Судовые системы отопления
Системы отопления обеспечивают обогрев судовых помещений в холодное время года. Система парового отопления представляет собой совокупность трубопроводов, аппаратов, приборов и устройств, предназначенных для подачи водяного пара к отопительным приборам (паровым грелкам) и отвода от них отработавшего пара и конденсата. До второй мировой войны эта система являлась основным средством отопления жилых и служебных помещений судов. С появлением в 50-х годах систем комфортного кондиционирования воздуха она стала использоваться в основном для отопления МО (при стоянке судна), механических мастерских, хозяйственных кладовых, санитарно-бытовых и санитарно-гигиенических помещений, коридоров и тамбуров.
В системе парового отопления в качестве теплоносителя применяется сухой насыщенный пар давлением не более 0,3 МПа. Воздух в помещениях подогревается теплотой, поступившей от пара через стенки теплообменных приборов (радиаторов). Система парового отопления часто выполняется совмещенной с системой хозяйственного пароснабжения, обеспечивающей паром с давлением 0,5 МПа следующие потребители: кипятильники, пищеварочные котлы, водонагреватели, стиральные машины, воздухоподогреватели, кондиционеры и др.
По количеству трубопроводов, подводящих пар к радиаторам и отводящим от них конденсат, различают одно- и двухпроводные системы парового отопления. В двухпроводной системе по одной магистрали к радиаторам подводится пар, а по другой от них отводится конденсат. В однопроводной системе конденсат из радиаторов отводится в ту же паровую магистраль, по которой подводится к ним пар.
На рис. 5.66 представлена схема двухпроводной системы отопления. Система состоит из паровых радиаторов, трубопроводов свежего пара и конденсата, коллектора и сепаратора пара, редукционного и предохранительного клапанов, конденсатоотводчиков и измерительных приборов. К коллектору пар подводится от парогенератора. В сепараторе и редукционном клапане происходят отделение влаги и понижение давления до требуемого значения. Если давление за редукционным клапаном по каким-либо причинам превысит допустимое, то срабатывает предохранительный клапан, через который выпускается некоторое количество пара, и давление в системе снижается до допустимого. Из коллектора пар по трубопроводам подводится к радиаторам, от которых теплота передается воздуху помещений, его температура повышается, а пар в радиаторах конденсируется. Конденсат из радиаторов стекает в конденсатоотводчики, препятствующие выходу пара вместе с конденсатом. Применяют конденсатоотводчики нескольких типов.
Рис. 5.66. Система парового отопления
1 — отвод конденсата в парогенератор; 2 — охладитель конденсата; 3 — невозвратно-запорный клапан; 4 — конденсатная магистраль; 5 — производственные мастерские; 6 — невозвратный клапан; 7 — конденсатоотводчик; 8 — паровой радиатор; 9 — трубопровод свежего пара; 10, 11, 29 — запорные клапаны; 12 — трубопровод конденсата; 13 — МО; 14 — кладовая; 15 — паровая магистраль от парогенератора; 16 — трубопровод пара с берега; 17 — манометры; 18 — трубопровод хозяйственного пароснабжения; 19 — камбуз; 20 — прачечная; 21 — редукционный клапан; 22 — предохранительный клапан: 23 — сепаратор пара; 24 — трубопровод сброса пара; 25 — распределительный коллектор пара; 26 — пусковые клапаны; 27 — душевая; 28 — трубопровод сброса конденсата за борт
На рис. 5.67 показан термостатический конденсатоотводчик. Сильфон заполнен легкоиспаряющимся жидким эфиром. Если через конденсатоотводчик пойдет конденсат в смеси с паром, то несколько повышенная температура смеси вызовет кипение эфира с образованием паров. Давлением паров эфира сильфон растягивается, перемещая игольчатый клапан вниз и перекрывая выход пара с конденсатом из конденсатоотводчика. Содержащийся в конденсате пар будет отдавать теплоту через стенки радиаторов и труб воздуху помещений и конденсироваться. Когда весь пар сконденсируется, то начнется обратный скоротечный процесс теплопередачи через тонкие стенки сильфона от эфира к конденсату. При этом пары эфира сконденсируются, давление в сильфоне упадет и он несколько сожмется. В результате клапан откроет проход конденсату из конденсатоотводчика.
На отечественных судах широко применяют конденсатоотводчик термодинамического типа (рис. 5.68).
Рис. 5.67. Термостатический конденсатоотводчик 1 — корпус; 2 — сильфон; 3 — крышка; 4 — прокладка; б — игольчатый клапан
Рис. 5.68. Тарельчатый термодинамический конденсатоотводчик
Корпус 1, крышка 6 и дисковая тарелка 7, свободно лежащая на плоскости седла 4, выполнены из нержавеющей стали, а уплотнительная прокладка 8 — из паронита. При поступлении конденсата тарелка под действием давления приподнимается над седлом и открывает проход конденсату по кольцевому пазу в выходной канал 2. Когда конденсат идет с паром, то вследствие большой скорости истечения пара в зазоре между тарелкой и седлом давление понижается и тарелка начинает прижиматься к седлу. Часть пара попадает в камеру 5 над тарелкой. Вследствие разницы площадей тарелки и входного канала 3 сила, действующая на тарелку сверху, оказывается больше силы, действующей на нее снизу. В результате тарелка плотно прижимается к седа у и выход пара из конденсатоотводчика прекращается.
Паровые радиаторы изготовляют гладкотрубные или оребренные (рис. 5.69). Последние при одинаковом теплосъеме имеют меньшие габариты.
Рис. 5.69. Паровой радиатор
Рис. 5.70. Схема установки эжектора у паровой грелки 1 — магистраль парового отопления; 2 — эжектор; 3 — регулирующий запорный клапан; 4 — паровой радиатор; 5 — отвод пара с конденсатом; 6 — горло эжектора
Оребренный радиатор представляет собой трубу 2 с приваренными или припаянными тонкими ребрами 3. К трубопроводу радиатор присоединен штуцерными гайками 1.
В однопроводной системе отопления циркуляция пара и конденсата в радиаторах осуществляется эжектором (рис. 5.70). Эжектор создает некоторое разрежение в трубопроводе на выходе из радиатора, предотвращая застой в нем пара. Масса однопроводной системы на 25—30 % меньше массы двухпроводной. Радиаторы размещают на холодных стенках помещений. Для предохранения людей от ожогов их закрывают дырчатыми кожухами. Трубопроводы свежего пара прокладывают по переборкам и подволокам коридоров с помощью подвесок. Трубопроводы и радиаторы выполняют из меди или стали, а арматуру — из бронзы. Прокладываемые через неотапливаемые помещения и коридоры паропроводы изолируют для уменьшения потерь теплоты.