Al diseñar sistemas de calefacción profesionales, es necesario tener en cuenta todos los factores, tanto externos como internos. Esto es especialmente cierto en el caso de los sistemas de suministro de calor para edificios de varios apartamentos. ¿Qué tiene de especial el sistema de calefacción? edificio de varios pisos: presión, diagramas, tuberías. Primero necesitas entender los detalles de su disposición.

Características del suministro de calor de edificios de varios pisos.

La calefacción autónoma de un edificio de varios pisos debe realizar una función: entregar oportunamente el refrigerante a cada consumidor manteniendo sus cualidades técnicas (temperatura y presión). Para ello, el edificio debe disponer de un único grupo distribuidor con capacidad de regulación. En los sistemas autónomos se combina con dispositivos para calentar agua: calderas.

Los rasgos característicos del sistema de calefacción de un edificio de varias plantas radican en su organización. Debe constar de los siguientes componentes obligatorios:

Nodo de distribución. Con su ayuda, el agua caliente se suministra a través de la red;
Tuberías. Están diseñados para transportar refrigerante a habitaciones y áreas individuales de la casa. Dependiendo del método de organización, existe un sistema de calefacción de una o dos tuberías para un edificio de varios pisos;
Equipos de control y control.. Su función es cambiar las características del refrigerante en función de factores externos e internos, así como su contabilidad cualitativa y cuantitativa.

En la práctica, el esquema de calefacción de un edificio residencial de varios pisos consta de varios documentos que, además de los dibujos, incluyen una parte de cálculo. Está elaborado por oficinas de diseño especiales y debe cumplir con los requisitos reglamentarios vigentes.

El sistema de calefacción es una parte integral de un edificio de varias plantas. Su calidad se comprueba en el momento de la entrega de la instalación o durante las inspecciones programadas. La responsabilidad de esto recae en la sociedad gestora.

Tuberías en un edificio de varios pisos.

Para el funcionamiento normal del suministro de calor de un edificio, es necesario conocer sus parámetros básicos. ¿Qué presión en el sistema de calefacción de un edificio de varios pisos, así como el régimen de temperatura, serán óptimos? Según las normas, estas características deben tener los siguientes valores:

Presión. Para edificios de hasta 5 pisos - 2-4 atm. Si hay nueve pisos: 5-7 atm. La diferencia radica en la presión del agua caliente para transportarla a los niveles superiores de la casa;
Temperatura. Puede variar de +18°C a +22°C. Esto se aplica únicamente a locales residenciales. En rellanos de escaleras y en habitaciones no residenciales se permite una disminución a +15°C.

Una vez determinados los valores óptimos de los parámetros, puede comenzar a seleccionar el diseño de calefacción en edificio de varios pisos.

Depende en gran medida del número de pisos del edificio, su área y la potencia de todo el sistema. También se tiene en cuenta el grado de aislamiento térmico de la vivienda.

La diferencia de presión en las tuberías del primer y noveno piso puede alcanzar hasta el 10% del valor estándar. Esta es una situación normal para un edificio de varios pisos.

Distribución de calefacción monotubo

Esta es una de las opciones económicas para organizar el suministro de calor en un edificio con un área relativamente grande. Por primera vez, se empezó a utilizar a gran escala un sistema de calefacción monotubo para un edificio de varios pisos en los edificios "Khrushchev". El principio de su funcionamiento es que existen varios elevadores de distribución a los que están conectados los consumidores.

El refrigerante se suministra a través de un circuito de tubería. La ausencia de una línea de retorno simplifica enormemente la instalación del sistema, al tiempo que reduce el coste. Sin embargo, el sistema de calefacción de Leningrado para un edificio de varios pisos tiene una serie de desventajas:

Calentamiento desigual de la habitación en función de la distancia al punto de entrada de agua caliente (caldera o unidad colectora). Aquellos. Puede haber opciones cuando un consumidor conectado anteriormente en el circuito tenga baterías más calientes que los siguientes en la cadena;
Problemas con el ajuste del grado de calentamiento de los radiadores. Para hacer esto, debe realizar un bypass en cada radiador;
Equilibrio complejo de un sistema de calefacción monotubo para un edificio de varias plantas. Se realiza mediante termostatos y válvulas de cierre. En este caso, la falla del sistema es posible incluso con un ligero cambio en los parámetros de entrada: temperatura o presión.

Actualmente instalando un sistema de calefacción monotubo para un edificio de varias plantas. nueva construcción es extremadamente raro. Esto se debe a la dificultad contabilidad individual refrigerante en un apartamento separado. Por lo tanto, en los edificios residenciales del proyecto Khrushchev, el número de elevadores de distribución en un apartamento puede llegar a 5. Aquellos. Es necesario instalar un contador de consumo energético en cada uno de ellos.

Un presupuesto correctamente elaborado para calentar un edificio de varios pisos con un sistema de tubería única debe incluir no solo los costos de Mantenimiento, pero también modernización de las tuberías: sustitución de componentes individuales por otros más eficientes.

Distribución de calefacción de dos tubos.

Para aumentar la eficiencia operativa, es mejor instalar un sistema de calefacción de dos tubos en un edificio de varios pisos. También consta de elevadores de distribución, pero después de que el refrigerante pasa por el radiador, ingresa al tubo de retorno.

Su principal diferencia es la presencia de un segundo circuito que actúa como línea de retorno. Es necesario recoger el agua enfriada y transportarla a la caldera o a una estación de calefacción para su posterior calentamiento. Durante el diseño y la operación, es necesario tener en cuenta una serie de características del sistema de calefacción de un edificio de varios pisos de este tipo:

Posibilidad de regular el nivel de temperatura en apartamentos individuales y en toda la carretera en su conjunto. Para ello, es necesario instalar unidades de mezcla;
Para realizar trabajos de reparación o mantenimiento, no es necesario apagar todo el sistema, como en el esquema de calefacción de Leningrado para un edificio de varios pisos. Es suficiente utilizar válvulas de cierre para cerrar el flujo a un circuito de calefacción separado;
Baja inercia. Incluso con un sistema de calefacción monotubo bien equilibrado en un edificio de varias plantas, el consumidor debe esperar entre 20 y 30 segundos hasta que el agua caliente llegue a los radiadores a través de las tuberías.

Cual presión óptima¿En el sistema de calefacción de un edificio de varios pisos? Todo depende de su número de plantas. Debe asegurarse de que el refrigerante suba a la altura deseada. En algunos casos, es más eficiente instalar intermedio estaciones de bombeo para reducir la carga en todo el sistema. Donde valor optimo la presión debe ser de 3 a 5 atm.

Antes de comprar radiadores, debe conocer sus características en el esquema de calefacción de un edificio residencial de varios pisos: condiciones de presión y temperatura. En base a estos datos, se seleccionan las baterías.

Suministro de calor de un edificio de varias plantas.

La distribución de calefacción en un edificio de varias plantas tiene importante para los parámetros operativos del sistema. Sin embargo, además de esto, se deben tener en cuenta las características del suministro de calor. Uno importante es el método de suministro de agua caliente: centralizado o autónomo.

En la mayoría de los casos, se realiza una conexión al sistema de calefacción central. Esto le permite reducir los costos actuales en el presupuesto para calentar un edificio de varios pisos. Pero en la práctica el nivel de calidad de dichos servicios sigue siendo extremadamente bajo. Por lo tanto, si existe la opción, se da preferencia a la calefacción autónoma de un edificio de varias plantas.

Calefacción autónoma de un edificio de varias plantas.

En edificios residenciales modernos de varios pisos, es posible organizar un sistema de suministro de calor independiente. Puede ser de dos tipos: apartamento o comunal. En el primer caso, el sistema de calefacción autónomo de un edificio de varias plantas se realiza en cada apartamento por separado. Para hacer esto, haga tuberías independientes e instale una caldera (generalmente de gas). Una instalación doméstica común implica la instalación de una sala de calderas, que tiene requisitos especiales.

El principio de su organización no difiere del esquema similar para una casa de campo privada. Sin embargo, hay una serie puntos importantes que hay que tener en cuenta:

Instalación de varias calderas de calefacción. Uno o más de ellos deben realizar una función duplicada. Si una caldera falla, otra debe sustituirla;
Instalación de dos tubos. sistema de calefacción edificio de varias plantas como el más eficiente;
Elaboración de un cronograma de trabajos de reparación y mantenimiento programados. Esto es especialmente cierto para los equipos de calefacción y los grupos de seguridad.

Teniendo en cuenta las características circuito de calefacción Para un edificio específico de varios pisos, es necesario organizar un sistema de medición de calor apartamento por apartamento. Para ello, se deben instalar contadores de energía en cada tubería entrante desde el tubo ascendente central. Es por eso que el sistema de calefacción de Leningrado de un edificio de varios pisos no es adecuado para reducir los costos operativos.

