Конструктивные особенности систем водяного отопления

Для систем отопления и внутреннего теплоснабжения в жилом, гражданском и промышленном строительстве в качестве теплоносителя, как правило, применяют воду; другие теплоносители допускается использовать при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Для зданий в районах с расчетной температурой наружного воздуха -40 °С и ниже (параметры Б) допускается применять воду с добавками, предотвращающими ее замерзание. В качестве добавок не следует использовать взрыво- и пожароопасные вещества, а также вещества 1, 2 и 3-го классов опасности по ГОСТ 12.1.005-88 в количествах, от которых при аварии могут возникнуть выделения, превышающие предельно допустимые концентрации в воздухе помещения. При применении труб из полимерных материалов в качестве добавок в воду не следует использовать поверхностно-активные и другие вещества, к которым материал труб не является химически стойким.

В системах водяного отопления вода последовательно проходит магистральные трубопроводы, подающие стояки 1 (рис. 3.1), отопительные приборы 3, обратные стояки 2 и через обратные магистрали возвращается в генераторы (источники) теплоты.

Естественная и принудительная циркуляция воды в системах водяного отопления

В системах водяного отопления теплоноситель циркулирует под действием циркуляционного давления, которое может возникать в результате остывания воды в отопительных приборах и трубах (естественная циркуляция) и за счет работы циркуляционного насоса (принудительная циркуляция). Вода, остывающая в отопительных приборах, создает естественное циркуляционное давление Р₀ в расчетном кольце системы за счет разности гидростатических давлений двух столбов воды высотой h (рис. 5.4). Определить это давление можно по формуле

Способы отопления

В качестве теплоносителя в системах парового отопления применяют насыщенный пар, температура которого соответствует определенному давлению.

Системы парового отопления классифицируют по следующим признакам:

по начальному давлению пара — системы низкого давления (Ртб

Системы воздушного отопления

Воздушное отопление, воздушное душирование и воздушно-тепловые завесы проектируют для обеспечения допустимых параметров воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещений (на постоянных и непостоянных рабочих местах).

В качестве теплоносителя для обогрева помещений используют наружный воздух. Это позволяет в одной системе объединить функции отопления и вентиляции, что приводит к существенной экономии топливно- энергетических ресурсов. Системы воздушного отопления при возможности конструируют с рециркуляцией, когда воздух частично или полностью забирается не снаружи, а из отапливаемого помещения.

Рециркуляция воздуха не допускается:

— в помещениях, в которых максимальный расход наружного воздуха определяется массой выделяющихся вредных веществ 1-го и 2-го классов опасности;

— помещениях, в воздухе которых имеются болезнетворные бактерии или грибки в опасных концентрациях, устанавливаемых Минздравом России, либо резко выраженные неприятные запахи;

— помещениях, в которых имеются вредные вещества, возгоняющиеся при соприкосновении с нагретыми поверхностями воздухонагревателей, если перед воздухонагревателем не предусмотрена очистка воздуха;

— помещениях категорий А и Б (кроме воздушных или воздушнотепловых завес у наружных ворот и дверей);

— пятиметровых зонах вокруг оборудования, расположенного в помещениях категорий В если в этих зонах могут образовываться взрывоопасные смеси из горючих газов, паров, аэрозолей с воздухом;

— системах местных отсосов вредных веществ и взрывоопасных смесей с воздухом;

— лабораторных помещениях научно-исследовательского назначения, в которых могут производиться работы с вредными или горючими газами, парами и аэрозолями.

Рециркуляция воздуха допускается в системах местных отсосов пылевоздушных смесей (кроме взрывоопасных пылевоздушных смесей) после их очистки от пыли.

