Лекция №7 Современные системы отопления. Гигиенические требования. Классификация систем отопления.

Введение.

Тепловой баланс организма человека слагается из тепла, вырабатываемого организмом и воспринимаемого им из внешней среды, и из тепла отдавемого во внешнюю среду.

Величина теплообразования фактор субъективный, теплопотери находятся в прямой связи с микроклиматическими условиями и скоростью движения воздуха. Существенно влияние температуры ограждающих конструкций. Суммарные теплопотери взрослого организма в одетом состоянии порядка 115 Вт, причём излучением теряется от45 до 60% общей теплопотери.

Классификация систем отопления.

Требования к системам отопления:

1. Любая система отопления должна возмещать потери тепла помещением через все его ограждающие конструкции – стены, двери, окна, чердачное перекрытие или пол.

2. Необходимо поддерживать установленную гигиеническими нормами температуру.

3. Поддерживать равномерную температуру как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.

4. В течении суток колебание температуры воздуха не должно превышать 3 градуса при печном отоплении и 1,5 градуса при центральном отоплении.

5. Регламентируется температура поверхностей ограждения.

6. Средняя температура поверхности нагревательных приборов в жилых помещениях не превышает 85 градусов.

7. 

8. В производственных помещениях поддерживается заданный режим по технологической карте призводства.

9. Система отопления должна быть индустриальной в изготовлении, безопасной в пожарном отношении, экономичной.

Системы отопления бывают местные и центральные. К местным относятся системы, радиус действия которых не превышает 30 метров по горизонтали. В центральных системах тепло для отопления вырабатывается на ТЭЦ, в котельных, т.е. за пределами отапливаемого помещения. Тепло транспортируется по трубам в отдельные помещения здания. Пример схемы центрального отопления приведен на схеме.

Системы отопления по типу теплоносителя подразделяются на

-водяные;

-паровые;

-воздушные;

-комбинированные.

Выбор теплоносителя определяется технико-экономическими и санитарно-гигиеническами показателями.

По способу перемещения теплоносителя могут быть с естественной циркуляцией и механическим побуждением движения теплоносителя.

Передача тепла от приборов к воздуху в помещении может осуществляться тремя способами: конвекцией, лучеиспусканием, конвекционно-лучистым путём.

Понятие о тупиковых однотрубных и двухтрубных системах отопления.

Системы водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя подразделяются:

1. по месту расположения горячего магистрального трубопровода- с верхней и нижней разводкой (вертикальные) и системы с поэтажной разводкой (горизонтальные);

2. по конструкции отопительных стояков – однотрубные и двухтрубные.

Однотрубные отличает простота конструкции и удобство монтажа. Негативная сторона – невозможность отключения и регулирования отдельных приборов при одностороннем расположении их по отношению к стояку.

В сравнении с вертикальными системами преимущество в экономии труб, возможность поэтажного включения системы, стандартность узлов. Нет пробивки отверстий в перекрытиях, проще монтаж, такая система нашла широкое применение в производственных помещениях.

В результате охлаждения воды в нагревательных приборах и трубопроводе возникает естественное давление. Определение его величины можно показать на элементарной схеме, которая приведена на рисунке ниже.

Центральные системы отопления. Выбор и расчёт нагревательных приборов.

В системах с естественной циркуляцией естественное давление имеет небольшую величину. При большой протяжённости трубопроводов диаметры их становятся большими, система становится экономически невыгодной и по затратам на возведение и эксплуатацию. Невыгодны эти системы при потерях уже больших 5 Па/м длины трубопровода. Сейчас как правило строят системы с искусственной циркуляцией. Системы с искусственной циркуляцией принципиально отличаются от систем водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя тем, что в них в дополнение к естественному давлению, возникающему в результате охлаждения воды в приборах и трубах, значительно большее давление создаётся насосом. Применение систем с естественной циркуляцией допускается лишь для небольших зданий с местным источником теплоснабжения.

В системах с искусственной циркуляцией особенно при большой протяжённости применяют попутное движение горячей и охлаждённой воды по схеме предложенной профессором Чаплиным В.М.

В таких схемах равная потеря давления в циркуляционных кольцах и равномерный прогрев всех приборов. Недостаток заключается в том, что

по сравнению с тупиковой – несколько большая общая длина трубопровода.

В последние годы нашли применение однотрубные системы отопления с нижней прокладкой магистралей горячей и охлаждённой воды. Стояки по схемам «б» разделяются на подъёмные и опускные. Стояки по схемам «а,в и г» состоят из подъёмного и опускного участков, но в верхней части, обычно над полом верхнего этажа, они соединяются горизонтальным участком.

Однотрубная система отопления с нижней разводкой удобна для зданий с бесчердачными покрытиями (совмещёнными крышами).

Выбор и расчёт нагревательных приборов.

Основной элемент всякой системы отопления – нагревательный прибор. Он должен отвечать определённым тепловым, санитарно-гигиеническим и технико-экономическим требованиям. В помещениях с продолжительным пребыванием людей в них температура поверхности прибора не должна превышать 95 во избежании сухой возгонки оседающей на приборе пыли.

Классифицировать приборы можно по следующим признакам:

- по материалу;

- по внешней поверхности.

Распространение получили чугунные приборы и стальные штампованные.

Количество тепла Q, Вт, отдаваемого прибором, пропорционально площади поверхности его нагрева , , коэффициенту теплопередачи прибора k и разности температур теплоносителя в приборе и омывающего его воздуха в помещении .

Исходя из этого, можно написать

откуда

Коэффициенты теплопередачи некоторых приборов при Δt=64,5 приводятся в табл.11.7

Средняя температура теплоносителя в приборе при водяном отоплении равна

При учёте дополнительных факторов, влияющих на теплопередачу приборов, формула принимает общий вид

коэффициенты учитывают охлаждение воды в трубах, способ установки прибора, способ подводки теплоносителя к прибору и относительный расход воды через прибор, число секций в приборе, табл. 11.8-9

Следует учитывать теплопередачу неизолированными трубопроводами, проложенными в помещении, чтобы сэкономить на установке нагревательных приборов.

Теплопередача трубопроводами определяется по формуле

При учёте теплопоступлений от трубопроводов общая формула для определения необходимой площади поверхности нагрева приборов имеет вид

F

После нахождения число секций в радиаторах определяется по формуле

N=