Ответвление от стояка отопления: Ответвление от стояка отопления

А как насчет пружинных опор? Это специально разработанные системы анкеров, направляющих и опор для стояков, которые предназначены для перемещения вместе с трубой. Пружинные опоры остаются в контакте с плитой перекрытия при движении трубы. По мере движения трубы пружины растягиваются или сжимаются, оказывая большее усилие на плиту перекрытия, которая снимает нагрузку с основного анкера в центре стояка. Эти системы эффективны для снятия нагрузки с основного якоря; однако этот тип системы имеет ограничения. Это:

• Труба все еще движется! Ничто не помешает этому.
  Если мы возьмем в качестве примера наш 500-футовый стояк, анкер будет находиться в центре, а концы сместятся на те же 2,45 дюйма.
• В каждом стояке допускается только один анкер. Второй анкер будет ограничивать движение трубы, что приведет к огромным нагрузкам на анкеры и плиты перекрытия, а также к потенциально огромным напряжениям в трубе.
• Неясно, можно ли этот тип системы адаптировать к медным стоякам. В доступной литературе производителей медь конкретно не упоминается как приемлемый материал для труб для этих систем поддержки.

Система стояков, в которой используются хомуты стояков труб или пружинные опоры, будет иметь ограниченный контроль над движением трубы. Компенсаторы позволяют лучше контролировать движение трубы. Прежде чем рассматривать компенсаторы, давайте рассмотрим, что происходит с внутренним давлением стояка.

Внутреннее давление вдоль горизонтальной оси трубы обычно изменяется незначительно. Как только эта труба наклонена в вертикальное положение, стояк, заполненный жидкостью, создает давление по мере того, как труба становится выше. Давление внизу может быть значительно выше, чем вверху. Это связано с весом воды.

Рассмотрим резервуар с 1 футом воды (Рисунок 4) . Независимо от того, насколько заполнен резервуар, на его стенки будет оказываться большее усилие по направлению к дну. Наибольшая сила будет на дне бака. Каждый дополнительный дюйм воды в резервуаре увеличивает вес, который должно выдерживать дно резервуара. Когда высота воды достигает 27,7 дюйма, на каждый квадратный дюйм дна резервуара приходится (рис. 5) 1 фунт .

Теперь давайте изменим форму бака на более узкую (Рисунок 6) . По мере того, как мы приближаем стенки резервуара, нам нужно меньше воды, чтобы заполнить резервуар до 27,7 дюймов, но площадь дна резервуара меньше. Сила на каждый квадратный дюйм по-прежнему равна 1 фунту.

Неважно, какой формы мы делаем бак, и даже если это труба; если высота столба воды 27,7 дюйма, давление на дне составляет 1 фунт на квадратный дюйм.

Если мы сложим эти 27,7-дюймовые водяные столбы, давление на дне будет увеличиваться с шагом 1 psi (рис. 7) .

Давление в нижней части стека увеличивается на 1 фунт/кв. дюйм для каждой секции 27,7 дюйма. И наоборот, давление увеличивается на 0,43 фунта на квадратный дюйм для каждой 12-дюймовой секции воды. Используя эту логику, давление на дне нашего 500-футового стояка, обусловленное только высотой водяного столба, будет:

Это называется гидростатическим давлением, поэтому гидравлическое оборудование редко располагается в подвале высотного здания. По этой же причине очень высокие здания имеют стояки, разделенные между промежуточными помещениями с механическим оборудованием. Для пара, газа и воздуха высота столба не имеет значения из-за гораздо меньшей плотности этих веществ.

Потеря устойчивости колонны — распространенный вид отказа. Если на длинный и тонкий стержень воздействовать осевыми силами на каждом конце, он выгнется на (Рисунок 8) . Это зависит от прочности материала, размеров поперечного сечения и длины стержня. Так же ведет себя и труба. Осевые силы, приложенные к концам трубы, также заставят ее выгибаться. Особенно это может быть заметно на медных трубах малого диаметра.

Хотя большая часть этого изгиба является эластичной, т. е. труба возвращается к своей первоначальной форме после снятия нагрузки, это может стать проблемой, если труба изгибается за пределом упругости материала. Изгиб колонны также может быть проблемой с сильфонными компенсаторами. Если два конца сильфона не находятся в пределах смещения смещения, компенсатор будет необратимо поврежден.

Труба должна оставаться выровненной по мере прохождения через здание. Для этого предназначены направляющие для труб, которые ограничивают движение трубы только в осевом направлении и существенно делают ее более жесткой. Направляющие делят трубу на более короткие и жесткие участки.

Расстояние между направляющими труб определяется классическими уравнениями потери устойчивости колонны, называемыми уравнениями потери устойчивости Эйлера. Если предположить, что труба закреплена на обоих концах, уравнение выглядит так:

Это теоретическая предельная нагрузка для колонны со свободными вращающимися концами и нагрузками, приложенными вдоль оси колонны. Обратите внимание, что здесь не учитывается вес трубы и воды. Эйлерова потеря устойчивости является важным фактором при выборе сильфонных компенсаторов для трубопроводной системы, особенно для стояков, поскольку силы теперь действуют вдоль продольной оси трубы.

Если труба закреплена на одном конце (Рисунок 9) критическая нагрузка:

Что происходит, когда конец трубы загнут вверх? Сила тяжести. Теперь при расчетах будет учитываться вес трубы и среды внутри трубы. Теоретически стояк может разрушиться под собственным весом (рис. 10). Критическая нагрузка на вертикальную трубу с закрепленным концом составляет:

На примере 4-дюймовой трубы и решения для длины с  (ql) _cr  соответствует 1,34 фунта/дюйм, максимальная длина по вертикали 4 дюйма. 40 может быть около 90 футов, прежде чем станет нестабильным. Для сравнения, 4-дюймовый медный стояк типа K станет неустойчивым на высоте около 64 футов. Это также уравнение, которое определяет максимальную высоту дерева (без учета ветвей и в предположении, что ствол призматический).