Расход воздуха L_в, м 3 /ч, для воздушного отопления, не совмещенного с вентиляцией, определяют по формуле

Системы воздушного отопления классифицируют по следующим

— по роду энергоносителя — системы с водяными, паровыми, электрическими, газовыми калориферами;

— характеру перемещения нагреваемого воздуха — с естественной и принудительной циркуляцией, создаваемой вентилятором;

— схеме вентилирования отапливаемых помещений — прямоточные (рис. 5.9, а), с частичной (рис. 5.9, б) и полной (рис. 5.9, в) рециркуляцией;

месту нагревания воздуха — местные (нагревание воздуха местными отопительными агрегатами) и центральные (нагревание воздуха в общем центральном агрегате с последующей транспортировкой его по отапливаемым помещениям).

К достоинствам систем воздушного отопления можно отнести:

— снижение первоначальных затрат за счет сокращения расходов на отопительные приборы и трубопроводы;

— обеспечение высоких санитарно-гигиенических условий воздушной среды в помещениях благодаря более равномерному распределению температуры воздуха в объеме помещения, предварительному обеспыливанию и увлажнению воздуха.

Электрическое отопление

Конструктивные варианты систем электрического отопления в связи с появлением на отечественном рынке зарубежных поставщиков отопительного оборудования стали весьма разнообразны.

Системы электрического отопления подразделяются на местные, когда электроэнергия преобразуется в тепловую в обогреваемых помещениях или в непосредственной близости от них, и центральные, например, с электрокотлами.

По степени использования электроэнергии для отопления различают системы с полным покрытием отопительной нагрузки и с частичным ее покрытием (комбинированное отопление) в качестве как фоновой (базисной), так и догревающей частей системы.

­Системы электрического отопления могут работать по свободному и вынужденному (например, только ночью) графикам.

Достоинствами систем электрического отопления являются:

— высокие гигиенические пока­затели,

— малый расход металла,

— простота монтажа при сравнительно небольших капиталь­ных вложениях, транспортабельность,

— управляемость в широких пределах с автоматиза­цией регулирования,

— возможность гибкого управления процессом получения теплоты по­зволяет создавать системы отопления, быстро реагирующие на изменение теплопотребно­сти помещений.

К недостаткам электрического отопления относят, в первую очередь:

— неэкономичное ис­пользование топлива,

— высокую температуру греющих элементов, повышенную пожарную опасность, хотя в последние годы у применяемых отопительных приборов и греющих кa­белей значительно снижена опасность возгорания.

Распространение электрического отопления в стране сдерживается также ограниченным уровнем выработки электроэнергии. Отпускная стоимость энергии высока из-­за значительных капитальных вложений в электростанции и линии передач, потерь при транспортировании.

Целесообразность применения электрического отопления в конкретном случае определя­ют путем сравнения технико-­экономических показателей различных вариантов отопления здания. При сравнении исходят из стоимости топлива или электроэнергии с учетом их транспортирования и потерь при этом, коэффициента использования топлива, стоимости сооружения и эксплуатации систем отопления и теплоснабжения. Принимают также во внимание возможность регулирования теплоотдачи приборов и понижения температуры помещения в нерабочее время. Оценивают улучшение социально-­гигиенических условий при применении электроотопления. Высокая транспортабельность создает условия для использования электрической энергии в системах отопления зданий и сооружений в труднодоступных районах, не имеющих других источников теплоты, а отсутствие продуктов сгорания ­ в экологически чистых зонах. В современных условиях применение электрического отопления экономически целесообразно в районах расположения крупных гидро­станций, а также при отсутствии местного топлива (отдаленные районы Восточной Сиби­ри, Крайнего Севера).

Электрические приборы с прямым преобразованием электрической энергии в тепловую, как и обычные отопительные приборы, подразделяют по преобладающему способу тепло­отдачи на радиационные, конвективные и радиационно­-конвективные. При температуре греющей поверхности ниже 70 °С их относят к низкотемпературным, выше 100 °С ­ к высокотемпературным.

­Электроотопительные приборы могут быть:

— стационарными и переносными (напольными, настольными, настенными, потолочными);

— безинерционными и с аккумуляцией теплоты;

— нерегулируемыми и со ступенчатым, бесступенчатым и автоматическим регулированием.

