/дж (руб/Гкал) т. руб/м2-го; I2.5T, руб/м2 К, руб/м2 12,5А. руб/м2 п, руб/м2 Эконо- мически целе- сооб- разный вариант Вильнюс ОРС 1,6 20,0 37,9 11,8 69,7 ОС Влади- восток ОС ОР ОРС 18 —4,8 4824 5 (21) 4,3 3,96 3,02 53,7 49,5 37,7 31,1 35,6 42,5 9,4 11,2 13,3 94,2 96,3 93,5 ОРС Волго- град ОС ОР ОРС 18 —3,4 4368 3,6 (15) 3,34 3,06 2,35 41,8 38,2 29,4 28,2 32,4 40,8 8,8 10,2 12,7 78,8 80,8 82,9 ОС Ереван ОС ОР ОРС 18 0,5 3350 3,6 (15) 2,08 1,92 1,47 26,0 24,0 18,4 30,8 35,4 44,7 9,7 11,1 14,0 66,5 70,5 76,1 ОС Киев ОС ОР ОРС 18 — 1,1 4480 3,6 (15) 3,06 2,82 2,16 38,2 35,2 27,0 25,0 28,6 35,9 7,9 9,0 11,3 71,1 72,8 74,2 ОС Кишинев ОС ОР ОРС 18 0,6 3984 3,6 (15) 2,48 2,28 1,74 31,0 28,5 21,7 27,7 31,8 40,0 8,6 10,0 12,5 67,3 69,3 74,2 ОС Куйбы- шев ОС ОР ОРС 18 —6,1 4944 3,6 (15) 3,95 3,02 49,4 37,7 32,1 40,5 10,1 12,7 91,6 90,9 ОРС Ленин- град ОС ОР ОРС 18 —2,2 5254 3.6 (15) 3,82 3,5 2,68 48,8 43,8 32,3 27,5 31,4 40,0 8,6 9,8 12,5 84,9 85,0 84,8 ОРС Минск ОС ОР ОРС 18 -12 4872 3,6 (15) 3,35 3,1 2,38 41,9 38,7 29,7 26,3 30,2 37,9 8,2 9,5 11,8 76,8 78,4 79,4 ОС Москва ОС ОР ОРС 18 —3,6 5112 3,6 (15) 3,95 3,6 2,77 49,4 45,0 34,6 24,5 28,1 35,2 7,7 8,8 10,9 81,6 81,9 80,7 ОРС Мур- манск ОС ОР ОРС 18 -3,3 6744 3,6 (15) 4,75 3,64 59,4 45,5 35,3 44,2 11,1 13,9 105,8 103,6 ОРС Рига ОС ОР ОРС 18 0,7 4968 3,6 (15) 3,09 2,84 2,18 38,6 35,5 27,2 25,1 28,8 36,1 7,9 9,2 11,4 71,6 73,5 74,7 ОС Фрунзе ОС ОР ОРС 18 -0,9 3768 3,35 (14) 2,42 2,22 1,70 30,2 27,8 21,2 28,9 35,0 42,7 9,1 11,0 13,3 68,2 73,8 77,2 ОС Примечание. ОС — спаренные переплеты; ОР — раздельные переплеты; ОРС — раздельно-спаренные переплеты (с тройным остеклением). 19
Рис. 8. Установка уплотняющих прокладок а — в оконном переплете; б — в балконной двери; / — уплотняющая пенополиуретановая прооадка; 2 — дополнительная уплотняющая прокладка в зазоре между переплетом и коробкой (толщиной «в>); 3 — прорезь для отвода воды; 4 — утепленная филенка балконной двери; 5 — дополнительное утепление глухой филенки балконной двери; 6 — стекла теплоты через заполнения световых проемов на 30—35% и дать значительный экономический эффект. В этом случае будет достигнут и социальный эффект — повышение уровня теплового комфорта в помещениях и в связи с этим уменьшение числа простудных и невралгических заболеваний, так как резко уменьшится коли- чество лучистой теплоты, отдаваемой человеческим организмом на холодную поверхность остекления. Те же два результата достигаются при повышении теплозащитных свойств существующих заполнений окон и балконных дверей путем уплотнения притворов их переплетов. Это резко снижает часто встреча- ющуюся большую воздухопроницаемость, что приводит к значительным допол- нительным расходам теплоты на нагрев инфильтрующегося через неплотности 20
наружного воздуха. На рис. 8 показаны практически применяемые способы выполнения этого уплотнения. Во многих крупнопанельных зданиях наблюдаются высокая воздухопрони- цаемость и проникание атмосферной влаги в зазор между стеновыми панелями и коробкой окна или балконной двери. Герметизацию этих мест производят, уплотняя их паклей, смоченной в цементном молоке, с последующей за- делкой раствором или другими герметизирующими материалами. Срок службы уплотняющих прокладок, устанавливаемых по периметру спаренных переплетов и балконных дверей, принимают равным 6—9 лет, после чего их надо заменить. Нельзя окрашивать прокладки, так как при этом они теряют свою упругость и прочность. В зданиях высотой девять и более этажей рекомендуются двойная герметизация сопряжений в притворах наружных и внутренних створок спаренных переплетов, а также достижение повышенной герметич- ности конструкции со стороны помещений. Места сочленения стекол с переплетами герметизируют слоем замазки (в том числе и под штапик) через каждые 3 года. Примерно в те же сроки необходимо проверять состояние заделки щелей между подоконными досками и стенами и в случае необходимости дополнительно конопатить щели паклей с последующей затиркой цементным раствором. При наличии в здании раздельных оконных переплетов жильцы должны все их прцтворы оклеивать двумя слоями бумаги. Техники-смотрители должны контролировать выполнение этого мероприятия через месяц после начала отопительного периода и за месяц до его окончания. При реконструкции зданий (в основном при увеличении числа их этажей) часто приходится усиливать наружные несущие стены, применяя для этого металлические каркасы различных типов: усиливающие только простенок или для перемычки оконного проема и одновременно усиливающие простенок и проем. Любой такой каркас приводит к увеличению потерь теплоты зданием, чего можно избежать, соответственно утеплив смежные участки стены. Как показали исследования, выполненные П. С. Лобковым в условиях Ленин- града, экономическая эффективность такого решения (при утеплении плитным полистиролом) наибольшая при толщине его слоя 1,5—2 см, а при напылении слоя пенополиуретана — 2 см. 4. Определение предстоящего убытка эксплуатационников при понижении уровня теплозащиты наружных стен Одной из основных причин излишних теплопотерь в эксплуати- руемых зданиях является низкое качество работ по изготовлению и монтажу панелей. Своевременное выявление нарушений требований действующих СНиПов в процессе возведения здания могло бы значительно уменьшить отрицательное влияние этих нарушений на качество эксплуатации здания. Если же технический контроль и надзор за работой строителей недоста- точен, то часто фактический уровень теплозащиты здания снижается настолько, что устранение имеющихся дефектов делается сложным, и увеличивается число промерзающих ограждающих конструкций (в основном панельных стен). Часто это промерзание сразу не обнаруживается, так как одна-две зимы, 21
Рис. 9. Открытое стыковое соединение однослойных сте- новых панелей / — панели;' 2 — водоотбойная алю- миниевая лента; 3 — обмазка мас- тикой АМ-05; 4 — защитная резино- вая лента; 5 — утепляющий вкладыш (пол«стирольный пенопласт ПСБ-С); 6 — раствор М-150 наступивн/ие вслед за сдачей жилого здания в эксплуатацию, могут оказаться теплыми. В это время срок выполнения строителями гарантийного ремонта заканчивается, и эксплуатационные организации терпят двойной убыток — за их счет ремонтируют дефектные ограждающие конструкции и они же опла- чивают дополнительно расходуемую через конструкции теплоту. Такая ситуация несправедлива. Оплачивать все дополнительные затраты, являющиеся результатом недобро- качественной работы, должны виновники дефектов: строительная организация, возводившая здание, и завод сборного железобетона, поставивший дефектные панели. Однако добиться такого решения задачи в законодательном порядке можно после того, как будет разработана практически применимая методика экономической оценки ущерба, нанесенного эксплуатационным организациям в течение всего срока службы здания дефектными панелями. Попытка создания такой методики, позволяющей эксплуатационникам предъявлять свои финансо- вые претензии еще в первые годы эксплуатации жилых зданий, была предпри- нята МИСИ им. В. В. Куйбышева. Эта методика разработана исходя из условий Москвы для зданий средней этажности со стеновыми однослойными керамзитобетонными двухмодульными панелями с плитчатой облицовкой. Стыковые соединения панелей предусмотрены открытыми, так как в настоящее время они наиболее применяемы в московском жилищном строительстве. Это стыковое соединение показано на рис. 9. Хотя стендовые испытания такого стыка и показали хорошие теплотехнические, а также паро- и влагоизоляционные свойства, в эксплуатируемых зданиях они вызвали много нареканий, особенно в тех случаях, когда ширина и высота стеновых соединений оказалась больше максимально допустимой по нормам (20 мм). Для устранения перерасхода теплоты, возникающего при таком дефект- ном соединении, ремонтно-строительные организации выполняют два меро- приятия: уплотняют дефектное соединение с наружной стороны гернитовым шнуром на клее КН-2, а затем заполняют весь свободный объем соединение мастикой АМ-0,5 (так называемый частичный ремонт) или сначала заполняют стыковое соединение просмоленной паклей, а затем уплотняют его гернитовым шнуром и мастикой АМ-0,5 (полный ремонт). 22
Исследовали вначале неотремонтированные соединения, а затем исследо- вания повторяли на соединениях после их частичного или полного ремонта. При выполнении исследований температура наружного воздуха была не выше — 5 °C, и они прекращались при резких-колебаниях наружного воздуха, т. е. условия теплопередачи через стеновые панели были сравнительно стабильными. В процессе исследований выявились соотношения фактических потерь теплоты через стеновые панели с теми, которые были приняты в проекте здания, при следующих отступлениях от последнего: стыковые соединения соответствуют техническим условиям, но плотность или влажность панелей выше проектных величин; стыковые соединения имеют ширину больше максимально допустимой, и оии еще не ремонтировались; дефектные соединения частично ремонтиро- вались; эти соединения были отремонтированы полностью. Методика исследова- ния состояла из следующих этапов: 1а. Выявляли фактические потери теплоты через поля исследуемых панелей QL». Вт/м2 [ккал/(м2 ч)1: QL« = (/. - О W где /м — расчетные температуры зимнего внутреннего и наружного воздуха, °C; /?ор поля — усредненное по всем исследуемым панелям сопротивление их теплопередаче, чм2 К/Вт/[(м2 ч °C)/ккал]: W поля = + ₽н + 6пл/Чл + 6кб /Хкб , где RB, R„ — сопротивление теплопередаче внутренней и наружной поверхности поля панели; дпл, 5кб — толщина облицовочных плиток и керамзитобетона, м; ^кб. — коэффициенты теплопроводности плиток и керамзитобетона. 16. Фактические потери <5*оля сопоставляли с их потерями по проекту Фполя- Если фактическая величина плотности или влажность панели выше проектных значений этих величин, то QL» > QX.; 2а. Определяли фактические потери теплоты через панели, имеющие нор- мальную толщину стыковых соединений Qjal(, Вт/м2 [ккал/(м2 ч)] Эти потери больше из-за повышенных потерь теплоты через стыковые соедине- ния и обрамления заполнений оконных проемов и балконных дверей. <??.« = ('. -т*с₽)Л.. где ср — средняя величина температуры внутренней поверхности панелей, °C. Эту величину ^определяли как среднюю из температур т£, замеряемых в различных точках панели в горизонтальном хи вертикальном направлениях. 26. Сопоставляли полученные значения ф*оля и QjaH Для двухмодульных однослойных керамзитобетонных панелей НИИ строительной физики Госстроя СССР рекомендует принимать QnaH « 1,1<?поля. Если в результате сопоставления двух величин потерь теплоты окажется, что Q*aH > 1,1 Qjo^» т0 причина такого расхождения может заключаться в плохом качестве выполнения стыкового соединения; За. Определяли величины т£ ср для панелей, имеющих ширину стыковых соединений больше 20 мм. Эта величина зависит от совместного влияния на нее всех четырех граничащих с панелью стыковых соединений, и поэтому 23
в числе исследуемых панелей должны находиться панели с различными излиш- ними толщинами &Ь, мм, в этих соединениях: ЬЬ = Ьф - 20, где — фактическая ширина соединения, м. 36. Сопоставляли потери теплоты через панели с нормальной толщиной стыковых соединений QjaH и увеличенной их толщиной Q'aH и выявляли увеличение потерь теплоты AQcp, Вт/м2 [ккал/(м2 ч) в последнем случае: AQcp ~ Спан Спан» 4а. Определяли зависимость AQcp от совместного влияния на эти потери всех четырех граничных стыковых соединений, имеющих излишние толщины А/?1, Д/?2, Д&з и Д/>4 (рис. 10), сначала для неотремонтированных стыковых соединений, а затем частично или полностью отремонтированных. В результате получили корреляционные зависимости вида AQcp — х + ykb\ + о)Д/>2 + рЛЬз + ^Д^4. 46. Исходя из последних зависимостей определяли величину AQcp при не- отремонтированных, а также частично или полностью отремонтированных сты- ковых соединениях. 4в. В соответствии с величинами AQcp определяли при каждой из указанных выше ситуаций годовые перерасходы теплоты AQcp г, ГДж/(м2 ч), имеющие место в панелях с повышенной толщиной этих соединений, а также при несо- ответствии фактического сопротивления панелей проектной ее величине: AQcp,r = AQcp \~j7-TnOTIO^, где ^со.от — средняя температура наружного воздуха в течение отопительного периода, °C; пот — длительность отопительного периода, ч/год; 5а. Определяли годовую стоимость перерасходуемой теплоты Т, руб/(м2 ч): ДТГ = AQcp а- 56. Выявляли величины предстоящих убытков от имеющихся дефектов па- нелей: сниженных теплотехнических их качеств и чрезмерной ширины стыковых соединений панелей. Убытки находили по вышеуказанной формуле, принимая сроки службы дополнительного уплотнения и утепления стыковых соединений, производимых при их частичном или полном ремонте, соответственно в 10 и 15 лет, а срок службы здания более 40 лет. 5в. Определяли величину финансовых претензий, которые эксплуатационные организации должны предъявить строителям для покрытия предстоящих убытков. Натурные исследования, необходимые для выявления убытков, проводились в Москве (/и — —25 °C, пот = 4920 ч/г, /vp от = —3,2 °C) в находящихся вблизи друг от друга пятисекционных 12-этажных крупнопанельных жилых зданиях, построенных в 1976 г. Однослойные керамзитобетонные стеновые панели этих зданий имеют толщину 34 см. Ремонт стыковых соединений в этих зданиях начался только в 1978 г., что позволило выявить первоначальные теплотехни- ческие качества стеновых панелей, а после окончания ремонтов — степень улучшения качества. Средние температуры внутренней поверхности панелей определяли по сорока четырем точкам на каждой из них (рис. 10), 24
а общее число исследованных панелей было 120. Плотность керамзитобетона по проекту была равна 1100 кг/м3, а фактически равнялась 1250 кг/м3 Проектная и фактическая влажности панелей оказались близкими друг к другу (10%). Было определено, что из-за повышенной плотности панелей перерасход теплоты при расчетной температуре наружного воздуха составил 5,8 Вт/м2Х Х[5 ккал/(м2 ч)]. В результате определения величины отношения оказалось, что оно было в среднем близко к нормативной величине (1,1), и, следовательно, при стыковых соединениях, имеющих толщины не более 20 мм, перерасхода теплоты не было. После составления соответствующих корреляционных зависимостей было определено, что AQcp для неотремонтированных чрезмерно широких стыковых соединений равно 31,5 (27,2); для частично отремонтированных — 24,2 (20,9) и полностью отремонтированных — 11,8 Вт/м2 [10,2 ккал/(м2 ч)]. Годовой перерасход соответственно составлял 0,275 (0,066), 0,214 (0,051) и 0,105 ГДж/(м2 год) [0,025 Гкал/(м2 год)]. Вследствие сниженного тепло- технического качества панелей (при повышенной их плотности) расход теплоты увеличился на 0,05 ГДж/(м2 ч) [0,012 Гкал/(м2 ч)). При стоимости теплоты 3,6 руб/ГДж (15 руб/Гкал) затраты на перерасходуемую теплоту соответ- ственно были равны 0,94; 0,73; 0,36 и 0,17 руб/(м2 ч). При неотремонтирован- ных стыковых соединениях предстоящие убытки жилищной организации составили 12,5 0,94 = 11,8 руб/м2, а при сниженном сопротивлении теплопере- даче панели были равны 2,1 руб/м2 По зданию в целом они составляли 38,5 и 6,9 тыс. руб. В каждом из исследовавшихся зданий общая площадь тех участков панелей, которым присущи повышенные расходы теплоты, составила 3270 м2, а общая длина стыковых соединений в здании 9087 м, или 9087/3270 = 2,62 м соединения на 1 м2 панели. По отчетным данным ремонтно- строительных организаций Москвы стоимость ремонта стыковых соединений равна 3,5 руб/м, или 3,5 2,62 - р\б ми, а полного ремонта — 4,32 руб/м, или 11,3 руб/м2 панели. л»<п нектвенно приведенные затраты составят 25,7 и 20,9 руб/м2, а по зданию — 84 и 68 тыс. руб. 25
Исследованиями установлено, что полный ремонт стыковых соединений сте- новых панелей экономически более целесообразен, чем частичный (приведенные затраты по зданию снижаются на 16 тыс. руб). Однако наблюдаемый до ремонта перерасход теплоты он полностью не устраняет, а предстоящий убыток от сниженной величины /?о панели будет равен 6,9 тыс. руб. Пред- стоящие убытки от перерасхода теплоты, сохранившиеся после полного ремонта дефектных стеновых панелей, составят 4,5 тыс. руб. Суммарный же предстоящий убыток вследствие плохого качества изготовления и сборки стеновых панелей может быть ^определен в 6,94-4,5= 11,4 тыс. руб. на одно здание. Следова- тельно, претензии эксплуатирующих организаций к строителям, возводившим это здание, должны быть следующими: а) выполнение полного ремонта дефект- ных стыковых соединений; б) компенсация предстоящих убытков организации, эксплуатирующей данное здание, в размере 11,4 тыс. руб. Рассмотренная методика определения величины претензий применима в основном при возведении ряда жилых типовых зданий одного типа (микрорайонная застройка) и наличии в жилищных организациях соответ- ствующих специалистов для выполнения указанных выше теплотехнических исследований. Требование о компенсации строителями предстоящих убытков у эксплуатационников, в которых они не виноваты, является справедливым, и последние должны добиваться решения этого вопроса в законодательном порядке. Глава III СНИЖЕНИЕ ДО НОРМАТИВНОЙ ВЕЛИЧИНЫ КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА, ПОСТУПАЮЩЕГО В ПОМЕЩЕНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ Помещения жилого здания должны иметь вентиляцию. Размеры воздухообмена в зданиях установлены следующими: в жилых комнатах — 3 м* 3/ч на 1 м2 площади; в кухнях — не менее 60 м3/ч, в ванных, совмещенных санузлах и в уборных — 25 м3/ч. Поскольку в жилых зданиях проектируются только системы вытяжной вентиляции, приток воздуха в помеще- ниях в указанных выше количествах возможен в основном только через неплот- ности в притворах оконных переплетов и балконных дверей. Необходимое вен- тилирование помещений обеспечивается лишь при наличии этого притока воздуха и достаточном аэродинамическом давлении (тяге) в вентиляционных каналах (системы вентиляции рассчитывают так, чтобы достаточное давление было и при температуре наружного воздуха 5 °C). Однако во многих эксплуатируемых зданиях, особенно многоэтажных (величина аэродинамического давления прямо пропорциональна высоте здания), фактическая воздухопроницаемость окон и балконных дверей значительно выше нормативного ее значения. Так, испытания, выполнявшиеся ЦНИИЭП инже- нерного оборудования в 1980—1983 гг. в одном из типовых девятиэтажных зданий г. Дмитрова, показали, что средняя величина коэффициента воз- духопроницания составила 15 кг/(м2 ч) при перепаде давления (с наружной и внутренней сторон окна) на 10 Па (1 мм вод. ст.), что в 4,3 раза 26
больше нормативной величины [3,5 кг/(м2 ч)]. Причинами, вызывающими чрезмерную инфильтрацию воздуха в эти помещения, явились чрезмерно большое располагаемое давление в вентиляционных системах здания, наличие значительных неплотностей по притворам створок оконных переплетов друг к другу и к оконной коробке, а также неплотностей по периметру оконной коробки (между ней и стеной). Вследствие этого в помещениях, нахо- дящихся в нижних этажах жилых зданий, часто наблюдается пониженная температура воздуха (теплота от нагревательных приборов частично расходу- ется на нагрев избыточного воздуха); при доведении ее до нормы (в основном за счет увеличения температуры циркулирующей в системе воды или ее коли- чества) возникают перегревы помещений, находящихся в верхних этажах, и соответственно перерасход тепловой энергии. Для снижения количества инфильтрующегося воздуха до нормативной величины необходимо: 1) увеличить аэродинамическое сопротивление вентиля- ционных каналов, через которые удаляется воздух из помещений, находя- щихся в нижних этажах здания (что позволит снизить до нормативной величины количество этого воздуха); 2) заклеить на время работы системы отопления притворы оконных переплетов и балконных дверей бумагой в два слоя (при наличии форточек или открывающихся створок); 3) ликвидировать имеющиеся неплотности по периметру оконных коробов (устранением зазоров между ними и стенами здания). 1. Снижение до нормативной величины количества воздуха, удаляемого через вентиляционные каналы из нижних этажей многоэтажных жилых зданий С увеличением этажности новых жилых зданий, широким приме- нением нерегулируемых (декоративных) вытяжных решеток и при плохом ка- честве жалюзийных (регулируемых) решеток резко повысился расход теплоты на нагрев сверхнормативного количества приточного воздуха. В настоящее время разработаны вытяжные решетки, расход воздуха через которые автоматически регулируется в зависимости от величины давления в вен- тиляционном канале. Однако массовое их производство пока еще не начато, поэтому необходимо в ближайшие годы снижать до нормативной величины количество удаляемого через вентиляционные каналы воздуха иными, более простыми, хотя и менее совершенными способами. Наиболее простым и общедоступным способом является установка диафрагм из обрезков оцинкованной стали, располагаемых за вытяжной решеткой (со съемом этой решетки и установкой ее на место вместе с диафрагмой). Такая диафрагма создает дополнительное аэродинамическое сопротивление проходу воздуха в канал и, следовательно, снижает избыточное давление воздуха в нем. Давление в вентиляционных системах жилых зданий равно: Pi — или р, = 9,8//,Aq, где Hi — расстояние от вытяжной решетки на входе воздуха на /-м этаже до среза вытяжной шахты, м; Aq— расчетная разность плотностей наружного'и внутрен- него воздуха; плотность внутреннего воздуха qb при его температуре 20 °C равна 1,2; плотность наружного воздуха qh определяют при наименее благо- приятной для расчетов температуре, равной +5 °C (рн = 1,27 кг/м2), т. е. Ар =1,27— 1,2 = 0,07 кгс/м2; 9,8—коэффициент для перевода кгс/м2 в Па. 27
Давление в вентиляционной системе затрачивается на преодоление потерь его в местных сопротивлениях (колена, вытяжные решетки, тройники и др.) и на трение движущегося воздуха о стенки воздуховодов. Последняя потеря в вытяжных вентиляционных системах невелика, так как скорость воздуха в вен- тиляционных каналах мала, поэтому допустимо для расчетов принимать п Р>» Т, Zi. i = I где Zi — потери давления на местные сопротивления на f-м участке системы; 1, ..., п — номера участков основного (магистрального) направления вентиляци- онной системы. Величину z (Па) определяют по формуле г: = (ел2/2). где V. g, — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке i; v, — скорость воздуха на участке /, м/с. Систему рассчитывают по величине р, для верхнего этажа, для которого Hi минимально. Однако в помещениях нижних этажей давление увеличи- вается и создается избыточное давление Др, вызывающее поступление в по- мещение сверхнормативных количеств воздуха. Поскольку геометрические схемы отдельных участков системы неизменны, то допустимо считать, что для различных этажей величина постоянна. Коэффициент местного сопротивления ди- афрагмы сд определяют по формуле Sa = (1,71 -//F)2(F//)2, где / — площадь живого сечения диафрагмы, м2; F — площадь вытяжной ре- шетки, м2 (значения дд отнесены к скорости воздуха в канале). Величины при различных соотношениях а также соответствующие значения z (определенные исходя из рекомендуемой средней скорости воздуха в вертикальных и горизонтальных каналах, равной 1 м/с) приведены в табл. 7. Расчеты показывают, что исходя из табл. 7 режим работы вентиляционной системы и, следовательно, нормативные воздухообмены будут обеспечены даже при наиболее неблагоприятной температуре наружного воздуха (5 °C), если установить за решетками диафрагмы с соотношениями f/F, приведенными в табл. 8. При понижении температуры наружного воздуха располагаемое давление возрастает (так как увеличивается Лр) и соответственно увеличиваются сверх- нормативный расход воздуха, а также скорость его в вентиляционных каналах. Увеличение расхода воздуха определяют исходя из увеличения скорости его в каналах. Если среднюю плотность наружного воздуха в течение отопитель- ного периода уср от принимать по средней температуре этого периода /ср. от, то средняя в этом периоде скорость воздуха при наличии диафрагм может быть определена по формуле ^ср. от. 1/ Фер от 1*2 V 1,27 - 1,2 ’ а при их отсутствии _ |/ (Ss + «дИвср.от — 1,2) %от ¥ 0,072? (1) 28
Таблица 7. Величины дд и z при различных соотношениях 0,35 0,4 0,45 0,5 0,56 2,6 3,4 4,4 5,8 7,7 1,6 2,1 2,6 3,5 4,7 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 10,7 14,9 21,6 38,3 58,7 6,4 8,9 13 23 35,2 Таблица 8. Отношения j/F для диафрагм, устанавливаемых на разных этажах здания Девятиэтажное здание Двенадцатиэтажное здание Шестнадцатиэтажное здание Этаж 1/? Этаж z/f Этаж f/F 1 0,28 1 0,26 1 0,22 2 0,3 2 0,26 2 0,23 3 0,32 3 0,27 3 0,24 4 0,35 4 0,28 4 0,25 5 0,37 5 0,3 5 0,26 6 0,4 6 0,32 6 0,26 — 7 0,35 7 0,27 8 0,37 8 0,28 9 0,4 9 0,3 10 0,32 11 0,35 12 0,37 13 0,40 Разность уср от — иср от д определяет экономию теплоты AQ при наличии диафрагм: AQ = Q - (?д = 0,24 (/. - /ср. от) п„ 5 G - Я J 0.5 1(Г6 I’= 1 ^ср. от. д ИЛИ Д<2 = ('в ~ 'ер. or) «or 2 (g - Я«„р„) 0.5 IО"6, / = 1 ^ср. от л где Q и Qa затраты теплоты на нагрев воздуха, поступающего в помещения, соответственно в недиафрагмированных (обычных) и в диафрагмированных системах, ГДж/год (Гкал/год); 0,24 — удельная теплоемкость воздуха ккал/(кг °C) [(1 Дж/(кг °C)]; п — число этажей; gH0M — нормативное коли- чество удаляемого воздуха, кг/ч; 0,5 коэффициент, учитывающий практи- ческую возможность неполного погашения диафрагмой избыточного давления, неучет влияния потерь давления на трение, несовпадение фактических потерь давления а местных сопротивлениях проектным их величинам и др. При определении величины иср от величину 3^ допустимо принимать исходя из схем устройства вытяжной вентиляции, две из них показаны на рис. 11: «а»—при наличии чердака; «б» — при бесчердачном (совмещен- 29
4 Рис. 11. Схемы вентиляционных каналов жилых зданий а — при наличии чердака в зданиях средней этаж- ности; б—при совмещенном (бесчердачном) покры- тии; / — вытяжная решетка; 2 — вертикальные ка- налы; 3 — сборный канал (короб) на полу чердака; 4 — дефлектор; 5 — вытяжная шахта; 6, 7 — каналы верхнего и предыдущего ему этажей, 8 — сборный канал; 9 — вертикальные каналы высотой в два этажа ном) покрытии. Если вентиляционные каналы не объединяются на чердаке в общий короб, то расчет следует производить по варианту «б». При схеме «а» допустимо несколько усреднять величину 2? и считать ее равной 2,5 для верхнего (девятого) этажа и увеличивать 2с на 1,0 для каждого более низко располо- женного этажа. При схеме «б» допустимо считать величину 2 s одинаковой для всех этажей (кроме двух верхних) и равной 3,5. Поскольку решетки двух-трех верхних этажей не диафрагмируются, то для них определять величину 2g не нужно. Экономический эффект определяют, считая, что затраты на установку диафрагмы (со снятием и установкой вновь вентиляционной решетки) равны 2,5 руб. (их устанавливают по 3 шт. на квартиру), а срок окупаемости этих затрат экономией теплоты равен 12,5 лет. Пример 5. Определить экономию теплоты в результате диафрагмирования вентиляционных решеток в девятиэтажном доме, состоящем из 72 квартир, оборудованных четырехконфорбчными плитами; схема устройства вентиляции (см. рис. 11,а); санузлы — раздельные. Согласно главе СНиП 2.01.01—82 30
«Строительная климатология и геофизика» /ср от = — 3,6 °C; иот = 5112 ч/год; QcP от = 1,31; ст = 3,6 руб/ГДж (15 руб/Гкал). Диафрагмирование решеток в кухнях, уборных и ванных производится на 1—6 этажах; всего устанавливается 6 3= 18 диафрагм. Согласно формуле (1) исР. от д = у q о? ’ = L25 м/с. Согласно формуле (1) и табл. 7 и 8 для первого этажа находим , р/С^+СЗ + ЗСбНСЗ!-^) = с₽ ' 0,07 10,5 ’ ' ’ Для кухни величина £норм = 108 кг/ч (остальная часть воздуха удаляется через туалет и ванную). AQ = 1 (18 + 3,6) (5112 0,5)(108-^-- Юв) 10~6 = 6,05 ГДж/год. х 1,25 z Величины и от и Д@ соответственно для второго этажа 2,28 и 5,02; для третьего 2,25 и 5,54; для четвертого 2,18 и 4,2; для пятого 2,15 и 4,05 и для шестого 2,12 и 3,9. Всего по шести этажам AQ составит 28 ГДж/год (6,68 Гкал/год). Величины AQ при диафрагмировании решеток в туалетах составят на первом этаже 1,67; втором 1,38; третьем 1,34; четвертом 1,17; пятом 1,13; шестом 1,09 ГДж/год (0,26 Гкал/год), а всего 5,3 ГДж/год (1,86 Гкал/год). Величина AQ при диафрагмировании решеток в ванных будет такой же. Всего же по девяти квартирам дома величина Д Q = 43,5 ГДж/год (10,4 Гкал/год), или 4,8 ГДж/квартиру (1,15 Гкал/квартиру год). Эф = = 12,5 10,4 15 — 18 2,5= 1890 руб., или на дом — 1890(72/9) = 15 120 руб. 2. Снижение расхода теЛлоты на нагрев воздуха при заклейке притворов переплетов окон и балконных дверей двумя слоями бумаги Ранее это мероприятие считалось обязательным и было вклю- чено в главу СНиП II-3-79** «Строительная теплотехника». Однако в настоя- щее время оно весьма часто не осуществляется, а так как притворы оконных переплетов и балконных дверей в процессе эксплуатации быстро теряют герметичность, поэтому происходят большие непредусмотренные проектом потери теплоты. Эти потери устраняют, заклеивая двумя слоями бумаги притворы переплетов окон и балконных дверей. Количество воздуха, кг, проходящего в 1 ч через 1 м2 площади окон или бал- конной двери, G, кг/(ч м2), определяют по формуле (22) главы СНиП II-3-79**: А+ /А2 + 4БДр Go =-----------------, 2Б где А и Б — параметры, принимаемые по табл. 9; Др — разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности переплетов (определяемая по формуле (30) главы СНиП П-3-79 «Строительная теплотехника»), Па (мм вод. ст.): Др = 0,55// (?„ - Y.) + О.ОЗтУ, (2) где Н — высота здания от поверхности земли до верха карниза, м; ув, ун — 31
Таблица 9. Параметры А и Б для окон с деревянными переплетами Тип переплетов Коли- чество рядов уплот- нения Параметры А (в числителе) и Б (в знаменателе) при отсутствии уплотнения с уплотнением прокладками из: полушерстяного шнура губчатой резины пенополи- уретана Одинарный И двойной спа- ренный 0,011/0,001 0,065/0,0075 0,093/0,011 0,197/0,0219 Двойной раз- дельный объемная (уд< духа, кг/м3: 1 2 гльная) г 0,017/0,0023 1ЛОТНОСТЬ COOT у = а [35: 0,07/0,0084 0,114/0,0137 ветственно вш 3/(273 Ч- 0], 0,11/0,013 0,182/0,02 утреннего, н; 0,203/0,0227 0,289/0,0308 аружного воз- где а — переводной коэффициент, равный 1 (в единицах, применявшихся ра- нее) и 9,8 — в единицах СИ; t — температура воздуха, принимаемая равной: для внутреннего воздуха 18 °C, а в районах с температурой наиболее холодной пятидневки —31 °C и ниже 20 °C; для наружного воздуха / принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки; и — максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых со- ставляет 16% и более, м/с (принимается согласно главе СНиП 2.01.01—82 «Строительная климатология и геофизика»). Согласно табл. 11 главы СНиП II-3-79** воздухопроницаемость окон с раздельными переплетами, притворы которых заклеены бумагой, даже при отсутствии уплотняющих прокладок следует принимать такой же, как при уплотнении их губчатой резиной. Поскольку в технической литературе отсутствуют данные о воздухопроницаемости спаренных переплетов, притворы которых заклеены бумагой, допустимо (до выполнения соответствующих наружных исследований) то же равенство принимать и для спаренных пере- плетов. Данные, приведенные в табл. 9, и результаты расчетов по формуле (2) следует относить только к зданиям, находящимся в эксплуатации всего в течение 1—3 лет. Далее, как показывает практика, воздухопроница- емость окон и балконных дверей резко возрастает. В эксплуатируемых зданиях основным видом уплотнения является полу- шерстяной шнур, который также постепенно теряет свои уплотняющие ка- чества. Поэтому допустимо принимать, что в процессе эксплуатации воздухо- проницаемость окна, уплотненного этим шнуром, снизится до величины, средней между расчетной его воздухопроницаемостью и воздухопроницаемостью при отсутствии уплотнения. Исходя из этой предпосылки задачу решают в такой последовательности: а) определяют воздухопроницаемость окна при уплотне- нии притворов переплетов полушерстяным шнуром; б) то же, при отсутствии уплотнения; в) вычисляют полусумму величин, полученных в результате выполнения пунктов «а» и «б»; г) определяют воздухопроницаемость окна при уплотнении притворов переплетов губчатой резиной; д) находят уменьшение воздухопроницаемости, кг (м2 ч), как разность ее величин на этапах «в» и «г». В формуле. (2) объемные (удельные) плотности наружного воздуха приняты минимальными (исходя из условий средней температуры наиболее 32
холодной пятидневки); в течение отопительного периода величина ун “ Тв будет снижаться и соответственно будет уменьшаться воздухопроницаемость окна. С учетом этого обстоятельства для условий среднего этажа зданий и возможности некачественной заклейки бумагой в полученный на этапе выпол- нения пункта «д» результат вводится поправочный коэффициент, в среднем равный 0,3, тогда А6о = 0,3(67~ 67”), (3) где AGO — уменьшение воздухопроницаемости окна после заклейки его притворов двумя слоями бумаги, кг/(м2 • ч); 67 — величина воздухопроницаемости, по- лученная на этапе «в»; G3oatul — то же, на этапе «г» Количество теплоты, ГДж/(м2 год) [Гкал/(м2 год)], сэкономленной в результате заклейки притворов двумя слоями бумаги, определяют по формулам: AQ = AGO«OT (/в —/ср от) 10-6 (4) или AQ = А6Лот0,24 (/в - /ср от) КГ6 (4а) где AQ — количество сэкономленной теплоты, ГДж/(м2 год) [Гкал/(м2 • год)]; пот — длительность отопительного периода, ч/год, определяемая по гр. 22 таблицы (с. 2—41) в главе СНиП 2.01.01—82 «Строительная Климатология и геофизика» с увеличением в 24 раза; 1 (0,24) — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг °С)[ккал/(кг °C)]; /ср от — средняя температура наружного воздуха в течение отопительного периода, принимаемая по гр. 23 таблицы (с. 2—41) в главе СНиП 2.01.01—82; 10-6 — коэффициент для перевода Дж в ГДж (ккал в Гкал). Экономический эффект, руб/(м2 год), определяют по формуле Эф — &Qcr Рнас^нас См’ где ст — стоимость теплоты, руб/ГДж (руб/Гкал), принимаемая по данным, рекомендованным Госстроем СССР; пнас — затрата времени жильцами на за- клейку (и последующую расклейку) притворов переплетов бумагой, в среднем равна 0,4 ч/м2; рнас — оценка затрат времени жильцами; согласно п. 31 «Временной методики определения эффективности затрат в непроизводственную сферу» (Академия наук СССР) в среднем рнас = 0,6 руб/ч; см— стоимость затрачиваемых материалов, в среднем равна 0,17 руб/м2 Пример 6. Определить уменьшение количества теплоты и экономический эффект, полученные в результате заклейки притворов спаренных оконных переплетов в жилом пятиэтажном доме в Москве. Уплотнение притворов — полушерстяной шнур. Н = 15 м; /в = 18 °C; /Н=-26°С; /ср от = — 3,6 °C; о = 4,1 м/с; ув= 1,213; ун = 1,412; А = 0,065; Б = 0,0075; ст = 3tf руб/ГДж (15 руб/Гкал); пт = 213 сут. Согласно формуле (2) Ар = (0,56-15 0,2 + 0,03 • 1,412 4,12) 10 = 23,6 Па (2,36 мм вод. ст.). При уплотнении шнуром, создающим расчетное воздухонепроницание -0,065 + /0.0652 + 4 - 0,0075 • 2,36 „ „ г , G“ =--------------0Ж5Т2----------------=13кг/(м ч). Воздухопроницаемость окна, притворы которого не уплотнены, равна: -0,011 + 0,ОН2 + 4 0,001 2,36 ,, 2 , G' =----------------------------=--= 49 кг/ (м2 ч). ° 0,001 2 ' 1 Полусумма величин 6О и 6' равна: 6"= 0,5 (13+ 49) =31 кг/(м2 ч). 3 Зак. 503ф.