Далее рассмотрим стояк, на который действует внешняя сила, такая как сила давления сильфона и сила пружины. Стояк под внешней нагрузкой, зависящей от веса стенки трубы и внутренней среды, будет иметь критическую нагрузку:

В этом уравнении предполагается, что конец трубы закреплен и не может вращаться, труба имеет постоянное поперечное сечение (одинаковый размер по всей высоте) и что вес распределен равномерно. Критическая нагрузка снижается на 30% от веса колонны. Обратите внимание, что критическая нагрузка может быть отрицательной, а это означает, что верхняя концевая опора должна быть натянута, чтобы предотвратить коробление.

Предыдущие примеры вместе с объяснением гидростатического давления важны для расстояния между направляющими в стояках с различными типами компенсаторов. Сначала рассмотрим сильфонный компенсатор в высоком стояке. Как бы мы определили расстояние между направляющими труб для этого типа установки?

Что такое направляющие для труб?

Направляющие для труб — это устройства, которые позволяют трубе двигаться в осевом направлении, ограничивая при этом движение трубы перпендикулярно оси трубы. Благодаря тому, что труба ограничивается только осевым движением, труба становится более жесткой и не изгибается и не разрушается. По мере того, как направляющие располагаются ближе к трубе, величина осевой нагрузки может возрастать до того, как труба станет неустойчивой.

Обычные направляющие, используемые для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и водопроводно-канализационных систем, бывают ребристыми или скользящими. Ребристые направляющие или направляющие «пауки» имеют ребра, прикрепленные к трубе, и проходят через кольцо, прикрепленное к конструкции здания. Эти направляющие обычно используются на трубах малого диаметра и используются в областях, где боковые нагрузки, как ожидается, будут относительно небольшими по сравнению с нагрузками на анкерную трубу. При горизонтальном применении эти направляющие не предназначены для замены подвесок, поэтому рядом с направляющей потребуется скоба или роликовая опора, чтобы удерживать вес трубы.

Более прочная направляющая, которая также может служить опорой, — направляющая скольжения. Это устройство имеет скользящую планку, приваренную к трубе, с основанием, прикрепленным к конструкции. Основание имеет тефлоновую, графитовую или эластомерную прокладку для уменьшения трения. Этот тип направляющей может выдерживать большие боковые нагрузки и обычно используется на трубах ОВКВ или технологических трубопроводах большего диаметра. Версия направляющей скольжения, адаптированная к стоякам, включает эластомерную прокладку между направляющей и основанием для гашения шума и вибрации трубы, скользящей по проходу через плиту.

Наиболее компактная конфигурация направляющей состоит из узла эластомерного уплотнения внутри отверстия в плите для направления трубы. Они не занимают места в проеме стояка и позволяют наиболее эффективно использовать пространство.

• Скользящая направляющая
• Модульная направляющая стояка в проходке в перекрытии
• Скользящая направляющая с шумопоглощающим эластомером

Стандарты для размещения направляющих с сильфонными компенсаторами

В соответствии со стандартами Ассоциации производителей компенсаторов (EJMA), направляющие должны устанавливаться с сильфонными компенсаторами на расстоянии не более четырех диаметров трубы от соединения, затем не более 14 диаметров трубы от первое руководство для следующей локации. Последующие направляющие располагаются с интервалами, определяемыми уравнением потери устойчивости Эйлера для полустержневой колонны. Когда направляющие размещаются в соответствии с рекомендациями EJMA, труба подразделяется на жесткие секции, которые (теоретически) не должны изгибаться под известной торцевой нагрузкой.

Направляющие с сильфонными компенсаторами служат двум целям; чтобы трубы не деформировались, а сильфоны не извивались (Рисунок 12). Стандарты EJMA предполагают горизонтальную трубу, и используемая формула потери устойчивости делит расчетную длину пополам. Для сравнения, 4-дюймовая стальная труба с сильфонным компенсатором под давлением 158 фунтов на квадратный дюйм требует расстояния между промежуточными направляющими 30 футов. Труба предполагается горизонтальной, поэтому вес трубы и среды не учитывается в расчетах EJMA.

Стандартные коды моделей требуют, чтобы стояки поддерживались примерно на каждом этаже. Обычно это достигается с помощью хомутов. Как описано ранее, зажимы стояка могут сместиться вверх и потерять контакт с плитой перекрытия, в зависимости от расположения анкеров. Теперь опора не выполняет свою работу, и всю нагрузку несет анкер. В этом случае правила были соблюдены, но анкеры могут быть не рассчитаны на весь вес трубы, изоляции и ее содержимого, а также любых сил, создаваемых компенсаторами.

Сильфонные компенсаторы в стояках

Сильфонные компенсаторы в стояках очень распространены, в основном из-за их компактной формы (рис. 13 и 14). Они занимают очень мало места перпендикулярно оси трубы, поэтому прекрасно вписываются в переполненные каналы; однако им нужно руководствоваться. Сильфоны создают большие якорные нагрузки. Это может быть необходимым компромиссом, так как место в канавках для труб может быть в большом почете.

• Рисунок 13: Компенсатор с внешним давлением (сильфон внутри корпуса)
• Рисунок 14: Сильфоны с внутренним давлением

Вертикальные трубы теперь подвержены колебаниям гидростатического давления. Эти изменения легко рассчитать, и они будут варьироваться от рабочего давления системы в верхней части стояка до высоты, деленной на 2,31, добавленной к давлению в системе в нижней части стояка. Используя в качестве примера 500-футовый стояк с давлением в системе 50 фунтов на квадратный дюйм, верхняя часть стояка будет иметь давление 50 фунтов на квадратный дюйм, а нижнее — 267 фунтов на квадратный дюйм. Эта разница в давлении имеет решающее значение при расчете нагрузки на анкер для сильфонного компенсатора.

