Системы с естественной циркуляцией теплоносителя

В такого рода системах движение теплоносителя возникает под действием гравитационной силы, возникающей за счет разности плотности теплоносителя в подающих и обратных трубах

Отопительные системы с естественной циркуляцией теплоносителя подразделяются на

. Система с естественной циркуляцией имеет следующие достоинства:

– равномерное распределение нагретого воздуха в жилых помещениях, что дает дополнительный комфорт. Высокие показатели комфортности зависят от саморегуляции системы отопления, т. е. от изменения температуры и плотности воды;

– простота устройства и обслуживания;

– отсутствие вибрации и шума, потому что нет циркуляционного насоса;

– долгий срок службы системы отопления.

систем имеется ряд недостатков:

– большой диаметр труб, что ведет к значительному расходу стройматериалов;

– большие затраты на установку отопительной системы;

– значительные энергозатраты, т. е. большой расход топлива;

– большие затраты времени на включение системы отопления;

– отсутствие возможности регулировки температуры нагретого воздуха;

– частые случаи замерзания воды в трубопроводах, смонтированных в неотапливаемых помещениях;

– неэстетичный вид проложенного трубопровода из-за большого диаметра труб.

Исходя из перечисленных недостатков, следует признать, что система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя довольно часто оказывается малоэффективной и экономически невыгодной.

Отопительные системы с принудительной циркуляцией теплоносителя

В системах такого типа движение теплоносителя по трубопроводам происходит за счет работы циркуляционного насоса, который обеспечивает бесперебойную работу в отопительной системе и подключается к обратной магистрали. Это продляет срок службы всех узлов, контактирующих с горячей водой. Также к обратной магистрали подключают и расширительный бак (о нем будет подробно рассказано в соответствующей главе).

Отопительные системы с принудительной циркуляцией используют в многоэтажных коттеджах, т. к. наличие насоса позволяет намного увеличивать длину трубопроводов, а также применять новые монтажные схемы отопительной системы (рис. 2).

Но использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией теплоносителя можно только в тех случаях, когда имеется возможность бесперебойной подачи электроэнергии, потому что циркуляционные насосы работают от сети.

К достоинствам отопительной системы с принудительной циркуляцией можно отнести:

– большую теплоотдачу;

– незначительные потери теплоносителя на испарение;

– возможность использовать трубы небольшого диаметра. Это значительно сокращает расход материалов и время на монтаж системы;

– небольшой разрыв в температуре нагретого и охлажденного теплоносителя, что намного увеличивает срок службы водогрейного котла;

– наличие регулировки мощности всей системы отопления и температуры воздуха в помещениях.

В общем и целом отопительная система с принудительной циркуляцией теплоносителя намного удобнее в эксплуатации и обслуживании.

В22Основные принципы гидравлического расчета теплопроводов Методика гидравлического расчёта

1. До гидравлического расчёта теплопроводов выполняют аксонометрическую схему СО со всей запорно-регулирующей арматурой. К составлению такой схемы приступают после того, как:

- подсчитана тепловая мощность СО здания;

- выбран тип отопительных приборов и определено их число для каждого помещения;

- размещены на поэтажных планах здания отопительные приборы, подающие и обратные стояки, а на планах чердака и подвала – подающие и обратные магистрали;

- выбрано место для теплового пункта или котельной;

- показано на плане чердака или верхнего этажа (при совмещённой крыше) размещение расширительного бака и приборов воздухоудаления.

На планах этажей, чердака и подвала подающие и обратные стояки СО должны быть пронумерованы, а на аксонометрической схеме кроме стояков нумеруют все расчётные участки циркуляционных колец, а также указывают тепловую нагрузку и длину каждого участка.

Расчётным участком называют участок теплопровода с неизменным расходом теплоносителя.

2. Выбирают главное циркуляционное кольцо. В тупиковых схемах однотрубных систем за главное принимается кольцо, проходящее через дальний стояк, а в двухтрубных системах – кольцо, проходящее через нижний прибор дальнего стояка.

3. Определяют расчётное циркуляционное давление р_р.

р_р=р_нас+р_е=р_нас+E(р_е.пр+р_е.тр). (7.4)

где: р_нас – циркуляционное давление, создаваемое насосом или элеватором, Па;

E – коэффициент, определяющий долю максимального естественного давления, которую целесообразно учитывать в расчётных условиях;

р_е.пр – давление, возникающее в системе за счёт охлаждения воды в отопительных приборах, Па;

р_е.тр – давление, возникающее в системе за счёт охлаждения воды в теплопроводах, Па.

4. При расчёте по методу удельных потерь давления для предварительного выбора диаметров теплопроводов определяют среднее значение удельного падения давления по главному циркуляционному кольцу:

, (7.5)

где: k – коэффициент, учитывающий долю потери давления на местные сопротивления от общей величины расчётного циркуляционного давления (k=0,35 – для СО с искусственной циркуляцией, k=0,5 – для СО с естественной циркуляцией);

l – общая длина расчётного циркуляционного кольца;

р_р – расчётное циркуляционное давление, Па.

5. Определяют расходы воды на расчётных участках G_уч, кг/ч:

, (7.6)

где: Q_уч – тепловая нагрузка участка, составленная из тепловых нагрузок отопительных приборов, обслуживаемых протекающей по участку водой, Вт;

c – теплоёмкость воды, кДж/(кгК);

t_г-t_о – перепад температур воды в системе, С;

₁ и ₂ – коэффициенты, учитывающие условия установки отопительных приборов;

3,6 – коэффициент перевода Вт в кДж/ч.

