38.Особенность расчета поверхности нагрева отопительных приборов однотрубных систем водяного отопления

Расчетная площадь F_пр, м², отопительного прибора независимо от теплоносителя определяется по выражению:

F_пр = ,

где Q_пр - тепловая нагрузка отопительного прибора, Вт;

₁ - коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины ₂ - коэффициент учета дополнительных потерь теплоты приборами и наружных ограждений

Q_ст1 =

Определим действительный расход воды в стояке:

где :_∆t_ст = t_г – t_о - температурный перепад воды в стояке;

t_г – температура воды в подающей магистрали

t_о – температура обратной воды

Определяем температуру воды, поступающей в отопительный прибор стояка на каждом этаже по формуле :

t_вх = t_г - ,^оС

Определяем температурный перепад воды в отопительном приборе на каждом этаже по формуле :

_∆t = , ^оС

где - коэффициента затекания воды

Находим среднюю температуру каждого прибора стояка по формуле

t , ^оC

где: – понижение воды температуры воды в падающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка, считаем незначительными;

Определяем температурный напор, для каждого прибора стояка по формуле:

_t = t - t_в ,

Далее по [5] табл. 8.1 для прибора РСВ 1-4 выбираем q_норм=758 Вт/м²; G_пр=0,01 кг/с;

n =0,3; P =0,02; C_пр =1,039; f =0,244 м² и определяем поверхности нагрева радиаторов РСВ 1-4 для стояка 1 по формуле(1.6)

Предварительно находим расчетную плотность теплового потока для каждого радиатора q_пр, Вт/м² по формуле:

q_пр = q_ном( )¹⁺ⁿ( )^0,04 C_пр, Вт/м²

Определим количество секций радиатора по формуле:

n^№1 = , шт

где f - площадь поверхности нагрева одной секции, м²

₄ - коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении,

₃ - коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе,

39.В системах парового отопления используется свой­ство пара при конденсации выделять скрытую теплоту фазового превращения. При конденсации в нагрева­тельном приборе 1 кг пара помещение получает около 2260 кДж теплоты.

По сравнению с системами водяного отопления си­стемы парового отопления имеют следующие преиму­щества:

1) стоимость теплопроводов в системах парового отопления ниже, чем в системах водяного ото­пления;

2) больший коэффициент теплоотдачи от пара к стен­кам отопительного прибора (за счет высокой величины скрытой теплоты фазового превращения)

3. быстрый прогрев помещений и выключение систе­мы из работы;

4. возможность использования систем отопления в зданиях повышенной этажности вследствие малой плот­ности пара.

не­достатки:

1. невозможность центрального качественного регу­лирования (изменения температуры теплоносителя) по­дачи теплоты, вследствие чего в помещении трудно под­держивать постоянную и равномерную температуру;

2. загрязнение воздуха продуктами сухой возгонки (разложения) органической пыли, оседающей на по­верхность отопительных приборов;

3. большие теплопотери паропроводов;

4. сокращение срока службы паропроводов в резуль­тате попадания воздуха в систему при периодическом ее отключении, вызывающего интенсификацию корро­зии, особенно конденсатопроводов.

КласификацияПо величине давления, подаваемого в систему отоп­ления, различают системы отопления высокого (р_изб>0,07 МПа), низкого (р_изб<0,07 МПа) давления и ва­куум-паровые (Рабс<0,1 МПа).

По способу возврата конденсата системы парового отопления подразделяются на замкнутые (конденсат благодаря наклону трубопроводов самотеком возвраща­ется из отопительных приборов в котел или в тепловую сеть) и разомкнутые (конденсат поступает сначала в конденсаторный бак, а затем перекачивается насосом в котел или в тепловую сеть).

По месту расположения паропровода и схеме стоя­ков системы парового отопления можно выполнять так же, как и системы водяного отопления, т.е. с верхним, нижним и промежуточным распределением пара при однотрубной и двухтрубной схемах обслуживания ото­пительных приборов.

40.Системы парового отопления низкого давления, самотечные с верхней разводкой и сухим конденсатопроводом.