Сильфонный компенсатор, установленный в нижней части высокого стояка, должен быть рассчитан на давление в этом месте. В предыдущем примере компенсатор на 150 фунтов на квадратный дюйм подойдет для верхней части стояка, но для соединения в нижней части потребуется более высокое номинальное давление.

А как насчет анкерных нагрузок? Сильфонные компенсаторы создают силы реакции, основанные на двух характеристиках сильфона; жесткость пружины и эффективная площадь. Жесткость пружины — это просто величина усилия, необходимого для сжатия или растяжения сильфона на один дюйм. Если сильфон имеет жесткость пружины 500 фунтов на дюйм, он будет воздействовать на каждый анкер по 500 фунтов на каждый дюйм перемещения. Если сильфон сжат на 1,5 дюйма, усилие пружины будет составлять 750 фунтов на каждый анкер.

Давление может быть не таким простым. Компенсатор является наиболее гибкой частью трубопроводной системы. Это должно быть так. Сильфон под давлением стремится вернуться к своей первоначальной форме, то есть к трубе. Если его не сдерживать, сильфон под давлением вытянется за пределы своего номинального движения. Вот почему для сильфонного компенсатора обычно требуются управляющие стержни и анкеры. Величину силы, оказываемой сильфоном на якоря или управляющие стержни, также легко рассчитать. Это давление, умноженное на эффективную площадь сильфона.

А что такое эффективная площадь меха? Это внутренняя площадь сильфона, рассчитанная как среднее значение наибольшего и наименьшего диаметров гофры. Его также называют средним диаметром. Все производители сильфонов указывают рабочие площади, поэтому заказчику нет необходимости их рассчитывать.

Если в качестве примера взять наш 500-футовый стояк, сильфонный компенсатор в самом верху стояка с рабочим давлением в системе 50 фунтов на квадратный дюйм и 4-дюймовая труба (с 4-дюймовым компенсатором) будут иметь давление давления на каждом якоре из:

Если мы решим разделить стояк и разместить компенсатор в средней точке, давление, используемое для расчета осевого усилия, будет равно 50 фунтов на квадратный дюйм, добавленным к высоте водяного столба над компенсатором (около 250 футов):

Сейчас добавим силу пружины. Подступенок будет перемещаться на 2,45 дюйма между каждым набором анкеров. Если жесткость пружины сильфона составляет 200 фунтов/дюйм:

Можно предположить, что трение от опор трубы очень мало для стояка, и оно не будет учитываться в этих расчетах. Суммарное сильфонное усилие на анкерах составит:

А вес трубы, воды и изоляции? Это необходимо добавить к нагрузкам на сильфонный анкер, чтобы получить полную картину. Причем нижние сильфонные силы действуют вверх на анкер среднего стояка, а верхние сильфонные силы действуют на анкер вниз. Важно следить не только за величиной, но и за направлением сил, действующих на якорь. Кроме того, якорь несет вес трубы и воды сверху. Промежуточная нагрузка на анкер усложняется, если деформационный шов располагается по центру между анкерами.

Теперь мы имеем ситуацию, аналогичную критической нагрузке для стояка под действием собственного веса с внешней силой. Если мы посмотрим на наше уравнение критической нагрузки (4) с весом трубы,

, и решим для длины, используя P _cr  = 6178 фунтов, направляющие потребуют расстояния с интервалом в 23 фута или, возможно, через каждый второй этаж.

Если установлен медный стояк, потребуется больше направляющих. Силы сильфона будут примерно равны, как и гидростатическое давление. Если еще раз рассмотреть нижнюю половину стояка, разница будет заключаться только в материале и свойствах поперечного сечения медной трубы. Для нашего 4-дюймового стояка свойства медного материала и сечения:

Теперь необходимое расстояние между направляющими составляет 12,5 футов или, может быть, на каждом этаже.

Компенсаторы гибких шлангов и плетеных петель в стояках

Единственным способом действительно ограничить количество перемещений в стояках является компенсатор. Движение можно ограничить до любой приемлемой величины, закрепив стояк на разных уровнях и установив компенсатор между каждой парой анкеров.

Шланговые и плетеные компенсаторы представляют собой еще один вариант для стояков, который обеспечивает множество преимуществ по сравнению с сильфонными компенсаторами или пружинными опорными системами. Шланговые и оплеточные компенсаторы обычно изготавливаются из двух отрезков гофрированного металлического шланга, обернутого металлической оплеткой. Соединение может иметь U-образную или V-образную форму, обеспечивающую движение во всех направлениях. Как и другие системы компенсаторов, шланговые и оплеточные компенсаторы являются продуктами, которые используются в течение всего срока службы здания. После установки они не требуют обслуживания или проверок.

Шланговые и плетеные компенсаторы имеют ряд преимуществ по сравнению с сильфонами или пружинными опорами:

• Отсутствие компонента осевой нагрузки. Это связано с конфигурацией шланга и оплетки, а также оплеткой, удерживающей шланг от расширения.
• Шланговые и оплеточные компенсаторы могут быть рассчитаны на рабочее давление, характерное для размеров труб систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и водопроводно-канализационных систем.
• Секции шланга и оплетки очень гибкие. Единственные анкерные усилия, создаваемые этими компенсаторами, связаны с усилиями пружины шланга и оплетки, которые обычно составляют менее 100 фунтов для многих размеров труб. Единственной дополнительной нагрузкой на анкер будет вес всего стояка.
• Шланговые и оплеточные компенсаторы гораздо лучше справляются со смещениями в стояке, чем сильфонные компенсаторы.

На рисунках 15 и 16 показаны примеры шланговых и плетеных компенсаторов, обычно используемых в стояках.