Воздухопроницаемость окна при уплотнении притворов губчатой резиной -0,093 + 0.0932 + 4 0,011 2,36 ,n ,, 2 v С’ =-----------О'.ОИ 2 •---------=Юкг/(м ч). По формуле (3) находим величину Л(70: ЛСО = (31 — 10)0,3 = 6,3 кг/(м2 ч). Снижение затрат теплоты определяем по формуле (4): AQ = 6,3 213 24 1 (18 4- 3,6) 10“6 = 0,67 ГДж/м2 год [6,3 213 X X 24 0,24 (18 + 3,6) 1(Г6 = 0,16 Гкал/(м2 год)| Общая площадь окон и балконных дверей, находящихся в жилых комнатах дома, равна 980 м2, общая экономия теплоты в результате заклейки притворов переплетов окон и балконных дверей бумагой составит 664 ГДж/год (158 Гкал/год). Экономический эффект равен: Эф = 664 3,6 - 0,17 980- 0,4 0,6 980 = 1958 руб/год на 1 дом. В результате заклейки притворов переплетов не только будут достигнуты значительная экономия теплоты и экономический эффект, но и улучшатся санитарно-гигиенические условия пребывания жильцов в помещениях. 3. Снижение воздухопроницаемости заполнений оконных и балконных проемов устранением неплотностей по периметру их коробок Одной из основных причин избыточного поступления воздуха в жилые помещения являются неплотности, располагаемые по периметру заполнений оконных и балконных проемов. По данным ЦНИИЭП инженерного оборудования, доля избыточного поступления воздуха вследствие неплотностей составляет около 30% всего поступления воздуха по периметру коробок. Для устранения этого дефекта зазор между стеновым материалом и коробкой сначала очищают от грязи и наплывов раствора, а затем заполняют (под давлением) пенообразным полиуретановым герметиком — рипором, который после затвердевания заполняет все имеющиеся неплотности между стеновым ма- териалом и коробкой. Рипор производят и широко применяют при ремонте жилых зданий в Риге. Его плотность 40—70 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,03 Вт/(м °C), отпускная цена 200 руб/м3 С учетом предварительных работ, затрат на заполнение неплотностей и нанесение защитного наружного слоя, на транспорт и потери материала полные затраты на данное мероприятие можно приближенно оценить в 700 руб/м3 (при выборочном, т. е. сравнительно небольшом объеме работ по зданию). При средней ширине зазора 0,025 м и глубине его 0,15 м удельные.затраты на 1 м периметра оконной коробки Куд приблизительно составят 26 руб. Срок окупаемости z этих единовременных затрат К за счет снижения затрат на тепловую энергию ДТ определяют по формуле __ __ КудРо. К _ КудРо. К 2 “ АТ ” Д(?^г “ O^AG^U/b-Zcp oJ ^IO-6’ 34
где ро к — периметр оконной коробки, м; AQ — уменьшение количества теплоты, расходуемой на нагрев инфильтрующегося воздуха, ГДж/(год м2) X X [Гкал/(год м2)]; F — площадь поверхности окна, м2; ст — стоимость тепловой энергии, руб/ГДж (руб/Гкал); Д<70—уменьшение количества инфильтрующе- гося воздуха после осуществления данного мероприятия, кг/(м2 ч); пт — дли- тельность отопительного периода, ч/год; 1 [0,24 j — удельная теплоемкость воздуха кДж/(кг °C) [ккал/(кг °C)]; 0,4 — коэффициент, учитывающий среднезимние климатические условия и возможность недостаточно качественного выпол- нения работ. Таблица 10. Величины Др и Д<7О при различных значениях Н, tB и /н н, м 'и Др, Па (мм вод. ст.) ’Дбр, кг/(мг ч) н, м ‘*с- ‘"с Др, Па (мм вод. ст.) Дбр. кг/(мг 15 18 -5 19(1,9) 6,5 36 18 -5 33(3,3) 11 5 эт.) -10 20,6(2,06) 7 (12эт.) -10 37(3,7) 12,5 -15 22,2(2,22) 7,5 -15 40,5(4,05) 13,8 -20 24,4(2,44) 8,3 -20 46(4,6) 15,6 -25 27,2(2,72) 9,2 -25 52,6(5,26) 17,8 -30 29,6(2,96) 10 -30 58,5(5,85) 19,8 20 -35 32,2(3,22) 10,9 20 -35 64,5(6,45) 21,9 -40 34,6(3,46) 11,8 -40 70,5(7,05) 24 Мероприятие считается экономически целесообразным, если полученный срок окупаемости не больше нормативной величины этого срока, который в главе СНиП II-3-79** «Строительная теплотехника» принят равным 12,5 лет. Средняя величина А(7О согласно данным, приведенным в главе III, равна (15 — 3,5)-0,3 = 3,5 кг/(м? ч) при перепаде давления 0,1 МПа. Этот перепад определяют по формуле (2). Величины Др и Д(7О при различных значениях Н, t в и /„ приведены в табл. 10. Пример 7. Определить срок окупаемости данного мероприятия в девяти- этажном жилом доме, имеющем окна 150X140 см (Г = 2,1 м; ро к = 5,8 м), при следующих условиях: пот = 5000 ч/год; / = —5 °C; /В=18°С; ст = 3,6 руб/ГДж (15 руб/Гкал); tH = — 30 °C; Др = 4,6 (см. табл. 10); Д6О= 15,6 кг/(м2 ч). 2,6- 5,8 Q z --------------------------------------~ 3 года < 12,5 лет. 0,4 15,6 5000 0,24(18 + 5)2,1 15 Таким образом, в данном случае мероприятие экономически весьма эффективно. Если бы окна были размером 150X210 (^ = 3,2 м2, ро к = 7,2 м), то срок окупаемости стал бы равным 2,5 года. Сроки окупаемости данного мероприятия при различной этажности, размере окна, А(7О, лот, /в, /ср от и ст приведены в табл. 11. Следовательно, уже в настоящее время, когда из-за сравнительно малого производства рипора стоимость его велика, данное мероприятие является экономически целесо- образным во всех рассматриваемых случаях. 35
Таблица 11. Сроки окупаемости единовременных затрат на устранение зазоров между стеной и оконной коробкой с помощью рипора лот« ч/год AGp, КГ/(М ’Ч) руб/ГДж (руб/Гкал) Z, лет, для окон размерами ^н> °C ЧГ пот» ч/год Абр, кг/(м -ч) руб/Рдж (руб/Гкал) г, лет, для окон размерами 150X140 150X210 150X140 150X210 -10 +2 3000 7 3,6(15) 16 5-этажнс 13,4 зе здан -30 ие -5 6000 10 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 4,2 4 2,9 3,5 3,3 2,3 -15 0 зооО 4000 7,5 3,6(15) 3,6(15) 13,3 10 ' П.Т 8,4 —20 —2 4000 8,3 3,6(15) 5(21) 8,2 5,8 6,3 4,9 —35 -8 5000 6000 10,9 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 4,9 4,1 3,8 3,6 2,5 4 3,4 2,9 2,5 2,1 4,3 3,4 3,2 3 2,1 3,3 2,8 2,6 2,5 1,8 —25 -3 4000 5000 9,2 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 7,5 6,9 5 6 5,6 4 6,3 5,9 4,2 5 4,6 3,3 -30 -5 5000 6000 10 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 2,64(11) 3,1(13) 6,5 5,4 5,1 4.8 3,4 5,4 4,5 5,4 4,5 4,2 3,9 2,1 4,4 3,7 —40 -12 6000 11,8 2,64(11) 3,1(13) • 3,65(15) 5(21) 3,3 2,8 2.4 1.7 2,7 2,3 2 1,4 ия 3 4000 5000 14,2 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 3,35(14) 3,6(15) 4,8 4.5 3,2 3,9 3,7 2,6 । 4,1 3,9 2,7 3,3 3,1 2,2 -10 +2 3000 10 3,6(15) 11,3 9-этажнь 9,4 ie здан -25 —15 0 3000 4000 " 11 3,6(15) 3,6(15) 9,1 6,8 7,5 5,7 -20 -2 4000 12,4 3,6(15) 5(21) 5,5 3,9 4,5 3,3
-3 -5 5000 6000 15,6 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 4,1 3,5 3,2 3 2,2 3,4 2,9 2,7 2,5 1,8 3,4 2,8 2,7 2,5 1,8’ 2,9 2,4 2,2 2,1 1,5 -35 -8 —40 -12 12-этажи — 10 +2 3000 12,5 3,6(15) 8.7 7,5 -15 0 3000 13,В ’ ' 3,6(15) 7,4 6,1 3.6(15) 5.5 4.5 ые здания _ -30 -5 -20 -2 4000 15,6 3,6(15) 4,3 3,1 3,6 2,6 -35 -8 —25 — 3 4000 5000 17,8 - -И 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 3,35(14) 3,6(15) . Я21) 3,8 3,6 2,6 3,1 2,9 2,1 378 ' . 3 2,2 2,6 2,4 1,7 —30 — 5 5000 6000 10,8 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 2,64(11) 3,1(13) 3,2 2,7 2,5 2,4 1,7 2,7 2,3 2,7 2,3 2,1 2 1,4 2,2 1,9 — 12 GO
5000 17,1 2,64(11) з.г 2,6 3,1(13) 2,6 2,2 3,35(14) 2,4 2 3,6(15) 2,3 1,9 5(21) 1,6 1,3 6000 2,64(11) 2,6 2,1 3,1(13) 2,2 1,8 3,35(14) 2 1,7 3,6(15) 1,9 1,6 5(21) 1,3 1,1 6000 18,7 2,64(11) 2 t7 3,1(13) 1,7 1,5 5(21) 1,1 0,9 6000 19,8 3,35(14) 2,1 1,8 3,6(15) 2 1,7 5(21) 1,4 1,2 5000 21,9 2,64(11) 2,4 1,6 3,1(13) 2 1,3 3,35(14) 1,9 1,2 3,6(15) 1,8 1,1 5(21) 1,3 0,8 6000 2,64(11) 2 1,3 3,1(13) 1,7 1,1 3,35(14). 1,6 1 3,6(15) 1,5 0,9 5(21) 1 0,7 6000 24 2,64(11) 1,6 U ' 3,1(13) 1,4 i,i 3,6(15) 1,2 1 5(21) 0,8 0,7
g V’ AG», кг/(м -ч) СТ. руб/ГДж (руб/Гкал) г, лет, для окон размерами '"с V’ 150X140 150X210 -10 +2 3000 15,6 3,6(15) 7,2 16-этажнл 5,9 не здаг шя -8 -15 0 3000 17,4 3,6(15) 3,6(15) 4,3 4,3 3,6 3,6 -35 -20 —2 4000 19,8 3,6(15) д 5(21) 3,5 2,5 2,8 2 -25 -3 4000 . 5000 22.9 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 2,8 2 2,4 2,2 Г,6 2,5 2,4 1,7 2 1.9 1,3 —40 -12 —30 —5 5000 6000 25,5 2,64(11) 3,1 (13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 2,5 2,1 2 1,9 1,3 2,1 1,8 1,6 1,5 1,2 2,1 1,8 1,7 1,5 1,1 1,8 1,5 1,4 1,3 0,9
Продолжение табл. 11 лот« ч/год кг/(м -ч) руб/ГДж (руб/Гкал) Z. ЛС1. для окоп размерами 150X140 150x210 5000 6000 28,2 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 2,64(11) 3,1 (13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 1,9 1,6 1,5 1,4 1 1,6 1,3 1,2 1,1 .0,8 1,6 1,3 1,2 1,1 0,8 1,3 1,1 1 0,9 0,7 6000 30,7 2,64(11) ‘ 3,1 (13) 3,6(15) 5(21) 1,3 1,1 0,9 0,7 1 0,9 0,7 0,5
Глава IV УСТРАНЕНИЕ ИЗБЫТОЧНОГО РАСХОДА ТЕПЛОТЫ В СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ Избыточный расход теплоты в системах отопления эксплуатируемых жилых зданий иногда достигает 25—30% проектного расхода. Причинами этого перерасхода являются: несоблюдение правил технической эксплуатации систем отопления, неотрегулированность их работы, чрезмерные потери теплоты через изоляцию трубопроводов системы, несовершенство устройства элеваторного узла, установка слесарями в ряде помещений излишней (по сравнению с расче- тами) поверхности нагревательных приборов. Практика показала, что при весьма небольших единовременных затратах, а часто и вообще без этих затрат избыточный расход теплоты в системах отопления может быть устранен или резко сокращен. 1. Повышение качества технической эксплуатации систем отопления Исправная работа системы отопления и сбережение теплоты в течение всего срока ее службы зависят от строгого выполнения правил планово-предупредительного ремонта системы. При этом не только сберегается теплота, но и увеличивается срок службы системы отопления, увеличива- ются межремонтные периоды, снижаются затраты труда на обслуживание системы, а следовательно, и снижается стоимость ее эксплуатации. Планово- предупредительный ремонт систем отопления предусматривает проведение ряда мероприятий. Общий осмотр, проводимый весной и осенью. Задачей весеннего осмотра является уточнение объемов работ по капитальному и текущему ремонту системы и выявление мероприятий, необходимых для ее подготовки к следующему отопительному периоду. Осенью выявляют объем и качество выполненных в течение весенне-летнего периода ремонтных работ и определяют степень готовности системы к работе. Частичный осмотр системы включает не только ее обследование, но и устранение мелких выявленных неисправностей, наладку и регулирование работы системы, устранение утечек воды и др. Трубопроводы системы, находящиеся в подвалах и на чердаках, котлы и котельное оборудование осматривают 6 раз в течение отопительного периода. Капитальный ремонт ^этой системы состоит из полной или частичной смены трубопроводов или части нагревательных приборов. Про- филактический текущий ремонт необходим для предотвращения износа системы и снижения затрат на ее капитальный ремонт. Его следует производить не менее 1 раза в отопительный период. При обнаружении неисправностей системы (засоров, утечек воды и др.) жильцами или слесарями- сантехниками эти неисправности должны быть устранены в течение суток (аварийные неисправности ликвидируют немедленно). Такие работы считают текущим непредвиденным ремонтом систем отопления. В состав работы по те- кущему ее ремонту включают ежегодную промывку после окончания отопитель- ного периода, регулировку системы с устранением имеющихся недогревов 39
и перегревов, устранение замеченных утечек воды из системы, ремонт и частич- ную смену (до 10%) неисправной регулирующей арматуры, устранение причин накопления в системе воздуха и др. Промывка систем отопления. При недостаточно герметичных системах отопления и наружных тепловых сетей в системы поступает много различных отложений и грязи, что способствует образованию в системе засоров и недо- гревов в помещениях. Ежегодная промывка системы устраняет возможность возникновения таких неисправностей. При ежегодной промывке системы послед- нюю наполняют водой, а затем быстро выпускают всю воду через трубу большого диаметра, временно присоединенную к самой низкой точке системы. Такое наполнение и опорожнение повторяют 2—3 раза. Если систему не про- мывали несколько лет, то этот способ не даст должного результата: грязь и осадки полностью не удалятся. Полный эффект в таких случаях обеспечивает гидропневматическая промывка систем (по методике, предложенной Академией коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова), состоящая из трех последо- вательно выполняемых этапов: продувки последовательно каждого стояка снизу вверх сжатым воздухом (для взрыхления имеющихся осадков), гидропневмо- промывки последовательно каждого стояка и гидропневмопромывки магистраль- ных трубопроводов. Технология такой промывки зависит от способа присоеди- нения системы отопления к источнику теплоты. Если система отопления непосредственно присоединена к котельной (рис. 12), то сначала все стояки заполняют водой и продувку начинают с самого удаленного стояка I (кран 4 над воздухосборником должен быть открыт). Сжатый воздух поступает в стояк через задвижку 8 и кран 7, образо- вавшаяся в стояке водовоздушная смесь удаляется через краны 5 и 4 и далее (с помощью шланга) в канализацию. Остальные показанные на рисунке краны и задвижки во время продувки должны быть закрыты. Стояк проду- вают 3—5 мин (большая продолжительность нужна при наличии в нем значи- тельного количества и уплотненности осадков). Затем краны 7 и 5 на первом стояке закрывают и производят в той же последовательности поочередную продувку всех остальных стояков (начиная со стояка И). Следующий этап включает гидропневмопромывку стояков, которую произ- водят поочередно, начиная со стояка I, при этом сжатый воздух поступает в стояк через кран 2, вода — через краны 3 и 5, а водовоздушная смесь удаляется через кран 6 в канализацию. Остальные задвижки и краны, показанные на рис. 12, должны быть закрыты. После трехминутной промывки стояка кран 6 на нем закрывают и промывают в той же последовательности поочередно сначала стояк II, а затем и следующие n-стояки. Заключительный этап состоит в гидропневмопромывке магистральных трубопроводов, которую производят, включая все стояки в единое кольцо с магистралями, открывая на всех стояках краны 5 и 7 При этом сжатый воздух поступает из крана 2, вода — из крана 3, а водовоздушную смесь удаляют в канализацию через задвижку 9. Все остальные задвижки и краны должны быть закрыты. Если система присоединена к тепловым сетям через элеватор (рис. 13), то перед промывкой из него необходимо удалить сопло. Продувку стояков проводят поочередно, начиная с наиболее удаленного стояка 1. Сжатый воздух подают через кран 3 и задвижку Ю и кран 8\ водовоздушную смесь удаляют в канализацию через краны 5 и 6. Все остальные краны и 40
Рис. 12. Гидропневматическая промывка системы отопления, непосредственно присоединенной к котельной Рис. 13. Гидропневматическая промывка системы отопления, присоединенной к тепловым сетям через элеватор задвижки закрыты. По окончании продувки краны 8 и 6 закрывают и начинают продувку стояка II, а затем каждого последующего. При гидропневмопромывке стояка I сжатый воздух поступает через кран 3, задвижку 4 и кран 6, вода — через задвижку 2, а водовоздушная смесь удаляется через кран 7 в канализацию. Остальные краны и задвижки закрыты. После окончания промывки стояка I краны 6 и 7 закрывают и начинают промывку стояка II, а затем и последующих 41
стояков. При гидропромывке магистральных трубопроводов краны 6 и 8 на всех стояках открыты, сжатый воздух поступает через кран 3, а вода — через кран 2 и задвижку 4. Водовоздушную смесь спускают в канализацию через задвижку 9. Если система присоединена к тепловым сетям через теплообменник (рис. 14), то продувку начинают со стояка I через кран 2 с удалением водо- воздушной смеси в канализацию через кран Г, сжатый воздух поступает в стояк через кран 7, задвижку 6 и кран 4, остальные краны и задвижки закрыты. После окончания продувки стояка I краны 2 и 4 закрывают и начинают продувку стояка II и т. д. При гидропневмопромывке стояка 1 сжатый воздух поступает в него через кран 7, задвижку 8 и кран 2, вода — через краны 9 и 2, водовоз- душная смесь удаляется в канализацию через кран 4 и задвижку 5. Затем краны 2 и 4 закрывают и промывают стояк II и поочередно следующие. Магистральные трубопроводы промывают с включением всех стояков (открывая краны 2 и 4 на них). Воздух поступает в систему через кран 7, задвижку 8 и краны 2, вода — через краны 9 и 2, а водовоздушная смесь удаляется в канализацию через краны и задвижку 5. Остальные краны и задвижки закрыты. Межтрубное пространство теплообменников (в котором циркулирует вода системы отопления) промывают, подавая сжатый воздух через кран 7 и задвижку 8, воду — через кран 9 и задвижки 8 и 6, а водовоздушную смесь удаляют через задвижку 5. Остальные краны закрыты. Во всех случаях рекомендуется для подачи сжатого воздуха использовать автокомпрессоры производительностью 3—6 м3/мин, создающие давление воздуха до 588 кПа (6 кгс/см2) Трубопровод сжатого воздуха снабжают обратным клапаном, препятствующим попаданию воды из системы отопления в ресивер компрессора. На подающей и обратной магистралях системы устанавливают манометры со шкалой до 980 кПа (10 кгс/см2), по которым следят за давлением в системе при ее гидропневмопромывке. После промывки систему заполняют водой, которую удаляют только в случае крайней необходимости (при авариях или ремонтах). В настоящее время многие эксплуатируемые системы отопления стали негерметичными и требуют значительной периодической (а иногда и непрерывной) подпитки водопроводной водой; при этом теряется теплота, а системы загряз- няются. Утечка воды может происходить через трубопроводы, приборы и арма- туру системы. Неплотности в трубопроводах возникают во фланцевых, резь- бовых и сварных соединениях. Утечка воды через фланцевые соединения обычно, происходит вследствие недостаточного затягивания болтов, неисправности прокладки и перекоса во фланцах. Забивать клинья в подтекающие фланцевые соединения недопустимо. Если прокладка неисправна, то ее заменяют новой, используя для ее извлечения приспособление (рис. 15), состоящее из рукоятки /, входящей в квадратную головку винта 2, и двух захватов 4, закрепленных шарнирами на поперечнике 3 с гайкой 8. Захваты 4 вводят в освобожденные эт болтов отверстия фланцев 6. Вращая рукоятку /, в зазор между фланцами водят распорный клин 5, вставляемый в торцовую выточку винта, фланцы аздвигаются, поврежденную прокладку 7 извлекают и заменяют новой. Внутренний вырез прокладки 7 должен быть равен внутреннему диаметру ’убы, поэтому не следует вырубать прокладки зубилом, а надо вырезать'их сверлильном станке при помощи приспособления, показанного на рис. 16.