В зависимости от конструкции электрические отопительные приборы называют электро­конвекторами, электрокалориферами или электротепловентиляторами. Выпускают также электрические печи, электрические воздушно­тепловые завесы, подвесные панели, грею­щие обои, панели с греющим кабелем.

Печное отопление

Печное отопление относится к местным системам отопления, при которых получение, пе­ренос и передача теплоты происходят в одном и том же обогреваемом помещении. Тепло­та генерируется при сгорании топлива в топливнике печи, горячие дымовые газы нагревают внутреннюю поверхность каналов ­ дымооборотов, теплота через стенки каналов пе­редается в отапливаемое помещение. Охладившиеся дымовые газы удаляются через дымовую трубу в атмосферу.

­Топливо сжигается в печи периодически, поэтому теплота поступает в помещение неравномерно, и в нем наблюдается нестационарный тепловой режим. Наибольшая теплоот­дача печи приходится на конец топки, когда температура ее стенок достигает максимума.

Наименьшая теплоотдача относится ко времени перед началом очередной топки.

­Изменение теплоподачи в помещение характеризуют коэффициентом неравномерности теплопередачи печи, выражающим отношение полуразности максимальной и мини­мальной теплопередачи печи к ее среднему значению. Коэффициент неравномерности тe­плопередачи зависит от числа топок в сутки и определяется для каждой конструкции печи экспериментально.

­Колебания теплоподачи вызывают изменение температуры воздуха и радиационной температуры помещения. При печном отоплении происходит постоянное изменение темпера­туры помещения, зависящее от его теплоустойчивости. Как известно, чем больше способ­ность ограждений и оборудования помещения потощать теплоту, тем выше его теплоустойчивость. Достаточно теплоустойчивым считают помещение, в котором при неравномерно передающей теплоту отопительной печи обеспечиваются колебания температуры воздуха в пределах 1-3°С.

­Печное отопление имеет распространение и в настоящее время. В России почти треть жи­лищного фонда (в основном за счет старых домов в сельской местности) оборудована пе­чами. При новом капитальном строительстве печное отопление применяется ограниченно.

­По действующим нормам не допускается применение печей для отопления производ­ственных помещений категорий А, Б и В. Устройство печного отопления в городах и населенных пунктах городского типа должно специально обосновываться.

Распространение печного отопления объясняется его достоинствами:

— меньшей стоимо­стью устройства по сравнению с другими видами отопления, малой затратой металла (только на колосниковую решетку, дверцы, задвижки, иногда на каркас),

— простотой устройства и обслуживания,

— независимостью отопления отдельных помещений,

— одновременным обеспечением вентиляции помещений.

Достоинства печного отопления свидетельствуют о его широкой доступности. Однако yc­тановленные ограничения в отношении дальнейшего распространения (отметим еще раз, что печное отопление иногда допускается, но никогда не рекомендуется) отражают его серьезные недостатки.

­Недостатки печного отопления:

— пониженный уровень теплового комфорта по сравнению с водяным отоплением (нестационарный тепловой режим, а также переохлаждение нижней зоны помещения),

— затруднения при эксплуатации (заботы о топливе, уход за печью, за­грязнение помещения),

— повышенная пожарная опасность,

возможность отравления оки­сью углерода.

Дата добавления: 2019-02-22 ; просмотров: 217 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Конструктивные особенности системы отопления

Добавлен в корзину

Удален из корзины

Добавлен в избранное

Удален из избранного

Базовые знания о принципе работы отопительной системы необходимы практически каждому. Это позволит за короткое время найти ту или иную неполадку, а также избежать появления ошибок в момент установки и проектирования. В этой статье вы узнаете все самое интересное, что касается принципа работы водяных отопительных систем.

Из чего состоит система водяного отопления?

Специалисты называют такие системы гидравлическими или жидкостными. Дело в том, что тепловая энергия направлена к отопительным устройствам от котла. Среди этих устройств могут быть: теплый пол, радиатор и многие другие. Процесс циркуляции проходит в трубопроводе с нагретой водой. Другими словами, система водяного отопления представляет собой замкнутую цепочку, которая состоит из труб, отопительных устройств, котла. Кроме того, сюда можно включить такие элементы, как: гайки, краны, бак, систему безопасности и многое другое.

