книги / Отопление и вентиляция. Отопление
.pdfлориферы получаются |
компактными. Нагретый в калорифере |
2 воздух (рис. 102, а) |
по специальным каналам 3, которые |
стараются расположить во внутренних стенах, подается в верхнюю зону отапливаемого помещения. Охлаждаясь, воздух
опускается |
и удаляется из |
|
|
|
||||||
нижней |
|
зоны |
помещения |
|
|
|
||||
через |
|
каналы |
4, |
подводя |
|
|
|
|||
щие воздух снова к кало |
|
|
|
|||||||
риферу |
|
2 для |
повторного |
|
|
|
||||
нагревания. |
Перемещение |
|
|
|
||||||
воздуха |
производится вен |
|
|
|
||||||
тилятором 1. |
|
|
|
|
|
|
||||
При описанной схеме по |
|
|
|
|||||||
помещению |
|
циркулирует |
|
|
|
|||||
один и тот же объем |
|
|
|
|||||||
воздуха-теплоносителя. По |
|
|
|
|||||||
скольку воздух при прохож |
|
|
|
|||||||
дении |
|
помещения |
посте |
|
|
|
||||
пенно загрязняется |
пылью, |
|
|
|
||||||
и газовый состав его изме |
|
|
|
|||||||
няется |
от дыхания |
людей, |
|
|
|
|||||
необходима |
хотя |
бы час |
|
|
|
|||||
тичная замена |
его |
свежим. |
|
|
|
|||||
Этого можно достичь путем |
|
|
|
|||||||
частичного |
подмешивания |
|
|
|
||||||
наружного воздуха к рецир |
|
|
|
|||||||
кулируемому |
и |
|
выброса |
|
|
|
||||
равновеликого |
количества |
|
|
|
||||||
воздуха |
из помещения на |
|
|
|
||||||
ружу. |
|
Пример |
подобной |
|
|
|
||||
схемы отопления кинотеат |
|
|
|
|||||||
ра приведен на рис. 102, б. |
|
|
|
|||||||
В калориферную камеру |
|
|
|
|||||||
1 подводится |
свежий воз |
|
|
|
||||||
дух |
по |
воздухоподводя |
|
|
|
|||||
щему |
|
каналу |
2. Воздух, проходя калорифер 3, нагреваете# |
|||||||
и подается |
вентилятором |
4 по |
воздухоприточным каналам |
|||||||
5 в помещение. |
Выброс воздуха из помещения в атмосферу |
|||||||||
можно производить при помощи канала 6. |
По каналу 7 воз- |
|||||||||
дух |
может |
возвращаться |
для |
повторного |
нагрева в кало |
риферную камеру /. Для этого переключается шибер 8, закрывающий канал 2 и открывающий канал 7. Такая схема позволяет осуществлять как полный возврат воздуха в- калориферную камеру без какой-либо добавки свежего воз'
духа (полная рециркуляция), так и частичный возврат (час тичная рециркуляция).
251
Если высота каналов, по которым проходит нагретый воз дух, достаточно велика, а сопротивление калорифера и кана лов очень мало, циркуляцию воздуха в системах воздушного отопления можно обеспечить естественной тягой (гравита ционная циркуляция). Однако радиус действия подобных установок невелик, обычно не более 10 м.
Воздушное отопление весьма удобно при крупноблочном строительстве, так как каналы можно предусмотреть при из готовлении строительных конструкций, и никаких специаль ных работ по монтажу отопления во всех этажах, кроме са мого нижнего, не требуется. Однако против устройства воз душного отопления в жилых зданиях имеются следующие возражения:
1.При рециркуляции происходит перемешивание воздуха отдельных помещений и тем самым становится возможным перенос инфекции из одного помещения в другое.
2.По каналам может передаваться шум и звуки.
Сдругой стороны, во второй половине прошлого века системы воздушного отопления жилых зданий, работающие на естественной тяге, были широко распространены, и жалоб на гигиенические их недостатки не было. Во всяком случае для отопления небольших индивидуальных домиков воздуш ное отопление является вполне приемлемым.
Следует думать, что при современном состоянии техники очисткой воздуха как от пыли, так и от бактерий можно вполне устранить перечисленные недостатки системы воз душного отопления для жилых зданий.
В настоящее время предпринимаются попытки использо вать воздух для нагрева помещений без впуска его внутрь помещения. Действительно, пропуская горячий воздух по внутристенным каналам, можно повысить температуру неко
торой части стен и использовать эти части как нагреватель ные приборы. Однако пока нет удовлетворительного решения подобных систем.
§ 30. НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИФИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ В СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ
В связи с развитием сельского хозяйства в нем начинают применяться самые различные достижения строительной техники.