ДРЕНАЖ Рис. 14. Гидропневматическая промывка системы к тепловым сетям через теплообменники отопления, присоединенной Рис. 15. Приспособление для замены прокладки во фланцевом соединении трубопроводов * 43
Рис. 16. Приспособление для изготовления прокладок между фланцами трубопроводов Оно состоит из стержня 1, конусный хвостовик которого вставляется в шпиндель станка; обоймы 2 с входящей в нее рейкой 3 с делениями и двумя ножами 4, закрепляемыми на нужном расстоянии от центра стержня / гайками-бараш- ками 7; опоры 5, прижимающей лист картона при вырезке из него прокладки. Приспособление крепится к столу станка болтом 6. После изготовления прокладки ее проваривают в олифе. Утечка воды через сварные соединения происходит из-за плохого качества сварных соединений, что часто выявляется при невозможности передвижения трубопроводов при температурных удлинениях вследствие герметичной их заделки в перекрытия. Дефектный сварной шов подчеканивать нельзя; его надо заварить тем же видом сварки, каким он был сварен ранее. Для удобства заварки дефектного участка шва, находящегося сбоку стояка, необходимо оттянуть последний от стены. Для этого целесообразно применять поддерживающий штуцер, предложенный А. П. Карасевым (рис. 17), состоящий из муфты 4, в которую ввинчен отрезок трубы 3 диаметром 15 мм с приваренной к этому отрезку дугой 2 из листовой стали. Дуга охватывает стояк /, который при повороте муфты при помощи клещей отходит от стены 5. 44
Рис. 17. Поддержка, применяемая при заварке дефектных мест в стояках Рис. 18. Неспадающие гильзы для тру- бопроводов систем отопления и горячего водоснабжения системы отопления Рис. 19. Муфты для безрезьбового соединения труб а — детали муфты; б — муфта в сборе При прокладке трубопроводов через перекрытия следует пользоваться неспадающими гильзами (рис. 18). В изготовленной из кровельной стали гильзе / вырезают три треугольных участка 2 и загибают их внутрь гильзы. Труба 3 вдвигается в гильзу по ходу отгиба участков 2 ( на рисунке справа налево), пружинящих и препятствующих самовольному передвижению гильзы. Если неплотность образовалась в участке шва, обращенном к стене, и нельзя повернуть трубу так, чтобы шов был виден, заварку производят в несколько этапов. Сначала с противоположной (доступной) стороны стояка вырезают отверстие (в районе нахождения дефектного шва), достаточное для пропуска внутрь трубы наконечника газовой горелки, затем заваривают шов изнутри (предварительно тщательно очистив дефектный его участок от грязи и ржавчины), после чего отверстие, вырезанное для производства работы, заваривают. Трещины в трубах устраняют заваркой сплошным швом, если ширина трещины не более 5 мм, или приваркой накладки из листовой стали толщиной не менее 4 мм при ширине трещины 6—20 мм и длине ее до 20 см. Если смена неисправного участка трубопровода затруднена из-за невозмож- ности нанесения резьбы на его концах, то применяют муфты для безрезьбо- вого соединения труб (рис. 19). Муфта состоит из корпуса /, двух гаек 2, двух шайб 4 и двух прокладок 3, изготовленных из сальниковой набивки, пропитанной графитовой пастой. После удаления проржавевшего участка трубы заготовляют новый такой же длины и диаметра и на концы его надевают эти муфты в собранном виде, но с полувывернутыми гайками. Затем муфты наполовину’ сдвигают на старый трубопровод и ввинчивают 45
Рис. 20. Приспособление для смены сальниковой ’набивки в кранах обе гайки в муфту до отказа. Прокладки при этом разжимаются, и достигается полная герметичность соединений. Гайки ввинчивают двумя гаечными ключа- ми — одним захватывают шестигранную поверхность гайки, а вторым — шестигранную поверхность муфты. Утечка воды в запорной и регулирующей арматуре происходит в основном через неисправную сальниковую набивку. Заменять ее в проходных (пробочных) кранах удобно с помощью приспособления, предложенного Козычевым (рис. 20). Приспособление состоит из планки /, приваренных к ней двух захваток 2 и гайки 7, в которой может вращаться при помощи рукоятки 8 нажимной винт 6. После обхвата трубопровода 3 захватами 2 винт 6 упирают в торец пробки крана 4, а затем освобождают фланец 5, набивают сальник, закрепляют фланец 5 и снимают приспособление. В. состав работ по текущему ремонту входит также ремонт и смена в отдельных помещениях (до 10%) неисправной регулирующей арматуры, основным дефектом которой является ее негерметичность. Герметичность задвижки нарушается в результате отложения на ее дисках солей, содержащихся 46
Рис. 21. Фланцевый раздвижной патрубок а — детали патрубка; б — патрубок в сборе: I — резьба левая; II — резьба правая в воде. Для снятия этих отложений все задвижки необходимо не реже одного раза в неделю передвигать несколько раз до крайних положений шпинделя. Негерметичную задвижку разбирают, очищают ее поверхность и пришабривают дисковые кольца к гнездам. Пришабровку производят «под краску», нанесенную на поверхность уплотняющего кольца, выявляя при этом имеющиеся на поверх- ности царапины и шероховатости. Затем дефекты устраняют слесарным шибером. Пришабровку производят в несколько приемов и заканчивают, когда уплотня- ющие кольца на дисках надежно притерты к таким же кольцам, вделанным в корпус задвижки. Для того чтобы система бесперебойно работала в течение периода ремонта задвижки, на ее место устанавливают фланцевый раздвижной патрубок (рис. 21). Патрубок устанавливают в промежутках между фланцами на трубо- проводе и присоединяют затем болтами к фланцам (сначала на несколько ниток резьбы). Затем вращением рукоятки муфты 3 приспособление раздви- гают до полного прижатия фланцев 1 к фланцам трубопровода с установкой между ними прокладок, после чего затягивают болты. С обоих торцов муфты укладывают уплотнение из льняной пряди, пропитанной суриковой замазкой, и контргайками 2 прижимают ее к муфте 3. После окончания ремонта задвижки приспособление снимают, задвижку устанавливают на прежнее место. Негерметичность проходных (пробочных) кранов устраняют притиркой пробок к корпусу. Для этого кран разбирают, поверхность пробки сматывают чистым машинным маслом и равномерно обсыпают ее мелким стеклянным’ порошком. Затем пробку вставляют в корпус крана и притирают ее равномерным вращением, часто изменяя его направление. Эту работу целесообразно произ- водить ручной дрелью, в патрон которой зажимается притираемая пробка. Для проверки плотности притирки проводят мелом черту по всей притираемой длине пробки, затем вставляют ее в корпус крана и несколько раз проворачива- ют' При качественной притирке мел будет стерт равномерно по всей длине притираемой поверхности. После окончания притирки пробка трудно вращается, поэтому ее смазывают тавотом. Аналогично производят притирку клапанов к гнезду в паровых вентилях и обратных клапанах. 47
Рис. 22. Регулирующее приспособление для отопительных приборов Рис. 23. Системы отопления а — с уклоном магистрали от главного стояка; б — то же, к главному стояку При вскрытии и прочистке кранов двойной регулировки необходимо заме- нять те из них, в которых слесарями ранее были удалены их стаканы, что часто приводит к перегреву помещения, в котором такой кран находится. Если дефектные краны нельзя сразу заменить новыми, то применяют регулирующие приспособления (рис. 22), состоящие из тройника 2 и ввинчивающейся в него пробки 3. Нижняя часть пробки оформлена в виде полушара, а сверху имеется квадратное отверстие под торцовый ключ, с помощью которого пробка ввин- чивается в тройник. Герметичность приспособления обеспечивается прижатием прокладки 4 к торцу тройника при помощи контргайки /. Одной из важных работ, выполняемых при текущем ремонте, является устранение причины накопления в системе воздуха, т. е. неисправности, приводящей к перерасходу теплоты, а иногда и к аварии отопительной системы. Особенно опасно накопление воздуха в системе при уклоне чердачной магистрали от главного стояка (рис. 23, а) и наличии непроточных воздухо- сборников. Опасность дополнительно увеличивается при замерзании трубки, соединяющей этот воздухосборник с магистралью. В этом случае образование воздушного «мешка> в наиболее высоком участке у воздухосборника приводит к прекращению циркуляции во всех стояках. Изменение уклона магистрали к главному стояку (см. рис. 23, б) улучшит положение, так как при наличии 48
воздуха в магистрали циркуляция прекратится только в наиболее удаленных стояках 1, 2 и т. д., а это явится сигналом неисправности. Еще большую гарантию безаварийной работы системы дает установка проточных воздухосборников, присоединенных к магистралям. При установке такого воздухосборника (рис. 24, а) на чердаке здания корпус прибора и воздухо- выпускную трубу покрывают слоем теплоизоляции, выводят эту трубу на верхний этаж к раковине и заканчивают спускным краном. Удобен в эксплуатации автоматический воздухосборник (см. рис. 24, б) Внутри корпуса 5 находится колокол 2 с присоединенной к нему трубкой /Л к нижней части которой приварен фланец 9. К последнему контрфланцем // прикреплена плотная резиновая прокладка 10. Корпус 5 болтами соединен с крышкой /, к которой приварена выходящая наружу трубка 4, заканчивающаяся внизу клапаном 7 В центре последнего сделано отверстие диаметром 5 мм. Колокол установлен на угольниках 6, которые приваривают к внутренней поверхности корпуса так, чтобы между клапаном 7 и прокладкой 10 оставалось расстояние 40—50 мм. Зак. 503ф 49
К системе отопления воздухосборник подключают через муфты 8 и 12. Когда в воздухосборнике накапливается воздух, колокол 2 опускается на угольники 6, и воздух начинает выходить наружу через кольцевой зазор между трубками 3 и 4 и далее через трубку 4. Входящая вода поднимает колокол. Клапан 7 прижимается к прокладке 10, и сообщение воздухосборника с наружным воздухом прекращается. Основными причинами перерасхода теплоты системами отопления являются засоры и недогревы, а также их неотрегулированность. При недогреве воздуха в каких-либо жилых комнатах обычно устраняют этот дефект либо увеличением температуры воды, поступающей в установленные в этих комнатах нагревательные приборы, либо ее количества. Однако в обоих случаях происходят перегрев воздуха во всех других отапливаемых помещениях и перерасход теплоты. Причинами уменьшенной теплоотдачи нагревательных приборов могут быть: контруклоны подводящих труб: «мешки» и «горбы» на этих трубах; засорение твердыми предметами или льняной прядью места входа воды в сгон или на обратной подводящей трубе, длинная резьба которой ввернута в пробку прибора (надо очистить это место, раззенковать и снять заусенцы у сгона); засорение подво- дящих труб наплывами металла, образующимися при сварке; удлиненная резьба, с помощью которой подводка ввернута в тройник или крестовину на стояке — все это создает сопротивление проходу воды в прибор. Причинами непрогрева отдельных стояков могут быть: неполное открытие крана, установленного на стояке; наличие воздушных пробок (для устранения выверяют уклоны магистралей и устанавливают проточные воздухосборники); засоры в местах входа или выхода воды из стояка. В стояке возможны следующие случаи непрогрева (рис. 25) в стояке двухтрубной системы с нижней разводкой не прогреваются приборы двух верхних этажей (см. рис. 25, а); засоры могут быть сплошные в точках / и 2 или несплошные в точках 3 и 4\ в такой же системе на стояке не прогреваются приборы второго этажа (см. рис. 25,6); засоры могут быть в подводящих трубах 1, 2, 3 и 4\ в такой же системе не прогревается целиком стояк с приборами (см. рис. 25, в); засоры могут быть в точках / и 2; в стояке двухтрубной системы с верхней разводкой не прогреваются приборы на двух нижних этажах (см. рис. 25, г) ; засор может быть сплошной в точке 1 или несплошной в точках 2 и 3\ в такой же системе на стояке не прогреваются приборы двух верхних этажей (см. рис. 25,6); засор возможен в участке / обратного стояка; в такой же системе не прогревается весь стояк (см. рис. 25, е), могут быть сплошные засоры в точке / или 2. В стояке однотрубной проточной системы не прогреваются все приборы (см. рис. 25, ж) \ засоры могут быть в участ- ках /, 2, 3, 4 и 5 или одновременно в участках 6 и 8 или участках 7 и 9\ в стояке однотрубной системы с замыкающими участками не прогреваются все приборы (см. рис. 25, з); засоры могут быть в участках стояка 1, 2, 3, 4, 5 или одновременно в одном из замыкающих участков 6, 7, 8, 9 и обеих связанных с ним подводящих трубах (например, участки 7, 10 и 12 или 7, И и 12 и др.); в такой же системе не прогревается один прибор (см. рис. 25, а); засоры находятся в подводящих к нему трубах 1 и 2. Недостаточная теплопередача нагревательного прибора может быть при непра- вильной установке радиатора. Радиатор должен быть установлен строго верти- 50
Рис. 25. Отыскание засоров в стояках системы отопления кально и находиться от пола на 60, от подоконной доски на 50, от стены на 30 мм; если нагревательный прибор закрыт мебелью или предметами домашнего оби- хода, расстояние от прибора до мебели должно быть не менее 60 мм. При накоплении грязи и шлама их устраняют двух- и трехразовой промывкой прибора после его отсоединения от системы, а при накоплении грязи во многих приборах — промывкой всей системы (см. выше). Недостаточная теплоотдача многих нагревательных приборов происходит вследствие тепловой разрегулировки систем водяного отопления, возникающей даже тогда, когда в систему подается расчетное количество воды и соблюдается график ее температур. В двухтрубных системах отопления сильное влияние на недостаточную теплоотдачу оказывает вертикальная разрегулировка, происходящая вследствие 51
Таблица 12. Рекомендации по изменению теплоотдачи нагревательных приборов системы отопления Температура воздуха в помещениях, °C. обогреваемых приборами, расположенными Рекомендации по изменению первыми последними коэффициента подмешивания расхода сетевой воды 18 Менее 18 Увеличить 18 Более 18 Уменьшить Более 18 > 18 Увеличить » 18 Менее 18 Увеличить Менее 18 > 18 Уменьшить Более 18 естественного побуждения. С понижением наружной температуры и соответствен- ным повышением температуры поступающей в систему воды это побуждение увеличивается, но по-разному для приборов, находящихся на разных этажах. Увеличение это будет наибольшим для приборов верхнего этажа, куда вода на- чинает поступать в количестве, большем, чем требуется по расчету. В приборы на нижних этажах при этом будет поступать недостаточное количество воды, теплоотдача приборов уменьшится (снизится температура обратной воды и, следовательно, средняя температура воды в приборах). Основными способами уменьшения вертикальной разрегулировки являются: регулировка системы отопления при средней температуре воды в отопительном периоде (50—60 °C), что обеспечит нормальную работу приборов на всех этажах при этой температуре воды и уменьшит примерно вдвое разрегулировку при максимальной и минимальной температурах ее в системе; погашение естественного напора при помощи шайб, устанавливаемых на стояках. При перегреве верхних и недогреве нижних этажей дроссельную шайбу устанавливают на обратном стояке между перегреваемыми и недогреваемыми приборами. На работу в однотрубных системах влияет так называемая горизонталь- ная разрегулировка, происходящая в случаях, когда вода поступает в отдель- ные стояки системы в количествах, не соответствующих расчету* Изменение расхода воды в стояке влияет на теплоотдачу приборов, располагаемых по- следними по ходу воды. Так, при уменьшении расхода воды в стояке вдвое теплоотдача этих приборов снизится на 30%, а первых — всего на 2%. При увеличении воды вдвое теплоотдача последних по ходу воды приборов повы- сится на 10%, а первых — всего на 3%. Объясняется это тем, что теплоотдача приборов, располагаемых первыми по ходу воды в стояке, зависит в основном от температуры горячей воды, а изменение ее расхода на теплоотдачу почти не влияет. В системах отопления с элеваторами или подмешивающими насосами изменить теплоотдачу приборов, расположенных последними по ходу воды в сто- яке, можно, изменяя расход сетевой (перегретой) воды и коэффициент подме- шивания в соответствии с указаниями табл. 12, составленной исходя из условий жилых и общественных зданий (/в = 18^С). * Основная причина этого несоответствия — наличие в системе многих свар- ных соединений труб малого диаметра, выполняемых на стройке с большими неучтенными в проекте местными сопротивлениями. 52
В тупиковых двухтрубных системах отопления с верхней разводкой тем больше прикрывают кран двойной регулировки, чем выше находится регули- руемый прибор и чем ближе он расположен к главному стояку. В тупиковых системах с нижней разводкой степень прикрытия кранов определяется только расстоянием от прибора до главного стояка. В такой же системе с попутным движением воды расстояние от прибора до главного стояка не имеет значения, так как все кольца системы примерно равны по длине. Одновременно перед регулировкой системы устраняют все замеченные ранее перегревы помещений. Причины перегревов следующие: 1) необоснованно увеличено число секций радиаторов (его надо изменить в соответствии с проектом); 2) при недогреве радиатора слесарь разобрал установленный на подводящей к нему трубе кран двойной регулировки и удалил его стакан, при этом гидравлическое сопротивление крана резко уменьшилось и в радиатор поступает избыточное количество воды; 3) в газифицированных кухнях при сжигании газа происходит чрезмерное выделение теплоты. Исследования показали, что при снижении даже на 40% теплоотдачи установленных радиаторов на кухне обеспечивались нор- мальная температура воздуха и требуемый воздухообмен. Если соответствующее прикрытие имеющихся кранов не устранит перегревы кухонь, то устанавливают шайбы между торцами труб, образующих сгонные соединения на подводящей трубе. Диаметры отверстий в шайбах определяют соответствующими расчетами. Перегрев помещений жилых зданий часто зависит от взаимосвязанности работы систем отопления и горячего водоснабжени хемы присоединения подогревателей последней (последовательная или сш шинная схема). Темпера- тура воды, поступающей в систему отопления из тепловой сети весной и осенью, назначается исходя из требуемой температуры ее для горячего водоснабжения, т. е. более высокой, чем надо по отопительному графику. Поддерживание нор- мальной температуры воздуха в помещениях достигают периодическим отключе- нием системы отопления за счет теплоаккумулирую'щей способности строи- тельных конструкций здания. В противном случае перерасходуется большое количество теплоты, ухудшаются условия проживания жильцов. Регулировка систем отопления является, обязательным для монтажников и последним этапом их работы по устройству систем отопления. Основная задача регулировки заключается в обеспечении во всех комнатах жилого здания температуры воздуха 18 °C для местностей с расчетными температурами на- ружного воздуха до —30° и 20 °C для местности с расчетными его темпера- турами —31 °C и ниже. Во всех случаях допускается отклонение от указанных температур на —1, -|-2 °C. Регулировкой системы устраняют как недогревы, так перегревы помещений. При снабжении здания теплотой от котельной регу- лировку производят при той же температуре воды в подающей и обратной магистралях отопительной системы, которая поддерживается при средней температуре наружного воздуха в течение отопительного периода. Последнюю принимают по графе 22 табл. 1 главы СНиП 2.01.01—82 сСтроительная климатология и геофизика». Графики регулирования температуры воды в системах отопления при посто- янном ее расходе (качественное регулирование) приведены в приложениях. Перед началом регулировки полностью открываются все задвижки у котлов и на тепловых вводах в здание, а также задвижки и краны на магистралях, ветвях, стояках и у нагревательных приборов. Если котельная снабжает теплотой 53
несколько зданий, то прежде -всего регулируют расходы воды по отдельным системам. Работу начинают ближайшего к котельной здания, в котором, очевидно, из-за большого избыточного давления в систему будет поступать воды больше расчетной величины. Устранив избыточное давление прикрытием задвижек на вводе, количество поступающей в систему воды доводят до нормы, и перепад температур ее, определяемый по установленным на тепловых вводах термометрам, должен быть примерно равным перепаду температур воды в котлах. Так, удаляясь от котельной, регулируют одну за другой все присоеди- ненные к ней системы. После такой последовательной регулировки температура воды, выходящей из первых по отношению к котельной отопительных систем, изменяется, поэтому необходимо в той же последовательности произвести вторичную их регулировку. ' Если расход сетевой воды в системе, присоединенной к тепловой сети через элеватор при полном открытии задвижек на вводе, будет отличаться от необходимого расхода, то соответственно изменяют диаметр отверстия сопла (d, мм). Одновременно осматривают элеватор и проверяют: диаметр отверстия в камере смешения (он должен быть равен диаметру подсасывающего патрубка); соосность горловины входного и выходного отверстий; плотность прилегания сопла к входному фланцу элеватора (выточка во входном фланце должна быть строго перпендикулярна к оси проточной части) и правильность установки прокладок во фланцевых соединениях. Контролируют также правильность показаний установленных в гильзах термометров (гильзы должны быть погружены на 10—15 мм ниже оси трубопровода и наполнены чистым машинным маслом). Следующим этапом является регулирование системы по отдельным стоякам, для чего больше или меньше прикрывают установленные на них проходные краны. Эта регулировка должна обеспечить примерно одинаковую разность тем- ператур воды у входа и выхода ее во всех стояках. Регулировка по стоякам является необходимой даже в том случае, если по проектным данным она не является обязательной, так как дефекты монтажа (засорение внутреннего сечения труб расплавленным металлом во времр их сварки и чрезмерно большое фактическое гидравлическое сопротивление отводов, тройников и кресто- вин) приводят к перераспределению количества воды, перемещающейся по отдельным стоякам, по сравнению с расчетными данными проектировщика. Выполненная регулировка расхода по отдельным стоякам, к сожалению, су- ществует только до первого их ремонта, при котором они должны быть отключены от системы; после его окончания проходные краны обычно откры- вают полностью. Избежать нарушения отрегулированного положения пробки крана можно, надев на него указательный диск, предложенный Академией коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова (рис. 26). На диск наносят черту, фиксирующую положение пробки крана в отрегулированном состоянии. С той же целью прикрепляют бирки к задвижкам на вводах с указанием на них числа требуемых оборотов маховиков, считая от полного закрытия задвижек. Регулирование систем водяного отопления на ощупь дает неточные результаты вследствие большой тепловой инерции человеческой руки, в связи с чем регулировщик должен делать интервалы между отдельными замерами. Более точные результаты дает использование поверхностных термопар (термощупов). Хороший результат регулирования по стоякам получают, устанавливая в начале и конце их 54
Рис. 26. Фиксирование отре- гулированного положения пробки крана / — хомуты; 2 — диск; 3 — номер стояка (по проекту системы); 4 — риска крана; 5 — фиксирующая чер- та; 6 — стрелка угловые термометры со шкалой до 100 °C; термометры прибинтовывают к трубам и сверху покрывают слоем теплоизоляционного материала (минеральная вата и др.). В настоящее время определить степень снижения перерасхода теплоты при применении указанных способов фиксации результатов регулирования работы систем отопления можно только ориентировочно — до \% годового расхода. Затраты на осуществление этих мероприятий составят примерно 0,12 руб/1000 Дж (0,55 руб. на 1000 ккал/ч) расчетного расхода теплоты в пятиэтажном, 0,09 (0,35) — девятиэтажном, 0,06 (0,25) — в двенадцатиэтажном и 0,05 руб (0,2 руб.) — в шестнадцатиэтажном здании. Эти затраты незна- чительны по сравнению с экономическим эффектом от снижения перерасхода теплоты, поэтому допустимо усреднение указанных затрат в размере 0,08 руб/1000 Дж (0,3 руб. на 1000 ккал/ч). Снижение расхода теплоты при фиксации результатов регулирования работы систем отопления AQ, ГДж/год (Гкал/год), определяют по формуле AQ = 0,01 Q|>ac" -------------<ср от) И| («. - Q ю6 где QPac4 — расчетные потери теплоты зданием, Вт (ккал/ч). Экономический эффект будет равен, руб/год: О 3 3* = A^-Tooo^Q- (5) где ст — стоимость тепловой энергии, руб/ГДж (руб/Гкал). 55
Таблица 13. Величины AQ и Эф при Драсч = 4,2 ГДж (1 Гкал/ч) пот. ч/год AQ. ГДж/год (Гкал/год) руб/ГДж (руб/Гкал) Эф. руб/год пот- ч/год AQ. ГДж/год (Гкал/год) руб/ГДж (руб/Гкал) руб/год 3000 62,9(15) 3,6(15) 189 5000 104,8(25) 3,6(15) 339 3500 73,3(17,5) 3,6(15) 226 5000 104,8(25) 5(21) 489 4000 83,8(20) 3,6(15) 264 5500 115,2(27,5) 2,64(11) 266 4000 83,8(20) 5(21) 384 5500 115,2(27,5) 3,1(13) 321 4500 94,3(22,5) 3,35(14) 279 5500 115,2(27,5) 3,35(14) 349 4500 94,3(22,5) 3,6(15) 301 5500 115,2(27,5) 3,6(15) 377 4500 94,3(22,5) 5(21) 436 5500 115,2(27,5) 5(21) 541 5000 104,8(25) 2,64(11) 239 6000 124,5(30) 2,64(11) 294 5000 104,8(25) 3,1(13) 289 6000 124,5(30) 3,1 (13) 354 5000 104,8(25) 3,35(14) 314 6000 124,5(30) 3,6(15) 414 Пример 8. Определить экономию теплоты и экономический эффект от фиксации результатов регулирования работы системы отопления, если Q = = 0,58 10~6 Вт (0,5 10* ккал/ч); /В=18°С; /ср от =-2 °C; /1( = -22°С; пот = 4000 ч/год; ст = 3,6 руб/ГДж (15 руб/Гкал). AQ-0.OI 3'6-41.9 ГДж/™ 110 Г™/г»д>. Эф=10 15 - 0,08 0,3 500= 150 - 12= 138 руб/год. Величины AQ и Эф при различных длительностях отопительного периода и стоимости теплоты приведены в табл. 13, где отношение величин — 'ср — '-) равно 0,5. Авария системы отопления всегда приводит к значительной потере теплоты, которая теряется при опорожнении системы и ее нагреве после устранения аварии. Причинами аварий котлов могут быть: утечки из них воды (31% случаев), нарушения водного режима (29%), дефекты изготовления и монтажа котлов (18%), отсутствие циркуляции воды (8%) и др. Нарушения водного режима происходят вследствие отложений в котлах накипи и шлама (83%), а также коррозии металла (17%). Взрыв водогрейного котла может произойти при следующих нарушениях правил технической эксплуатации котельных: 1) котел пущен в работу при закрытых задвижках на горячей и обратной подводках к нему. Даже если на горячей подводке есть обводная линия с обратным клапаном, вода в котле будет перегреваться, а это приведет к парообразованию. Пар через обводную линию будет уходить в систему. Через несколько часов уровень воды в котле может опуститься ниже огневой линии, и котел взорвется; 2) котел начинает работать с закрытой задвижкой на горячей подводке; пар, образующийся в котле, будет вытеснять воду из него в обратную ма- гистраль. Уровень воды в котле опустится ниже огневой линии, и котел взорвется; 3) котел пущен в работу с закрытой задвижкой на обратной линии; пар из котла будет выходить в горячую магистраль, пробивая себе путь через толщу воды толчками. В результате может произойти разрыв трубопровода или секции котла; 56
4) не проверена исправность задвижек у котлов; в задвижках оторвались диски — циркуляция воды в котле прекращается, образуется пар, и котел может взорваться. Эту неисправность можно предупредить, если регулярно проворачивать шпиндели задвижек. Если диски упали, шпиндель будет вращаться очень легко; 5) расширительный бак не имеет циркуляционной линии, и вода в трубе, соединяющей его с системой, замерзает. При этом вода будет продолжать нагреваться, резко возрастет давление, а это может привести к разрыву наиболее слабых в системе мест: котла, радиатора или трубопровода. Авария в системе водяного отопления может произойти в следующих случаях: а) при замерзании трубки, соединяющей непроточный воздухосборник с системой, при этом горячая магистраль постепенно заполнится воздухом, циркуляция воды в системе прекратится, вода в котле вскипит и произойдет авария; б) если чердачная магистраль из-за несвоевременной подпитки или утечки в системе опорожнилась, циркуляция в ней прекратится, вода в котлах закипит. Иногда такая утечка происходит не через неплотность в трубопроводах, а непосредственно в водопроводную сеть (если давление в водопроводе стало меньше давления в системе отопления). Поэтому необходимо следить за тем, чтобы обратный клапан на питательной водопроводной трубе был в исправном состоянии. Описываемую неисправность устраняют, если система оборудована автоматической подпиткой. При аварии системы, подключенной к сетям ТЭЦ, ее немедленно отключа- ют от теплосети, а затем ставят в известность об этом руководство участка последней. Наполнение такой системы водой после ликвидации аварии и пуск ее в эксплуатацию производят работники ДЭЗа и теплосети совместно. После устранения аварии систему с верхней разводкой в холодное время года пускают в следующем порядке: 1) закрывают задвижки на обратной линии у котлов, а также краны на всех стояках, кроме двух, самых удаленных от глав- ного стояка и находящихся в противоположных концах здания; 2) быстро наполняют котлы водой и поднимают температуру воды в котлах до 80—90 °C; 3) постепенно наполняют магистрали и два указанных выше стояка водой через водопроводную питательную линию; 4) когда открытая часть системы запол- нится водой, открывают задвижки на обратных линиях котлов и приводят в действие циркуляционные насосы; 5) продолжают усиленную топку котлов, по- степенно включая в действие один стояк за другим с соответствующей подпиткой системы водой до тех пор, пока в помещениях дома не установится температура выше 0 °C. Для уменьшения опасности замерзания воды в трубопроводах необходимо организовать непрерывное наблюдение за состоянием системы. Выявленные дефекты — течи, свищи и трещины в трубах — следует устранять немедленно (без спуска воды из системы) посредством установки временных хомутов, обмоткой изоляционной лентой и т. д. При первой оттепели необходимо спустить воду из системы и заменить дефектный участок. Перед пуском системы с нижней разводкой после устранения аварии воду в котлах нагревают. Сначала наполняют систему водой так, чтобы заполнились нагревательные приборы первого этажа, включают циркуляционные насосы и постепенно повышают температуру в его помещениях. Затем подни- мают уровень воды в системе настолько, чтобы заполнились водой приборы 57
второго этажа, и повышают температуру в помещениях этого этажа. Замерз- шие при пуске участки трубопровода и нагревательные приборы отогревают горячей водой, паром, электричеством и с помощью паяльной лампы. Следует заметить, что в деревянных зданиях и при расположении труб или приборов на деревянных стенах или перегородках запрещается пользоваться паяльной лампой. Замерзший участок трубопровода обматывают тряпками и поливают горячей водой. Трубопровод, проложенный в бороздах или подпольных каналах, удобно обогревать, пуская пар внутрь замороженной трубы (это •требует разъединения труб, но не портит их изоляцию) Для отогрева скрытых трубопроводов целесообразно применять электрический ток напря- жением не выше 60 В. 2. Совершенствование элеваторного узла системы отопления В настоящее время элеваторные абонентские вводы являются наиболее распространенным устройством для присоединения систем отопления жилых зданий к тепловым сетям. Особенностью элеваторов является то, что они работают с постоянным коэффициентом смещения, хотя диапазон расходов теплоты в системах отопления большой — от минимума весной до максимума при расчетной зимней температуре наружного воздуха. Постоянство коэффи- циента смещения, присущее элеваторам, позволяет регулировать расход теплоты только в сравнительно узком диапазоне, и, как следствие, происходит значи- тельный перерасход теплоты. Положение улучшается при установке элеваторов, которые работают с переменным коэффициентом смещения и имеют с этой целью регулируемый винт, изменяющий диаметр элеваторного сопла. Однако наличие в элеваторе движущихся частей снижает его надежность, что является основным достоинством действующих элеваторов. Кроме того, выпуск элеваторов с регу- лируемым элементом, снабженных автоматически действующими приборами, реагирующими на изменение температуры наружного и внутреннего воздуха, пока еще невелик. В связи с этим широкое применение в эксплуатируемых зданиях на ближайший период должны получить регулируемые элеваторные узлы с ручным регулирующим органом. Элеваторный узел, выпускаемый сантехзаводом № 3 треста «Востоке а нтех- монтаж» (г. Красноярск) и разработанный ВНИИ гидромеханизации санитарно- технических и специальных строительных работ и Таллиннским политехни- ческим институтом (авторы А. А. Кыйв и В. Г Драчнев), показан на рис. 27 (применительно к элеватору № 3). Такой элеватор при диаметре горловины камеры смешения 25 мм обеспечивает тепловую Нагрузку 0,26 МВт (225 тыс. ккал/ч) при расчетном перепаде температур воды в системе 95 — 70 = 25 °C. В этих условиях максимальный расход сетевой воды составляет >,8—3,7 т/ч (при расчетном перепаде температур этой воды 150 — 70 = 80 °C), смешанной воды — 9 т/ч. Ручным регулирующим органом в узле служит ланцевая стальная задвижка 6, присоединенная к фланцу 3 элеватора /. борное сопловое устройство 9 состоит из ниппеля (вкладыша) 8 и внутреннего пла. Третьим элементом узла является байпас — трубопровод 2, присоединен- й к узлу с помощью тройника 5 и углового тройника 7 В сборном ie байпас показан на рис. 28. Устройство ниппеля 8 показано на рис. 29.