Calefacción centralizada de un edificio de varias plantas.

Cómo puede cambiar la distribución de la calefacción en edificio de apartamentos al conectarlo al suministro de calefacción central? El elemento principal de este sistema es la unidad elevadora, que realiza la función de normalizar los parámetros del refrigerante a valores aceptables.

La longitud total de la red de calefacción central es bastante grande. Por lo tanto, en el punto de calentamiento, se crean parámetros del refrigerante de modo que las pérdidas de calor sean mínimas. Para ello, se aumenta la presión a 20 atm, lo que provoca un aumento de la temperatura del agua caliente a +120°C. Sin embargo, dadas las características del sistema de calefacción en un edificio de apartamentos, no está permitido suministrar agua caliente con tales características a los consumidores. Para normalizar los parámetros del refrigerante, se instala una unidad elevadora.

Se puede calcular para un sistema de calefacción de dos tubos y de un solo tubo en un edificio de varios pisos. Sus principales funciones son:

Reducción de presión mediante ascensor. Una válvula cónica especial regula el volumen de flujo de refrigerante hacia el sistema de distribución;
Reducir el nivel de temperatura a +90-85°C. Para ello está diseñada una unidad mezcladora de agua caliente y fría;
Filtración de refrigerante y reducción del contenido de oxígeno.

Además, la unidad de ascensor realiza el equilibrio principal del sistema de calefacción monotubo de la casa. Para ello, está equipado con válvulas de cierre y control que regulan la presión y la temperatura de forma automática o semiautomática.

2017-03-15

Recientemente en proyectos de calefacción. edificios públicos Comenzó a proporcionar sistemas de calentamiento de agua horizontales con líneas de distribución de piso a piso sobre el zócalo o en la estructura del piso, con suministro de agua paralelo (bitubo) o secuencial (monotubo) al dispositivo. y en el interior área grande Al tener varias ventanas en una fachada, los radiadores se instalan como dispositivos de calefacción, conectados a la línea principal según el esquema "de arriba hacia abajo" y "de abajo hacia arriba". En la Fig. 1, 2 y 3 muestran posibles esquemas de sistemas de calefacción horizontales utilizando válvulas de cierre y control y válvulas termostáticas HERZ.

Estos sistemas tienen una serie serias deficiencias. En primer lugar, el número de radiadores corresponde al número de ventanas, lo que conduce a un aumento en el costo del sistema de calefacción, ya que cada radiador debe estar equipado con una salida de aire (por ejemplo, una válvula Mayevsky) para eliminar el aire y cerrar los costosos. -apagado y mando y grifería termostática.

En segundo lugar, cuando la velocidad del agua en el colector del radiador es inferior a 0,20-0,25 m/s, la acumulación de aire en el radiador es inevitable, especialmente al principio. temporada de calefacción, lo que requiere una eliminación sistemática del aire del radiador. La velocidad del agua puede ser mayor que la especificada si la carga térmica del radiador es de al menos 9 kW.

En tercer lugar, la longitud del radiador en algunos casos es inferior al 50-75% del ancho de la abertura de la ventana, lo que no cumple con los requisitos de SP 60.13330.2013. En cuarto lugar, la instalación de un sistema con tendido de líneas en zócalo, y más aún con su colocación en el suelo con aislamiento térmico, es más complicada.

Además, con un suministro de agua secuencial de una sola tubería al radiador, el número de secciones de un radiador plegable o el tipo de radiador no desmontable debajo de las ventanas debe ser diferente. De hecho, esto complica aún más la selección de un dispositivo de calefacción.

La ventaja de los sistemas de calentamiento de agua horizontales con tendido de líneas con aislamiento térmico en la estructura del piso solo se puede atribuir a la reducción de las pérdidas de calor asociadas en la línea, lo que permite suministrar agua a los dispositivos aproximadamente a la misma temperatura. La transferencia de calor de un metro lineal de tubería aislada, por ejemplo ∅ 20 mm, con una diferencia entre la temperatura media del agua en el dispositivo de calefacción y la temperatura del aire en la habitación igual a 60 °C, no supera los 20 W. , es decir, casi cuatro veces menos que la transferencia de calor de una tubería tendida abiertamente y sin aislamiento en posición horizontal.

Para reducir el costo de los sistemas de calefacción en habitaciones con dos o más ventanas en una fachada, se propone instalar convectores conectados a través de agua en serie como dispositivos de calefacción, como se muestra en la Fig. 4.

En primer lugar, en este caso, basta con instalar las válvulas de cierre y control y termostáticas solo en singular. En segundo lugar, se necesitan menos tuberías para conectar los convectores. Además, la longitud de los convectores de baja altura es mayor que la longitud de los radiadores con una altura de construcción de 500 mm de la misma potencia térmica.

A una temperatura calculada del agua en el sistema de calefacción de 95-70 °C y una velocidad del agua de 0,4 m/s, la cantidad de calor que pasa a través de una tubería de ∅ 20 mm será de aproximadamente 15,4 kW, a una velocidad de 0,2 m/s - 7,7 kilovatios.

En este caso, la pérdida de carga por fricción será de unos 145 y 39 Pa por metro lineal, respectivamente.

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Revista SOK nº 11/2019. Suelos calefactados por cable eléctrico: soluciones modernas y tendencias del mercado
Manual del diseñador. - Viena: Hertz Armaturen GmbH, 2008.
SP 60.13330.2013. Calefacción, ventilación y aire acondicionado.
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Krupnov B.A., Krupnov D.B. Aparatos de calefacción producidos en Rusia y países vecinos: Pop. ed. Ed. 4to, agregar. y corr. - M.: Editorial "ASV", 2015.

Descripción:

Los edificios comentados en el libro se pueden clasificar como edificios de gran altura. Esperamos que en el futuro aparezca un libro sobre la experiencia nacional en el diseño de equipos de ingeniería para edificios muy altos, en sentido figurado llamados rascacielos.

Suministro de calor y agua y calefacción de edificios residenciales de gran altura.

Hacia la publicación del libro.

V. I. Livchak, Vicepresidente de NP "ABOK", Jefe del Departamento de Eficiencia Energética de la Construcción del Servicio Estatal de Expertos de Moscú

En Moscú, medio siglo después de la construcción de siete rascacielos "estalinistas", se ha reanudado la construcción de rascacielos. Hoy en día se construyen edificios de más de 40 pisos: en 2003 - "Edelweiss" en la calle Davydkovskaya, vl. 3 (altura 176 m, 43 pisos), edificio 4 “Scarlet Sails” (179 m, 48 pisos) en la calle Aviatsionnaya, ow. 77–79; en 2004 - "Vorobyovy Gory" (188 m, 49 pisos) en la calle Mosfilmovskaya, vl. 4–6, “Triumph Palace”: el edificio residencial más alto de Europa (225 m, 59 pisos, con una aguja - 264 m), Chapaevsky Lane, vl. 2.

En el marco del programa de inversiones de la ciudad “Nuevo Anillo de Moscú” está prevista la construcción de varias docenas de edificios con una altura de entre 30 y 50 pisos. EN centro de negocios En la "Ciudad de Moscú" se están construyendo una serie de rascacielos de más de 300 m de altura, y la apoteosis de todo debería ser la construcción de la torre "Rusia" de 600 m de altura según el diseño de los ingleses. arquitecto Norman Foster, cuyo diseño se inició en 2006.

El proyecto del edificio residencial Edelweiss fue completado por TsNIIEPdzhilishcha, la parte de ingeniería de los restantes edificios residenciales catalogados de gran altura construidos por la empresa DON-Stroy fue fruto de la creatividad de la empresa de diseño y producción Alexander Kolubkov, dirigida por A. N. Kolubkov. y llevando su nombre. También es interesante que DON-Stroy gestiona las casas que construye y, por lo tanto, las soluciones utilizadas se confirman en la práctica de su trabajo.

La experiencia adquirida en el diseño de estos edificios y su funcionamiento fue la base del libro " Equipos de ingeniería edificios de gran altura", publicado por ABOK-PRESS en 2007 bajo edición general profe. MArchI M. M. Brodach.

En nuestra opinión, todos los edificios se pueden dividir en 5 categorías según su altura:

Hasta cinco pisos donde no se requiere la instalación de ascensores: edificios de poca altura;

Hasta 75 m (25 pisos), dentro de los cuales no se requiere zonificación vertical en compartimentos contra incendios: edificios de varios pisos;

76–150 m – edificios de gran altura;

151–300 m – edificios de gran altura;

Más de 300 m: edificios súper altos.

La gradación múltiplo de 150 m se debe a un cambio en la temperatura calculada del aire exterior para el diseño de calefacción y ventilación: cada 150 m disminuye en 1 °C.

