Станционные помещения, мастерские и здания на товарных дворах обычно отапливаются за счет электрических станций, несмотря на то, что последние имеют основным назначением вырабатывать электроэнергию и пар высокого давления для мастерских, приводить в действие компрессоры, насосы и пр. Электростанции в таких случаях являются котельными для центрального отопления зданий. Часто для центрального отопления используется отработавший пар от паровых машин. На некоторых станциях пар для отопления приобретают на стороне, однако многие станции сами отпускают пар на сторону.
Применяется много систем отоплений; наиболее распространенными являются паровое отопление и отопление горячим воздухом от индивидуальных нагревателей. При наличии сравнительно дешевого газа применяются индивидуальные газовые печи, устанавливаемые на полу.
Паровое отопление.
Радиаторы парового отопления располагаются под окнами зданий, но в старых зданиях радиаторы обычно устанавливались вблизи или непосредственно под потолочными окнами. К отопительной системе пар подается под большим давлением, но это давление с помощью редукторов снижается перед поступлением пара в радиаторы. В тех случаях, когда давление пара не снижается, возможны несчастные случаи от ожогов. Паровое отопление может быть одно- или двухтрубным. В последнем случае конденсирующаяся вода собирается в специальных приемниках, из которых посредством нагнетательных или вакуумных насосов она подается обратно в котельную.
Описанная схема парового отопления не требует больших затрат на ее оборудование и эксплуатацию. При расчете необходимой поверхности радиаторов для отопления помещений обычно принимается, что каждый квадратный метр этой поверхности дает в час 650 больших калорий. На основании данных о потерях тепла помещениями нетрудно рассчитать требуемую поверхность радиаторов для обеспечения необходимой температуры в помещениях.
Трубы парового отопления подразделяются на три вида: 1) магистральные паровые трубопроводы; 2) отводные трубы, стояки и трубы для присоединения радиаторов;
- трубы обратной разводки. Хорошая работа парового отопления обеспечивается плотными соединениями паровых труб на всем протяжении от паровых котлов до радиаторов, правильным расположением выпускных кранов и близким расположением радиаторов к магистральному паровому трубопроводу или стояку.
Отопление помещений подачей в них горячего воздуха.
Эта система отопления имеет значительные преимущества перед паровым отоплением, особенно при отоплении паровозных депо, вследствие того, что избыточная влажность, образующаяся в этих помещениях, захватывается поступающим теплым воздухом. Система отопления помещений подачей в них горячего воздуха состоит из ряда радиаторов, воздуходувки, приводимой в действие от электромотора или паровой машины, и труб, подводящих нагретый воздух в различные части сооружений. Отопительное оборудование обычно размещают в небольшой пристройке к зданию. Наружный воздух для подогрева поступает к нагретым радиаторам через специальные жалюзи. После прохода воздуха через радиаторы он с помощью воздуходувки нагнетается в трубы и подается для отопления помещений.
В некоторых системах воздушного отопления производится дополнительная принудительная циркуляция воздуха. Такая система более экономична и дает хорошие результаты, хотя она и не является самой лучшей. Трубы, подводящие нагретый воздух в отапливаемые помещения, могут располагаться в верхней части помещений или под полом. Диаметр труб уменьшается по мере удаления от мест поступления в них нагретого воздуха. Разводка труб под полом делается в бетонных каналах, перекрытых плитами. Такой способ прокладки труб обходится дороже, но при его осуществлении проще последующая эксплуатация отопительной системы. Прокладка труб в верхней части помещений по воздуху обходится значительно дешевле при монтаже, но значительно дороже при последующей эксплуатации; кроме того, иногда бывает трудно сделать выпуск нагретого воздуха в местах, требующих отопления.
Отопительные агрегаты. Отопительные агрегаты состоят из нагревающих элементов, вентиляторов или воздуходувок и кожухов. Обычно отопительные агрегаты устанавливаются вблизи мест, где нужно производить отопление (рис. 1 и 2).
Рис. 1. Подвешенные обогревательные агрегаты (обведены кружками) для отопления рабочих мест в локомотивном депо на станции Балтимора
Применение отопительных агрегатов для отопления мастерских и паровозных депо имеет большое преимущество перед отоплением этих помещений другими способами. Агрегатный способ отопления имеет следующие преимущества: происходит лучшее и быстрое распространение тепла без неприятных сквозняков, уменьшаются разности температур под потолком и над полом, уменьшается протяженность трубопроводов, лучше регулируется температура воздуха в помещениях, больше экономится места при установке отопительных агрегатов и, наконец, установка и эксплуатация отопительной системы обходятся дешевле.
