Схемы системы воздушного отопления

На рис. 10.1 даны принципиальные схемы местной системы воздушного отопления. Чисто отопительная система с полной рециркуляцией теплоносителя воздуха может быть бесканальной (рис. 10.1, а) и канальной (рис. 10.1, б). При бесканальной системе внутренний воздух, имеющий температуру £_в, нагревается первичным теплоносителем в калорифере до температуры t_e и перемещается вентилятором. Наличие вертикального канала для горячего воздуха вызывает естественную циркуляцию внутреннего воздуха через помещение и калорифер. Эти две схемы применяют для местного воздушного отопления помещений, не нуждающихся в искусственной приточной вентиляции.

Для местного воздушного отопления помещения одновременно g его приточно-вытяжной вентиляцией используют две другие схемы, изображенные на рис. 10,1, в, г. По схеме на рис. 10.1, в с частичной рециркуляцией часть воздуха забирается снаружи, другая часть внутреннего воздуха подмешивается к наружному (осуществляется частичная рециркуляция воздуха). Смешанный воздух догревается в калорифере и подается вентилятором в помещение. Помещение обогревается всем поступающим в него воздухом, а вентилируется только той его частью, которая забирается снаружи. Эта часть воздуха удаляется из помещения в атмосферу (по каналу 7 на рис. 10.1, в).

Схема на рис. 10.1, г — прямоточная: наружный воздух в количестве, необходимом для вентиляции помещения, дополнительно нагревается для отопления, а после охлаждения до температуры помещения удаляется в таком же количестве в атмосферу.

Центральная система воздушного отопления — канальная. Воздух нагревается до необходимой температуры в тепловом центре здания и выпускается в помещения через воздухораспределители. Принципиальные схемы центральной системы приведены на рис. 10.2.

В схеме на рис. 10.2, а нагретый воздух по специальным каналам распределяется по помещениям, а охладившийся воздух по другим каналам возвращается для повторного нагревания в теплообменнике — калорифере. Совершается, как и в схеме на рис. 10.1, а, полная рециркуляция воздуха без вентиляции помещений. Теплопередача в калори-

фере соответствует теплопотерям помещении, т. е. схема является чисто отопительной.

Рис. 10.1. Принципиальные схемы местной системы воздушного отопления

а, б — полностью рециркуляционные; в —» частично рециркуляционная; a —прямоточная; 1— отопительный агрегат; 2 —> рабочая зона; 3 — канал нагретого воздуха; 4 — теплообменник-калорифер; 5 — воздухозабор; 6 — рециркули-

рующий воздух; 7 — канал вытяжной вентиляции

Рис. 10.2. Принципиальные схемы центральной системы воздушного отопления

а — полностью рециркуляционная; б — частично рециркуляционная; в — пря­моточная; г — рекуперативная; / — теплообменник-калорифер; 2 — канал на­гретого воздуха с воздухораспределителем на конце; 3 — канал внутреннего воз­духа; 4 -г- вентилятор; 5 — канал наружного воздуха; 6 — воздухо-воздушный теплообменник; 7 — рабочая зона

Схема на рис. 10.2, б с частичной рециркуляцией по действию не отличается от схемы на рис. 10.1, в. На рис. 10.2, в изображена прямоточная схема центральной системы воздушного отопления, аналогичная схеме на рис. 10.1, г.

В схемах на рис. 10.1, а, 6 и 10.2, а теплозатраты на нагревание воздуха определяются только теплопотерями помещений; в схемах на рис. 10.1, в и 10.2, б они возрастают в результате предварительного нагревания части воздуха от температуры наружного воздуха t_н до температуры t_в; в схемах на рис.10.1, г и 10.2, в теплозатраты наибольшие, так как весь воздух необходимо нагреть сначала от температуры t_B до t_B, а потом перегреть до t_e (тепловая энергия расходуется и на отопление, и на полную вентиляцию помещений).