Las características del diseño de edificios de más de 75 m están relacionadas con el hecho de que deben dividirse verticalmente en compartimentos (zonas) sellados contra incendios, cuyos límites son estructuras de cerramiento que proporcionan los límites de resistencia al fuego necesarios para localizar un posible incendio y prevenirlo. que se propague a compartimentos adyacentes. La altura de las zonas debe ser de 50 a 75 m, y no es necesario separar los compartimentos verticales contra incendios con suelos técnicos, como es habitual en los países cálidos, donde los suelos técnicos no tienen paredes y se utilizan para recoger a las personas en caso de incendio. y su posterior evacuación. En países con climas severos, la necesidad de pisos técnicos está determinada por los requisitos para la colocación de equipos de ingeniería. Al instalarlo en el sótano, solo la parte del piso ubicada en el borde de los compartimentos contra incendios se puede utilizar para acomodar ventiladores. protección contra humo, el resto es para local de trabajo. Con un esquema de conexión en cascada para intercambiadores de calor, por regla general, están junto con grupos de bombeo ubicados en suelos técnicos donde se requiera más espacio, y ocupan todo el piso, y en edificios muy altos a veces incluso dos pisos.

A continuación se muestra un análisis soluciones de diseño para el suministro de agua y calor y la calefacción de los edificios residenciales incluidos en la lista. Y esto es sólo una parte del tema al que está dedicado el libro que nos ocupa; más allá del alcance de este artículo queda el análisis de las soluciones avanzadas implementadas en una serie de edificios de gran altura extranjeros y las características de la influencia del clima externo. , experiencia en el diseño de sistemas de ventilación y aire acondicionado para edificios residenciales y públicos, sistemas de seguridad contra incendios, drenaje y eliminación de residuos, automatización y despacho, también recogida en el libro “Equipos de ingeniería de edificios de gran altura”.

Suministro de calor

Una característica del diseño de los sistemas de suministro de agua y calor es que todos los equipos de bombeo e intercambio de calor de los edificios residenciales de gran altura considerados están ubicados en el nivel del suelo o menos del primer piso. Esto se debe al peligro de colocar tuberías de agua sobrecalentada en pisos residenciales, a la incertidumbre sobre la idoneidad de la protección contra el ruido y las vibraciones de las viviendas adyacentes durante el funcionamiento de los equipos de bombeo y al deseo de mantener el escaso espacio para la colocación. más apartamentos

Esta solución es posible gracias al uso de tuberías de alta presión, intercambiadores de calor, bombas, equipos de cierre y control que pueden soportar presión operacional hasta 25 atm. Por lo tanto, al conectar los intercambiadores de calor desde el lado del agua local, se utilizan válvulas de mariposa con bridas, bombas con un elemento en forma de U y reguladores de presión de acción directa "aguas arriba" instalados en la tubería de reposición. Válvulas solenoides, diseñado para una presión de 25 atm. en la estación de llenado del sistema de calefacción.

Cuando la altura de los edificios es superior a 220 m, debido a la aparición de una presión hidrostática ultra alta, se recomienda utilizar un esquema en cascada para conectar los intercambiadores de calor de calefacción zonales y suministro de agua caliente, en el libro se ofrece un ejemplo de tal solución.

Otra característica del suministro de calor en edificios residenciales de gran altura implementados es que en todos los casos la fuente de suministro de calor es urbana. red de calefacción. La conexión a ellos se realiza a través de un punto de calefacción central, lo que tarda bastante área grande, por ejemplo, en el complejo Vorobyovy Gory ocupa 1.200 m2 con una altura de sala de 6 m (potencia estimada 34 MW).

La estación de calefacción central incluye intercambiadores de calor con bombas de circulación para sistemas de calefacción. diferentes zonas, sistemas de suministro de calor para calentadores de ventilación y aire acondicionado, sistemas de suministro de agua caliente, estaciones de bombeo para llenar sistemas de calefacción y sistemas de mantenimiento de presión con tanques de expansión y equipos de autorregulación, calentadores de agua de almacenamiento eléctricos de emergencia para suministro de agua caliente. Los equipos y tuberías están ubicados verticalmente para que sean fácilmente accesibles durante la operación. Un paso central con un ancho de al menos 1,7 m atraviesa todos los centros de calefacción central para permitir el movimiento de cargadores especiales, permitiendo la retirada de equipos pesados al momento de reemplazarlos (Fig. 1).

Foto 1.

Esta decisión también se debe al hecho de que los complejos de gran altura, por regla general, tienen un propósito multifuncional con un estilobato desarrollado y parte subterránea, que puede contener varios edificios. Por lo tanto, en el complejo Vorobyovy Gory, que incluye 3 edificios residenciales de gran altura con 43 a 48 pisos y 4 edificios con una altura de 17 a 25 pisos, unidos por una parte estilobata de cinco niveles, desde este parten colectores técnicos con numerosas tuberías. único punto de calefacción central, y para reducirlos en técnica En la zona de los edificios de gran altura, se ubicaron estaciones de bombeo de suministro de agua de refuerzo, que bombean agua fría y caliente a cada zona de los edificios de gran altura.

También es posible otra solución: la estación de calefacción central sirve para conectar las redes de calefacción urbana a la instalación, colocar "tras ella" un regulador diferencial de presión, una unidad de medición de calor y, si es necesario, una instalación de cogeneración, y se puede combinar con uno de los puntos de calefacción locales individuales (ITP), empleados para unirse sistemas locales consumo de calor cerca de este lugar punto de calentamiento. Desde esta estación de calefacción central, el agua sobrecalentada se suministra a través de dos tuberías, y no a través de varias desde el peine, como en el caso anterior, a las ITP locales ubicadas en otras partes del complejo, incluidas pisos superiores, según el principio de proximidad a la carga térmica. Con esta solución, no es necesario conectar el sistema interno de suministro de calor a los calentadores. sistemas de suministro según un circuito independiente a través de un intercambiador de calor. El calentador en sí es un intercambiador de calor y está conectado directamente a las tuberías de agua sobrecalentada con una bomba mezcladora para mejorar la calidad del control de carga y aumentar la confiabilidad de la protección del calentador contra la congelación.

Una de las soluciones para reservar un suministro centralizado de calor y energía para edificios de gran altura puede ser la construcción de mini plantas de cogeneración autónomas basadas en unidades de turbina de gas (GTU) o de pistón de gas (GPU) que generen simultáneamente ambos tipos de energía. medios modernos La protección contra el ruido y las vibraciones permite su colocación directamente en el edificio, incluso en los pisos superiores. Como regla general, la potencia de estas instalaciones no supera el 30-40% de la potencia máxima requerida de la instalación y en modo normal estas instalaciones funcionan, complementando los sistemas centralizados de suministro de energía. Con una mayor potencia de las plantas de cogeneración, surgen problemas a la hora de transferir el exceso de portadores de energía a la red.

El libro proporciona un algoritmo para calcular y seleccionar mini-CHP para el suministro de energía a un objeto en modo autónomo y un análisis de optimización de la elección de mini-CHP utilizando el ejemplo de un proyecto específico. Si solo falta energía térmica para el objeto en cuestión, se puede aceptar como fuente de suministro de calor una fuente autónoma de suministro de calor (AHS) en forma de una sala de calderas con calderas de agua caliente. Se pueden utilizar salas de calderas adosadas, ubicadas en el techo o en partes sobresalientes del edificio, o independientes, diseñadas de acuerdo con SP 41-104-2000. La posibilidad y ubicación de la AIT debe estar vinculada a todo el complejo de su impacto en ambiente, incluso para un edificio residencial de gran altura.

Calefacción

Los sistemas de calentamiento de agua de edificios de gran altura están zonificados por altura y, como ya se mencionó, si los compartimentos contra incendios están separados por pisos técnicos, entonces la zonificación de los sistemas de calefacción, por regla general, coincide con los compartimentos contra incendios, ya que los pisos técnicos son convenientes para la colocación. Tuberías de distribución. En ausencia de suelos técnicos, la zonificación de los sistemas de calefacción puede no coincidir con la división del edificio en compartimentos contra incendios. Las autoridades de inspección de incendios permiten que las tuberías de sistemas llenos de agua crucen los límites de los sectores de incendio, y la altura de la zona está determinada por el valor de la presión hidrostática permitida para los dispositivos de calefacción inferiores y sus tuberías.

