[Править]Способы кондиционирования воздуха [править]Цикл охлаждения

Принцип работы кондиционера аналогичен принципу работы холодильника.

Основная статья: Парокомпрессионный холодильный цикл

Необходимо отметить, что в реальных условиях обратный цикл холодильной машины состоит из более чем 4 точек: например, при применении винтового компрессора горячие сжатые пары хладагента попадают сразу не в конденсатор, а в маслоотделитель. И только оттуда направляются в конденсатор. После конденсатора жидкий хладагент, как правило, поступает в ресивер (специальный резервуар), а уже из него направляется в расширительный (дросельный) клапан.

Для нагрева воздуха в помещении кондиционеры переходят в режим работы теплового насоса — конденсатор выполняет роль испарителя, а испаритель роль конденсатора, то есть отводимая теплота конденсации используется для нагрева воздуха.

[Править]Контроль влажности воздуха

Обычно перед воздушным кондиционером ставится задача уменьшения влажности воздуха. Достаточно холодный (ниже точки росы) испарительный змеевик конденсирует водяной пар из обработанного воздуха (таким же образом, как и очень холодный напиток конденсирует водяной пар воздуха на внешней стороне стакана), отправляя воду в дренажную систему и, таким образом понижая влажность воздуха. Сухой воздух улучшает комфорт, так как он обеспечивает естественное охлаждение организма человека путём испарения пота с кожи. Обычно кондиционеры позволяют обеспечить относительную влажность воздуха от 40 до 60 процентов. Установка кондиционера с парогенератором позволяет поддерживать точное значение влажности в помещении.

[Править]Испарительные охладители

Вышеупомянутые персидские системы охлаждения были испарительными охладителями. В местах с очень сухим климатом они популярны, так как могут легко обеспечить хороший уровень комфорта. Испарительный охладитель — устройство, которое забирает воздух извне и пропускает его через влажную прокладку. Температура входящего воздуха, измеренная при помощи сухого термометра, уменьшается. Общее же «количество теплоты заключённое в воздухе» (внутренняя энергия) остаётся неизменным. Часть теплоты переходит в скрытую теплоту при испарении воды во влажных и более холодных прокладках. Такие охладители могут быть очень эффективны, если входящий воздух достаточно сухой. Также они дешевле и более надёжны и просты в обслуживании. Похожий тип охладителя, но использующийлёд для охлаждения и увлажнения воздуха, был запатентован американцем Джоном Горри Апалачиколой в 1842 году, который использовал это устройство для охлаждения пациентов в своём госпитале для больных малярией.

[Править]Современное кондиционирование воздуха

В наши дни получило распространение проектирование систем кондиционирования воздуха на стадии разработки архитектурного проекта.

В XXI веке всё большее значение приобретает энергосбережение при кондиционировании (стоит вспомнить энергетический кризис в Америке, связанный с пиком потребления энергии кондиционерами^{[источник не указан 1344 дня]}). Учитывая ухудшающееся состояние окружающей среды, обеспечение чистого воздуха в помещении является одной из наиболее важных проблем. Кроме того, качество воздуха имеет большое значение в медицине (операционные и родильные боксы), при производстве электроники и в других высокотехнологичных производствах. Для точного поддержания значений температуры и влажности используются прецизионные кондиционеры.

36. Виды осмотров зданий.

дания и сооружения в процессе эксплуатации должны находиться под систематическим наблюдением инженерно-технических работников, ответственных за их сохранность. Руководитель учреждения (организации), за которым закреплено данное сооружение (запись о закреплении делается в паспорте), а также работники эксплуатационной службы отвечают и осуществляют техническую эксплуатацию объекта.

Лицо, ответственное за эксплуатацию сооружения, ведет систематическое наблюдение за его состоянием в соответствии с инструкцией по эксплуатации, разработанной проектной организацией. В частности, следит за отводом атмосферных и талых вод от здания, сохранением водостоков и планировки земли вблизи него, за состоянием кровли, вертикальностью и горизонтальностью конструкций, за целостью сварных швов металлических конструкций, стыков панелей, герметичностью окон, дверей и др., не допускает перегрузки конструкций, пролива воды и других жидкостей, складирования материалов, оборудования и скопления мусора вблизи стен и т. п. Выявленные недостатки в эксплуатации должны быть немедленно устранены, а о необходимости ремонтных работ сделана запись в журнале технического состояния. В особых аварийных случаях они должны быть произведены в срочном порядке.

Кроме того, согласно Положению о системе ППР все здания и сооружения подвергаются периодическим техническим осмотрам, проводимым назначаемыми руководителями учреждений комиссиями. Установлены три вида осмотров:

1. общий, или сезонный (полугодовой), когда обследуется все здание, его конструкции, инженерное оборудование, внешнее благоустройство;

2. частичный, при котором осматриваются лишь отдельные части здания, например крыша, подвал, лифт, центральное отопление и т. п.;

3. внеочередной, проводимый после стихийных бедствий — ливней, ураганов, наводнений и т. п., а также по указанию вышестоящих инстанций.

 

Комиссию назначает руководитель организации, предприятия. Ее возглавляет начальник эксплуатационной службы, ОКС или другого подразделения в зависимости от структуры предприятия. В состав комиссии входят: лицо, ответственное за эксплуатацию сооружения, представители эксплуатационной службы, осуществляющей эксплуатацию инженерного оборудования зданий, и др.

Результаты всех видов осмотра оформляются актами, в которых фиксируются выявленные дефекты и повреждения, а также сроки их устранения.

 

Как правило, очередные общие технические осмотры зданий проводятся два раза в год: весной, после таяния снега, и осенью при приемке здания в зимнюю эксплуатацию. Материалы осеннего осмотра служат основой для планирования текущего ремонта в будущем году. Во время весеннего осмотра и начала подготовки здания к зиме уточняются предстоящие работы, которые должны быть выполнены к началу зимней эксплуатации и приняты при осеннем осмотре.

