9322

83

Схема на рисунке 2.34, б с частичной рециркуляцией по действию не отличается от схемы на рисунке 2.33, в. На рисунке 2.34, в изображена прямоточная схема центральной системы воздушного отопления, аналогичная схеме на рисунке 2.33, г.

В схемах на рисунках 2.33, а, б и 2.34, а теплозатраты на нагревание воздуха определяются только теплопотерями помещений. В схемах на рисунках

2.33, в и 2.34, б они возрастают в результате предварительного нагревания части воздуха от температуры наружного воздуха tн до температуры tв. В

схемах на рисунках 2.33, г и 2.34, в теплозатраты наибольшие, так как весь воздух необходимо нагреть сначала от температуры tн до tв, а потом перегреть до температуры tг (тепловая энергия расходуется и на отопление, и на полную вентиляцию помещений).

2.18. Системы панельно-лучистого отопления

Лучистым называют способ отопления, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха. Для лучистого отопления применяют греющие панели - отопительные приборы со сплошной гладкой нагревательной поверхностью. Греющие панели совместно с теплопроводами образуют систему панельно-лучистого отопления. При ис-

пользовании такой системы в помещениях создается температурная обстановка,

характерная для лучистого способа отопления.

Итак, условиями, определяющими получение лучистого отопления в помещении, служат применение панелей и выполнение неравенства:

tR > tв, (2.35)

где tR - радиационная температура (осредненная температура поверхностей всех ограждений - наружных и внутренних - и отопительных панелей,

обращенных в помещение);

tв - температура воздуха помещения.

При панельно-лучистом отоплении помещение обогревается, главным

84

образом, за счет лучистого теплообмена между отопительными панелями и поверхностью ограждений. Излучение от нагретых панелей, попадая на поверхность ограждений и предметов, частично поглощается, частично отражается. При этом возникает так называемое вторичное излучение, также, в

конце концов, поглощаемое предметами и ограждениями помещения.

Ограждение, в плоскости которого установлена отопительная панель,

получает путем вторичного излучения всего 9…12% общего лучистого потока.

При расположении отопительной панели у наружной стены под окном или под потолком соответственно усиливается облучение пола (26%) или потолка (42%)

помещения.

Благодаря лучистому теплообмену повышается температура внутренней поверхности ограждений по сравнению с температурой при конвективном отоплении, и в большинстве случаев она превышает температуру воздуха помещения.

Лучистое отопление может быть устроено при низкой (до 70°С), средней

(от 70 до 250°С) и высокой (до 900°С) температуре излучающей поверхности.

Системы отопления делятся на местные и центральные.

К местным системам относят отопление панелями и отражательными экранами при средней и высокой температуре их поверхностей, если энергоносителями являются электрический ток или горючий газ, а также твердое топливо (при сжигании его в каминах). В настоящее время нормами предусмотрено применение излучателей при температуре их поверхности не выше 250°С.

В центральных системах панельно-лучистого отопления применяются низко- и среднетемпературные панели и отражательные экраны с цен-

трализованным теплоснабжением при помощи нагретых воды и воздуха, реже пара высокого и низкого давления.

Отопительные приборы размещают в потолке или полу, у потолка или стен помещения. Систему панельно-лучистого отопления, соответственно,

называют потолочной, напольной или стеновой. Местоположение панелей и

85

отражательных экранов выбирают на основании технологических,

гигиенических и технико-экономических соображений.

Теплопередача только излучением возможна лишь в безвоздушном пространстве. В помещении лучистый теплообмен всегда сопровождается конвективным. При этом вследствие различия температуры поверхностей возникает движение воздуха в помещении, которое усиливается благодаря развитию нисходящих потоков воздуха у охлаждающихся поверхностей. В

результате отопительная панель часть теплоты передает конвекцией воздуху,

перемещающемуся у ее поверхности.

Размещение отопительной панели в потолке затрудняет конвективный теплоперенос, и в теплопередаче панели теплообмен излучением составляет

70...75%. Греющая панель в полу активизирует теплоперенос конвекцией, и на долю теплообмена излучением приходится всего 30...40%. Вертикальная панель в стене в зависимости от высоты передает излучением 30...60% всей теплоты,

причем доля теплообмена излучением возрастает с увеличением высоты панели.