Inicialmente, el diseño de los sistemas de calefacción de zonas se realizó como para los convencionales. edificios de varios pisos. Como regla general, se utilizaron sistemas de calefacción de dos tubos con elevadores verticales y distribución inferior de líneas de suministro y retorno que recorren el piso técnico, lo que permitió encender el sistema de calefacción sin esperar a que se construyeran todos los pisos de la zona. Estos sistemas de calefacción se implementaron en los complejos residenciales "Scarlet Sails", "Vorobyovy Gory", "Triumph Palace". Cada elevador está equipado con válvulas de equilibrio automático para garantizar la distribución automática del refrigerante a lo largo de los elevadores, y cada dispositivo de calefacción está equipado con un termostato automático con mayor resistencia hidráulica para brindar al residente la oportunidad de establecer la temperatura del aire deseada en la habitación y minimizar la influencia del componente gravitacional de la presión de circulación y encender/apagar termostatos sobre otros dispositivos de calefacción conectado a este elevador.

Además, para evitar el desequilibrio del sistema de calefacción asociado con la retirada no autorizada de los termostatos en apartamentos individuales, que ha ocurrido repetidamente en la práctica, se propuso cambiar a un sistema de calefacción con cableado superior Línea de suministro con movimiento asociado del refrigerante a lo largo de los elevadores. Esto iguala la pérdida de presión de los anillos de circulación a través de los dispositivos de calefacción, independientemente del piso en el que se encuentren, aumenta la estabilidad hidráulica del sistema, garantiza la eliminación de aire del sistema y facilita el ajuste de los termostatos.

Sin embargo, posteriormente, como resultado del análisis de varias soluciones, los diseñadores llegaron a la conclusión de que el mejor sistema Los sistemas de calefacción, especialmente para edificios sin suelo técnico, son sistemas con cableado horizontal apartamento por apartamento, conectados a contrahuellas verticales, que suelen pasar a lo largo de la escalera, y fabricados según esquema de dos tubos con menor trazado de carreteras. Un sistema de este tipo está diseñado en la parte superior (9 pisos de la tercera zona) del complejo de rascacielos Triumph Palace y en un edificio en construcción de 50 pisos sin pisos técnicos intermedios en la calle. Pireva, 2.

Los sistemas de calefacción de apartamentos están equipados con una unidad con una válvula de cierre que se regula mediante válvulas de equilibrio y desagües, filtros y contador de energía térmica. Esta unidad debe ubicarse fuera del apartamento en la escalera para que el servicio de mantenimiento pueda acceder sin obstáculos. En apartamentos de más de 100 m2, la conexión no se realiza mediante un bucle perimetral colocado alrededor del apartamento (ya que al aumentar la carga, el diámetro de la tubería aumenta y, como resultado, la instalación se vuelve más complicada y el costo aumenta debido al uso de costosos accesorios grandes), pero a través de un gabinete de distribución de apartamentos intermedio, en el que se instala el peine, y de él fluye el refrigerante esquema de haz Las tuberías de menor diámetro se envían a los dispositivos de calefacción de acuerdo con un esquema de dos tuberías.

Las tuberías se utilizan desde resistentes al calor. materiales poliméricos Como regla general, está hecho de polietileno reticulado PEX (la justificación de su uso se da en el libro), la colocación se lleva a cabo durante la preparación del piso. Parámetros de refrigerante calculados basados en especificaciones técnicas para tales tuberías, 90-70 (65) °C, por temor a que una nueva disminución de la temperatura provoque un aumento significativo de la superficie de calentamiento de los dispositivos de calefacción, lo que no es bien recibido por los inversores debido al aumento del coste del sistema. La experiencia de utilizar tuberías de metal y plástico en el sistema de calefacción del complejo Triumph Palace se consideró infructuosa. Durante el funcionamiento, como resultado del envejecimiento, la capa adhesiva se destruye y la capa interna de la tubería se "colapsa", como resultado de lo cual el área de flujo se estrecha y el sistema de calefacción deja de funcionar normalmente.

Los autores del libro creen que para el cableado de apartamentos, la solución óptima es utilizar válvulas de equilibrio automático ASV-P (PV) en la tubería de retorno y válvulas de cierre y medición ASV-M (ASV-1) en la tubería de suministro. El uso de este par de válvulas permite no solo compensar la influencia del componente gravitacional, sino también limitar el caudal para cada apartamento de acuerdo con los parámetros. Las válvulas generalmente se seleccionan según el diámetro de las tuberías y están configuradas para mantener una caída de presión de 10 kPa. Este valor de ajuste de la válvula se selecciona en función de la pérdida de presión requerida en termostatos de radiador para proporcionarles rendimiento óptimo. La limitación de caudal por apartamento viene determinada por los ajustes de las válvulas ASV-1, y se tiene en cuenta que en este caso la pérdida de presión en estas válvulas debe incluirse en la diferencia de presión mantenida por el regulador ASV-PV.

El uso de sistemas de calefacción horizontales apartamento por apartamento en comparación con un sistema con contrahuellas verticales conduce a una reducción en la longitud de las tuberías principales (son adecuadas solo para la contrahuella de la escalera y no para la contrahuella más distante de la habitación de la esquina). ), una reducción de las pérdidas de calor por las tuberías, una puesta en servicio simplificada del edificio piso por piso y un aumento de la estabilidad hidráulica del sistema. El costo de instalar un sistema de apartamento por apartamento no difiere mucho de los estándar con elevadores verticales, pero la vida útil es más larga debido al uso de tuberías hechas de materiales poliméricos resistentes al calor.

EN sistemas de apartamentos sistema de calefacción, es mucho más sencillo y con absoluta claridad para los residentes que se puede medir la energía térmica. Debemos estar de acuerdo con la opinión de los autores de que, si bien la instalación de contadores de calor no se relaciona con medidas de ahorro de energía, el pago por el consumo real energía térmica es un poderoso incentivo que obliga a los residentes a tener cuidado con cómo lo gastan. Naturalmente, esto se logra, en primer lugar, mediante el uso obligatorio de termostatos en los dispositivos de calefacción. La experiencia en su funcionamiento ha demostrado que para no influir en las condiciones térmicas de los apartamentos adyacentes, el algoritmo de control del termostato debe incluir una limitación para reducir la temperatura en la habitación a la que sirven a al menos 15-16 °C, y los dispositivos de calefacción deben seleccionarse con una reserva de marcha de al menos el 15%.

Suministro de agua

Para aumentar la confiabilidad del suministro de agua en edificios de hasta 250 m, se proporcionan al menos dos entradas de sistemas de suministro de agua independientes (líneas separadas de la red de suministro de agua del anillo externo); en alturas más altas, cada entrada se coloca en dos líneas, cada una de los cuales deben estar diseñados para superar al menos el 50% del consumo calculado.

Para aumentar la confiabilidad y garantizar el funcionamiento ininterrumpido del suministro de agua caliente en todos los edificios de gran altura. edificios residenciales Además de los calentadores de agua de alta velocidad, prevén la instalación de calentadores de agua eléctricos capacitivos que se encienden durante las paradas de la red de calefacción por mantenimiento programado o accidentes. El volumen de estos calentadores de agua de respaldo se selecciona en función del consumo máximo de agua caliente de una hora y media. Fuerza elemento de calefacción se asigna de tal manera que el tiempo de calentamiento para un volumen de agua determinado sea de 8 horas; este es el intervalo entre las ingestas máximas de agua de la mañana y de la tarde.

Como regla general, hay muchos calentadores de agua eléctricos de respaldo (hay instalaciones donde su número alcanza las 13 unidades) y, para la estabilidad de su funcionamiento, los calentadores de agua deben encenderse de acuerdo con el esquema con el movimiento del agua. Si el calentador de agua es el primero en conectar agua caliente, debe ser el último en suministrar agua caliente. La presión de funcionamiento de los calentadores de agua eléctricos no supera las 7 atm. Esto determina la altura de la zona del sistema de suministro de agua. Por tanto, no es necesario que el número de zonas en los sistemas de suministro de agua coincida con la calefacción. Entonces, en un edificio residencial de 50 pisos en la calle. Pyryev proporciona 3 zonas verticales para el sistema de calefacción y 4 para el suministro de agua fría y caliente (Fig. 2). Los sistemas más recientes tienen el mismo número de zonas para permitir la redundancia entre ellas.

Figura 2 ()

Zonificación de sistemas de ingeniería.

Otra característica del sistema de suministro de agua caliente de los edificios de gran altura enumerados es que, independientemente del número de zonas, se instala un único intercambiador de calor para todo el sistema y luego el agua caliente se bombea a la zona correspondiente mediante un bombeo de refuerzo separado. estaciones. Además, para el agua fría, cada zona tiene sus propias estaciones de bombeo de refuerzo cercanas, lo que aumenta la confiabilidad del sistema de suministro de agua, permitiendo el suministro de agua a través de tuberías de agua caliente en situaciones de emergencia.