• Рис. 15: Петля с возвратом на 180°
• Рисунок 16: V-контур

Единственным потенциальным недостатком шланга и оплетки является потребность в пространстве. Сильфонные компенсаторы хорошо вписываются в тесные пазы труб, шланг и оплётка торчат. Даже в этой ситуации можно смонтировать петли горизонтально в потолочном желобе.

Шланговые и плетеные компенсаторы подвергают стояки небольшим силам реакции, поэтому нижнюю половину стояка между анкерами можно считать отдельно стоящим отрезком трубы, аналогично рис. 10. Тогда эта конфигурация будет соответствовать варианту уравнения (3 ) для части стояка под компенсационным швом:

Член ( q ) известен, поэтому длину для устойчивости колонны (и расстояние между направляющими) можно определить, вычислив длину l . Возвращаясь к исходному примеру 500-футового 4-дюймового ш. 40 со шлангом и плетеным соединителем в центре, нижняя половина будет подчиняться тем же условиям, что и 250-футовый стояк с фиксированным дном. Тогда необходимое расстояние между направляющими составит 10,6 фута. Для меди типа K требуемое расстояние между направляющими будет составлять всего 4,1 фута.

Для участка трубы над петлей достаточно одной направляющей на компенсаторе. В этом случае гравитация работает в благоприятном направлении.

Практические соображения

Как часто гиды располагаются через каждый второй этаж, не говоря уже о каждом этаже высотного здания? Почти никогда. Так почему же у нас нет обрушения стояков в каждом проекте? Ответ может быть простым; на каждом этаже уже есть направляющие, в виде круглых плитных проходок. Они допускают осевое перемещение и ограничивают боковое перемещение. Размещение направляющих будет иметь решающее значение в открытой шахте, где трубы проходят через один большой проход в полу на каждом уровне.

Кроме того, у большинства стояков есть отводы или отводы на каждом этаже. Если они жестко подключены к оборудованию вблизи стояка, такое расположение может обеспечить дополнительную боковую поддержку стояка.

Возвращаясь к нашему первоначальному примеру стальной трубы диаметром 4 дюйма, рекомендации EJMA не распространяются на случай вертикальной трубы с нулевой нагрузкой (например, шланг и оплетка), а для нагрузки сильфона в этом примере рекомендуется расстояние 31 фут. (или примерно каждые три истории). Этот автор наблюдал установку абсолютно нулевого стояка, который соответствует рекомендациям EJMA по расстоянию между направляющими, и еще не видел обрушившегося стояка трубы.

«С глаз долой, из сердца вон» тоже может быть частью проблемы. Трубы вполне могут упруго изгибаться, но этого никто не видит. В конце концов, сколько архитекторов будут проектировать окна на стенах из труб? Если уж на то пошло, сколько жильцов действительно заботятся о том, чтобы следить за своими стояками?

Заключение

Хотя стандарты и нормы касаются стояков и расстояния между направляющими в трубах с сильфонными соединениями, важно знать ограничения оборудования и допущения, используемые для получения рекомендуемых стандартов. Возможно, уместно присмотреться к этим стандартам и адаптировать их для высоких стояков.

Коммуникации здания должны быть распределены по всем уровням, иначе в небоскребе не будет смысла. Несомненно, поскольку длинные вертикальные трубы размещаются внутри высоких зданий, сила тяжести всегда будет действовать вниз, и проектировщики строительных систем должны учитывать силы, воздействующие на эти элементы. Нефтяная промышленность хорошо осведомлена о конструктивных особенностях высоких гибких райзеров благодаря опыту работы с морскими буровыми установками. Поскольку мы строим более высокие сооружения, сообщество A/E/C также должно знать о похожих, но не идентичных проблемах, связанных с условиями над поверхностью.

Список литературы
Sparkes, C.P., Основы Marine Riser Mechanics, Pennwell Corp., 2007
Timoshenkos, S. and Gere, J., Теория эластичной стабильности, McGraw-Hill, 1961

. Балансировка паровой системы для многоквартирных существующих зданий

Воздух заполняет трубы и радиаторы по окончании парового цикла. Когда котел снова запускается, расширяющийся пар должен вытеснить воздух, чтобы пар мог достичь радиаторов. Продувка воздухом является одной из центральных задач при балансировке паровой системы. Воздух в основном трубопроводе и стояке блокирует прохождение пара, а неправильная вентиляция задерживает его на месте. Это явление получило название «связывание воздуха». Чем дальше находится квартира от котла, тем больше времени уходит воздух из приточных труб и тем дольше задерживается подача пара. В наиболее удаленных от котла местах здания (верхние этажи, определенные линии квартир) связывание воздуха может привести к недогреву. О нарушении баланса свидетельствуют жалобы на локальные недогревающие и перегретые участки и/или открытые окна вблизи котла в отопительный сезон. Владельцы зданий, как правило, обязаны обеспечить минимальное количество тепла для многоквартирных домов. Это может регулироваться одним или несколькими законами или кодексами.

При наличии несбалансированных паровых систем владельцы часто вынуждены перегревать большую часть здания, чтобы обеспечить достаточное количество тепла для нескольких недогреваемых зон. После балансировки распределения пара владельцы смогут соблюдать минимальные нормы тепла без перегрева.

Большинство паровых систем имеют слишком маленькие вентиляционные отверстия; во многих системах полностью отсутствуют вентиляционные отверстия. Решением является установка вентиляционных отверстий очень высокой пропускной способности на концах магистралей и в верхней части стояков. Этот подход был предложен Фрэнком Герети в Однотрубное паровое отопление: Евангелие сухого пара в 1986 году. Дэн Холохан также упоминает об этом в своем популярном Утерянное искусство парового отопления .