Если раньше центральное отопление применялось только в теплицах, то в настоящее время область его применения значительно расширилась. В частности, для поддержания необходимой температуры в подрамном пространстве парни ков обычно использовалось тепло, выделяемое навозом (био топливо). В настоящее же время накоплен значительный
252
опыт по подогреву парников при помощи центрального отоп ления. Поставлена также проблема обогрева открытого грун та: с целью повышения урожайности и сокращения сроков созревания ряда сельскохозяйственных культур.
Расчет и оформление систем отопления в указанных слу чаях носит специфический характер.
Для обогрева открытого грунта закладывают керамиче ские асбоцементные или стальные трубы на глубине 25—35 см от поверхности земли при расстоянии около 1 м между осями. Такой обогрев является рентабельным при наличии дешевого теплоносителя (отбросное тепло).
Ввиду того, что теоретический расчет количества тепла, необходимого для обогрева грунта, чрезвычайно сложен (по скольку обогрев производится не круглогодично, а только весной), для расчета приходится пользоваться в большинстве случаев чисто эмпирическими или полуэмпирическими дан ными. По данным Ярославского теплофицированного хозяй ства* годовой расход тепла на 1 м2 открытого и обогревае мого грунта превышает 1,1 млн. кдж.
Так как грунт является емким аккумулятором тепла, то имеется возможность подавать тепло для его обогрева со значительными перерывами. Имеется опыт, когда подача теп ла производилась всего в течение 15 минут с интервалом в 3 часа. Однако с точки зрения расчетной тепловой мощности котельного хозяйства наиболее выгодной является непрерыв ная подача тепла.
Устройство подогрева парников показано на рис. 103. Расход тепла согласно опытным данным можно принять в за висимости от местных условий от 1000 до 1500 кдж/час на одну раму (для средней полосы Европейской части СССР). Если раму закрывают соломенными матами, расход тепла уменьшается примерно вдвое.
253
Диаметры труб при теплоносителе-воде желательно при нимать достаточно большими, чтобы обеспечить малую ско рость движения воды и тем самым значительное охлаждение последней (А*= 5° и более). При больших скоростях (поряд ка 1 м/сек и более) охлаждение воды в трубах, заложенных
в грунт, получается очень незначительное — до |
0,5 — 2° на |
||||||
1 км длины. |
укладываемых |
в грунт, принимают от 1 до |
|||||
Диаметр труб, |
|||||||
3* для стальных труб, от 50 до |
100 мм — для асбоцементных |
||||||
труб и от 100 до |
150 мм — для керамических труб. |
|
|||||
Керамические |
трубы |
можно |
применять |
в тех случаях, |
|||
когда теплоноситель-вода циркулирует через |
обогреватель |
||||||
ные трубы самотеком. Для большей надежности |
обогрева в |
||||||
парниках прокладывают |
обогревательные |
трубы |
не |
только- |
|||
в грунте, но и непосредственно |
под остекленной |
поверх |
|||||
ностью. |
|
|
|
|
стали |
приме |
|
В последнее время для обогрева парников |
|||||||
нять и пар. Возврата конденсата |
при этом |
избегают, |
делая |
обогревательные трубы перфорированными для выпуска кон денсата непосредственно в грунт, обеспечивая тем самым дополнительную отдачу тепла грунту. Для того чтобы нлагосодержание грунта не возрастало, возле перфорированных труб предусматривают дренажные канавки.
Для определения диаметров обогреваемых труб могут слу
жить приводимые ниже формулы. |
1 пог. м |
|
Количество тепла, |
поступающее в грунт через |
|
трубы, |
|
|
( t c0 _ — О |
(125) |
|
q —------ — |
кдж/пог. М'час, |
|
2яТ |
+ 1пЧ Г |
|
где >-гр — коэффициент теплопроводности грунта, кдж/м-час• -град (обычно (Хгр = 5,25);
/ср.т — средняя температура теплоносителя; /гр — средняя естественная температура грунта на глубине
закладки обогревательных труб в летнее цремя; h — заглубление трубы, м\
dH— наружный диаметр трубы, м\
'■— расстояние между осями труб, м.
Максимальная температура над осью трубы на поверх ности грунта:
254
где *, — коэффициент |
теплоперехода |
от |
грунта |
к |
воздуху |
(Ч » 40); |
|
|
|
|
|
tt — температура воздуха. |
|
упрощающих до |
|||
Следует иметь в виду, что вследствие |
|||||
пущений при выводе этих формул и недоучета ряда |
факто |
||||
ров (влажность грунта, |
изменение температуры |
наружного |
|||
воздуха, солнечная радиация и т. п.) |
их |
можно |
рассматри |
вать лишь как ориентировочные. Более надежные результаты эти формулы дают при расчете обогрева грунта внутри теп лиц, где температура воздуха круглый год постоянная.