37. Конструктивные схемы и материалы фундаментов.

Фундаменты являются важным конструк­тивным элементом здания, воспринимаю­щим нагрузку от надземных его частей и передающим ее на основание. Фунда­менты должны удовлетворять требова­ниям прочности, устойчивости, долговеч­ности, технологичности устройства и эко­номичности. Верхняя плоскость фундамента, на ко­торой располагаются надземные части здания, называют поверхностью фунда­мента или обрезом, а нижнюю его пло­скость, непосредственно соприкасающую­ся с основанием, — подошвой фундамен­та. Расстояние от спланированной поверх­ности грунта до уровня подошвы назы­вают глубиной заложения фундамента, которая должна соответствовать глубине залегания слоя основания. При этом не­обходимо учитывать глубину промерза­ния грунта (рис, 4.4). Если основание со­стоит из влажного мелкозернистого грун­та (песка мелкого или пылеватого, супе­си, суглинка или глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерзания грунта. На рис. 4,4 приведены изолинии нормативных глубин промерзания суглинистых грунтов. Глубина заложения фундаментов под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грун­та ; ее назначают не менее 0,5 м от уров-ня земли или пола подвала. В нспучинистых грунтах (крупнообло­мочных, а также песках гра вел истых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундаментов также не зависит от глубины промерзания, однако она должна быть не менее 0,5 м, считая от природного уровня грунта при планиров­ке подсыпкой, и от од и ни ров очной от­метки при планировке участка срезкой.

  Рис. 4.4. Определение глубины заложения фундаментов: а — схема:1 — подошва фундамента. 2 — тело фун­дамента, 3 — отметка глубины заложения фундамен­та, 4 — отметка глубины промерзания грунта, 5 — отметка уровня грунтовых вод, 6 — планировочная отметка, 7 — стена, 8 — уровень пола 1 этажа, 9 — обрез фундамента. h_ф — глубина заложения фунда­мента, b — ширина подошвы фундамента, б — карта нормативных глубин промерзания суглинистых грунтов  По конструктивной схеме фундаменты могут быть: ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн (рис, 4.5, а, б); столбчатые, устраиваемые под отдельно стоящие опоры (колонны или столбы), а в ряде случаев и под стены (рис. 4.5, в,г); сплошные, представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания или его частью и применяемые при особо больших нагрузках на стены или отдельные опоры, а также недоста­точно прочных грунтах в основании (рис. 4.5, д, г); свайные в виде отдельных по­груженных в грунт стержней для переда­чи через них на основание нагрузок от здания (рис. 4.5, ж).

  Рис. 4.5. Конструктивные схемы фундаментов: а — ленточный под стены, 6 — то же, под колонны, в — столбчатый под стены, г – отдельный под колонну, д — сплошной безбалочный, е — сплошной балочный,  ж — свайный, 1 — стена, 2 — ленточ­ный фундамент, 3 — железобетонная колонна, 4 — железобетонная фундаментная балка, 5 — столб­чатый фундамент, 6 — ростверк свайного фундамента. 7 — железобетонная фундаментная плита, 8 — cваи

 

По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают жест­кие, материал которых работает преиму­щественно на сжатие и в которых не воз­никают деформации изгиба, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб.

Рис. 4.6, Профили и. конструирование лен­точного фундамента: 1 — обрез фундамента, 2 — фундаментная стена, 3 — подушка фундамента Для устройства жестких фундаментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона и бето­на, Для гибких фундаментов используют в основном железобетон.

Ленточные фундаменты. По очертанию в профиле ленточный фунда­мент под стену в простейшем случае представляет собой прямоугольник (рис. 4.6, а). Его ширину устанавливают немно­го больше толщины стены, предусматри­вая с каждой стороны небольшие уступы по 50... 150 мм. Однако прямоугольное се­чение фундамента на высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фунда­мент и достаточно высокой несущей спо­собности грунта. Чаще всего для передачи давления на грунт и обеспечения его несущей способ­ности необходимо увеличивать площадь подошвы фундамента путем ее уширения. Теоретической формой сечения фунда­мента в этом случае является трапеция (рис. 4.6,6), где угол а определяет рас­пространение давления и принимается для бутовой кладки и бутобетона от 27 до 33°, для бетона – 45°. Устройство таких трапецеидальных фундаментов связа­но с определенными трудозатратами, по­этому практически такие фундаменты в зависимости от расчетной ширины по­дошвы выполняют прямоугольными или ступенчатой формы (рис. 4.6, в,г) с со­блюдением правила, чтобы габариты фундамента не выходили за пределы его теоретической формы. Размеры ступеней по ширине (а) принимают 20...25 см, а по высоте (с) — соответственно 40...50 см.

