Вопрос - 18.4-. Центральное воздушное отопление.

- Центральное воздушное отопление (ЦВО) применяют в помещениях при наличии центральной системы приточной вентиляции.

- Центральное воздушное отопление (ЦВО) осуществляют по четырем схемам вентиляции: с полной рециркуляцией (Рис. 18.6,а); с частичной рециркуляцией (Рис. 18.6,б); прямоточная (Рис. 18.6,в) и рекуперативная (Рис.18.6,г).

Рис. 18.6 Принципиальная схема системы центрального воздушного отопления: а- с полной рециркуляцией; б- с частичной рециркуляцией; в- прямоточная; г- рекуперативная; 1- отапливаемое помещение; 2- теплообменник (калорифер); 3- канал (воздуховод) с нагретым воздухом; 4- канал системы вытяжной вентиляции; 5- вентилятор; 6- наружный воздухозабор; 7- воздухо-воздушный теплообменник; 8- рабочая зона; 9- верхняя зона

- На схеме (Рис. 18.6, а) с полной рециркуляцией нагретый воздух по каналам-3 распределяется по помещениям-1, а охлажденный воздух по другим каналам-4 возвращается для вторичного нагревания в теплообменник-2 (вентиляция не происходит).

- Схема на Рис. 18.6, б с частичной рециркуляцией, т.е. к наружному воздуху, поступающему по каналу-6, подмешивается внутренний воздух из канала 9. Смесь предварительно нагретого воздуха вентилятором-5 подается в теплообменник-2 для нагрева, а затем через канал-3 в помещение-1.

- На рис. 18.6, в изображена прямоточная схема центрального воздушного отопления. В помещение по каналу-6, нагретый в теплообменнике-2 воздух с помощью вентилятора-5 поступает через канал-3 и далее удаляется через канал-4. Здесь осуществляется совмещение отопления с чистой вентиляцией.

- На рис. 18.6, г приведена прямоточная схема с рекуперационным теплообменником -7 с целью энергосбережения и использования теплоты удаляемого из помещения воздуха.

- Полную рециркуляцию воздуха применяют только в нерабочее время для дежурного отопления (t_в= +5 ⁰С) или при прерывистом отоплении перед началом работы людей осуществляют прогрев помещения (см. лекции по дисциплине «Вентиляция»).

- Тепловая мощность отопительных агрегатов и теплообменников в системе воздушного отопления определяется на основе теплового баланса помещения.

- Приточный воздух t_пр, ⁰С прогревается до температуры более высокой, чем температура воздуха помещений t_в, ⁰С т.е. t_пр> t_в.

- В системах центрального воздушного отопления применяются все элементы приточной вентиляции: калорифер; фильтр; электровентилятор; воздуховод и др.

- Нагретый воздух в помещении подается всеми видами струй, например, горизонтальными и вертикальными вниз; сосредоточенными; плоскими; настилающимися и ненастилающимися; веерными и др. (См. курс лекций по дисциплине «Вентиляция» и «Аэродинамика»).

- Расчет количества и температуры приточного воздуха, высота установки и количества отопительных агрегатов, установленных в помещении, траектории и параметры приточных струй и др. приводится в Справочнике проектировщика, и будут рассмотрены в лекциях по дисциплине «Вентиляция».

Вопрос - 18.5-. Воздушно-тепловые завесы (втз).

- При движении людей и транспорта через входные двери или ворота в здание поступает наружный холодный воздух. Это приводит в холодный период года к переохлаждению прилегающих помещений и всего здания.

- Одним из мероприятий для устранения этого явления предусматривают воздушно-тепловые завесы (ВТЗ) или воздушные завесы (ВЗ).

- В проемах ворот промзданий устанавливают высокоскоростные воздушные завесы шибирующего типа при скорости воздуха до 25 м/с (См. курс лекций по «Вентиляции»).

_ Во входах общественных и административных зданиях и др. применяют низкоскоростные воздушные тепловые завесы при скорости воздуха до 8 м/с.

- Воздушно-тепловые завесы смешенного типа применяют в районах с температурой наружного воздуха ниже -15 ⁰С.

- Воздушно-тепловые завесы работает на рециркуляции, забирается воздух из верхней зоны помещения и нагревается в калорифере до 50 ⁰С, и подается в нижнюю зону возле входных проемов (дверь, ворота) на высоте 1,5 м (Рис. 18.7) от пола.

Рис. 18.7 Принципиальная схема воздушно-отопительной завесы: 1-вестибюль; 2-тамбур; 3-входные двери; 4-воздухозаборный канал; 5- калорифер; 6-вентилятор; 7-приточный воздуховод; 8- воздухораспределительные устройства.

• В тамбуре происходит перемешивание холодного (наружного) и нагретого (вентиляционного) воздуха. В результате поступающий наружный воздух нагревается и не происходит переохлаждение воздуха в зоне входных дверей и ворот.

Воздушно-тепловые завесы могут быть вертикальные и горизонтальные. Большинство тепловых завес предназначено для горизонтальной установки сверху или снизу в полу открытого проема.

Однако бывает, что такая установка невозможна или нецелесообразна. А этих случаях применяется вертикальная тепловая завеса, которая устанавливается сбоку от проема (Рис. 18.7).

