Виды систем отопления

УКРУПНЕННЫЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЗДАНИЙ

Нередко возникает необходимость выявления ориентировочных затрат теплоты на отопление здания в целом. Такие данные бывают нужны для проектирования котельной и предварительного заказа основного санитарно-технического оборудования и топлива. Ориентируясь на удельную характеристику q,Вт/м³К -среднечасовой расход теплоты (СНиП), Вт, на отопление 1 м³ здания при разности температур воздуха 1 К, теплопотери здания можно определить по формуле:

Q_зд=q(t’_В-t_H)Vзд

где V_зд -отапливаемый объем здания по наружному обмеру м³, t’_В-t_H разность температур при характерной для большинства помещений t’_В, °C. При оценке здания с теплотехнической стороны необходимо знать, что остекленность зданий должна отвечать требуемой освещенности помещений, без занижения ее для северных к других районов, менее освещаемых солнцем. В помещения длительного пребывания людей солнечные лучи должны поступать не менее, чем в течение 3 ч за сутки, чтобы обеспечивать бактерицидное воздействие на воздушную среду (уничтожение бактерий).

С точки зрения комфортности населенных мест большое санитарно-гигиеническое значение имеет и озеленение населенных мест. Насаждения улучшают в них микроклимат, оказывая существенное влияние на тепловой режим, влажность и подвижность воздуха. Температура среди зеленых насаждений в жаркие дни оказывается на 3—4 К ниже, чем на открытых или застроенных территориях, а влажность воздуха на 15÷30 % выше. Насаждения способствуют снижению скорости ветра: примерно на 40 % у границ зеленого массива и значительно больше внутри его.

Насаждения необходимы и для борьбы с пылью. Запыленность воздуха на засаженных территориях снижается по сравнению с открытыми или застроенными территориями (на 60 %). Насаждения защищают населенные места от дыма и газов.

Растительность поглощает до 25 % городского шума. Поверхность, покрытая густой растительностью, деревьями, кустарниками, нагревается меньше. Это способствует накапливанию свежего воздуха среди зеленой массы. Зелень поглощает углекислоту и выделяет свободный кислород. Так происходит естественная обработка воздуха.

Каждая система отопления включает в себя три основных элемента: а) теплогенератор, в котором теплоносителю системы отопления передается необходимое количество теплоты; б) теплопроводы, по которым перемещается теплоноситель от теплогенератора к отопительным приборам; в) отопительные приборы, обеспечивающие передачу теплоты от теплоносителя возду­ху и ограждениям помещений.

По взаимному расположению основных элементов системы отопления могут быть местные и центральные.

Системы отопления, в которых генератор теплоты, теплопроводы и отопительный прибор конструктивно объединены в одном устройстве, установленном в обогреваемом помещении, называют местными системами отопления. К ним относят печное, газовое, электрическое отопление и отопление воздушно-отопительными агрегатами. Радиус действия местных систем отопления ограничен одним—тремя помещениями.

В центральных системах отопления генератор теплоты рас­положен за пределами отапливаемого помещения, а нагретый в генераторе теплоноситель транспортируется теплопроводами до отопительных приборов, установленных в помещениях. Теплота через отопительные приборы передается воздуху помещений, и охлажденный теплоноситель по теплопроводам возвращается к генератору теплоты. Центральные системы отопления имеют большой радиус действия — они, как правило, обеспечивают теплотой все здание.

По виду теплоносителя, передающего теплоту отопительными приборами, центральные системы подразделяют на водяные, паровые, газовые, воздушные и комбинированные (например, пароводяные).

Из числа теплоносителей вода имеет большие значения теплоемкости, плотности и вязкости, она несжимаема, расширяется при нагревании с уменьшением плотности, выделяет абсорбированные газы при повышении температуры и уменьшении давления. Пар обладает малой плотностью, температура и плотность его зависят от давления, отличается большим теплосодержанием за счет теплоты парообразования. Воздух имеет малые значения теплоемкости и плотности так же, как и вода, расширяется при нагревании с уменьшением плотности.

По способу циркуляции теплоносителя центральные и местные системы водяного отопления подразделяют на системы с естественной циркуляцией за счет разности плотностей холодного и горячего теплоносителей и системы с искусственной циркуляцией за счет работы насоса. Центральные паровые системы имеют искусственную циркуляцию за счет давления пара.