Рис. 27. Общий вид элеваторного двухсоплового узла конструкции ТПИ-ВНИИГС вид А Рис. 28. Устройство байпаса двух- соплового элеватора 1,3 — тройники; 2 — трубопровод Рис. 29. Ниппель двухсоплового эле- ватора Тройник 7 (см. рис. 27) устанавливают между фланцами двухсоплового элеватора и задвижки, а тройник 5 — между входным фланцем задвижки и фланцем подающего трубопровода тепловой сети 4. Ниппель служит для подключения сборного соплового устройства элеватора к угловому тройнику 7 При ввинчи- вании ниппеля точность стыковки сборного соплового устройства с проходным каналом углового тройника 7 обеспечивают, совмещая прорези поворотной головки ниппеля с установочным шлицем тройника 7. В переходные времена отопительного периода — весной и осенью, когда температура воды в тепловой сети определяется исходя из условий горячего водоснабжения (а для отопления является завышенной), задвижка 6 закрыта и подача сетевой воды в элеватор осуществляется только через байпас и внутреннее сопло, через которое поступает всего 25—30% расчетного расхода сетевой воды. При этом расход воды в системе отопления не изменя- ется, а за счет повышенного коэффициента подмешивания ее температура 59
А-Л кон- 70 Рис. 31. Элементы регулируемого >л ватора а — элеватор: / — диффузор; 2 — камера сме- шения; 3 — камера всасывания; 4 патрубок. 5 — фланец; б — сопло; в — регулирующая игла Рис. 30. Регулируемый элеватор струкции АКХ снижается до необходимой величины при данной температуре наружного воздуха. При более низких температурах этого воздуха задвижку 6 приоткры- вают, при этом вступают в работу параллельно оба сопла, и элеватор начи- нает работать в расчетном режиме. Достоинствами двухсопловых элеваторов являются простота изготовления, монтажа и наладки, а также эксплуата- ционная надежность (из-за отсутствия движущихся частей). По данным ВНИИГСа, применение таких элеваторов обеспечивает экономию теплоты при отоплении знаний в размере 10—15%. Высок, также эффективность другой конструкции регулируемого элеватора с ручным регулирующим органом, разработанной Академией коммунального хозяйства (рис. 30). Конструкция состоит из обычного стального элеватора 8, сопла 7, стальной иглы 9, закрепленной в штоке 6, движущемся внутри направляющих устройств 1 и 5. К штоку присоединена рихтованная рейка 2, передвигаемая (вместе со штоком) при повороте червячной передачи <3; шток на- ходится в корпусе 4. Червячную передачу поворачивают вручную, вращая специальный ключ, надеваемый на четырехгранную головку 4 штока червячной передачи. Герметичность устройства обеспечивается сальниковым уплотните- 60
лем Ю. Положение иглы в сопле изменяют вручную так, чтобы температура воды, поступающей в систему отопления, соответствовала расчетной при данной температуре наружного воздуха. Конструкции элеватора, сопла и стальной иглы показаны на рис. 31. Такие элеваторы были испытаны в ряде зданий Москвы, длительность работы их за период испытаний и наблюдений в эксплуатационных условиях составила 4000 ч (5 мес непрерывной работы). В переходные периоды отопи- тельного периода (при температурах наружного воздуха от 2,5 до 8 °C) средне- суточная температура воздуха в контрольных помещениях поддерживалась стабильно на уровне 20—21 °C. По данным АКХ им. К. Д. Памфилова, при установке регулируемых элеваторов указанной конструкции экономия теплоты может составлять 10% расчетного ее расхода. Срок окупаемости единовременных затрат за счет снижения затрат на теплоту не превышает 3 года при крупносерийном их изготовлении; при изготовлении их малой серией (10—30 шт.) этот срок, очевидно, достигнет 4—5 лет. Столь высокая энерго- сберегающая и экономическая эффективность регулируемых вручную элеваторов требует самого широкого их применения в эксплуатируемых жилых зданиях. 61
3. Снижение потерь теплоты через изоляцию трубопроводов системы отопления, находящихся в неотапливаемых помещениях К неотапливаемым помещениям в жилых зданиях относятся подвалы, чердаки и технические подполья. Трубопроводы систем отопления, прокладываемые в этих помещениях, изолируют минераловатными матами тол- щиной 2—3 см и асбестоцементной коркой (примерно 1 см толщины). Однако в настоящее время, когда стоимость тепловой энергии и топлива резко воз- росла и продолжает увеличиваться, такое решение должно быть проверено экономически, т. е. затраты на дополнительное увеличение толщины имеющейся тепловой изоляции трубопроводов должны окупиться (за счет экономия теплоты) в срок, не больший нормативного срока окупаемости затрат на осуществление энергосберегающих мероприятий (12,5 лет). При сроке службы изоляции тру- бопроводов систем отопления, равном сроку службы самих этих трубопроводов (40 лет), величина г равна: АГПОТ - (Л + Р,)т ’ где ДКИЗ — единовременные затраты на устройство дополнительной изоляции трубопроводов минераловатными матами и новой асбестоцементной корки, руб/м2; ДГп6т — снижение затрат на теряемую через изоляцию теплоту, руб/(м2 год); (Л + Рт)из— амортизационные отчисления и затраты на теку- щий ремонт тепловой изоляции, принимаемые равными 0,035Киз, руб/(м2 год); ДКИЗ = Д^6ИЗ, где ДК*3 — стоимость дополнительной изоляции, руб/м3; 6ИЗ — толщина допол- нительного изоляционного слоя, м. Величина z зависит от многих факторов: диаметра трубопроводов, температуры воздуха в помещении, длительности отопительного периода, стоимости тепловой энергии и тепловой изоляции, толщины существующего теплоизоляционого слоя и его коэффициента теплопроводности Лиз и др. Номограммы для определения оптимальной толщины теплоизоляционного слоя 6°"т показаны на рис. 32, где Д/потст 10-4 — произведение трех величин: разности температур воды и воздуха вблизи трубы, длительности отопитель- ного периода (ч/год) и стоимости тепловой энергии, |руб/1 Дж(руб/Гкал)|. Количество сэкономленной теплоты^Дф, ГДж/м2 год |Гка.1/(м2 год)] при увеличении слоя изоляции на Д6ИЗ определяют по формуле Д(2 = 6,28ДМОТ10-6 X Х[ 1 ОМ + б;.* 1" 1 ОМ + 6%“ + 0,01 1 Хиз ОМ + Х„ П ОМ+ 67,“ аи(0М + 6й'и + 0.01) ___________________________I___________________________________ 1 ом 4 sg“ + А6НЗ I 0.М + 6g“ + А6ИЗ + 0,01 * хиз ом + х„ ОМ + + М, " + а„ (ОМ + 62“ + А6ИЗ + 0.013 ’ где 0,01 — толщина асбестоцементной корки, м; Хп — коэффициент ее теплопро- водности (0,1 ккал/(м ч °C); аи — коэффициент теплоотдачи от изоляцион- 62
Рис. 32. Номограммы для определения оптимальной толщины слоя изоляции трубопроводов системы отопления при различных коэффициентах теплопро- водности изоляции / - X = 0,058 Вт/мК (0,05 ккал/м — Л — 0,08! (0.07); 3 - к = 0,105 (0,09) ного слоя к воздуху, принимаемый в обычных условиях равным 11,6 Вт/(м2 К)Х X [Ю ккал/(м ч °C)]. Пример 9. Определить величину снижения потерь теплоты через изоляцию трубопровода системы отопления при следующих условиях: dH (средний) = 0,06 м; Лиз = 0,058 Вт/м К [0,05 ккал/(м ч °С)|; Лп = 0,12 (0,1); пот = 5000 ч/год; 6СиУзШ = 0,02 м; ст = 3,1 руб/ГДж (13 руб/Гкал); М = 55 — 5 = 50 °C; = 70 руб/м3 Д/потст 10~4 = 50 5000 13 • 10"4 = 325. По номограмме (см. рис. 32) величина 6°"т = 0,07 м и, следовательно, экономически целесообразно увеличить толщину изоляционного слоя на 5 см. AQ = 6,28 50 5000 10-6(—-------------) = V3,8 5,2Z = 0,48 ГДж/м2 год [0,115 Гкал/(м2 год)]. 4. Снижение расхода теплоты при совершенствовании системы оплаты за нее В настоящее время основным показателем оценки работы пред- приятий объединенных котельных и дирекций тепловых сетей Горэнерго является выполнение плана выработки теплоты или снабжения ею объектов, присоединенных к тепловым сетям. Это усиливает заинтересованность тепло- снабжающих организаций в сверхнормативной реализации теплоты, так как в этом случае уменьшаются удельные (приходящиеся на единицу вырабатываемой > 63
или доставленной теплоты) затраты на амортизацию, заработную плату рабочих и цеховые расходы. В результате во многих городах, чаще всего весной и осенью, наблюдается перерасход большого количества теплоты и ухудшаются вследствие перегрева помещении условия проживания людей. Для устранения этого недостатка целесообразно одновременно передать эксплуатацию систем отопления жилых зданий в ведение организаций, снабжающих эти здания теплотой, и установить новый принцип ее оплаты (исходя из фактического, а не расчетного расхода теплоты, указанного в системе отопления). Стоимость теплоты, расходуемой на отопление здания (Г, руб/год), можно определить по формуле Ррасч ^ср. от) ^от^т о о л г" «.-<.) 10- №f"' где pi — коэффициент, учитывающий фактические климатические условия в по- следнем прошедшем отопительном периоде, что могло вызвать несоответствие фактической и расчетной средних Температур наружного воздуха в отопитель- ном периоде /ср от (в суровые зимы этот коэффициент больше единицы, в мягкие — меньше); ₽2 — коэффициент, учитывающий остаточную неотрегули- рованность системы (в основном из-за несовершенства кранов двойной регулировки и недостаточно высокого качества наладочных работ) и некоторое превышение потерь теплоты через наружные ограждения по сравнению с расчетной величиной (02 в настоящее время можно определить лишь ориен- тировочно, принимая его равным 1,25—1,3 —для крупнопанельных зданий и 1,2—1,25 — для зданий с кирпичными стенами); 0з — коэффициент, учитывающий потери теплоты в наружных сетях котельных, 1.1 1,2 (в зависимости от их протяженности и вида изоляции теплопроводов). При бесканальной их прокладке величину fh следует принимать более высокой, чем при прокладке теплопроводов в каналах или в подвальных помещениях. Соответственно должна быть перестроена система премирования персонала организаций, снабжающих теплотой жилые и общественные здания. Премия будет зависеть от размеров сэкономленной теплоты по сравнению с расчетным ее количеством. Такая система оплаты за теплоту позволит реализовать и два имеющихся резерва снижения ее расхода — за счет тщательной регулировки систем и уменьшения потерь теплоты в наружных сетях, часто превышающих расчетную величину в 2 и более раз (так как отсыревает и разрушается изо- ляция теплопроводов). Глава V СНИЖЕНИЕ ИЗБЫТОЧНОГО РАСХОДА ТЕПЛОТЫ В СИСТЕМАХ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ Во многих эксплуатируемых зданиях в системах горячего водо- снабжения наблюдаются значительные перерасходы теплоты, которые часто достигают 30% и более от расчетного ее расхода (главным образом в много- этажных зданиях). Основными причинами таких потерь являются: слив воды жильцами вследствие неотлажснности работы систем горячего водоснабжения, снабжаемых теплотой от ЦТП (центральных тепловых пунктов); разность 64
температур воды у водоразборных точек на некоторых стояках (где также происходит значительный слив воды жильцами); отсутствие тепловой изоляции на подающей магистрали и стояках системы; наличие избыточных напоров воды у санитарных приборов, установленных в нижних этажах здания. 1. Наладка систем горячего водоснабжения Квартальные (микрорайонные) системы горячего водоснабжения, снабжаемые теплотой от одного ЦТП, состоят из ряда систем, обслуживающих каждая одно здание. Последние могут отличаться друг от друга конструкцией стояков и секционных узлов, а следовательно, величиной гидравлического сопротивления системы. Если система, обладающая повышенным гидравлическим сопротивлением, наиболее удалена от ЦТП, а сопротивление предшествующих ей систем значительно меньше, то перераспределить циркуляционные расходы горячей воды в отдельных зданиях очень сложно, вследствие чего будет большой слив воды жильцами и соответствующая потеря теплоты. Этот недоста- ток устраняют, устанавливая диафрагмы в циркуляционных магистральных трубопроводах системы тех зданий, гидравлическое сопротивление которых невелико. Отверстие диафрагмы рассчитывают так, чтобы это сопротивление было примерно равным у всех систем. В них так же, как и в системах отопле- ния, надежной циркуляции можно достичь только при достаточно высокой? гидравлической устойчивости системы в целом (увеличение потери напора в стояках по ср&$нению с его потерей в магистралях). Для этого уста- навливают диафрагмы (по расчету в стояке вблизи его врезки в циркуля- ционную линию). АКХ им. К. Д. Памфилова рекомендует принимать величину потерь напора в стояке или секционном узле следующей: для систем, обслужи ваемых одним ЦТП 2—3 жилых зданий,—4 104 Па (4 м вод. ст), 4—6 зданий — 6 104 Па, 7 и более зданий — 8 104 Па (8 м вод. ст). Вместо диафрагмы можно врезать в магистраль вставку из трубы 13 мм (длину вставки определяют соответствующим расчетом). Преимуществом такого решения являются невозможность засора и полное отсутствие шума при движении воды во вставке. Если система имеет тупиковую схему (рис. 33, а и 34, а), то чем дальше находится стояк от теплового ввода, тем охлаждение воды больше, циркуляция во многих стояках недостаточна, и здесь наблюдается слив воды жильцами. На рис. 33, б показана предложенная АКХ им. К. Д. Памфилова схема рекон- струкции такой системы с нижней прокладкой магистрали и самостоятельными стояками. При этом все циркуляционные стояки отсоединяют от циркуляцион- ной магистрали и демонтируют, а эту магистраль соединяют с подающей магистралью. В результате тупиковая система горячего водоснабжения превра- щается в систему с попутным движением воды, в которой все ее узлы имеют примерно равное гидравлическое сопротивление. На рис. 34, б (предложение АКХ) показана схема реконструкции системы с объединенными сверху стояками и циркуляционным стояком, присоединенным к верхней перемычке. При реконструкции циркуляционный стояк монтируют перед всеми стояками узла (считая по ходу воды в магистрали), а циркуляционную магистраль демонтируют. При такой реконструкции все вентили на стояках, подводках и перемычках заменяют проходными кранами, при кото- 5 Зак. 5ОЗф. |65
i) Рис. 33. Схема системы го- рячего водоснабжения с ниж- ней прокладкой магистралей и самостоятельными цирку- ляционными стояками а — до реконструкции; б — после ре- конструкции; / — водоразборный стояк; 2 — полотенцесушитель; 3 — подающая магистраль; 4 — цирку- ляционная магистраль; 5 — циркуля- ционный стояк; 6 — холостой стояк Рис. 34. Схема системы горячего водоснабжения с объединенными сверху стояками а дп реконструкции; б — после реконструкции; / — водоразборный стояк; 2 — полотенцесушитель, 3 - подающая магистраль; 4 — циркуляционная магистраль; 5 — циркуляционный стояк; 6 хо- лостой стояк рых возможно движение воды в обоих направлениях. После реконструкции циркуляция воды в стояках делается более устойчивой и слив жильцами охладившейся в них воды резко уменьшается. При налаженной и отрегулиро- ванной системе отклонение температуры циркулирующей в системе воды от рас- четной не должно превышать ±2 °C (во всех ответвлениях, стояках и циркуляционных узлах) По данным АКХ им. К- Д. Памфилова, выполнение наладочных работ обеспечивает снижение расхода теплоты в системах горячего водоснабжения примерно на 5% расчетной его величины; последнюю ГДж/год (Гкал/год), приближенно определяют по формуле, предложен- ной АКХ: = 1,3 12о™ [(55 - /_) пот 4 р (330 - пот) (55 - /хл)] 10~6 где 1,3—коэффициент, учитывающий расход теплоты на циркуляцию (потери теплоты трубопроводами и теплоотдача полотенцесушителями); 120 — норма расхода воды на одного жителя при ее температуре 50 °C, л/сут; т — число жителей в зданиях; /х /х — температура водопроводной воды (зимой 5 °C, летом 15 °C); Р — коэффициент, учитывающий снижение среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение (летом в среднем равный 0,8, для южных городов — 1); лот — длительность отопительного периода, сут ; 330 — количество суток работы системы в году. 66
2. Устранение причин пониженной температуры воды у водоразборной арматуры на некоторых стояках Наличие такой неисправности приводит к весьма значительному сливу жильцами охладившейся воды. Причинами ее могут быть: засоры в ниж- ней части стояка, в вентиле, расположенном на нем, или в месте поворота движения воды в стояке; воздушная пробка в верхней части стояка; засор циркуляционной линии недогревающегося стояка; отсутствие тепловой изоляции на трубопроводах подающей магистрали; неотрегулированность стояков системы с тупиковой разводкой; утечка воды через неплотности трубопроводов, полотенцесушителей и арматуры. Обнаружить засор в нижней части стояка или вентиле можно, сравнив температуру воды до и после предполагаемого места засора и сопоставив ее с температурой воды в том же месте соседнего стояка. Такие засоры следует ликвидировать при текущем непредвиденном ремонте, т. е. в течение суток. Воздушные пробки обычно образуются в верхней части стояка. Для их устранения следует переделать эту часть, как это показано на рис. 35. Засор в циркуляционной линии недогревающегося стояка определяют на ощупь по сте- пени прогрева ее в часы минимального расхода воды в системе. Отсутствие тепловой изоляции на магистральных трубопроводах системы обычно является следствием низкого ее качества или отсутствия асбестоцементной корки; разрушение этой изоляции происходит также при затоплении подвалов или технического подполья водой. Новую тепловую изоляцию делают при текущем ремонте, если изоляция разрушена на 10—15% суммарной длины магистральных трубопроводов, а при большем разрушении — при капитальном ремонте сети. Утечка воды из системы горячего водоснабжения происходит в основном в местах сварки оцинкованных труб, пересечения трубами междуэтажных перекрытий (при глухой заделке трубы в этом перекрытии) и через Рис. 35. Схема переделки стояка системы горячего водоснабжения / - существующее присоединение сме- сителя к стояку на верхнем-' этаже; 2 — присоединение его после переделки; 3 — полотенцесушитель 5* 67
проржавевшие' участки полотенцесушителей. Для того чтобы труба в местах ее пересечения с перекрытием не корродировала, ее следует заключать в неспадающую гильзу, показанную на рис. 18. Сквозная коррозия полотен- цесушителей происходит в основном тогда, когда они выполнены в виде регистра (в местах сварки). Поэтому при замене проржавевших полотенце- сушителей новыми их надо выполнять из оцинкованных труб в виде змеевика и все соединения делать на резьбе. Утечка воды через водоразборную арматуру является причиной больших потерь теплоты и происходит вследствие выхода из строя участка резьбы на шпинделе смесителя. При отсутствии нового смесителя утечку временно можно устранить, положив кольцо из медной проволоки под клапан смесителя, при этом, проход в смесителе полностью будет закрываться, когда шпиндель будет находиться в более высоком положении, и вышедшая из строя часть резьбы не будет участвовать в про- цессе закрытия прохода. 3. Устранение избыточных напоров воды у санитарных приборов, установленных в нижних этажах зданий Избыточные напоры воды у санитарных приборов особенно велики в многоэтажных зданиях. Так, у приборов, находящихся на первом этаже 16-этажмого жилого здания, напор равен около 5 • 105 Па (50 м вод. ст.), и, следовательно, расход воды, поступающей в прибор под таким огромным давлением, значительно больше расчетной величины. Устранить или резко снизить этот перерасход можно установкой перед санитарными приборами латунных дисковых диафрагм толщиной 3—5 мм с центральным отверстием. Диафрагмы устанавливают перед (считая по ходу движения воды) вентилями, отключающими подачу горячей и холодной воды в приборы (рис. 36). При установке диафрагмы избыточный напор поглощается ее гидравлическим сопротивлением проходу воды, в результате достигается двойной эффект: снижаются затраты теплоты на подогрев воды, а также на воду (последние допустимо принимать усреднен- ными и равными 15% затрат на теплоту). Величина этого эффекта зависит от на- пора на вводе водопровода в здание, этажности его и стоимости тепловой энергии. Количество сэкономленной теплоты AQ, ГДж/год (Гкал/год), опреде- ляют по формуле bQ = 330Д^српкя-10-6, где 330 — средняя длительность работы системы центрального отопления в современных зданиях, сут/год; &q — снижение расхода теплоты после установки диафрагм, МДж/чел-сут [ккал/(чел-сут)]; пср — число жителей в квартире, принимаемое равным 4 (при трех жителях экономию теплоты определяют, при- меняя коэффициент 1,31, а при 5 — коэффициент 0,75); пкв — число квартир, в которых устанавливают диафрагмы. Величина Д? и диаметры отверстий диафрагм приведены в табл. 14, которая составлена по данным ЦНИИЭП инженерного оборудования. По дан- ным этого института при протекании воды через указанные диафрагмы шума не возникает, и они не засоряются. Экономическую эффективность данного мероприятия определяют по формуле Эф — Дфст 1,15—0,12К, руб/(квартиру год), 68
Таблица 14. Диаметры отверстий диафрагм и величины \q в жилых зданиях различной этажности Напор на вводе Этаж- ность здания, Величины кДж/(чел сут) [Гкал/(чел сут)], и диаметры отверстий диафрагм на подводках к ваннам (числитель) и к другим приборам । (знаменатель) в м м на разных этажах ние, м этажей 1 2 3 4 5 6 . ’ 7 . 21 3 1365(326)(6/5) 24 3—4 1662(397)(6/5) 1453(347)(6/6) — 27 3—5 1939(463)(5/4) 1750(418)(6/5) 1507(360)(6/5) —— 30 3-6 2529(604)(5/4) 2035(486)(5/5) 1838(439)(6/5) 1633(390)(6/5) — 33 3-7 3006(718)(5/4) 2525(603)(5/4) 2131(509)(5/4) 1926(460)(6/5) 1721 (411)(6/5) — 36 3-8 3069(733)(5/4) 2701(645)(5/4) 2424(579)(5/4) 2219(530)(5/4) 2014(481)(6/5) 1809(432)(6/5) — 39 3—9 3128(747)(5/4) 2923(698)(5/4) 2717(649)(5/4) 2512(600)(5/4) 2307(551)(5/4) 2102(502)(6/5) 1897(453)(6/5) 42 3-10 3186(761)(4/3) 3031(724)(5/4) 2851(681)(5/4) 2722(650)(5/4) 2571(614)(5/4) 2416(577)(5/4) 2261 (540) (6/5) 45 3—11 3245(775)(4/3) 3140(750)(4/3) 3040(726)(5/4) 2935(701)(5/4) 2835(677)(5/4) 2730(652)(5/4) 2625(627)(5/4) 48 3—12 3304(789)(4/3) 3253(777)(4/3) 3199(764)(4/3) 3144(751)(5/4) 3098(740)(5/4) 3044(727)(5/4) 2990(714)(5/4) 51 3-13 3337(797)(4/3) 3287(785)(4/3) 3232(772)(4/3) 3178(759)(4/3) 3132(748)(5/4) 3086(737)(5/4) 3031(724)(5/4) 54 3-14 3366(804)(4/3) 3316(792)(4/3) 3270(781)(4/3) 3224(770)(4/3) 3178(759)(4/3) 3132(748)(5/4) 3073(734)(5/4) 57 3—15 3400(812)(4/3) 3350(800)(4/3) 3304(789)(4/3) 3245(775)(4/3) 3199(764)(4/3) .3153(753) (4/3) 3111(743)(5/4) 60 3—16 3429(819)(4/3) 3383(808)(4/3) 3337(797)(4/3) 3291(786)(4/3) 3245(775)(4/3) 3199(764)(4/3) 3153(753)(4/3) 21 3 — — — — — — 24 27 30 33 36 39 42 3-4 3-5 3—6 3-7 3—8 3—9 3—10 2047(489)(6/5) 45 3-11 2320(554)(6/5) 2198(525)(6/5) — 48 3-12 2935(701)(5/4) 2881(688)(6/5) 2830(676)(6/5) — 51 3—13 2868(685)(5/4) 2701(645)(5/4) 2881(688)(6/5) 2395(572)(6/5) — 54 3—14 2948(704)(5/4) 2876(675)(5/4) 2935(701)(5/4) 2567(613)(6/5) 2441(583)(6/5) — 57 3-15 3031(724)(5/4) 2952(705)(5/4) 2985(713)(5/4) 2738(654)(5/4) 2650(633)(6/5) 2487(594)(6/5) — 60 3-16 3115(744)(5/4) 3077(735)(5/4) 3040(726)(5/4) 2910(695)(5/4) 2784(665)(5/4) 2659(635)(6/5) 2533(605)(6/5)
Рис. 36. Одна из возможных схем установки диафрагм перед вентилями, отключающими по- дачу горячей и холодной воды в санитарные приборы / - смеситель; 2 - вентили на подводках воды к приборам; 3 — диафрагмы (уста- навливают в торцах труб сгонного их соединения) где К затраты на установку 6 диафрагм в каждой квартире (в среднем равные 3,5 руб.). Пример 10. Согласно табл. 14 диафрагмы следует устанавливать на всех пяти этажах здания. В каждой квартире живут 4 человека; ст = 3,6 руб/ГДж (15 руб/Гкал). Суммарная экономия теплоты в пяти квартирах, находящихся на разных этажах здания, составит (733 + 645 + 579 + 530 + 481) 330 4 10~G = 16,4 ГДж/год (3,92 Гкал/год). Эф = 3,92 15 1,15 — 0,12 3,5 5 = 65 руб. на 1 группу квартир в год. Значения AQ и Эф для различных сочетаний величин напора на вводе водопровода в здание, его этажности и стоимости тепловой энергии (все расчеты выполнены для одной группы квартир, находящихся друг над другом) приведены в табл. 15 Таблица 15. Величины экономии тепловой энергии (Гкал на группу квартир в год) и экономического эффекта (руб. на группу квартир в год) при установке диафрагм перед водоразборной арматурой Напор на вводе, м Этажность здания Стоимость тепловой энергии, руб/ГДж (руб/Гкал) Экономия тепловой энергии, ГДж/год (Гкал/год) Экономический эффект, руб/группу квартир в год 27 5 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5 6,91(1,65) 20 23 25 27 39 30 5 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5 11,14(2,66) 32 38 41 44 63 33 5 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 15,16(3,62) 44 52 56’ 60 85 36 5 2,64(11) 3,1(13) 3,35(14) 3,6(15) 5(21) 16,41(3,92) 48 57 61 65 93 70
Продолжение табл. 15 Напор на вводе, м Этажность здания Стоимость тепловой энергии, руб/ГДж (руб/Гкал) Экономия тепловой энергии, ГДж/год (Гкал/год) Экономический эффект, руб/группу квартир в год 39 5 2,64(11) 52 3,1(13) 60 3,35(14) 17,38(4,15) 65 3,6(15) 69 5(21) 98 9 2,64(11) 65 3,1(13) 78 3,35(14) 22,65(5,41) 84 3,6(15) 90 5(21) 128 42 5 2,64(11) 55 3,1(13) 66 3,35(14) 18,97(4,53) 71 3,6(15) 76 5(21) 107 9 2,64(11) 81 3,1(13) 96 3,35(14) 27,84(6,65) 104 3,6(15) 111 5(21) 157 45 5 2,64(11) 58 3,1(13) 70 3,35(14) 20,1(4,8) 75 3,6(15) 81 5(21) 114 9 2,64(11) 96 3,1(13) 114 3,35(14) 33,08(7,9) 124 3,6(15) 133 5(21) 187 48 5 2,64(11) 62 3,1(13) 73 3,35(14) 21,1(5,04) 79 3,6(15) 85 5(21) 120 9 2,64(11) 107 3,1(13) 127 3,35(14) 36,76(8,78) 138 3.6(15) 148 5(21) 208 12 2,64(11) 108 3,1(13) 141 3,35(14) 40,49(9,67) 152 3,6(15) 163 5(21) 228 71
Продолжение табл: 15 Напор на вводе, м Этажность здания Стоимость тепловой энергии, руб/ГДж (руб/Гкал) Экономия тепловой энергии, ГДж/год (Гкал/год) Экономический, эффект, руб/группу квартир в год 51 5 2,64(11) 62 3,1(13) 74 3,35(14) 21,35(5,1) 80 3,6(15) * 86 5(21) 121 9 2,64(11) 107 3,1(13) 127 3,35(14) 36,76(8,78) 138 3,6(15) 148 5(21) 208 51 12 2,64(11) 118 3,1(13) * 141 3,35(14) 40,48(9,69) 152 3,6(15) 163 5(21) 230 54 5 2,64(11) 63 3,1(13) 75 3,35(14) 21,6(5,16) 81 3,6(15) 87 5(21) 123 9 2,64(11) 109 3,1(13) 129 3,35(14) 37,39(8,93) 140 3,6(15) 150 5(21) 212 12 2,64(11) 139 3,1(13) 165 3,35(14) 47,73(11,4) 178 3,6(15) 191 5(21) 270 57 5 2,64(11) 64 3,1(13) 76 3,35(14) 21,77(5,2) 82 3,6(15) 88 5(21) 123 9 2,64(11) 111 3,1(13) 131 3,35(14) 37,93(9,06) 142 3,6(15) 152 5(21) 215 12 2,64(11) 143 3,1(13) 170 3,35(14) 48,99(11,7) 183 3,6(15) 197 5(21) 277 72
Продолжение табл. 15 Напор на вводе, м Этажность здания Стоимость тепловой энергии, руб/ГДж (руб/Гкал) Экономия тепловой энергии, ГДж/год (Гкал/год) Экономический эффект, руб/группу квартир в год 60 5 2,64(11) 65 3,1(13) 77 3,35(14) 22,02(5,26) 83 3,6(15) 89 5(21) 125 9 2,64(11) 113 3,1(13) 134 3,35(14) 38,52(9,2) 145 3,6(15) 155 5(21) 219 12 2,64(11) 146 3,1(13) 174 3,35(14) 50,03(11,95) 187 3,6(15) 200 5(21) 283 16 2,64(11) 166 3,1(13) 197 3,35(14) 56,94(13,6) 213 3,6(15) 229 5(21) 323 Глава VI СНИЖЕНИЕ РАСХОДА ТЕПЛОТЫ В ДОМОВЫХ ПРАЧЕЧНЫХ И АРЕНДУЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ 1. Снижение расхода теплоты в домовых прачечных Домовые прачечные получили значительное распространение в жи- лищном фонде, особенно в поселках городского типа. Снабжение паром низкого давления для технологических нужд производится от паровых котлов, установленных совместно с водогрейными котлами в общей котельной. Основными причинами потерь пара являются неисправность конденсационных горшков (конденсатоотводчиков), образование вторичного пара в конденсатосборных баках и потери теплоты при периодической продувке паровых котлов. Суммарная величина потерь теплоты может достигать до 20% и более от рас- четной величины. Конденсатоотводчик работает нормально, если давление у входного его штуцера не менее 35 Па (0,35 кг/см2), и выходящий из него конденсат может быть выжат в конденсатопровод, если последний находится выше кон- денсатоотводчика. Если давление меньше указанного, обычно в конденсато- проводе устанавливают подпорные шайбы; однако им присущ существенный* недостаток — при изменении давления пара нельзя с их помощью отрегули- ровать количество отводимого конденсата. Этого недостатка можно избежать при установке регулируемой подпорной шайбы 1 (рис. 37, а), проходное 73