Наибольшее распространение в России получили тепловые завесы следующих марок: FRICO (Швеция); PYPOX (Норвегия); TERMOSCREENS (Англия); OLEFINI (Греция); ТРОПИК (Россия); МАКАР (Россия); КЛИМАТ ЛАЙН (Россия и др).

В настоящее время на Российском рынке появились завесы отечественного производства: Оазис; Самум; Сезон и др.

Фигура 21. Вертикальные тепловые завесы фирмы GENERAL (Великобритания) и другие применяются в случаях, когда высота проема меньше его ширины. К тому же для защиты проема бывает достаточно тепловой завесы высотой в 75-80% высоты проема (холодный воздух проникает через нижнюю часть проема, поэтому его верхнюю часть можно не защищать). Для широких проемов можно устанавливать сбоку от ворот, дверей вертикальные завесы с каждой стороны.

Различные варианты и конструкции зарубежных фирм подвесного и напольного типа показаны ниже на рисунках.

Фигура 22. Вертикальные тепловые воздушные завесы VZA воротные с водяным или электрическим источником тепла; а также без нагрева воздуха

Они предназначены для защиты проемов ворот производственно-складских и подобных им помещений от проникновения холодного воздуха. Завесы предназначены для внутренней установки над или сбоку от проема ворот.

Фигура 23. Вертикальные воздушно-тепловые завесы ТЗК Воздушно-тепловые завесы ТЗК предназначены для защиты проемов ворот складов, цехов, и т.п. помещений направленной струей теплого воздуха от поступления через них холодного наружного воздуха. Производительность по воздуху от 2500 до 22500 мЗ/час (на каждый стояк), тепловая мощность от 10 до 140 кВт.

Фигура 24. INDESSE веритикальное устройство (Чехия), ромышленная воздушная завеса предназначена для обогрева пространства дверных проемов в промышленных и производственных цехах, ангарах, гаражах и т.п.

Фигура 25. Вертикальные тепловые завесы-1 с водяным обогревом устанавливаются сбоку от дверного проема-2, поток нагретого воздуха подается по горизонтали.

Фигура 26. Электрические, воздушные, вертикальные тепловые завесы.

Фигура 27. Воздушно-тепловые завесы WOLF TL.

Фигура 28. Потолочные тепловые завесы, воздушно-тепловая завеса.

Фигура 29. Воздушно-тепловые завесы большой мощности устанавливают сбоку от входных дверей, ворот.

Фигура 30. Завесы воздушно-тепловые с водяным источником тепла.

Фигура 31. Воздушно-тепловые завесы-1 горизонтальные над проемом-2

Фигура 32. Воздушно-тепловые завесы-1, вертикальные сбоку проема-2. Приведенные выше воздушно-тепловые завесы выпускаются заводом производителем различной тепловой и электрической мощности и расходом воздуха. Они подбираются по каталогу для конкретного условия.

Методика расчета ВТЗ на примере гражданских зданий приведена ниже.

- Количество воздуха G_з, кг/ч, нагретого до температуры t_пр, для создания ВТЗ определяют по формуле (18.1)

, (18.1)

где G_вх – количество холодного воздуха поступающего в здание через вход, кг/ч; t_пр – температура приточного горячего воздуха, ⁰С.

- Количество холодного воздуха, проникающего в здание, зависит от разности давления воздуха ΔΡ_вх, Па, снаружи и внутри здания и от сопротивления движению воздуха через входы и определяется по формуле (18.2)

, (18.2)

где h_зд, h_эт, h_дв – соответственно, высота здания, этажа, двери, м; γ_н, γ_в –соответственно удельный вес наружного и внутреннего воздуха, н/м³.

- Удельный поток холодного воздуха I_вх, кг/(с·м²), через 1м² открытого проема наружной двери определяется по формуле (18.3)

, (18.3)

где - коэффициент расхода воздуха через входной проем.

- С возрастанием сопротивления движения воздуха через вход уменьшается величина μ. Это положительное явление, для этого предусматривают различные конструкции входов: двойные двери с тамбуром; тройные двери с двумя тамбурами; вращающиеся двери и т.п.

- Количество холодного воздуха, поступающего в здание через вход, рассчитывается по формуле (18.4)

, (18.4)

где A_вх – площадь одной открываемой створки двери, м²; Z_вх – время открывания входной двери, с; N_вх – число людей проходящих через вход в 1 час.

- Теплозатраты на нагревание холодного воздуха, проникающего через вход, определяется по формуле (18.5)

, (18.5)

где С – удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг ⁰С.

- В зависимости от Q_вх, Вт и G_вх, кг/ч рассчитывается отопительно-вентиляционное оборудование ВТЗ и расчет сечения воздуховодов.

Стандартное оборудование, выпускаемое в России и за рубежом, подбирается для конкретного условия.

Контрольные вопросы

1. Объясните целесообразность применения нагретого воздуха для целей отопления помещения.

2. Дайте характеристику применяемым системам воздушного отопления в зданиях различного назначения с точки зрения энергосбережения и комфортности.

3. Охарактеризуйте известные отечественные и зарубежные модели отопительных агрегатов.

4. Проанализируйте назначение воздушно-тепловых завес в зданиях различного назначения.

5. Проанализируйте методику расчета ВТЗ.

Ответы на данные вопросы студент обязан подготовить к следующей лекции.

Окончание лекции темы 18.

31