Двенадцать "снежинок" из ниток - ностальгия по уюту. Азы домашнего шитья...("Сделай сам" №3∙1995)

В.В. Ильин, В.Г. Герасимов

Эта статья продолжает тему об инженерном благоустройстве сельского дома (статью «Артезианская скважина на приусадебном участке» см. в журнале «Сделай сам», № 3/1994). В ней приводятся расчеты теплопотерь дома через наружные ограждения, их соответствие санитарно-гигиеническим требованиям, говорится о том, как подобрать источник теплоснабжения с учетом тепла, используемого при горячем водоснабжении, как распределить нагревательные приборы по помещениям, а также приведены наиболее употребляемые в сельском строительстве схемы горячего и холодного водоснабжения.

В качестве примера приведены расчеты теплопотерь сельского дома, расположенного в Московской области. В доме проживают 4 человека. Наружные размеры дома 10x8 м, имеется пристройка размером 2,3x4,5 м. В пристройке, выполняющей роль котельной, расположены артезианская скважина с насосом, накопительный бак для холодной воды, отопительный котел, работающий на твердом топливе, и ящик для складирования трехсуточного запаса топлива.

Так что часть инженерных сооружений, вынесенная в отдельную котельную, не только улучшает вид жилых помещений, делает их более чистыми в менее шумными, но также дает возможность благодаря более низкой установке котла увеличить скорость прогрева системы отопления.

В статье приведены расчеты для определения длин трубопроводов, даны рекомендации по изготовлению отдельных элементов систем, их монтажу и испытанию.

Статья рассчитана на широкий круг читателей, все вычисления производятся в пределах четырех арифметических действий.

Примеры и необходимые справочные сведения позволят читателю самостоятельно произвести расчеты применительно к своим условиям.

Сведения по изготовлению деталей, узлов, монтажу и испытанию систем, чертежи ряда инструментов и приспособлений также помогут читателям все работы произвести без посторонней помощи.

Как определить теплопотери сельского дома

Процесс потери тепла через наружные ограждения помещения, протекающий под воздействием низких температур наружного воздуха и ветра, является физическим процессом теплопередачи.

Тепловой поток помещения с температурой внутреннего воздуха t_в, подходит к ограждению и нагревает его внутреннюю поверхность до температуры τ_в. Далее тепловой поток проходит через толщу стены, постепенно теряя температуру, достигает наружной поверхности стены, нагревает ее до температуры τ_н. Этот процесс изображен на рис. 1, а.

Потеря тепла в тепловом потоке, идущего из внутреннего помещения, зависит от тепловосприятия ограждения R_в, сопротивления теплопроводности материалаа ограждения R_τ, и сопротивления теплообмену на наружной поверхности R_н.

Потеря тепла в толще ограждения R_τ, зависит от толщины ограждения δ и коэффициента теплопроводности материала λ, из которого выполнено ограждение. В том случае, если ограждение имеет несколько слоев, как это представлено на рис. 1, б, то термическое сопротивление ограждения будет равно сумме термических сопротивлений отдельно входящих слоев.

Общее сопротивление теплопередаче монолитного ограждения равно сумме этих сопротивлений:

R_о = R_вн + R_τ + R_н (1)

или

R_о = R_вн + ^δ/_λ + R_н,

где

R_τ = ^δ/_λ представляет собой термическое сопротивление теплопроводности ограждения.

Общее сопротивление теплопередаче многослойного ограждения, представленное на рис. 1, б, равно

R_о = R_вн + ^δ1/_λ1 + ^δ2/_λ2 + R_н,

где R_τ = ^δ1/_λ1 + ^δ2/_λ2

В общем виде эта формула может быть представлена как

R_о = R_вн + R_τ + R_н

где R_τ = ^δ1/_λ1 + ^δ2/_λ2 + … ^δn/_λn (2)

Тепловая мощность отопительной системы рассчитывается на основании составления теплового баланса в обогреваемых помещениях, теплопотери которых должны компенсироваться притоком тепла от системы отопления.

Рис. 1. Теплопередача через ограждения:

_{а — однослойное; б — многослойное;}

_{Qогр — тепловой поток через ограждение; tв — температура воздуха в помещении; τв — температура внутренней поверхности ограждения; τн — температура наружной поверхности ограждения; tн — расчетная зимняя температура воздуха; δ — толщина материала; λ — теплопроводность материала; Rв — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности ограждения; Rτ — сопротивление толщи ограждения; Rн — сопротивление на наружной поверхности ограждения; Rо — общее сопротивление теплопередаче}

Теплопотери помещений зависят от температуры наружного воздуха в зимнее время и способности ограждении в отапливаемых помещениях (наружные двери, окна, стены, полы и потолки) удерживать тепло.

В течение зимы температура наружного воздуха постоянно меняется. За расчетную температуру t_н принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки зимнего периода в данной местности. Расчетные зимние температуры по городам СНГ приведены в приложении 1. Оценка тепловых потерь отапливаемых помещений производится в Вт. Суммарные теплопотери помещения рассчитываются по формуле:

Ф_сум = Ф_{нар. стен} + Ф_окон + Ф_дверей + Ф_{потолка} + Ф_пола + Ф_{вн. перекр.} + Ф_доб. (3), где Ф_доб. = добавка на потерю тепла через наружные двери при их открывании, нагревание наружного воздуха, попадающего в отапливаемое помещение через притворы окон и дверей, а также на наружные стены, окна и двери в зависимости от их расположения по отношению к странам света.

Теплопотери через внутренние перегородки, выходящие в соседние помещения, учитываются только в том случае, если разность температур в этих помещениях превышает 5 С.

Теплопотери через отдельные ограждения определяются по формуле

Ф_огр = F/R·(t_вн — t_н)·n + Ф_доб. (4)

Рассмотрим каждый член этой формулы в отдельности.

F — площадь ограждения, которая вычисляется с соблюдением определенных правил:

1) площади окон F_о и дверей F_д измеряют по наименьшему строительному проему;

2) площади потолка F_пт и пола F_пл, измеряют между осями внутренних стен и внутренней поверхностью наружных стен;

3) площади наружных стен F_нс измеряют между наружным утлом и осями внутренних стен, а по высоте: на первом этаже — от поверхности пола по грунту (при устройстве пола по грунту) или от верхней поверхности лаг (при устройстве пола по лагам) до верха конструкции чердачного перекрытия при одноэтажном строении, от поверхности пола до поверхности пола — для средних этажей и от поверхности пола до верха конструкции чердачного перекрытия — для верхних этажей;

4) площадь внутренних перегородок F_вн берется по внутреннему обмеру.

Подземные части наружных стен рассматриваются при расчете теплопотерь как продолжение пола.

R_o — величина общего сопротивления теплопередаче.

Для вычисления R_o по ранее приведенным формулам необходимо:

1) определить зону влажности данной местности. Эти сведения содержатся в приложении 1 «Климатические данные по некоторым пунктам СНГ»;

2) по приложению 3 «Данные для выбора расчетных значении λ…», исходя из определенной зоны влажности и влажностного режима помещения определить условия эксплуатации «А» или «Б», при этом необходимо учесть, что влажностной режим жилых помещений относится к нормальному;

3) по приложению 4 «Теплотехнические показатели строительных материалов» определить коэффициенты теплопроводности строительных материалов;

4) по приложению 2 определить сопротивление тепловое приятию внутренней поверхности ограждений R_в;

5) по приложению 5 определить значение сопротивления теплопередаче наружной поверхности ограждения. При вычислениях R_τ толщина материала ограждения указывается в метрах.

(t_вн — t_н) — расчетная разность температур.

n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху. Принимается по приложению 7.

t_вн — расчетная температура внутреннего воздуха. Принимается по приложению 8.

t_н — расчетная температура наружного воздуха. Принимается по приложению 1.

Ф_доб. — значения добавочных теплопотерь в процентах к основным потерям тепла приведены ниже.

Для наружных вертикальных и наклонных стен, дверей, окон, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад…10 %;

— на юго-восток и запад…5 %.

Те же ограждения зданий в местностях с расчетной зимней скоростью ветра до 5 м/сек, до 10 м/сек, более 10 м/сек:

— защищенные от ветра…5; 10; 15 %;

— незащищенные от ветра..10; 20; 30 %.

Наружные двойные стены и окна помещений…5 %.

Наружные двери при открывании их на короткое время для «n»-этажных эдакий:

— двойные двери без тамбура…100n %;

— двойные двери с тамбуром между ними…80n %;

— одинарные двери без тамбура…65n %.

При определении теплопотерь отдельного помещения учитывают следующие дополнительные сведения.

1. Значение сопротивлений теплопередаче R_o для оконных и дверных проемов в деревянных переплетах (см. приложение 6).

2. Теплопотери пола Ф_пола вычисляются отдельно для полов неутепленных и утепленных, а также для полов, расположенных на лагах.

Неутепленными полы считаются, если они расположены непосредственно на грунте и состоят из нескольких слоев материалов с теплопроводностью каждого из них λ >= 1,16 Вт/м°С.

Потери теплоты через неутепленные полы исчисляются по зонам каждая шириной 2 м, расположенным параллельно наружным стенам. Как было отмечено ранее, подземные части наружных стен рассматриваются как продолжение пола. Сопротивление теплопередаче R_нп составляет:

— для первой зоны… R^I_нп = 2,15 м²°С/Вт

— для второй зоны… R^II_нп = 4,3 м²°С/Вт

— для третей зоны… R^III_нп = 8,6 м²°С/Вт

— для остального пола… R^IV_нп = 14,2 м²°С/Вт

Утепленными считаются те полы, утепляющий слой которых имеет 1,16 Вт/м°С.

Сопротивление утепленных полов теплопередаче R_уп = R_нп + ^δ/_λ

где R_нп — сопротивление теплопередаче неутепленного пола;

δ — толщина утеплительного слоя в м;

λ — теплопроводность утеплительного слоя в Вт/м°С

Сопротивление полов, расположенных на лагах, R_лаг = R_уп/0,85.

Площадь пола, примыкающую к наружному углу, размером 2x2 м, учитывают дважды.

Если теплозащитные свойства наружных ограждений недостаточно высоки, то в процессе эксплуатации на них может конденсироваться влага, что является нарушением санитарно-гигиенических требований.

Правильной оценкой теплозащитных свойств данного ограждения может служить сравнение R_o с R^тр_о — требуемого сопротивления теплопередаче, которое учитывает санитарно-гигиенические требования. Сопротивление R_o должно быть несколько больше, чем R^тр_о, в противном случае сопротивление теплопередаче ограждения должно быть усилено за счет установки дополнительных утеплительных слоев. Значительное превышение R_o над R^тр_о свидетельствует о необоснованном запасе сопротивления теплопередаче и о возможности сделать ограждение и тоньше и дешевле. В том случае, когда ограждение соответствует нормам, принятым в типовом строительстве (например, толщина наружных стен в Подмосковье должна быть 51 см), такая проверка не требуется.

Вычисление R^тр_о производится по формуле:

R^тр_о = (t_вн — t_н)·n·Δt^н·α_в (5), где

n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху — приложение 7;

t_вн — расчетная температура внутреннего воздуха — приложение 8;

t_н — расчетная температура наружного воздуха — приложение 1;

Δt^н — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции — приложение 9;

α_в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций — приложение 10.

Определим теплопотери сельского дома, план которого представлен на рис. 2.

