Цель, назначение и период действия отопления

Основная цель отопления — создание теплового комфорта в помещениях, т.е. тепловых условий, благоприятных для жизни и деятельности человека.

Отопление способствует также увеличению срока службы зданий и оборудования, нормализации технологических процессов, повышению производительности труда людей и качества выпускаемой продукции

Отопление зданий начинают при устойчивом (например, в Р. Ф. в течение 5 суток) понижении температуры наружного воздуха до 8 гр. С (и ниже), когда теплопоступлений в помещения уже не достаточно для поддержания нормальной температуры. Заканчивают отопление при устойчивом повышении температуры наружного воздуха выше 8гр. С также в течение 5 суток.

Продолжительность отопления зданий в холодное время года называют отопительным сезоном

На большей части территории Р.Ф. характеризующейся суровой и длительной зимой, отопительный сезон продолжается 6-8 мес., на севере страны 9-10 мес.

Длительность отопительного сезона устанавливают на основании многолетних наблюдений как среднее число дней в году с устойчивой среднесуточной температурой воздуха 8 гр. С и ниже ( дана в СНиП для разных географических пунктов. В Москве продолжительность отопительного сезона принята равной 231 суток, т.е. примерно 7 месяцев.

Длительность конкретного отопительного сезона обычно отличается от средней продолжительности, зафиксированной в нормах. Холодной осенью, начинают отопление зданий раньше установленного срока, и продолжительность отопительного сезона увеличивается.

МДК.01.02 Технология эксплуатации системы отопления здания

Профессия 270802.13 Мастер ЖКХ

1.2 Назначение отопительных установок

Отопительные установки предназначены для подачи в помещения зданий тепловой энергии в количестве, равном теплопотерями. Следовательно, при понижении температуры наружного воздуха, а также при усилении ветра теплоподача в помещения должна увеличиваться, а при повышении наружной температуры — уменьшаться. Теплоподача в помещения, как видно, должна постоянно изменяться – регулироваться.

Кроме внешних метеорологических условий, на температуру отапливаемых помещений влияют неравномерные теплопоступления от внутренних производственных и бытовых источников, что требует дополнительного изменения теплоподачи отопительными установками.

Таким образом, отопительные установки должны обладать достаточной тепловой мощностью, быть надежными и гибкими в действии.

МДК.01.02 Технология эксплуатации системы отопления здания

Профессия 270802.13 Мастер ЖКХ

1.3.Отопительные установки и источники тепловой энергии.

Развитие отопительной техники определяется общими интеграционными и народнохозяйственными планами каждой страны. В зданиях массового строительства применяют совершенные, гигиенические и надежные отопительные установки, создающие благоприятные условия для труда, быта и отдыха трудящихся.

На развитие отопительной техники оказывает влияние вид применяемого топлива

В течение многих столетий использовалось твердое топливо (дрова, уголь и т.д.) и отопительные установки приспосабливались к его сжиганию. Известны многочисленные конструкции очагов и жаровен, каминов и особенно печей, получивших широкое распространение в России. Отопительные печи для сжигания твердого топлива часто применяют и сейчас.

С открытием новых видов топлива (природный газ, нефть) создаются отопительные установки и тепловые станции для сжигания с нагреванием промежуточной среды, переносящей теплоту в помещения. Происходящее истощение запасов природного топлива ограничивает его использование, в том числе и для отопления. В этих условиях ведутся поиски новых источников тепловой энергии.

Одним из теплоисточников на земле является солнечная энергия.

Малая плотность лучистого потока на поверхности Земли в холодное время года ограничивает использование отопительных установок на территории Р.Ф. В отдельных районах (на Камчатке, Дагестане и др.) для отопления применяют геотермическую энергию (глубинная теплота Земли) в виде горячей воды. Часто геотермическая вода вызывает усиленную коррозию или зарастание теплопроводов, что затрудняет ее непосредственное использование в отопительных установках.