отверстие которой изменяют с помощью винта 2. Степень его перемещения ограничена втулкой 3, прижимаемой к шайбе /, сальником 4 и втулкой 5. Регулируемую подпорную шайбу устанавливают между двумя фланцами с устройством отводной линии, которая работает при ремонте шайбы или необходимости быстрого пропуска большого количества конденсата, образу- ющегося в начале работы конденсатопровода. На обводной линии устанавли- вают запорный вентиль. При отсутствии подпорной шайбы допустимо устанавли- вать на конденсатопроводе последовательно два вентиля (см. рис. 37,6), которые регулируют так, чтобы через них проходил только конденсат. При пропуске увеличенного в первый период работы паропровода количества конденсата открывают полностью два вентиля, а после начала нормальной его работы регулируют степени открытия проходных отверстии вентилей. Контроль за работой устройства осуществляют, вывернув пробку из тройника, установленного за вентилями. Из тройника не должен выходить пар. Выкипание в конденсатосборном баке части слившегося в него конденсата не только приводит к потере .теплоты, но и ухудшает условия труда персонала котельной. Этого недостатка можно избежаь путем установки перед конденсатосборным баком 1 пароохладителя 6 (рис. 38, а), в который пар поступает из этого бака через трубу 2. Поступивший в пароохладитель пар охлаждается водопроводной водой, поступающей в пароохладитель через трубу 5 и вентиль 3; образовавшийся конденсат по трубе 7 поступает в нижнюю часть бака 1 С атмосферой его соединяют трубой 4, выводимой на высоту не менее 3 м от уровня земли. Корпус пароохла- дителя 8 (см. рис. 38,6) изготовляют из стали или стальной трубы диаметром 250 мм. К его фланцу 9 приваривают паровую трубу 10. К нижней ее части приварены дырчатые решетки // со многими отверстиями диаметром 8 мм, рас- положенными эксцентрично друг к другу на разных решетках. Вода из трубы 5 поступает в перфорированное трубное кольцо 12 и сливается на решетки //; при этом вода подогревается, а пар конденсируется. Для использования теплоты, уходящей при продувке паровых котлов воды, применяют многоходовые тепло- обменники, использующие утилизированную теплоту для подогрева питательной воды (рис. 39). Теплообменник состоит из пяти труб, соединенных флан- цами; диаметры труб 20, 50, 70, 102 и 127 мм. Сначала вода из котла поступает в первую, центральную, трубу, затем в кольцевое простран- ство между третьей и четвертой трубами и далее сливается в канализа- ционную сеть. Нагреваемая вода сначала поступает снизу в кольцевое пространство, образующееся между четвертой и пятой трубами, затем поступает в кольцевое пространство между третьей и второй трубами, далее в пространство между второй и первой трубами и выходит из теплообменника, направляясь в конденсатосборный бак. Значительного сбережения теплоты достигают при нагреве водой, удаляемой из моечных машин и другого технологического оборудования с температурой 50—65 °C, водопроводной воды, направляемой затем для использования в технологических целях и в душевом помещении (рис. 40). Охлаждаемая вода сначала поступает в отстойник /, где она частично очищается от грязи и жиров, и далее в теплообменник 2, корпус которого изготовлен из стальной трубы диаметром 400—700 мм (в зависимости от производительности домовой прачечной). Внутри корпуса находятся приваренные 74
Рис. 37. Замена конденсатоотводчика а — регулируемая подпорная шайба: б — уста- новка двух вентилей ВЫХОД ВХОД НАГРЕВАЕМОЙ ВОДЫ Рис. 39. Многоходовый теплообменник ► <0 Рис. 38. Пароохладитель а - общая схема установки; б — разрез паро- охладителя I ГОРЯЧАЯ ВОДА 75
к нему решетки 3 с вваренными в них трубами 4 .диаметром 50—70 мм. Снаружи к корпусу приварены фланцевые патрубки 5, через которые поступает и уда- ляется из теплообменника охлаждаемая вода, и фланцевые патрубки 6, через которые в негр поступает вода из водопроводной сети и выходит нагретая вода, направляемая на технологические нужды и к душевым сеткам. Охлажденная в теплообменнике до 15—20 °C вода от технологического оборудования далее поступает в канализационную сеть. Направление-движения нагреваемого,и Охлаждаемого потока воды назна- чается исходя из необходимости периодической очистки - теплообменника от содержащихся в охлаждаемой воде взвешенных веществ: водопроводная вода движется в межтрубном пространстве, а охлаждаемая — по трубам. С целью обеспечения такой очистки теплообменник снабжен съемными крышками, которые присоединяются к фланцам, приваренным к корпусу теплообменника. Весьма существенно можно снизить расход теплоты в домовых прачечных при устройстве тепловой изоляции корпусов запорной арматуры, невращающихся поверхностей технологического оборудования, паропроводов и конденсатопрово- дов; толщина слоя тепловой изоляции на этих трубопроводах должна быть на 20—25% больше показанной на рис. 32. В домовых прачечных монтируются значительные по мощности системы приточной и вытяжной вентиляции, задачей которых является снижение концентраций теплоты и влаги, выделяющихся при стирке, сушке и глажении белья, до предельно допустимой нормы (ПДК). Для достижения этой цели вентиляция должна обеспечить в стиральном помещении не менее 13-кратного обмена воздуха по вытяжке и 10-кратного по притоку (превышение объемов удаляемого воздуха над приточным должно*обеспечить в стиральном помещении некоторое разрежение, препятствующее перетоку загрязненного при стирке белья воздуха в соседние, более чистые помещения). В гладильном цехе - со- ответствующие кратности воздухообмена равны 6 и 4, а в ожидальном — 0 и 2 (работает только приточная вентиляция, образуя в этом помещении подпор воздуха, препятствующий проникновению в него загрязненного воздуха из стирального помещения). В результате ’ необходимости обеспечения таких воздухообменов расход теплоты на нагрев приточного вентиляционного воздуха в прачечных всегда весьма значителен. Снизить этот расход на 30—40% можно, смонтировав в составе системы вытяжной вентиляции теплоутилизатор, позволяющий ис- пользовать теплоту удаляемого воздуха для нагрева приточного. В настоящее время выпускаются различные типы таких теплоутилизаторов заводского изготовления, однако применение их в домовых прачечных экономически не- целесообразно, так как сметная стоимость их установки сравнительно высока, наличие дополнительного механического оборудования (насосов и др.) требует затрат йа ремонт и на межремонтное его обслуживание, а также дополни- тельных площадей помещения для размещения оборудования. •Наиболее целесообразен в этих условиях теплоутилизатор рекуперативного типа из гибкой полимерной пленки, который можно изготовить силами самой жилищной организации. Такой теплоутилизатор, разработанный Челябинским политехническим институтом (рис. 41), состоит из пакета отдельных дере- вянных рамок /, на которые натянута гибкая пленка 2 так плотно, чтобы обеспе- чить невозможность перетекания разделенных пленками удаляемого и приточного 76
Рис. 40. Утилизация в домовых прачечных теплоты сточной воды 4 потоков вентиляционного воздуха. Удаляемый воздух под давлением, создаваемым вытяжным вентилятором, поступает в каналы 5 теплоутилизатора и через пленку отдает часть своей теплоты приточному воздуху, который поступает в каналы 4 теплоутилизатора, расположенные в шахматном порядке с каналами- 5. Армирующие пленку струны 6 прикреплены к рейкам 3 рамки. Эти рамки стя- гиваются друг с другом с помощью стяжных болтов 7, что позволяет быстро заменять отдельные рамки при повреждении пленки в процессе монтажа или эксплуатации теплоутилизатора. Благодаря весьма малой его металлоемкости сметная стоимость его мала. Достоинством пленочного теплоутилизатора явля- ется и отсутствие потребности в его ремонтах и межремонтном обслуживании. Как следствие таких преимуществ, экономическая эффективность пленочного теплоутилизатора, несмотря на сравнительно небольшой срок службы пленки (3—5 лет), оказалась весьма большой. Схема установки пленочного теплоутилизатора показана на рис. 42. Приточный воздух, поступающий из воздуховода 6 с температурой, равной температуре наружного воздуха, нагревается в теплоутилизаторе 7 за счет тепло- 77
Рис. 42. Схема установки пле- ночного утилизатора ты, отнимаемой от удаляемого воздуха, далее, двигаясь в воздуховоде 4, до- полнительно до температуры 20 °C нагревается в калорифере 3, поступает в центробежный вентилятор 2 и затем через воздуховод / поступает в помещения прачечной. Удаляемый воздух из воздуховода 5 поступает в теплоутилизатор 7 и далее, охлажденный через воздуховоды 10 и 12 и вытяжной вентилятор //, выбрасывается в атмосферу. При охлаждении в теплоутилизаторе влажного удаляемого воздуха его относительная влажность достигает 100% и происходит конденсация содержа- щихся в нем водяных паров. Для отвода выпадающего конденсата воздухо- вод 10 прокладывают с подъемом к вытяжному вентилятору //, а в самом низком месте этого воздуховода устанавливают конденсатоотводящую трубку 8, заканчивающуюся конденсатосборным бачком 9 со спускным вентилем. Периоди- чески открывая этот вентиль, спускают накопившийся конденсат в канализацию. Если высота помещения недостаточна для осуществления приведенной схемы, то применяют теплоутилизатор такого же типа, но с параллельным движением потоков приточного и удаляемого воздуха, разработанный Рижским политехническим институтом. Теплопередающей поверхностью является рукавная полиэтиленовая пленка, закрепленная на деревянных рейках, расположенных в горизонтальном и вертикальном положении. Горизонтальные рейки находятся внутри рукавной полиэтиленовой пленки и формируют каналы для прохода воздуха, а вертикальные служат для заделки торцовых концов пленки и тем самым обеспечивают разделение потоков удаляемого и приточного воздуха. Толщина реек 10 мм. Для обработки 5000 м3/ч удаляемого воздуха применяют утилизатор размерами 2X0,7X0,73 м2 и общей площадью теплообмена 100 м2 Такой теплоутилизатор обеспечивает экономию теплоты в размере 39% требуемого ее расхода на нагрев приточного воздуха. Пример 11. Определить экономическую эффективность теплоутиЛизатора при следующих условиях: длительность работы прачечной в течение отопитель- ного периода яот — 2100 ч/год; температура воздуха в помещениях прачечной 20 °C; средняя температура наружного воздуха в течение отопительного периода равна —5 °C; стоимость теплоты 3,6 руб/ГДж (15 руб/Гкал); перевод- ной коэффициент из ГДж в МВт — 3,6. При средней объемной массе воздуха 1,2 кг/м3, удельной его теплоемкости, равной 1 Дж/кг аС (0,24 ккал/кг °C), и объеме воздуха 5000 м3/ч стоимость сбереженной с помощью утилизатора теплоты составит \И = 5000 • 1 (20 + 5) 0,39 2100 3,6 3,6 10“6 = 1330 руб/год. Затраты на теплоутилизатор с его монтажом и устройством подводящих и отводящих воздуховодов равны 1000 руб. Следовательно, произведенные затраты на теплоутилизатор окупятся стоимостью сэкономленной теплоты всего за 0,75 года, а экономический эффект за год службы утилизатора составит Эф = 1330 - (1000 4) - 0,07 1.000 =1010 руб/год. 78
2. Снижение расхода энергоресурсов при работе вентиляционных систем в арендуемых помещениях Арендуемые помещения, встроенные в жилые здания и находя- щиеся, как правило, на первых этажах этих зданий, используются для раз- личных целей: административные помещения; ремонтные мастерские, представля- ющие населению различные виды услуг; магазины, столовые и кафе; детские учреждения и др. Большинство таких помещений оборудуют системами приточно-вытяжной вентиляции с механическим побуждением. Причиной пере- расхода теплоты при работе калориферов приточных вентиляционных систем может быть увеличившийся по сравнению с проектным решением объем нагреваемого воздуха, что может происходить в случаях: а) при большей, чем полагалось по проекту, поверхности нагрева калориферов. Если калори- феры заменить на другие (с требуемой поверхностью нагрева) невозможно, то надо больше приоткрывать обводной клапан, находящийся рядом с калори- ферами, и этим снижать конечную температуру приточного воздуха; при отсутствии клапана в некоторых случаях возможно вновь его смонтировать; б) когда клапан постоянно находится в закрытом положении, невзирая на температуру наружного воздуха; в) когда чрезмерно велико количество воздуха, поступающего через калориферы в приточные воздуховоды систем. Это отступле- ние от проектных условий происходит, если: установлен вентилятор с большей производительностью, чем предусмотрено в проекте; вентилятор имеет чрезмерно большую частоту вращения (количество оборотов рабочего колеса) по сравне- нию с проектом; в системе наблюдается меньшее суммарное сопротивление движению воздуха (завышены диаметры или сечения воздуховодов, меньше фасонных частей, через неплотности воздуховодов из системы выходит большое количество воздуха). При повышенном количестве воздуха, проходящего через калориферы, не только теряется дополнительная теплота, но и возникает опасность (при низких температурах наружного воздуха) замораживания воды в трубках кало- рифера - так значительно может понизиться ее температура при чрезмерном теплопотреблении. Первые две, неисправности, указанные в п. «в>, устраняют, соответственно заменив вентилятор или изменив частоту вращения его рабочего колеса. Устранить третью неисправность можно, ликвидировав неплотности воздуховодов или установив такую диафрагму на магистральном воздуховоде после калориферов, которая обеспечила бы необходимое дополнительное сопро- тивление движению воздуха в системе. Расход теплоты в приточных вентиляционных системах снижают, применив автоматическое регулирование температуры воздуха в помещениях с помощью выпускаемой отечественной промышленностью установки АРТЗ-2А (рис. 43). Она состоит из электронного блока /, исполнительного механизма 9 с регу- лирующим клапаном, установленным на подающем теплопроводе S, датчика температуры нагретого воздуха 2 и датчика системы защиты калориферов от замерзания 5. Выходные цепи электронного блока служат для управления исполнительным механизмом, автоматической коррекции температуры теплоноси- теля по температуре наружного воздуха, временного снижений температуры воздуха на заданную величину — при отсутствии или уменьшении тепловыделений в помещениях, отключении привода вентилятора, при возникновении опасности 79
Рис. 43. Автоматическое ре- гулирование работы кало- риферов / — электронный блок; 2 — датчик температуры нагретого ° воздуха; 3 — электродвигатель вентилятора; 4 — вентилятор; 5 — датчик системы защиты калорифера от замерзания; 6 — обратный теплопровод; 7 — ка- лорифер; 8 — подающий теплопро- вод; 9 — исполнительный механизм замерзания трубок калориферов. Больший экономический эффект достигается, если датчик температуры воздуха 2 установлен непосредственно в обслужива- емом помещении; так как при этом регулирование работы калориферов производится непосредственно по температуре воздуха в помещении, следова- тельно, полезно' используются все тепловыделения, происходящие в помещении: от технологических установок, электроприборов, людей и др. В большинстве помещений .предприятий, размещенных на первом этаже жилых зданий, расчет необходимых воздухообменов производится по нормативной кратности (количество полных смен воздуха за 1 ч работы вентиляции). В большинстве кабинетов врачей и процедурных помещений в поликлиниках и медицинских пунктах кратность воздухообмена по притоку (4-) и по вытяжке ( —) равна 1, рентгенодиагностических, кабинетах, фотолаборатории, кабинетах электролечения, массажных 4-4, —3, залах лечебной физической культуры — 50 м3 приточного и вытяжного воздуха на одного занимающегося в зале; зубоврачебных кабинетах 4-3, —2 и др. В помещениях детских садов-ясель устраивают только вытяжную вентиляцию, которая компенсируется притоком нагретого в калориферах воздуха в коридоры, по балансу (объем притока равен объему вЫтяжки); кратность воздухообмена в большинстве помещений детских садов и ясель по вытяжке равна —1,5. В торговых залах магазинов площадью до 150 м2 устраивают только вытяжную вентиляцию (—1,5), а при большей площади торговых залов — приточно-вытяжную с объемом вентилируемого воздуха, определяемого соответ- ствующим расчетом (см. ниже); так же определяют вентиляционные обмены в залах, буфетах, кухнях и горячих цехах предприятий общественного питания, а в вестибюлях (аванзалах) их устраивают только приток воздуха (4-2). В помещениях для продажи полуфабрикатов и кулинарных изделий кратность вентилирования равна 4-2, —2, а в моечных посуды-----1-4, —6. В мастерских пр ремонту обуви и кожаной галантереи, металлоизделий, оптики, музыкальных инструментов, часов "принята кратность вентилирования 4-2, —3. В помещениях обработки фотоматериалов: черно-белых 4-2, —3, цветных 4-8, —10. В Парикмахерских, имеющих более 5 рабочик мест, устраива- ют приточно-вытяжную вентиляцию, обеспечивающую кратность 4-2, —3. В административных помещениях кратность вентилирования большей частью принимается равной 4-1. — 1. Расчеты необходимых объемов вентиляционного воздуха в большинстве, предприятий,, располагающихся в первом этаже жилых зданий, в основном производят исходя из поглощения этим воздухом теплоты, выделяемой в данном помещении. Необходимый воздухообмен опре- деляют по формуле, м3/ч 80
Рис. 44. Крыльчатый анемометр Q су (‘, - <«)' L где L — необходимый воздухообмен; с — теплоемкость воздуха, равная I кДж/кг °C (0,24 ккал/кг • °C); у — плотность воздуха, кг/м3; /у — темпе- ратура удаляемого воздуха; /н — температура приточного воздуха, °C; Q — теплота, выделяемая в помещении, Вт (ккал/ч), определяемая в случае рас- чета тепловыделений людьми в следующем количестве: в состоянии покоя человек выделяет 116 Вт (100 ккал/ч), при легкой работе (в учреждении) — 174 Вт (150 ккал/ч), при работе средней тяжести, связанной с постоянной ходьбой или переносом тяжестей до 10 кг (посетитель магазина), а также выполняемой стоя — 174 —290 Вт (150—250 ккал/ч). Вентиляционные системы считаются успешно работающими только в тех сл\ чаях, когда обеспечивается не только необходимый суммарный объем подава- емого в помещения воздуха, но и обеспечивается поступление или удаление его из каждого помещения в расчетном объеме. Поэтому системы вентиляции с механическим побуждением должны быть отрегулированы в полном соответствии с последним требованием. Регулировку начинают с определения фактических воздухообменов во всех обслуживаемых системами вентиляции помещениях. Воздухообмены замеряют по скорости воздуха с помощью крыльчатых анемометров (рис. 44), пригодных при скорости его 0,5—15 м/с. При измерении анемометром скорости ветра следят, чтобы его ось не откло- нялась от направления движения воздуха более чем на 15—20 °C. Если приточные или вытяжные отверстия снабжены решетками, то скорость воздуха в них замеряют в нескольких точках при помощи плотно прижатого к ним анемометра, а расход воздуха, м3/с, определяют по формуле ^ = ^ср(^ + 0/2, где (£’ср — средняя скорость воздуха (среднеарифметическая из всех замеров, м/с; F — площадь решетки по наружным размерам, м2; / — площадь «живого» сечения решетки, м2 Регулировку начинают с ответвлений воздуховода, наиболее близких к вентилятору: здесь имеющийся избыточный напор обычно приводит к пере- расходу воздуха. Соответственно прикрывая дроссель-клапаны или шиберы, уменьшают расход воздуха в этих ответвлениях и в конечном счете доби- ваются достаточных по проекту расходов воздуха в наиболее удаленных от вентилятора ответвлениях воздуховода. 6 Зак. 503ф. 81
Перед приемкой сотрудниками жилищной организации систем вентиляции с механическим побуждением необходимо произвести их тщательный наружный осмотр и проверку действия всех элементов этих систем. Следует убедиться в том, что все вентиляционное оборудование соответствует проекту и пра- вильно установлено: прочно закреплено, вентиляторы сбалансированы, направле- ние вращения их колес правильно, работа достаточно бесшумна, контрольно- измерительные приборы исправны, камеры и воздуховоды герметичны. Про- верить исправность и качество установленных вентиляционных решеток и зонтов, надежность крепления воздуховодов, возможность легкого передвижения дрос- сель-клапанов и шиберов, установленных в камере и на воздуховодах. Во время осмотра необходимо проверить равномерность прогрева калориферов и их исправность (возможность легкого поворота обводного клапана вблизи них). Перед приемкой каждая система должна непрерывно и исправно проработать 8 ч. При проверке степени прогрева калориферов следует учитывать близость установки термометра, по которому определяют температуру приточного воздуха. Если термометр находится в непосредственной близости к калориферам, то наблюдаемый перегрев воздуха может быть мнимым; термометры следует устанавливать на расстоянии не менее 0,5 м от калориферов и защищать их экранами из обрезков кровельной оцинкованной стали от воздействия лучистой теплоты со стороны калориферов. Следует помнить, что в число задач по эксплуатации вентиляционных систем входит не только устранение избы- точного расхода теплоты, но. главное, выполнение основной задачи — обеспе- чение расчетных воздухообменов в каждом обслуживаемом помещении, для чего производительность каждой системы не должна быть менее расчетной величины. Причины пониженной производительности системы: 1) засорен вентилятор; 2) скользит ремень (при соединении вентилятора с электродвигателем ременной передачей); 3) колесо вентилятора вращается в обратном направлении вследствие неправильного включения двигателя в электрическую сеть; 4) в результате длительной эксплуатации изношены лопатки колеса вентилятора; 5) велик зазор между наружной кромкой колеса и всасывающим патрубком центробежного вентилятора, вследствие чего производительность системы падает, так как часть воздуха, поступившего в колесо, будет циркулировать внутри вентилятора. Для устранения этой неисправности во всасывающем патрубке устанавливают плотно входящую в него обечайку из листовой стали, уменьшая имеющийся зазор между колесом и патрубком до 3 мм для вентиляторов № 3—5 и >5 мм —для вентиляторов № 6—12; 6) недостаточная частота вращения (число оборотов) колеса вентилятора по сравнению с проектной величиной; в таких случаях при ременной передаче шкив двигателя заменяют новым — большего диаметра (по расчету); 7) неправильно расположены переходные патрубки у центробежного вен- тилятора; выходной диффузор 1 за вентилятором 2 (рис. 45) отклонен в сторону, противоположную направлению движения воздуха в кожухе вентилятора, или входной патрубок 3 расположен эксцентрично по отношению к входному от- 82
Рис. 45. Правильное рас- положение переходных патрубков у центробеж- ного вентилятора верстию. На рис. 45 показано правильное расположение патрубков у центро- бежного вентилятора; 8) неправильно вращается осевой вентилятор с нессимметричными лопат- ками: он должен вращаться так, чтобы лопатки вогнутой стороной захватывали воздух; 9) осевой вентилятор установлен без обечайки, зазор между его крыльями и ограждающей конструкцией чрезмерно велик, и вентилятор выталкивает назад значительную часть всасываемого воздуха; зазор не должен превышать 3—4 мм; 10) повышено сопротивление воздуховода из-за плохого качества монтажных работ или отступлений от проекта; II) калорифер засорен пылью, и это резко увеличивает его сопротивление проходу воздуха, или погнуты его пластины; 12) почти полностью или значительно закрыты шиберы на магистральных воздуховодах и ответвлениях к отдельным помещениям; 13) имеются большие неплотности в воздуховодах, весьма велики через них утечки воздуха. Эти неплотности чаще всего происходят вледствие коррозии воздуховодов, по которым движется воздух повышенной влажности. Такие проржавевшие воздуховоды следует заменять воздуховодами из оцинкованной стали, асбо- цементных коробов или листового винипласта, собирать их только на фланцах и монтировать с небольшим уклоном в сторону водоспускных устройств — сифонов, которые должны находиться на расстоянии 30—40 м друг от друга. Снаружи стальные воздуховоды корродируют вследствие конденсации на их по- верхности водяных паров, образующихся в помещении при более высокой температуре воздуха, чем имеет приточный воздух (на участке от приточной шахты до калориферов); на этом участке воздуховод надо подготавливать из шлакобетонных плит или теплоизолировать стальной воздуховод. Неплотности воздуховодов образуются в результате недостаточной их жест- кости, малого количества подвесок, отсутствия прокладок во фланцевых соеди- нениях. Большие утечки воздуха часто происходят в местах соединения воздуховодов с вентиляторами или калориферами. Небольшие неплотности в этих соединениях заделывают асбестовым шнуром, а значительные устраняют накладкой из листовой стали или заменяют неисправный участок манжетой из прорезиненной ткани на бандажах. Неисправность вентиляторов. Наиболее часто встречаются следующие не- исправности вентиляторов: 1) несбалансировано колесо, что может привести к поломке вала вентиля- тора. Неисправное колесо в момент остановки совершает небольшие возвратно- поступательные движения, а исправное все время до остановки будет двигаться в одном направлении и останавливаться в разных положениях. Этот дефект 83
происходит вследствие разных масс лопастей. Чтобы устранить его, на со- ответствующие места обода следует напаять определенное количество металла (по массе). Эту работу выполняют на специальном стенде. Колесо может разбалансироваться и при вращении смещаться в одном или двух направле- ниях (описывать «восьмерку»). Эту неисправность устраняют регулированием стяжек без снятия колеса; 2) шум при вращении колеса, образующийся в результате местной де- формации кожуха вентилятора, вследствие перекоса или задевания колеса за кожух. В обоих случаях вентилятор разбирают а его кожух выправляют или заменяют новым; 3) сильная вибрация вентилятора, которая происходит при разбалансировке колеса, неудовлетворительной сборке подшипников и при ослабленном закреплении электродвигателя на станине вентилятора; 4) перегрев подшипников при работе вентилятора из-за недостаточной смазки. Перед смазкой подшипники следует промыть керосином. Если подшипники трутся о сопряженные с ними детали, узел необходимо разобрать, дефекты сборки устранить. Если заклинился разрушенный шарик, весь шарико- подшипник заменяют новым; 5) глухой прерывистый шум в подшипнике наблюдается при работе вентилятора из-за загрязнения подшипников или отсутствия в них смазки; 6) ремень часто соскакивает со шкива вентилятора вследствие непарал- лельной установки вентилятора и электродвигателя или ослабления болтов у основания станины или двигателя; 7) перегрев электродвигателя возникает из-за недостаточной его мощ- ности и большей по сравнению с расчетной производительности вентилятора или из-за загрязнения подшипников двигателя; 8) коррозия кожуха и станины вентилятора, во избежание чего их надо окрашивать через каждые 1 —2 года. Возможность неисправности вентиляторов резко сокращается при периоди- чески проводимом профилактическом осмотре и ремонте. Неисправность калориферов. Наиболее часто встречаются следующие неисправности калориферов: 1) пространство между пластинами калориферов забито грязью и пылью. Это приводит к уменьшению его теплоотдачи, к снижению производитель- ности вентилятора и к перегреву электродвигателя. Убедиться в наличии этой неисправности можно, освещая калориферы и наблюдая за отражением света. Загрязнение устраняют, очищая калориферы не реже одного раза за отопительный период от пыли и промывая их из шланга. Сильно загрязнен- ные калориферы проваривают в 70%-ном содовом растворе с последующей промывкой горячей врдой и просушкой; 2) ряд пластин изогнут, что увеличивает сопротивление системы и уменьшает производительность вентиляторов. Изогнутые пластины надо выправить с по- мощью шаблона из дерева или стали, передвигаемого ударами молотка по пространству между пластинами; 3) замораживание калорифера. Это происходит, если в нем оставались вода или конденсат при незакрытом приточном клапане. К калориферу в этом случае поступает холодный воздух снаружи, что приводит к замерзанию воды. Необходимо перед началом отопительного сезона убедиться в том, что 84