Рис. 2. План дома:

_{1 — кухня-столовая; 2 и 3 — жилые комнаты; 4 — ванная комната с санузлом; 5 — коридор; 6 — котельная.}

_{Подчеркнутые размеры являются длиной наружных ограждений отдельных помещений дома}

Наружные стены дома (рис. 3), выполненные из силикатного кирпича, имеют толщину 0,51 м с внутренней штукатуркой толщиной 0,02 м. Окна двойные со спаренными деревянными переплетами.

Рис. 3. Наружные ограждения:

_{I — стена; II — потолок; III — пол; 1 — кирпичная кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе; 2 — штукатурка на известково-песчаном растворе; 3 — засыпка из керамзитового гравия; 4 — пергамин; 5 — железобетонная плита; 6 — линолеум; 7 — оргалит; 8 — пергамин; 9 — доска сосновая}

Размер строительных проемов под них составляет 1,6х1,6 м. Наружные двери двойные, размер строительных проемов под них — 2,2x1,2 м.

Потолок в здании (рис. 3) имеет трехслойное покрытие, состоящее из железобетонной плиты толщиной 0,05 м, слоя пергамина толщиной 0,002 м и гравия керамзитового, слой которого имеет толщину 0,2 м.

Полы уложены на лагах. Настил пола (рис. 3) выполнен из сосновых досок толщиной 0,04 м и имеет сверх того трехслойное покрытие, состоящее из пергамина толщиной 0,002 м, оргалита толщиной 0,005 м и линолеума толщиной 0,005 м.

Высота помещения (расстояние от чистого пола до потолка) — 2,7 м. Расстояние or земли до чистого пола — 0,8 м (рис. 4).

Рис. 4. Принципиальная схема горячего и холодного водоснабжения с элементами системы отопления:

_{1 — артскважина; 2 — бак-накопитель холодной воды; 3 — водонагреватель; 4 — дровяная колонка с ванной; 5 — трубопроводы подачи холодной воды; 6 — трубопровод подачи теплой воды из водонагревателя; 7 — котел системы отопления; 8 — главный стояк; 9 — стояк; 10 — подающие трубопроводы; 11 — обратные трубопроводы; 12 — подводка к батареям; 13 — батареи; 14 — расширительный бак; 15 — сигнальные трубы; 16 — циркуляционная труба; 17 — гибкие трубопроводы; ЦК — центр котла; ЦБ — центр батареи}

К стене, обращенной на северо-запад, пристроена котельная, наружные размеры которой составляют 4,5x2,3 м. В этой помещении находится отопительные котел 1, артскважина 2, ящик для хранения запаса топлива, расположенный паз площадкой 5 (рис. 5), и накопительная емкость для холодной воды 2 (рис. 4). Потолок пристройки (рис. 4) находится на уровне потолка жилого помещения, а пол заглублен на 0,4 м в землю. Полом пристройки (рис. 3) является монолитная бетонная плита толщиной 0,1 м. Наружные стены пристройки, как и всего дома, выполнены из силикатного кирпича и имеют толщину 0,51 м с внутренней штукатуркой толщиной 0,02 м. Пристройка имеет фрамугу, строительный проем которой равен 0,6x1,6 м. Дом, рассчитанный на 4 человек, находится в Московской области. Крыша дома покрыта рулонным материалом. Чердачное помещение не продуваемое, в силу чего температура воздуха в нем на 3…5 °C выше, чем снаружи.

Рис. 5. Размещение в доме сантехнического оборудования и газовой плиты:

_{1 — котел отопительный; 2 — артскважина; 3 — ванна и дровяная колонка; 4 — водоподогреватель; 5 — площадка, под которой размещается ящик для топлива; 6 — умывальник; 7 — унитаз; 8 — мойка; 9 — газовая плита; 10 — батарея}

Расчетная зимняя температура наружного воздуха в Московской области t_н = —25 °C, зона влажности нормальная (см. приложение 1).

Относительная влажность воздуха в жилых помещениях должна быть в пределах 50…60 %. Исходя из этих данных по приложению 3, устанавливаем условия эксплуатации. Они соответствуют букве «Б». Конкретные значения колонки «Б» находим в приложении 4.

Из условий примера известно, что для сооружения дома использованы следующие материалы, толщина и теплопроводность которых приведены в табл.1.

Располагая всеми необходимыми сведениями, рассчитаем сопротивление теплопередачи наружных ограждений дома.

Определим величину сопротивления теплопередаче стен дома.

R_ост = R_ан + δ₃/λ₃ + δ₄/λ₄ + R_н,

R_ан = 0,115 м²°С/Вт, R_н = 0,043 м²°С/Вт + R_ост = 0,115 + 0,51/0,81 + 0,043 = 0, 763 м²°С/Вт

Определим величину сопротивления теплопередаче потолка.

R_опт = R_ан + δ₁/λ₁ + δ₇/λ₇ + δ₃/λ₃ + R_н,

R_ан = 0,115 м²°С/Вт, R_н = 0,086 м²°С/Вт

R_опт = 0,115 + 0,05/2,04 + 0,002/0,17 + 0,2/0,2 + 0,086 = 1,235 м²°С/Вт

Таким же образом вычислим сопротивление теплопередаче полов. Полы в пристройке (котельной) являются неутепленными, так как бетонное покрытие пола имеет теплопроводность, превышающую 1,16 Вт/(м°С), в силу чего R_{неут. пола} I зоны = 2,15 м²°С/Вт, а R_{неут. пола} II зоны = 4,3 м²°С/Вт.

Полы в жилой части строения, кроме дощатого настила толщиной 0,04 м, имеют трехслойное покрытие из пергамина, оргалита и линолеума.

R_{утепл. пола} I зоны = R_{неутепл. пола} I зоны + δ₆/λ₆ + δ₇/λ₇ + δ₉/λ₉ + δ₈/λ₈ = 2,15 + 0,040/0,18 + 0,002/0,17 + 0,005/0,23 + 0,005/0,35 = 2,15 + 0,264 = 2,414 м²°С/Вт

R_{утепл. пола} II зоны = 4,3 + 0,264 = 4,564 м²°С/Вт

Сопротивление теплопередаче полов, расположенных на лагах, будет следующим:

R_лаг = R_{утепл. пола}/0,85

R_лаг I зоны = 2,414/0,85 = 2,84 м²°С/Вт

R_лаг II зоны = 4,564/0,85 = 2,84 м²°С/Вт

Сопротивление теплопередаче двойных окон R_окон = 0,34 м²°С/Вт

Сопротивление теплопередаче двойных дверей R_о дверей = 0,43 м²°С/Вт

Как было сказано ранее, теплопотери через отдельные ограждения вычисляются по формуле: Ф = F·I/R_о·(t_вн — t_н)·n + Ф_доб.

Рассмотрим значение каждого члена этой формулы применительно к условиям нашего примера.

F — площадь ограждения, которая вычисляется с соблюдением правил, изложенных ранее.

Размеры потолка и пола приведены на рис. 6, размеры наружных стен приведены на рис. 2. И те и другие подчеркнуты.

Толщина потолка, пола и высота наружных стен приведены ниже.

_{Толщина потолка:}

_{- плита железобетонная…0,050 м}

_{- засыпка из керамзитового гравия… 0,2 м}

_{- пергамин…0,002 м}

_{- толщина потолка…0,252 м}

_{Толщина пола:}

_{- дощатый настил…0,04 м}

_{- пергамин…0,002 м}

_{- оргалит…0,005 м}

_{- линолеум…0,005 м}

_{- толщина пола…0,052 м}

_{Высота стен в пристройке (котельной):}

_{- толщина потолка…0,252 м}

_{- высота помещения…2,7 м}

_{- расстояние от чистого пола до земли…0,8 м}

_{- высота стен в пристройке…3,75 м}

_{Высота стен в жилых помещениях:}

_{- толщина потолка…0,252 м}

_{- высота помещения…2,7 м}

_{- толщина пола…0,052 м}

_{- высота стен в жилых помещениях…3 м}

I/R_о — К — коэффициент передачи ограждения, величина, обратная сопротивлению теплопередаче.

Значения сопротивления теплопередаче и коэффициента теплопередачи ограждений приведены в табл.2.

(t_вн — t_н)·n — расчетная разность температур.

Пример: Вычислить представленное выражение для наружной стены дома, находящегося в Подмосковье. Стена является ограждением жилой комнаты.

Решение: t_н = -25 °C, t_вн = 20 °C, n = 1

[20 — (-25)]·1 = 20 + 25 = 45 °C

Ф_доб = добавочные теплопотери

Значения добавочных теплопотерь в процентах к основным теплопотерям приведены выше. Для проведения расчетов необходимо перевести проценты в коэффициент для учета добавок.

Пример 1. Основные теплопотери через ограждения составляют 2000 Вт. Добавки составляют: на страны света 5 %, на ветер 5 %, прочие 5 %. Определить величину теплопотерь ограждения вместе с добавками.

Решение. Добавки в сумме составляют 15 % от основных теплопотерь ограждения, что соответствует добавочным теплопотерям β, равным 0,15 β = 0,15. Для вычисления теплопотерь ограждения с учетом добавок необходимо умножить величину основных теплопотерь на коэффициент 1 + β или 2000 (1 + 0,15) = 2300 Вт.

Пример 2. Двойная дверь без тамбура, расположенная на первом этаже, выходит на юго-западную сторону застройки и имеет основные теплопотери, равные 120 Вт. Добавим на ветер 5 %.

Определить величину теплопотерь вместе о добавками.

Решение. Наружные двери без тамбура имеют 100 % добавку, умноженную на число этажей, т. е. теплопотери должны быть удвоены, а с учетом добавки на ветер составить

Решение. Наружные двери без тамбура имеют 100 % добавку, умноженную на число этажей, т. е. теплопотери должны быть удвоены, а с учетом добавки на ветер составить β = 1,05

1 + β = 1 + 1,5 = 2,05 или 120·2,05 = 246 Вт

Введение коэффициента теплопередачи ограждения К и преобразование Ф_доб. в коэффициент, на который умножается сумма основных теплопотерь, превратила формулу в ряд сомножителей

Ф = F·R·(t_вн — t_н)·n·(1 + β), где β — добавочные теплопотери

В таком виде расчет теплопотерь помещения легко укладывается в табличную форму, а таблица легко обсчитывается.

Теплопотери подсчитываются перемножением данных, содержащихся в графах 7, 8, 9, 13 ведомости. В ведомости производится подсчет теплопотерь по каждому помещению, так как разные помещения в зависимости от назначения имеют различную температуру воздуха, а в зависимости от их положения в доме, размеров и температуры воздуха — разные теплопотери, а, следовательно, должны иметь и разную мощность нагревательных приборов.

В ведомости используются следующие обозначения:

Н.с. — наружная стена. Пл. I — первая зона пола.

Д.о. — двойное окно. Пл. II — вторая зона пола.

П. — потолок. Д.д. — двойная дверь.

Фр. — фрамуга

Расчет площадей I и II зон в помещениях, расположенных в доме и указанных на рис. 6.

Для упрощения расчетов, связанных с теплопотерями через окна и двери, их коэффициенты теплопередачи разбиваются на две части, одна из которых равна коэффициенту теплопередачи стены (в нее монтируют окна или двери). Пример:

К_окна = 2,94 Вт/м²°С

К_двери = 2,32 Вт/м²°С

К_стены = 1,31 Вт/м²°С

К_окна = 1,31 + 1,63 = 2,94 Вт/м²°С

К_двери = 1,31 + 1,01 = 2,32 Вт/м²°С

Дальнейший порядок проведения расчетов демонстрируем на примере.

