СИСТЕМА ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ОЧИСТКИ СИСТЕМЫ ОТ НАКИПИ И КОРРОЗИИ (ВАРИАНТЫ), ТЕПЛООБМЕННИКИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПОМЕЩЕНИИ
BUILDING WATER-HEATING SYSTEM (VERSIONS), METHOD OF REMOVING SCUM AND CORROSION FROM SAID SYSTEM (VERSIONS), HEAT EXCHANGERS TO BE INCORPORATED WITH HEATING SYSTEM (VERSIONS) AND METHOD OF INDOOR TEMPERATURE CONTROL

Изобретения относятся к теплотехнике, преимущественно к отоплению зданий различного назначения, а именно - к конструкции систем водяного отопления, стабилизации и восстановления теплопередачи систем отопления в процессе эксплуатации, теплообменников и способам регулирования температуры в помещении.
Недостатки известных и более распространенных в быту и производстве систем водяного отопления вкупе с заблуждениями изобретателей достаточно пополнили патентный фонд аналогами решений, усовершенствующих системы отопления однотрубной и двухтрубной схем. При этом до настоящего времени многовековая эксплуатация систем не поколебала надежду изобретателей на удачу в создании таких схем, надежность теплопередачи которых будет стабильна в течение всех многих десятилетий использования, соответствующих ресурсу здания без техобслуживания системы в целом и агрегатов (теплообменников ее), в частности - за счет конструктивных средств.
Например, авторы патента РФ 2166699, F24D 3/00 за 1999 г. считают, что для решения задачи этой достаточно применить радиаторы различной длины, авторы патентов 2066812-14 за 1992 г. считают возможным обеспечить усиление циркуляции теплоносителя в системе дублированием теплообменников в ней, а авторы патента 2076081, F24D 3/00, 3/08, 17/00 за 1993 г. надеются стабилизировать теплопередачу в течение всего периода эксплуатации путем объединения обратных потоков отопления и горячего водоснабжения в одном трубопроводе обратном. Авторы свидетельства 1267119, F24D 3/00 за 1984 г. считают достаточным удачно подключить сливные патрубки и запорную арматуру, а в а.с. 1245807 - увеличить диаметры трубопроводов нижней зоны систем отопления многоэтажных зданий. В свидетельстве 581356, F24D 3/02 за 1975 г. авторы рассчитывают получить стабильность теплопередачи на весь ресурс системы, применив трубы одинакового диаметра и отопительные приборы с одинаковой площадью, а в свидетельсте 449208, F24D 3/02 за 1974 г. - за счет совмещения режимов работы однотрубной системы при отоплении и двухтрубной схемы при охлаждении с обработкой и регулированием вентиляционных свойств.
В теплоэнергетике для очистки внутренних поверхностей труб систем отопления и теплообменников известны пневмогидроимпульсные, химические и механические способы очистки и их сочетания.
Пневмогидроимпульсные и химические способы трудоемки в применении и требуют высококвалифицированных специалистов для исполнения, что возможно лишь при наличии сложного и громоздкого оборудования.
Механические способы применимы лишь для прямолинейных и коротких трубопроводов при наличии легкого доступа исполнительного инструмента во внутреннюю полость. Данное условие противоречит интересам изготовителей теплотехнического оборудования и систем, для которых важнее разовое облегчение в процессе изготовления, а от многолетних проблем пользователей и эксплуатационников они отстранены. В результате строители сдают в эксплуатацию системы из труб и с теплообменниками с ресурсом на все время эксплуатации объекта, но забивающимися отложениями в середине ресурса, устранить которое возможно лишь трудоемкой заменой дорогих и тяжелых, пригодных к дальнейшей эксплуатации труб и радиаторов со сваркой. Таковы способы очистки от накипи и коррозии, описанные в патентах РФ 2285218, F28G 9/00, B08B 3/08 за 2005 г., 2109244, F28G 9/00 за 1998 г., 2218539, F28G 9/00 за 2003 г., 2150645, F28G 9/00 за 2001 г. и 2069295, F28G 9/00 за 96 г.
Упомянутое противоречие обуславливает и недостатки наиболее широко применяемых в теплотехнике секционных теплообменников с каналами для циркуляции теплоносителя, однорядными в продольной плоскости симметрии коллекторов каждой секции, расположенными с одинаковым смещением в противоположные стороны от нее или менее применимые в практике с змеевиковым элементом. Например, в а.с. СССР 1681630, F28D 3/02, F25B 39/00 за 1989 г. с двумя один в другом змеевиками; 2089809, F28D 7/02 за 1997 г. с змеевиком в герметичном корпусе и двумя змеевиковыми каналами; 2184796, F28F 1/14, 3/02, F24H 3/06 за 1994 г. с набором труб из прямолинейных участков, сопряженных друг с другом полукольцевыми участками (калачами); 2101647, F28F 1/30 за 1998 г. с теплообменником из труб, расположенных рядами и имеющих поперечное оребрение с основными и дополнительными гофрированнными элементами; коллекторы по патенту 2260759, F28F 9/02 за 2003 г. с подвижной решеткой и ее приводом в корпусе; по пат. РФ 2294503, F28D 7/16 за 2005 г., каждая секция которого выполнена в виде ряда труб с трубчатыми диагонально расположенными в теплообменнике коллекторами; в патенте 2304256, F24D 19/00, F28H 3/04 за 2005 г. отопительный прибор выполнен из групп секций, имеющих заглушенные пробка ми верхние отверстия, с нагревателем и регулятором температуры в нижнем отверстии; в модульном биметаллическом радиаторе для бытовых отопительных систем по патенту РФ 2179693, F28F 21/08, F24D 3/00 за 1997 г. с системой каналов в каждом модуле из двух горизонтальных трубопроводов, соединенных с одним, по крайней мере, вертикальным трубопроводом, расположенным в середине горизонтальных, а модули установлены в литом алюминиевом корпусе.