Рециркуляционная система воздушного отопленияотличается меньшими первоначальными вложениями и эксплуатационными затратами. Система может применяться, если в помещении допускается рециркуляция воздуха, а температура поверхности нагревательных элементов соответствует требованиям гигиены, пожаро- и взрывобезопас-ности этого помещения. Радиус действия центральной системы с естественной циркуляцией (без вентилятора) ограничен 8—10 м, считая по горизонтальному пути от теплового центра до наиболее удаленного вертикального канала. Объясняется это незначительностью действующего естественного циркуляционного давления, составляющего даже при значительной температуре нагретого воздуха всего лишь около 2 Па на каждый метр высоты канала.

Система воздушного отопления с частичной рециркуляциейустраивается с механическим побуждением движения воздуха и является наиболее гибкой. Она может действо­вать в различных режимах; в помещениях помимо частичной могут осуществляться полная замена, а также полная рециркуляция воздуха. При этих трех режимах система работает как отопительно-вентиляционная, чисто вентиляционная и чисто отопительная. Все зависит от того, забирается ли и в каком количестве воздух снаружи и до какой температуры нагревается воздух в калорифере.

Прямоточная система воздушного отопленияотличается самыми высокими эксплуатационными затратами, Ее применяют, когда требуется вентиляция помещений в объеме не меньшем, чем объем воздуха для отопления (например, в помещениях категорий А и Б, где выделяются вещества, взрывоопасные и пожароопасные, а также вредные для здоровья людей, обладающие неприятным запахом). Для уменьшения теплозатрат в прямоточной системе при сохранении ее основного преимущества — полной вентиляции помещений — используют схему с рекуперацией (см. рис. 10.2, г), где применен дополнительный воздухо-воздушный теплообменник, позволяющий утилизировать часть теплоты уходящего воздуха для нагревания наружного воздуха.

Дата добавления: 2015-04-15 ; просмотров: 2639 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Схемы системы воздушного отопления

В настоящее время системы воздушного отопления устраивают в производственных, гражданских и сельскохозяйственных зданиях, применяя рециркуляцию воздуха или совмещая отопление с общеобменной приточной вентиляцией. Известно также использование нагретого воздуха для отопления жилых зданий и гостиниц (например, отопление корпусов пансионата на Клязьминском водохранилище под Москвой)

Возможность совмещения воздушного отопления с приточной вентиляцией в холодный период, g охлаждением помещений в летний период сближает воздушное отопление с вентиляцией и кондиционированием воздуха и предопределяет дополнительное рассмотрение общих вопросов при изучении соответствующих дисциплин.

Необходимость устранения отопительных приборов из помещения может препятствовать использованию местного воздушного отопления. Если к тому же требуется обеспечить ряд помещений приточной вентиляцией, то только при центральной системе воздушного отопления совместно выполняются оба эти условия.

Вместе g тем, воздушное отопление не лишено существенных недостатков. Как известно, площадь поперечного сечения и поверхности воздуховодов из-за малой теплоаккумулирующей способности воздуха во много раз превышает площадь сечения и поверхности жидкостных теплопроводов. В сети значительной протяженности заметно охлаждается воздух, несмотря на то, что воздуховоды покрывают тепловой изоляцией. По этим причинам применение центральной системы воздушного отопления в сравнении с другими системами может оказываться экономически нецелесообразным. Местное воздушное отопление не имеет перечисленных недостатков, однако не лишено отрицательных черт, обусловленных размещением отопительного оборудования непосредственно в помещении.

На рис. 17.l даны принципиальные схемы местной системы воздушного отопления. Чисто отопительная система с полной рециркуляцией теплоносителя воздуха может быть бесканальной (рис. 17.1, а) и канальной (рис. 17.1, б). При бесканальной системе внутренний воздух, имеющий температуру tв, нагревается первичным теплоносителем в калорифере до температуры tг и перемещается вентилятором. Наличие вертикального канала для горячего воздуха вызывает естественную циркуляцию внутреннего воздуха через помещение и калорифер. Эти две схемы применяют для местного воздушного отопления помещений, не нуж­дающихся в искусственной приточной вентиляции.

Для местного воздушного отопления помещения одновременно е его приточно-вытяжной вентиляцией используют две другие схемы, изображенные на рис. 17.1, в, г. По схеме на рис. 17.1, в с частичной рециркуляцией часть воздуха забирается снаружи, другая часть внутреннего воздуха подмешивается к наружному (осуществляется частичная рециркуляция воздуха). Смешанный воздух догревается в калорифере и подается вентилятором в помещение. Помещение обогревается всем поступающим в него воздухом, а вентилируется только той его частью, которая забирается снаружи. Эта часть воздуха удаляется из помещения в атмосферу (по каналу 7 на рис. 17.1, в).