Важным теплоисточником становиться атомная энергия. В нашей стране ведется строительство атомных станций теплоснабжения (АСТ). Сейчас здания и сооружения, расположенные близ атомных электростанций, отапливается водой, нагретой от атомных реакторов.

Для отопления помещений используется также электрическая энергия, в частности в районах расположения крупных гидроэлектростанций. Начинает применяться периодическое электрическое отопление зданий за счет теплоты, аккумулированной в ночное время.

МДК.01.02 Технология эксплуатации системы отопления здания

Профессия 270802.13 Мастер ЖКХ

Отопление

ОТОПЛЕНИЕ — искусственный обогрев помещений для поддержания температуры и теплового комфорта.

В условиях российского климата отопление — одна из наиболее важных инженерных систем, ведь большую часть времени на территории России столбик термометра опускается ниже ноля. За время развития технического прогресса отопление активно развивалось от огневоздушных систем до геотермального динамического отопления.

История отопления

Самой первой системой отопления можно считать обычный костер, разведенный в пещере. Намного позже значительный вклад в развитие отопления внести Древние Римляны. В первом веке до н.э. была разработана система отопления — гипокауст. Для ее обустройства требовался двухуровневый пол, заглубленный в земле, полые кирпичи для вывода дымовых газов и плиты из обожженной глины, благодаря этим плитам достигалась значительная теплоемкость системы. Топливо, обычно дрова или солома, сжигалось в подпольном пространстве, прогревало плиты. Такими системами обустраивали административные здания и дома богатых римлян. После крушения Римской империи гипокауст был практически утрачен. В средние века в Европе отапливались с помощью печей-каминок или курных печей. Печи-каменки выкладывались из камней и валунов. Для обустройства курных печей требовалась яма и глиняный свод. В 19-м веке появились первые водяные системы с естественной циркуляцией. В начале 20-го века большое распространение получили паровые системы отопления. Следующим толчком в развитии стало изобретение насосов. Современные системы отопления стремятся к энергоэффективности, безопасности, высокому уровню автоматизации.

Задачи отопления

В нашем суровом климате без отопления не мыслимо пребывание человека в помещении зимой, поэтому задача отопления- обеспечить допустимые условия пребывания согласно СНиП. Конечно, качество выполнения задачи может быть разным. Наиболее комфортным видом отопления считаются теплые водяные полы. Когда такая система отопления используется для ассимиляции теплопотерь, то ее называют напольным отоплением.

Виды отопления

В настоящее время самый популярный вид — водяное отопление, где греющим источником служит котел с различными видами топлива, а теплоносителем — вода. Водяное отопление бывает однотрубным и двухтрубным. Основное достоинство двухтрубных систем водяного отопления состоит в том, что теплоноситель имеет одинаковую температуру на подаче в отопительный прибор. Основной недостаток — необходимость гидравлической балансировки каждого прибора в отдельности. Решается с применением балансировочных клапанов и термоголовок. В системах с воздушным отоплением роль теплоносителя выполняет воздух. Часто используется непосредственный нагрев в подающем канале с помощью газовой горелки. Основное преимущество данной системы — в отсутствие водяного контура и возможных протечек, а также затрат. Паровое отопление нашло применение в городских сетях. Благодаря высоким температурам стала возможна транспортировка теплоносителя на далекие расстояния.

Объекты отопления компании Дитейл Инжиниринг

Компания Дитейл Инжиниринг специализируется на проектировании и монтаже систем отопления квартир, коттеджей и офисов. Разрабатывает и реализует системы геотермального отопления на базе теплового насоса, котельные однокотловые и каскадные, системы радиаторного и конвекторного отопления, системы воздушного отопления.

С примерами объектов Вы можете ознакомиться в разделе Портфолио.

За более подробной информацией обращайтесь по телефонам (499)340-12-28 и (499) 992-75-70

Цель и назначение отопления

Основная цель отопления — создание тепловых условий в помещениях , благоприятных для жизни и деятельности человека . Комфортные условия в холодное время года обеспечиваются , если поддерживать определенную температуру воздуха в помещении .