Рис. 4.7. Ленточные монолитные фундаменты под кирпичную стену; а - бутовый фундамент, б - бутобетонный По способу устройства ленточные фун­даменты бывают монолитные и сборные. Монолитные фундаменты устраивают бу­товые, бутобетонные, бетонные и железо­бетонные. На рис. 4.7 показан ленточный фундамент из бутового камня и бутобе­тона. Ширина бутовых фундаментов дол­жна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м — из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет обычно около 0,5 м, ши­рина — от 0,15 до 0,25 м. Устройство мо­нолитных бутобетонных, бетонных и же­лезобетонных фундаментов требует про­ведения опалубочных работ. Кладку бу­товых фундаментов производят на слож­ном или • цементном растворе с обяза­тельной перенизкой (несонпалением) иер-тикальных шпон (промежутков между камнями, заполняемых раствором). Бутобетонные фундаменты состоят из бетона класса В5 с включением в его тол­щу (в целях экономии бетона) отдельных кусков бутового камня. Размеры камней должны быть не более Уз ширины фунда­мента. Монолитные бутовые фундаменты не отвечают требованиям современного ин­дустриального строительства, а для их устройства трудно механизировать ра­боты. Бутовые и бутобетонные фунда­менты весьма трудоемкие при возведе­нии, поэтому их применяют в основном в районах, где бутовый камень является местным материалом. Более эффективными являются бе­тонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовле­ния (рис. 4.8), которые в настоящее время имеют наибольшее распространение. При их устройстве трудовые затраты на строительстве уменьшаются вдвое. Их можно возводить и в зимних условиях без устройства обогрева. Сборные ленточные фундаменты под стены состоят из фундаментных блоков-подушек и стеноных фундаментных бло­ков. Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при пес­чаных грунтах или на песчаную подго­товку толщиной 100..Л50 мм, которая должна быть тщательно утрамбована. Фундаментные бетонные блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм (рис. 4.8, 4.9). Вертикальные колодцы, обра­зующиеся торцами блоков, тщательно за-полняют раствором. Связь между блока­ми продольных и угловых стен обеспечи­вается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диаметром б... 10 мм (рис. 4,10).

Рис. 4.8. Элементы сборных бетонных и железобетонных фундаментов: а — бетонный блок сплошной, 6 — то ж«, пустоте­лый. в — блок-подушка сплошная, г - то же, ребри­стая. 1 — монтажные петли

Рис. 4.9. Ленточный сборный фундамент из крупных блоков: а — разрез и фрагмент раскладки конструкций фун­дамента, 6 — общий вид, 1 — армированный пояс, 2 — стена, 3 - фундаментный блок, 4 — блок-подушка, 5 — участок, бетонируемый по месту, 6 — песчаная подготовка

Рис. 4.10. Сопряжение фундаментов про­дольных и поперечных стен: а  сопряжение железобетонных подушек, б - то же. блоков нечетного ряда, в — то же. четного, 1 — сетка из круглой стали диаметром 6...10 мм. 2 — учас­ток, бетонируемый по месту, 3 - заполнение шва раствором Блоки-подушки изготовляют толщиной 300 и 400 мм и шириной от 1000 до 2В0О мм, а блоки-стенки - шириной 300, 400, 500 и 600 мм, высотой 580 в длиной от 780 до 2380 мм. В практике строительства применяют также сборные фундаментные блоки, имеющие толщину 380 мм при толщине надземных стен 380, 510 и 640 мм (рис. 4Л1,а). При такой конструкции проч­ность материала фундамента использует­ся полнее и в результате получается эко­номия бетона. Этой же цели соответ­ствует устройство так называемых пре­рывистых фундаментов (рис. 4.11,6), в которых блоки-подушки укладывают на расстоянии 0,3...0,5 м друг от друга. Про­межутки между ними заполняют песком. Строительство крупнопанельных зда­ний и зданий из объемных блоков потре­бовало разработки новых конструк­тивных решений фундаментов. На рис. 4.11, в показан фундамент из крупнораз­мерных элементов дли жилого дома с по­перечными несущими стенами и подва­лом. Фундамент состоит из железобетон­ной плиты толщиной 300 мм и л л иной 3,5 м и устанонленных на них панелей, представляющих собой сквозные безра­скосные железобетонные фермы, имею­щие толщину 240 мм и высоту, равную нысоте подвального помещения. Соеди­няются элементы между собой с по­мощью сварки закладных стальных дета­лей, При строительстве зданий на участках со значительными уклонами фундаменты стен выполняют с продольными уступа­ми (рис. 4.12). Высота уступов должна быть не более 0,5 м, а длина — не менее 1,0 м. Этим же правилом пользуются при устройстве перехода фундаментов вну­тренних стен к фундаментам наружных при разных глубинах их заложения. Если необходимо обеспечить независи­мую осадку двух смежных участков зда­ния (например, при их разной этажно­сти), то при устройстве ленточных моно­литных фундаментов в их теле устраи­вают сквозные, разъединяющие фундд-мент зазоры. Для этого в зазоры вста­вляют доски, обернутые толем. В под­вальных зданиях доски с наружной сто­роны вынимают и швы в этих местах заполняют битумом. Если фундаменты сборные, то для обеспечения необходимо­го зазора блоки укладывают так, чтобы вертикальные швы совпадали.

Рис. 4.11. Конструктивные решения облегченных сборных ленточных фундаментов; а —с фундаментными стенами уменыцекнрй толщины, 6 — прерывистый, в — панельный ю безраскосных железобетон ныл ферм, 1 — фундаментный блок- подушка, 2 — стеновой блок, 3 — обмазка горячим битумом, 4 — горизонтальная гидроизоляция, 5 — ферма-панель, 6 - фундаментная плита, 7 — цокольная панель, 8 — перекрытие

Рис. 4.12. Изменение глубины зало­жения фундамента: а — общий вид, б—фрагмент фундамента В местах пропуска различных трубо­проводов (водопровода, канализации и др.) в монолитных фундаментах зара­нее предусматривают соответствующие отверстия, а в сборных между блоками — необходимые зазоры с последующей их заделкой. Столбчатые фундаменты. При небольших нагрузках на фундамент, когда давление на основание меньше нор­мативного, непрерывные ленточные фун­даменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы мо­гут быть бутовыми, бутобетонными, бе­тонными и железобетонными (рис. 4.13, о). Расстояние между осями фунда­ментных столбов принимают 2,5...3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять 6 м. Столбы распола­гают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками. Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее: бутовых и бутобетонных — 0,6 х 0,6 м; бетонных - 0,4 х х 0,4 м.