В теплицах температуру и влажность внутреннего воздуха принимают различными в зависимости от выращиваемых культур (чаще всего 18° при минимальной влажности 50%).
Из общего расхода тепла на отопление теплиц около 20% идет на подогрев грунта.
Весьма оригинальным является вошедшее за последнее время в практику использование отопительных труб в ка честве основного рамного каркаса здания теплиц. На рис. 104 показана схема такого каркаса, а на рис. 105 — половина поперечного разреза теплицы.
Рис. |
104 |
|
Отдельные рамы состоят |
из сварных труб |
диаметром |
133 мм, расположенных на расстоянии 2 м одна |
от другой. |
Циркуляция воды происходит снизу вверх, что обеспечивает хорошее удаление воздуха и равномерность нагрева труб по высоте. Каждые 5 рам соединяют в отдельные секции, ко торые и присоединяют к горячей и обратной магистрали. Такое деление необходимо для того, чтобы избежать нерав номерности нагрева отдельных рам, которое при большом числе объединяемых рам становится слишком ощутительным. Рамы из труб свободно опираются на металлические плиты, снабженные двумя упорами и заделанные в фундамент.
Как показал опыт эксплуатации подобных теплиц в Ле нинграде, опасения, что стекла от термического расширения каркаса будут лопаться, не подтвердились.
255
К сожалению, данных о сроках службы каркаса из труб пока еще нет.
Поддержание необходимой внутренней температуры в по мещениях для сельскохозяйственных животных обычно про изводится за счет тепла, выделяемого самими животными и
навозом (биотопливо). Наиболее благоприятная внутренняя температура колеблется в пределах от +3° до +6°, и только для молодняка, больных животных и находящихся на откор ме принимают температуры порядка +10°. При поддержании в помещении более высоких температур животные, выходя на открытый воздух, легко простужаются.
Выделение тепла сельскохозяйственными животными зави сит от их размеров, веса, породы и режима содержания.
Однако в среднем можно определять явное тепловыделение |
|
по формуле автора |
|
|
QSBH= 27 y^G3 кдж час, |
где G — живой вес |
животного, кг. |
В случае, когде |
тепла, выделяемого животными, не хва |
тает для отопления, приходится устраивать в помещении ис кусственное водяное или печное отопление. Паровое отоп ление рекомендовать нельзя, так как животным вредно на ходиться вблизи высоконагретых поверхностей. С этой точки зрения температуру поверхности нагревательных приборов желательно иметь не выше +60°.
25ь
§ 31. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ д о м о в ы х КОТЕЛЬНЫХ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ РАЗМЕРОВ
Вопросы конструирования котельных, выбора их типа и расчета оборудования детально рассматривается в курсе «Топливо, топки и котельные установки*. В настоящем учеб нике приводятся лишь основные данные по проектированию отопительных котельных, необходимые для увязки системы отопления с котельной.
Котельные чаще вбего размещали ранее в подвалах отапли ваемых зданий. При температуре воды в водогрейных котлах выше 115°, чему соответствует избыточное давление 1,7 ата, котельные необходимо размещать в самостоятельных одно этажных зданиях, и они должны состоять на учете Госкотлонадзора.
Тип отопительных котлов выбирают в зависимости от требуемой теплопроизводительности, применяемого вида и сорта топлива, а также с учетом высоты и площади помеще ния котельной. В домовых котельных чаще всего устанавли
вают чугунные секционные котлы. |
котлов под |
Общую поверхность нагрева отопительных |
|
считывают по формуле |
|
k |
< 1 2 7 > |
где Ефрасч — максимальный расчетный расход тепла в отапли ваемом здании в кдж/час,
k — расчетное тепловое напряжение поверхности нагрева котлов в кдж1м2-яас\ (см. табл. 41);
а — коэффициент, учитывающий непроизводительные потери тепла оборудованием котельной и трубо проводами системы отопления; числовое значе ние коэффициента а принимается равным от 1,1 (при системах отопления с нижней разводкой) до 1,2 (при системах с верхней разводкой).
В связи с особыми условиями эксплуатации отопительных установок, заключающимися в непрерывном колебании рас хода тепла в зависимости от колебаний наружной темпера туры, котельные оборудуются не одним, а минимум двумя котлами с тем, чтобы сумма поверхностей нагрева их была равна расчетной. Тогда любой из котлов будет работать с полной нагрузкой не только при расчетной наружной темпе ратуре, но и при температуре, резко отличающейся от ра счетной при выключенном втором котле. Дальнейшее увели чение числа котлов еще более благоприятно влияет на режим работы отопления, но усложняет их обслуживание и удоро жает котельную.