Регулирование температуры отапливаемого помещения выполняют централизованно для всех потребителей тепла посредством управления давлением и температурой теплоносителя на пульте источника тепла соответственно температуре наружного воздуха, экономии топлива, энергоресурсов и параметров теплотехнического оборудования систем отопления. Местное регулирование ее состоит в изменении скорости циркулирования теплоносителя в теплообменнике самим потребителем сообразно его предпочтениям.
К централизованным относятся способы регулировки по патентам РФ 2034225, F28F 13/18 за 1993 г.; 1362897, 1404759, F24D 19/10 за 1985 и 1986 г. По патенту 2034225, F28F 13/ 18 за 1993 г. известен способ тепловой стабилизации безкризисного режима работы энергетического и теплотехнического оборудования обеспечивают конструктивно путем нанесения пористого покрытия на стенки гладкого канала в месте высыхания пристеночной жидкости. В а.с. СССР 524044, F24D 3/00, G05D 23/00 за 1976 г. описан способ автоматического регулирования расхода тепла в системе центрального отопления зданий. Аналогичны решения по а.с. 729418, F24D 17/00 за 1980 г.; 492722, F28F 3/18, F16L 39/02 за 1976 г, 853303, 657221, 617660, F24D 4/02, 3/00 за 1980, 1979 г. и 617660, F24D 3/00, G05D 23/24 за 1978 г. соответственно.
Из известных способов регулирования температуры отапливаемого помещения можно выделить решения с изменяемой площадью теплообмена, как например, способ работы теплообменника, описанный в разделе "Работа устройства" а.с. СССР 909541, F28D 1/04 за 1982 г. Перемешивание межтрубной среды регулируется за счет перемещения дополнительной трубной решетки, имеющей привод и возможность перемещения вдоль труб. В коллекторе теплообменника по патенту РФ 2260759, F28F 9/02 за 2003 г. расположенные в его полости намагничивающаяся подвижная сетка сжимает на неподвижной сетке упругую пористую среду, регулируя тем самым теплопередачу за счет изменения потока теплоносителя. В способе работы нагревательного прибора, описанном в разделе "Работа устройства" патента РФ 2293930, F24H 3/00 за 2005 г., площадь теплообмена регулируется за счет перемещения подвижного радиатора к неподвижному по их телескопическим труб. Однако, централизованное регулирование предназначено и снабжено техническими средствами для решения общих для всех потребителей тепла производственных задач. Оно не имеет информации об индивидуальных предпочтениях каждого потребителя тепла, а в качестве средств такого "тонкого" регулирования может применяться кран перед или после теплообменника.
Наиболее близким по техничекой сути к заявляемой системе водяного отопления является двухтрубная система водяного отопления, описанная в а.с. СССР 2020384, F24D 3/00 за 1991 г. Она содержит подводящие и отводяшие теплопроводы, соединенные с отопительными приборами со средствами очистки отопительных приборов.
Наиболее близким по технической сути к заявляемому способу очистки внутренней поверхности труб и теплообменников является описанный в патенте 2048933, В08В 9/04 за 1994 г. способ очистки труб. Он содержит механическое удаление отложений из трубопровода после срезания их кольцевым режущим инструментом.
Наиболее близким по технической сути к заявляемым теплообменникам является секционный радиатор, описанный в патенте РФ 1776924, F24D 3/99 за 1990 г. Он выполнен из трубчатых элементов, полости которых присоединены к входному и выходному коллекторам соответственно радиальными отверстиями на обращенных друг к другу сторонах коллекторов, со средствами увеличения теплопередачи от теплоносителя и заглушками полостей, по крайней мере, - на концах коллекторов.
Наиболее близким по технической сути к заявляемому способу регулирования температуры отапливаемого помещения является способ работы теплообменника, описанный в разделе "Работа устройства" а.с. СССР 909541, F28D 1/04 за 1982 г. Изменение площади теплопередачи в этом способе осуществляется одновременно с перемешивание межтрубной среды и регулируется за счет перемещения дополнительной трубной решетки, имеющей привод и возможность перемещения вдоль труб.
Недостатки известных систем водяного отопления являются следствием расположения подводящих и отводящих теплопроводов (стояков) в межоконном простенке, а теплообменников - в середине оконного проема под подоконником. Такое расположение теплотехнического оборудования предопределяет конфигурацию стояков с горизонтальными участками и с радиусами на стыках и требует горизонтального расположения коллекторов. Эти радиуса создают недоступные зоны для механической очистки полостей. К тому же, лишены такой возможности и выпускаемые промышленностью литые из стали или из алюминиевого профиля секционные теплообменники с двумя рядами смещенных от продольной плоскости симметрии их каналов для теплоносителя или одним рядом их в этой плоскости, проходящей через оси коллекторов. Каналы этих теплообменников выполняются с толщиной стенок, обеспечивающей работоспособность теплообменников в течение всего срока эксплуатации здания и с увеличенным проходным сечением канала, вследствие чего в этих каналах скорость циркуляции теплоносителя уменьшается дополнительно к торможению его на горизонтальных участках стояков и коллекторов. А уменьшение скорости циркуляции вызывает отложение осадка и коррозии сначала на этих участках, потом постепенно распространяется и на вертикальные участки. Торможение теплоносителя на горизонтальных участках вызывается весом носителя и его трением о донную часть каналов, в противоположность гравитационному ускорению на вертикальных участках. Постепенное увеличение отложений и накопление коррозии стенок приводит к сужению проходного сечения каналов и ухудшению теплопередачи, устраняемой только заменой новыми теплообменниками и участков то пливопроводов задолго до выработки ресурса здания и заменяемого теплотехнического оборудования. Такая трудоемкая замена требует подготовленных специалистов соответствующей квалификации, расходных материалов и специализированной оснастки, инструмента и оборудования - сварочных горелок, электродов и сантехников. Соответствуют им и затраты на замену.