Рис. 4.13. Столбчатые фундаменты; 1 - железобетонная фундаментная балка, 2 - подсыпка, 3 - отмостка, 4 - гидроизоляция, 5 - кирпичный столб, 6 - блоки-подушки, 7 - железобетонная плита, 8 - железобетонная колонна, 9 - башмак стаканного типа, 10 — плита. 11 — блок-стакан Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этаж­ности при значительной глубине заложения фундаментов (4...S м), когда устрой­ство ленточного фундамента нецелесо­образно из-за большого расхода строи­тельных материалов. Столбы перекры­вают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5...0,6 м. Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсып­ку выполняют из шлака или керамзита. Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий. На рис. 4ЛЪ,б изображен моно­литный бутовый или , бетонный фунда­мент под кирпичную колонну, а на рис. 4.13, в, г — из железобетонных блока-по-дущки и блока-плиты. Сборные фунда­менты под железобетонные колонны мо­гут состоять из одного железобетонного башмака, стаканного типа (рис. 4ЛЪ,д) или из железобетонных блока-стакана и опорной плиты под ним (рис, 4.13, е). Сплошные фундаменты. Их возводят в случае, если нагрузка, переда­ваемая на фундамент, значительна, а грунт слабый. Эти фундаменты устраи­вают под всей площадью здания. Для выравнивании неравномерностей осадки от воздействия нагрузок, передаваемых через колонны каркасных зданий, в двух взаимно перпендикулярных направлениях применяют перекрестные ленточные фун­даменты (рис. 4.14,а), Их выполняют из монолитного железобетона. Если балки достигают значительной ширины, то их целесообразно объединять в сплошную ребристую или безбалочную плиту (рис. 4.14, б, в).

Рис. 4.14. Сплошные фундаменты; 1 — колонна, 2 — железобетонная лента, 3 — железобетонная плита, 4 — бетонная подготовка

Рис. 4.15. Виды свайных фундаментов: 1 - свая забивная, 2 - ростверк, 3 - свая набивная При сплошных фундамен­тах обеспечивается равномерная осадка здания, что особенно важно для зданий повышенной этажности. Сплошные фун­даменты устраивают также в том случае, если пол подвала испытывает значи­тельный подпор грунтовых вод. В практике строительства под инже­нерные сооружения (телевизионные баш­ни, дымовые трубы и др.) применяют сплошные фундаменты коробчатого типа.

Свайные фундаменты. Исполь­зуют их при строительстве на слабых сжимаемых грунтах, а также в тех слу­чаях, когда достижение естественного ос­нования экономически или технически не­целесообразно из-за большой глубины его заложения Кроме того, эти фунда­менты применяют и для зданий, возво­димых на достаточно прочных грунтах, если использование свай позволяет полу­чить более экономичное решение. По способу передачи вертикальных на­грузок от здания на грунт сваи подразде­ляют на сваи-стойки и висячие сваи. Сваи, проходящие слабые слои грунта и опирающиеся своими концами на прочный грунт, называют сваями-стойками (рис. 4.15, а), а сваи, не достигающие про­чного грунта и передающие нагрузку на грунт 1 рением, возникающим между бо­ковой поверхностью сваи и грунтом  на­зывают висячими (рис. 4,15,6,в). По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. По мате­риалу изготовления забивные сваи бы­вают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изгото­вляют непосредственно на строительной площадке в грунте. Железобетонные сваи изготовляют сплошные квадратного (от 250 х 250 до 400 х 400 мм) и прямоугольного (250 х 350 мм) сечения, а также трубчато­го сечения диаметром от 400 до 700 мм. В основном применяют короткие сваи длиной 3...6 м. Трубчатые сваи могут быть с заостренным нижним концом или с открытым. Деревянные сваи во избежание их быстрого загнивания используют лишь в грунтах с постоянной влажностью. Их изготовляют из хвойных пород диаме­тром в верхнем отрубе не менее 180 мм; кроме того, ствол деревянной сваи необ­ходимо покрыть битумными или дег­тевыми мастиками для предотвращения их загнивания.

Рис. 4.16. Свайные фундаменты: а — однорядное расположение сваи, б — шахматное, в — двухрядное для зданий с каменными стенами, г — куст свай под колонну, д — свайные ростерки, 1 — свая, 2 — железобетонный сборный ростверк, 3 - сваи, 4 — арматура головы сваи, 5 — щебеночная или бетонная подготовка, 6 — монолитный железобетон­ный ростверк, 7 — колонна, 8 - сборный железобетонный оголовок сваи, 9 — бетон Для защиты сваи от размочаливания при забивке на верхний ко­нец ее надевают стальной бугель, а на нижний — стальной башмак. В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи раз­мещают в один или несколько рядов или кустами (рис. 4.16). Поверху железобе­тонные и металлические сваи объеди­няются между собой железобетонным ро­стверком, который может быть сборным или монолитным (рис. 4.16 ). При деревянных сваях ростверк также выполняют из дерева. Выбор того или иного вида фундамен­та определяется в результате технико-экономического сравнения по основным показателям, В табл. 4Л приведены тех­нико-экономические показатели фунда­ментов. Из таблицы видно, что более экономичны крупнопанельные фунда­менты. Однако необходимо отметить, что расход металла для них больше по сравнению с блочными.

Дополнительные вопросы на Государственном экзамене

1. Современные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) городов.

Этот вид электростанций предназначен для централизованного снабжения предприятий и городов электроэнергией и теплом.

Являясь как и КЭС тепловыми станциями, ТЭЦ отличается от последних использованием тепла отработавшего в турбинах пара, который отправляется для отопления и горячего водоснабжения, а также на промышленное производство.

При такой комбинированной выработке электроэнергии и тепла достигается значительная экономия топлива по сравнению с раздельным электроснабжением от КЭС и выработкой тепла от местных котельных. На ТЭЦ производится около 25% электроэнергии, их КПД достигает 70%.

Особенности ТЭЦ показаны на схеме рис. 1.2.

Рисунок 1.2 Особенности технологической схемы ТЭЦ

Основное отличие ТЭЦ от КЭС заключается в специфике пароводяного контура и способе выдачи электроэнергии.