Схема на рис. 17.1, г — прямоточная: наружный воздух в количестве, необходимом для вентиляции помещения, дополнительно нагревается для отопления, а после охлаждения до температуры помещения удаляется в таком же количестве в атмосферу.

Центральная система воздушного отопления — канальная. Воздух нагревается до необходимой температуры в тепловом центре здания и выпускается в помещения через воздухораспределители. Принципиальные схемы центральной системы приведены на рис. 17.2.

В схеме на рис. 17.2, а нагретый воздух по специальным каналам распределяется по помещениям, а охладившийся воздух по другим каналам возвращается для повторного нагревания в теплообменнике — калорифере. Совершается, как и в схеме на рис. 17.1 а, полная рециркуляция воздуха без вентиляции помещений. Теплопередача в калорифере соответствует теплопотерям помещений, т. е. схема является чисто отопительной.

Рис. 17.1 Принципиальные схемы местной системы воздушного отопления

а, б — полностью рециркуляционнне; в — частично рециркуляционная; a • прямоточная; 1 — отопительный агрегат; 2 — рабочая зона; 3 — канал нагретого воздуха; 4 — теплообменник-калорифер; 5 — воздухозабор; 6 — рециркулирующий воздух; 7 — канал вытяжной вентиляции

Рис. 17.2. Принципиальные схемы центральной системы воздушного отопления

а — полностью рециркуляциониая; б — частично рециркуляционная; в — прямоточная; г — рекуперативная; 1 — теплообменник-калорифер; 2 — канал нагретого воздуха с воздухораспределителем на конце; 3 — канал внутреннего воздуха; 4 — вентилятор; 5 — канал наружного воздуха: 6 — воздухо-воздушный теплообменник; 7 — рабочая зона

Схема на рис. 17.2, б с частичной рециркуляцией по действию не отличается от схемы на рис. 17.1, в. На рис. 17.2, в изображена прямоточная схема центральной системы воздушного отопления, аналогичная схеме на рис. 17.1,г.

В схемах на рис. 17.1, а, б и l7.2, а теплозатраты на нагревание воздуха определяются только теплопотерями помещений; в схемах на рис. 17.1, в и 17.2, б они возрастают в результате предварительного нагревания части воздуха от температуры наружного воздуха tн до температуры tв; в схемах на рис. 17.1, г и 17.2, в теплозатраты наибольшие, так как весь воздух необходимо нагреть сначала от температуры tн до tв а потом перегреть до tг (тепловая энергия расходуется и на отопление, и на полную вентиляцию помещений).

Читайте также:  Как быстро нагревается батарея отопления

Рециркуляционная система воздушного отопления отличается меньшими первоначальными вложениями и эксплуатационными затратами. Система может применяться, если в помещении допускается рециркуляция воздуха, а температура поверхности нагревательных элементов соответствует требованиям гигиены, пожаро и взрывобезопасности этого помещения. Радиус действия центральной системы с естественной циркуляцией (без вентилятора) ограничен 8—10 м, считая по горизонтальному пути от теплового центра до наиболее удаленного вертикального канала. Объясняется это незначительностью действующего естественного циркуляционного давления, составляющего даже при значительной температуре нагретого воздуха всего лишь около 2 Па на каждый метр высоты канала.

Система воздушного отопления с частичной рециркуляцией устраивается с механическим побуждением движения воздуха и является наиболее гибкой. Она может действовать в различных режимах; в помещениях помимо частичной могут осуществляться полная замена, а также полная рециркуляция воздуха. При этих трех режимах система работает как отопительно-вентиляционная, чисто вентиляционная и чисто 0’юпительная. Все зависит от того, забирается ли и в каком количестве воздух снаружи и до какой температуры нагревается воздух в калорифере.