все краны калориферов обеспечивают полное прикрытие. При остановке кало- риферов спускной кран должен быть открыт. Следует выявить и устранить причину подпора конденсата в трубках калорифера; ею могут быть: малая производительность или неправильная установка конденсатоотводчика, паде- ние давления пара (при подъеме конденсата), неисправность арматуры и др. Весьма часто размораживание калориферов происходит вследствие малой ско- рости в их трубках (особенно при скоростях менее 0,03 м/с). Поэтому при теплоносителе — воде калориферы следует соединять трубопроводами друг с другом последовательно; меньше подвержены замораживанию многоходовые калориферы (скорость воды в них больше, чем в одноходовых). Причиной замораживания может быть чрезмерно большое количество воздуха, проходящего через калорифер; при этом температура обратной воды может настолько снизиться, что она в калорифере начнет замерзать. То же действие вызывает и чрезмерно большой запас поверхности нагрева калориферов или уменьшенное количество поступающей в них воды — тепло- носителя. Глава VII СНИЖЕНИЕ РАСХОДА. ТОПЛИВА В КОТЕЛЬНЫХ С ЧУГУННЫМИ КОТЛАМИ По данным Госстроя СССР, в нашей стране насчитывается более 120 тыс. отопительных котельных, оборудованных в основном чугунными секционными котлами, число которых превышает 300 тыс. единиц. Более половины указанного количества котлов работает на твердом топливе с низким КПД, который в среднем на 20% ниже КПД крупных газифицированных котлов. В перспективе годовой выпуск чугунных котлов увеличится, но удельный вес их в покрытии суммарного расхода теплоты в жилищном хозяйстве значительно уменьшится: опережающими темпами будет увеличиваться выра- ботка теплоты ТЭЦ и крупными котельными. Повысить КПД крупных котлов можно, осуществив ряд мероприятий, основные из которых приведены в дан- ной главе. Повысить КПД котельных можно за счет снижения потерь при сжигании топлива и соответственного увеличения количества вырабатываемой теплоты. Годовой удельный расход топлива в котельной БуА [т/ГДж или (т/Гкал) расчетного расхода теплоты в зданиях, присоединенных к данной котельной] может быть разделен на отдельные составляющие следующим образом. Буд = Б>- г„ + Бй„.с, + Б>ДМ + Бу:р, где Бу£ газ — удельный расход топлива на компенсацию потерь теплоты с уходящими газами; БуАр ср — то же, на компенсацию потерь теплоты в ок- ружающую среду; БУ+М — то же, на компенсацию потерь от химического и механического недожога топлива; Бу£р — удельный расход топлива на вы- работанную в котельной теплоту Задача эксплуатационников заключается в максимально возможном в прак- тических условиях сокращении трех первых слагаемых удельного расхода топлива. or
1. Устранение избыточного количества воды, циркулирующей в системе отопления, снабжаемой теплотой от котельной с чугунными котлами Увеличение количества воды, циркулирующей в системе отопления (по сравнению с проектной величиной в м3/ч), наблюдается в жилых и общественных зданиях в связи с тем, что таким образом можно быстро и просто устранить или уменьшить недогревы, имеющиеся в отдельных помещениях здания (с увеличением количества воды, проходящей через нагревательный прибор, возрастает ее средняя температура в этом приборе и, соответственно, теплоотдача прибора). Однако при таком решении возникает перегрев тех помещений, в которых температура воздуха ранее была нормальной. Если увеличение количества циркулирующей в системе воды достигается увеличением частоты вращения (числа оборотов) циркуляционного насоса, то при этом одновременно резко увеличивается и потребление электроэнергии двигателем насоса. В действующих групповых котельных обычно установлены насосы типа К и КМ, создающие напор порядка 1 105— 4 105 Па (1—4 кгс/см2), т. е. значительно больше напора, необходимого для циркуляции воды в замкнутом контуре «котельная — подающий наружный теплопровод — нагре- вательный прибор—обратный теплопровод — котельная», который равен 4 104 — 7 104 Па (0,4—0,7 кгс/см2). В таких котельных увеличения коли- чества циркулирующей воды достигают весьма просто: приоткрывают диски задвижек, которые ранее были прикрыты настолько, чтобы погасить избы- точный напор, и этим обеспечивают количество циркулирующей воды, равное расчетной величине. Расчеты показывают, чтб при полном открытии задвижек у насоса и требуемом напоре 5 • 104 Па (0,5 кгс/см2) увеличение количества воды, циркулирующей в указанном ранее замкнутом контуре, может составить при работе насосов: 1,5К-6 и 2К-96— 50%; 1,5К-6а, 1,5К-6б, 2К-9а — 65—70%; 2К-9 и 2К-66 — 90%; 2К-6 и 2К-6а - 110—115%. Следовательно, наибольший перерасход теплоты будет в тех котельных, где установлены насосы 2К-6, 2К-9, 2К-66 и 2К-6а. Величина этого перерасхода была определена для однотрубных систем в зданиях различной этажности при различных расчетных температурах наружного воздуха /и, °C, длительностях отопительного периода (ч/год) и расчетных величинах подачи насосов £р (м3/ч). Принимая расчетный период температур воды в системе отопления 95 — 70 = 25 °C, определили, что расчетный расход теплоты на нагрев 1 м3 воды в котлах равен 0,11 ГДж (25 000 ккал/ч). В табл. 16 приведены величины годового перерасхода теплоты и величины соответствующего убытка жилищных организаций, где Огод ~ расчетный расход теплоты, ГДж/год, a AQroA — ее перерасход, ГДж/год. Обязательным этапом перед реализацией указанного мероприятия должно быть устранение имеющихся недогревов отдельных помещений в отапливаемых данной котельной зданиях. Результаты доведения расхода циркулирующей воды до нормы должны быть зафиксированы. С этой целью к задвижкам, находящимся у насосов, прикрепляют фанерные бирки, на которых указывают расчетное количество полных оборотов каждого маховика задвижки (считая от полного ее открытия). 86
Таблица 16. Годовой перерасход теплоты и величина соответствующего убытка при увеличении количества циркулирующей в контуре воды Марка насоса ^н* °C Л Л ОТ- ч/год Г&%од AQioa при разной этажности здания, ГДж/год Экономия перерасходованной теплоты, руб/год, при ее стоимости, руб/ГДж, и числе этажей здания 2,64 3,1 3,35 3,6 5 5 9 12 5 9 12 5 9 12 5 9 12 5 9 12 5 9 12 1,5К-6; -20 6 4000 1010 61 40,3 30,2 158 106 79 187 125 93 200 134 100 215 144 107 302 202 151 1.5КМ-6 -30 6 5000 1260 75,5 50,3 37,6 198 132 99 234 156 117 251 167 126 269 179 135 378 252 189 -40 6 6000 1510 90,2 61 45,3 237 158 119 280 187 140 300 200 151 322 215 162 453 302 227 1,5К-6а; -20 5 4000 840 63 41,9 33,5 176 НО 88 209 130 116 223 140 112 230 149 120 336 210 168 1,5КМ-6а -30 5 5000 1050 83,8 52.5 41,9 220 138 110 260 163 130 279 175 140 299 187 149 420 263 210 -40 5 6000 1260 102 62,8 50,3 264 165 132 311 195 156 335 209 167 359 224 179 504 315 252 1,5-66; -20 4,5 4000 750 52,9 37,6 30,2 139 99 79 164 117 93 176 126 100 189 134 107 265 189 151 1,5КМ-6б -30 4,5 5000 945 66,1 47,3 37,6 174 125 99 205 147 117 221 159 126 236 170 135 332 239 189 -40 4,5 6000 ИЗО 79,5 56,4 45,4 209 148 119 247 174 140 265 188 151 284 201 162 399 283 227 2К-6; -20 10 4000 1680 185 116 102 484 308 264 570 364 310 614 391 167 660 420 360 924 588 504 2КМ-6 -30 10 5000 2100 231 147 126 605 385 330 715 455 389 768 489 419 825 525 450 1155 735 630 -40 10 6000 2520 276 176 151 706 462 396 830 545 468 896 587 503 962 630 540 1348 882 756 2К-6а; -20 10 4000 1680 168 116 102 440 308 264 520 358 313 559 391 809 598 420 359 840 588 504 2КМ-6а -30 10 5000 2100 210 147 126 550 385 330 650 452 388 698 489 419 748 525 449 1050 735 630 -40 10 6000 2520 252 176 151 660 462 396 780 545 468 838 587 503 897 630 538 1261 882 756 2К-66; -20 10 4000 1680 151 102 83,8 390 264 220 460 312 260 495 335 279 530 359 299 745 504 480 2КМ-66 -30 10 5000 2100 189 126 105 495 330 275 580 390 325 622 419 349 673 449 374 945 630 525 -40 10 6000 2520 226 151 126 594 396 330 700 466 390 754 503 419 808 538 449 1134 756 630
00 00 Продолжение табл. 16 Марка насоса fy; м /ч лот> ч/год ГДж%ОД ^Ргод при разной этажности здания, ГДж/год Экономия перерасходованной теплоты, руб/год, при ее стоимости. руб/ГДж, и числе этажей здания 2,64 3,1 3,35 3,6 5 5 9 12 5 9 12 5 9 12 5 9 12 5 9 12 5 9 12 2К-9; -20 11 4000 1840 166 102 92 436 290 242 512 342 285 553 368 307 593 394 329 833 554 462 2КМ-9 -30 и 5000 2300 207 138 115 545 363 304 642 438 467 692 461 386 741 494 413 1041 693 581 -40 и 6000 2750 249 166 138 655 436 363 770 516 428 831 554 461 891 593 494 1251 833 693 2К-9а; -20 10 4000 1680 132 83,8 63 352 220 176 415 259 207 447 279 223 479 187 239 672 420 336 2КМ-9а -30 10 5000 2100 168 105 83,8 440 275 220 518 324 259 558 349 279 598 374 299 840 525 420 -40 10 6000 2520 201 126 102 528 330 264 624 390 310 670 419 335 718 449 359 1008 630 504 2К-96; -20 10 4000 1680 102 67 50,3 264 176 132 310 207 155 335 140 221 359 239 179 504 336 252 2КМ-96 -30 10 5000 2100 126 83,8 63 330 220 165 390 259 195 419 175 209 449 299 224 630 420 315 —40 10 6000 2520 151 102 71 396 264 198 466 312 233 503 209 251 538 359 269 756 504 378 таблице пот, а также (?год, экономическую иных, чем имеющиеся в Примечание. При длительностях отопительного периода эффективность определяют интерполяцией данных.
Пример 12. Определить величину AQHU и экономический эффект от уст| нения избыточного количества воды, циркулирующей в контуре «котельная нагревательный прибор — котельная» при следующих условиях: здания — п тиэтажные, в котельной установлены циркуляционные насосы 2К-6, стоимос’ тепловой энергии 3,6 руб/ГДж (15 руб/Гкал), длительность отопительно! периода — 5500 ч/год. Решение. По табл. 16 находим экономию теплоты, среднюю между значе ниями для 5000 и 6000 ч/год; фгод — (231 + 276) 0,5 = 253,5 ГДж/год = (55 4- 66) 0,5 = 60,5 Гкал/год. Экономический эффект равен (825 + 962) 0,5 — 894 руб/год. 2. Составление графиков, обеспечивающих работу отдельных котлов в котельной в течение отопительного периода с КПД, близкими к их максимальной величине Отсутствие графиков в отопительных котельных практически приводит к тому, что число котлов, работающих при какой-то температуре наружного воздуха, персонал котельной принимает произвольно, при этом котлы обычно работают с предельно возможной производительностью. Однако при этом КПД котлов снижается: при чрезмерно большой теплопроизводительности котлов удельные потери от химической и механической неполноты* сго- рания увеличиваются. Зависимости КПД чугунных котлов от их производитель- ности (с учетом практических условий их эксплуатации), установленные Академией коммунального хозяйства им. К- Д. Памфилова, показаны на рис. 46. Сравнительно низкие величины этих КПД объясняются тем, что персонал котельных не регулирует величину избытка воздуха на разных стадиях горения твердого топлива и в зависимости от теплопроизводитель- ности котла. Кроме того, загрязненность поверхностей нагрева котлов зна- чительно снижает их КПД. При наличии в котельной т котлов количество сожженного в ней топлива G (т/год) можно определить по формуле ^н ^2 кон кон z 2° <7|т. 2 2 <7мт X (у _ I ~ С________ I ^2 нам_____ | | гп нач I 7 ' nip nF nF ' ь 106’ (6) где t2 нам» нач — температура наружного воздуха, при которой начинает ра- ботать второй, т-п котел, °C; /2кон, Ci кон — температура этого воздуха, при которой кончает работать второй, т-й котел; 8 °C — температура наружного воздуха, при которой начинает работу котельная; /н — расчетная температура наружного воздуха в отопительном периоде; ^1Тж, t?2Ti, Qmt, — количество теплоты, вырабатываемой в соответствующем котле при температуре * Химическая неполнота сгорания топлива происходит тогда, когда из-за отсутствия достаточного количества воздуха в топке котла часть содержащегося в топливе углерода не сгорает, а образует оксид углерода (угарный газ). Механическая неполнота сгорания твердого топлива происходит вследствие уноса части его в борова, зашлакования и провала через колосниковую решетку. 89
Рис. 46. Изменение КПД в зависимости от тепло- проводности чугунных котлов разных марок на разных топливах / — «Тула-3»; 2 — «Универ- сал-бМ»; 3 — «Энергия-3»; 4 — «Унивсрсал-5»; 5 — «Тула-3», «Минск-1», «Энергия-3»; 6 — «Универсал 5, 6 и 6М» 4 -----1---1----1---.----,---1----1---i_ 0,1 0,2 0,0 Q/t 0,5 0ff 0,7 0,8 МВт/Ч наружного воздуха Вт (ккал/ч); n16, п2Т1...... — число часов стояния температуры tx в течение периода работы соответствующего котла, ч/год; ПР, ПР.... т1ш — средний за период работы соответствующего котла его КПД; b — коэффициент, равный 29, 32 при расчетах его в ГДж или 7 — при расчетах количества теплоты в Гкал; 0,7 — коэффициент, учитывающий практическую возможность отклонения работы котельной от графика (остановка отдельных котлов для ремонта или чистки н др.). Экономию топлива \G определяют как разность количеств сожженного в котельной топлива при отсутствии в ней экономически целесообразного графика работы отдельных котлов и его наличии. Допустимо в расчетах исходить из того, что при наличии такого графика величины КПД котлов будут отличаться от максимального его значения не более чем на 3% (горизонтальные линии, соединяющие противоположные ветви кривых на рис. 46, определяющих зависимости КПД котлов от их теплопроизводительности). Средний КПД котлов при отсутствии указанного графика допустимо принимать исходя из теплопроизводительности отдельных котлов в течение периода их работы. Исходя из рис. 46 можно определить, что при работе полных по поверхности нагрева котлов с предельной теплопроизводительностью их КПД будет значительно меньше расчетного (табл. 17). Из табл. 17 следует, что составление экономически целесообразных графиков работы котлов обеспечит наибольший эффект при работающих на угольном топливе котлах «Универсал-6», «Энергия-3» и «Тула-3», а при сжигании газообразного топлива — при котлах «Универсал-5», «Универсал-6», «Энергия-3», «Тула-3» и «Минск-1». Длительность стояния различных температур наружного воздуха в течение отопительного периода tx определяли по данным, содержащимся в главе СНиП «Строительная климатология и геофизика», для различных сочетаний расчетной зимней температуры наружного воздуха /н и длительности этого периода п„ (табл. 18). Последовательность выполнения расчетов, необходимых для определения экономии топлива AG (разности его расхода при отсутствии графиков работы котлов и их наличии), следующая: 90
Таблица 17. Зависимость КПД котлов от их теплопроизводительности Вид топлива Тип котлов Полная поверх* иость нагрева. Расчетная (предельно допустимая) теплопроиз- водител ьность котла, кВт Интервал теплопроиз- воднтельностей котла при снижении расчетного его КПД на 3%, кВт Рас- четный кпд котла, % КПД котла при предельно допустимой теплопро- изводи- тельности, % Каменный «Универсал-5» 42,1 320(400) 115—400 65 62 уголь «Универсал-6» 46,2 460(550) 115—400 65 55 «Универсал-6М» 41,8 340(410) 115—400 65 61,5 «Энергия-3» 73,6 690(820) 150—560 66 52 «Тула-3» 53 610(730) 150—560 66 58 «Минск-1» 40 50(610) 150—560 66 61,5 Природный «Универсал-5» 42,1 560(690) 230—440 79 61 газ «Универсал-6» 46,2 620(700) 280—430 76 69 «Универсал-6М» 41,8 560(600) 385—660 81 78 «Энергия-3» 73,6 830(940) 255—650 81 56 «Тула-3» 53 1000(1240) 410—800 80 70 «Минск-1» 40 700(795) 255—635 82 69 Таблица 18. Длительность стояния температур наружного воздуха Повторяемость температур наружного воздуха при различной длительности отопительного периода, ч/год (числитель), и расчетной зимней температуре наружного воздуха, °C (знаменатель) 3000 3000 4000 4000 5000 5000 5000 5000 6000 6000 6000 -10 -15 -20 -25 -20 -25 -30 -35 -30 -35 -40 —49 1 -48 — — —47 — 1 2 -46 1 1 2 —45 — — — — — — — 1 — 1 4 -44 1 1 5 -43 — 1 8 -42 — 2 1 10 -41 — 1 2 1 16 -40 — — — — — 1 1 6 2 17 -39 — 1 5 4 20 -38 1 1 1 8 — 3 25 -37 3 1 1 8 1 7 20 -36 1 1 1 9 1 9 40 -35 — — — 3 — 2 1 12 1 13 30 —34 2 3 1 15 1 20 45 -33 — 6 1 2 3 15 1 20 45 -32 1 2 1 2 2 25 2 35 50 -31 1 4 — 4 5 30 4 50 60 -30 — — 1 2 1 4 8 25 4 50 60 -29 2 4 1 3 11 40 3 60 70 -28 2 3 1 4 14 45 6 70 70 -27 2 10 1 7 18 55 6 90 90 -26 6 10 3 9 22 70 10 70 90 -25 — — 4 15 4 10 25 60 10 140 90 91
Продолжение табл. 18 Повторяемость температур наружного воздуха при различной длительности отопительного периода, ч/год (числитель), и расчетной зимней температуре наружного воздуха, С (знаменатель) 3000 3000 4000 4000 5000 5000 5000 5000 6000 6000 6000 -10 -15 -20 -25 — 2о -25 -30 -35 -30 35 -40 —24 6 10 5 25 30 70 15 80 100 —23 — 10 20 7 15 35 60 15 110 ПО -22 — 2 14 35 15 20 50 60 20 80 НО -21 1 3 14 25 10 30 40 65 20 120 80 -20 2 4 20 30 15 35 75 85 45 80 НО -19 2 3 26 40 15 55 60 80 70 130 130 -18 — 7 30 40 30 30 80 90 50 100 140 -17 2 18 26 40 30 35 60 80 50 140 120 -16 3 10 40 50 40 70 100 100 70 120 160 -15 3 7 35 35 60 90 90 115 90 130 160 -14 5 13 60 45 50 90 ПО 130 100 60 100 -13 5 17 31 70 50 80 120 120 НО 170 160 -12 8 22 60 95 65 90 120 130 140 150 ПО -11 10 14 57 105 65 120 140 140 150 160 150 -10 18 33 75 35 80 140 НО НО 175 150 160 -9 16 33 77 60 100 150 190 180 200 180 140 -8 25 50 110 200 НО 160 190 200 220 130 160 -7 30 189 103 75 145 160 195 190 190 180 170 -6 50 170 147 190 135 200 190 215 270 180 160 -5 70 90 120 185 160 250 150 170 260 160 180 -4 65 75 190 195 220 220 260 180 330 170 180 -3 85 80 200 260 170 290 220 190 320 220 210 -2 125 200 270 240 415 320 270 280 350 260 180 -1 215 220 235 270 395 360 240 230 370 250 210 0 200 220 285 310 420 240 270 240 340 290 220 1 200 230 310 190 370 210 290 190 290 270 180 2 370 220 280 205 310 240 170 180 320 260 170 3 350 240 220 185 160 230 150 180 270 140 190 4 310 210 255 195 310 240 180 155 240 250 210 5 210 240 250 155 330 310 200 140 310 160 220 6 300 200 190 174 310 200 200 120 290 260 210 7—7,9 320 180 225 170 390 240 300 150 260 170 240 Итого 3000 3000 4000 4000 5000 5000 5000 5000 6000 6000 6000 а) в соответствии с табл. 18 определяют число стояния температур /х (допустимо определять интервалы этих температур, объединяя их в одну группу их разностью не более 5°C); б) исходя из расчетной мощности котельной и числа установленных ней котлов определяют в соответствии с табл. 17 интервалы нагрузок, >и которых должны работать один, два, m котлов (при отсутствии графика работы и его наличии); в первом случае исходя из предельно допустимой грузки, а во втором — из расчетной; в) исходя из указанных интервалов определяют интервалы этих темпе-
Таблица 19. Годовой расход тепловой энергии при наличии графика работы котлов и без него Интервал, t, ср кВт ср % ср кВт ср кВт кВт п1г, ГДж/год ср , ср Q /П для различных котлов 1 2 | 3 | 4 | Всего При отсутствии графика работы котлов 7,9-г -4 880 575 68 — — 2550 — 2550 34-- -1 1120 410 77 410 77 2160 2160 4320 -24- -6 1090 530 71 530 71 2710 2710 5420 -74- - И 825 650 64 650 64 — — 3300 3300 — 6600 —12 16 540 500 72 500 72 540 70 1350 1350 1490 4190 -174- -21 315 600 67 600 67 580 68 1010 1010 970 2990 -224- -26 162 680 62 680 62 680 62 — — 650 650 650 — 1950 -274- -31 56 570 68 570 68 570 68 570 68 170 170 170 170 680 -324- -36 8 630 65 630 65 620 64 620 64 29 29 29 29 116 -374- -41 4 690 61 690 61 690 61 680 62 18 18 18 18 72 При наличии графика работы котлов 7,9-- Н4 880 285 78 290 78 — — 1170 1170 — 2340 34- -1 1120 270 78 270 78 280 78 1400 1400 1400 4240 -24- —6 1090 350 79 350 79 360 79 — — 1720 1720 1760 5200 -74- -11 825 325 79 325 79 325 79 325 79 1220 1220 1220 — 3660 -124- -16 540 390 78 390 78 390 78 370 78 970 970 970 920 3830 -174- -21 315 450 76 450 76 450 76 430 77 665 665 665 640 2635 -224- -26 162 510 74 510 74 510 74 510 74 400 400 400 400 1600 -274- -31 56 570 68 570 68 570 68 570 68 170 170 170 170 680 -324- -36 8 630 65 630 65 620 64 620 64 29 29 29 29 116 CD -374- -41 4 690 61 690 61 680 61 680 61 18 18 18 18 72
ратур, при которых должны работать один, два, т котлов (при отсутствии графика и его наличии в котельной); г) исходя из формулы (6) определяют годовой расход условного топлива в котельной при отсутствии графика работы котлов; д) то же, при наличии этого графика в котельной; е) определяют AG как разность расходов по пп. «г» и «д»; ж) определяют годовой экономический эффект, получаемый при наличии в данной котельной графика работы котлов, как произведение AG на стоимость топлива, руб/т у. т. Пример 13. В отопительной котельной с расчетной теплопроизводитель- ностью 2,3 МВт (1,98 Гкал/ч) установлены 4 полных газифицированных1 котла «Универсал-5». Длительность отопительного периода — 5000 ч/год; /н = — 30 °C; стоимость топлива — 60 руб/т у. т. Определить экономию топлива при наличии графика работы котлов. Считаем, что первый котел работает в течение всего отопительного периода как при наличии, так и при отсутствии графика. Второй котел при работе его с предельной нагрузкой 690 Гкал вводят в действие при температуре определяемой из равенства 690= 2300 1 - — — , откуда /,2 = 3.6 °C. 18+30 Аналогично определим, что /хз =—10,8 °C; = — 25,3 °C. При наличии графика работы котлов и работе их с расчетной нагрузкой, равной 560 Гкал, имеем: 560 = 2300 18 ~ <,г ; 1,2 = 5.9 °C; /«., = -6,2 °C; t,i = -18,3 °C. 18 + 30 Среднюю теплопроизводительность котлов при какой-то средней температуре в принятом интервале температур /гр определяем по формуле, кВт, _(18—/хр) 2300 4l' 18 + 30 Результаты расчетов сводим в табл. 19, откуда следует, что при наличии графиков работы принятых котлов экономия топлива может составить (28 888 — 24 373)0,7 28 888 » 10% расчетного его годового расхода. При этом экономический эффект будет равен, руб/год: (28 888 - 24 373) 60 - 0,7 29,32 » 6500. В примере был принят один из наиболее эффективных вариантов составления графиков — для котлов «Универсал-5». Однако и при наличии других котлов в результате разработки и внедрения рациональных графиков работы их в течение отопительного периода может быть достигнута экономия топлива в размере 3—8% расчетного его годового расхода. 3. Снижение перерасхода топлива, связанного с наличием в котлах накипи и загрязнением поверхностей нагрева котлов Установлено, что величина перерасхода топлива при наличии на- кипи в котлах в среднем составляет около 2% расчетного расхода на каждый миллиметр слоя накипи. Снизить быстроту образования этого слоя можно, установив в вертикальном положении п роти вона кип ное магнитное устройство (ПМУ), не требующее квалифицированного обслуживания и химических реа- 94
гентов (рис. 47). Принцип действия ПМУ основан на том, что растворенные в пропускаемой через устройство подпиточной воде соли под воздействием магнитного поля определенной напряженности и полярности меняют свою структуру, и при нагревании воды растворимые в ней соли кальция и магния уже не осаждаются на стенках котла, а выпадают в осадок в виде мелко- дисперсного кристаллического шлама. Этот шлам может быть удален из воды при непрерывном прохождении части ее через сепараторный шламоуловитель, в котором из-за резкого уменьшения скорости воды и изменения направле- ния ее движения взвешенный шлам выпадает в осадок, удаляемый в канали- зацию. Для эффективной работы ПМУ требуется, чтобы скорость движения воды в нем была в диапазоне 0,5—2,5 м/с, что достигается соответствующим открытием вентиля, находящегося перед установкой. ПМУ выпускает Московский чугунолитейный завод им. П. Войкова. В настоящее время разработан новый магнитный противонакипный аппарат (АМП), производящий магнитную обработку воды в отопительных котельных. Практика показала, что применение ПМУ не полностью устраняет оседание накипи на стенках котла, а лишь значительно замедляет этот процесс. Поскольку в настоящее время еще нет опытных данных о степени указанного замедления, можно принять ее только ориентировочно, считая, что при наличии ПМУ образование слоя накипи происходит в 2 раза медленнее, чем при его отсутствии. Быстрота образования слоя накипи зависит от концентрации и видов солей, содержащихся в воде. В среднем допускается, что за год образуется слой накипи толщиной 1 мм. Считая, что в среднем котлы очищаются от накипи 1 раз в 6 лет, можно определить, что при отсутствии ПМУ перерасход топлива составит: за первый год после очистки котла 2 [(0 + 1)/2] = = 1%, за второй — 3, за третий — 5, за четвертый — 7, за пятый — 9 и за шестой— 11% расчетного расхода топлива. При наличии ПМУ этот перерасход можно принять соответственно равным 0,5; 1,5; 2,5; 3,5; 4,5 и 5,5% расчетного расхода. Экономия топлива за шестилетний период работы равна (1 +3 + 5-|- + 7 + 9 + 11) — (0,5 + 1,5 + 2,5 + 3,5 + 4,5 + 5,5) = 18% расчетного расхода топлива за этот же период, или 3% в год. б™ = <2™/аПк«и = 0,5Q,nOT/(ar)KOt), где QroA— годовая расчетная выработка в котле теплоты, ГДж/год (Гкал/год); Q4 — то же, в час; 0,5 — приближенное отношение средней выработки теплоты в котле в течение отопительного периода к расчетной; а — коэффициент, учитывающий потери теплоты в наружных тепловых сетях; т)кот — среднегодовой эксплуатационный коэффициент полезного действия котельной установки при отсутствии накипи в котле. Следовательно, экономия топлива за шестилетний период составит, т у. т.: AG = 0,18 • 0,5Q4nOT/(ar)KOT). (7) На основании рис. 46 и данных НИИ санитарной техники определены величины Q4 (при котлах с полным числом секций) и т)кот, которые сведены в табл. 20. Полная стоимость установки ПМУ-1 и шламоотделителя в действующей котельной равна в среднем 200 руб. за комплект. В котельной с тремя и более котлами следует устанавливать 2 таких комплекта. При сопоставлении суммарного снижения эксплуатационных расходов 2АС, руб. (так же, как и капитальных вложений), происходящих в различные 95
Рис. 47. Противонакипное магнитное устройство (ПМУ) / — крышка; 2 — шестигранник под ключ для сборки; 3 — болт; 4 — отверстия в дне стакана; 5 — магнитопровод; 6 — цилиндри- ческий магнит; 7,8 — полюсные наконечники Таблица 20. Величины Q4 и Лкот для различных типов котлов Тип котла Теплопронз- водительность котла, кВт (Мкал/ч), при сжигании Средний КПД, %, при сжигании угля газа угля газа «Универсал-5» 335(290) 590(510) 62 70 «Универсал-бМ» 350(300) 580(500) 61 78 «Минск-1» 510(440) 555(480) 61 77 «Тула-3» 615(530) 615(530) 60 78 «Энергия-3» 690(600) 855(740) 58 68 «Факел» 1010(870) 86 годы, необходимо затраты будущих лет приводить к уровню затрат текущего года по формуле Sac = АСо 4- ACi 1,08~* + АС21,08“2 ч- + АС51.08-5, где АСо — снижение затрат на топливо в год установки ПМУ; ACi, АС2, ..., АС5 — то же, в последующие годы шестилетнего периода; 1,08 — нормативный показатель для приведения затрат будущих лет к уровню затрат текущего года; АСо = (1 - 0,5) (61П1/100) ст, руб/год; ACi = (3 - 1,5) (Сгод/100) сг и т. д., где ст — стоимость т у. т. Экономический эффект от установки ПМУ определяют по формуле, руб.. Эф = (л, S АС — Л) 0.7, где —число котлов в котельной; К — затраты на установку (200 или 400 руб/котельиую); 0,7—коэффициент, учитывающий затраты на ремонты и межремонтное обслуживание ПМУ и небольшие затраты на*электроэнергию. Пример 14. Определить количество сберегаемого топлива и экономический эффект при монтаже в котельной ПМУ. В котельной установлены три работающих на угле котла «Минск-1», каждый по 3—4 секции [Q4=l,84 ГДж/ч (0,44 Гкал/ч), т)кот = 0,61]; пт = 5000 ч/год; сг = 50 руб/т у. т. 96