Определим теплопотери стены, имеющей одну дверь и одно окна Размеры стены 3x8 м, К_стены = 1,31 Вт/м²°С

Размеры окна 1,6x1,6 м, К_окна = 2,94 Вт/м²°С

Размеры двери 1,2х2,2 м, К_двери = 2,32 Вт/м²°С

Решение. Площадь стены 24 кв. м, окна 2,56 кв. м, двери 2,64 кв.м. Теплопотери стены Ф_стены = 24·1,31·45 = 1414,8 Вт.

Теплопотери стены включают в себя и теплопотери через окно и дверь с коэффициентом 1,31 Вт/м²°С.

Теплопотери окна, за исключением теплопотерь, учтенных при определении теплопотерь стены:

Ф_окна = 2,56·1,63·45 = 177,8 Вт, то же для двери

Ф_двери = 2,32·1,01·45 = 105,44 Вт

Общие теплопотери стены

Ф_общ = Ф_стены + Ф_окна + Ф_двери = 1414,8 + 177,8 + 105,44 = 1698 Вт.

Как было сказано выше, качественной оценкой теплозащитных свойств ограждения может служить сравнение R_o ограждения с R_о^тр — требуемого сопротивления теплопередаче для данного ограждения.

Пример. Потолок помещения имеет трехслойное покрытие:

железобетонные плиты толщиной 0,050 м, пергамин 0,002 м, засыпка из керамзитового гравия толщиной 0,2 м.

R_o потолка = 1,235 м²°С/Вт.

Требуется определить R_о^тр.

Решение. Вычисление производим по формуле (t_вн — t_н)·n/Δt^н, где ранее не употреблявшимися величинами являются:

Δt^н — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по приложению 9,

Δt^н = 4 °C

α_в — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по приложению 10,

α_в = 8,7 Вт/м²°С.

В приведенной формуле за t^н должна приниматься температура воздуха более холодного помещения. В нашем случае за t^н принимается температура —22 °C, что на 3° выше расчетной температуры, так как чердак не продувается.

R_о^тр = [20 — (-22)]·0,9/4·8,7 = 1,16 м²°С/Вт

R_о^тр меньше, чем R_o потолка, следовательно, конструкция потолка соответствует санитарно-гигиеническим требованиям.

_где

_{tн — расчетная зимняя температура наружного воздуха (средняя температура наиболее холодной пятидневки)}

_{tхс — средняя температура наиболее холодных суток}

_{tнв — расчетная зимняя вентиляционная температура (средняя температура наиболее холодного периода)}

_{tоп — средняя температура отопительного периода}

_{V — скорость ветра за январь}

_{Поп — продолжительность отопительного периода.}

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значение сопротивлений теплопередачи R и на наружной поверхности ограждений

1. Наружные стены, бесчердачные перекрыли 0,043 м²°С/Вт

2. Поверхности, выходящие на чердак 0,086 м²°С/Вт

3. Поверхности, расположенные над холодными подвалами и подпольями 0,172 м²°С/Вт

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Расчетная внутренняя температура воздуха t_вн для холодного периода года

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций α_в

Теплоснабжение сельского дома

Вода из артскважины или другого водоисточника должна по качеству соответствовать требованиям, предъявляемым к пищевым продуктам, и задача состоит в том, чтобы вода, прошедшая тепловую обработку, сохранила качество пищевого продукта.

Это может быть достигнуто только в том случае, если она в процессе нагрева не будет иметь контакта: с незащищенными от коррозии черными металлами, поверхностями, покрытыми лаками или красками, пластмассами или резинами, не предназначенными для хранения пищевых продуктов. Кроме того, в нагретом состоянии она не должна длительное время сохраниться в системе горячего водоснабжения. Наилучшими материалами для сооружения систем горячего водоснабжения являются нержавеющая сталь, оцинкованные трубы и оцинкованные соединительные части к ним, листовое оцинкованное железо и эмалированные емкости.

Потребление воды из системы горячего водоснабжения неравномерно как в течение суток, так и по дням недели. При наличии в доме системы горячего водоснабжения водой с температурой ниже 10 °C практически не пользуются.

В табл. 4 представлено приблизительное суточное потребление горячей воды семьей из четырех человек, что соответствует ранее приведенному примеру.

Воду с температурой ниже +50 °C получают благодаря разбавлению воды, получаемой из системы горячего водоснабжения с температурой +50 °C, с холодной водой, температура которой условно принята за 0 °C. Потребление горячей воды семьей для стирки белья и банных нужд таблицей не учитывается. Таблицей также не учитывается увеличенная потребность семьи в горячей воде в летнее время.

На рис. 7 показана конструкция водонагревателя. Он состоит из оцинкованной трубы Ду = 50 (2^п) 1, заключенной в кожух 2, выполненный из листового оцинкованного железа. Из оцинкованного железа выполнены крышка 3 и дно 4, в которые впаяны штуцеры с проходным сечением Ду = 20. Наружная конфигурация штуцеров должна быть рассчитана на присоединение водонагревателя к системе отопления с помощью гибких шлангов, как это показано на рис. 4. Наибольшая нагрузка от давления столба воды приходится на дно водонагревателя, в силу чего целесообразно опереть дно на металлический диск 5, закрепленный на центральной трубе.

Рис 7. Водонагреватель:

_{1 — центральная труба; 2 — кожух; 3 — крышка; 4 — дно; 5 — опорный диск; 6 — гайка; 7 — штуцер для присоединения к системе горячего водоснабжения}

Все швы водонагревателя должны быть пропаяны. Лучшим припоем для этих целей является пищевое олово, которым облуживают и пропаивают консервные банки.

Изготовление водонагревателя необходимо начинать с изготовления кожуха, изготовление крышки и дна вести, исходя из фактических размеров верхнего и нижнего краев кожуха.

Определим фактические размеры (диаметры) верхнего и нижнего краев кожуха, если длина окружности при замере по внешнему контуру верхнего равна 722 мм, а нижнего — 735 мм:

L = π·D

D = L/П

D_верх. = 722/3,14 = 230 мм

D_нижн. = 735/3,14 = 234 мм

π — безразмерный коэффициент, равный 3,14;

D — диаметр окружности по внешнему контуру в мм.

Условно принимаем, что в продолжение первой топки 50 % суточного расхода горячей воды, что составляет около 50 л, должны быть нагреты до температуры +50 °C. Учитывая, что это утренняя топка, считаем, что температура воды в системе отопления ниже расчетной и составляет +16 °C, время разогрева системы — 30 мин, а нагрев воды в водонагревателе производится в течение последующего часа.

Учетный расход тепла на нагрев 50 л воды от температуры +16 °C до +50 °C определим по формуле:

Q = C·m·(t_к — t_н) ккал

где С — теплоемкость воды, равная 1 ккал;

m — масса воды, равная 50 кг,

t_к — конечная температура воды, равная +50 °C;

t_н — начальная температура воды, равная +16 °C.

Q = 50·(50–16) = 1700 ккал.

Как было сказано выше, нагрев воды в теплообменнике производится в течение одного часа. 1 ккал/ч = 1,16 Вт, следовательно, расчетный расход;

Q = 1700·1,16 = 1972 Вт.

Площадь поверхности нагрева емкостного водонагревателя определим по формуле:

F_нarp. = 1,2·Q_гв./К·(t_п + t_о)/2 — t_г — t_x/2,

где Q_гв. - расчетный расход тепла на нагрев воды, равный 1972 Вт;

1,2 — коэффициент, учитывающий потери тепла;

К — коэффициент теплопередачи от теплоносителя к воде, который для стали равен 290, а для меди и латуни — 350 Вт/(м²°С)

t_п — температура теплоносителя в подающем трубопроводе, равная 80 °C;

t_o — температура теплоносителя в обратном трубопроводе, равная 60 °C;

t_г — расчетная температура горячей воды, равная 50 °C;

t_х — расчетная температура холодной воды, равная 16 °C;

F_нarp. = 1,2·1972/290·(80 + 60/2) — (50 + 16/2) = 0,24 кв.м

Передача тепла от воды, циркулирующей в системе отопления, воде, находящейся в водонагревателе, производится через нагретую поверхность центральной трубы водонагревателя.

Центральная труба имеет наружный диаметр d = 60 мм (0,6 дм, 0,06 м), длина трубы Н = 1,3 м. Площадь развертки трубы по наружному диаметру равна

S = π·D·H = 3,14·0,06·1,3 = 0,24 кв.м.

Для определения емкости теплообменника необходимо из объема кожуха водонагревателя вычесть объем центральной трубы. Кожух водонагревателя (рис. 7) представляет собой цилиндр, наружный диаметр которого D = 1300 мм (13 дм).

V₁ = π·D²/4·H = 3,14·2,3²/4·13 = 53,98 л.

Объем центральной трубы, диаметр которой равен 0,2 дм при длине 13 дм, равен,

V₂ = π·D²/4·H = 3,14·0,2²/4·13 = 3,67 л. (1 дм³ = 1 л.)

Объем водонагревателя равен разности этих объемов (53,98 — 3,67 = 50,29 л), что практически соответствует исходной величине.

Кроме перечисленных ежедневных потребностей в горячей воде, один раз в неделю семья должна помыться и постирать белье.

Для стирки белья необходимо затратить 20 л горячей воды с температурой 55 °C на один килограмм сухого белья и 120 л воды той же температуры для мытья одного человека.

Условно принимаем, что при еженедельной стирке вес сухого белья на семью из четырех человек составляет 6 кг.

Расход горячей воды с температурой 55 °C будет равен 4·120 + 6·56 = 600 л. Получение такого количества горячей воды в достаточно короткий срок (5–6 ч) может обеспечить дровяная колонка при непрерывной топке.

Учитывая, что горячее и холодное водоснабжение взаимно связаны, на рис. 4 схематично изображены элементы этих сетей применительно к условиям ранее поставленной задачи. Холодная вода с температурой +5 °C из артскважин подается в емкость 2. В качестве емкости используется стандартная чугунная ванна, внутренняя поверхность которой эмалирована. Вода подводится к ванне и отводится от нее с помощью узла, закрепленного в выпускном отверстии. Конструкция этого узла представлена на рис. 8.

Рис. 8. Узел заполнения и опорожнения накопительной емкости:

_{1 — труба, подающая воду из артскважины (изготавливается из стандартной оцинкованной трубы Ду-20); 2 — штуцер трубы 1 (изготавливается из латуни); 3 — крышка ванны с отбойным колпачком (изготавливается из оцинкованного железа); 4 — переходник (изготавливается из стандартного выпуска путем удаления крестовины); 5 — тройник (стандартная деталь); 6 — прокладка; 7 — пробка (изготавливается из латуни по размерам радиаторной пробки с правой резьбой); 8 — труба для опорожнения отопительной емкости (изготавливается из стандартной оцинкованной трубы); 9 — ванная (стандартная); 10 — переливное отверстие, в которое из стандартных деталей монтируется переливная Ду-25}

Ванна укрепляется под потолком пристройки. Для определения величины напора, под которым вода будет подаваться к кранам умывальников и дровяной колонке, необходимо вычислить расстояние между зеркалом воды в ванне и кранами. При расчете необходимо руководствоваться следующими данными: 1) высота помещения ванной комнаты — 2,7 м, 2) расстояние от чистого пола в ванной комнате до кранов — 0,95 м, 3) высота ванны — 0,46 м; 4) расстояние от верхнего края ванны до центра переливного отверстия — 0,075 м. 5) расстояние от верха ванны до потолка — 0,04 м.

Вода будет заполнять ванну до сигнальной трубки 15, смонтированной в переливном отверстии. Максимальный слой воды в ванне будет равен 0,46 м — 0,075 м = 0,385 м.