Прямоточная система воздушного отопления отличается самыми высокими эксплуатационными затратами. Ее применяют, когда требуется вентиляция помещений в объеме не меньшем, чем объем воздуха для отопления (например, в помещениях категорий А и Б, где выделяются вещества, взрывоопасные и пожароопасные, а также вредные для здоровья людей, обладающие неприятным запахом). Для уменьшения теплозатрат в прямоточной системе при сохранении ее основного преимущества — полной вентиляции помещений — используют схему с рекуперацией (см. рис. 17.2, г), где применен дополнительный воздухо-воздушный теплообменник, позволяющий утилизировать часть теплоты уходящего воздуха для нагревания наружного воздуха.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Системы воздушного отопления

На американском континенте и в Европе уже долгое время системы воздушного отопления пользуются популярностью. В России же традиционно используют газовое отопление. Однако заметим, что водяная система обычно дает относительно низкий КПД, в то время как воздушная – 90%. Чем же еще хороша система воздушного отопления и как ее обустроить?

Преимущества воздушной отопительной системы

• Полная безопасность. Современная система автоматического контроля проверяет полную исправность всех элементов перед тем, как будет запущен процесс отопления. В случае обнаружения неисправности работа всего оборудования блокируется. Это дает возможность избежать любой проблемы. Кроме того, схема воздушного отопления является более безопасной, поскольку не имеет труб, заполненных теплоносителем – соответственно, исключается возможность прорыва, протекания и так далее.
• Более высокая скорость обогрева. Большинство систем, работающих на каком-либо типе теплоносителя, тратят львиную долю времени на его нагрев. Например, в водной системе отопление начинается лишь после того, как вода (выступающая теплоносителем) нагреется до определенного уровня и распространится по всем радиаторам – и только после этого начинается прогрев помещения. В воздушной системе отопления прогрев помещения происходит всего за 20-40 минут – это зависит от мощности оборудования и, конечно же, от размера самого помещения.
• Экономичность. Обладая высоким КПД, воздушная система использует достаточно мало ресурсов. А тот факт, что данная система не имеет промежуточных узлов (которые способствуют увеличению теплопотери), делает ее еще более выгодной.

• Большой срок службы. Правильно произведенные проектирование воздушного отопления и монтаж системы, а также регулярное ее сервисное обслуживание позволят вам наслаждаться ее качественной работой на протяжении минимум 17-20 лет.
• Легкость управления. Поскольку вся работа системы контролируется автоматикой, у вас не возникнет сложностей с ее эксплуатацией. Вы с легкостью сможете менять уровень температуры обогрева, повышая или понижая его в зависимости от необходимости.
• Доступность. Система воздушного отопления имеет вполне доступную стоимость. Также следует отметить, что окупается она за довольно короткий промежуток времени – от 7 месяцев до 1,5 года – в зависимости от интенсивности и частоты использования.
• Внешняя привлекательность. Особенностью системы, выгодно выделяющей ее среди остальных, является еще и то, что для нее не требуются батареи и трубы. Это позволит вам устанавливать любого размера окна, делать современный ремонт и не бояться, что из-за отопительных приборов его привлекательность будет снижена.

Строение и принцип работы системы

Для полноценной работы современной воздушной системы отопления необходимо использование теплогенератора. В теплообменник нагнетается воздух. Оптимальная температура нагрева 50-60 градусов. Далее по воздуховоду горячий воздух перемещается в помещение, где равномерно распределяется, нагревая комнату. Далее через специальные отверстия (решетки, вмонтированные в пол, или стены) остывший воздух вновь возвращается к теплогенератору. Нередко для подачи остывшего воздуха используются воздуховоды обрата.

При рассмотрении схемы становится понятно, что основными элементами теплогенератора выступают вентилятор, обеспечивающий перемещение воздуха, и теплообменник. Сегодня существует много видов воздушных отопительных систем. Одним из отличий можно выделить метод нагрева воздуха. Это возможно несколькими способами, которые показывает такая классификация систем воздушного отопления:

• посредством применения теплового насоса;
• использование газовой горелки. При этом допустимо как подключение к основной газовой магистрали, так и использование газового баллона.
• горячей водой из централизованной системы;
• использованием дизельной горелки, или воздушное отопление на отработанном масле.

В зависимости от размера отапливаемых помещений, расход воздуха в системе может варьироваться от 1000 до 4 000 м 3 /час. При этом средний показатель давления в системе – 150 Па.

