8. Централизованное и местное воздушное отопление

В системах воздушного отопления (В.О.) теплоносителем является воздух, нагретый до температуры, более высокой, чем температура помещения. Воздух, поступая в помещения и охлаждаясь, отдает необходимое количество теплоты для возмещения теплопотерь.

В.О. применяют в производственных, общественных и вспомогательных помещениях. Часто В.О. совмещают с приточной вентиляцией, используя в качестве дежурного отопления водяное. Системы В.О. обеспечивают быстрый подогрев помещений. Системы В.О. могут обеспечить в помещениях поддержание постоянной равномерной температуры в период отопительного сезона в пределах санитарно-гигиенических требований. В ТП года В.О. м.б. использовано для охлаждения помещений, если через воздухонагреватель пропускать хладагент. Применение В.О. снижает расход металла и общую стоимость системы.

Недостатки:

- низкая относительная влажность воздуха, поступающего в помещение, если он не увлажняется

- возможность возникновения потоков воздуха, неблагоприятно воздействующих на людей

- значительные размеры воздуховодов, затрудняющих увязку со строительными конструкциями.

Системы воздушного отопления подразделяют:

1) по виду первичного теплоносителя, используемого для нагрева воздуха:

водовоздушные, паровоздушные, электровоздушные

2) по способу подачи воздуха:

- центральные (подача воздуха из единого теплового центра по воздуховодам в каждое помещение)

- местные (подача воздуха воздушно-отопительными агрегатами);

3) по способу перемещения нагретого воздуха:

с естественной (радиус действия до 8 м) и с механической (больше 8 м) циркуляцией;

4) по качеству подаваемого воздуха:

– рециркуляционные (исп-ие только внутреннего воздуха)

- с частичной рециркуляцией (к наружному воздуху подмешивают часть внуртенненго)

- прямоточные (исп-ся только наружный воздух после подогрева в воздухонагревателе. Самые высокие эксплуатационные затраты, применяется в помещениях с повышенными требованиями к воздуху (где содержатся вредные вещества))

Центральные системы В.О. являются канальными. Воздух нагревается в приточной камере, которая располагается на техническом этаже или в подвале здания, и по каналам подается в помещения. В приточной камере устанавливают калориферы для нагрева воздуха, фильтры для очистки воздуха от пыли, вентиляторы с электродвигателями и шумоглушителями и, при необходимости, оросительные камеры для увлажнения воздуха. По воздуховодам нагретый воздух подается в помещ-е.

Часто центральное В.О. совмещают с приточными вентиляционными системами.

Принципиальные схемы центрального воздушного отопления:

а - рециркуляционная б - с частичной рециркуляцией; в - прямоточная; г - прямоточная с рекуператором;

1 - калорифер; 2 - вентилятор; 3 - канал приточного нагретого воздуха; 4 - канал удаляемого воздуха; 5 - канал наружного воздуха; 6 - рекуператор (воздухо-воздушный теплообменник)

При расчете центральной В.О. определяют:

1. Расход воздуха L_РАС

2. Температ-ра приточ-го в-ха t_ПР

3. Теплопроизводительность калориферной установки Q.

1)Требуемое кол-во воздуха для В.О.:

L=Q_ОТ/с_В*ρ_В(t_ПР^MAX – t_В)

t_ПР^MAX – max t-ра подаваемого в-ха

t_ПР^MAX = 70⁰С при подаче в-ха в верхнюю зону помещения (выше 4 м при гориз-х и наклон-х струях, выше 6 м при направл-х вертикально вниз струях)

t_ПР^MAX = 45⁰С при подаче в-ха в раб. зону на расстоянии более 2 м от раб. мест.

t_ПР^MAX = 50⁰С для воздушно тепловых завес у нар-х ворот.

t_ПР^MAX = 25⁰С при нахождении чел-ка длительное время в зоне действия нагретой струи в-ха.

Если система В.О. совмещена с вентиляцией, то расчетное кол-во в-ха принимают след. образом:

1.если L_ТР ≥ L_ВЕНТ, то L_РАСЧ= Q_ОТ/с_В*ρ_В(t_ПР^MAX – t_В)

2.если L_ТР ≤ L_ВЕНТ, то L_РАСЧ = L_ВЕНТ и производят пересчет t_ПР

2)Температура приточного в-ха:

t_ПР = t_В + Q_ОТ/ с_В*ρ_В* L_РАС

Если в разные пом. нужно подавать в-х с различной t, то в-х подают с одинаковой низшей t, а кол-во в-ха по помещениям пересчитывают в зависимости от Q_ОТ

3)Расход теплоты, требуемой для нагрева в-ха вычисляют в завис. от вида системы:

- для прямоточной: Q = с_В*ρ_В*L_Н(t_ПР– t_Н)

- для рециркуляционной: Q = с_В*ρ_В*L_РЕЦ(t_ПР– t_Н)

- для системы с частичной рец.: Q = с_В*ρ_В(L_Н(t_ПР– t_Н)+ L_РЕЦ(t_ПР– t_Н))

Местное В.О: применяют воздушно-отопительные агрегаты. Отопительные агрегаты устанавливают непосредственно в отапливаемых помещениях. Они включают в себя в качестве основных элементов калорифер, вентилятор, электродвигатель и могут быть подвесными и напольными, с осевой и центробежными вентиляторами.

Принципиальные схемы местного воздушного отопления: а — рециркуляционная; б - с частичной рециркуляцией; в – прямоточная

Схема воздушно-отопительного агрегата: 1 –клапан 2 –калорифер 3 – вентилятор 4 –электродвигатель

Местные агрегаты с большой тепловой мощностью и сосредоточенной раздачей воздуха применяют в помещениях большого объема общественных зданий и холодных цехов пром.зданий.

Применяют след. воздушно-отопительные агрегаты:

АПВС- агрегат пароводяной со спиральным оребрением, с осевым вентилятором

АПВ- агрегат пароводяной с пластинчатым оребрением - с осевым вентилятором

АО2 – агрегат отопительный с осевым вентилятором

Воздух подают в помещение веерными или паралельными струями. Системы воздушного отопления с полной рециркуляцией м.б. применены в помещениях, в которых воздух не загрязнен вредными веществами, а с частичной рециркуляцией в помещениях, когда количество приточного воздуха для компенсации теплопотерь превышает кол-во воздуха, необходимого для компенсации воздуха, удаляемого местными отсосами. Если рециркуляция воздуха недопустима, следует применять прямоточные сист. воздушного отопления, совмещенные с приточной вентиляцией. М.б.применены для жилых зданий и в производ-ных помещениях, в воздухе которых имеются болезнетворные микроорганизмы, ядовитые вещества и др.

Расчет местного В.О.

1)Кол-во воздушно-отопительныхх агрегатов N=Q_ОТ/Q_АГР

Q_АГР – теплопроизв-ть агрегата.

2)Проверка агрегата на дальнобойность тепловой струи (чтобы вся обслуживаемая зона находилась в области действия тепловой струи) L_СТР ≥ L_{ОБСЛ. ЗОНЫ}

Дальнобойность L_СТР находят по эмпирич. ф-м и зависят от площади поперечного сечения зоны помещения, обслуживаемой 1 струей, коэф. турбулентной структуры струи, макс. скорости воздуха в струе, соотношения ширины и высоты помещения..