Сбережение топлива за шестилетний период по формуле (7) составит 0.013 ^44 5000 0,61 47,3 т у. т/котел, или 142 т у. т/котельную, или в среднем 24 т у. т/котельную год. Годовой расход топлива равен: г 0,5 0,44 5000 *-/год =-----——-------= 257 т у. т/год на 1 котел. 7 0,61 Экономия топлива за шесть лет равна: [(I - 0,5) + (3 — 1,5) 1,08 - 1 4- (5 - 2,5) 1,08~2 + (7 — 3,5) 1,08~3 + + (9 —4,5) 1,08“4+(11 — 5,5) 1,08-5] = 36 т у. т., или в среднем 36:6=6 т у. т/год. Эф = (3 • 36 • 50 — 400) 0,7 = 3500 руб/котельную, или 3500:6 = = 583 руб/котельную год. Загрязнения с внешней стороны поверхностей нагрева могут сильно снижать КПД котлов. Испытания, проведенные НИИ санитарной техники, показали, что это снижение достигает 10% по сравнению с котлами, имеющими чистые поверхности нагрева. Осевший в секциях шлам и грязь необходимо каждые 2—3 года удалять, промывая котел водой, выпускаемой из него через нижнее отверстие в лобовой секции. При загрязнении этих поверхностей нагаром и сажей следует применять противонагарную смесь «Экотоп», состоящую из 70% поваренной соли, 20% нашатыря, 3% алебастра, 3% серы и 4% влаги. Указанную смесь забрасывают в топку вместе с топливом 2 раза в сутки из расчета 1 — 1,5 кг расхода смеси в сутки на каждые 100 м2 площади поверхности нагрева. Перед использованием все составные элементы смеси следует тонко размолоть и тщательно перемешать. Накипь в 20 раз менее теплопроводна, чем чугун, и поэтому передача теплоты через загрязненную накипью стенку котла к воде резко уменьшается по сравнению с теплопередачей через чистую стенку. Установлено, что увели- чение расхода топлива при наличии накипи достигает 2% на каждый миллиметр толщины ее слоя. На наличие накипи внутри стенок котла указывают -более высокая температура газов, уходящих из этого котла (по сравнению с дру- гими котлами), а также пониженная температура выходящей из него воды. Котлы от накипи очищают водным раствором ингибированной* кислоты или выщелачиванием накипи. В первом случае секции котла наполовину заполняют ингибированным раствором соляной кислоты, а затем при помощи воздушного компрессора (подачей 6 м3/ч) подают воздух в- нижнюю часть котла. Смесь из раствора и воздуха поднимается вверх по секциям и разрыхляет накипь. После окончания работы раствор с осадком разбавляют водой и удаляют в канализацию, а освобожденные от раствора секции тщательно промывают несколько раз водой. Для выщелачивания накипи котел заполняют раствором кальцинированной соды (15—20 кг на 1 т воды) и кипятят его в течение суток. Затем раствор с осадком удаляют в канализа- цию и несколько раз секции промывают водой. Очистку котлов от накипи * Ингибированной называют кислоту, содержащую специальные добавки, предотвращающие корродирующее воздействие кислоты на чугунные секции котла. Зак. 503ф. 97
производят с интервалами 3—6 лет (в зависимости от количества солей, содержащихся в местной воде). Однако наиболее целесообразным является не уничтожение накипи, а при- менение мероприятий, препятствующих ее образованию в котле. Накипь выделяется при нагреве воды, которой подпитывают систему отопления, и поэтому основной мерой борьбы с накипью должно быть устранение всех возможных утечек воды из системы. Опорожнять систему следует только в случае ее аварии, при этом следует автоматизировать подпитку системы отопления водой. Простейшее устройство для этого показано на рис. 48. Над расширительным баком на конструкции из швеллерной или угловой стали монтируют два конечных выключателя /, к которым на тросах 2 подвешивают поплавки 4. Один из них располагают на уровне, соответ- ствующем максимальному наполнению бака водой, причем массу этого поплавка регулируют так, чтобы при более низком уровне воды поплавок оттягивал рычаг выключателя вниз, при этом контакты выключателя должны быть замкнуты. При подпитке системы водой до верхнего ее уровня в баке этот рычаг переходит в верхнее положение, контакты размыкаются, цепь катушки магнитного пускателя прерывается, подпиточный насос останавли- вается. Второй поплавок должен находиться на уровне, соответствующем минимальному допустимому наполнению бака водой, и массу его регулируют так, чтобы он при заполнении бака водой тонул в нем и не оттягивал рычаг включателя в низкое положение. По мере снижения уровня воды в баке поплавок не будет тонуть, его масса как бы увеличится, рычаг перейдет в нижнее положение, контакты и цепь катушки магнитного пускателя замкнутся, насос начнет подпитку системы водой. Более надежна, хотя и более сложна, автоматизация подпитки системы отопления водой, показанная на рис. 49. При такой схеме на расширительном баке монтируют два (один над другим) поплавковых реле, каждое из которых имеет по два ртутных переключателя. Переключатели связаны повод- ковым механизмом с ведомым магнитом так, что каждый из них срабатывает при определенном уровне воды в сосуде. Нижнее реле имеет переключатели нижнего (НУ) и среднего (СУ) уровней, а верхнее реле — переключатели среднего (СУ) и верхнего (ВУ) уровней. Переключатель СУ нижнего реле разомкнется тогда, когда уровень воды в баке превысит минимальный уровень на 15 см. Переключатель СУ верхнего реле замкнут до тех пор, пока вода не поднимется до уровня, обозначенного на этом реле. Переключатель ВУ разомкнут и замыкается только тогда, когда вода поднимется до уровня переливной трубы. При снижении уровня вюды в баке до нижней отметки переключатель НУ замыкается, катушка реле РП включается в сеть и сра- батывают нормально разомкнутые контакты РП-1 и РП-3; первый из них бло- кирует при этом переключатель НУ совместно с обоими переключателями СУ. Одновременно в котельной зажигается зеленая лампа ЗЛ, подающая сигнал об опорожнении расширительного бака, и начинает работать электродвигатель поддерживающего выключателя исполнительного механизма, статор электродви- гателя которого постоянно подключен к шине 1Б: включение в питание контакта 3 (через ползун 4, сопротивление 1 и токонесущие кольца 5) передает напряжение от шины 2Б на статор. Ползун 4 насажен на главный вал редуктора и при работе электродвигателя перемещается на 90°; одновременно 98
Рис. 49. Автоматизация подпитки систем отоп- ления а — установка реле уровня; 6 — схема действия устройства; I — реле типа РП-48; II — нижний уровень Рис. 48. Автоматизация под- питки системы отопления во- дой / — конечный выключатель; 2 —трос; 3 — расширительный бак; 4 — попла- вок; 5 — нижний уровень; 6 — верх- ний уровень исполнительный механизм поворачивает на 90° подпиточный проходной кран и в бак начинает поступать вода из водопровода. После начала работы электродвигателя ползун 4 перейдет с контакта 3 на кольцо 6, соединенное с шиной 2Б, а при полном открытии крана — с кольца 6 на контакт 2 и электродвигатель остановится (при разомкнутых контактах РП-2 контакт 2 обесточен). По мере повышения уровня воды в баке последовательно включаются оба переключателя нижнего реле НУ и СУ и реле РП. Когда вода в баке достигнет нормального уровня, замкнутся контакты РП-2, в ко- тельной загорится зеленая лампа' 2Л и одновременно включатся контакты выключателя. Двигатель заработает и будет работать до тех пор, пока главный вал редуктора не закроет полностью подпиточный кран. Имеющееся в схеме верхнее реле (на рис. 49 оно не показано) представляет две последовательные возможности избежать переполнения бака, если по ка- кой-либо причине не сработает переключатель СУ на нижнем реле. В этом случае вода в баке будет подниматься до тех пор, пока не сработает переключатель СУ верхнего реле. Если же не сработает и этот переключатель, то при повышении уровня воды до уровня переливной трубы сработает переключатель ВУ. В котельной загорится красная лампа 1Л и одновременно сработает реле ТР, включающее сигнальный звонок в котельной. Выключение звонка производится находящимся в его цепи однополюсным выключателем. 99
4. Снижение потерь теплоты с уходящими из котлов газами в окружающую среду и при механической и химической неполноте сгорания топлива Снижение потерь теплоты уходящими из котлов газами. Причинами увеличенных потерь теплоты с уходящими из котлов газами могут быть наличие в секциях котла накипи или загрязненности его поверх- ности нагрева снаружи, плохое качество работ по сборке котлов, избыток воздуха в топке. Если качество работ по сборке котла было низким или при уплотнении ниппельных соединений применялось чрезмерно большое коли- чество асбестового шнура, вследствие чего между секциями образовались зазоры, то через эти зазоры частично уходят из топки горячие газы, поскольку они не омыли все поверхности нагрева -екций. Эти газы поступают в борова с высокой температурой. При зазорах шириной не более 3 мм их можно ликвидировать, промазав смесью из огнеупорной глины и асбестовой крошки; если зазоры имеют большую ширину, котел необходимо разобрать и собрать вновь. Количество воздуха в топке котла, необходимое для полного сгорания топлива, зависит от теплоты его сгорания и в среднем равно 7,8 м3 воздуха на 1 кг антрацита, 3—3,4 м3/кг для торфа и бурого угля, 10 м3 на 1 м3 газа. Но в котлах достичь полного перемешивания воздуха с топливом невозможно, поэтому для достаточно эффективного горения топлива в топку следует подавать избыточное количество воздуха в размере 5—15% расчетного его расхода при сжигании газа и 30—40% — при сжигании твердого топлива. Однако во многих котельных количество воздуха, поступающего в топку, значительно превышает количество, необходимое для эффективного горения топлива. При- чинами этого могут быть чрезмерно сильная тяга, создаваемая дымовой трубой; чрезмерно большая производительность дутьевого вентилятора; неплот- ности в гарнитуре котлов; слишком тонкий слой топлива или наличие прогаров в этом слое. Избыточную тягу можно устранять, соответственно прикрывая шибера, установленные в боровах за котлами. Производительность дутьевого вентилятора иногда можно уменьшить, уменьшив частоту вращения (число оборотов) его ротора. Если это невозможно, то можно регулировать подачу воздуха в топку в зависимости от количества сжигаемого топлива и этапа его горения в топке (см. ниже). Наличие избытка воздуха в топке определяют по цвету пламени в топке и дыма, выходящего из дымовой трубы: пламя прозрачное, светлое, а дым бесцветный. Однако при сжигании антрацита бесцветным может быть дым и при отсутствии избытка воздуха. На участках с прогоревшим топливом пламя имеет ослепительно белый цвет. Уменьшить количество избыточного воздуха в топке можно, регулируя его подачу в зависимости от процесса горения. Когда топливо подсохнет и нагреется, оно начинает выделять горючие газы, которые в топочном пространстве смешиваются с воздухом и сгорают. В этот период в топку необходимо подавать увеличенное количество воздуха, иначе горючие газы удалятся из топки не полностью сгоревшими. Для увеличения подачи воздуха поднимают шибер за котлом, полностью открывают поддувальную и приоткрывают зольную дверки или полностью открывают дроссель-клапан на дутьевом воздуховоде. Затем по мере снижения количества 100
план А-А РАЗРЕЗ ПО В “В Рис. 50. Снеготаялка, работающая на уходящих из котельной газах выделяющихся горючих газов количество поступающего в топку воздуха следует уменьшить. В течение всего процесса горения порции твердого топлива на колосниковой решетке цвет его слоя должен быть соломенно-золотистым, а дым, выходящий из дымовой трубы, иметь светло-серый цвет Снизить температуру газов, уходящих из котлов, можно, установив за ними экономайзеры, использующие теплоту газов для предварительного по- догрева воды, поступающей в котлы. Однако в небольших действующих котельных для их размещения необходимы значительная площадь и устройство искусственной тяги. В этом случае значительное применение может получить экономайзер-снеготаялка, разработанный проектной мастерской спецработ Мос- горисполкома (рис. 50). Такие снеготаялки располагают в непосредственной близости от котельной. Для того чтобы не загрязнять воздух, необходимо не выпускать охлажденные в снеготаялке газы в атмосферу, а направлять их обратно в дымовую трубу. Подающий и обратный борова снеготаялки присоединяют к сборному борову котельной, причем между местами присоеди- нения боровов снеготаялки к сборному борову врезают чугунный шибер. Во время работы снеготаялки этот шибер закрывают, и все газы от котлов поступают при этом в подающий боров снеготаялки. Продвижение газов через снеготаялку и ее борова осуществляется дымососом (центробежным вентилятором низкого давления), установленным в помещении котельной, вблизи сборного борова или на нем. 101
Снеготаялка состоит из двух спаренных и работающих независимо друг от друга подземных кирпичных камер, причем газ поступает только в одну из них; во второй камере в это время происходит заполнение или перелопачивание снега либо очистка камеры от отстоя. Изменение направления хода газов в снеготаялке осуществляется чугунными заслонками /, установленными в по- дающем и обратном газоходах у каждой камеры и вращающимися на под- шипниках 2 (из обрезков газовой трубу диаметром 13 мм). Снег в бункере находится над съемной решеткой 3. В нижней части бункера постоянно имеется вода, обеспечивающая таяние той небольшой части снега, которая может провалиться через решетку 3, лежащую на кронштейнах 4. Удаляется талая вода в водосток через трубу 5. Подающее отверстие борова перекрывается листовой сталью 6. Скобы 8 люков 7 снеготаялки соединены с заслонками / тросом 10 через отводы // таким образом, что при открывании люка заслонка падает и подача газа в бункер прекращается. Люки 7 оборудуются рамами из угловой стали и закрываются задвижками Р, что обеспечивает необходимую герметичность снеготаялки во время ее работы. Размеры а, б и в боровов определяют расчетом исходя из скорости движения газов в пределах 3—5 м/с. Учитывая, что небольшие снегопады обычно наблюдаются при наружных температурах порядка —5 °C, производительность снеготаялки, а следовательно, и часовой объем отходящих газов определяют исходя из теплопроизводитель- ности котлов при этой наружной температуре. Температуру отходящих газов при этом следует принимать (для котлов со сравнительно малым отложением накипи на стенках, при средней форсировке и при нормальном избытке воздуха в топке) в интервале 250—260 °C. При наличии значительного слоя накипи на стенках котлов все перечисленные выше температуры отходящих газов возрастают на 30—60 °C. Более точный замер температуры газов может быть произведен с помощью специальной термопары, опускаемой в боров за котлом и присоединенной к гальванометру (он измеряет величину ЭДС, воз- никающей в термопаре при ее нагреве, на основании чего далее по тариро- вочному графику термопары и определяют температуру отходящих газов). Температура газов за снеготаялкой обычно составляет 10—15 °C. При прохожде- нии столь охлажденных и насыщенных влагой газов через дымовую трубу возможно выпадение из них конденсата, что приводит к покрытию влагой и смолой трубы, поэтому некоторое количество газов (5—8%) следует про- пускать, минуя снеготаялку. Для этого в шибере, устанавливаемом в сборном борове, просверливают отверстие диаметром 20—30 мм (в зависимости от мощности котельных). Количество теплоты, отдаваемой уходящими газами в снеготаялке, QCH, Вт (ккал/ч), приближенно определяют по формуле QCH = BVmcr„(T - 7"), где В — количество сжигаемого топлива, кг/ч, при наружной температуре, равной —5 °C (наиболее частая температура, при которой наблюдаются снегопады); игаз— количество газов, получающихся от сжигания 1 кг топлива (приближенно можно считать, что игаз=1,5- 10“3QJ м3/кг, где Q5— теплота сгорания топлива, кДж/кг (ккал/кг); сгад— средняя теплоемкость газов, приближенно равная 1,38 кДж/м3 (0,33 ккал/м3); Т1 и Г11 — темпе- ратуры уходящих газов за снеготаялкой и перед ней. При сжигании топлива с высокой температурой конденсации водяных паров, содержащихся в уходящих газах (природный газ, бурые угли, торф), тепловая мощность снеготаялки увеличится* примерно на 10% за счет исполь- 102 ’
зования в ней скрытой теплоты парообразования конденсирующихся вс паров. Пример 15. При наружной температуре, равной —5 °C, ( = 349 тыс. Вт = (300 тыс. ккал/ч), в качестве топлива применяют приро, газ, поэтому QCH = 349 1,1=386 тыс. Вт (330 тыс. ккал/ч). Опреде экономию теплоты при таянии снега за счет использования теш уходящих из котельной газов. На таяние в снеготаялке 1 т снега практически (с учетом в потерь теплоты) надо затратить 419 тыс. КДж (100 тыс. ккал) и, та* образом, производительность снеготаялки составит 3,3 т снега/ч. При проис; дящих в данной местности снегопадах в среднем на 1 м2 территор выпадает 10—12 кг снега. Следовательно, за 1 ч работы снеготаял! плавит снег, выпавший на 280—330 м2 территории, а за сутки — н 6700—7900 м2 Необходимое давление вентилятора практически должно быть 300—400 П: (30—40 мм вод. ст.). Расчеты показывают, что затраты .на устройстве такой снеготаялки окупятся практически за 3—4 года ее работы (за счет устранения потребности в вывозе снега на свалку). Снижение потерь теплоты при механической и химической неполноте сгорания топлива. Химическая неполнота сгорания топлива происходит, когда его сжигают при недостаточном количестве воздуха или при расположе- нии его на колосниковой решетке чрезмерно толстым или неровным слоем. Образование при этом оксида углерода не позволяет полезно использовать всю теплоту сгорания топлива. При химической неполноте сгорания топлива пламя сине-красное, а дым черный (при сжигании антрацита в этом случае над слоем появляются голубые огни пламени — это сгорает окись углерода). Если топливо расположено на колосниковой решетке неравномерно, то в тонкие участки слоя воздух будет поступать в избытке, и здесь увеличиваются потери теплоты с уходящими газами, а в утолщенных участках наблюдаются потери теплоты при химической неполноте сгорания. При этой неполноте сгорания временно усиливают тягу и дутье, чтобы слой топлива выгорел, а затем обеспечивают нормальный режим его горения. Основные причины химической неполноты сгорания топлива: неисправности тяги и дутья, а также чрезмерно толстый слой шлака и топлива (тяга, обеспечивающая работу котлов, ухудшается, если борова отсырели, не- герметичны или засорены); открытый шибер за неработающим котлом; накопление в газоходах котла золы; недостаточный приток воздуха в ко- тельную. Газоходы чугунных котлов, работающих на твердом топливе, следует очищать от золы раз в 2 мес. Отсыревание боровов происходит при попадании в них грунтовой воды, при утечке воды из котлов или близко расположенных трубопроводов. Борова засоряются, если в них оседают кусочки несгоревшего топлива и золы, а также при обвале кладки свода или части опалубки свода, оставшейся и не сгоревшей в борове (эту опалубку необходимо сжигать сразу же после выкладки борова). Засоры часто наблюдаются в местах резких поворотов боровов. Вблизи таких мест надо устраивать чистки. Борова и дымовую трубу необходимо ежегодно прочищать. Засоры в боровах часто замечают только в холодные дни, а во время оттепелей они не ощущаются. Объясняется это явление различными изменениями величины тяги и суммарного сопротивления газового тракта при повышении температуры наружного воздуха. Тяга, создаваемая дымовой трубой при температуре котельных газов 200—250 °C, будет действовать и в весьма жаркие дни. а при наружной 103
температуре О °C она уменьшается на 15—20% величины, наблюдаемой при расчетной температуре наружного воздуха (рис. 51). Количество топлива, сжигаемого в котлах, и, следовательно, количество котельных газов снижается от 100% при этой температуре до 0% при 18 °C и при 0 °C составит всего 38% максимума. Величина сопротивления газового тракта падает в квадратичной зависимости от количества проходящих по нему газов, следовательно, оно составит примерно 16% максимума. Если засор создает сопротивление в 40% максимальной тяги, то при /н = 0 °C последняя не только преодолеет сопротивление газового тракта и засора, но будет наблюдаться и неисполь- зованная тяга в размере 80 — (16 + 40) = 24%. Однако при температуре на- ружного воздуха —20 °C это соотношение тяги и сопротивлений резко изме- нится (см. рис. 51). Тяга составит примерно 95% максимума, количество газов — 80%, а сопротивление тракта — 64%. Следовательно, суммарное сопро- тивление установки (64-|- 40= 104% максимума) значительно превысит распо- лагаемую тягу. Наличие подобного засорения можно обнаружить, доведя тем- пературу воды в котле до максимальной расчетной величины. При зна- чительном засорении поднять температуру воды до этой величины не удается; несмотря на увеличение расхода топлива, последнее приведет только к выходу газов из боровов и котлов в помещение котельной. При недостаточности дутья котлы работают с неполной теплопроизво- дительностью. Это легко определить по степени нагрева в них воды. Причинами недостаточного дутья могут быть дефекты дутьевых вентиляторов, потери воздуха в воздуховодах или каналах и через зазоры между дутьевыми коробками и стенками секций. Потери воздуха особенно велики при негерметич- ности подпольных дутьевых кирпичных каналов, что можно проверить при работающем вентиляторе сначала на ощупь рукой, а затем по отклонению пламени зажженной свечи. Ухудшение тяги происходит также при неисправ- ности находящихся за котлами шиберов. В нормальном исполнении зазор между ними и их рамками должен составлять 3—5 мм. При большем зазоре в боров 1 (рис. 52) будет подсасываться холодный воздух и тяга ухудшится. Для защиты от подсоса воздуха и засорения шибер накрывают футляром <?, имеющим сверху отверстие для пропуска троса 2, идущего от противовеса. Высота футляра должна быть равна высоте шибера в открытом состоянии. Снижение потерь от механической неполноты горения твердого топлива. Снижение этих потерь достигают при вторичном использовании той части топлива, которая провалилась через колосниковую решетку; регулированием тяги так, чтобы избежать уноса мелкого топлива, и смачиванием этого топлива водой для образования корки; раздроблением шлака после удаления его из котла с извлечением и последующим сжиганием несгоревших кусочков топлива. Хорошие результаты получают при сортировке топлива по размерам кусков: большие куски сжигают при низких температурах наружного воздуха и соответственно большой тепловой нагрузке котлов, а мелкие — при более высоких температурах воздуха, при малой форсировке котлов. Снижение потерь теплоты в окружающую среду. Потери теплоты в -окру- жающую среду наблюдаются в котельной и магистральных трубопроводах. Потери теплоты в котельной могут быть уменьшены следующими способами: 1) тщательной изоляцией всех металлических поверхностей нагрева. В малых и средних котельных при незначительных форсировках котлов величина этой 104
Рис. 51. Изменение тяги (7), коли- чества дымовых газов (2) и сопро- тивления газового тракта (3) в зави- симости от температуры наружного воздуха Рис. 52. Устройство футляра над шибе- ром, установленным в борове за котлом Рис. 53. Прокладка в футляре из асбестоцементных труб ранее беска- нально проложенных теплопроводов /—труба; 2 — скользящие опоры, выполненные из полосовой стали в виде сегментов с прива- ренными направляющими потери значительна (5—8%). Для резкого ее снижения устраивают сверху обмуровки металлический кожух, окрашенный в серебристый цвет, что уменьшает лучистую отдачу теплоты котлом. Этот способ широко распространен за рубежом; 2) изоляцией корпусов задвижек и другой арматуры, а также фланцевых соединений. Такую изоляцию устраивают в виде разъемного металлического кожуха, заполненного внутри минеральной ватой и снаружи окрашенного в серебристый цвет. Кожухи снимают только на время ремонта и профилакти- ческих осмотров; 3) устранением мест утечки воды в трубопроводах и арматуре; 4) устройством отражателей у топочных дверок. Через отсыревшую или деформированную изоляцию наружных тепло- проводов также происходят значительные потери теплоты. О наличии этой неисправности свидетельствует пониженная температура воды, поступающей из сетей в местную систему отопления (по сравнению с. показателями 8 Зак. 503ф. 105
термометров в котельной). Улучшить работу сетей в этом случае возможно при устранении причин, вызывающих проникновение влаги к изоляции труб. Способ замены изоляции бесканально проложенных трубопроводов с приме- нением асбестоцементных труб-каналов, применяющийся на практике, показан на рис. 53. Диаметр труб-каналов определяют в зависимости от диаметра теплопровода, толщины слоя изоляции, числа труб, укладываемых в асбесто- цементный футляр-трубу. С помощью циркульной пилы в последней вырезают полосу, развернутая ширина которой равна 1/3 окружности трубы, а затем в трубу укладывают скользящие опоры из полосовой стали, выполненные в виде сегментов с приваренными направляющими из угловой стали. На этих опорах теплопровод располагают с помощью приваренных к чему опор. После сборки асбестоцементных труб на муфтах и гидравлического испытания трубопровода кольцевое пространство между ним и футляром заполняют ми- неральной ватой, затем футляр закрывают вырезанной асбестоцементной поло- сой; швы между полосой и трубой заполняют цементным раствором. Последняя операция заключается в выполнении гидроизоляции этих швов полосами ру- бероида на битуме в два слоя. 5. Снижение потерь теплоты при организации ежедневного учета расхода топлива и рациональном хранении твердого топлива Ежедневный учет расхода топлива, регистрируемый в специаль- ном журнале, может существенно снизить его перерасход. Организацию этого учета начинают с определения расчетного расхода топлива, т/год (м3 газа/год), за отопительный период по формуле Вгол = Р<?424пот (/в - 1С,ОТ)ЖТ - 1000(^ — /„), где 0 — коэффициент, учитывающий потери теплоты в наружных тепловых сетях (р=1,2 при групповой или квартальной котельной и 1,1 — при внутри- домовой котельной); 24 — число часов в сутках; — длительность отопитель- ного периода, сут/год; (СНиП 2.01.01—82); tB — расчетная зимняя температура внутреннего воздуха, равная 18 °C при расчетной зимней температуре наруж- ного воздуха не ниже 31 °C или 20 °C — при более низкой температуре этого воздуха; — теплота сгорания топлива по рабочему составу, Дж/кг (Дж/м3 газа) |ккал/кг (ккал/м3 газа)]; /ср от — средняя в отопительном периоде температура этого воздуха (принимаемая по СНиП 2.01.01—82); tH — расчетная зимняя температура наружного воздуха (принятая по СНиП 2.01.01—82); г|К(Н коэффициент полезного действия котлов, принима- емый по табл. 20. Пример 16. Определить значение Нгод в групповой котельной, работающей на каменном угле, при следующих условиях: = 1,7 106 Вт (1,5 Гкал/ч), пот = 205 сут, /ср от = —3,2 °C, Qp = 2,56 104 кДж/кг (6100 ккал/кг), /н = -25 °C, пкот = 0,62. _ 1,2 15000000 24 205(18 + 3,6) = 1200 т/г()д гол (18 + 25)6100 0,62 1000 Суточный расход топлива, кг/сут (м3 газа/сут), определяют в зависимости от температуры наружного воздуха, деля годовую норму расхода топлива на число а [т/сут (м3 газа/сут)|, определяемое по формуле а = <?т(/н — /ср ОТ)/(ГВ - С«), 106
