10936

воздухообмена в здании за отопительный период, ч-1, в среднем составляет

– nв = 0,5…1,0 ч-1.

По формулам (1)…(3) авторами были получены зависимости qот от

kоб + kвент при расчёте по методике СП [1] без и с учётом изменений [2], результаты построения которых приведены на рисунках 1 и 2.

Рис. 1. Зависимость qот от kоб + kвент при расчёте по методике СП [1]

130

Рис. 2. Зависимость qот от kоб + kвент при расчёте по методике СП [1] с изменениями [2]

Таблица Коэффициенты, учитывающие эффективность регулирования подачи теплоты

в системах отопления по методике СП [1] и с изменениями [2]

Примечание 1 – однотрубные / двухтрубные системы отопления

Входе проведения расчётов и построения рисунков принимались

равными: βКПИ = 0,44…0,69, ζ = 0,5…1 и kбыт + kрад = 0…0,2.

Полученные значения удельных характеристик потребления тепловой энергии на нужды отопления и вентиляции по методикам [1, 2] для жилых домов практически совпадают, незначительная разница между ними определяется в первую очередь наличием в формуле (1) дополнительного

коэффициента βh, который в зависимости (3) не учитывается.

Прямые на рисунке 2 располагаются более плотно по сравнению с аналогичными на рисунке 1, так как значения коэффициентов ζ имеют

больший разброс по величине (1,0 – 0,5 = 0,5), по сравнению с Kрег (0,95 – 0,6 = 0,35). Таким образом, в результате введения изменений [2], влияние средств автоматического регулирования отпуска теплоты в системах отопления, а также бытовых тепловыделений и поступлений теплоты солнечной радиации на класс энергосбережения здания было снижено с 0,5

до 0,35 (на 30 %).

Вновой методике расчёта также вводится учёт средней кратности воздухообмена в здании за отопительный период, чем она выше, тем менее эффективно используются теплопоступления.

Литература

1.СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – Москва: Минрегион России, 2012. – 95 с.

2.Изменение № 1 к СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий». – Москва: Минстрой России, 2018. – 17 с.

131

С.Г. Васильев, Д.А. Линёв, С.Д. Богданов, А.А. Хашов

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЛИНТУСНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

Плинтусные системы отопления получили большое развитие. Были разработаны пустотелые панели в форме классического плинтуса, закрывающие отопительные трубы, оборудованные вертикальным оребрением по всей длине. Ребра позволили повысить теплоотдачу плинтусных радиаторов более чем на 60% по сравнению с плоскими и круглыми отопительными панелями без оребрения. Плинтусное отопление подразделяется на водяное и электрическое [1].

С помощью плинтусного отопления можно реализовать оригинальные дизайнерские идеи. Тонкие и привлекательные обогреватели отлично смотрятся с общим оформлением помещения. Система прекрасно сочетается с любой мебельной гарнитурой, техникой, современными элементами интерьера. Короб тёплого плинтуса может быть исполнен в различных расцветках, поэтому его легко подобрать к любому интерьеру. Поверхность материала может быть ровной и гладкой. Для классических стилей выбирают варианты с текстурой под камень или дерево.

Плинтусное отопление или греющие плинтуса — не новинка в области отопления. Такая система была предложена еще в начале прошлого века, но из-за технической сложности, проблем с реализацией и высокой цены, была почти забыта. С развитием технологий реализовать производство такой системы отопления стало проще, а вот цена попрежнему остается высокой. Именно по этой причине, в основном, плинстуное отопление до сих остается не самым популярным видом отопления.

Принцип работы греющего плинтуса заключается в том, что воздух, нагретый системой, медленным ламинарным потоком поднимается вдоль стен. Создаётся «тепловой экран на внутренних поверхностях наружных стен, который в свою очередь, препятствует уходу тепла из помещения.

Плинтусные радиаторы отопления не способны согревать атмосферу помещения конвекцией воздуха, потому что расположены вплотную к стенам, воздушный конвективный поток, исходящий от них, оказывается подвержен воздействию эффекта Коанда (Рис. 1.).

Так как обогрев помещения происходит не за счет конвекции, то по этой причине отсутствует потребность в высоком нагреве теплоносителя, что объясняет использование в конструкции радиаторов материалов, обладающих высоким коэффициентом теплопроводности.

132

Рис. 1. Эффект Коанда.

Система тёплого плинтуса подразделяется на два вида: водяная и электрическая.