Наименьшим напором будет расстояние от дна ванны до уровня кранов 2,7–0,46 — 0,04 — 0,95 = 1,25 м вод. ст.

Наибольшим напор будет (при полном заполнении ванны) 1,25 + 0,38 = 1,635 м вод. ст.

Опыт показывает, что напор, равный 1.25 м вод. ст., не создаст затруднений в пользовании системами горячего и холодного водоснабжения, если они выполнены из труб Ду-20.

Установка емкости для холодной воды в отапливаемой пристройке имеет ряд существенных преимуществ перед установкой емкости для холодной воды на неотапливаемом чердаке:

1) не требуется утепления в зимнее время;

2) вода, содержащаяся в емкости, без каких-либо дополнительных затрат тепла прогревается, и если принять, что она нагревается только на 5 °C, то это за отопительный сезон, который для Москвы составляет 205 суток, приведет к экономии 250…300 кг каменного угля;

3) отвод конденсата, образующегося на стенках емкости, упрощен;

4) ремонтные работы, потребность в которых может возникнуть в зимнее время, будут происходить в значительно более благоприятных условиях.

Отопление сельского дома

Для отопления отдельных жилых домов высотой не более двух этажей, как правило, используются двухтрубные системы водяного отопления с верхней разводкой и естественной циркуляцией, принципиальная схема системы представлена на рис. 9.

Рис. 9. Схема системы отопления дома:

_{1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — стояк; 4 — водонагреватель; 5 — подающий трубопровод; 6 — обратный трубопровод; 7 — подводка к батареям; 8 — расширительный бак; 9 — переливная труба; 10 — циркуляционная труба; 11 — регулировочный кран; 12 — батарея; 13 — кран для спуска воды из системы}

Нагретая вода в котле по главному стояку поднимается вверх и по подающему трубопроводу, проложенному под потолком, направляется к нагревательным приборам. Охлажденная вода по обратному трубопроводу стекает в котел.

Давление, под действием которого происходит движение воды в системе отопления, называется циркуляционным. Оно возникает из-за разности веса горячей воды, находящейся в главном стояке и в котле до верхней разводки, и охлажденной воды — от верхней разводки до нижней. Циркуляционное давление для двухтрубной системы с естественной циркуляцией выражается формулой:

P = 9,81·(Р₀ — Р₂)·Н + ΔР, где

Н — вертикальное расстояние между серединами высот котла и нагревательных приборов:

(Р₀ — Р₂) — разность плотностей охлажденной и горячей воды, кг/м³;

ΔР — дополнительное давление в системе от охлаждения воды в трубах. Па.

Из анализа формулы видно, что циркуляционное давление тем больше, чем выше расположены нагревательные приборы над котлом и чем больше дополнительное давление, которое зависит от охлаждения воды в трубах. При двухтрубной системе отопления с верхней разводкой дополнительное давление от охлаждения воды в трубах приводит к увеличению циркуляционного давления, в то время как в системах отопления с нижней разводкой тепловые потери от охлаждения воды в трубах уменьшают циркуляционное давление, так как Р имеет отрицательное значение. В целом при устройстве отопления в малоэтажных зданиях предпочтение отдается двухтрубной системе с верхней разводкой, увеличивающей не только циркуляционное давление, но и упрощающей удаление воздуха из системы. Двухтрубная система обладает свойством саморегулирования, обеспечивающим равную температуру в нагревательных приборах.

Вода при движении по трубопроводу встречает сопротивление, вызывающее потерю давления.

Потери складываются из потерь на прямых участках, в гнутых деталях, в арматуре и в нагревательных приборах. Потери давления в первую очередь связаны с диаметрами трубопроводов, из которых выполнена система. Чем больше диаметры труб, тем меньше потери давления при равном количестве протекающей воды, которая является теплоносителем. В силу этого при малом циркуляционном давлении, свойственном системам водяного отопления с естественной циркуляцией, все трубопроводы должны быть относительно больших диаметров. Исходя из сказанного, целесообразно принять следующие диаметры труб:

главный стояк, подающий и обратный трубопроводы Ду-50…40

стояки… Ду-25

остальные трубопроводы… Ду-20

В том случае, если середина нагревательных приборов и середина теплового генератора находятся примерно на одном уровне, естественная циркуляция воды в системе возможна только благодаря охлаждению ее в трубах. Однако расстояние от главного до дальнего стояка не должно превышать 15 м. Чтобы сохранить циркуляционно давление, разводящую систему целесообразно разделить на несколько ветвей, их длину, что равносильно обеспечению примерно равного их сопротивления.

Если на обратной магистрали в каждой из ветвей поставить по вентилю, то возникает возможность не только регулировать температурный режим отапливаемых помещений, но и отключать их в летнее время, задействовав котел только на работу водонагревателя.

Необходимо также отметить, что системы с естественной циркуляцией при правильной эксплуатации могут действовать без капитального ремонта в течение 35–40 лет.

В процессе нагрева воды ее объем увеличивается, вода испаряется, возможны небольшие утечки, в системе отопления могут образоваться пузырьки воздуха, которые должны быть удалены.

Для нормальной работы системы отопления в верхней ее точке устанавливается емкость, сообщающаяся с атмосферой. Полезный объем этой емкости можно подсчитать по формуле V_e.с. = 0,045·V_с, где:

V_c — объем воды в системе отопления, представляющий собой сумму объемов воды в котле, нагревательных приборах и трубах. Объем воды в котле мы узнаем из паспорта на котел, объем воды в трубах находится путем вычисления, объем воды в радиаторах подсчитываем, исходя из того, что одна секция радиатора М-140АО имеет емкость 5,1 л. Полезная емкость бака не должна быть меньше вычисленной по формуле. Этот бак называется расширительным.

Расширительный бак устанавливается, как правило, на чердаке дома. Предпочтительнее его установить над главным стояком. В том случае, если нагревательный котел расположен у внешней стороны дома и над главным стояком места для расширительного бака недостаточно, он может быть перемещен в сторону конька крыши.

Заполнить систему водой можно сверху через расширительный бак и снизу под давлением через кран, расположенный на обратном трубопроводе. Заполнение снизу способствует лучшему удалению воздуха из системы. Воздух содержится не только в трубопроводах системы перед заполнением ее водою, но и в самой воде в виде мелких пузырьков, которые могут собираться и образовывать воздушные пробки.

Воздух, находящийся в подающем трубопроводе и стояках, может беспрепятственно проникнуть в расширительный бак, соединенный с атмосферным воздухом, в то время как воздух в обратном трубопроводе попадает в верхнюю часть отопительных батарей, образуя пробки.

Для удаления воздуха из батареи необходимо в каждом крайнем кольце ее предусмотреть пробку с устройством для выпуска воздуха, как показано на рис. 10.

Рис. 10. Радиаторная пробка с устройством для выпуска воздуха:

_{а — штуцер (изготавливается из бронзы или латуни); б — доработка стандартной радиаторной пробки под штуцер}

Вода при заполнении системы, достигнув определенного уровня в расширительном баке, по сигнальной трубе перетекает в раковину или ванну. Расширительный бак, находящийся на неотапливаемом чердаке, требует утепления. Обычно для этого изготавливают специальный ящик с двойными стенами и двойной крышкой, но без дна. Расстояние между стенками ящика 80—100 мм заполняют стекловатой или каким-либо другим эффективным утеплителем. Тепло, проникающее через потолочное перекрытие, препятствует охлаждению воды в расширительном баке до минусовых температур. В ряде случаев, с целью подогрева воды в расширительном баке, последний связывают с обратным трубопроводом трубой, которая называется циркуляционной (рис. 9).

Практика показывает, что если система не имеет протечек, то пополнение естественной убыли воды требуется не чаще 2–3 раз в год. Обычно в качестве расширительного бака используется сорокалитровый оцинкованный бидон, который эффективно утепляется и имеет одни ввод, соединенный с главным стояком.

Для отопления и горячего водоснабжения малоэтажных зданий и квартир выпускается котел КС, который изготавливают на заводах в Минске, Бердичеве и Фастове.

Для систем отопления выпускаются котлы КМЧ-2 (изготовление в Каунасе и Братске) и КМЧ-3 (изготовление в Санкт-Петербурге). Тепловая мощность котлов в зависимости от количества секций колеблется от 16 до 55 кВт.

Все малометражные котлы имеют топку, рассчитанную на сжигание высококалорийных топлив: сортированного антрацита, грохоченного каменного угля, малозольного топлива и природного газа. Данные по тепловой мощности котлов, указанные в паспортах, получены при испытании котлов на перечисленных выше топливах. Практически топливо может быть значительно менее калорийным, в силу чего фактическая мощность котлов будет ниже паспортной.

При выборе котла необходимо учесть, что теплопотери помещения ориентируются на расчетную зимнюю температуру наружного воздуха, которая является средней температурой наиболее холодной пятидневки. Для Москвы она составляет —25 °C. Температура наружного воздуха ниже —15 °C в Москве в течение зимнего периода наблюдается в среднем в течение 418 ч (приложение 1), или 17 суток.

В это время необходима непрерывная или почти непрерывная топка котла, обогревающего дом. Если выполнить это невозможно, мощность отопительного котла и площадь батарей должны быть увеличены в 1,5–2 раза.

В том случае, если приобретение стандартного котла будет затруднительно, то его можно изготовить своими силами из радиаторных секций. Необходимые сведения по устройству такого котла даны в нижеследующем примере Сумма теплопотерь помещения и затрат тепла на горячее водоснабжение составляет 15 + 2 = 17 кВт. При достаточно интенсивной топке дровами одна секция развивает тепловую мощность в 1 кВт. В соответствии с рис. 11 котел состоит из двух батарей, соединенных между собою трубами.

Рис. 11. Конструкция отопительного котла из батарейных секций

Учитывая, что в батареях должно содержаться равное количество секций, принимаем, что котел должен состоять из двух батарей по 9 секций в каждой.

Каждая радиаторная секция имеет на одной стороне левую резьбу, а на другой — правую, что сохраняется и в собранных батареях.

Для того чтобы собрать котел, как это представлено на рис. 11, необходимо изготовить четыре сгона с левой резьбой, которая, как правило, нарезается на токарном станке.

Радиаторы собираются на паронитовых прокладках толщиной 1 мм. Резьбовые гнезда и опорные поверхности шеек секций должны предварительно очищаться от грязи и ржавчины и быть смазаны суриком на натуральной олифе.

Наиболее распространенными видами топлива являются дрова, кусковой торф, торфяные брикеты, каменные угли и антрацит. Для каждого вида топлива требуется определенное количество подаваемого воздуха, определенный режим топки и форма топливника. Вместе с тем установлено, что все перечисленные виды топлива, кроме низкосортных бурых углей, можно удовлетворительно сжигать в топливнике для дров, имеющем достаточный объем, колосниковую решетку, над которой стенки топливника образуют шахту глубиной 6…12 см с наклоном передней и задней стенок не менее 30…40° и огнеупорную футеровку. Сжигание каменных углей и особенно антрацита в топливниках без футеровки приводит к быстрому выгоранию стенок. Высота топливника должна быть не менее 60…70 см, а ширина — 38 см.