Специфика электрической части заключается в расположении рядом с электростанцией центров электрических нагрузок. В этих условиях часть мощности выдаётся в местную сеть на генераторном напряжении. С этой целью на станции имеется генераторное распределительное устройство ГРУ. Часть мощности идёт на собственные нужды, а остальная доля мощности выдаётся в энергосистему на высоком напряжении.

Следует отметить, что расход на СН ТЭЦ выше, чем у КЭС, что определяется большей долей теплового оборудования.

Повышенная мощность теплового оборудования также оказывает влияние на экологию района её размещения.

Современные ТЭЦ выполняются в блочном варианте.

2. Котельные установки для централизованного теплоснабжения

отельная установка служит для выработки пара с заданными параметрами для паровых двигателей (турбин, поршневых машин), а также для нужд производства или отопления. В зависимости от назначения котельные установки бывают энергетические (обслуживающие электрические станции), производственные, производственно-отопительные и отопительные. Назначение котельной установки обусловливает ее производительность и параметры вырабатываемого пара.

Исходным рабочим телом для получения пара в котельной установке является вода, а исходным носителем энергии - топливо. Теплота, выделяющаяся при сжигании топлива, передается через металлические поверхности теплообменных аппаратов воде и пару. Основными составляющими процесса производства пара в котельных установках являются горение топлива, теплообмен между продуктами горения и рабочим телом и образование пара.

Котельная установка состоит из котельных агрегатов и вспомогательных устройств.

Рисунок 1. Котельная установка: 1 - вагонетка для подвоза топлива; 2 - металлическая решетка; 3 - бункер для топлива; 4 - механизм подачи топлива в топку; 5 - колосниковая решетка; 6 - топка; 7 - вертикально-водотрубный паровой котел; 8 - пароперегреватель; 9 - паропровод насыщенного пара; 10 – паропровод перегретого пара; 11 - пылезолоуловитель; 12 - водяной экономайзер; 13 - трубопровод питательной воды; 14 - воздухоподогреватель; 15 - дутьевой вентилятор; 16 - питательный насос; 17- дымовая труба; 18 - молниепровод; 19 - сборный боров; 20 - боров от других котлов; 21 - поворотная заслонка регулирования тяги; 22 - золовой бункер; 23 – шлаковый бункер; 24 - вагонетка для удаления шлака и золы

К основным элементам оборудования котельной установки (рис. 1) относятся:

паровой котел 7 - обогреваемый топочными газами закрытый теплообменный аппарат, служащий для получения насыщенного пара давлением более 1 МПа, используемого вне самого аппарата;

топка 6 - топливосжигающее устройство, в котором происходит выделение теплоты в процессе горения топлива;

пароперегреватель 8 - обогреваемый топочными газами теплообменный аппарат, предназначенный для перегрева насыщенного пара;

экономайзер 12 - теплообменный аппарат для подогрева питательной воды (до ее поступления в котел) за счет использования теплоты продуктов сгорания;

воздухоподогреватель 14 - теплообменный аппарат для подогрева воздуха (перед его поступлением в топочное устройство) за счет использования теплоты продуктов сгорания.

Совокупность перечисленных выше основных элементов оборудования представляет собой котельный агрегат (сокращенно котлоагрегат).

К вспомогательным элементам оборудования котельной установки относятся:

тяговая установка, отсасывающая дымовые газы из газоходов котлоагрегатов и выбрасывающая их через дымовую трубу 17 в атмосферу;

дутьевая установка, представляющая собой вентилятор 15, который нагнетает воздух по воздухопроводам в топку;

питательная установка, состоящая из питательных насосов 16 и трубопроводов, предназначенных для питания котлоагрегатов водой;

водоподготовительная установка, предназначенная для химической очистки питательной воды (на рис. 1 не показана);

паропроводы - стальные трубопроводы 9 и 10 для транспортирования пара соответственно между элементами котлоагрегатов и от котлоагрегатов к потребителям;

топливоподающее устройство (вагонетка) 1 - для подачи топлива с топливного склада в котельную;

топливный бункер 3 (топливохранилище) - для образования некоторого запаса топлива в котельной;

золоудаляющее устройство (элементы 22...24) - для удаления из котлоагрегатов золы и шлаков и транспортирования их из котельной на отвалы;

золоулавливающее устройство - аппараты 11 для улавливания летучей золы из дымовых газов на выходе их из котлоагрегатов в целях борьбы с засорением окружающей среды частицами золы, вылетающими из дымовых труб.

Производительность котельной установки складывается из паропроизводительности отдельных котлов, входящих в ее состав.

Паропроизводительностъ котла - это количество пара (в тоннах или килограммах), производимого котлом в единицу времени. Этот параметр обозначают буквой D и измеряют в т/ч, кг/ч или кг/с.

Важной характеристикой котла является его поверхность нагрева F, измеряемая в квадратных метрах (м²).

Поверхностью нагрева котла называют площадь всех поверхностей металлических стенок, омываемых с одной стороны горячими газами, а с другой, - рабочим телом (водой или пароводяной смесью). Поверхность нагрева обычно подсчитывают со стороны, обогреваемой газами.

Поверхность нагрева, получающая теплоту главным образом в результате излучения пламени или горящего слоя топлива, носит название радиационной. Радиационные поверхности нагрева, воспринимающие теплоту исключительно за счет излучения в топке, называют топочными экранами. Поверхность нагрева, которой теплота передается главным образом в результате соприкосновения с этой поверхностью горячих движущихся газов, носит название конвективной.

Водогрейные котлы устанавливают на ТЭЦ для покрытия пиковых нагрузок в теплофикационных системах, а также в районных и заводских котельных в качестве основных источников теплоты в системах централизованного теплоснабжения. Котлы представляют собой прямоточные агрегаты, подогревающие непосредственно воду, циркулирующую в тепловых сетях. В пиковом режиме осуществляется подогрев сетевой воды до температуры от 104 до 150 °С, а в основном режиме - от 70 до 150 °С.