Рис 2. Отопительный агрегат для отопления смотровых канав и других пониженных мест
В настоящее время применяются два основных типа отопительных агрегатов: агрегат с воздуходувкой и агрегат с пропеллерным вентилятором, продувающим воздух через нагреватель. При расположении нагревателя вертикально и при направлении теплового потока к потолку отопительный агрегат называется подвешенным вентиляторным агрегатом; при расположении вентилятора параллельно потолку и при отражении теплового потока вниз отопительный агрегат называется подвешенным отбрасывающим агрегатом.
Воздуходувные отопительные агрегаты подают нагретый воздух со скоростью от 400 до 900 м/мин с производительностью от 35 000 до 135 000 больших калорий и могут давать струю воздуха длиной до 60 м.
Вентиляторные отопительные агрегаты подают нагретый воздух со скоростью от 120 до 350 м/мин с производительностью от 6 500 до 90 000 больших калорий и максимальной длиной струи воздуха до 30 м. Отражающие агрегаты можно устанавливать на высоте до 15 м.
Электрические отопительные агрегаты применяются только при дешевой электроэнергии и когда другие виды топлива имеют значительно большую стоимость. В этих агрегатах вместо паровых или водяных конвекторов установлены электрические нагреватели.
Применяются также отопительные агрегаты, в которых нагреватели получают тепло от газовых горелок. В этих агрегатах воздух вентиляторами пропускается через нагреватели по направлению к местам, которые нужно отапливать. При установке газовых отопительных агрегатов для постоянного отопления помещений должны быть предусмотрены вытяжные трубы для удаления продуктов горения газа.
Для нагревания радиаторов можно применять пар высокого и низкого давления. В обоих случаях должна быть обеспечена хорошая компрессия в радиаторах во всех соединениях. При высоком давлении, кроме того, необходимо предусматривать хорошие смотровые колодцы, перепускные клапаны и конденсационные колонки.
При паровом отоплении с низким давлением пара должны быть предусмотрены устройства для отвода из системы отопления значительных количеств конденсирующейся в ней воды. Для обеспечения нормальной работы любых систем отопления желательно применять вакуумные или возвратные насосы и ресиверы. При применении систем отопления на принципе силы тяжести особенно важно обеспечить соответствующую разность уровней между котлом и радиаторами для компенсации потерь давления в конвекторе вследствие конденсации пара.
Некоторые фирмы выпускают отопительные агрегаты с использованием в них горячей воды. В таких агрегатах должна производиться принудительная циркуляция воды, а не естественная под действием силы тяжести, что может быть использовано, по данным фирм, только для специальных отопительных агрегатов. Производительность отопительных агрегатов с горячей водой при прочих равных условиях меньше, чем паровых.
По последним данным, наилучшими являются отопительные агрегаты с высокой температурой и высоким давлением циркулирующей горячей воды. В этих агрегатах не применяются воздушные краны, конденсаторы и другие устройства, в которых происходят потери тепла.
В тех случаях, когда нагретый воздух нужно подать на значительное расстояние в горизонтальном направлении или где этот воздух нужно сильно сконцентрировать, например в местах, где часто открываются наружные двери, применяются высокоскоростные вентиляторы. Отопительные агрегаты с тихоходными воздуходувками работают бесшумно и поэтому они наиболее распространены в помещениях, в которых решающим фактором должно быть отсутствие шума.
Отопительные агрегаты пропеллерного типа, создающие направленную горизонтальную струю воздуха, применяются в тех случаях, когда агрегаты с воздуходувками не экономичны, или в тех случаях, когда струю теплого воздуха нужно направить в определенном направлении, чтобы смешать ее с холодным воздухом. Отопительные агрегаты отражательного типа применяются в помещениях с высокими потолками, особенно тогда, когда конструкция потолков создает условия для скопления вверху масс отработавшего производственного тепла. Такие агрегаты также рекомендуется применять для непосредственной подачи теплого воздуха вниз.
В заключение можно сказать, что при правильно установленных отопительных агрегатах достигается следующее: обеспечивается быстрое отопление только в тех местах, где это необходимо, уменьшается разность температур у потолков и пола, обеспечивается быстрая циркуляция воздуха без неприятных сквозняков, непосредственно нагретый воздух создает одинаковое распределение температур в обогреваемом помещении, ликвидируется холодный слой воздуха, обычно образующийся на уровне пола, сокращается протяженность трубопроводов, экономится ценная площадь пола вследствие возможности установки отопительных агрегатов на стенах, потолке и на полу.