La conexión de tuberías de circulación de distintas zonas a un peine común se produce a través de una unidad que incluye, además de válvulas de cierre y válvula de retención, un regulador de presión aguas abajo y un regulador de caudal. Este esquema fue adoptado después de muchas pruebas y errores. Primero, se instalaron válvulas de control con controlado eléctricamente. Durante el funcionamiento, resultó que su velocidad de respuesta no es suficiente para el funcionamiento normal. Era necesario encontrar equipos que pudieran responder más rápidamente a los cambios de presión en la tubería de circulación. Como resultado, se seleccionaron reguladores de presión de acción directa. Inicialmente se suministraron sin reguladores de caudal, pero como las bombas de circulación favorecen la ventilación, estos reguladores de presión empezaron a funcionar como estranguladores con un ruido inaceptable. Para eliminar este defecto, intentaron ajustar el sistema con más cuidado, pero luego instalaron reguladores de flujo, tras lo cual el efecto descrito desapareció.

Para evitar que los cambios de presión en el suministro de agua de la ciudad afecten la estabilidad del mantenimiento de la presión en las estaciones de bombeo, se instala un regulador de presión "aguas abajo" en la entrada del suministro de agua. Si antes de la instalación de este regulador la presión diferencial era de 0,6 a 0,9 atm, luego de la instalación se estabilizó en el nivel de 0,2 a 0,4 atm. La entrada de suministro de agua caliente (después de los intercambiadores de calor, antes de la estación de bombeo de cada zona) también cuenta con sus propios reguladores de presión aguas abajo, que eliminan falsas alarmas. revisar válvulas y encender bombas de respaldo sin necesidad especial.

El sistema de suministro de agua, por regla general, se organiza con una distribución horizontal en los apartamentos. Esta solución se ha implementado con éxito en los complejos residenciales de gran altura “Vorobyovy Gory”, “Triumph Palace” y en la calle. Piryeva. En este caso, los elevadores del sistema de suministro de agua se colocan en la escalera y en el pasillo del ascensor, desde donde se introducen las tuberías de agua fría y caliente al apartamento. El sistema está equipado con contadores de agua fría y caliente que, junto con filtros y reguladores de presión, se instalan en gabinetes de distribución en el hall de escaleras y ascensores. Para evitar el flujo de agua (de la red fría a la caliente y viceversa) como resultado del funcionamiento inadecuado de los equipos sanitarios, se instalan válvulas de retención en las entradas de los apartamentos en las tuberías de suministro de agua fría y caliente.

La distribución de tuberías desde los elevadores hasta los apartamentos y en los apartamentos se realiza a partir de tuberías de polietileno reticulado (tuberías PEX). En los apartamentos, es aconsejable utilizar el cableado del colector, cuando el agua se suministra a cada grifo desde el colector a través de una tubería separada, esto minimiza la influencia de los dispositivos vecinos entre sí (cuando se enciende un mezclador, la temperatura del pico en los demás cambios). Las contrahuellas se colocan desde tubos de acero Y al igual que en un sistema de calefacción, los elevadores de suministro de agua caliente están equipados con compensadores y soportes fijos. La circulación calculada se ajusta al 40% de la extracción de agua calculada mediante válvulas de control y equilibrado.

En cableado horizontal sistemas de suministro de agua caliente, puede negarse a instalar toalleros con calefacción. La experiencia operativa ha demostrado que incluso en edificios equipados con toalleros calefactables, hasta el 70% de los propietarios de apartamentos no los utilizan. O dejan el baño sin toalleros calefactables o utilizan toalleros eléctricos. El uso de toalleros eléctricos, desde el punto de vista del propietario del apartamento, es más conveniente, ya que se enciende solo cuando es necesario.

Estas son las soluciones para el suministro de agua y calor y los sistemas de calefacción para los edificios residenciales más altos construidos hasta la fecha en Moscú. Son claros, lógicos y no difieren fundamentalmente de las soluciones utilizadas en el diseño de edificios convencionales de varios pisos con una altura de menos de 75 m, con la excepción de la división de los sistemas de calefacción y suministro de agua en zonas. Pero dentro de cada zona se mantienen enfoques estándar para implementar estos sistemas. Se presta mayor atención a las instalaciones para llenar los sistemas de calefacción y mantener la presión en ellos y en cada piso de los sistemas de suministro de agua, así como en las líneas de circulación de diferentes zonas antes de conectarlas a un peine común. regulación automática suministro de calor y distribución de refrigerante para implementar modos cómodos y económicos, respaldo de equipos para garantizar el suministro ininterrumpido de calor y agua a los consumidores.

Rasgo distintivo se utiliza con el fin de garantizar el suministro ininterrumpido agua caliente Calentadores de agua eléctricos capacitivos de emergencia para suministro de agua de hora y media. Pero parece que sus capacidades no se están utilizando plenamente. Además de encenderlos en caso de accidente o mantenimiento preventivo programado de las redes de calefacción, podrían vincularse de tal manera que su capacidad se utilice para aliviar las cargas máximas de calor en el sistema de calefacción.

Este ingenioso esquema, propuesto por el progenitor de la tecnología de suministro de agua caliente, A.V. Khludov, incluye un calentador de agua, un tanque de almacenamiento y una bomba que realiza la función de cargar el tanque con agua caliente (Fig. 3). Cuando la batería está cargada, el agua fría fluye en chorros paralelos hacia el calentador de agua y hacia el tanque de almacenamiento, desplazándolo de abajo hacia arriba. agua caliente desde la batería al sistema consumidor. Así, con un gran consumo de agua, el consumidor recibe agua caliente del calentador de agua y la batería en su sistema. Cuando el consumo de agua disminuye, la bomba exprime el exceso de agua calentada en el calentador de agua hacia el tanque de almacenamiento, desplazándolo así del fondo de la batería. agua fría en el calentador de agua, es decir, la batería se está cargando. Esto le permite igualar la carga en el calentador de agua y reducir su superficie de calentamiento.

Las desventajas de las decisiones tomadas incluyen ignorar el uso de soluciones de ahorro de energía, como la sustitución parcial de la demanda de energía mediante el uso de turbinas de gas autónomas productoras de energía o unidades de pistón de gas, elementos solares fotovoltaicos o calentadores de agua, bombas de calor que utilizan baja energía. energía potencial del suelo y emisiones de ventilación. También cabe señalar que el uso de refrigeración centralizada es insuficiente para mejorar el confort de vida en los apartamentos y eliminar influencia negativa En la arquitectura del edificio, unidades externas de sistemas divididos colgaban al azar de la fachada. Los edificios de gran altura, avanzados en términos de soluciones arquitectónicas y estructurales, deberían ser un ejemplo para la implementación de tecnologías prometedoras en sistemas de ingeniería.

Ministerio de Educación de la República de Bielorrusia

Universidad Técnica Nacional de Bielorrusia

Facultad de Construcción Energética

Departamento de Suministro y Ventilación de Calor y Gas

sobre el tema: "Suministro de calor y calefacción de edificios de gran altura"

Elaborado por: estudiante gr. N° 11004414

Novikova K.V.

Comprobado por: Nesterov L.V.

Minsk – 2015

Introducción

Si las condiciones de temperatura en una habitación o edificio son favorables, de alguna manera no se recuerda a los especialistas en calefacción y ventilación. Si la situación es desfavorable, los primeros en criticar a los especialistas en este campo.

Sin embargo, la responsabilidad de mantener los parámetros especificados en la habitación no recae únicamente en los especialistas en calefacción y ventilación.

La adopción de decisiones de ingeniería para garantizar los parámetros especificados en la sala, el volumen de inversiones de capital para estos fines y los costos operativos posteriores dependen de las decisiones de planificación del espacio teniendo en cuenta la evaluación de las condiciones del viento y los parámetros aerodinámicos, las soluciones constructivas, la orientación y la construcción. coeficiente de acristalamiento, indicadores climáticos calculados, incluida la calidad, el nivel de contaminación. aire atmosférico basado en la totalidad de todas las fuentes de contaminación. Los edificios y complejos multifuncionales de gran altura son estructuras extremadamente complejas desde el punto de vista del diseño de comunicaciones de ingeniería: sistemas de calefacción, ventilación general y de humos, suministro de agua general y contra incendios, evacuación, sistemas automáticos contra incendios, etc. Esto se debe principalmente a la altura de del edificio y la presión hidrostática admisible, en particular, en sistemas de calentamiento de agua, ventilación y aire acondicionado.

Todos los edificios se pueden dividir en 5 categorías según la altura:

Hasta cinco pisos donde no se requiere la instalación de ascensores: edificios de poca altura;

Hasta 75 m (25 pisos), dentro de los cuales no se requiere zonificación vertical en compartimentos contra incendios: edificios de varios pisos;

76–150 m – edificios de gran altura;

151–300 m – edificios de gran altura;

Más de 300 m: edificios súper altos.

La gradación múltiplo de 150 m se debe a un cambio en la temperatura calculada del aire exterior para el diseño de calefacción y ventilación: cada 150 m disminuye en 1 °C.