Воздушная обвязка — пример наследия угля. Угольные пожары разгорались медленно и горели весь день, поэтому системы были установлены с медленными вентиляционными отверстиями малой мощности, поскольку постепенного выпуска воздуха при запуске было достаточно. И наоборот, системы, работающие на нефти и газе, с самого начала работают на полную мощность и периодически включаются и выключаются в течение дня. Воздух необходимо выпускать быстро и многократно, поэтому необходимо установить большие вентиляционные отверстия вместо первоначальных маленьких.

Основная вентиляция необходима для решения проблем с воздухом, но реализация основной вентиляции без управления котлом может быть проблематичной. Если котел подходящего размера и правильно управляется, то новые, более крупные вентиляционные отверстия будут бесшумными, потому что они меньше ограничивают поток воздуха. Вентиляционные отверстия могут быть невыносимо громкими, когда котел слишком велик или плохо управляется, и вентиляционные отверстия могут даже разбрызгивать воду, если котел производит влажный пар.

Многие отопительные фирмы предпочитают работать исключительно на самом котле. Но котел — это только часть системы отопления, и с такой узкой направленностью невозможно добиться существенной экономии. Определить необходимый объем работ означает покинуть котельную и обратиться к системе парораспределения.

Как оценить систему распределения пара

1.

Сначала поднимитесь на крышу. Это позволяет легко увидеть форму и планировку здания, что поможет вам найти паровую магистраль.

Здание П-образной формы? Н-образный? Сделайте простой набросок контура здания. (Если управляющий зданием может предоставить план этажа, не стесняйтесь использовать его.) На этом плане покажите, где находятся дымоход, переборка лифта и вентиляционные трубы. Эти компоненты здания идут прямо в подвал, поэтому их отображение на чертеже облегчит ориентацию, когда в подвале прослеживается сеть.

2. Осмотрите апартаменты на верхнем этаже

После осмотра крыши войдите в апартаменты на двух верхних этажах. Проверьте несколько вещей:

• Все ли стояки открыты или только стояки прямого нагрева (голые трубы в ванных комнатах и ​​кухнях, как показано на рис. 1)?
• Если стояки открыты (как показано на рис. 2), все ли они имеют вентиляционные отверстия? Или только стояки прямого нагрева имеют вентиляционные отверстия?
• Какие у них вентиляционные отверстия, быстрые или медленные? Если вы сомневаетесь, данные производителя могут помочь определить это, но в целом, чем больше отверстие, тем быстрее вентиляция.
• Есть ли из них следы утечки воды?

3. Прогулка по подвалу

После посещения квартир на верхних этажах идите в подвал. Проследите паровую магистраль, начиная от котельной и заканчивая каждой магистралью. Нарисуйте сеть на наброске контура здания, который вы начали, находясь на крыше. Вы можете использовать красную ручку для линий снабжения и синюю ручку для любых возвратов (рис. 4).

4. Определите расположение вентиляционных отверстий основной линии

Вентиляция основной линии должна быть достаточной, но не обязательно точной. Цель состоит в том, чтобы разместить группы быстрых вентиляционных отверстий рядом с концами самой большой магистрали. В шестиквартирном доме с единственным паропроводом, идущим по середине подвала, единственное необходимое вентиляционное отверстие будет в конце этого единственного паропровода. В больших зданиях обычно требуется вентиляция сети в трех-пяти местах.

Вот несколько советов, где и где , а не , чтобы найти основные вентиляционные отверстия:

• Обратите особое внимание на участки здания, которые плохо отапливаются, и обязательно проветривайте их.
• Не беспокойтесь о небольших ответвлениях.
• Лучше не устанавливать вентиляционные отверстия на концах длинных сухих возвратов. Вместо этого поставьте вентиляционные отверстия рядом с последним отводом от питающей магистрали.
• НЕ устанавливайте вентиляционные отверстия в электрических помещениях. Выполните подключение в соседней комнате или проложите подключение через стену.

Детали трубопроводов для магистральных вентиляционных отверстий

Типы соединений

Соединения вентиляционных отверстий могут быть выполнены путем врезания фитингов, приварки на приварных муфтах или сверления и нарезания резьбы. Из трех методов сверление и нарезание резьбы часто являются наиболее рентабельными. Он недоиспользуется большинством сантехников. Опыт показал, что при обычном давлении пара существует небольшая опасность протекания отводов.

Лучшие места для подключения магистральных вентиляционных отверстий

Вентиляционные клапаны не нужно устанавливать непосредственно на паропровод. Они могут быть установлены на ответвлениях, которые соединяются в конце магистрали. Их также можно установить на капельный трубопровод диаметром 1¼ дюйма и больше, как показано на Рис. 5.

Вентиляционные отверстия могут быть установлены даже по бокам капельниц, как показано на Рисунке 6.

Но НЕ устанавливайте вентиляционные отверстия поверх капельницы, как показано на рис. 7, иначе они будут разъедены каплями воды.

Общие принципы прокладки магистральных вентиляционных отверстий

• При детализации вентиляционных соединений цель состоит в том, чтобы предотвратить разбрызгивание. Вода не должна попадать в вентиляционные отверстия, а вентиляционные отверстия должны дренироваться.
• Сохранение полного размера трубопровода прямо до вентиляционных отверстий помогает; так же как установка вентиляционных отверстий как можно выше на основной линии.
• Избегайте добавления горизонтального трубопровода. Оторвите верхнюю часть паровой трубы, если это возможно; в противном случае отрывайтесь под углом 45° над горизонталью.
• Вода может выплескиваться из колен, поэтому по возможности устанавливайте вентиляционные соединения на расстоянии не менее 18 дюймов от ближайшего колена.
• При объединении вентиляционных отверстий общий трубопровод должен быть не менее ¾”.
• При установке на капельную трубу выполните соединение в верхней части стойки сбоку, используя закрытый ниппель, а затем поднимите трубу как можно выше.