По параметрам теплоносителя центральные системы подраз­деляют: на водяные низкотемпературные с температурой воды до 100 °С и высокотемпературные с температурой воды более 100 ⁰С; на паровые низкого давления с МПа, высокого давления с МПа и вакуум-паровые с р < 0,1 МПа.

Системы отопления выбирают по нормативным документам в соответствии с назначением здания или сооружения и требова­ниями, которые можно разделить на пять групп:

1-я группа — санитарно-гигиенические — системы отопления должны равномерно обогревать помещения в течение всего отопительного периода без ухудшения состояния воздуха и с ограничением температуры поверхности отопительных приборов;

2-я группа — экономические — приведенные затраты на отопление должны быть минимальными;

3-я группа — архитектурно-строительные — системы отопления должны быть компактны и увязываться со строительными конструкциями;

4-я группа — монтажные — должен обеспечиваться монтаж систем отопления индустриальными методами с максимальным использованием унифицированных узлов заводского изготовления при минимальном количестве типоразмеров;

5-я группа — эксплуатационные — системы отопления должны быть просты, удобны в управлении и ремонте, бесшумны и безопасны.

В системах парового отопления, в теплогенераторе производится водяной пар, который по трубопроводам поступает в отопительные приборы. В отопительных приборах пар конденсируется,а выделяющаяся при этом скрытая теплота парообразования через стенки прибора передается помещению. Образовавшийся конденсат по конденсатопроводу возвращается в генератор теплоты для повторного превращения в пар. Малая плотность пара приводит к возникновению небольшого гидростатического давления в паровых системах, что делает целесообразным их применение для высоких зданий.

Область применения паровых систем отопления ограничена, прежде всего, несоответствием их санитарно-гигиеническим требованиям из-за высокой температуры отопительных приборов и труб, что вызывает разложение оседающей на них органической пыли, а также из-за значительного шума при действии систем трудности регулирования и недолговечности паровых систем (срок службы паропроводов не более 10 лет, а конденсатопроводов — 4 года).

Водяные гигиеничнее паровых (меньшая и достаточно постоянная температура на поверхности нагревательных приборов), потому они и получили наибольшее распространение в помещениях с длительным пребыванием людей. Воздушное отопление устраивают в помещениях значительного объема, в том числе в зданиях общественного назначения.

Нередко применяют комбинированные системы отопления с промежуточным теплообменником. В них теплота, полученная при сгорании топлива, передается первичному теплоносителю, который в теплообменнике отдает ее другому теплоносителю, а последний, в свою очередь, - самому нагревательному прибору в отапливаемом помещении. Системы отопления классифицируют и по преобладающему виду теплоотдачи нагревательных приборов. Если у прибора преобладает теплоотдача конвекцией -система конвективная, при преобладании излучения — лучистая; плоские панели отдают больше тепла излучением -система панельно-лучистая.

Преимущества и недостатки отопительных систем предоставлены в таблице:

Таблица

Характеристика отопительных систем

СИСТЕМА	ПРЕИМУЩЕСТВА	НЕДОСТАТКИ
Водяное	а) Поддерживает умеренную температуру на поверхностях нагревательных приборов; б) Характеризуется простотой центрального регулирования теплоотдачи приборов путём изменения температуры воды (качественное регулирование) в зависимости от внешнего климата; в) Работает бесшумно.	Большое гидростатическое давление в системе, обусловленное се высотой и высокой массовой плотностью воды. Опасность замораживания воды с разрушением отопительного оборудования, проложенного в охлаждающихся местах.
Паровое	а) Обычно высокая теплоотдача нагревательных приборов; б) Меньшая, чем у систем водяною отопления, опасность замораживания; в) Небольшое гидростатическое давление.	Высокая температура на поверхности труб и нагревательных приборов. Невозможность центрального качественного регулирования теплоотдачи приборов (применяется регулирование включением и выключением систем). Более сложная эксплуатация, чем у систем водяного отопления. Меньший срок эксплуатацию из-за повышенной коррозии труб.
Воздушное	а)Возможность совмещения с системой вентиляции; б) Характеризуется отсутствием в отапливаемом помещении каких-либо нагревательных приборов; в) Характеризуется отсутствием тепловой инерции т.е. обеспечивают практически немедленный тепловой эффект при включении; г) Возможность центрального качественного регулирования.	Большое сечение каналов (воздухопроводов). Большие бесполезные теплопотсри при прокладке магистральных воздухопроводов в непротапливаемых местах.

Дата добавления: 2014-12-26