Изобретения решают задачи обеспечения ресурса теплотехнического оборудования отопительной системы, равного сроку использования здания, с облегчением обслуживания системы и стабилизации теплопередачи от теплоносителя воздуху отапливаемого помещения с улучшением возможности регулирования температуры каждого помещения с исключением замены системы и оборудования.
Суть изобретения - системы водяного отопления, содержащей теплопроводы, подводящие теплоноситель от прямого магистрального трубопровода к стоякам, расположенным в межоконном простенке, стояки этажей, соединенные со входом каждого теплообменника, расположенного в середине подоконной зоны помещения, а выход каждого теплообменника соединен со входом теплообменника следующего этажа, выход которого на последнем этаже соединен с трубопроводом, отводящим теплоноситель в обратный трубопровод магистрали преимущественно - с верхней разводкой и запорной арматурой, состоит в том, что каждый участок стояков системы и теплообменники выполнены с возможностью механической очистки каналов их от отложений, для чего стояки имеют вертикальные участки, расположенные в межоконном простенке, снабженные гибкими шлангами в середине участков и на стыке вертикальных участков с горизонтальными, соединяющими стояк с горизонтально расположенными коллекторами теплообменников секционных или с продольными участками змеевика, при этом секционные теплообменники выполнены с соосными каналам секций отверстиями для пробок или штуцеров с заглушками на верхнем торце их в двухканальных секциях или на верхней стороне верхнего коллектора одноканальных секций, на концевой пробке коллекторов одной, по крайней мере, или на концах участков змеевика.
Система водяного отопления имеет вертикальные участки стояков, выполненые с резьбой на обращенных друг к другу концах для установки гибкого шланга, другие их концы выполнены глухими и снабжены пробками на концах или заглушками на штуцерах, соосных с горизонтальными участками, соединяющими стояки с теплообменниками, а свободные концевые пробки секционных коллекторов имеют эксцентрично расположенные отверстия для пробки, а змеевики имеют пробки на конце каждого участка или пробочный блок для инструмента очистки каналов на одном из стыков их.
Система водяного отопления имеет змеевики в подоконной зоне с горизонтально расположенными продольными участками змеевика, а резьбовые концы боковых их участков расположены на одной стороне, обращенной к стояку, а длина их меньше длины продольных.
Система водяного отопления зданий различного назначения, содержащая теплопроводы, подводящие теплоноситель от прямого магистрального трубопровода к стоякам, от стояков этажей ко входу каждого расположенного в середине подоконной зоны теплообменника помещения, а выход каждого теплообменника соединен со входом теплообменника следующего этажа, выход которого на последнем этаже соединен с трубопроводом, отводящим теплоноситель в обратный трубопровод магистрали, преимущественно с верхней разводкой и запорной арматурой имеет коллекторы каждого секционного теплообменника или продольные участки змеевика, установленные вертикально, соосно с ними установленные прямолинейные стояки, соответственно смещенные от плоскости симметрии оконного проема на половину расстояния между осями коллекторов теплообменника или длины змеевика, а стояки соединены с теплообменниками переходниками или муфтами.
Система водяного отопления зданий различного назначения, содержащая теплопроводы, подводящие теплоноситель от прямого магистрального трубопровода к стоякам, от стояков этажей ко входу каждого теплообменника, расположенного в середине подоконной зоны помещения, а выход каждого теплообменника соединен со входом теплообменника следующего этажа, выход которого на последнем этаже соединен с трубопроводом, отводящим теплоноситель в обратный трубопровод магистрали, преимущественно с верхней разводкой и запорной арматурой, имеет в середине подоконной зоны секционные теплообменники, средняя коллекторная секция которого имеет штуцера на внешней стороне ее коллекторов, или в системе установлены змеевики, имеющие перпендекулярные резьбовые отгибы боковых продольных участков на их середине или на одном из концов змеевика, и с которыми соединены переходником или гибким шлангом прямолинейные стояки с гибким шлангом между его участками.
Система водяного отопления зданий различного назначения, содержащая теплопроводы, подводящие теплоноситель от прямого магистрального трубопровода к стоякам, от стояков этажей во входу каждого теплообменника, расположенного в середине подоконной зоны помещения, а выход каждого теплообменника соединен со входом теплообменника следующего этажа, выход которого на последнем этаже соединен с трубопроводом, отводящим теплоноситель в обратный трубопровод магистрали, преимущественно с верхней разводкой и запорной арматурой, имеет трубчатые теплообменники, выполненные по типу литых одноканальных секционных из алюминиевых труб.