Е-218.-17 |
257 |
Таблица 41
Тип котлов
Высокосортный уголь,
кдж м * • чае
при дутье |
без дутья |
||
водогрей ный |
1 |
1 |
с |
паровой |
водогрей ный |
||
|
|
|
«К |
|
|
|
о |
|
|
|
а |
|
|
|
о |
|
|
|
а. |
|
|
|
« |
|
|
|
I |
Низкосортное топливо.
кдж ’лР • час
при дутье |
без дутья |
|||
|
|
1 |
|
j |
водогрей ный |
1 паровой |
водогрей- |
< ный 1 |
паровой |
Чугунные |
секционные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с внутренней топкой |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
большой |
и |
малой |
|
|
30000 |
25000 |
|
|
21000 17000 |
|
модели........................ |
63000 |
|
50 000 |
40000 |
||||||
Н Р ( ч ) ................... ... . |
— |
30000 |
- |
— |
— |
|||||
Жаротрубные . . . . |
63 000 50 000 |
34000 30 000 50000 40000 |
— |
— |
||||||
У н и ве;сал ................... . |
38 000 |
34000 |
|
— |
34000 |
30 000 |
|
— |
||
В Н И И С Т О -М ч . . . . |
— |
- |
- |
— |
— |
— |
38 000 34000 |
|||
Если в котельной установлено два или три котла, резерв* |
||||||||||
ные котлы |
не нужны. При аварии одного из |
котлов остав* |
||||||||
шиеся можно топить с |
форсировкой и |
тем |
самым в боль |
шинстве случаев удовлетворить потребность здания в тепле. Размеры котельного помещения определяются габаритами размещаемого в нем оборудования и размерами необходимых
для обслуживания проходов.
Для лучшего естественного освещения котлы обычно устанавливают фронтом к наружной стене. Расстояние от задней стенки котла до стены котельной устанавливают в зависимости от размеров боровов. Стенки боровов делают толщиной в 1 кирпич; если же они примыкают к стене зда ния или ее фундаменту, — то в 1/2 кирпича. В случае при менения чугунных секционных котлов с внутренней топкой, если позволяет уровень грунтовых вод, борова располагают под землей (нижний дым). В противном случае борова при ходится делать наземные (боковой дым).
Между задними стенками котлов и общим сборным дымо вым боровом должно быть оставлено расстояние, достаточ ное для подводки к котлам трубопроводов и для установки задвижек, при помощи которых выключаются котлы, но во всяком случае не менее 0,6 м. Если же требуется устроить индивидуальный прочистной люк (при нижнем дыме), то рас
стояние это увеличивают примерно вдвое.
Расстояние между фронтом котлов и стеной здания должно быть менее 2,2 м, чтобы обеспечивать возможность шуровки
в котлах кочергой.
При боковом дыме расстояние между отдельными кот лами зависит от размера боровов и от минимального размера
258'
прохода. Данные о размерах котлов приведены в приложе нии XV.
Сечение боровов (в свету) можно ориентировочно опре делять по формуле
/ б = 0,00552/^ |
(128) |
где EFK— суммарная поверхность нагрева |
котлов, присоеди |
ненных к данному борову, м1.
Сечение дымовой трубы F для котельных с теплопроиз-
водительностью до 2700000 кдж/час можно определять по формуле
0,00715SQpac„
1Р~ |
УН |
(129) |
’ |
где Н — высота трубы в л* от уровня колосниковой решетки котлов до устья трубы, которое должно возвышаться не менее чем на 1 м над коньком кровли.
Минимальную высоту дымовой трубы следует принимать из такого расчета, чтобы отметка верха трубы превышала
.отметку конька кровли не менее чем на 1 м, но во всяком случае была не менее 12 м.
Высота котельной определяется высотой котла и местом, занимаемым над котлом трубопроводами и арматурой, но не должна быть меньше 3 м.
Циркуляционные и питательные насосы, а также дутье вые вентиляторы устанавливают в смежном с котельной особом помещении. В виде исключения допускается уста новка насосов и вентиляторов в самой котельной. В этом случае принимают меры к предохранению моторов от загряз нения топливной пылью.
Около котельной должен быть расположен склад топлива, рассчитываемый обычно на двух-трехнедельный запас (при средней температуре отопительного периода); для обеспече ния удобной загрузки склада предусматривают наружные отверстия —люки.’Устраивать специальные помещения для хранения золы и шлаков необязательно.
При котельной желательно устройство мастерской для мелкого текущего ремонта частей отопительной системы и хранения инструмента и материалов.
Если в каждую смену работает больше двух кочегаров, то при котельной необходимо предусматривать бытовые по мещения.
Котельную желательно располагать по возможности ближе к центру здания, чтобы сократить радиус действия системы отопления. Вход в котельную должен быть отдельный.
Пример котельной водяного отопления со схемой комму никации трубопроводов приведен на рис. 106.
17* |
25S |
Рис. 106