Газы из топки, омыв радиаторы, направляются в опускной дымоход, соединяются в единый горизонтальный канал и направляются в дымовую трубу. Площадь сечения канала дымовой трубы берется из расчета 56 см² на 1 кВт тепловой мощности печи и приравнивается кратному размеру кирпича. В нашем случае 17x56 = 952 см², это соответствует сечению в 1¹/₂ x 1 кирпич или 38x27 — 1026 см. Горизонтальный канал должен иметь то же сечение, а опускные каналы, входящие в него, должны быть сечением не менее 476 см², что соответствует сечению 38x14 см = 532 см², или 1¹/₂ x ¹/₂ кирпича. Печь должна быть оборудована задвижкой и вьюшкой или двумя задвижками. Все элементы печи и дымовой трубы должны быть выполнены в соответствии с действующим ГОСТом и Строительными нормами и правилами (СНиП).

В качестве нагревательных приборов для отопления жилых помещений чаще всего применяются радиаторные батареи М-140АО и М-140АО-300, высота которых равна 582 и 382 мм. В случае, если расстояние между подоконником и полом достаточно для размещения радиаторной батареи высотой 582 мм и обратного трубопровода (с учетом уклона), устанавливают радиатор М- 140АО, в противном случае — М-140АО-300, высота которого на 300 мм меньше.

Площадь поверхности нагревательных приборов отопления определяется по формуле:

F_пр = Q_огр - ΣQ_тр.·β₁·β₂·β₃/К_пр.·(t_пр — t_в)·β₄, где

Q_огр - теплопотери ограждающих конструкций;

t_пр = (t_п + t_об)/2 — средняя температура теплоносителя в приборе,°С;

t_п — температура подающего теплоносителя на входе в прибор = 95 °C;

t_об — температура обратного теплоносителя на выходе из прибора = 70 °C;

t_в — расчетная температура воздуха в помещении t_в = 20 °C;

К_пр. - коэффициент теплопередачи нагревательного прибора.

Для чугунного радиатора М-140 при t_пр = 95 + 70/2 = 82,5 °C и разности ·(t_пр — t_в) = 82,5 — 20 = 62,5 °C К_пр.= 9,6 Вт/м²°С

β₁ - поправочный коэффициент 1,05 на способ установки прибора (установлен у стены без ниши и перекрыт доской в виде полки);

β₂ - поправочный коэффициент 1,05, учитывающий остывание воды в трубопроводах;

β₃ - поправочный коэффициент 1,00 на число секций в радиаторе;

β₄ - коэффициент 0,99, зависящий от схемы присоединения радиатора к стоякам и расхода воды.

Теплоотдача открытого трубопровода вычисляется по формуле:

Q_тр = К_тр·F_тр·(t_тр — t_в)·η, где

Q_тр — теплопередача открытого трубопровода, Вт;

К_тр — коэффициент теплопередача трубопровода, Вт/м²°С;

F_тр — площадь наружной поверхности трубопровода, кв. м;

t_тр — средняя температура теплоносителя в трубе,°С;

t_в — расчетная температура воздуха в помещении,°С;

η — коэффициент равный

— для подающей трубки η₁ = 0,25,

— для стояка η₂ = 0,50,

— для обратной η₃ = 0,75,

— для подводки к прибору η₄ = 1,0.

Ввиду незначительных величин коэффициентов β₁β₂β₃β₄ и их компенсаций неизолированной прокладкой трубопроводов, в расчете ими можно пренебречь, как и ΣQ_тр. Тогда формула примет упрощенный и более практически применяемый вид, а система отопления будет иметь небольшой запас теплоэнергии:

F_пр = Q_огр/К_пр.·(t_пр — t_в).

Производим вычисление площади поверхности нагревательных приборов для каждого помещения.

Помещение 1. Кухня-столовая. F_пр = 2530/9,6·(82,5 — 20) = 4,21 кв.м

Помещение 2. Жилая комната. F_пр = 3142/9,6·(82,5 — 20) = 5,23 кв.м

Помещение 3. Жилая комната. F_пр = 3540/9,6·(82,5 — 20) = 5,9 кв.м

Помещение 4. Ванная. F_пр = 1126/9,6·(82,5 — 25) = 2,03 кв.м

помещение 5. Коридор. F_пр = 961/9,6·(82,5 — 20) = 1,60 кв.м

Помещение 6. Котельная. F_пр = 3424/9,6·(82,5 — 16) = 5,36 кв.м

Производим определение количества секций радиаторов, их группировку и размещение в каждом помещении. Поверхность нагрева одной секции радиатора, кв. м:

М-140…0,254

М-140АО…0,299

М-140АО-300…0,170

В системе отопления разбираемого примера применены радиаторы М-140.

Помещение 1. Кухня-столовая. Количество секции 4,21/0,254 = 16,6.

В помещении одно окно.

Учитывая тепловыделения плиты, в помещении должна быть установлена одна батарея, состоящая из 12 секций, что на 25 % меньше расчетной величины. Батарея должна быть установлена под окном.

Помещение 2. Жилая комната. Количество секций 5,23/0,254 = 20,5.

В помещении три окна

Под каждым окном должна быть установлена батарея, состоящая из семи секций.

Помещение 3. Жилая комната. Количество секций 5,9/0,254 = 23,2. В помещении три окна.

Под каждым окном должна быть установлена батарея, состоящая из восьми секций.

Помещение 4. Ванная комната. Количество секций 2,03/0,254 = 7,9.

В помещении одно окно.

Под окном должна быть установлена батарея, состоящая из восьми секций

Помещение 5. Коридор. Количество секций 1,6/0,254 = 6,29.

В коридоре перед дверью, выходя-шей наружу, должна быть установлен! батарея, состоящая из семи секций.

Помещение 6.Котельная. Количество секций 5,36/0,254 = 21,1.

Устанавливаем 50 %-ное дежурное отопление, а 50 % теплопотерь компенсируется за счет тепловыделений котла. В котельной должна быть установлена одна батарея, состоящая из 10 секций.

Слесарные работы при монтаже систем водоснабжения и отопления

Трубы являются основными конструктивными элементами указанных систем. При монтаже трубы соединяются между собой с помощью фитингов или на сварке. Фитинги — соединительные части для трубопроводов, в широком диапазоне выпускающиеся промышленностью и обеспечивающие любые виды монтажа. Монтаж систем на сварке менее трудоемок, но сама система более хлопотна в ремонте. Кроме того, применение открытого огня небезопасно в пожарном отношении. В силу этого в статье будет рассмотрено производство слесарных работ применительно к монтажу систем на соединительных частях.

Трубы при монтаже систем распиливают на отдельные заготовки, на концах которых нарезают резьбы. Если трубопровод должен иметь криволинейные участки, в него включают трубы, согнутые в виде отходов, уток (отступов), скоб и калачей. В трубопровод включают как разборные, так и неразборные соединения. Разборные соединения необходимы для присоединения покупной арматуры, они также дают возможность производить сборку крупными блоками.

Слесарные операции состоят в следующем: делают заготовительные длины трубопроводов, разрезают трубы в соответствии с заготовительными длинами, нарезают на трубах резьбы, трубы гнут, а затем систему монтируют и испытывают.

Главной характеристикой газопроводных труб является диаметр условного прохода Ду, который исчисляется в мм. Труба в соответствии с диаметром условного прохода имеет определенную характеристику: наружный диаметр, размер газопроводной резьбы, нарезаемой на этом диаметре без дополнительной обработки, толщина стенок (легкие, нормальные, усиленные), вес погонного метра, минимальный радиус изгиба, критическая толщина стенки.

Трубы обыкновенные и легкие спрессовывают давлением 25 атм, а усиленные — 35 атм. Для целей сельского строительства целесообразно применять трубы легкие или обыкновенные, так как давление в сооружаемых системах невысоко, а стоимость труб, как более легких по весу, будет ниже.

При изгибе трубы на внешней стороне изгиба возникает максимальное напряжение растяжения, а на внутренней — максимальное напряжение сжатия. Наименьшее напряжение в металле возникает посредине между полосами максимального растяжения и максимального сжатия. Газопроводные трубы имеют продольный электросварной шов. При гибке труб во избежание его разгерметизации следят за тем, чтобы электросварной шов был расположен в полосе наименьших напряжений.

Каждому диаметру соответствует минимальный радиус изгиба, называемый стандартным. Стандартные радиусы изгиба для труб диаметрами от Ду-15 до Ду-50 приведены в колонке 10 табл.5.

Для соединения газопроводных труб между собою на концах последних нарезают трубную цилиндрическую резьбу. Для удобства монтажа отдельных элементов системы и производства ремонтных работ часть трубопроводов выполняется съемной. Присоединение съемных узлов к системам осуществляют на разборных соединениях.

Для создания разборного соединения на концах труб съемного участка нарезают короткую резьбу, а на ответных частях трубопровода, расположенного на несъемных участках, — длинную. На длинных резьбах размещают муфты и контргайки (рис. 12, поз. 1). Для присоединения съемного участка муфты, расположенные на несъемных участках, по резьбам перемешаются на короткие резьбы съемного участка (рис. 12, поз. 2) и фиксируют контргайками. Возможен вариант, когда длинную резьбу нарезают на трубах съемного участка, а короткую — несъемного.

Для создания неразборного соединения на трубах нарезают короткие резьбы, при ввертывании которых в муфты нарезанная часть трубы занимает около половины последней. О герметизации указанных соединений уже говорилось выше в главе «Монтаж систем». Размеры коротких и длинных резьб приведены в табл. 5 в колонках 16 и 17.

В табл. 5 в колонках 3, 12, 13, 14 и 15 приведены наружные и внутренние диаметры резьб, число ниток на I^π и шаг резьбы. При нарезании резьб на трубах толщина стенки в месте нарезания резьбы уменьшается, а следовательно, уменьшается и прочность трубы в этом месте. Минимальней толщина стенки, которая называется критической, — это расстояние между внутренним диаметром трубы и внутренним диаметром резьбы.

Пример. Труба с диаметром условного прохода Ду-15 имеет наружный диаметр, равный 21,3 мм. Толщина стенки «легкой» трубы — 2,5 мм. Внутренний диаметр трубы составляет 21,3–2,5x2 = 16,3 мм. Внутренний диаметр резьбы на трубе — 18,63 мм. Толщина стенки трубы (тело) после нарезания на ней резьбы равна (18,63–16,3):2 = 1,16 мм.

В колонке 11 таблицы приведены критические толщины труб в мм. Для трубы Ду-15 она составляет 1 мм. Следовательно, оставшаяся толщина стенки трубы больше критической, в силу чего ее прочность достаточна.

Для соединения отдельных частей трубопровода и присоединения к нему различных сантехнических устройств служат фитинги. Наиболее употребительными из них являются угольники, тройники, муфты, контргайки и пробки. Характеристики перечисленных выше соединительных частей приведены в табл. 6. Их изготавливают с цилиндрической трубной резьбой. Для соединения труб по примой служат муфты. В том случае, если трубы должны соединяться под прямым углом, их соединяют с помощью угольников или тройников. Для присоединения отопительных приборов, кранов для раздачи воды и т. д. служат сгоны, контргайки и муфты.

Рис. 12. Монтаж на разборных соединениях съемного участка трубопровода:

_{А — положение трубопровода перед присоединением к системе; Б — положение трубопровода после присоединением к системе}

Определение заготовительных длин деталей трубопроводов. Важным эталон работы как для экономного использования труб, так и для внешнего вида сооружаемой системы является определение заготовительных длин деталей трубопроводов.