Суть способа очистки каналов стояков и теплообменников от накипи и коррозии, включающий введение очищающего инструмента в полость, отделение отложений от внутренней поверхности и последующее удаление их из полости, состоит в том, что в отопительный период сотрудник, обслуживающий здание организации, по заявлениям потребителей тепла составляет перечень стояков и теплообменников с заметно ухудшившейся теплоотдачей по температуре их поверхности и согласовывает график очистки этого оборудования с потребителями, а после слива теплоносителя из системы по окончании отопительного сезона слесарь-сантехник или сам потребитель, отвернув пробку или заглушку на участке стояка или на теплообменнике с ухудшившейся теплопередачей, высверливает отверстие в его отложениях сверлом на стержне-удлинителе, закрепленном в патроне дрели или коловорота, до упора конца сверла в дно канала или выхода его из противоположного конца участка, затем рассверливает его зенкером на стержне-удлинителе до диаметра канала стояка или разрушает перемычки отложений между отверстиями для удаления их из канала, а после удаления устанавливает пробки в отверстия концов или заглушки на их штуцера.
Для очистки каналов стояка потребитель или сантехник перекрывает стояк запорной арматурой, а при отсутствии ее - после слива теплоносителя из системы снимает гибкие шланги, соединяющие участки, незакрепленный на стене участок зажимает в тесках и просверливает отложения в нем сверлом с диаметром, равным диаметру канала, после чего повторяет высверливание отложений в каналах закрепленных на стене или теплообменнике участков стояка.
Очистку теплообменника из литых секций выполняют, сняв заглушку с концевой пробки нижнего коллектора, и через освободившееся отверстие просверливают в отложениях коллектора расположенные по окружности канала отверстия, последовательно отворачивая пробку коллектора на одинаковый шаг, равный или более диаметра сверла, затем снимают пробку из канала коллектора и, разрушив перемычки отложений между высверленными отверстиями, удаляют отложения из канала нижнего коллектора, после чего, сняв все надканальные пробки с верхнего коллектора, торцев секционных каналов или некоторых из них, например в шахматном порядке, проверяют наличие отложений в каналах секций и высверливают их, и разрушают стенку отложений между стыками каналов секций и коллекторов приспособлением, имеющим заточенный отгиб конца его стержня, после чего рассверливают и удаляют отложения из канала верхнего коллектора и стыка его канала и секционных каналов описанным для нижнего коллектора образом, и устанавливают снятые детали в их отверстия.
Способ очистки каналов стояков и теплообменников от накипи и коррозии, содержащий введение очищающего инструмента в полость, отделение отложений от поверхности и последующее удаление их из полости, состоит в том, что очистку стояка с блоками участков выполняют, сняв гибкий шланг, соединяющий концы вертикальных участков, и ослабив затяжку контрогайки на пробке нижнего коллектора, поворачивают нижний блок на угол 55°-80° и высверливают отложения в этом участке до упора конца сверла в стенку горизонтального участка блока, затем опустив конец на любой угол под собственным весом, просверливают вертикальный участок сопрягаемого блока, закрепленный в стене, и совместно с нижним коллектором теплообменников просверливают канал горизонтального участка нижнего, затем верхнего теплообменника, расположенного в помещении верхнего этажа.
Способ очистки внутренней поверхности труб и каналов теплообменников от накипи и коррозии, содержащий введение очищающего инструмента в полость, отделение отложений от поверхности и последующее удаление их из полости, состоит в том, что очистку змеевика выполняют, просверлив одновременно или последовательно через пробки поперечных участков труб каждой стороны его или последовательно с продольными участками очередных поперечных участков, удаляют отложения через открытые отверстия, рассверливают каналы до диаметра этого отверстия, проливают каналы при необходимости дополнительной очистки отложений и устанавливают пробки в отверстия участков.
Способ очистки каналов стояков и теплообменников от накипи и коррозии, содержащий введение очищающего инструмента в полость, отделение отложений от поверхности и последующее удаление их из полости, состоит в том, что очистку каналов трубного теплообменника, выполненного по одноканальной схеме литых секционных теплообменников выполняют, сняв пробки с отверстий на верхней стороне верхней коллекторной трубы, и через эти отверстия высверливают отложения в каналах вертикальных проставок теплообменника до упора конца сверла в нижнюю стенку нижней коллекторной трубы последовательно через каждое отверстие или через одно, после чего просверливают каналы коллекторных труб или в обратной последовательности операций очистки.
Способ очистки каналов стояков и теплообменников от накипи и коррозии, содержащий введение очищающего инструмента в полость, отделение отложений от поверхности и последующее удаление их из полости, состоит в том, что вновь смонтированную или эксплуатируемую систему отопления с традиционными «сплошными» стояками из соединенных радиусами вертикальных и горизонтальных участков, соединенных с теплообменником из литых двухканальных секций, преимущественно размещенных в середине подоконной зоны оконного проема эксплуатируют до первого прекращения циркуляции теплоносителя отложениями в стояке и/или теплообменнике, после чего восстанавливают работоспособность этой линии системы, для чего вырезают в середине стояка и радиуса его с длиной, меньшей длины гибкого шланга, и высверливают отложения в участках вышеописанным в примерах образом и, нарезав резьбу на концах участков метчиками или плашками, устанавливают гибкие шланги в середину вертикальных участков и на стыках вертикальных с горизонтальными, при отсутствии перекрытых отложениями каналов теплообменников продолжают эксплуатацию системы до появления перекрытия каналов секций и/или коллекторов каких-либо этажей здания, после чего, перекрыв соответствующий стояк или после слива теплоносителя, снимают теплообменник с перекрытыми отложениями каналами или в месте расположения его торцевой фрезой или болгаркой вскрывают каждый верхний торец секций или через один высверливают отложения в них, затем в каналах нижнего и верхнего коллектора и их стыках при необходимости просверливают отложения через отверстие, эксцентрично расположенное в концевых пробках, или, сняв поочередно их, разрушают перемычки между отверстиями в отложениях, удаляют их из каналов, после чего приваривают на торцы секций уголки с отверстиями для пробок в горизонтальной полке или штуцера с заглушкой в каждом из них.