Размеры вентиляционных отверстий основной линии

Чем крупнее магистраль, тем больше вентиляционных отверстий в ней требуется. На приведенной ниже диаграмме показано, сколько вентиляционных отверстий необходимо установить в зависимости от общего объема вентилируемой паровой магистрали. (Примечание: можно использовать разные модели вентиляционных отверстий после корректировки на различные скорости вентиляции.)

Большие магистрали обычно делятся на несколько меньших. Вентиляционные отверстия идут на концах меньших магистралей, но их должно быть достаточно, чтобы также выпускать весь воздух в большой общий трубопровод. Расчеты не должны быть точными, достаточно щедрыми. Главные вентиляционные отверстия не могут быть слишком большими.

Вентиляционные стояки

• Практически любое здание от трех этажей и выше должно иметь вентиляционные стояки. Их можно пропустить в зданиях без вертикального дисбаланса, но это редкость.
• В системах с нисходящей подачей вентиляционные отверстия стояка проходят в подвале, но опять же такие системы встречаются редко.
• Вентиляция стояка сложнее, чем вентиляция основной линии. Мало того, что работа должна выполняться в занятых помещениях, так еще и стояков намного больше, чем паровых магистралей.
• Если стояки открыты, лучший способ добавить вентиляционное отверстие — это просверлить стояк и врезать его. Делайте это возле потолка, на полу чуть ниже верхнего этажа (если стояки не проходят через верхний этаж, что случается редко).
• Вентиляционных отверстий, сравнимых с Gorton #D или #1, достаточно для систем до шести этажей. В более высоких зданиях следует использовать вентиляционные отверстия, сопоставимые с Gorton #2. На рисунках 8 и 9 показано, как они могут быть подключены.

Работа становится намного сложнее, когда стояки заглублены в стены. Если напольные обогреватели закрыты, иногда целесообразно просверлить патрубок сразу под ручным клапаном, как показано на рис. 10.

Если ни один из этих вариантов не является жизнеспособным или доступным по цене, единственным реальным вариантом может быть размещение быстрых вентиляционных отверстий, таких как рекомендованные выше, непосредственно на радиаторах верхнего этажа.

Вентиляционные отверстия радиатора

Вентиляционные отверстия радиатора должны быть медленными моделями, такими как Hoffman 40s или 41s. Это поможет сбалансировать систему и предотвратить перегрев. При медленных дефлекторах на радиаторах пар сначала будет поступать к быстрым дефлекторам на концах магистралей и стояков и только потом начнет заполнять радиаторы. Цель состоит в том, чтобы все радиаторы в здании начали наполняться паром примерно в одно и то же время, независимо от того, насколько далеко они находятся от котла. Это обеспечивает гораздо более равномерный нагрев. Таким образом, маленькие вентиляционные отверстия радиатора сочетаются с большими главными вентиляционными отверстиями, чтобы сбалансировать распределение пара; см. рис. 11 для упрощенной схемы.

Расположение вентиляционных отверстий радиатора

Убедитесь, что вентиляционные отверстия нагревателей установлены низко, обычно примерно на треть высоты от дна (см. рис. 12 и 13). Это позволяет большему количеству пара заполнить радиатор до того, как вентиляционное отверстие закроется.

Сухой пар

Сухой пар, т. е. пар, содержащий небольшое количество увлеченных капель воды, необходим для всех паровых систем и является важной частью успешной балансировки пара. Если котел производит влажный пар, вода может просочиться из главных вентиляционных отверстий и нанести ущерб имуществу. Вода также может скапливаться на концах паровых магистралей и блокировать доступ пара к определенным линиям или помещениям.

Существует четыре недорогих меры, которые могут улучшить качество пара:

Ограничение сильного пламени

Чем быстрее пар выходит из котла, тем больше воды он уносит с собой. Ограничение сильного огня снижает максимальную скорость выхода и связанный с этим перенос.

Многие горелки имеют возможность снижать высокую скорость горения в режиме автоматической модуляции; это прямолинейно. Но один распространенный производитель навязывает выбор — средства управления горелками промышленного сжигания (IC) отключают автоматическую модуляцию при ограничении огня. Это отсутствие модуляции увеличивает цикличность и снижает эффективность, а также может сделать невозможным поддержание стабильно низкого давления, в котором нуждаются многие паровые системы.

Для горелок IC решение состоит в том, чтобы установить переменный резистор на 135 Ом в ветвь привода, ведущую к модулирующему двигателю. Примечание: НЕ устанавливайте резистор внутри шкафа управления горелкой, иначе горелка может потерять свой рейтинг UL. Вместо этого добавьте коробку везде, где ее можно надежно закрепить, и проложите через нее проводку модуляции. Четко обозначьте коробку.

Если горелка уже работала на ограниченном огне, разумно установить эту мощность. В противном случае 80% — хорошая отправная точка. Нет никаких недостатков в ограничении сильного огня, если котел может создавать давление пара.

Очистка котловой воды

Распространенной причиной появления влажного пара являются маслянистые вещества в котловой воде. Он появляется практически каждый раз, когда в системе выполняются работы по трубопроводу. Нефть не видна, и ее нелегко обнаружить. Предположим, что в воде есть масло после того, как были выполнены работы с трубопроводом, или если влажный пар является известной проблемой. Если работы с трубопроводом выполняются летом, лучше подождать до осени, чтобы выполнить эту очистку. Как только начнется нагрев, масло может пройти неделю или две, чтобы добраться от радиаторов до котла.

Скимминговые котлы

Скимминг — давно известный метод удаления масла из котловой воды. Цель состоит в том, чтобы скользить по поверхности нагретой, но спокойной воды. Нагрев котла (но не выделение пара) разрыхляет масло. Рассыпчатая нефть собирается на поверхности воды. Вода должна быть спокойной (не кипящей), иначе масло снова смешается с водой, а не останется на ней.