Следует учитывать, что если воздуховод имеет достаточно большую протяженность (в больших помещениях), то это может вызвать некоторую теплопотерю. Ч тоб ее избежать, можно внедрить в систему несколько вспомогательных теплогенераторов. Важно помнить, оптимальная длина воздуховода (при которой уровень теплопотери минимален) составляет 30 м, а продолжительность ответвлений воздуховода не должна превышать 15 м.

Для получения максимального эффекта от эксплуатации системы рациональным является решение дополнить ее блоком кондиционирования. Таким образом, в прохладное время года с ее помощью вы будете совершать обогрев дома, а в жаркое – производить некоторое охлаждение. Это позволит круглый год поддерживать в доме наиболее комфортную температуру. Кроме того, вы сможете дополнить воздушное отопление на твердом топливе такими полезными устройствами, как, допустим, увлажнитель или стерилизатор воздуха.

Вентиляция системы может быть двух типов:

• естественная. Горячий воздух в системе просто поднимается вверх и произвольно перемещается по воздуховоду, нагревая его. Весомые минусы воздушного отопления в таком случае – то, что в случае попадания холодного воздуха в помещение (через окна, двери) он оседает в нижней части комнаты, создавая существенный дискомфорт. А в это время горячий воздух согревает потолок.
• принудительная. Более эффективная модель работы системы, поскольку циркуляция воздуха значительно ускоряется посредством применения мощных вентиляторов. Система работает прекрасно, но шум вентилятора, доносящийся из воздуховода, может создавать определенный дискомфорт.

Требования к выбору оборудования

При выборе воздушной отопительной системы для дома важно учесть тип топлива, которое будет использовано для нагрева воздуха. Для максимального удобства отдельными производителями были предложены модели систем, в которых допускается переход с одного типа топлива на другой. Например – с природного газа на сжиженное топливо. В таком случае вам необходимо будет лишь сменить горелку и насадку, подающую топливо.

В случае если вы остановили свой выбор на приобретении системы, работающей на жидком топливе, то необходимо предварительно позаботиться о наличии бака для хранения топлива, трубопровода для его подачи.

Такое воздушное отопление совмещенное с вентиляцией должно быть оснащено дополнительными фильтрами. Точно также некоторое вспомогательное оборудование необходимо будет приобрести для систем на жидком газе. А в случае использовании баллонов с газом возникает необходимость создания помещения для их хранения. Единственный тип топлива, не требующий дополнительного оборудования – природный газ.

Система предусматривает обязательное наличие воздуховодов. Оно могут быть:

• круглые – для их создания используются трубы диаметром 100-200 мм, которые скрепляются при помощи хомутов. Использование такого типа труб дает небольшое преимущество – они обладают небольшим аэродинамическим сопротивлением. А это, в свою очередь, положительно сказывается на КПД системы.
• квадратные (прямоугольные) – в силу большей эстетичности именно такой тип труб применяется для создания отопительной системы жилых домов.
• совмещенные – в системе используются как прямоугольные, так и круглые трубы. Важно учесть – если необходимо провести трубу через неотапливаемое помещение – обязательно наличие защитного термоизолирующего чехла, который предотвращает теплопотерю.

Предварительный расчет

Процесс планирования воздушной отопительной системы предполагает учет многих нюансов. Поэтому наиболее правильным является решение предоставить провести такой расчет воздушного отопления специалистам. Что они учитывают:

• теплопотерю в каждом помещении;
• тип и мощность нагревательного элемента;
• какое необходимо оптимальное количество нагретого воздуха;
• сечение трубопровода;
• снижение давления в системе.

В случае если вы закажете проект отопительной системы у специалистов, вам на рассмотрение будет представлено несколько проектов. И только учтя воздушное отопление плюсы и минусы каждого, можно принимать решение относительно того, как именно устраивать отопительную систему.

Не следует пытаться смонтировать воздушное отопление на дровах или газу самостоятельно, не зная всех требований и правил. Нередки случаи, когда неправильное планирование приводит к тому, что в помещении постоянно стоит шум от вентиляторов и присутствует сквозняк. Воздушная отопительная система прекрасно способна отапливать дом – но только в том случае, если она спланирована и смонтирована специалистами.