Основными компонентами системы тёплого плинтуса с водяным теплоносителем (Рис. 2.) являются радиаторный блок теплого плинтуса, распределительный коллектор и кислородонепроницаемые пластиковые трубки, помещенные внутрь гофрированной трубки из сшитого полиэтилена. Радиаторный блок состоит из теплообменника и алюминиевого короба [2]. Теплообменник выполнен из двух медных трубок с закрепленными на них вертикальными алюминиевыми или латунными ламелями.

Алюминиевый короб состоит из трех планок, профилированных методом горячей экструзии. Ширина такого короба –28 мм, а высота –140 мм. Монтаж теплообменника системы водяного тёплого плинтуса внутрь короба производится при помощи держателей особой конструкции.

Рис. 2. Плинтусное водяное отопление.

133

Распределительный коллектор состоит из двух параллельных друг другу стальных трубок. Верхняя трубка подключается к источнику подачи теплоносителя и дальше соединяется с системой разводки по пластиковым трубкам к радиаторам отопления, через нижную осуществляется возврат остывшего теплоносителя к отопительному котлу или к стояку обратки системы отопления.

Электрическое плинтусное отопление (Рис. 3.) выполнено из блоков радиаторов со встроенным в них воздушным ТЭНом, поэтому монтаж выполнить значительно проще, чем системы водяного тёплого плинтуса.

Внешний вид электрических плинтусных отопительных приборов полностью идентичен водяным, разница лишь в том, что отсутствуют подводящие теплоноситель трубки, ТЭН встроен в нижнюю медную трубку радиатора, в верхнюю уложен кабель электропитания в термостойкой изоляции.

Рис. 3. Плинтусное электрическое отопление

Для того, чтобы подобрать оборудование для плинтусной системы, необходимо сделать расчет тепловых потерь и на основании расчета, зная количество тепла, которое необходимо внести в помещение и удельную мощность плинтуса, посчитать общую длину элементов теплого плинтуса.

Формула для расчёта требуемой длины тёплого плинтуса

l= Qогр/qпм; (1)

где Qогр - теплопотери помещения через ограждения, Вт; qпм - мощность одного погонного метра тёплого плинтуса, Вт/м.

Система плинтусного отопления обладает существенными преимуществами по сравнению с традиционными системами отопления:

−отсутствие конвективных потоков как у радиаторов, влияющих на здоровый микроклимат в помещении (отсутствие подъема пыли);

−нагревательные элементы имеют приемлемую для человека температуру;

−равномерное распределение теплоты;

−решение проблемы отсыревающих стен в помещении;

134

−быстрая регулировка;

−простой монтаж, независящий от возраста здания

−низкая температура теплоносителя позволяет существенно снизить расход топлива, затрачиваемого на его нагрев -экономия составляет примерно 30– 40%, по сравнению с классическими системами отопления.

Тёплый плинтус имеет и ряд недостатков:

−высокая себестоимость;

−дорогой монтаж;

−максимальная допустимая длина контура плинтуса 15 метров;

−данная система может испортить покрытие стен из-за близкорасположенных отопительных приборов;

Плинтусное отопление идеально подходит для любого архитектурного и дизайнерского решения. Кроме того, в отличие от классической системы отопления, тёплый плинтус более эффективен с точки зрения равномерного прогрева помещения. А учитывая факт роста цен на энергоносители, плинтусное отопление является не только энергоэффективным, но и энергоэкономичным. Перечисленные выше преимущества позволяют повысить качество проживания, уйти от классической системы отопления и использовать лучевую разводку.

Литература

1.Сканави А.Н., Махов Л.М. Отопление. - М.: АСВ, 2002. - 576 с.

2.СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, -2000

3.Плаксина Е.В., Щербинин Д.Г., Шамарин Д.С., Шичкин В.В АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПЛИНТУСНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ // Международный студенческий научный вестник. 2015. №23.5. Зайцев, О.Н. Проектирование систем водяного отопления / О.Н. Зайцев, А.П. Любарец – Вена: Герц Арматурен ГмБх, 2008. – 200 с.

4.Справочник-каталог «Система плинтусного отопление Best-Board» //

-С. 22.

135

А. С. Галашев

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРУБЧАТЫХ АЭРАТОРОВ В СРАВНЕНИИ С ФИЛЬТРОСНЫМИ ПЛАСТИНАМИ

Система аэрации обеспечивает снабжение жидкости кислородом, поддержание ила во взвешенном состоянии и постоянное перемешивание сточной воды с илом.

Существуют три системы аэрации: пневматическая, механическая (поверхностная) и комбинированная (смешанная). Некоторые исследователи выделяют и группу гидравлических или струйных аэраторов.