En caso de instalación en el sótano, sólo una parte del suelo situada en el borde de los compartimentos contra incendios se puede utilizar para alojar ventiladores de protección contra humos y el resto para espacios de trabajo. Con un esquema en cascada para conectar intercambiadores de calor, por regla general, junto con los grupos de bombeo, se colocan en pisos técnicos, donde requieren más espacio, y ocupan todo el piso, y en edificios súper altos, a veces, dos pisos.

A continuación presentaremos un análisis de las soluciones de diseño para el suministro de calor y agua y la calefacción de los edificios residenciales enumerados.

1. Suministro de calor

Se recomienda proporcionar suministro de calor para sistemas de calefacción internos, suministro de agua caliente, ventilación y aire acondicionado de edificios de gran altura:

De redes de calefacción urbana;

de una fuente de calor autónoma (AHS), sujeto a la confirmación de la admisibilidad de su impacto en el medio ambiente de acuerdo con la legislación ambiental vigente y los documentos reglamentarios y metodológicos;

a partir de una fuente de calor combinada (CHS), incluidos sistemas híbridos de suministro de calor con bomba de calor que utilizan fuentes de energía renovables no tradicionales y recursos energéticos secundarios (suelo, emisiones de ventilación de edificios, etc.) en combinación con redes de calor y/o eléctricas.

Los consumidores de calor de los edificios de gran altura se dividen en dos categorías según la confiabilidad del suministro de calor:

el primero son los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado de locales en los que, en caso de accidente, no se permiten interrupciones en el suministro de la cantidad calculada de calor y una disminución de la temperatura del aire por debajo del mínimo permitido según GOST 30494. .La relación de estos locales y la temperatura mínima permitida del aire en el local deberá constar en las Especificaciones Técnicas;

el segundo, otros consumidores para quienes se permite reducir la temperatura en las instalaciones con calefacción durante el período de liquidación del accidente durante no más de 54 horas, no menos de:

16С – en locales residenciales;

12С – en locales públicos y administrativos;

5С – en las instalaciones de producción.

El suministro de calor de un edificio de gran altura debe diseñarse para garantizar un suministro de calor ininterrumpido en caso de accidentes (fallas) en la fuente de calor o en las redes de calefacción de suministro durante el período de reparación y restauración desde dos entradas independientes (principal y de respaldo) de las redes de calefacción. El insumo principal debe suministrar el 100% de la cantidad de calor requerida para un edificio de gran altura; de la entrada de reserva: suministro de calor en una cantidad no menor que la requerida para los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado de los consumidores de la primera categoría, así como para los sistemas de calefacción de la segunda categoría para mantener la temperatura en locales con calefacción no inferior a esa especificado anteriormente. Al comienzo del ciclo de funcionamiento, la temperatura del aire en estas habitaciones debe corresponder al estándar.

Los sistemas de calefacción internos deben conectarse:

con suministro de calor centralizado, según un esquema independiente de las redes de calefacción;

para AIT, según un esquema dependiente o independiente.

Los sistemas internos de suministro de calor deben dividirse según la altura de los edificios en zonas (zonificadas). La altura de la zona debe estar determinada por el valor de la presión hidrostática permitida en los elementos inferiores de los sistemas de suministro de calor de cada zona.

La presión en cualquier punto de los sistemas de suministro de calor de cada zona en condiciones hidrodinámicas (tanto a los caudales de diseño como a la temperatura del agua, y con posibles desviaciones de los mismos) debe garantizar que los sistemas estén llenos de agua, evitar la ebullición del agua y no exceder el valor permitido en términos de resistencia para equipos (intercambiadores de calor, tanques, bombas, etc.), accesorios y tuberías.

El suministro de agua a cada zona se puede realizar en circuito secuencial (cascada) o paralelo mediante intercambiadores de calor con control automático de la temperatura del agua calentada. Para los consumidores de calor de cada zona, por regla general, es necesario prever su propio circuito para la preparación y distribución de refrigerante con una temperatura regulada según un programa de temperatura individual. Al calcular el programa de temperatura del refrigerante, el comienzo y el final del período de calefacción deben tomarse con una temperatura promedio diaria del aire exterior de +8°C y una temperatura promedio del aire de diseño en habitaciones con calefacción.

Para los sistemas de suministro de calor de edificios de gran altura, es necesario prever equipos redundantes de acuerdo con el siguiente esquema.

En cada circuito de preparación de refrigerante se deben instalar al menos dos intercambiadores de calor (de trabajo + de respaldo), cuya superficie de calentamiento de cada uno de ellos debe proporcionar el 100% del consumo de calor requerido para los sistemas de calefacción, ventilación, aire acondicionado y suministro de agua caliente.

Al instalar calentadores eléctricos de cilindro de respaldo en el circuito de preparación de agua caliente, la redundancia de intercambiadores de calor Sistemas de ACS puede que no se proporcione.

Se permite instalar tres intercambiadores de calor (2 de trabajo + 1 de reserva) en el circuito de preparación de refrigerante para el sistema de ventilación, cuya superficie de calentamiento de cada uno de ellos debe proporcionar el 50% del consumo de calor requerido para los sistemas de ventilación y aire acondicionado.

Con un esquema de suministro de calor en cascada, se permite que el número de intercambiadores de calor para el suministro de calor a las zonas superiores sea 2 de trabajo + 1 de reserva, y la superficie de calentamiento de cada uno debe ser del 50% o de acuerdo con las especificaciones técnicas.

Los intercambiadores de calor, bombas y otros equipos, así como accesorios y tuberías, deben seleccionarse teniendo en cuenta la presión hidrostática y de funcionamiento en el sistema de calefacción, así como la presión máxima de prueba durante las pruebas hidráulicas. La presión de funcionamiento en los sistemas debe ser un 10% inferior a la presión de funcionamiento permitida para todos los elementos del sistema.

Los parámetros del refrigerante en los sistemas de suministro de calor, por regla general, deben tomarse en cuenta la temperatura del agua calentada en los intercambiadores de calor zonales del circuito de preparación de agua de la zona correspondiente a lo largo de la altura del edificio. La temperatura del refrigerante no debe superar los 95 °C en sistemas con tuberías de acero o tubos de cobre y no más de 90 С – desde tubos de polímero aprobado para su uso en sistemas de suministro de calor. Se permite que los parámetros del refrigerante en sistemas internos de suministro de calor sean superiores a 95 °C, pero no superiores a 110 °C en sistemas con tuberías de acero, teniendo en cuenta la comprobación de que el agua en movimiento no se desborde. la altura del edificio. Al tender tuberías con una temperatura del refrigerante superior a 95 °C, se deben tender separadas o compartidas con otras tuberías, cercando los pozos, teniendo en cuenta las medidas de seguridad adecuadas. El tendido de estas tuberías sólo es posible en lugares accesibles a la entidad explotadora. Se deben tomar medidas para evitar que entre vapor fuera de las instalaciones técnicas si las tuberías están dañadas.

Una característica del diseño de los sistemas de suministro de agua y calor es que todos los equipos de bombeo e intercambio de calor de los edificios residenciales de gran altura considerados están ubicados en el nivel del suelo o menos del primer piso. Esto se debe al peligro de colocar tuberías de agua sobrecalentada en pisos residenciales, a la incertidumbre sobre la idoneidad de la protección contra el ruido y las vibraciones de las viviendas adyacentes durante el funcionamiento de los equipos de bombeo y al deseo de preservar el escaso espacio para acomodar un mayor número de apartamentos.

Esta solución es posible gracias al uso de tuberías de alta presión, intercambiadores de calor, bombas, equipos de cierre y control que pueden soportar presiones de funcionamiento de hasta 25 atm. Por lo tanto, al canalizar intercambiadores de calor en el lado del agua local, se utilizan válvulas de mariposa con bridas de collar, bombas con un elemento en forma de U, reguladores de presión de acción directa "aguas arriba" instalados en la tubería de reposición y válvulas de solenoide diseñadas para un presión de 25 atm. en la estación de llenado del sistema de calefacción.

Cuando la altura de los edificios es superior a 220 m, debido a la aparición de una presión hidrostática ultra alta, se recomienda utilizar un esquema en cascada para conectar intercambiadores de calor zonales para calefacción y suministro de agua caliente. Otra característica del suministro de calor en edificios residenciales de gran altura es que en todos los casos la fuente de suministro de calor son las redes de calefacción urbanas. La conexión a ellos se realiza a través de una estación de calefacción central, que ocupa un área bastante grande. El sistema de calefacción central incluye intercambiadores de calor con bombas de circulación para sistemas de calefacción de diferentes zonas, sistemas de suministro de calor para calentadores de ventilación y aire acondicionado, sistemas de suministro de agua caliente, estaciones de bombeo para llenar sistemas de calefacción y sistemas de mantenimiento de presión con tanques de expansión y equipos de autorregulación. , electricidad de emergencia calentadores de agua de almacenamiento suministro de agua caliente. Los equipos y tuberías están ubicados verticalmente para que sean fácilmente accesibles durante la operación. Un paso central con un ancho de al menos 1,7 m atraviesa todos los centros de calefacción central para permitir el movimiento de cargadores especiales, permitiendo la retirada de equipos pesados al momento de reemplazarlos (Fig. 1).