Теплообменник водяной отопительной системы, содержащий литые секции из коллекторов с резьбой для втулок, соединяющих их в блок, с перпендекулярными коллекторам проставками, расположенными в плоскости осей коллекторов или в параллельных ей со смещенными в противоположные стороны от нее каналами для циркуляции теплоносителя, с концевыми пробками в торцах каналов коллекторов и со средствами улучшения теплопередачи и герметизации стыков, снабжен канальными секциями с каналами в проставках чередующимися с коллекторными секциями, имеющими пластинчатые или сетчато-проволочные проставки, боковые стенки которых контактируют с боковинами или ребрами соседних канальных проставок, верхние торцы проставок секций или верхний коллектор снабжены соосными с каналами отверстиями для пробок с уплотнениями или штуцеров с заглушками и уплотнительными кольцами.
Теплообменник водяной отопительной системы, содержащий верхний и нижний коллекторы, каналы которых сообщены между собой каналами перпендекулярных им проставок, с торцевыми пробками и средствами соединения их с подводящим и отводящим стояками соответственно, герметизации и улучшения теплопередачи, выполнен с коллекторами и проставки из труб, при этом верхняя и нижняя трубы имеют диаметрально противоположные отверстия, в расположенном в середине колллекторов на противоположных сторонах труб отверстии их укреплены штуцера для соединения с переходником соответствующего стояка или концом гибкого шланга, на противоположной штуцерам стороне труб выполнены, по крайней мере, по одному отверстию на каждом конце для сообщения каналов коллекторов с каналами проставок, а на противоположной стороне верхней коллекторной трубы соосно этим отверстиям выполнены отверстия для пробок, при этом проставки расположены на расстоянии от штуцеров, кратном длине литых секций, а полосы и/или металлические сетки имеют полукольцевые отгибы для установки их между коллекторами и контактирования с проставками или закрепления на них.
Теплообменник, содержащий каналы для циркуляции теплоносителя в трубе, имеющей форму змеевика, резьбу на концах для соединения со стояками и средства улучшения теплопередачи, выполнен с концами прямых продольных параллельных участков, сопряженных последовательно с прямыми поперечными участками посредством соосного с участком резьбового штуцера с пробкой, для чего резьба выполнена в выступе конца участка, или стыки сопряжены блоками штуцеров, при этом длина боковых продольных участков меньше длины внутренних.
Теплообменник выполнен с перпендикулярными отгибами резьбовыми концов боковых продольных участков змеевика, расположенными в середине продольных, на концах или на одном конце змеевика.
Теплообменник может быть снабжен сетками с полукольцевыми фиксаторами на боковых сторонах или пазами на обращенных друг к другу сторонах продольных участков для установки полосы или проволочной сетки, набора их или шарниров складных телескопических пластин с возможностью их перемещения по пазам с изменением шага между пластинами или возможностью демонтажа их из пазов.
Теплообменник имеет одну, по крайней мере, концевую пробку коллекторов или коллекторных труб, выполненную со штуцером, расположенным на пробке с эксцентриситетом, обеспечивающим зазор сверла или зенкера с внутренней поверхностью трубы или втулок коллектора, составляющий величину 0,3-0,5 мм.
Суть способ управления температурой помещения, обогреваемого системой водяного отопления посредством регулирования температуры воздуха в помещении, например - до атмосферных условий, состоит в том, что сначала регулируют теплопередачу комнатному воздуху от теплоносителя посредством регулирования площади сетки теплообменника, контактирующей с теплоносителем и воздухом помещения, после чего дополнительно регулируют скорость и массу подачи теплоносителя в теплообменник запорной арматурой, включенной в систему до теплообменника.
«Дробление» стояка на участки и теплообменники с отверстиями для очистки каналов секций обеспечивает стабильность теплопередачи и температуры отапливаемого помещения в течение всего срока эксплуатации с одновременным облегчением техобслуживания системы отопления «Максинио», что уже обеспечивает выполнение поставленной задачи.
Сверхэффектом этих решений становится возможность облегчения транспортировки и монтажа системы при сдаче здания в эксплуатацию после возведения его, так как очистка каналов делает целесообразным исключение из конструкции оборудования системы элементы с большим диаметром каналов, например коллекторов. В коллекторах традиционных секционных радиаторов заметно уменьшается скорость протекания теплоносителя из-за резкого перепада диаметра канала, облегчается оседание осадка из него и отложение его с коррозией на стенках каналов. А уменьшение диаметра коллекторов с 57 мм у традиционных секционных литых радиаторов до 24-25 мм у заявленных дополнительно дает уменьшение веса и металлоплоскости даже железных радиаторов, которое многократно увеличивается за счет выполнения половины секций-коллекторных - без каналов между коллекторами. Более того, кратность длины этой секции(ий) в трубо-рамном теплообменнике с увеличенной площадью межколлекторной пластины или сетки превращает уродливый традиционный радиатор в элемент эстетического оформления интерьера помещения посредством выполнения или оформления этих пластин на уровне художественного произведения, достойного выставления в галереях для признанных знатоков и ценителей щедевров изобразительного искусства.