Таблица 21. Величины а в зависимости от температуры наружного воздуха, °C а а +8 +7 +6 +5 +4 +3 +2 + 1 0 -1 где — предшеств при /„ = - 460 420 386 355 328 307 289 271 255 242 температур овавших j -30 °C, < -2 -3 -4 -5 -6 —7 -8 -9 -10 -11 >а наруж! данным с^ г = 212 ; 230 218 208 200 192 183 176 170 163 158 ного возд; /ткам. Вел сут и /ср -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20 -21 /ха, набл шчины а „г=-3,7 152 148 143 139 135 131 128 124 121 118 юдающаяс ДЛЯ ОТОП1 °C приве. -22 -23 -24 -25 —26 -27 —28 -29 -30 я в 21 отельной । цены в ' 115 112 109 107 104 102 100 98 96 ч суток, котельной габл. 21. Пример 17. Определить норму расхода топлива по табл. 21, если Вгол = 400 т/год,. а = — 15 °C. В ,ут = 400 139 = 2,88 т/сут. При плохо организованном хранении твердого топлива оно насыщается влагой, а бурые угли и некоторые каменные угли могут самовозгораться. В обоих случаях будут происходить значительные потери теплоты. Дрова следует хранить под навесом, их надо заранее распилить и расколоть (в таком виде они лучше сохнут), а затем уложить на продольные жерди в виде прямоугольных поленниц высотой до 3 м. При этом дрова должны занимать не менее 70% объема штабеля. Бурый уголь хранят в штабелях высотой не более 2,5 м, располагаемых на бетонном полу (для лучшего отвода выделяющейся в угле теплоты). Ширина штабеля не должна превышать 20 м, а расстояние между соседними штабелями не менее 1 м. Следует периоди- чески измерять температуру бурого угля внутри штабеля. Если она значи- тельно повысится или над штабелем появится дым, то необходимо уголь в этом месте разрыть, залить водой тлеющие угольки (если они есть) пере- ворошить весь уголь в этой части штабеля. Следует учесть, что хранить подмосковный, челябинский и многие другие бурые угли в штабелях можно не более двух месяцев, после этого срока значительно увеличивается опасность их самовозгорания. Глава VIII НОВАЯ ТЕПЛОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНИКА В ЖИЛЫХ ЗДАНИЯХ 1. Котельные установки Общим Недостатком эксплуатируемых в настоящее время чугунных котлов является их низкий КПД, а при сжигании в них угля — весьма большая трудоемкость этой работы. С целью устранения этих недостатков в настоящее время производится новый тип котлов для сжигания в них угля с механи- 8! 107
ческой топкой, при которой исключаются затраты, ручнбго труда на осу- ществление процесса сжигания этого топлива. Отопительный котлоагрегат «Братск» с механической топкой, предназначенный для работы на каменных и бу- рых углях, показан на рис. 54. Он состоит из механической топки /, поверхностей нагрева 2 и комплекта приборов, автоматически обеспечивающих процесс горения топлива. Котлоагрегаты применяют не только при новом строительстве, но и для замены устаревших котлов в действующих котельных. Механическая топка состоит из водоохлаждаемой колосниковой решетки, передвигающейся по площади горения шурующей планки, электромеханического ее привода, центробежного дутьевого вентилятора и топливного бункера, рассчитанного на загрузку 500 кг грохоченого угля. Такая топка обеспечивает подачу топлива из бункера на колосниковую решетку, шурует уголь, переме- щает горящий слой на колосниковой решетке и сбрасывает с нее шлаки и золу, образовавшиеся в результате горения топлива. Дутьевой воздух подается вентилятором под решетку — по зонам горения; шлакоприемник топки перекрыт сводом с установленными на нем соплами, сду- вающими уносящиеся частицы угля обратно на колосниковую решетку. По- верхностями нагрева служат два пакета чугунных секций (по 21 секции в пакете) с шахматным расположением труб; стальные панели-экраны, распо- ложенные под этими секциями горизонтально, две поворотные камеры, находя- щиеся на кирпичном постаменте. Автоматические устройства агрегата обеспечивают соблюдение намеченного времени цикла между ходами шурующей планки (от Г до 15 мин в зависимости от характеристики сжигаемого топлива и требуемой в данное время тепло- производительности котельного агрегата), защиту электродвигателя от пере- грузок, отключение подачи топлива при повышении или понижении давления воды по сравнению с нормой, а также при понижении разрежения в топке ниже минимально допустимой величины. При возникновении аварийных ситуаций автоматически включается световая и звуковая сигнализация. Теплопроизводительность выпускаемого Братским- заводом отопительного оборудования котлоагрегата «Братск» на каменном угле 1,1 МВт, а на буром угле 1 МВт; соответствующие КПД равны 0,79 и 0,7; габариты 6200 (длина) X X 2200 X 3200 мм. Сейчас разработаны и подготовлены к выпуску аналогичные агрегаты с меньшими теплопроизводительностями и габаритами. Расчеты показа- ли, что некоторое удельное увеличение стоимости котлоагрегата (руб/МВт) быстро окупается стоимостью сэкономленного топлива и уменьшением сум- марной заработной платы эксплуатационников (в связи с уменьшением- их штата). Тот же завод выпускает котлоагрегаты «Братск-1-Г», предназначен- ные для сжигания в них природного газа. Кроме весьма высокого КПД (0,90), достоинствами агрегата являются.его полносборная поставка, отсутствие необхо- димости в устройстве специального фундамента, работа на естественной тяге, надежность в эксплуатации. Теплопроизводительность агрегата 1,0 МВт, габаритные размеры 3250 (длина) X1200 (ширина) Х2600 (высота) мм. Намечены к выпуску такие же агрегаты, работающие на угле, но с меньшей теплопроизводительностью: мощностью 0,25 МВт с КПД = 0,9 и габаритами 2200X1300X1700 мм и 0,63 МВт с КПД = 0,81 и габаритами 3900Х2220Х Х3000 мм. Повышение экономичности существующих групповых котельных достигают 108
путем диспетчеризации их работы. Присоединенные к диспетчерскому пульту котельные работают без постоянного обслуживающего персонала. Блок-схема диспетчеризации котельных (рис. 55) состоит из нескольких частей оборудо- вания диспетчерского пункта — пульта /, на который выведены сигналы от всех котлов, находящихся в диспетчеризованных котельных. Пульт соединен телефон- ной связью со всеми котельными. Каждый котел оборудован двумя комплектами автоматических устройств — приборами безопасности и приборами регулирова- ния. Лриборы безопасности автоматически выключают котел 11 при: 1) нару- шении процесса горения в топке — с помощью датчика горения 17, электроды 18 которого находятся в топке котла; 2) уменьшении тяги ниже допустимого предела (в случае обвала обмуровки, засоров и др.) помощью датчика тяги 16\ 3) проскоке пламени в форсчнку горелки помощью датчика проскока пламени 19\ 4) перегреве воды с помощью датчика грева воды 9. При срабатывании одного из датчиков подается сигнал на находящийся в котельной щит 2 по проводам одновременно на пульт 1 В это же время закрывается электромагнитный клапан 5 и подача газа в котел прекращается. Приборы автоматического регулирования обеспечивают регулирование количества сжигаемого газа в зависимости от температуры наружного воздуха (с по- мощью датчика низких температур 6, заделываемого в толщу наружной стены) с коррекцией по температуре горячей воды (датчик горячей воды 10) 109
Рис. 55. Блок-схема диспетчеризации котельных / — пульт; 2 — щит котельной; 3 — исполнительный механизм регулирующего устройства; 4 — усилитель сигнала. 5 — электромагнитный клапан: 6 — датчик наружной температуры; 7 — датчик уровня воды; 8 — расширительный бак; 9 — датчик перегрева воды; 10 — датчик горячей воды; // — котел; 12 — ручной насос; 13 — автоматика безопасности; 14 — автоматика регулирования; /5 — котельная; 16 — датчик тяги; /7 — датчик горения; 18 — электроды; 19 — датчик проскока пламени; 20 — блок питания автоматики; 21 — линии связи котельной с диспетчерским пунктом; 22 — аварийное освещение; 23 — выпрямитель тока
При срабатывании какого-либо из этих датчиков возникающий сигнал поступает в усилитель регулирующего сигнала 4 и далее в исполнительный механизм регулирующего устройства 3, которое соответственно изменяет количество поступающего в котел газа. В расширительном баке 8 здания устанавливают датчик уровня воды 7. При его срабатывании (в случае понижения этого уровня ниже допустимой величины) включается подпиточный насос, повышающий уро- вень воды в баке до нормальной величины. Электропитание автоматических устройств обеспечивается находящимся в котельной блоком питания автома- тики 20. Устранение возникающих неполадок производится дежурным слесарем по указанию диспетчера. Наличие в котельных приборов автоматического регулирования позволяет экономить расход топлива (примерно 7% расчетного) по сравнению с регули- рованием процесса горения вручную. В большинстве случаев диспетчеризация является экономически эффективной при шести — восьми групповых котельных. Снизить количество обслуживающего персонала котельных, работающих на твер- дом топливе, возможно путем их механизации. Комплексная механизация кот- лов, предусматривающая механизацию подачи топлива, удаления шлака и про- цесса сжигания топлива, может уменьшить штат котельной на 30—40% (при наличии 4—6 котлов). Диспетчеризация тепловых пунктов может резко сократить обслуживающий персонал и одновременно повысить качество эксплуатации тепловых узлов. В последних устанавливают щиты сигнализации и соединяют их линиями связи с диспетчерским пунктом, где находится приемный диспетчерский щит со звуковым и световым сигналами. Сигналы поступают на щит при аварийной утечке воды из системы и Прекращении подачи электроэнергии к двигателю насоса и в линии связи. Для обеспечения непрерывной работы циркуляционных насосов схема диспетчеризации предусматривает автоматическое включение ре- зервного насоса при остановке рабочего. Новые диспетчерские пункты обо- рудуют также приборами для замера давления и температуры воды в подаю- щих теплопроводах для того, чтобы дежурный диспетчер регистрировал режимы работы тепловых сетей. Существенная экономия теплоты достигается при оборудовании диспет- черских пунктов специальными устройствами, автоматически отключающими системы отопления при увеличении температуры наружного воздуха выше 8 °C и автоматически их включающими при понижении этой температуры до 5 °C. Импульс на отключение или включение регулятора расхода на тепловом вводе дает электроконтактный термометр, устанавливаемый на северной наруж- ной стене здания. Капитальные вложения, необходимые для диспетчеризации тепловых узлов, окупаются за счет снижения запланированного персонала и расхода теплоты в 2—3 года. Минимальное число тепловых узлов, которое экономически целесообразно диспетчеризировать, принимают равным 5—6. Экономический эффект диспетчеризации котельных и тепловых узлов повышается, если ее осуществляют не самостоятельно, а она является одним из слагаемых объединенной диспетчерской службы, осуществляющей контроль и управление работой всего инженерного.оборудования обслуживаемых зданий: лифтов, ЦТП, тепловых узлов, котельных, вводов электропитания, освещения лестничных клеток и территорий, насосов водоснабжения. Дополни- тельно такая служба контролирует степень загазованности подвалов жилых 111
Таблица 22. Интервалы экономически целесообразных величин территорий, обслуживаемых ОДС при различных этажности зданий и плотности застройки Число этажей в здании Плотность застройки, м2 полезной площади/га Интервалы возможных радиусов обслуживания ОДС, м Число этажей в здании Плотность застройки, м2 полезной площади/га Интервалу возможных радиусов обслуживания ОДС, м 5 3000 4000 .5000 650—1400 500—1150 450—1000 12 6000 7000 8000 320-^-1150 260—1050 210—900 9 5000 6000 7000 350—1100 330—1000 300—900 16 10 000 11 000 12 000 180—800 170—700 150—650 зданий и проходных каналов, открытие посторонними лицами дверей подвалов, чердаков, машинных отделений лифтов и др. При организации такой объеди- ненной диспетчерской службы (ОДС) не только на 20—25% уменьшается численность персонала жилищно’-эксплуатационных организаций, но и на 6—8% снижается расход теплоты в котельных и системах теплоснабжения. С увеличением площади территории, застроенной жилыми зданиями, затраты на устройство такой службы возрастают, но увеличивается экономия теплоты, электроэнергии и трудовых затрат. Установлены интервалы таких величин территорий (га), при которых устройство объединенных диспетчерских служб даст наибольший экономический эффект (табл. 22). Размер такой территории зависит от этажности зданий (учитывается наличие или отсутствие лифтов) и плотности застройки (м2 полезной площади/га). 2. Оборудование систем отопления и вентиляции Помещения жилого здания могут в одной его части перегреваться из-за уменьшения потерь теплоты или через стены и окна при наличии солнечной радиации или при отсутствии ветра. Экономить теплоту путем учета этих природных факторов можно, если изменить существующую схему магистраль- ных трубопроводов системы отопления здания так, чтобы они раздельно снабжали горячей водой отопительные приборы, находящиеся на разных фасадах здания. Такая система отопления носит название системы отопления с пофасадным регулированием теплоотдачи нагревательных приборов. Один из возможных способов соответствующего изменения схемы ма- гистральных отопительных трубопроводов при наличии элеваторного ввода показан на рис. 56. Автоматическое регулирование расхода теплоты в системах отопления при’ наличии элеватора в здании или при центральных тепловых пунктах (ЦТП) производят с помощью прибора Т48М, разработанного СКБ «Прибор» и выпускаемого отечественной промышленностью. Он позволяет не только поддерживать нормативную усредненную температуру внутреннего воздуха (независимо от температуры наружного воздуха), но и может обеспе- чить (при наличии такого задания) ночное снижение температуры внутреннего воздуха в соответствии с принятой программой выполнения этого мероприятия. Рекомендуемая схема автоматизации системы отопления с пофасадным регулированием показана на рис. 57, которая предусматривает' установку 112
Рис. 56. Схемы магистральных отопительных трубопроводов системы’ отопле- ния с нижней разводкой а — имеющаяся; б — после ее реконструкции целью пофасадного регулирования теплоотдачи нагревательных приборов циркуляционных центробежных насосов 1 на обратных магистральных трубопроводах и датчика регулирования создаваемого ими давления 2. Кор- ректировку принятого температурного графика прибор осуществляет при отклонении усредненной по нескольким (до 8) показаниям датчиков темпе- ратуры внутреннего воздуха 3 (размещенных в различных по высоте здания помещениях) от заданной его температуры, а также в соответствии с датчиками температуры наружного воздуха 4 и температуры воды в подающей 6 и обратной магистралях 5. В качестве регулирующего органа применяют выпускаемый отечественной промышленностью клапан 25ч931НЖ с испол- нительным механизмом. Исследования, выполненные Московским научно- исследовательским и проектным институтом типового и экспериментального проектирования (МНИИТЭП), показали, что применение в жилых зданиях такой схемы автоматизации позволяет в условиях Москвы снизить расход теплоты до 15%. В гражданских зданиях высотой 9 этажей и более часто в квартирах нижних этажей наблюдаются чрезмерно большая инфильтрация воздуха через неплотности в заполнениях световых проемов и соответственно повышенные по сравнению с нормами воздухообмены и сверхнормативные затраты теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха. Для устранения этих затрат Челябинским политехническим институтом и институтом Челябинскграждан- проект был разработан автоматический стабилизатор вытяжной вентиляции жилых зданий (рис. 58), устанавливаемый в устьях вентиляционных каналов в кухнях и санузлах. Он представляет собой регулирующий орган прямого действия, состоящий из двух поворотных, параллельно расположенных за- слонок /, шарнирно связанных тягой 9 и закрепленных на горизонтальных валах 6 (последние установлены в корпусе 5 в одной плоскости); уравновешивающего приспособления, выполненного в виде трех грузов, один из которых 12 закреплен на рычаге /5, жестко связанном с валом верхней заслонки и перпендикулярном плоскости последней, а второй 11 и третий 8 закреплены на концах двуплечих рычагов 7 и 13 (с углами, ука- занными на рисунке), шарнирно установленных на жестко связанной с кор- пусом и соосной валу заслонке оси 14 (с возможностью их поворота вокруг этой оси в перпендикулярных ей плоскостях, причем короткие плечи рычагов второго и третьего грузов выполнены с возможностью их сцепления со- ответственно с рычагом первого и длинным плечом рычага второго груза). ИЗ
ФАСАД А ФАСАД Б Рис. 57 Схема автоматизации системы отопления рованием теплоотдачи нагревательных приборов пофасадным регули- Рис. 58. Автоматический стабилизатор расхода воздуха в помещениях гражданских зданий 114
К корпусу стабилизатора крепится жалюзийная решетка 2, которая вместе с корпусом прикрепляется винтами 4 к раме-кронштейну 3. Для предохранения от механических повреждений уравновешивающее приспособление закрывается защитным кожухом 10, на внутренней поверхности которого приклеена схема установки грузов, рассчитанная на расходы воздуха 50—60, 70—80, 90—100 или 120—130 м3/ч. Воздух, поступая в стабилизатор, оказывает на заслонки шибера давле- ние большее, чем естественная тяга. Под воздействием давления воздуха заслонки поворачиваются на валах, пропорционально прикрывая или открывая проходное сечение стабилизатора и соответственно изменяя его сопротивление так, что расход воздуха, проходящего через стабилизатор, остается в заданных пределах. При этом уравновешивающее приспособление обеспечивает на валу заслонки уравновешивающий момент, который изменяется пропорционально переменному динамическому давлению воздуха. При небольших давлениях воздуха стабилизация обеспечивается первым грузом 12. С возрастанием давления угол поворота заслонок увеличивается, вместе с валом верхней заслонки поворачивается рычаг 15 первого груза, который зацепляет ко- роткое плечо рычага 9 второго груза // и тянет его за собой. При дальнейшем повороте заслонок длинное плечо рычага 7 второго груза за- цепляет короткое плечо рычага 13 третьего груза 8. Так, с возрастанием крутящего момента от давления воздуха пропорционально возрастает уравно- вешивающий момент от грузов и осуществляется автоматическая стабилизация вытяжки во всем диапазоне давлений воздуха. Наблюдениями за работой таких стабилизаторов в нескольких девяти- этажных жилых зданиях Челябинска (стабилизаторы были установлены в квартирах на первом — пятом этажах этих зданий) установлено, что за 3 мес. (январь — март) экономия теплоты составила 39% ее расхода на нагрев воздуха, уходящего через вентиляционные решетки пои отсутствии регули- рующих устройств (перепад температур внутреннего и наружного воздуха колебался в этом периоде от 25 до 50°С, а экономия теплоты на квартиру составила 5 ГДж). При массовом изготовлении таких стабилизаторов их стоимость (с учетом транспорта, монтажа и наладки). едва ли превысит 6 руб., и поэтому они будут иметь весьма широкую область экономически целесообразного применения.
ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1. График регулирования температуры воды в системах отопления при ее расчетных температурах 95—70 °C Темпе- Радиаторы Конвекторы КП Темпе- Радиаторы Конвекторы КП ратура наруж- ного воздуха, СС Температура воды в разводящих трубопроводах ратура наруж- ного воздуха, Температура воды в разводящих трубопроводах. прямом |обратном | прямом |обратном °C прямом |обратном прямом обратном Расчетная температура наружного воздуха —20 °C 8 37 33 35 31 — 7 • 70 55 68 53 7 39 35 37 33 -8 72 56 70 55 6 41 36 40 35 -9 74 58 72 56 5 44 38 42 36 -10 75 59 75 57 4 46 40 44 37 -11 78 60 77 59 3 48 41 47 39 -12 80 61 79 60 2 51 43 49 41 -13 82 62 81 61 1 53 44 51 42 -14 84 63 83 63 0 55 46 53 44 -15 86 65 85 64 -1 57 47 55 45 -16 88 66 87 65 -2 59 48 58 47 -17 89 67 89 66 -3 62 50 60 48 -18 91 68 91 68 -4 64 51 62 49 -19 93 69 93 69 -5 66 52 64 51 -20 95 70 95 70 -6 68 54 66 52 — Расчетная температура наружного воздуха —30 ° С 8 33 31 32 29 -12 68 54 66 52 7 35 32 34 32 -13 69 55 68 53 6 37 33 35 32 -14 71 56 69 54 5 39 35 37 33 -15 72 57 71 55 4 41 36 39 34 -16 74 58 73 56 3 43 37 41 35 -17 76 59 74 57 2 44 38 43 37 -18 77 60 76 58 1 46 40 44 38 .-19 79 60 77 59 0 48 41 46 39 _20 80 61 79 60 -1 50 42 48 40 -21 82 62 81 61 —2 51 43 50 41 -22 83 63 82 62 -3 53 44 51 42 -23 85 64 84 63 -4 I 1 55 1 1 45 53 44 -24 86 65 85 64 -5 56 46 55 45 -25 88 66 87 65 -6 58 47 56 46 —26 89 67 89 66 — 7 60 48 58 47 -27 91 67 90 67 -8 61 50 60 48 -28 92 68 92 68 -9 63 51 61 49 -29 94 69 93 69 -10 64 52 63 50 -30 95 70 95 70 -11 66 53 64 51 Расчетная температура наружного воздуха —40 ° С 10 28 26 26 25 3 39 34 37 33 9 29 27 28 26 2 40 35 39 34 8 31 29 29 27 1 42 36 40 35 7 33 30 31 29 0 43 37 41 36 6 34 31 33 30 -1 45 38 43 37 5 36 32 34 31 -2 46 39 44 38 4 37 33 36 32 -3 47 40 46 39 116
П родолжение прил. 1 Темпе- ратура наруж- ного воздуха, °C Радиаторы Конвекторы КГ! Темпе- ратура наруж и ого воздуха, °C Радиаторы Г Конвекторы КП Температура воды в разводящих трубопроводах Температура воды в разводящих трубопроводах прямом обратном прямом обратном прямом обратном прямом обратном -4 49 41 47 40 -23 74 58 72 56 — 5 50 42 48 41 -24 75 58 74 57 -6 52 43 50 41 -25 77 59 75 58 — 7 53 44 51 42 -26 78 60 76 59 -8 54 45 52 43 -27 79 61 78 59 -9 56 46 54 44 -28 80 • 61 79 60 '-10 57 47 55 45 -29 81 62 80 61 -11 58 48 57 46 -30 83 63 82 62 — 12 60 49 58 47 -31 84 64 83 63 -13 61 49 59 48 —32 85 64 84 63 — 14 62 50 61 48 -33 86 65 86 64 -15 64 51 62 49 -34 88 66 87 65 -16 65 52 63 50 —35 89 66 88 66 -17 66 53 64 51 -36 90 67 90 67 -18 67 53 66 52 -37 91 ’ 68 91 68 -19 69 54 67 53 -38 93 69 92 68 -20 70 55 68 54 -39 94 69 94 69 -21 71 56 70 54 —40 95 70 95 70 -22 73 57 71 55 Примечания: разработок Академии 1. График составлен на основе коммунального хозяйства им. К. соответствующих Д. Памфилова при усреднении данных по системам с радиаторами при подаче воды в них «снизу вверх» и «сверху вниз». 2. При теплоснабжении от местной котельной нескольких жилых зданий с различными системами отопления температуру воды в подающей магистрали тепловой сети следует поддерживать наибольшей (по самому высокому графику отпуска теплоты). 3. При иных расчетных температурах наружного воздуха необходимо определять температуру воды в магистральных трубопроводах систем отопления, интерполируя соответ- ствующие величины из двух таблиц: одну — с ближайшей большей и другую — с ближайшей меньшей расчетной температурой наружного воздуха. Приложение 2. Таблица соотношений между некоторыми единицами физических величин, подлежащих изъятию, и единицами СИ Наименование величины Единица подлежащая изъятию СИ Соотношение единиц наименование обозна- чение наимено- вание обозна- чение Сила; нагрузка; вес килограмм-сила тонна-сила грамм-сила кгс тс ГС ньютон н 1 кгс = 9,8 Н~1,0 Н 1 тс=9,8- 103Н~10кН 1 гс=9,8-.10_3~10 Мн Линейная на- грузка Поверхностная нагрузка килограмм-сила килограмм-сила на квадратный метр кгс/м кгс/м2 НЬЮТОН на метр НЬЮТОН на квад- ратный метр Н/м Н/м2 1 кгс/м~10 Н/м 1 кгс/м2~10 Н/м2 117
Продолжение прил. 2 Наименование величины Единица подлежащая изъятию СИ Соотношение единиц наименование обозна- чение наимено- вание обозна- чение Давление килограмм-сила на квадратный сантиметр миллиметр во- дяного столба миллиметр ртутного столба кгс/см1 2 3 4 ММ ВОД. СТ. мм рт. СТ. паскаль Па 1 кгс/см2 = 9,8 X X Ю5 Па ~ 0,1 МПа 1 мм вод. ст.= = 9,8 Па~10 Па 1 мм рт. ст. = 133,3 Па Механическое напряжение Модуль про- дольной упру- гости; модуль сдвига; модуль объемного сжа- тия килограмм-сила на квадратный миллиметр килограмм-сила на квадратный сантиметр кгс/мм2 кгс/см2 паскаль Па 1 кгс/мм2 = 9,8Х ХЮ8 Па~10 МПа 1 кге см2 = 9,8 X X 105 Па~0,1 МПа Момент силы; момент пары сил килограмм-сила- метр кге-м ньютон- метр Н-м 1 кге-м = 9,8 Н-м~ -10 Н-м Работа (энергия) килограмм-сила- метр кге - м джоуль Дж 1 кге м = 9,8 Дж~ -10 Дж Количество теп- лоты калория килокалория кал ккал джоуль Дж 1 кал = 4,2 Дж 1 ккал = 4,2 кДж Мощность килограмм-сила- метр в секунду лошадиная сила калория в се- кунду килокалория в час кге•м/с л. с. кал/с ккал/ч ватт Вт 1 кгс-м/с=9,8 Вт~ 10 Вт 1 л. с.-735,5 Вт 1 кал/с = 4,2 Вт 1 ккал/ч =1,16 Вт СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. МатериальГXXVII съезда Коммунистической партии Советского Союза.— М.: Политиздат, 1986.— 352 с. 2. Инструктивные указания по снижению потерь тепла в эксплуатируемых жилых зданиях.— М.: ОНТИ АКХ им. К. Д. Памфилова, 1979.— 21 с. 3. Указания по определению экономически целесообразного уровня тепловой защиты жилых 'и коммунальных зданий при их. реконструкции и капитальном ремонте.— М.: ОНТИ АКХ им. К. Д. Памфилова, 1980.- 32 с. 4. Богуславский Л. Д., Малина В. С. Санитарно-технические устройства зданий (5-е изд.).— М.: Высшая школа,. 1988.— 420 с. 118
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Предисловие 3 Глава I Теплосберегающие мероприятия, проводимые в жилых зданиях 4 Глава II Снижение потерь теплоты через наружные ограждения зданий 8 1. Доведение уровня теплозащиты наружных стен до проектной величины 8 2. Дополнительное утепление наружных стен 11 3. Области экономически целесообразного применения различных типов заполнений световых проемов 16 4. Определение предстоящего убытка эксплуатационников при пони- жении уровня теплозащиты наружных стен 21 Глава 1П Снижение до нормативной величины количества воздуха, поступающего в поме* щения жилых зданий 26 1. Снижение до нормативной величины количества воздуха, удаляемого через вентиляционные каналы из нижних этажей многоэтажных жилых зданий 27 2. Снижение расхода теплоты на нагрев воздуха при заклейке притворов переплетов окон и балконных дверей двумя слоями бумаги 31 3. Снижение воздухопроницаемости заполнений оконных и балконных проемов устранением неплотностей по периметру их коробок 34 Глава IV Устранение избыточного расхода теплоты в системах отопления жилых зданий 39 1. Повышение качества технической эксплуатации систем отопления 39 2. Совершенствование элеваторного узла системы отопления 58 3. Снижение потерь теплоты через изоляцию трубопроводов системы отопления, находящихся в неотапливаемых помещениях 62 4. Снижение расхода теплоты при совершенствовании системы оплаты за нее 63 Глава V Снижение избыточного расхода теплоты в системах горячего водоснабжения жилых зданий 64 1. Наладка систем горячего водоснабжения 65 2. Устранение причин пониженной температуры воды у водоразборной арматуры на некоторых стояках 67 3. Устранение избыточных напоров воды у санитарных приборов, уста- новленных в нижних этажах зданий 68 Глава VI Снижение расхода теплоты в домовых прачечных и арендуемых помещениях жилых зданий 73 1. Снижение расхода теплоты в домовых прачечных 73 2. Снижение расхода энергоресурсов при работе вентиляционных систем в арендуемых помещениях 79 119
Глава VII Снижение расхода топлива в котельных с чугунными котлами 85 1. Устранение избыточного количества воды, циркулирующей в системе отопления, снабжаемой теплотой от котельной с чугунными котлами 86 2. Составление графиков, обеспечивающих работу отдельных котлов в котельной в течение отопительного периода с КПД, близкими к их максимальной величине 89 3. Снижение перерасхода топлива, связанного с наличием в котлах накипи и загрязнением поверхностей нагрева котлов 94 4. Снижение .потерь теплоты с уходящими из котлов газами в окру- жающую среду и при механической и химической неполноте сгорания топлива 100 5. Снижение потерь теплоты при организации ежедневного учета рас- хода топлива и рациональном хранении твердого топлива 106 Глава VIII Новая теплосберегающая техника в жилых зданиях 107 1. Котельные установки 107 2. Оборудование систем отопления и вентиляции 112 П риложения 116 Список, литературы 118 Производственное издание БОГУСЛАВСКИЙ ЛЕОНТИЙ ДАВЫДОВИЧ ЭКОНОМИЯ ТЕПЛОТЫ В ЖИЛЫХ ЗДАНИЯХ Технические редакторы. О. С. Александрова, Е. Л. Сангурова Корректоры Е. Б. Т о т м и н а, И. А. Кирьянова НБ № 4983 Сдано в набор 02.08.89. Подписано в печать 15.02.90. Т05269. Формат бОХЭО’/н- Бум. тип. № 2. Гарнитура «Литературная». Печать офсетная. Усл. печ. л. 7,5. Усл. кр.-отт. 7,75 Уч.-изд. л. 8<92. Тираж 25 500 экз. Изд. № AVI-2746. Заказ № 503ф. Цена 45 коп. Стройиздат, 10442, Москва, Каляевская. 23а ПО «Полиграфист», 509281, Калуга, пл. Ленина, 5
Цена 45 коп. В СТРАНЕ НАСЧИТЫВАЮТСЯ СОТНИ ТЫСЯЧ ПРИ- МИТИВНЫХ КОТЕЛЬНЫХ, НЕРАЦИОНАЛЬНО РАСХО- ДУЮЩИХ ТОПЛИВО. ПЛОХО ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ВТО-, РИЧНЫЕ РЕСУРСЫ. А МЕЖДУ ТЕМ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕ- НИЕ ДОЛЖНО БЫТЬ ОДНИМ ИЗ ГЛАВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИНВЕСТИЦИОННОЙ ПОЛИТИКИ. ЗА- ДАЧА СОСТОИТ В ТОМ, ЧТОБЫ НА 75-80 ПРОЦЕНТОВ УДОВЛЕТВОРИТЬ ПРИРОСТ ПОТРЕБНОСТИ НАРОД- НОГО ХОЗЯЙСТВА В ТОПЛИВЕ, СЫРЬЕ И МАТЕРИА ЛАХ ЗА СЧЕТ ИХ ЭКОНОМИИ.