Чтобы быть эффективным, водосборный слив должен находиться на поверхности воды или чуть выше нее. Он также должен быть большим. Труба в полном размере от сливного отверстия и не уменьшайте, по крайней мере, до фута ниже локтя.

Чтобы снять пену, разожгите котел, пока не пойдет пар, затем выключите горелку. (Котел будет оставаться достаточно горячим для приготовления горячей воды для бытовых нужд). Полностью откройте слив обезжиривателя, затем откройте клапан ручной подачи. (Если нет ручного клапана подачи, проложите временную проводку, чтобы блок конденсата работал так же). При необходимости отрегулируйте подающий клапан так, чтобы уровень воды был не выше середины сливного крана. Через несколько часов закройте вентили и слейте воду из котла в обычную водопроводную линию. Немедленно зажгите горелку, чтобы удалить кислород из пресной воды. Убедитесь, что котел нагрет паром.

Очистка моющим средством

Рекомендуется после снятия пены очищать моющим средством, особенно на новых котлах. У производителя котла может быть список разрешенных продуктов и методов для этого. Но часто самым простым методом является использование моющего средства для посудомоечных машин, содержащего пеногаситель, такого как Cascade, который предотвратит пенообразование в бойлере. Примерно через неделю пеногаситель начнет разрушаться, поэтому через несколько дней необходимо слить воду из котла. Используйте моющее средство без запаха, иначе все здание будет пахнуть лимоном. В качестве очень грубого эмпирического правила используйте одну унцию стирального порошка на три лошадиные силы котла.

Для насосной системы возврата самый простой способ добавить моющее средство — залить его в питающий бак. Если питательного бака нет, моющее средство может поступать прямо в бойлер. На стальном котле удалите заглушку со стороны котла ниже ватерлинии и проложите патрубок, как показано на рис. 14. чтобы стиральный порошок не попал в колено, вставьте уличный колено в кран, а затем прямо вверх. При добавлении моющего средства влейте немного воды, чтобы очистить отверстие.

Чугунные котлы тяжелее, потому что в них мало отводов. Лучшим вариантом может быть заливка моющего средства через кран предохранительного клапана. Налейте воду по мере необходимости, чтобы смыть весь порошок перед повторной установкой предохранительного клапана. НЕ добавляйте моющее средство через контрольное отверстие. Порошок может попасть в трубопроводы и косички, что может повлиять на работу органов управления.

Моющее средство необходимо удалить из бойлера через несколько дней, иначе оно начнет пениться. Чтобы удалить моющее средство:

• Стальные бойлеры: Слейте воду из бойлера, затем снова заполните и снова слейте воду, чтобы удалить все следы моющего средства.
• Чугунные котлы: Необходимо соблюдать осторожность, чтобы защитить чугун от теплового удара. В идеале позаботьтесь о том, чтобы котел был холодным, когда вы вернетесь на место работы, чтобы удалить моющее средство. Если котел необходим для ГВС, убедитесь, что аквастат установлен на минимально возможное значение. Добавьте воду, затем выполните серию частичных наполнений и сливов, чтобы предотвратить шок, прежде чем выполнять полный слив.

Во всех случаях сразу после этого зажигайте горелку, чтобы удалить кислород из пресной воды. Убедитесь, что котел нагрет паром.

Особое слово о флюсе

Если для каких-либо трубопроводов в паровой системе используется медный припой, используйте только водорастворимый флюс для паяльной пасты. Стандартный флюс имеет масляную основу и является липким. Чтобы вытащить его из котла, требуется целая вечность.

Анодные стержни

Чрезмерная химическая обработка воды приводит к уносу и влажному пару. К счастью, есть альтернатива: анодные стержни (см. рис. 15), которые работают по тому же принципу, что и расходуемые аноды в водонагревателях. Анодный стержень изготовлен из металла, такого как магний или алюминий, который более реакционноспособен, чем сталь; когда оба металла физически соединены в воде, более реактивный из них будет подвергаться коррозии быстрее, тем самым защищая менее реактивный металл (в данном случае котельную сталь) от коррозии.

Анодные стержни котлов обычно необходимо заменять ежегодно, а стоимость сравнима с годовой химической очисткой воды.

Стержни устанавливаются через люк и прокладываются между жаровыми трубами (см. рис. 16). (Пока люк открыт, убедитесь, что паровое сопло обрезано, иначе сухой пар будет невозможен.) Если люка нет, стержни можно распилить вдоль пополам и вставить через люк. Максимизируйте контакт между стержнями и трубками.

Для больших котлов требуется несколько стержней. Следует проконсультироваться с производителем анодного стержня для получения рекомендаций по применению. Таблицу 2 можно использовать в качестве примерного эмпирического правила для определения того, сколько баров необходимо установить в зависимости от мощности котла.

Если подпиточная вода подается в ресивер, рекомендуется также поставить в ресивер планку, чтобы можно было удалить часть кислорода из воды еще до того, как она попадет в котел.

Анодные стержни, вероятно, не следует использовать в негерметичных системах, например, с протекающими подземными трубами, переполненными ресиверами или разбрызгивающими вентиляционными отверстиями. Если суточная подпиточная вода превышает 2 % от водосодержания парового котла, перед переходом на анодные стержни необходимо откорректировать потери воды. Предположим, что подземные трубы протекают, если водомер не докажет обратное. Если в системе нет заглубленных труб, ресивера и разбрызгивающих воздухоотводчиков, а в котле нет внутренних утечек, то систему можно считать герметичной.

Анодные стержни нельзя использовать в чугунных котлах. Но чугунные котлы в герметичных системах не нуждаются в анодных стержнях или химводоподготовке. (Однако в некоторых регионах может потребоваться умягченная вода.) В отличие от стали, чугун образует оксидное покрытие, которое останавливает дальнейшую коррозию. Но оксидный слой не может защитить от чрезмерного количества подпиточной воды, поэтому важно контролировать использование воды и проверять области вероятной потери воды (особенно подземные возвраты).