Отопление начинают при устойчивом в течение 5 сут . понижении температуры наружного воздуха до 8 °С и ниже , когда теплопоступлений в помещение уже недостаточно для поддержания нормальной температуры . Заканчивают отопление при устойч и вом повышении температуры наружного воздуха выше 8 °С также в течение 5 сут . Продолжительность отопления домов в холодное время года называют отопительным сезоном . На большей территории России , характеризующейся суровой и длительной зимой , отопительный сезон 6-8, а на севере страны 9- 11 мес . Длительность отопительного сезона устанавливают на основании многолетних на блюдений как среднее количество дней в году с устойчивой среднесуточной температурой воздуха 8 °С и ниже . Так , в Московской обл . продолжительность отопительного сезона 213 сут .

Суровость или мягкость зимы выражают количеством градусо-суток , т . е . произведением количества суток действия отопления на разность внутренней и наружной температур , средней для этого периода времени . Если количество градусо — суток для Московской обл . равно 4600, то на севере Красноярского края доходит до 12800.

Под влиянием разности межд у температурой внутреннего t _в и наружного t _н воздуха возникают теплопотери через наружные ограждения и для поддержания необходимой t _в требуется подача теплоты в помещения , т . е . отопление . Теплозатраты на отопление домов и сооружений очень велики , поэтому для этой цели приходится расходовать до 1/3 добываемого топлива .

Отопление предназначено для подачи в помещения дома тепловой энергии в количестве , равном теплопотерям . Следовательно , при понижении температуры наружного воздуха , а также при усилении ветра подача теплоты в помещения должна увеличиваться , а при повышении наружной температуры — уменьшаться .

Кроме внешних метеорологических условий на температуру отапливаемых помещений влияют теплопоступления от бытовых источников , что требует изменения теплоподачи отопительных установок . Поэтому отопительные установки должны регулировать количество теплоты , изменяющееся в соответствии с теплопотерями .

К отопительным установкам предъявляют следующие требования :

— санитарно — гигиенические ( поддержание равномерной температуры помещений , ограничение температуры нагревательной поверхности и возможность ее очистки );

— архитектурно — строительные ( соответствие планировки помещений , компактность , эстетичность );

— экономические ( невысокие капитальные вложения и небольшой расход металла и энергии );

— эксплуатационные ( безотказность и долговечность , простота и удобство управления , бесшумность и безопасность действия ).

Отопительная установка — одно из основных конструктивных элементов системы отопления , которая представляет собой совокупность отдельных элементов , предназначенных для получения , переноса и передачи необходимого количества тепловой энергии во в се обогреваемые помещения .

Система отопления ( рис . 1) состоит из отопительной установки 1 ( котла или генератора теплоты ) для получения тепловой энергии при сжигании топлива или от другого источника , отопительных приборов 3 для теплопередачи в помещения , теплопроводов подающего 2 и обратного 4, сети труб или каналов для теплопереноса от котла к отопительным приборам . Теплоперенос осуществляется теплоносителем жидким ( вода , антифриз ) или газообразным ( пар , воздух ). В зависимости от вида теплоносителя системы отопления могут быть водяными , паровыми или воздушными .

Рис . 1. Принципиальная схема системы отопления

В системах отопления сельских односемейных жилых домов получение , перенос и передача теплоты происходят непосредственно в отопительной установке . Теплопереносящая среда может нагреваться горячей водой или горячим газом , образующимся при сжигании какого — либо топлива ( например ; природного газа ).

В системах отопления с использованием электрической энергии теплоперенос осуществляется жидким или газообразным теплоносителем , либо без не г о — непосредственно через твердую среду . В сельской местности в основном применяются водяные системы отопления . Системы парового и воздушного отопления менее надежны и применяются крайне редко .