Esta decisión también se debe al hecho de que los complejos de gran altura, por regla general, tienen un propósito multifuncional con una parte estilobata y subterránea desarrollada, en la que se pueden ubicar varios edificios. Por lo tanto, en el complejo, que incluye 3 edificios residenciales de gran altura con 43 a 48 pisos y 4 edificios con una altura de 17 a 25 pisos, unidos por una parte estilobata de cinco niveles, desde este único centro parten colectores técnicos con numerosas tuberías. centro de calefacción, y para reducirlos, colocaron estaciones de bombeo de suministro de agua de refuerzo que bombean agua fría y caliente a cada zona de los edificios de gran altura.

También es posible otra solución: la estación de calefacción central sirve para conectar las redes de calefacción urbana a la instalación, colocar "tras ella" un regulador diferencial de presión, un contador de calor y, si es necesario, una instalación de cogeneración, y puede combinarse con uno de los Puntos de calefacción locales individuales (ITP), que sirven para conectar sistemas locales de consumo de calor cercanos a un punto de calefacción determinado. Desde esta estación de calefacción central, el agua sobrecalentada se suministra a través de dos tuberías, y no a través de varias desde el peine, como en el caso anterior, a las ITP locales ubicadas en otras partes del complejo, incluso en los pisos superiores, según el principio de proximidad a la carga térmica. Con esta solución, no es necesario conectar el sistema interno de suministro de calor a los calentadores de aire de suministro mediante un circuito independiente a través de un intercambiador de calor. El calentador en sí es un intercambiador de calor y está conectado directamente a las tuberías de agua sobrecalentada con una bomba mezcladora para mejorar la calidad del control de carga y aumentar la confiabilidad de la protección del calentador contra la congelación.

Una de las soluciones para reservar un suministro centralizado de calor y energía para edificios de gran altura puede ser la construcción de mini plantas de cogeneración autónomas basadas en unidades de turbina de gas (GTU) o de pistón de gas (GPU) que generen simultáneamente ambos tipos de energía. Los modernos medios de protección contra el ruido y las vibraciones permiten colocarlos directamente en el edificio, incluso en los pisos superiores. Como regla general, la potencia de estas instalaciones no supera el 30-40% de la potencia máxima requerida de la instalación y en modo normal estas instalaciones funcionan, complementando los sistemas centralizados de suministro de energía. Con una mayor potencia de las plantas de cogeneración, surgen problemas a la hora de transferir el exceso de portadores de energía a la red.

Existe literatura que proporciona un algoritmo para calcular y seleccionar mini-CHP para el suministro de energía a un objeto en modo autónomo y un análisis de la optimización de la elección de mini-CHP utilizando el ejemplo de un proyecto específico. Si solo falta energía térmica para el objeto en cuestión, se puede aceptar como fuente de suministro de calor una fuente autónoma de suministro de calor (AHS) en forma de una sala de calderas con calderas de agua caliente. Se pueden utilizar salas de calderas adosadas, ubicadas en el techo o en partes sobresalientes del edificio, o independientes, diseñadas de acuerdo con SP 41-104-2000. La posibilidad y ubicación de AIT deben estar relacionadas con todo el complejo de su impacto en el medio ambiente, incluso en un edificio residencial de gran altura.

La situación de la temperatura en la habitación está influenciada significativamente por el área y el rendimiento térmico de la superficie acristalada. Se sabe que la resistencia reducida estándar a la transferencia de calor de las ventanas es casi 6 veces menor que la resistencia reducida a la transferencia de calor de las paredes exteriores. Además, a través de ellos por hora, si no hay dispositivos de protección solar, hasta 300 - 400 W/m2 de calor debido a la radiación solar. Desgraciadamente, en el diseño de edificios administrativos y públicos, el factor de acristalamiento puede superarse en un 50% si existe una justificación adecuada (con una resistencia a la transferencia de calor de al menos 0,65 m2°C/W). De hecho, es posible utilizar este supuesto sin una justificación adecuada.

2. Calefacción

En edificios de gran altura se pueden utilizar los siguientes sistemas de calefacción:

agua bitubular con distribución horizontal por plantas o vertical;

aire con unidades de calefacción y recirculación dentro de una habitación o combinado con un sistema de ventilación de suministro mecánico;

eléctrico de acuerdo con la asignación de diseño y previa recepción de las especificaciones técnicas de la organización de suministro de energía.

Se permite el uso de suelo radiante (agua o eléctrico) para calentar baños, vestuarios, zonas de piscina, etc.

Los parámetros del refrigerante en los sistemas de calefacción de la zona correspondiente deben tomarse de acuerdo con SP 60.13330: no más de 95°C en sistemas con tuberías de acero o cobre y no más de 90°C - de tuberías de polímero aprobadas para uso en la construcción.

La altura de la zona del sistema de calefacción debe estar determinada por la presión hidrostática permitida en los elementos inferiores del sistema. La presión en cualquier punto del sistema de calefacción de cada zona en modo hidrodinámico debe garantizar que los sistemas estén llenos de agua y no exceda el valor de resistencia permitido para equipos, accesorios y tuberías.

Los dispositivos, accesorios y tuberías de los sistemas de calefacción deben seleccionarse teniendo en cuenta la presión hidrostática y de funcionamiento en el sistema de calefacción de la zona, así como la presión máxima de prueba durante las pruebas hidráulicas. La presión de funcionamiento en los sistemas debe ser un 10% inferior a la presión de funcionamiento permitida para todos los elementos del sistema.

Régimen aire-térmico de un edificio de gran altura.

Al calcular régimen aéreo Los edificios, dependiendo de la configuración del edificio, evalúan la influencia de la velocidad vertical del viento en las fachadas, a nivel del techo, así como la diferencia de presión entre las fachadas de barlovento y sotavento del edificio.

Los parámetros de diseño del aire exterior para sistemas de calefacción, ventilación, aire acondicionado, suministro de calor y frío de un edificio de gran altura deben tomarse de acuerdo con las especificaciones técnicas, pero no por debajo de los parámetros B según SP 60.13330 y SP 131.13330.

Los cálculos de la pérdida de calor por estructuras de cerramiento externas, las condiciones del aire de los edificios de gran altura, los parámetros del aire externo en las ubicaciones de los dispositivos de entrada de aire, etc. deben realizarse teniendo en cuenta los cambios en la velocidad y la temperatura del aire externo a lo largo de la altura. de edificios de acuerdo con el Apéndice A y SP 131.13330.

Los parámetros del aire exterior deben tomarse teniendo en cuenta los siguientes factores:

disminución de la temperatura del aire en altitud de 1 °C por cada 100 m;

aumento de la velocidad del viento en periodo frio del año;

la aparición de potentes corrientes convectivas en las fachadas de los edificios irradiadas por el sol;

Colocación de dispositivos de entrada de aire en la parte alta del edificio.

Al colocar dispositivos receptores de aire exterior en las fachadas sureste, sur o suroeste, la temperatura del aire exterior en la estación cálida debe tomarse entre 3 y 5 °C por encima de la calculada.

Los parámetros calculados del microclima del aire interno (temperatura, velocidad de movimiento y humedad relativa) en locales residenciales, hoteleros y públicos de edificios de gran altura deben tomarse dentro de los estándares óptimos según GOST 30494.

Durante la época fría del año en locales residenciales, públicos, administrativos e industriales (unidades frigoríficas, salas de máquinas de ascensores, cámaras de ventilación, salas de bombas, etc.), cuando no estén en uso y en horario no laborable, se permite reducir la temperatura del aire por debajo de la normalizada, pero no menos de:

16С - en locales residenciales;

12С - en locales públicos y administrativos;

5С - en locales de producción.

Al comienzo del horario laboral, la temperatura del aire en estas habitaciones debe corresponder al estándar.

En los vestíbulos de entrada de edificios de gran altura, por regla general, se debe prever una doble esclusa de aire del vestíbulo o vestíbulo. Como puertas de entrada Se recomienda utilizar dispositivos herméticos de tipo circular o radial.

Se deben tomar medidas para reducir la presión del aire en los huecos verticales de los ascensores, que se forma a lo largo de la altura del edificio debido a la diferencia gravitacional, así como para eliminar los flujos de aire internos desorganizados entre las áreas funcionales individuales del edificio.