На фиг.1, 2 изображены схематично стояки системы водяного отопления в межоконном простенке с гибкими шлангами в середине стояка и на стыке вертикального участка с горизонтальным, соединяющим стояк с горизонтальными коллекторами (фиг.1) теплообменника или с блоками из жестко соединенных концами вертикального и горизонтального участков, соединяющим стояк с теплообменником из канальных, чередующихся с коллекторными секциями (фиг.2), на фиг.3 - вид по стрелке А на верхний торец теплообменника с двухканальными секциями, на фиг.4 - сечение пл. А-А этого теплообменника. На фиг.5 - вид по стрелке С на верхний торец теплообменника с одноканальными секциями, на фиг.6 - сечение этого теплообменника пл. Б-Б и на фиг.7 - вид по стрелке Б на концевую пробку коллектора теплообменников. На фиг.8, 9 - соединение концов вертикального и горизонтального участков блока стояков (штриховыми линиями показано условно расположение вертикального участка выходного блока стояка) и на фиг.10 - вариант штуцера на конце горизонтального участка блоков, змеевиков, на торцах двухканальных секций теплообменников или на верхней стороне коллекторов одноканальных секций. На фиг.11 - система с секционными теплообменниками, у которых горизонтально расположены продольные участки змеевика, на фиг 12 - система с вертикально расположенными коллекторами секционных или продольных участков змеевика (фиг.13), а стояки смещены от середины оконного проема наполовину длины теплообменника, на фиг.14 - система со стояками, размещенными в середине оконного проема и теплообменниками со штуцерами для соединения со стояками у средней коллекторной секции и эксцентрично размещенными штуцерами и заглушками на концевых пробках коллекторов. На фиг.15 - система со стояком в середине оконного проема и змеевиком с перпендекулярными отгибами концов боковых продольных участков в их середине, на фиг.16 - вид на торец змеевика по стрелке Д. На фиг.17, 18 - очистка от отложений канала нижнего и верхнего участков стояка соответственно, на фиг.19, 20 - очистка коллектора теплообменника через отверстие или штуцер пробки концевой, на фиг.21 - очистка горизонтального участка блока после очистки коллектора. На фиг.22, 23 - очистка канала двухканальной и одноканальной секции соответственно, на фиг.24 - сечение пл. Д-Д сопряжения канала нижнего коллектора с каналами двухканальной секции. На фиг.25 - вид по стрелке Ж на входной блок и пробку коллектора в положении очистки блока, на фиг.26 - изменение площади змеевика для регулировки температуры отапливаемого помещения, на фиг.27 - концевой пробочный блок для соединения вертикального и горизонтального участка стояков.
Схема фрагмента системы водяного отопления, размещенного на одном этаже многоэтажного жилого здания, состоит из участков 1, 2 входного стояка (фиг.1), соединенных гибкими шлангами 3 и участка 2 с горизонтальным 4, соединенным с входным коллектором 5 теплообменника, расположенного под подоконником в середине оконного проема. Выходной коллектор теплообменника через горизонтальный участок 6 и гибкий шланг 3 соединен с вертикальным участком 7 стояка следующего этажа.
Теплообменник состоит из чередующихся литых коллекторных 8 и канальных 9 секций с заглушками 10 в отверстиях на верхнем торце каналов секций 9 (фиг.3, 4) или на верхней стороне коллектора 5 (фиг.5, 6) и пробками 11 с заглушками 12 во вторых концах каналов коллекторов. В каждой коллекторной секции - двухканальных и одноканальных - коллекторы соединены пластинами 8, отштампованными плоскими, снабженными гофрами или отверстиями, формирующими орнамент, сюжеты на одной или на группе пластин теплообменника. Аналогичным образом могут быть изготовлены металлические сетки.
Каждая канальная секция может отливаться с отверстиями в верхних торцах каналов у двухканальных, на верхней стороне верхнего коллектора у одноканальных или отверстиями на коллекторной трубе трубных теплообменников для установки штуцеров или с отлитыми одновременно с коллекторами и каналами штуцерами. Штуцера, соединяющие секции втулки, подводящий теплоноситель от магистрали к верхнему этажу в системе с верхней разводкой и от теплообменников последнего этажа в обратный трубопровод магистрали условно не показаны.
Этот вариант системы может быть выполнен с блоками входным 13 и выходным 14 из жестко соединенных между собой вертикального 2(7) и горизонтального 4(6) участков стояка (фиг.2, 8 и 9) сваркой или пайкой с образованием при этом сообщенных между собой вертиканального и горизонтального участков каналов стояка, а конец горизонтального участка 4(6) блока при этом может выполняться глухим или с резьбой для пробки 11 или штуцера 15 с заглушкой 12 (фиг.10).
В системе отопления на фиг.11 входной стояк соединен гибким шлангом 3 с входным концом змеевика, с расположенными горизонтально продольными 15 и вертикально поперечными участками 16, с горизонтальным участком блока 14, соединенного с выходным концом змеевика. Металлические сетки 17 змеевика, установленные между продольными участками его, имеют на боковых сторонах монтажные полукольца 18 (фиг.15, 16).
Особенностью варианта системы на фиг.12 является установка под подоконником теплообменника из трех секций с вертикально расположенными коллекторами - входным 19 и выходным 20. Такое расположение позволяет стояки выполнить из прямолинейных участков с вставкой из гибкого шланга в середине. Данное сочетание обеспечивает существенное уменьшение длины горизонтальных участков системы до длины теплообменника , которые значительно меньше ослабляют циркуляцию теплоносителя и облегчают соединение стояков с теплообменником переходником (муфтой) 21.