Для сооружения в сельском доме систем водопровода, отопления и горячего водоснабжения используются, как правило, как водопроводные трубы диаметрами от Ду-15 до Ду-50. В силу этого будут рассмотрены вопросы определения заготовительных длин деталей трубопроводов, изготовленных из труб приведенных дни метров

Сооружаемые системы состоят как из прямолинейных участков трубопроводов, так и из участков, включающих в себя гнутые детали. Гнутые детали, как правило, изготавливает: я на месте методом гибки прямолинейных заготовок в холодном состоянии. Длина заготовки зависит от радиуса изгиба и угла, на который изгибается заготовка. Система водоснабжения сооружается из труб диаметрами Ду-15 и Ду-20. Изготовление гнутых деталей таких диаметров в холодном состоянии на ручных станках не представляет трудностей. Система отопления сооружается из труб диаметрами от Ду-20 до Ду-50. Необходимо отметить, что изготовление гнутых деталей из этих труб производят только на станках с механическим приводом или вручную в горячем состоянии с заполнением трубы песком.

Рассмотрим конкретное задание для определения заготовительной длины прямолинейных участков трубопровода.

Определим заготовительную длину прямолинейного участка трубопровода, изготовленного из трубы диаметром Ду-15, на концы которого навернуты угольники. Схема трубопровода и его расположение относительно стен помещения представлены на рис. 13, а.

Из рисунка видно, что трута с навернутыми на ее концы угольниками образует неразборное соединение, в силу чего на концах трубы нарезаны короткие резьбы, длина которых 9 мм. Расстояние между ограждающими стенами — 3000 мм. Труба расположена симметрично по отношению к стенам помещения. Расстояние от стен до осей угольников — 50 мм. Присоединительный размер трубы с навернутыми на ее концы угольниками — 2900 мм.

Для определения заготовительной длины трубы (трубы без навернутых на ее концы угольников) необходимо определить расстояние между осевой линией угольников и концом трубы, удвоить его и вычесть из присоединительного размера трубопровода:

L_загот = 2900 — 2·(L_уг — 9) = 2900 — 2·(28 — 9) = 2862 мм, где L_уг = 28 мм.

Определим заготовительную длину отводов на 90° и полуотводов на 135° изготовленных из трубы диаметром Ду-15, на концах которых навернуты угольники. Схема трубопровода представлена на рис. 13, б.

Рис. 13. Определение заготовительных длин трубопроводов:

_{а — определение заготовительной длины прямолинейного участка трубопровода; б — определение заготовительной длины отвода на 90° и полуотвода на 135°; в — определение заготовительной длины калача; г — определение заготовительной длины отступа; д — определение заготовительной длины скобы}

Из рисунка видно, что на концах трубы нарезаны короткие резьбы, длина которых 9 мм. Размеры отвода 2000 и 500 мм являются присоединительными. Радиус изгиба отвода стандартный, равный 50 мм.

Для определения заготовительной длины отвода необходимо:

1) определить длины участков L₁ и L₂.

2) сложить расстояния L₁ и L₂ и из полученной суммы вычесть величину скида X, приведенную в табл. 7, X = 23 мм.

L_загот = L₁ + L₂ - Х, где

L₁ = 2000 — 28 + 9 = 1981 мм,

L₂ = 500 мм, 28 мм — расстояние L для угольников Ду-15 (табл. 6), 9 мм — длина короткой резьбы (табл. 5)

L_загот = 1981 + 500 — 23 = 2458 мм.

Расчет заготовительной длины полуотвода с изгибом трубы на угол 135° производится по той же формуле, но величина скида принимается по данным графы 135° табл. 7.

Определим заготовительную длину калача, изготовленного из трубы диаметром Ду-15, на концах которого навернуты угольники. Схема трубопровода представлена на рис. 13 в. Как видно из рисунка, на концах трубы короткие резьбы, их длина 9 мм. Присоединительные размеры калача — 100 и 500 мм. Радиус изгиба трубы стандартный — 50 мм.

Для определения заготовительной длины калача необходимо:

1) определить длины участков L₁, L₂ и L₃;

2) сложить длины участков L₁, L₂, L₃ и из полученной суммы вычесть удвоенную величину скида Х (табл. 7), Х = 23 мм

L₁ = 2000 — 28 + 9 = 1981 мм;

L₂ = 2000 — 500 — 28 + 9 = 1481 мм;

L₃ = 100 мм;

L_загот = L₁ + L₂ + L₃ - 2Х;

L_загот = 1981 + 1481 — 2·23 = 3516 мм.

Определим заготовительную длину отступа (утки), изготовленного из трубы диаметром Ду-15, на концах которой навернуты угольники. Схема трубопровода представлена на рис. 13, г.

Как видим из рисунка, на концах трубы короткие резьбы, длина которых 9 мм. У отступа присоединительными можно назвать размеры 2900 и 50 мм. Радиусы изгиба в отступе стандартные — 50 мм.

Заготовительная длина отступа равна его присоединительной длине без длины навернутых на концы угольников, которой прибавляется размер припуска Z, указанный в табл. 8, Z = 15 мм.

Z_загот = L_от + Z = 2862 + 15 = 2877 мм, где

L_от = 2862 мм (расчет указанной длины приведен при определении заготовительной длины прямолинейных участков).

И последнее: определим заготовительную длину скобы, изготовленной из трубы диаметром Д_у-15, на концах которой навернуты угольники. Схема трубопровода представлена на рис. 13, д.

Из рис. 13, д видно, что на концах трубы короткие резьбы, длина которых 9 мм. Присоединительный размер скобы равен 2900 мм. Радиусы изгиба стандартные, равные 50 мм. Заготовительная длина равна се присоединительной длине, без длины навернутых на нее угольников, к которой прибавляется размер припуска Z, взятый из табл. 9, Z = 11 мм.

Z_загот = L_скобы + Z, где L_скобы = 2862 мм (расчет указанной длины приведен ранее)

Z_загот = 2862 + 11 = 2873 мм.

Из табл. 9 видно, что припуск зависит от диаметра огибаемой трубы, высоты вылета трубы и угла изгиба. В данном случае высота вылета равна 27 мм, угол изгиба — 150°, скоба огибает трубу диаметром Д_у-15.

Универсальный метод определения заготовительных длин трубопроводов. В случае, если радиус изгиба отличается от стандартного и таблицами воспользоваться не представляется возможным, длину заготовки можно определить расчетным путем. К примеру, нам необходимо вычислить длину заготовки трубопровода (рис. 14, а), и координаты начала гибки трубы (рис. 14, б).

Рис. 14. Определение заготовительной трубы трубопровода универсальным методом и определение расстояния до начала изгиба.

Из рис. 14, а видно, что заготовка трубы состоит из трех прямолинейных участков, длины которых составляют 400, 800 и 400 мм и двух криволинейных участков, длина каждого — одна четвертая часть окружности кольца, средний радиус которого равен 100 мм.

L_к участка = L_окр/4 = 2πR/4 = 2·3,14·100/4 = 157 мм

Длина заготовки трубопровода равна

Z_загот = 400 + 157 + 800 + 157 + 400 = 1914 мм.

Для получения требуемой конфигурации трубопровода важно правильно определить начало загиба.

Определим начало загиба концов трубы в приведенном выше примере.

Загибка труб в трубогибе осуществляется между подвижным и неподвижным роликами, имеющими желоба, соответствующие профилю трубы. Начало загибки будет отстоять от торца заготовки на расстоянии 400 мм + 157 мм = 557 мм. Заготовка, как показано на рис 14, б, должна быть закреплена в положении, когда отметка (риска), соответствующая расстоянию от торца трубы до начала загиба, будет располагаться против риски на неподвижном ролике. Закрепление заготовки в установленном положении необходимо для предотвращения возможности ее перемещения в осевом направлении. Поворотом рукоятки трубогиба, на котором закреплен подвижный ролик (по стрелке), производится загиб конца трубы. Противоположный конец заготовки загибают аналогичным образом.

Стальные газоводопроводные трубы изготавливаются промышленностью длиной от 4 до 12 м.

Разрезку труб в условиях индивидуального строительства производят труборезом или ножовкой.

Торец трубы после отрезки должен быть перпендикулярен трубе, в противном случае нарезка резьбы на нем будет затруднена. Разрезка труб ножовкой не только малопроизводительна, но она не обеспечивает перпендикулярность торца к трубе.

При разрезке труб труборезом торец будет перпендикулярен трубе, что обеспечивается самой конструкцией трубореза. При работе труборезом резание производится роликовым ножом. Врезаясь, он раздвигает металл, не отделяя его от трубы. В результате в месте разрезки остаются утолщения, которые удаляют наждачным камнем или напильником. В целом разрезка труб труборезом не связана с приложением больших физических усилий и значительно менее трудоемка даже с учетом времени, затраченного на последующую обработку торца трубы.

Роликовые труборезы для разрезки труб до Ду-50 (2") выпускаются промышленностью и имеются в продаже в розничной торговле. Общий вид трубореза представлен на рис. 15, а. Труба при разрезке ее труборезом опирается на два опорных ролика 1 и прижимается к ним роликовым ножом 2. Врезание роликового ножа в тело трубы производится за счет подачи, осуществляемой винтом 3. На рис. 15, б представлена конструкция роликового ножа.

Рис. 15. Труборез для разрезки труб диаметрами от Ду-15 до Ду-50:

_{а — конструкция трубореза; 1 — опорные ролики; 2 — роликовый нож; 3 — подающий винт; б — конструкции роликового ножа}

Разрезку труб труборезом осуществляют в следующей последовательности. Сначала закрепляют трубу в прижиме и устанавливают труборез в месте отрезки. Место отрезки не должно иметь вмятин, изгиба, овальности и других пороков. Потом подводят роликовый нож 2 к поверхности трубы так, чтобы от роликового ножа остался неглубокий след. После этого делают 2–3 оборота труборезом вокруг трубы. Убедившись, что на трубе осталась кольцевая канавка, можно продолжить дальнейшую разрезку трубы.

Работа труборезом при закреплении трубы в прижиме представлена на рис. 16.

Рис. 16. Разрезка трубы труборезом при закреплении трубы в прижиме

В случае, если при вращении трубореза будет образовываться не кольцевая, а винтовая канавка, разрезку трубы необходимо прекратить и выяснить причину. Чаще всего причиной является нецилиндричность трубы.

Разрезка ножовкой требует значительных физических усилий, времени и практически не обеспечивает перпендикулярность торца трубы к ее поверхности. Труборезов для резки труб диаметрами более Д_у-50 промышленность для широкого употребления не выпускает.

Если приобрести труборез не представляется возможным, для получения перпендикулярною торца трубы при отрезке ножовкой, можно рекомендовать следующий прием. На трубу надо навернуть лист бумаги, совместив кромку листа с местом отреза, отчертить по обрезу листа бумаги на трубе окружность. И уже по ней произвести отрезку. Резку труб ножовкой можно производить и в слесарных тисках, зажимая трубу в специально изготовленных вкладышах, как это показано на рис. 17.

Рис. 17. Разрезка трубы ножовкой в слесарных тисках с применением вкладышей.

Как было отмечено выше, труба при разрезке должна быть закреплена в прижиме. Прижимы для закрепления труб диаметрами от Д_у-15 до Д_у-50 имеются в розничной торговле. Общий вид прижима представлен на рис 18.

Рис. 18. Прижим для закрепления труб диаметрами Д_у-15 до Д_у-50

_{1 — основание; 2 — направляющие колонки; 3 — подвижная призма; 4 — подающий винт}

Нарезают трубные резьбы ручным требным клуппом или плашками (лерка — устаревшее название плашки). Общий вид трубного раздвижного клуппа для нареза резьбы от Тр 1/2" до Тр 2" представлен на рис. 19.