Надежность систем отопления , т . е . свойство обеспечивать заданную теплоотдачу в помещения в течение требуемого периода времени ( ряда отопительных сезонов ), различна . Наибольшую надежность, которая обусловлена прежде всего безотказность ю ( непрерывным сохранением работоспособности ), а также сравнительную долговечность имеют системы водяного отопления ( срок службы 30-35 лет ), управляемые и безотказные в эксплуатации . Менее надежны системы парового отопления , более сложные по конструкции и в обслуживании , недолговечные ( срок службы паропроводов примерно 10 лет , конденсатопроводов около 4 лет ). Невысокую надежность имеют также системы воздушного отопления из — за возможности нарушения распределения воздуха по помещениям , поскольку воздуховоды из кровельной и тонколистовой стали недолговечны , а из кирпича , блоков , плит и других материалов недостаточно плотны .

Учитывая существенные преимущества водяных систем отопления и их широкое применение в сельской местности , рассмотрим эти системы более подробно .

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.01 сек.)

Отопление

ТЕПЛОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК

В системах централизованного тепло­снабжения (СЦТ) по тепловым сетям пода­ется теплота различным тепловым потреби­телям. Несмотря на значительное разнооб­разие тепловой нагрузки, ее можно разбить на две группы по характеру протекания во времени: I) сезонная;

Изменения сезонной нагрузки зависят от климатических усло­вий: температуры наружного воздуха, на­правления и скорости ветра, солнечного из­лучения, влажности воздуха и т.п. Основ­ную роль играет наружная температура. Се­зонная нагрузка имеет сравнительно посто­янный суточный график и переменный го­довой график нагрузки. К сезонной тепло­вой нагрузке относятся отопление, вентиля­ция, кондиционирование воздуха.

К круглогодичной нагрузке относятся технологическая нагрузка и горячее водо­снабжение.

График технологической нагрузки зави­сит от профиля производственных предпри­ятий и режима их работы, а график нагруз­ки горячего водоснабжения — от благоуст­ройства жилых и общественных зданий, со­става населения и распорядка его рабочего дня, а также от режима работы коммуналь­ных предприятий — бань, прачечных. Эти нагрузки имеют переменный суточный гра­фик. Годовые графики технологической на­грузки и нагрузки горячего водоснабжения также в определенной мере зависят от вре­мени года. Как правило, летние нагрузки ниже зимних вследствие более высокой температуры перерабатываемого сырья и водопроводной воды, а также благодаря меньшим теплопотерям теплопроводов и производственных трубопроводов.

Одна из первоочередных задач при про­ектировании и разработке режима эксплуа­тации систем централизованного тепло­снабжения заключается в определении значений и характера тепловых нагрузок.

В том случае, когда при проектировании установок централизованного теплоснаб­жения отсутствуют данные о расчетных расходах теплоты, основанных на проектах теплопотребляющих установок абонентов, расчет тепловой нагрузки проводится на ос­нове укрупненных показателей. В процессе эксплуатации значения расчетных тепло­вых нагрузок корректируют по действительным расходам. С течением времени это дает возможность установить проверенную тепловую характеристику для каждого по­требителя.

СЕЗОННАЯ НАГРУЗКА

Отопление

Основная задача отопления -это поддержание внутренней температуры помещений на заданном уровне. Для этого необходимо сохранение равновесия между тепловыми потерями здания и теплопритоком. Условие теплового равновесия здания может быть выражено в виде равенства

где Q — суммарные тепловые потери зда­ния; Q_T — теплопотери теплопередачей че­рез наружные ограждения; Q_и — теплопо­тери инфильтрацией из-за поступления в помещение через неплотности наружных ограждений холодного воздуха; Q₀ —подвод теплоты в здание через отопи­тельную систему; Q_rv — внутренние тепло­выделения.

Тепловые потери здания в основном за­висят от первого слагаемого Q_r. Поэтому для удобства расчета можно тепловые поте­ри здания представить так:

где m= Q_и/Q_т; — коэффициент инфильтра­ции, представляющий собой отношение теплопотерь инфильтрацией к теплопотерям те­плопередачей через наружные ограждения.