Inicialmente, el diseño de los sistemas de calefacción zonal se llevó a cabo como en los edificios convencionales de varias plantas. Como regla general, se utilizaron sistemas de calefacción de dos tubos con elevadores verticales y distribución inferior de líneas de suministro y retorno que recorren el piso técnico, lo que permitió encender el sistema de calefacción sin esperar a que se construyeran todos los pisos de la zona. Estos sistemas de calefacción se implementaron, por ejemplo, en los complejos residenciales "Scarlet Sails", "Vorobyovy Gory", "Triumph Palace" (Moscú). Cada elevador está equipado con válvulas de equilibrio automático para garantizar la distribución automática del refrigerante a lo largo de los elevadores, y cada dispositivo de calefacción está equipado con un termostato automático con mayor resistencia hidráulica para brindar al residente la oportunidad de establecer la temperatura del aire deseada en la habitación y minimizar la influencia del componente gravitacional de la presión de circulación y encender/apagar los termostatos en otros dispositivos de calefacción conectados a este tubo ascendente.

Además, para evitar el desequilibrio del sistema de calefacción asociado con la retirada no autorizada de los termostatos en apartamentos individuales, lo que ha ocurrido repetidamente en la práctica, se propuso cambiar a un sistema de calefacción con una distribución aérea de la línea de suministro con un movimiento paralelo. del refrigerante a lo largo de las bandas. Esto iguala la pérdida de presión de los anillos de circulación a través de los dispositivos de calefacción, independientemente del piso en el que se encuentren, aumenta la estabilidad hidráulica del sistema, garantiza la eliminación de aire del sistema y facilita el ajuste de los termostatos.

Sin embargo, posteriormente, después de analizar varias soluciones, los diseñadores llegaron a la conclusión de que el mejor sistema de calefacción, especialmente para edificios sin pisos técnicos, son los sistemas con cableado horizontal apartamento por apartamento conectado a contrahuellas verticales, que generalmente corren a lo largo de la escalera, y realizada según esquema de dos tubos con recorrido de líneas inferior. Por ejemplo, un sistema de este tipo se diseñó en la parte superior (9 pisos de la tercera zona) del complejo de rascacielos Triumph Palace y en un edificio en construcción de 50 pisos sin pisos técnicos intermedios.

Los sistemas de calefacción de apartamentos están equipados con una unidad con válvula de cierre, válvulas de regulación mediante válvulas de equilibrio y válvulas de drenaje, filtros y un contador de energía térmica. Esta unidad debe ubicarse fuera del apartamento en la escalera para que el servicio de mantenimiento pueda acceder sin obstáculos. En apartamentos de más de 100 m2, la conexión no se realiza a través del perímetro del circuito tendido alrededor del apartamento (ya que a medida que aumenta la carga, aumenta el diámetro de la tubería y, como resultado, la instalación se vuelve más complicada y el costo aumenta debido al uso). de accesorios grandes y costosos), sino a través de un gabinete de distribución de apartamentos intermedio, en el que se instala un peine, y desde allí el refrigerante se dirige a través de un esquema radial a través de tuberías de menor diámetro a los dispositivos de calefacción según un esquema de dos tubos.

Las tuberías se utilizan a partir de materiales poliméricos resistentes al calor, generalmente de polietileno reticulado PEX, la colocación se realiza durante la preparación del piso. Los parámetros calculados del refrigerante, basándose en las condiciones técnicas de dichas tuberías, son 90–70 (65) °C debido al temor de que una mayor disminución de la temperatura conduzca a un aumento significativo de la superficie de calentamiento de los dispositivos de calefacción, lo que es no bien recibido por los inversores debido al creciente coste del sistema. La experiencia de utilizar tuberías de metal y plástico en sistemas de calefacción de complejos se consideró infructuosa. Durante el funcionamiento, como resultado del envejecimiento, la capa adhesiva se destruye y la capa interna de la tubería se "colapsa", como resultado de lo cual el área de flujo se estrecha y el sistema de calefacción deja de funcionar normalmente.

Algunos expertos creen que con el cableado puerta a puerta solucion optima es el uso de válvulas de equilibrado automático ASV-P (PV) en la tubería de retorno y válvulas de cierre y medición ASV-M (ASV-1) en la tubería de suministro. El uso de este par de válvulas permite no solo compensar la influencia del componente gravitacional, sino también limitar el caudal para cada apartamento de acuerdo con los parámetros. Las válvulas generalmente se seleccionan según el diámetro de las tuberías y están configuradas para mantener una caída de presión de 10 kPa. Este valor de ajuste de la válvula se selecciona en función de la pérdida de presión requerida en los termostatos del radiador para garantizar su funcionamiento óptimo. La limitación de caudal por apartamento viene determinada por los ajustes de las válvulas ASV-1, y se tiene en cuenta que en este caso la pérdida de presión en estas válvulas debe incluirse en la diferencia de presión mantenida por el regulador ASV-PV. suministro de calor temperatura calentamiento de agua

En los sistemas de calefacción de viviendas, la medición de la energía térmica se puede realizar de forma mucho más sencilla y clara para los residentes. Debemos estar de acuerdo con la opinión de los autores de que, aunque la instalación de contadores de calor no se refiere a medidas de ahorro de energía, el pago de la energía térmica realmente consumida es un poderoso incentivo que obliga a los residentes a utilizarla con cuidado. Naturalmente, esto se logra, en primer lugar, mediante el uso obligatorio de termostatos en los dispositivos de calefacción. La experiencia en su funcionamiento ha demostrado que para no influir en las condiciones térmicas de los apartamentos adyacentes, el algoritmo de control del termostato debe incluir una limitación para reducir la temperatura en la habitación a la que sirven a al menos 15-16 °C, y los dispositivos de calefacción deben seleccionarse con una reserva de marcha de al menos el 15%.

Estas son las soluciones para el suministro de calor y los sistemas de calefacción de los edificios residenciales más altos construidos hasta la fecha. Son claros, lógicos y no difieren fundamentalmente de las soluciones utilizadas en el diseño de edificios convencionales de varios pisos con una altura de menos de 75 m, con la excepción de la división de los sistemas de calefacción y suministro de agua en zonas. Pero dentro de cada zona se mantienen enfoques estándar para implementar estos sistemas. Se presta mayor atención a las instalaciones para llenar los sistemas de calefacción y mantener la presión en ellos, así como a las líneas de circulación de diferentes zonas antes de conectarlas a un peine común, regulación automática del suministro de calor y distribución de refrigerante para implementar modos cómodos y económicos, redundantes. operación de equipos para garantizar el suministro ininterrumpido de calor a los consumidores.

Una característica del diseño de los sistemas de suministro de agua y calor es que todos los equipos de bombeo e intercambio de calor de los edificios residenciales de gran altura considerados están ubicados en el nivel del suelo o menos del primer piso. Esto se debe al peligro de colocar tuberías de agua sobrecalentada en pisos residenciales, a la incertidumbre sobre la idoneidad de la protección contra el ruido y las vibraciones de las viviendas adyacentes durante el funcionamiento de los equipos de bombeo y al deseo de preservar el escaso espacio para acomodar un mayor número de apartamentos.

Esta solución es posible gracias al uso de tuberías de alta presión, intercambiadores de calor, bombas, equipos de cierre y control que pueden soportar presiones de funcionamiento de hasta 25 atm. Por lo tanto, cuando se conectan intercambiadores de calor desde el lado del agua local, se utilizan válvulas de mariposa con bridas, bombas con un elemento en forma de U, reguladores de presión de acción directa "aguas arriba" instalados en la tubería de reposición y válvulas de solenoide diseñadas para un presión de 25 atm. en la estación de llenado del sistema de calefacción.

Otra característica del suministro de calor en edificios residenciales de gran altura es que en todos los casos la fuente de suministro de calor son las redes de calefacción urbanas. La conexión a ellos se realiza a través de una subestación de calefacción central, que ocupa un área bastante grande, por ejemplo, en el complejo Vorobyovy Gory ocupa 1200 m 2 con una altura de 6 m (potencia estimada 34 MW).

El sistema de calefacción central incluye intercambiadores de calor con bombas de circulación para sistemas de calefacción en diferentes zonas, sistemas de suministro de calor para calentadores de ventilación y aire acondicionado, sistemas de suministro de agua caliente, estaciones de bombeo para llenar sistemas de calefacción y sistemas de mantenimiento de presión con tanques de expansión y equipos de autorregulación. , calentadores de agua eléctricos de emergencia para suministro de agua caliente. Los equipos y tuberías están ubicados verticalmente para que sean fácilmente accesibles durante la operación. Un paso central con un ancho de al menos 1,7 m atraviesa todos los centros de calefacción central para permitir el movimiento de cargadores especiales, permitiendo la retirada de equipos pesados al momento de reemplazarlos.