Работа отопительной системы

Отопительная система работает следующим образом: Нагретая жидкость в котле продвигается по системе, тепло распределятся по трубам к приборам, после чего, поступает для нагрева помещения. Так как все элементы отопления представляют собой замкнутую систему, жидкость движется по кругу.

Основные виды отопительных систем

Отопительную систему разделяют на две группы по способу циркуляции теплового носителя:

• От насоса. Принудительная циркуляция.
• Конвективная система. Естественная циркуляция.

Мы можем рассмотреть работу каждой системы в данной статье.

Отопительная система с естественной циркуляцией

Данная система является самой простой, хотя монтаж ее трудно назвать таковым.

В котле происходит нагрев теплоносителя. Данный процесс приводит к уменьшению плотности воды, после чего, она продвигается вверх по трубе, которая называется подающий стояк. Жидкость вытесняется в расширительный бак, где ее объем значительно увеличивается. Далее, она направляется вниз по трубам, которые получили название горизонтальные стояки. Затем вода оказывается в отопительном приборе. Здесь она снова возвращает свою плотность, что позволяет ей стечь вниз, для возвращения в котел.

Стоит отметить, что вертикальные стояки должны быть большого диаметра. Это позволяет образовываться побудительной силе, приводящей к циркуляции теплоносителя.

В такой системе отопления необходимо учитывать уклоны.

В первую очередь необходим уклон к отопительному прибору от стояка. Затем, уклон нужен в “обратке” к котлу. Если нет уклона, то система не будет работать.

Отопительная система с принудительной циркуляцией

Для работы данной системы необходимо использование циркуляционного насоса. Существует различные модели таких насосов, которые отличаются друг от друга своей мощностью.

Обратив внимание на схему, показанную ниже, можно увидеть нагрев теплоносителя в котле. Благодаря насосу, вода движется по трубам к отопительным приборам. Кроме того, вентили имеются на каждом радиаторе. Они позволяют устанавливать более комфортную температуру. В наше время можно использовать ручные или автоматические вентили.

Практически все радиаторы оснащены специальными кранами, через которые можно удалить воздух из системы. Принцип работы данной системы аналогичен предыдущему. Охлажденная вода возвращается по трубе обратно в котел.

Чтобы выбрать отопительную систему для дома, необходимо выделить их недостатки и преимущества.

Плюсы и минусы отопительных систем

Две вышеперечисленные системы имеют свои плюсы и, конечно же, минусы. Рассмотрим их поподробней.

Плюсы отопительной системы с принудительной циркуляцией:

• Возможна регулировка теплового потока в автоматическом режиме.
• Имеет возможность задавать температурный режим для каждого помещения в отдельности. Он также будет поддерживаться автоматически.
• Благодаря автоматическому режиму расход топлива более экономичный.
• Можно использовать трубы из пластика, что снизит стоимость монтажа и затраты на покупку материала.
• Пластиковые трубы не портят интерьер помещения. Кроме того, их можно скрыть в стене.

Минус принудительной циркуляции заключается в зависимости работы всей системы от электричества. Нельзя забывать, что работу насоса обеспечивает электросеть.

Плюсы отопительной системы с естественной циркуляцией

Имеет единственный плюс – она не зависит от электричества. В такой системе не используется насос.

Минусы отопительной системы с естественной циркуляцией:

• Нет возможности отрегулировать тепло в автоматическом режиме.
• Высокие затраты на топливо.
• Необходимы трубы с большим диаметром: пластиковых и стальных, что увеличивает стоимость.
• Низкая эстетичность от монтажа больших труб.
• Нельзя использовать бойлер косвенного нагрева, а также водяные теплые полы.

Вышеперечисленная информация позволит выбрать удобную систему отопления не только для дома, но и для любого другого помещения.