Источником внутренних тепловыделе­ний Q_тв, в жилых зданиях являются обычно люди, приборы для приготовления пищи (газовые, электрические и другие плиты), осветительные приборы. Эти тепловыделе­ния носят случайный характер и не поддаются никакому регули­рованию во времени.

Для обеспечения в жилых районах нор­мального температурного режима во всех отапливаемых помещениях обычно уста­навливают гидравлический и температур­ный режим тепловой сети по наиболее не­выгодным условиям, т.е. по режиму отопле­ния помещений с нулевыми тепловыделе­ниями (Q_TB = 0).

Для предупреждения существенного по­вышения внутренней температуры в поме­щениях, в которых внутренние тепловыде­ления значительны, необходимо периоди­чески выключать часть отопительных при­боров или снижать расход теплоносителя; через них.

Качественное решение этой задачи возможно лишь при индивидуальной автома­тизации, т.е. при установке авторегулято­ров непосредственно на нагревательных приборах и вентиляционных калориферах.

Источник внутренних тепловыделений в промышленных зданиях — тепловые и си­ловые установки и механизмы (печи, сушила, двигатели и др.) различного рода. Внут­ренние тепловыделения промышленных предприятий довольно устойчивы и нередко представляют существенную долю расчетной отопительной нагрузки, поэтому они должны учитываться при разработке режима теплоснабжения промышленных, районов.

Теплопотери теплопередачей через наружные ограждения, Дж/с или ккал/ч, мо­гут быть определены расчетным путем по формуле

где F — площадь поверхности отделы; k – коэффициент теплопередачи наружных ограждений; Dt – разность температур воздуха с внутренней и наружной сторон ограждающих конструкций.

Теплопотери теплопередачей можно определить по формуле Ермолаева:

где k_с, k_ок, k_пл, k_пт – коэффициенты теплопередачи стен, окон, пола нижнего этажа, потолка верхнего этажа; j — коэффициент остекления, т.е. отношение площади окон к площади вертикальных ограждений; y₁ и y₂ – поправочные коэффициенты на расчетный перепад температур для верхнего и нижнего горизонтальных ограждений; t_в – усредненная температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений; t_н – температура наружного воздуха.

Теплогютери путем теплопередачи че­рез наружные ограждения здания

a полные теплопотери с учетом инфильт­рации

где q_ov – удельные теплопотери здания.

Для жилых и общественных зданий при правильной эксплуатации максимальный коэффициент инфильтрации в большинстве случаев составляет 3 — 6 %, что лежит в пределах погрешности расчета теплопотерь. Поэтому для упрощения инфильтра­цию не вводят в расчет, т.е. принимают m= 0. Для учета инфильтрации значение удельных теплопотерь принимают с не­большим запасом.

Теплопотери инфильтрацией промыш­ленных зданий нередко достигают 25 — 30 % теплопотерь через наружные ограждения, и их необходимо учитывать при расчете.

Расчетный расход теплоты на отопление необходимо определять для расчетной наружной температу­ры для проектирования систем отопления t_но, равной средней тем­пературе наиболее холодных пятидневок, взятых из восьми наиболее холодных зим за 50-летний период.

Температура внутренней поверхности наружных стен непосредственно влияет на интенсивность теплоотдачи излучением от поверхности человеческого тела при нахо­ждении человека в жилых и общественных зданиях; максимальная разность между температурой воздуха в помещениях и тем­пературой внутренней поверхности наруж­ных стен должна быть не выше 6 °С .

Удельные теплопотери жилых и обще­ственных зданий с наружным объемом V > 3000 м, сооруженных по новым проек­там после 1985 г., атакже более утепленных зданий, сооруженных ранее, в районах с расчетной наружной температурой для отопления t_но = — 30 °С могут быть ориентировочно вычислены как

где a= 1,85 Дж/(м 2 ‘ 5 • с • К) = 1,72 ккал/(м 2,5 • ч • °С).

При определении тепловой нагрузки вновь застраиваемых районов и отсутствии данных о типе и размерах намечаемых к со­оружению общественных зданий можно ориентировочно принять расчетный расход теплоты на отопление общественных зда­ний равным 25 % расчетного расхода тепло­ты на отопление жилых зданий района.