Рис. 19. Трубный раздвижной клупп для нарезания резьбы от Тр 1/2" до Тр 2"

_{1 — плашки; 2 — планшайба; 3 — пазы фиксации планшайбы; 4 — резьба для смещения фиксатора; 5 — откидной фиксатор; 6 — выдвижные направляющие сухари}

Нарезание резьбы трубным клуппом производится четырьмя раздвижными плашками 1, выполненными в виде резцов. Плашки имеют номер, который должен при установке соответствовать номеру, выбитому на корпусе трубного клуппа. Выступающие штифты плашек при сборке входят в спиральные канавки планшайбы 2. При повороте планшайбы плашки одновременно сближаются или раздвигаются. Планшайба имеет две прорези, в которые в зависимости от нарезаемой резьбы входит откидной фиксатор 5. Учитывая, что прорезка на трубе полного профиля резьбы производится в несколько приемов, конструкцией клуппа предусмотрено перемещение фиксатора по резьбе оси 4.

Окончание процесса нарезания резьбы (образование полного профиля) должно контролироваться по круглой резьбовой плашке. В случае, если приходится контролировать по муфте или иному резьбовому гнезду, необходимо помнить, что между резьбой на трубе и резьбой на муфте должен быть зазор, который при сборке для герметизации соединения заполняют подметочным материалом. На обратной стороне клуппа имеются выдвижные направляющие сухари 6, положение которых определяется диаметром трубы.

Трубная резьба Тр 1/2" и Тр 3/4" имеет шаг резьбы 14 ниток на 1". При нарезании этих резьб планшайба фиксируется пазом с обозначением указанной резьбы. Трубная резьба Тр 1", Тр 1¹/₄", Тр 1/2" и 2" имеет шаг резьбы 11 ниток на 1". При нарезании этих резьб планшайба фиксируется другим пазом.

Промышленностью выпускаются три комплекта плашек по 4 штуки в каждом комплекте: комплект № 1 для нарезания резьб Тр 1/2" и Тр 3/4"; комплект № 2 для нарезания резьб Тр 1" и Тр 1/4"; комплект № 3 для нарезания резьб Тр 1¹/₂" и 2".

Другим более распространенным способом является нарезание резьбы круглыми плашками. Шашки для нарезания резьбы Тр 1/2", Тр 3/4", Тр 1¹/₄" и Тр 1/2" выпускаются промышленностью и имеются в продаже.

Круглые плашки устанавливают в специальные плашкодержатели. Существуют две конструкции плашкодержателей: с устройством для облегчения нарезания заходной части резьбы и без него. Конструкция плашкодержателя с устройством для облегчения нарезания заходной части резьбы представлена на рис. 20.

Рис. 20. Плашкодержатель со сменными деталями для крепления плашек Тр 1/2" и Тр 3/4"

_{1 — корпус; 2 — переходное кольцо для плашки Тр 1/2"; 3 — переходная направляющая втулка для нарезания резьб Тр 1/2"; 4 — переходная направляющая втулка для нарезания резьб Тр 3/4"; 5 — гнезда для вворачивания ручек}

Плашкодержатель рассчитан на установку в нем плашек с резьбой Тр 1/2" и Тр 3/4", которые имеют одинаковый шаг резьбы — 14 ниток на 1". Плашку с резьбой Тр 3/4" устанавливают непосредственно в корпус 1 плашкодержателя, а плашку с резьбой Тр 1/2" ввиду того, что она имеет меньший диаметр, устанавливают в переходное кольцо 2. На резьбовой конец корпуса плашкодержателя навинчивается направляющая втулка 3, в которой имеется 4 болта для закрепления ее на трубе. Шаг резьбы направляющей втулки, как и шаг резьбы плашек, — 14 ниток на 1". В комплект плашкодержателя входят две направляющие резьбовые втулки с отверстиями под трубы Ду-15 и Ду-20.

При нарезании резьбы труба закрепляется неподвижно в прижиме. Резьбовая втулка 3 на 3…5 оборота вывертывается из корпуса плашкодержателя, и в таком виде приспособление надвигается на трубу до упора конца трубы в резьбовую плашку. После закрепления резьбовой направляющей втулки на трубе (с помощью четырех болтов, имеющихся в ней), плашкодержатель проворачивается на 2–3 оборота. В этот момент происходит принудительная подача резьбовой плашки на трубу, в результате чего на трубе нарезаются первые 2…3 нитки резьбы. Дальнейшее нарезание резьбы на трубе происходит при освобожденной от закрепления резьбовой направляющей втулки 3.

На рис. 21 представлены плашкодержатели для крепления круглых плашек с резьбой Тр 1", Тр 1¹/₄", Тр 1¹/₂". Эта конструкция плашкодержателей не имеет устройства для принудительной подачи плашки на нарезаемую трубу. Их направляющие втулки выполнены заодно с корпусами плашкодержателей.

Рис. 21. Плашкодержатель для плашек Тр 1", Тр 1¹/₄", Тр 1 ¹/₂"

_{1 — корпус для плашек Тр 1"; 2 — корпус для плашек Тр 1¹/4"; 3 — корпус для плашек Тр 1 ¹/2"; 4 — гнездо для вворачивания ручек}

Если плашки для нарезания резьб недостаточно остры, в силу чего нарезание заходных ниток резьбы затруднено, целесообразно большую часть профиля резьбы нарезать раздвижным клуппом, после чего калибровать нарезку круглыми резьбовыми плашками. Плашки раздвижного клуппа выполнены по принципу токарного резца, и в том случае, сети режущая грань не имеет сколов, режущая способность может быть восстановлена благодаря заточке грани. При этом необходимо следить, чтобы величина удаленного металла с плашек в одном комплекте была ровной. Заточка круглых пташек в условиях даже мастерской невозможна, так как для этого необходимо специальное оборудование и специальный абразивный инструмент. Предложенный метод хотя и снижает производительность труда, но сохраняет работоспособность круглых плашек.

При нарезании резьбы в качестве смазывающей и охлаждающей жидкости целесообразно использовать жидкое масло любой марки.

Вращение клуппа при нарезании резьбы должно производиться только по часовой стрелке. Вращение клуппа в обратную сторону приведет к выкрашиванию режущих кромок. Для снятия клуппа с нарезанного конца трубы необходимо развести плашки.

Нарезание резьбы круглыми плашками должно производиться вращением плашкодержателя как по часовой, так и против часовой стрелки.

Готовая резьба не должна иметь рваных ниток или неотделившейся стружки.

Гибка труб при производстве санитарно-технических работ является одной из основных слесарных операций. От низкого качества работ страдает как внешний вид сооружаемых систем, так и их доброкачественность.

Труба, а это особенно заметно на отводе в 90°, согнутая без трубогиба или иного приспособления, имеет, как правило, неряшливый вид. В месте изгиба она не должна изменять своего цилиндрического профиля, так как это ведет к уменьшению ее проходного сечения. Продольный электросварной шов трубы в момент изгиба может разгерметизироваться, если радиус изгиба будет меньше стандартного или если электросварной шов будет расположен неправильно.

Как было сказано выше, гибка труб диаметрами от Ду-15 до Ду-25 может производиться на ручном трубогибе в холодном состоянии, а гибка больших диаметров — на трубогибе с механическим приводом или в горячем виде с заполнением внутренней полости трубы песком. Опыт сооружения таких систем в сельском доме показывает, что необходимость в гибке труб диаметрами более Ду-25 практически отсутствует.

Для гибки труб диаметрами от Ду-15 до Ду-25 промышленность выпускает ручные трубогибы. СТВ-1/2" — для гибки труб диаметром Ду-15; СТB-3/4" — для гибки труб диаметром Ду-20; CTB-1" — для гибки труб диаметром Ду-25.Если нет возможности купить трубогиб, то его можно изготовить в условиях ремонтной мастерской. На рис. 22 представлены чертежи трубогиба для гибки труб диаметрами Ду-15, Ду-20 и Ду-25. Комплект сменных деталей, входящий в комплект трубогиба, позволяет производить гибку труб всех трех указанных диаметров.

Рис 22 (1). Трубогиб для гибки труб в холодном состоянии диметрами Ду-15, Ду-20 и Ду-25:

_{1 — основание в сборе; 1–1 — ось креплении скобы; 1–2 — ось крепления неподвижного ролика; 1–3 — планка; 2–1 — ролик неподвижный для гибки труб Ду-15; 2–2 — ролик неподвижный для гиЧжи труб Ду-20; 2–3 — ролик неполлижний для гибки труб Ду-25; 3–1 — скоба под трубу Ду-15; 3–2 — скоба под трубу Ду-20; 3–3 — скоба пол трубу Ду-25; 4 — водило в сборе; 5–1 — ролик подвижный для гибки труб Ду-15; 5–2 — ролик подвижный для гибки труб Ду-20; 5–3 — ролик подвижный для гибки труб Ду-25; 6 — ось подвижного ролика}

Рис 22 (2).

Рис 22 (3).

Рис 22 (4).

Рис 22 (5).

Рис 22 (6).

Рис 22 (7).

Рис 22 (8).

Рис 22 (9).

Трубогиб состоит из основании 1, в которое вварены ось 1–2 для крепления на ней неподвижного ролика 2 и ось 1–1 для крепления на ней скобы 3. Основание 1 к верстаку крепят четырьмя болтами. Водило 4 также надевается на ось 1–2. Подвижной ролик 5 на оси 6 монтируется на водиле 4.

В комплект трубогиба входят следующие сменные детали.

Для гибки труб диаметром Ду-15;

— неподвижный ролик дет. 2–1,

— скоба дет. 3–1,

— подвижный ролик дет. 5–1.

Для гибки труб диаметром Ду-20:

— неподвижный ролик дет. 2–2,

— скоба дет. 3–2,

— подвижный ролик дет. 5–2.

Для гибки труб диаметром Ду-25:

— неподвижный ролик дет. 2–3,

— скоба дет. 3–3,

— подвижный ролик дет. 5–3.

В водиле 4 имеются три пары отверстий, рассчитанных на установку в них оси подвижного ролика. Положение оси подвижного ролика зависит от диаметра изгибаемой трубы.

Работа на описанном трубогибе производится в следующей последовательности.

В зависимости от диаметра изгибаемой трубы на основание 1 устанавливают скобу, неподвижный ролик и водило с подвижным роликом. Изгибаемую трубу размещают таким образом, чтобы начало гибки, имеющее соответствующую отметку, совпало с отметкой на неподвижном ролике. Для предотвращения вытягивания трубы из скобы на изгибаемую трубу необходимо надеть кольцо со стопорным винтом, которое своим торцом должно упираться в скобу, как это показано на рис. 14, б. Гибка трубы производится за рукоятку водила, на которую в случае необходимости может быть надета удлинительная труба.

Монтаж систем холодного и горячего водоснабжения. Трубопроводы санитарно-технических систем состоят из отдельных участков, соединения которых должны оставаться герметичными в процессе многолетней эксплуатации, несмотря на то, что они выдерживают нагрузки как механические, так и связанные с изменением длины труб от температурных колебаний. Газоводопроводная резьба рассчитана на уплотнение резьбового соединения подмоточным материалом, которым заполняют зазор в резьбовом соединении.

В качестве подмоточного материала используют лен, а в качестве пропиточного — сурик на натуральной олифе. Для сборки временных систем можно использовать паклю.

Порядок сборки неразборного резьбового соединения производится в следующей последовательности: прядь льна наматывается на резьбу по часовой стрелке, начиная со второй нитки. При этом намотка ведется с постепенным увеличением толщины подмоточного слоя к концу резьбы. Сверху на подмоточный материал наносится тонкий слой сурика. Подмоточный материал, пропитанный суриком, должен плотно прилегать к резьбе, в противном случае он будет сдвинут при свинчивании, и герметичность в соединении не будет достигнута. При свинчивании часть подмоточного материала, оставшегося за пределами резьбы, на сбеге будет отсечена полностью или частично. Остатки подмоточного материала удаляют.