Для теплоснабжения отдельных коммунально-бытовых зданий или их группы выпускают чугунные секционные котлы, технические характеристики которых приведены в табл. 1. Максимальное рабочее давление в таких котлах - 0,6 МПа, температура воды - до 115 °С. Котлы работают на каменных углях и антрацитах. При оборудовании котлов соответствующими топливосжигающими устройствами могут использоваться природные газы и топочный мазут, тепловая мощность котлов в этих случаях возрастает.

3. Наружные тепловые сети.

Водяные системы. Нагретая вода из ТЭЦ или районной котельной насосами подается потребителям по наружным тепловым сетям, которые прокладывают по лучевой или кольцевой схемам. Лучевая схема наиболее проста, дешева и удобна в эксплуатации. Недостаток ее заключается в том, что в случае аварии часть абонентов не будет получать тепло. Этот недостаток может быть частично устранен, если в лучевую схему ввести резервные перемычки, соединяющие отдельные лучи попарно.

Преимущество кольцевой схемы заключается в том, что такие тепловые сети обеспечивают снабжение потребителей теплом из двух направлений. Однако кольцевые сети дороже лучевых.

Недостаток их заключается в том, что для ликвидации аварий нужен большой срок, так как труднее определить район аварии и сложнее переключить задвижку. Кроме того, и размеры аварий при кольцевых сетях в среднем больше, чем при лучевых, так как диаметр кольца больше среднего диаметра луча.

Прокладка тепловых сетей. Сети, предназначенные для централизованного снабжения теплом промышленных предприятий, жилых домов, зданий общественного назначения, прокладывают в непроходных, полупроходных и проходных каналах в общих коллекторах совместно с другими коммуникациями и без устройства каналов. Допускается надземная прокладка тепловых сетей на территориях промышленных предприятий и на территориях, не подлежащих застройке.

Подземная бесканальная прокладка применяется для тепловых сетей с температурой теплоносителя до 180° С. Подземная прокладка в непроходных каналах, тоннелях, общих коллекторах и надземная прокладка на низких опорах применяется для тепловых сетей с давлением теплоносителя до 22 кгс/см2 и температурой до 350° С. Трубопроводы с давлением пара более 22 кгс/см2 и температурой выше 350° С прокладывают на эстакадах и высоких отдельностоящих опорах.

Рис. 1. Канал с бетонными стенками: а — одноячейковый, б — двух-ячейковый; 1 — сборные железобетонные плиты перекрытия,. 2 — цементный раствор, 3 — плиты основания, 4—стеновые блок

Наиболее часто применяется прокладка тепловых сетей в непроходных каналах. Как правило, непроходные каналы выполняют из сборного железобетона. При небольших длинах тепловых трасс и малых диаметрах укладываемых труб непроходные каналы устраивают из глиняного кирпича. Непроходные каналы изготовляют одноячейковые, двухячейковые и многоячейковые.

На рис. 1, 2, 3 показаны конструкции непроходных каналов типов, выполненных из сборных блоков и плит.

Наружные поверхности стен и перекрытий тепловых каналов при прокладке тепловых сетей вне зоны грунтовых вод должны быть покрыты битумной изоляцией, при прокладке тепловых сетей в зоне грунтовых вод должны устраиваться дренажи для понижения уровня грунтовых вод по трассе.

Рис. 2. Непроходные каналы типа КЛ: а — одноячейковые, б — двухячейковые; 1 — лотковый элемент, 2 — песчаная подготовка, 3 — плита перекрытия, 4 — цементная шпонка, 5 — песок

На рис. 250, а показана наиболее распространенная схема прокладки тепловых сетей в непроходных каналах. Тепловая сеть состоит из двух трубопроводов, подающего / и обратного 4. Для теплопроводов применяют бесшовные трубы — электросварные и водогазопроводные (газовые).

Трубы стальные электросварные можно применять при теплоносителе с давлением до 16 кгс/см2 и температуре до 300 °С, а трубы водогазопроводные при теплоносителе с давлением до 10 кгс/см2 и температуре до 100 °С.

При подземной прокладке трубы наиболее надежно защищены от различных атмосферных влияний и механических повреждений. Поэтому в СССР теплопроводы преимущественно прокладывают под землей в каналах и покрывают изоляцией. Для крепления трубопроводы устанавливают на опоры. Основание канала делают бетонным; боковые стенки и перекрытие — железобетонными.

Рис. 3. Непроходные каналы типа КЛС: а — одноячейковый, б — двухячейковый; 1 — железобетонный лотковый элемент, 2—двутавр, 3 — песчаная подготовка, 4 — песок, 5 — цементная шпонка

На рис. 4, б изображен проходной канал для большого числа труб. Эти каналы имеют большие поперечные сечения, что позволяет обслуживающему персоналу контролировать и ремонтировать трубопровод. В проходных каналах трубы прокладывают главным образом на территориях больших промышленных предприятий и на выводах теплопроводов от мощных теплоэлектроцентралей. Стены проходных каналов делают из железобетона, бутобетона или кирпича; перекрытие проходных каналов, как правило, — из сборного железобетона.

В проходных каналах необходимо устраивать лоток для стока воды. Уклон дна канала в сторону места отвода воды должен быть не менее 0,002. Опорные конструкции для труб, расположенных в проходных каналах, изготовляют из стальных балок, консольно заделанных в стены или укрепленных на стойках. Трубы укладывают на опоры и покрывают изоляцией. Высота проходного канала должна быть около 2000 мм, ширина прохода — не менее 700 мм.

