Глава 18. Совершенствование системы отопления
§ 18.1. Реконструкция системы отопления
Реконструкция системы отопления, т.е. частичная или полная замена ее элементов, их конструктивная модернизация, осуществляется в связи с физическим износом системы, различного рода технологическими изменениями, вызванными назначением и объемом здания или условиями работы системы, ее моральным старением и другими причинами.
Износ системы водяного и парового отопления при длительной эксплуатации происходит под воздействием внутренней, а иногда и внешней коррозии. Вследствие отложения взве-шенных частиц и образования накипи повышается гидравлическое сопротивление тепло-проводов, отопительных приборов, ухудшаются их теплотехнические свойства. Этим же процессам подвержены оборудование систем (теплообменники, баки, воздухосборники, грязевики и пр.) и запорно-регулирующая арматура.
456
Исследованиями систем водяного отопления, проведенными в условиях их эксплуатации, установлено заметное различие в изменении потерь давления в системах в течение много-летней эксплуатации в зависимости от качества теплоносителя. Оценить это изменение можно по формуле
где р2, рр - потери давления в системе отопления, соответственно, через z лет эксплуа-тации и расчетные; а - коэффициент, зависящий от качества теплоносителя (а=0,17 для де-аэрированной воды при содержании кислорода в ней до 0,1 мг/л и а=0,65 для не деаэриро-ванной и смешанной воды при содержании кислорода 10 мг/л).
В начале эксплуатации потери давления в новой системе водяного отопления составляют около 60 % расчетных. Расчетные потери давления достигаются в системах, питаемых не деаэрированной водой, практически в первый год эксплуатации, а в системах, работаю-щих на деаэрированной воде, через 8... 10 лет эксплуатации.
Повышение потерь давления в системе приводит к уменьшению расхода теплоносителя (см. рис. 3.11), к гидравлической и тепловой разрегулировке системы отопления и сниже-нию теплоотдачи ее элементов.
Срок службы отдельных элементов системы отопления не одинаков (см. § 15.2). Долго-вечность систем зависит от вида и качества используемого теплоносителя, условий их ра-боты. Срок службы систем водяного отопления возрастает при их теплоснабжении от ТЭЦ и тепловых станций, когда проводятся умягчение и деаэрация воды, по сравнению с теплоснабжением от местных котельных. Особенности работы системы парового отопле-ния, более интенсивные процессы коррозии, происходящие в ней, ставят ее на последнее место по долговечности среди других систем. Наиболее долговечной считают систему воздушного отопления (за исключением воздухонагревателей).
Срок службы системы отопления зависит и от материала, из которого сделаны ее элемен-ты, его качества. Например, коррозионные процессы, особенно в стальных отопительных приборах и деталях, быстро понижают их прочность. Важно и качество изготовления са-мих элементов, проведения сборочных и монтажных работ.
Решение о частичной или полной замене элементов системы отопления принимают после специального обследования, в ходе которого проводят гидравлическое и тепловое испы-тания системы, определяют расход теплоносителя в системе в целом и ее отдельных уз-лах, соответствие теплоотдачи элементов расчетной. Состояние металла в системе оцени-вают путем исследования образцов, извлеченных путем частичной разборки или вырезки.
Проектируя реконструкцию системы отопления, стремятся сохранить те ее элементы, ко-торые мало изменили свои свойства в процессе эксплуатации. К ним относятся чугунные радиаторы и ребристые трубы, которые при качественной ежегодной промывке практиче-ски не подвержены коррозии. Относительно долго служат и те элементы системы, кото-рые выполнены из медных сплавов и неметаллических материалов.
При реконструкции систем отопления с использованием существующих стальных труб эквивалентную шероховатость их внутренней поверхности принимают: для воды и пара - 0,5, конденсата - 1,0 мм.
457
Реконструкцию системы отопления часто проводят по причинам, не связанным непосред-ственно с ее состоянием. Так, полную замену системы осуществляют при капитальном ремонте, связанном с перепланировкой здания. При этом иногда принимают принципи-ально новое схемное решение системы с заменой устаревших конструкций, использовани-ем нового оборудования, обеспечением автоматизации. В новом проекте учитывают воз-можные изменения теплозатрат на отопление помещений.
В производственных и коммунальных зданиях конструкция системы отопления может из-меняться вследствие изменения технологических процессов, теплового режима помеще-ний, а также назначения здания в целом.
Полная реконструкция системы отопления требуется при замене теплоносителя, напри-мер, при переходе от пара к воде.
Изменение условий теплоснабжения здания (изменение температуры, давления тепло-носителя) вызывает реконструкцию тепловою ввода и местного теплового пункта. Боль-ших затрат требует, в частности, перевод системы водяного отопления с зависимой на не-зависимую схему присосдинения к тепловой сети (см. § 3.1). При этом дополнительно устанавливают теплообменники, циркуляционные и подпиточные насосы, расширитель-ный бак, новые контрольно-измерительные приборы, приборы автоматизации, запорно-регулирующую арматуру. Каких-либо дополнительных изменений непосредственно в си-стеме отопления обычно не требуется.
Повышение требований к тепловому комфорту в зданиях, качеству работы инженерно-
го оборудования со снижением эксплуатационных затрат, в том числе экономией тепло-вой энергии, также вызывает необходимость реконструкции системы отопления. Неспо-собность системы отопления удовлетворять возросшим требованиям называют ее мо-ральным старением. Качество устаревшей системы повышают путем частичной модер-низации отдельных узлов и деталей, оснащения ее средствами управления и диспетчер-ского контроля.
Одной из причин реконструкции может быть изменение условий эксплуатации системы отопления. Например, переход от постоянного теплового режима помещений здания к пе-ременному с прерывистым отоплением. При этом изменяют мощность системы отопле-ния, ее конструкцию, схемное решение, вводят новое оборудование.
Новую систему отопления в настоящее время проектируют, предусматривая возможность ее реконструкции или модернизации в будущем. Например, разделяют систему водяного отопления на пофасадные части для оснащения в будущем приборами автоматического регулирования. Предусматривают возможность замены обычного элеватора элеватором с регулируемым соплом или смесительным насосом, перехода к независимой схеме присо-единения к тепловой сети.
системах воздушного отопления автоматизируют действие отопительных агрегатов и воздушно-тепловых завес, центральных систем, в том числе регулирование распределения воздуха по каналам и воздуховодам.
зданиях старой постройки реконструкция системы отопления, как правило, связана с конструктивными изменениями (например, с перекладкой магистральных труб). Учет этих затрат, а также стоимости нового автоматизированного оборудования часто приводит к выводу об экономической нецелесообразности реконструкции морально устаревшей си-
458
стемы. Окончательное решение и выбор варианта реконструкции в этом случае увязывают с экономической целесообразностью реконструкции всего здания в целом.
Частичную реконструкцию системы отопления может вызвать какой-либо внутренний дефект, который нельзя устранить путем ремонта. Например, при выходе из строя замоно-личенных в строительные конструкции греющих элементов приходится устанавливать но-вые отопительные приборы непосредственно в обогреваемых помещениях, присоединяя их к существующей системе.
В редких случаях, в условиях особенно суровых зим, реконструкция вызывается послед-ствиями аварий, особенно при неправильной эксплуатации систем отопления.