Инфильтрация наружного воздуха в по­мещениях происходит под действием пере­пада (разности) давлений наружного и внут­реннего воздуха. Этот перепад давлений представляет собой сумму двух слагаемых:

где Dр_г и D р_в — гравитационный и ветро­вой перепады давлений, Па,

Здесь L — свободная высота здания (для жилых и общественных зданий — высота этажа), м; g — ускорение свободного падения; w_b -— скорость вет­ра, м/с; r_н, r_в — плотности наружного и внутреннего воздуха, кг/м .

Скорость прохождения инфильтруемого воздуха через живое сечение неплотностей в наружных ограждениях зданий, м/с,

Теплопотери с инфильтрацией

где F – площадь суммарного сечения неплотностей в наружных ограждениях; с_в – объемная теплоемкость воздуха.

Значение постоянной инфильтрации, должно определяться опытным путем. При отсутствии опытных данных можно для ори­ентировочных расчетов принимать следую­щие значения, м/с:

Для отдельно стоящих промыш­ленных зданий с большими све­товыми проемами. (35—40)10 -3

Для жилых и общественных зда­ний с двойным остеклением при сплошной застройке кварталов.…… (8—10)10 -3

Расчетными теплопотерями называются теплопотери при расчетной наружной тем­пературе t_но. Рас­четные теплопотери здания с учетом ин­фильтрации:

При постоянном значении коэффициен­та инфильтрации здания отношение теплопотерь Q данного здания или группы зданий при любой наружной температуре t_н > t_но красчетным теплопотерям

При отсутствии данных о типе застройки и наружном объеме жилых и общественных зда­ний строительными нормами и правилами СНиП II 04.07.86 «Тепловые сети» реко­мендуется определять расчетный расход тепло­ты на отопление жилых и общественных зданий по формуле

где q₀ — укрупненный показатель максимального расхода теплоты на отопление I м 2 площади жилых зданий, Вт/м [Дж/(с • м )]; А — общая площадь жилых зданий, м 2 ; К₁ — коэффициент, учитывающий расход те­плоты на отопление общественных зданий. При отсутствии данных рекомендуется принимать К_> = 0,25.

Для экономного использования топлива весьма важное значение имеет выбор начала и конца отопительного сезона. Начало и конец отопительного сезона для жилых и общест­венных зданий обычно регламентируются мест­ными органами власти.

Действующими в нашей стране строитель­ными нормами и правилами продолжительность отопительного периода определяется по числу дней с устойчивой среднесуточной температу­рой +8 °С и ниже. Эту наружную темпера­туру обычно считают началом и концом отопительного периода t_нк = 8 °С.

Переход от директивной экономики к рыноч­ной в принципе снимает какие-либо ограниче­ния в назначении продолжительности отопи­тельного периода. Эту продолжительность (на­чало и конец) определяет потребитель тепловой энергии — абонент энергоснабжающей органи­зации. В то же время для энергоснабжающей ор­ганизации важно знать продолжительность пе­риода, в течение которого будет иметь место спрос на теплоту, подлежащий удовлетворению энергоснабжающей организацией. Такой спрос на теплоту должен определяться, как правило, на основании многолетних статистических дан­ных с учетом прогноза роста (снижения) при­соединенных к тепловым сетям тепловых нагру­зок. Нормы СНиП должны применяться в основ­ном при решении проектных, а не эксплуатаци­онных задач.

Начало и конец отопительного сезона для промышленных зданий опреде­ляются наружной температурой, при кото­рой теплопотери через наружные огражде­ния делаются равными внутренним тепло­выделениям. Так как тепловыделения в промышленных зданиях значительны, то в большинстве случаев длительность отопи­тельного сезона для промышленных зданий короче, чем для жилых и общественных. Среднесуточная температура наружного воздуха, соответствующая началу и концу отопительного сезона промышленных зда­ний с большими внутренними тепловыделе­ниями, может быть найдена по формуле