При бесканальной прокладке тепловых сетей (рис. 4, в) никаких конструкций для ограждения трубопроводов не строят. Трубы предварительно покрывают слоем антикоррозийного лака, изолируют, укладывают на дно траншеи и заливают торфом, заливают пенобетоном или защищают от теплолотерь другой теплоизоляцией и засыпают грунтом.

Рис. 4. Прокладка тепловых сетей

В последнее вермя стали применять более индустриальное решение по тепловой изоляции для бесканальной прокладки тепловых сетей. Для этой цели применяют монолитную битумоперлитовую изоляцию, конструкция которой представляет собой покрытую праймером стальную трубу с нанесенным на нем слоем теплоизоляции из битумоперлита, поверх которого наносятся два слоя стеклотка ни битумной мастике ЮКЛ.

Толщина битумоперлитовой изоляции определяется тепломеханическим расчетом в зависимости от диаметра труб. Перед устройством битумоперлитовой изоляции наружная поверхность металлической трубы должна быть очищена от грязи, ржавчины и окрашена праймером следующего состава: битум нефтяной —3—4 в. ч. керосин или бензин —6—7 в. ч.

Битумоперлитовая изоляция выполняется в заводских условиях, и трубы поступают на строительство изолированными.

На объектах строительства изолируют стыковые соединения в местах поворотов труб и установки гнутых компенсаторов.

Тепловая изоляция мест стыкования труб и отводов выполняется с помощью битумных скорлуп или путем нанесения на стык горячей битумной массы. Тепловые сети прокладывают также на местах (рис. 4, д).

Трубопроводы в .каналах укладывают на подвижные или неподвижные опоры. Подвижные опоры служат для передачи веса теплопроводов на несущие конструкции и обеспечения перемещений труб, происходящих вследствие изменения их длины при изменениях температуры теплоносителя. Подвижные опоры бывают скользящие и катковые.

Рис. 4. Опоры: а — скользящая, б — катковзя. в — неподвижная

Скользящие опоры (рис. 5, а) используют в тех случаях, когда основание под опоры может быть сделано достаточно прочным для восприятия больших нагрузок. В противном случае прибегают к Катковым опорам (рис. 5, б), создающим меньшие горизонтальные нагрузки. Поэтому при прокладке труб значительного диаметра в тоннелях на каркасах или на мачтах следует ставить катковые опоры.

Для распределения удлинений трубопровода между компенсаторами и обеспечения равномерной работы последних устанавливают неподвижные опоры (рис. 4, в). В камерах подземных каналов и при надземных прокладках неподвижные опоры выполняют в виде металлических конструкций, сваренных или соединенных на болтах с трубами. Эти конструкции заделывают в фундаменты, стены и перекрытия каналов.

Рис. 5. Гнутые компенсаторы

Для восприятия температурных удлинений и разгрузки труб от< температурных напряжений на теплосети устанавливают гнутые и, сальниковые компенсаторы. Гнутые компенсаторы (рис. 5) П- и S-образные из-, готовляют из труб и отводов (гнутых, крутоизогнутых и сварных) для трубопроводов диаметром от 25 до 1000 мм. Эти компенсаторьг устанавливают в непроходных каналах, когда невозможен осмотр проложенных трубопроводов, а также в зданиях при бесканальной прокладке. Гнутые компенсаторы работают надежно и не требуют надзора. Допустимый радиус изгиба труб при изготовлении компенсаторов зависит от диаметра трубы и толщины ее стенки. Нормальные радиусы изгиба составляют 3,5—4,5 наружного диаметра трубы.

Гнутые П-образные компенсаторы располагают в нишах. Размеры ниши по высоте совпадают с размерами канала, а в плане определяются размерами компенсатора и зазорами, необходимыми для свободного перемещения компенсатора при температурной деформации. Ниши, где установлены компенсаторы, перекрывают, железобетонными плитами.

Сальниковые компенсаторы изготовляют односторонние (рис. 6, а) и двусторонние (рис. 6, б) на давление до 16 кгс/см2 для труб диаметром от 100 до 1000 мм.

Рис. 6. Сальниковые компенсаторы: а — односторонний, б — двусторонний; 1 — корпус, 2 — стакан, 3— фланцы

Компенсирующая способность сальниковых компенсаторов принимается по табл. 1.

Таблица 1 Характеристики сальниковых компенсаторов

Сальниковые компенсаторы имеют малые габариты, большую компенсирующую способность и оказывают незначительное сопротивление протекающей воде. Они состоят из корпуса с фланцем на уширенной передней части. В корпус компенсатора вставлен подвижный стакан с фланцем для установки компенсатора на трубопроводе.

Чтобы сальниковый компенсатор не пропускал теплоноситель между кольцами, в промежутке между корпусом и стаканом укладывают сальниковую набивку. Сальниковую набивку сжимают фланцевым вкладышем при помощи шпилек, ввинчиваемых в корпус компенсатора. Компенсаторы крепят к неподвижным опорам.

На рис. 7 изображена камер а для установки задвижек на тепловых сетях. При подземных прокладках теплосетей для обслуживания запорной арматуры устраивают подземные камеры прямоугольной формы. В камерах прокладывают ответвления сети к потребителям.

Горячая вода подается в здание по водоводу, укладываемому с правой стороны канала. Трубопроводы подающий и обратный устанавливают на опоры и покрывают изоляцией.

Стены камер делают из кирпича, блоков или панелей,перекрытия сборные из железобетона в виде ребристых или плоских плит, дно камеры — из бетона. Вход в камеры — через чугунные люки. Для спуска в камеру под люками в стены заделывают скобы. Высота камеры должна быть не менее 1800 мм. Ширину выбирают с таким расчетом, чтобы проходы между стенами и трубами были не менее 500 мм.