Так как диаметр стояка существенно меньше боковин оконной рамы обзор из окна не нарушается, а удобство открывания боковой створки не нарушается потому, что стояк расположен в зоне средней неоткрываемой створки оконной рамы.
Прямолинейные стояки с гибким шлангом в их середине в системе отопления, показанной на фиг.13, соединены переходниками 21 с продольными концами 15 змеевика, расположенными вертикально и противоположно направленными.
1
Максимальное уменьшение ослабления циркуляции обеспечивается в системе с прямолинейными стояками с гибким шлангом в середине, расположенных в середине оконного проема и с соединением со штуцерами 22 средней коллекторной секции 23 теплообменника переходником 21 (фиг.14). Длина горизонтальных участков в этой системе практически не оказывает влияния на циркуляцию теплоносителя потому, что длина их уменьшена до длины коллектора секции - 1,5 l.
Также минимальное гидродинамическое сопротивление обеспечивается в системе с перпендекулярными отгибами концов боковых участков змеевика, расположенного в середине оконного проема со стояками и съемными металлическими сетками между продольными участками змеевика (фиг.15, 16).
Змеевики системы состоят из продольных участков 15 (фиг.11), последовательно соединенных концами с поперечными участками 16 с образованием сообщающихся каналов их соответственно соединению концов участков в блок, показанному на фиг.2, 8 и 9.
Заявленный способ очистки каналов системы отопления выполняют следующим образом.
Пример 1.
По мере увеличения числа отопительных сезонов системы с горизонтальным расположением коллекторов теплообменника (фиг.1) каналы стояков и теплообменников уменьшаются отложениями солей и коррозией и соответственно этому интенсивность циркуляции в системе, что постепенно снижает теплопередачу от теплоносителя до дискомфортного уровня температуры в помещении. При этом потребитель тепла легко определяет органолептически место и интервал прекращения циркуляции по температуре стояков и теплообменников системы в каждом помещении. При наличии запорной арматуры на входе стояка с забитым отложениями каналом или перед теплообменником потребитель может самостоятельно провести очистку даже в отопительном сезоне после перекрытия стояка или теплообменника.
При отсутствии вентиля на входе холодного стояка или теплообменника потребитель может провести очистку после слива теплоносителя из системы по окончании отопительного сезона, подготовив для этого необходимый инструмент - ключи, сверла, средства уплотнения стояков и теплообменников.
1
Для очистки стояка потребитель снимает гибкий шланг 3 с концов участков 1, 2 и, слегка отжав концы участков 1 и закрепленного на стене участка 2 в противоположные стороны на величину, обеспечивающую соосное расположение участку 2 сверла 24 в патроне дрели или коловорота, вращает сверло и опускает его в прямолинейный участок 2 по стрелке Е (фиг.17) до выхода конца сверла из нижнего конца участка 2. Не закрепленный на стене участок 2 устанавливает в тиски и высверливает из него отложения. Затем проверяет наличие отложений в участке 1 и высверливает их, вводя сверло 24 по стрелке Е до выхода его конца из верхнего конца участка в верхнем помещении с контролем конца сверления по глубине погружения сверла (фиг.18). После очистки участок 2 соединяют с концами гибких шлангов, закрепленных на концах участков стояка. Для очистки каналов теплообменника снимает с концевой пробки 11 заглушку 12 (фиг.3, 4, 7) и через отверстие пробки просверливает в отложениях в канале нижнего коллектора первое отверстие до упора сверла 24 в пробку 11 противоположного конца коллектора. Затем, отвернув пробку на угол, обеспечивающий смещение по окружности отверстия пробки на величину диаметра сверла, повторяют сверление отложений на всей окружности канала (фиг.19, 20). Вынув сверло из коллектора и вывернув пробку из коллектора, разрушает стенки отложений между отверстиями в канале и удаляет раздробленные отложения из канала, затем просверливает горизонтальный участок 6 выходного стояка, предворительно сняв с него гибкий шланг 3 (фиг.21).
Для очистки каналов секций отворачивают пробки (заглушки) 10 из торцев секций 9 (фиг.3, 4) или из коллекторов секций 9 (фиг.5, 6) теплообменников и поочередно просверливают их каналы (фиг.22, 23) до упора конца сверла в дно канала. После этого через просверленные секционные каналы и/или уже очищенные каналы коллекторов разрушают стенки отложений 25 приспособлением с заточенным отгибом конца его (фиг.24, условно показано сечение нижнего коллектора) и удаляют крошку отложений из них. Проверяют через отверстия в торцах секций и снятую пробку 12 наличие отложений в канале верхнего коллектора теплообменника и повторяют при необходимости операции очистки в описанной последовательности для верхнего коллектора.
Пример 2
Очистку каналов коллекторов и канальных секций выполняет потребитель описанным в примере 1 образом. Для очистки блоков 13, 14 стояка, показанных на фиг.2, потребитель снимает шланг 3 и, ослабив затяжку контрогайки 26 соответствующего блока стояка, разварачивает вертикальный участок блока 13 на угол φ=45°-90° (фиг.25), высверливает отложения в нем до упора сверла в стенку горизонтального участка блока (фиг.8, 9), удерживая участок в этом положении. Затем при необходимости высверливает отложения в вертикальном участке 1 выходного блока до упора конца сверла в стенку его горизонтального участка и устанавливает снятый шланг на концы блоков, после чего затягивает контрогайку 26.