Лишь потолочное панельное отопление, во всех случаях передающее в помещение излучением более 50% теплоты, может быть названо лучистым.

При напольном отоплении, а также почти всегда при стеновом в общей теплопередаче панелей преобладает конвективный теплоперенос. Однако способ отопления - лучистое оно или конвективное - характеризуется не доминирующим способом теплоотдачи, а температурной обстановкой в помещении (согласно выражению 2.35).

Действительно, при низкотемпературных (26...38°С), а следовательно,

развитых по площади потолочных и напольных панелях увеличивается температура поверхности ограждений помещения, и способ обогревания всегда относится к лучистому. При стеновых же панелях в зависимости от их размеров

итемпературы поверхности способ отопления помещения может быть отнесен

ик лучистому, и к конвективному (если радиационная температура окажется ниже температуры воздуха). Однако по общности конструктивных схем и

86

способа отопления помещений потолочному, напольному и стеновому панельному отоплению дается общее наименование – панельно-лучистое.

В системах панельно-лучистого отопления применяют металлические панели с отражательными экранами и бетонные панели.

Металлические панели предназначены для отопления широких производственных помещений, перекрытых фермами и не нуждающихся в активной вентиляции (механические, инструментальные, модельные цехи,

ангары, склады и т.п. помещения).

Бетонные панели с замоноличенными греющими трубами применяются в напольных и стеновых системах панельно-лучистого отопления. Бетонные панели используются для отопления жилых, общественных и производственных зданий, особенно когда к помещениям этих зданий предъявляются повышенные санитарно-гигиенические требования.

При отопительных панелях, скрытых в строительных конструкциях,

обеспечиваются повышенные санитарно-гигиенические требования, не занимается полезная площадь помещений. Температура поверхности греющих панелей значительно ниже температуры теплоносителя. Уменьшается расход металла по сравнению с расходом на чугунные или стальные радиаторы, на гладкотрубные приборы. Выравнивается температура воздуха по высоте обогреваемых помещений. К достоинствам систем панельно-лучистого отопления можно также отнести сокращение затрат труда на месте строительства зданий, при заводском изготовлении конструкций перекрытий и полов с замоноличенными греющими элементами. Возможно сокращение теплозатрат на отопление помещений при относительном понижении температуры внутреннего воздуха.

Недостатками систем панельно-лучистого отопления являются трудность ремонта замоноличенных греющих элементов, сложность регулирования теплоотдачи отопительных панелей, повышение капитальных вложений (по сравнению с конвективным отоплением) при низкой температуре теплоносителя.

88

зависимости от числа параллельно расположенных греющих труб,

присоединенных к соединительным колонкам. Достоинством панелей с на-

гревательными элементами регистровой формы являются незначительные потери давления при протекании теплоносителя.

Нагревательные элементы в вертикальных панелях могут быть устроены и без колонок. При этом параллельные греющие трубы прокладываются через панели насквозь и соединяются подводками либо по проточной, либо по бифилярной схемам. При бифилярной схеме предусматривают движение теплоносителя по двум из четырех, например, параллельных труб слева направо, а по двум другим трубам - наоборот, справа налево.

В системах панельно-лучистого отопления зданий встречаются отопительные панели двух видов:

совмещенные, представляющие одно целое с ограждающими кон-

струкциями здания, когда нагревательные элементы для теплоносителя устраивают в наружных стенах, несущих плитах перекрытий и лестничных площадок, во внутренних панельных стенах при их изготовлении;

подвесные и приставные, изготовленные отдельно и смонтированные рядом, в специальных нишах строительных конструкций или под ними.

Совмещенные панели наиболее полно отвечают задачам механизации процесса строительства - система отопления монтируется одновременно со сборкой здания. При использовании подвесных и приставных панелей степень индустриальности монтажа зависит от конструкции панелей. Монтаж потолочных или напольных панелей требует больших затрат ручного труда,

чем монтаж стеновых панелей. Монтаж подоконных панелей проще, чем монтаж протяженных плинтусных конструкций.

В подвесных металлических отопительных панелях элементами змеевиковой формы являются стальные трубы Dy 20 мм, плотно прижатые к тонкостенному алюминиевому или стальному экрану. При наличии воздушного зазора между греющей трубой и экраном теплоотдача панелей заметно уменьшается. Эти 4…6 греющих труб размещаются по площади панели с ша-

89

гом s = 100...200 мм.