Рис. 7. Камера для установки задвижек на тепловых сетях: 1 — ответвление подающего магистрального трубопровода, 2 — ответвление обратного магистрального трубопровода, 3 — камера, 4 — параллельные задвижки, 5 — опоры трубопроводов, 6 — обратный магистральный трубопровод, 7 — подающий магистральный трубопровод

4. Котельные установки для децентрализованного теплоснабжения

Выбор типа источника теплоты зависит от вида топлива, его номинальной теплопроизводительности, которая должна быть больше расчетных теплопотерь дома на 15—20%, функционального назначения.

Ограждающие конструкции наиболее современных малоэтажных домов при высоком термическом сопротивлении имеют весьма низкую тешюпоглощающую способность, вследствие чего они характеризуются малой теплоустойчивостью, а тепловой режим в них подвержен колебаниям при воздействии переменных метеорологических факторов и нестабильной подаче теплоты. Отмеченная особенность предопределяет целесообразность применения квартирных генераторов теплоты с топками длительного и затяжного горения или применения системы отопления с большей тепловой аккумуляцией.  Для децентрализованного теплоснабжения наиболее перспективны двухфункциональные генераторы теплоты, обеспечивающие одновременно отопление и горячее водоснабжение с топками длительного горения при работе на твердом топливе.  При использовании твердого топлива для квартирных генераторов теплоты целесообразно применять сортированные каменные угли, угольные брикеты, учитывая, что большинство котлов и аппаратов не приспособлены для сжигания низкосортного топлива.  Верхний предел размера фракций угля во избежание кратерного горения не должен превышать 50 мм, а нижний в связи с ограниченностью тяги и отсутствием дутья— 13 мм.  В качестве жидкого топлива может применяться топливо печное бытовое (ТПБ) или осветительный керосин.  Промышленностью выпускается широкая номенклатура поквартирных генераторов теплоты на твердом, газообразном и жидком топливе. Большая их часть имеет в своей конструкции водяной контур и предназначена для использования в водяной системах отопления.  Интерес представляют, например, твердотопливные поквартирные генераторы.

 

 

 

Генератор  теплоты	Номинальная мощность, кВт	Количество секций, шт.	Габариты, мм			Масса, кг	Завод-изготовитель
			высота   |  ширина		длина
		Отопительно-варочные
Аппарат отопи-	14,5	—	850	1000	605	200	Челябинский РМ
тельный водяной
с варочным насти-
лом и водогрейным
бачком АКТВ-14,5
(модель 2306)
Аппарат отопи-	23,2	—	850	600	600	350	Калининградский завод
тельно-варочный							«Стройдормаш»
«Уют»
Аппарат бытовой	23,3	—	850	560	785	175	Волжский трубный,
отопительный							г. Тольятти
АОТВ-17,5 «Тайга»
с варочным насти-
лом

Инженерное оборудование дома Широкое распространение среди твердотопливных генераторов теплоты для водяных систем отопления получили чугунные секционные котлы, которые отличаются простотой эксплуатации, возможностью замены вышедших из строя секций.  Котлы собирают из отдельных секций, соединенных между собой коническими ниппелями и стяжными болтами, что позволяет легко подобрать котел нужной теплопроизводительности.  Кировский чугунолитейный завод (г. Киров Калужской обл.) выпускает две модификации котлов КЧМ-3: М — с односторонним присоединением отводов, А — с двусторонним присоединением, а также семь типоразмеров с числом секций от 3 до 9 тепловой мощностью 16,5—54 кВт.  Чугунный секционный котел КЧМ-2М «Жарок-1» предназначен для подогрева воды в системах отопления малоэтажных зданий и индивидуальных жилых домов строительным объемом 300—950 м3. Он универсален и может работать на сортированном твердом топливе (антраците, коксе, каменном угле и малозольном брикетированном топливе), а при соответствующем переоборудовании и на газообразном.  Котел «Жарок-1» может работать в системах водяного отопления с естественной и принудительной циркуляцией при гидростатическом давлении до 0,3 МПа и температуре теплоносителя до 95°С.  Водогрейный чугунный секционный котел КЧМ-2М «Жарок-2» предназначен для отопления зданий площадью 80—250 м2. Системы отопления могут быть с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя с абсолютным давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см2) и температурой до 95°С.  Топка котла приспособлена для длительного и эффективного сжигания антрацита и неспекающих-ся видов каменного и бурого углей. Обеспечивается также сжигание дров и брикетированного твердого топлива.

В топке за счет дополнительных ребер на вертикальных трубах секций образованы не заполняемые топливом обводные растопочные каналы, позволяющие снизить аэродинамическое сопротивление, производить разовую загрузку топлива в полном объеме, увеличить время работы котла без обслуживания.  Замкнутое зольниковое пространство, образованное ребрами секций, обеспечивает газоплотность котла, необходимую для регулирования подачи первичного воздуха.  Подача первичного воздуха в зону горения регулируется открытием крышки воздухозаборника на необходимый угол.  Котел может быть переоборудован для сжигания природного газа. Перевод для работы на газе, установка автоматики безопасности и пуск в эксплуатацию производятся местными производственно-эксплуатационными конторами газового хозяйства.  Котел КЧМ-ЗДГ относится к котлам универсального типа и может эксплуатироваться на сортированном твердом топливе, а при соответствующем дооборудовании — на газообразном. Выпускается в двух исполнениях: КЧМ-ЗДГ-М и КЧМ-ЗДГ-А (без передней панели декоративного кожуха).  В котле типа КЧМ-ЗДГ можно эффективно сжигать как антрацит, так и каменный уголь с выходом летучих веществ до 17% в режиме безнадзорного горения. Продолжительность рабочего цикла— 12 ч, КПД — 78—79%.  Выпускается семь вариантов котлов с количеством секций от 3 до 9. Они могут работать в системах отопления с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя, давлением воды не более 0,6 МПа и температурой не более 95°С. Изготовитель: Кировский чугунолитейный завод (г. Киров Калужской обл.).

5. Отопительные системы зданий и энергосбережение.