Пример 3
Очистку каналов участков 1, 2 стояка и блока 14 системы на фиг.11 выполняет описанным в примерах 1 и 2 образом. Для очистки каналов змеевика перекрывает запорный вентиль на входе и, сняв шланг 3 через свободное отверстие входного продольного участка 15, просверливает канал его до упора конца сверла в стенку поперечного участка 16 змеевика. Затем, сняв последовательно пробки с канала первого поперечного участка 16 его, просверливает отложения в нем до упора в стенку очередного продольного участка 15, удалив из него остатки отложений, повторяет операции очистки до последнего продольного участка 15. Чистку этого продольного участка потребитель выполняет через торцевое отверстие после отворачивания заглушки одновременно с высверливанием отложений из горизонтального участка блока 14, если длина сверла достаточна для этого или последовательно через торец этого участка после выворачивания заглушки из его конца.
Пример 4
Очистку каналов прямого стояка в системе с вертикально расположенными коллекторами, штуцерами или продольными участками змеевика, а также перечисленных теплообменников этих систем потребитель выполняет описанным в примерах 1, 2, 3 образом. При этом первое высверливание отложений по центру каналов коллекторов выполняет одновременно с просверливанием каналов стояка в участках 2, сопрягаемых с входным 19 и выходным 20 коллекторами (фиг.12, 14) или со штуцерами 22, продольными входным и выходным участками 15 змеевика (фиг.13), а отложения на периферии каналов, примыкающие к цилиндрической поверхности коллекторов, высверливают описаным образом через отверстие пробки 11 в противоположном конце коллектора.
Пример 5
Система отопления со стояками традиционно расположенными в межоконном простенке и без гибких шлангов в середине и на стыке вертикального с горизонтальным участком его эксплуатируется до появления признаков перекрытия каналов ее отложениями. После существенного снижения температуры стояка, теплообменника и/или связанного с этим диском форта температуры в помещении потребитель делает заявку обслуживающей здание организации (например, ЖЭУ), специалисты которой отключают стояк от системы при наличии запорной арматуры. Затем делают вырезку частей стояка в середине и на стыке участков с длиной, равной или меньшей длины гибкого шланга, и выполняют очистку частей стояка описанным в предыдущих примерах образом. Нарезав резьбу на концах очищенных участков, соединяют их гибкими шлангами. Затем при необходимости очищают каналы коллекторов, просверлив эксцентричное отверстие для пробки или штуцера и используя его в качестве кондуктора для сверла. Для очистки каналов секций торцевой фрезой срезают верхние торцы секционных каналов на глубину, достаточную для установки и сварки со стенками каналов уголков. Затем через открытые торцы каналов высверливают отложения в них и приваривают уголки на торцы, в которых выполняют отверстие и резьбу для пробки.
Пример 6
В системе отопления с теплообменниками из литых двухканальных секций очистку его каналов можно выполнять в шахматном порядке - через один в каждой канальной секции, после чего вся секция будет горячей и от одного канала с циркуляцией теплоносителя только в нем. При перекрытии этих каналов отложениями очистку можно выполнить для сокращения трудоемкости работ в ранее выключенных из циркуляции теплоносителя каналах.
Регулирование температуры воздуха в отапливаемом помещении выполняют следующим образом.
Пример 7
При повышении температуры в помещении за предел комфортности с системой отопления, имеющей змеевик, сначала уменьшают температуру посредством уменьшения площади контакта сетки 17 змеевика с его продольными участками 15, выдвигая сетку из паза змеевика на треть, половину или три четверти. Если температура помещения после этого не станет комфортной, повторяют описанную регулировку со второй и последующими сетками до приведения температуры к комфортной. В этом случае приведение температуры к комфортному значению не приводит к увеличению отложений на стенках канала, так как эта регулировка не связана с уменьшением скорости перемещения теплоносителя в канале. А если ее окажется не достаточно, то регулировка посредством уменьшения скорости запорной арматурой будет меньше влиять на скорость, за счет снижения интервала этого уменьшения.
Наиболее оптимальным из всех перечисленных в заявке вариантов системы для жилых зданий является система с одноканальными теплообменниками как в литом, так и в трубном исполнении. О преимуществе их свидетельствуют минимальные металлоемкость изготовления и трудоемкость очистки каналов, особенно в трубо-рамном варианте с шириной средней коллекторной секции, многократно превышающей длину коллекторов боковых коллекторных секций.
Для зданий промышленного и общественного назначения с большими площадью, кубатурой и окнами целесообразнее использовать теплообменники-змеевики, которые легко и с малым расходом металла можно выполнить под любой габарит традиционной гибкой труб. Дополнительным резервом для совершенствования змеевиков и секционных теплообменников является применение пластин или пакетов из фольги для увеличения теплопередачи.
Для ускорения и облегчения очистки секционных литых теплообменников приспособление для разрушения стенок отложений в сопряжениях каналов смещенных от оси коллекторов секций предпочтительнее применять с поворотно-фиксируемым отгибом или вращающейся фрезой на конце приспособления.
Описанные примеры очистки каналов отопительного оборудования, технологий, материалы и сортамент проволочного, трубного и листового проката, серийно выпускаемого промышленностью, многовековой опыт эксплуатации систем отопления и теплотехнического оборудования убеждают о промышленной применимости заявленных решений.
Подтверждает ее и имеющаяся в хозяйственной деятельности инфраструктура, профессиональные ресурсы и стабильно растущий спрос и объем потребности в реализации заявленных решений