Для изготовления более распространенных бетонных отопительных панелей используют тяжелый бетон, обладающий сравнительно высоким коэффициентом теплопроводности (около 1,5 Вт/(м °С) при 0°С), плотностью порядка 2400 кг/м3, и коэффициентом линейного расширения 1,15 10-5 м/(м °С).

Нагревательные элементы чаще всего устраивают из стальных труб,

коэффициент линейного расширения которых 1,2 10-5, м/(м °С) весьма близок к коэффициенту линейного расширения бетона. Разница между коэффициентами теплового расширения этих материалов компенсируется в отопительной панели тем, что температура стали (с меньшим значением коэффициента линейного расширения) выше, чем температура бетона.

Заделка труб в бетон дает существенный теплотехнический эффект -

теплопередача труб увеличивается в среднем на 60% по сравнению с открыто проложенными трубами. Это явление закономерно: теплопередача нагретой трубы, изолированной снаружи теплопроводным материалом, возрастает с увеличением толщины слоя покрытия.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Местное и центральное отопление.

2.Гравитационная система отопления.

3.Виды нагревательных приборов.

4.Тепловая мощность системы отопления.

5.Панельно-лучистое отопление.

6.Воздушное отопление.

7.Паровое отопление.

3. СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ ЗДАНИЙ 3.1. Классификация систем вентиляции

Единой унифицированной формулировки классификации систем вентиляции в настоящее время найти достаточно сложно. Наиболее часто

91

Если движение происходит под действием сил гравитации или ветрового

давления, то система называется естественной или гравитационной.

Важным признаком, по которому различаются системы вентиляции,

является способ организации воздухообмена. Если в помещении имеются

источники вредных выделений, эти выделения могут свободно

распространяться по объему помещения. Действие приточных и вытяжных

вентсистем создаст общую циркуляцию воздуха в помещении, в результате чего в рабочей зоне формируются поля нормируемых значений скорости,

температуры и концентраций примесей. Расположение мест подачи и удаления воздуха непосредственно не связано с расположением источников. Такой способ организации воздухообмена называется обшеобменной вентиляцией.

В зависимости от схемы организации движения воздушных масс различают общеобменную вентиляцию вытесняющую (направление движения воздушных масс совпадает е естественным направлением движения вредных выделений) и перемешивающую (когда эти направления не совпадают).

Другой способ состоит в том, что расположение мест подачи и удаления воздуха непосредственно связано с расположением источников. Последние в этом случае снабжаются приемниками (местными отсосами), которые улавливают вредные выделения в месте их возникновения, не давая им распространяться в объеме помещения. Приток также подается на рабочее место вблизи источника, создавая здесь некоторые особые условия

(повышенную скорость движения воздуха, пониженную температуру и концентрацию примесей), компенсируя тем самым тяжелые условия труда вблизи источников, интенсивно выделяющих теплоту и газы. Такая вентиляция называется местной.

Зачастую, особенно в промышленных зданиях, описанные способы вентиляции совмещаются.

92

Рис. 3.2 Классификация и основные элементы систем приточной вентиляции

П1 – общеобменная механическая система приточной вентиляции; П2 – местная механическая система приточной вентиляции;

1 – узел воздухозабора (воздухозаборная жалюзийная решетка, устанавливаемая в соответствии с требованиями СНиП на высоте не ниже 2 м от уровня земли);

2 – воздухозаборная шахта, выполняемая из кирпича или иных строительных материалов. Шахты устраивают при размещении приточной камеры в подвальном помещении здания;

3 – форкамера – часть приточной камеры, предназначенная для перевода потока наружного воздуха на ось оборудования камеры;

4 – приточная камера в составе: утепленный клапан-приемное устройство для регулирования расхода поступающего наружного воздуха и предотвращения попадания холодного воздуха в помещение при неработающей вентиляции; фильтр; теплообменник для нагрева или охлаждения воздуха; устройство для увлажнения или осушки воздуха; вентилятор;

5 – приточный вентилятор (может находится внутри блочной камеры, как в системе П2);

6 – шумоглушитель (может быть встроенным в блочную камеру, как в системе П2);

7 – магистральный воздуховод;

8 – ответвление;

9 – воздухораспределитель-устройство для подачи обработанного воздуха в помещение.