Опустить ватерлинию

Открытое пространство внутри котла вверху имеет решающее значение для производства сухого пара. В этой области, называемой паровой камерой, капли воды выпадают из пара, а не попадают в систему. Чем больше паросборник, тем суше пар, и чем ниже ватерлиния, тем больше паровой сундук, поэтому понижение ватерлинии способствует получению сухого пара.

Если стальной котел не имеет безрезервуарного змеевика, метка заливки на водопитателе/отсечке первичного низкого уровня воды (LWCO) должна быть примерно на ½ дюйма выше верхней части труб. Если есть змеевик, установите ватерлинию как можно ниже, при этом покрывая достаточно змеевика, чтобы сделать горячую воду.

Для чугунных котлов следуйте рекомендациям производителя. Это часто дает гораздо более низкую ватерлинию, чем предполагалось. Например, один производитель требует, чтобы метка отливки на регуляторе подачи находилась на 1½ дюйма выше нижней части смотрового стекла. В результате получается максимально большой паровой комод, но при этом обеспечивается безопасность.

Максимальное использование малого огня

Полный динамический диапазон

Полный динамический диапазон имеет решающее значение для эффективности. Плохой динамический диапазон увеличивает количество циклов и может сделать невозможным поддержание постоянного низкого давления пара, необходимого для паровых систем. Цель состоит в том, чтобы получить минимально возможный слабый огонь, достаточно низкий, чтобы котел никогда не выключался из-за давления. Это позволяет котлу поддерживать постоянный напор пара низкого давления в течение всего теплового цикла.

Подтверждение малой мощности пламени

Обратите внимание на указанную производителем малую мощность пламени на паспортной табличке горелки. Затем проверьте фактическую скорость малого пламени следующим образом:

Газовая горелка с: Часы газового счетчика, когда горелка работает на малом огне. Дайте счетчику проработать несколько оборотов, затем рассчитайте расход по следующей формуле:

(всего кубических футов) x 3600 ÷ (всего секунд) = MBH

. несколько оборотов циферблата и сделайте расчет общего показания.

Горелки с распылением под давлением: Считайте манометр, показывающий давление масла на сопле. Установите один, если необходимо. Затем используйте таблицу рейтинга сопел, чтобы определить скорость стрельбы.

Топливные горелки с воздушным распылением:  Непосредственно проверить мощность этих горелок невозможно без установки расходомера. Вместо этого убедитесь, что устройство дозирования масла (насос или клапан) совершает полный диапазон движения. Если применимо, прочтите модель насоса-дозатора и размер штифта. Сравните с таблицами производителя, чтобы определить скорострельность.

Проверить все

Работайте вместе с техником по горелкам, чтобы добиться как можно меньшего пламени при надежной работе. Для этого может потребоваться подтверждение газового регулятора, размера и давления форсунки, дозирующего насоса и регулятора тяги.

Регулятор давления нижнего диапазона

После установки главного вентиля и сведения к минимуму расхода топлива на малом огне рекомендуется установить регулятор давления, точный при низком давлении. Одним из распространенных вариантов является Vaporstat. Vaporstats не только облегчают работу при низком давлении, но и не позволяют техническим специалистам повышать давление пара.

Пароотвод и трубопровод рядом с котлом

Размер выпускного отверстия котла и конструкция трубопровода рядом с котлом (также известного как коллекторный трубопровод) также оказывают большое влияние на качество пара. Если выпускное отверстие для пара слишком мало, высокая скорость выхода пара будет уносить с собой капли воды — отсюда и преимущество ограничения сильного огня, как обсуждалось выше. Кроме того, трубопровод рядом с котлом должен обеспечивать путь для капель воды, которые уносятся, чтобы вернуться непосредственно обратно в котел, а не попадать в систему распределения. Это разделение достигается за счет импульса.

Один из традиционных примеров показан выше на рис. 17.  Более легкий пар может быстро подняться к зданию, в то время как более тяжелые капли воды продолжают свой путь и возвращаются обратно в котел через уравнитель.

Замена трубопровода коллектора может быть очень дорогостоящей, а изменение размера выхода пара — еще дороже. Очень важно, чтобы эти детали были правильными при установке нового котла. Однако для большинства проектов модернизации четыре меры, перечисленные выше, являются наиболее экономически эффективными вариантами улучшения качества пара.

Трубопровод с обратным уклоном

Паропровод с обратным уклоном может создавать углубления, в которых скапливается вода. Они часто вызывают гидравлический удар, особенно в начале цикла нагрева. Этот молоток может разрушить вентиляционные отверстия магистрали, поэтому перед установкой вентиляционных отверстий обязательно исправьте такие условия.

Управление

В большинстве паровых систем управление отоплением не знает, что происходит в квартирах. Он работает в зависимости от температуры наружного воздуха; Чем холоднее, тем дольше работает котел. Этот непрямой механизм по своей сути неточен и склонен к перегреву здания. Чтобы добиться снижения энергопотребления и затрат за счет усовершенствований системы отопления (или других улучшений энергоэффективности, таких как добавление герметизации и изоляции), крайне важно, чтобы система управления была достаточно умной, чтобы понять, что нагрузка была снижена.

Одним из проверенных способов замкнуть эту петлю обратной связи является установка новой системы управления отоплением, которая реагирует на датчики температуры, установленные в репрезентативной выборке квартир. В небольших зданиях могут использоваться готовые компоненты, а в более крупных может потребоваться более индивидуальное решение. В большинстве случаев датчики температуры беспроводные, что упрощает установку.

Эти элементы управления могут включать в себя отключение в теплую погоду и функции отключения в ночное время для оптимизации эффективности.