Ориентируясь на полученные значения R_ср и G_уч с помощью специальных таблиц можно подобрать оптимальные диаметры труб расчётного кольца. Обычно все данные, получаемые при расчёте теплопровода, заносят в специальную таблицу.

При расчёте отдельных участков теплопровода необходимо иметь в виду следующее:

- местные сопротивления тройников и крестовин относят к расчётным участкам с меньшим расходом теплоносителя;

- местные сопротивления отопительных приборов, котлов и подогревателей учитывают поровну в каждом примыкающем к ним участке.

Если по произведённому расчёту с учётом запаса до 10% расходуемое давление в системе будет больше или меньше расчётного давления р_р, то на отдельных участках кольца следует изменить диаметры труб.

После расчёта главного циркуляционного кольца рассчитывают параллельные циркуляционные кольца, которые состоят из участков главного кольца (уже рассчитанных) и дополнительных (не общих) участков, ещё не рассчитанных. Производится «увязка» потерь давления, т.е. получение равенства потерь давления на параллельно соединённых дополнительных участках других колец и не общих участках главного кольца.

В23Местное отопление .Печное электрическое и газовое. Отопление зданий повышенной этажности

Местные системы отопления включают в себя такие виды:

1. Электрическое отопление;

2. Газовое отопление;

3. Печное отопление.

Особенности и виды местного отопленияПри электрическом отоплении  электроэнергия преобразуется в тепловую энергию. Эта система является очень перспективной. Самое простое отопление считается газовое. Оно же является и самым дешевым, но имеет и два больших минуса, такие как токсичность и взрывоопасность. При печном отоплении получение, перенос и передача теплоты происходит в одном помещении. Топливо сжигается в печи, после чего нагреваются стенки дымохода и передают тепло в помещение. Печное отопление.Достоинства:

· Дешевизна изготовления и обслуживания (топлива). · Обеспечивает вентиляцию помещения и сухость воздуха. · Не нуждается в обслуживании, когда не используется. Всегда готово к началу работы. · Не зависит от "внешних поставщиков" (газ, электричество и т.п.). · Инерционность (зимой чтобы предохранить дом от промерзания достаточно топить в нем печь 1 раз в неделю). · Дополнительные функции (приготовление пищи, сушка).

Недостатки:

· Неправильная циркуляция воздуха (сквозняки).

· Нет возможности автоматизировать процесс.

Одна печь может отапливать помещение не более 50 м2 или 3 - 4-ех смежных комнат. Камины не пригодны для отопления помещения, они служат для украшения, вентиляции, краткосрочного (пока топятся) обогрева комнаты и для приготовления пищи (шашлыки и т.п.). Стоимость материалов для сооружения печи - от 1200 до 20 - 30 тыс.руб. в зависимости от размеров и отделки.

Электрическое отопление.

Наиболее простая в монтаже и эксплуатации, удобная и безопасная система. Безопасность обеспечивается высококачественной электропроводкой и подбором нагревающих устройств: масляные радиаторы, теплые полы, тепловые завесы. Электрическое отопление всегда готово к работе, не боится замораживания; такую систему проще всех других автоматизировать и настроить согласно сиюминутным пожеланиям хозяина.

Необходимо отметить два существенных недостатка электрической системы отопления:

1.Велики расходы на оплату электричества. 2. При отключении электричества она становится бесполезной.

Газовое отопление

Такой обогрев наиболее комфортен, экономичен и эффективен. Кроме всего этого, газовое отопление является наиболее экологичным решением проблемы отопления.  Газовое отопление является весьма недорогим и надежным решением в эксплуатации. Для такого вида отопления можно

использовать как газ, передающийся по трубам, так и газ в баллонах. Использование газа в баллонах идеальным образом подходит при проектировании системы газового отопления в загородном строительстве.  При выборе газового котла в обязательном порядке учитываются все архитектурные особенности дома, технические, санитарные и экономические показатели прибора, а также тепловой режим помещения. Правильный расчет мощности аппарата предопределяет безопасную и надежную работу системы отопления. Такой расчет должен производиться с учетом всех теплопотерь дома, коэффициентов, которые учитывают возможные неблагоприятные условия и климатическую зону местности. Газовые котлы, как правило, бывают: малой, средней и большой мощности. 

Отопление многоэтажных домов

В строительстве многоэтажных домов наиболее широко используются три схемы устройства отопления: вертикальные однотрубная и двухтрубная, горизонтальная двухтрубная. Различные системы отопления многоэтажных домов обладают и преимуществами, и недостатками. Достоинства и недостатки однотрубных вертикальных систем

. Главным же ее плюсом, конечно же, можно назвать надежность. Ее дополняют низкие материальные затраты, простота заготовок, возможность унификации деталей, простота монтажа. Недостатки у этой системы есть и довольно существенные. Например, в отопительном сезоне существуют периоды существенного повышения атмосферного воздуха, но отопление выключать нельзя, поскольку предвидится похолодание. При таком режиме все термостаты будут закрыты, и теплоноситель пойдет мимо радиаторов в выходящую трубу практически неостывшим. Если теплоснабжающей организацией является ТЭЦ, то это нежелательное явление. Но в условиях большого города и если такие ситуации случаются редко – это не существенный недостаток. Однотрубные вертикальные системы нежелательно применять для домов, этажность которых менее 9-ти. Максимальное значение – 25.