Порядок сборки резьбового соединения, применяемого для присоединения съемных участков трубопровода, следующий: произвести подмотку короткой резьбы, как описано выше, и, свинчивая муфту с длинной резьбы, навинтить ее на короткую резьбу до упора, удалить остатки подмоточного материала. Свинчивая гайку по резьбе, приблизить ее к торцу муфты на расстояние 3–4 мм. Из подмоточного материала сделать жгутик и, слегка пропитав его суриком, намотать в зазор между контргайкой и муфтой. Намотку вести в одноименном направлении с вращением гайки. Остаток подмоточного материала, выдавленного из зазора между муфтой и гайкой, удаляют. Горизонтально расположенные трубопроводы должны иметь уклон для освобождения их от воды. В случае, если какая-либо часть трубопровода не может быть опорожнена, в силу того, что имеет местное обнижение, необходимо для опорожнения предусмотреть специальную пробку, через которую можно отсосать воду. Уклон необходим и для выпуска воздуха при заполнении системы водой.

Горизонтальные трубопроводы прокладывают с уклоном от 2 до 5 мм на погонный метр. Так, например, при уклоне, равном 4 мм, на погонный метр трубопровода уклон равен 4 мм/1000 мм = 0,004 и обозначается i = 0,004.

Уклон размечается при помощи уровня. Хорошие результаты могут быть достигнуты при применении гидравлического уровня, представленного на рис. 23.

Рис. 23. Применение гидравлического уровня при прокладке горизонтально расположенных трубопроводов.

Уровень состоит из двух стеклянных трубок длиной 15–20 см (диаметр их не имеет значения) и резинового шланга, в концы которого вставляют стеклянные трубки. На последних должны быть нанесены риски. Если стеклянные трубки установить вертикально и сблизить их, то легко заметить, что вода, налитая в них, установится на одном уровне.

При помощи гидравлического уровня произведем разметку положения горизонтального трубопровода на следующем примере. Произведем разметку горизонтального трубопровода в помещении длиной 5 м, уклон трубопровода 4 мм на 1 пог. м i = 0,004.

На рис. 23 представлена разметка расположения горизонтального трубопровода на стене с применением гидравлического уровня. На стене, вдоль которой должен проходить трубопровод, выбираем исходную точку и совмещаем с ней риску одной из стеклянных трубок. Последнюю назовем условно трубкой № 1. Не меняя положение этой трубки, перемещаем трубку № 2 и устанавливаем уровень воды в обеих трубках на рисках.

Если через каждые 2 м на стене делать отметки, соединить их между собой, то полученная линия будет линией горизонта. Зная, что уклон равен i = 0,004 (4 мм на 1 пог. м), отложим в зависимости от направления движения жидкости по трубопроводу вверх или вниз от линии горизонта следующие расстояния: через 1 м — 4 мм, через 2 м — 8 мм, через 3 м — 12 мм, через 5 м — 20 мм. Соединив эти точки линией, мы получим положение трубопровода. Аналогичную разметку можно выполнить и с помощью плотницкого уровня и рейки.

Во избежание провисания и создания в муфтовых соединениях перекашивающих нагрузок, способствующих разгерметизации, трубы крепят в зависимости от материала стен, а в ряде случаев и потолков с помощью крючков или хомутов, как это показано на рис. 24.

Рис. 24. Крепление труб:

_{а — крючками; б — хомутами; в — хомутами с подвесками; г — на кронштейнах}

Необходимо учесть, что расстояние от резьбового соединения до опоры не должно превышать 50 мм.

При приближении труб к стенам монтаж выглядит более привлекательным, однако для того, чтобы можно было собрать и разобрать трубопроводы, не повреждая стен, необходимо между трубами и стеною иметь зазор: для труб до 1" — 35 мм, для труб до 1 1/2" — 50 мм.

Для удобства наблюдения за состоянием системы стыки трубопроводов не должны располагаться в толщине стен и других неудобных для осмотра местах.

Наибольшее расстояние между креплениями труб зависит от диаметра труб и должно соответствовать следующим рекомендациям: Ду-15 — 2,5 м, Ду-20 — 3 м; Ду-25 — 3,5 м; Ду-32 — 4 м; Ду-40 — 4,5 м; Ду-50 — 5 м.

Монтаж производят после оштукатуривания стен и навески сантехнического оборудования.

Во избежание ошибок при заготовке трубопроводов целесообразно расчертить в натуре расположение не только горизонтальных трубопроводов, но и спуски к оборудованию и приборам.

Монтаж системы отопления включает в себя: монтаж системы трубопроводов, подводящих и отводящих нагретую воду к батареям, подготовительные работы по группировке и испытанию на герметичность батарей, монтаж батарей, монтаж котла и расширительного бака.

Монтаж трубопроводов системы отопления не отличается от аналогичных работ при монтаже систем горячего и холодного водоснабжения. Уклон подающего горячую воду трубопровода не должен быть менее 2 мм на 1 пог. м с подъемом в сторону воздухосборника. Уклон обратного трубопровода должен быть таким же, но с уклоном в сторону котла.

В зависимости от теплопотерь помещения радиаторные батареи могут иметь различное количество секций. В случае необходимости они могут быть перегруппированы, то есть частично разобраны и вновь собраны с нужным количеством секций. Срок работы радиаторных батарей практически неограничен. При разборке старых зданий или при замене неисправных батарей их, как правило, выбрасывают. Такие батареи после перс-группировки (если в этом есть необходимость) и испытании на герметичность (опрессовки) могут быть использованы.

Конструкция батареи представлена на рис. 25.

Рис 25. Конструкция батареи:

_{1 — секция; 2 — ниппель; 3 — радиаторная пробка; 4 — выступ под радиаторный ключ}

Как видно из рисунка, се собирают из отдельных секций на ниппелях (рис. 26).

Рис. 26. Ниппель

На наружной поверхности ниппеля нарезаны правая и левая резьбы по 16 мм каждого направления. Соответственно на одной из сторон радиаторной секции гнезда имеют правую резьбу, а на другой стороне — левую. Такая конструкция дает возможность при проворачивании ниппеля в одну сторону притягивать секции одна к другой, а при проворачивании ниппеля в другую сторону — разъединять их. Для проворачивания ниппеля служат два выступа во внутренней полости. Проворачивание ниппеля производят радиаторным ключом, представленным на рис. 27.

Рис. 27. Радиаторный ключ

Радиаторный ключ в работе испытывает большие изгибающие и скручивающие нагрузки, в силу чего он должен быть изготовлен из стали, имеющей повышенную прочность. Наиболее доступным материалом для изготовления ключа является арматурная сталь, которая после выполнения кузнечных операций должна пройти термообработку по следующему режиму: 1) нагрев до светло-вишнево-красного цвета и охлаждение в воде; 2) повторный нагрев до светло-синего или серого цвета побежалости на хорошо зачищенной поверхности и охлаждение на воздухе.

Наиболее трудоемкий процесс при перегруппировке радиаторов — разборка батарей, бывших в употреблении. Для того чтобы изъять неисправную секцию из батареи, необходимо с одной из сторон радиатора вывернуть пробки. Пробки могут иметь правую или левую резьбу, в силу чего необходимо пробовать отвернуть их, проворачивая как в правую, так и в левую стороны. По направлению резьбы на вывернутой пробке необходимо определить направление секций батареи (если пробка имеет правую резьбу, то для разъединения секций ниппель необходимо вращать влево, а при левой резьбе — вправо).

При отворачивании пробок, как и вообще при разборке бывших в употреблении батарей, требуются значительные усилия. Для увеличения момента при откручивании ниппелей в ушко радиаторного ключа вставляют лом, а для фиксации батарею кладут на пол и нагружают сверху балластом или на нее становится человек. Разбираемый стык прогревают паяльной лампой, а на ближайшие стыки, не подлежащие разборке, кладут мокрую тряпку. Свидетельством того, что стык, образуемый двумя секциями батарей, разъединен, является характерный щелчок. Окончательно разъединяют батареи чередующимся вращением ниппелей. При разборке не бывших в употреблении радиаторных батарей прогрева стыков, как правило, не требуется.

При сборке батареи между секциями устанавливают прокладки из паронита или резины толщиной 1 мм. Перед сборкой ниппеля опорные поверхности и резьбовые гнезда радиаторных секций должны быть осмотрены, очищены и смазаны слоем сурика на натуральной олифе. Резьба как на ниппелях, так и в гнездах секций должна быть полной, выступы под ключ во внутренней полости ниппелей не должны иметь сколов или уменьшения высоты. Сборку радиаторных батарей осуществляют на деревянном щите, расположенном

Главным условием правильной сборки является равное ввертывание в секции ниппелей. С этой целью секции укладывают на щит, сдвигают и между ними устанавливают ниппеля с предварительно надетой на них прокладкой. При вращении каждого ниппеля на половину оборота они в секциях должны быть наживлены. Если наживление произведено не во всех четырех гнездах, операцию необходимо повторить. После наживления руками вворачивают ниппеля на 2..3 нитки, после чего окончательное свинчивание секций осуществляют радиаторным ключом до упора.

Простейшим способом проверки собранных радиаторов является их опрессовка сжатым воздухом. Для этого необходимо изготовить приспособление — в трубку Ду-15 впаять ниппель от автомобильной камеры, а трубку ввернуть радиаторную пробку. Используя это приспособление и автомобильный насос с манометром, несложно в радиаторной батарее создать давление 1 атм в проверить ее на герметичность с помощью мыльного раствора.

Способ крепления радиаторных батарей в зависимости от материала стен представлен на рис. 28.

Рис. 28. Крепление радиаторных батарей:

_{а — на кирпичной стене; б — на деревянной стене; в — на перегородке}

Как было сказано выше, котел состоит из двух батарей по 9 секций в каждой, соединенных между собой трубами 1¹/₄". Сборка батарей для котла и их испытание должны производиться более тщательно. Прокладки между секциями должны быть изготовлены только из паронита.

Проверку герметичности полностью собранных систем отопления, горячего и холодного водоснабжения производят с помощью ручного гидропресса марки СТД-8015, представленного на рис. 29.

Рис. 29. Гидропресс ручной марки СТД-8015

Опрессовка допускается при температуре не ниже +5 С. Система считается герметичной, если испытательное давление 5 атм в течение 2 минут сохраняется. Гидравлическое испытание должно производиться до установки водоразборной арматуры.

В случае, если не представляется возможным проведение испытаний собранной системы, можно ограничиться испытанием отдельных элементов. Испытание системы в целом сводится к ее осмотру после заполнения холодной водой и устранения течей.

Литература

_{1. Богословский В.Н., Сканави А.И. Отопление. — М., Стройиздат, 1991.}

_{2. Воропай И.П. Справочник сельского печника. — М., Стройиздат, 1983.}

_{3. Гренгауз Ф. И. Санитарно-технические работы. — М., Высшая школа, 1986.}

_{4. Захаров А. А. Применение тепла в сельском хозяйстве. — М., Колос. 1980.}

_{5. Малышев М. В. Отопительные печи и кухонные плиты для жилых зданий. — М., Издательство Министерства коммунального хозяйства 1958.}

_{6. Монтаж внутренних санитарно-технических устройств. Справочник строителя/Под редакцией Староверова И.Т. — М., Стройиздат, 1984.}

_{7. Шматов В. П. Благоустройство сельского дома. — М. Московский рабочий, 1985.}