Суть пневматической системы аэрации предполагает распределение воздуха или кислородсодержащего газа под давлением по магистральным и воздухораспределительным трубопроводам к аэраторам-диспергаторам, установленным под слоем воды в аэротенках.

Пневматическую систему, при которой воздух нагнетается в аэротенк под давлением подразделяют на три типа в зависимости от размера продуцируемого пузырька воздуха:

-на мелкопузырчатую – с размером пузырька до 4 мм. В этом случае используются пористые (керамические фильтросные пластины), тканевые, пластиковые аэраторы (трубы, диффузоры);

-среднепузырчатую – с крупностью пузырьков 5-10 мм;

-крупнопузырчатую с крупностью пузырьков более 10 мм.

В России наиболее распространённым типом мелкопузырчатых аэраторов являлись фильтросные пластины, вытесняемые на данный момент аэраторами из полимерных материалов (трубчатых, мембранных).

Фильтросная пластина изготавливается из пористого стекловидного материала. Пластины заделывают в железобетонные каналы в днище аэротенка вдоль длиной его стороны.

Серьезным недостатком фильтросных плит является их различная степень проницаемости. Поэтому, перед укладкой требуется их сортировка. Пластины, обладающие самым малым сопротивлением, следует укладывать в регенераторе или в первом коридоре.

Сортировка пластин осуществляется с помощью специальной установки для испытания фильтросных пластин.

Такую работу на практике выполняют крайне редко из-за ее сложности. В связи с этим в аэротенки укладываются пластины в произвольном порядке, без учета их пропускной способности. Поэтому,

136

наблюдается неравномерность подачи воздуха по длине коридоров и нерациональное его использование. Другие, не менее важные недостатки:

1)повышенная засоряемость пор пылью, отсутствие эффективных способов регенерации пластин;

2)недостаточная прочность материала плит, что приводит к частым их разрушениям;

3)значительная неравномерность аэрации по длине аэротенков, обусловленная неоднородной воздухопроницаемостью плит;

4)сложность и трудоемкость выполнения ремонтных работ по замене разрушенных плит.

Современной заменой фильтросных пластин можно считать трубчатые аэраторы. Основой полимерных мелкопузырчатых аэрационных трубных элементов является несущая трубная конструкция с перфорированной мембраной из эластичного полимера. Способ лазерной перфорации мембраны обеспечивает постоянное образование мелких пузырей, предотвращает возвратное проникание жидкости при технологических или аварийных паузах и, следовательно, исключает ее загрязнение, на рисунке 1 представлена перфорация мембраны аэратора.

Рисунок 1 – лазерная перфорация мембраны при увеличении.

Представим сравнительные характеристики трубчатых аэраторов и фильтросных пластин в таблице 1.

Таблица 1. Сравнительная характеристика аэраторов.

137

Наглядно видно, что гидравлическое сопротивление трубчатых аэраторов значительно ниже устаревших фильтросных пластин. Благодаря этому снижается нагрузка на компрессорные установки, вследствие чего понижаются затраты на электроэнергию.

Другим существенным недостатком фильтросных пластин является трудоемкость монтажа, так как пластины укладываются в железобетонные лотки и заделываются цементным раствором. Из-за этой причины регенерация или замена фильтросных пластин будет являться технологически сложным процессом.

Обратная ситуация с трубчатыми аэраторами, которые просты в установке и подвергаются меньшему загрязнению. При определенном типе установки трубчатые аэраторы могут быть очищены путем подъёма целой секции аэраторов.

Рассмотрим реальные примеры по модернизации очистных сооружений, в том числе замена фильтросных пластин на трубчатые аэраторы.

Пример изменения показателей очищенных сточных вод после замены аэраторов на канализационных очистных сооружениях (КОС) города Петров Вал представлен в таблице 2.

Таблица 2. Изменение показателей сточных вод на КОС г. Петров Вал.

Как видно из таблицы насыщение воды кислородом стало проходить эффективнее, при этом снизились затраты на электроэнергию. Экономия составляет порядка 76 000 кВт в год.

Также отмечается отсутствие застойных «мертвых» зон после модернизации системы аэрации в аэротенках, что говорит о равномерном распределении кислорода по всей толще воды аэротенка.

Пример наглядно показывает о необходимости модернизации систем аэрации аэротенков путем установки новых аэраторов, к примеру трубчатых, для улучшения показателей очистки сточных вод и одновременного снижения эксплуатационных затрат в дальнейшем.

138