Пар из котла по главному стояку , вследствие раз­ности давлений в котле и в отопительных приборах, поднимается в магистральный паропровод и далее по паровым стоякам и ответвлениям , снабженным вен­тилями, доходит до отопительных приборов. Здесь пар конденсируется, отдавая в отапливаемое помещение че­рез стенки приборов скрытую теплоту парообразова­ния. Образующийся при этом конденсат по конденсат-ным стоякам и сборному конденсатопроводу , прокла­дываемому с уклоном (не меньше 0,005) в направлении его движения, самотеком возвращается в котел, нахо­дящийся значительно ниже отопительных приборов, с тем, чтобы столб конденсата h уравновешивал дав­ление пара в котле.

При большой протяженности паропровода в замкну­тых системах для уменьшения заглубления котельных конденсатопровод прокладывают ниже уровня воды в котле.' Такой конденсатопровод называют «мокрым», так как он весь заполняется конденсатом. Воздух удаляется из системы отопления с «мокрым» конденсато-проводом через специальную воздушную сеть из труб диаметром 15—20 мм, присоединяемую к конденсатным стоякам выше возможного уровня конденсата в них на 250 мм.

Воздухоудаление из систем.Для нормального удаления воздуха из системы диа­метр конденсатопровода в рассматриваемой схеме дол­жен быть таким, чтобы стекающий конденсат заполнял не больше половины диаметра трубы. Соблюдение это­го условия позволяет воздушное пространство конден­сатопровода с помощью трубы 7 сообщить с атмосфе­рой 9. Место присоединения трубы 7 к конденсатопро­воду должно быть выше уровня воды //—II (см. рис. 9.1) не менее чем на 250 мм; запорную арматуру на ней не устанавливают. При этом условии магистральный конденсатопровод никогда полностью не будет запол­няться водой. Такие системы называются системами па­рового отопления с «сухим» конденсатопроводом.

41.Система парового отопления низкого давления с нижним распределением пара отличается от системы с верхним распределением главным образом расположе­нием магистрального паропровода, при котором устра­ивают специальный гидравлический затвор или уста­навливают водоотводчик у дальнего стояка для отвода конденсата из стояков и магистрального паропровода .(лекц.)

Разомкнутые системы парового отопления применяют при давлении пара р_ИЗб — 30 кПа и выше. В отличие от замкнутой системы конденсат в ней стека­ет не в котел , а в конденсатный бак 1, откуда насосом 3, включаемым автоматически или вручную, подается в котел. "В этих системах парового отопления отопитель­ные приборы могут быть расположены на произвольной высоте по отношению к котлу. .(лекц.)

42.В централизованных систе­мах теплоснабжения один источник теплоты обслужи­вает теплоиспользующие устройства ряда потребителей, расположенных раздельно, поэтому передача теплоты от источника до потребителей осуществляется по специаль­ным теплопроводам — тепловым сетям.

Централизованное теплоснабжение состоит из трех взаимосвязанных и последовательно протекающих ста­дий: подготовки, транспортировки и использования теп­лоносителя. В соответствии с этими стадиями каждая система централизованного теплоснабжения состоит из трех основных звеньев: источника теплоты (на­пример, теплоэлектроцентрали или котельной), тепловых сетей (теплопроводов) и потребителей теплоты.

43.Тепловые сети.Тепловая энергия в виде горячей воды или пара транспортируется от источника теплоты (ТЭЦ или круп­ной котельной) к тепловым потребителям по специаль­ным трубопроводам, называемым тепловыми сетями.Тепловая сеть — один из наиболее дорогостоящих и трудоемких элементов систем централизованного тепло­снабжения. Она представляет собой теплопроводы — сложные сооружения, состоящие из соединенных между собой сваркой стальных труб, тепловой изоляции, ком­пенсаторов тепловых удлинений, запорной и регулирую­щей арматуры, строительных конструкций, подвижных и неподвижных опор, камер, дренажных и воздухоспускных устройств. Проектирование тепловых сетей произво­дят с учетом положений и требований СНиП 2.04.07—86 «Тепловые сети».

К лассификация.По количеству параллельно проложенных теплопро­водов тепловые сети могут быть однотрубными, двух­трубными и многотрубными. Однотрубные сети наиболее экономичны и просты, В них сетевая вода после систем отопления и вентиляции должна полностью использо­ваться для горячего водоснабжения.. В трехтрубных сетях две трубы используют в ка­честве подающих для подачи теплоносителя с разными тепловыми потенциалами, а третью трубу — в качестве общей обратной. В четырехтрубных сетях одна пара теплопроводов обслуживает системы отопления и венти­ляции, а другая — систему горячего водоснабжения и технологические нужды.

В настоящее время наибольшее распространение по­лучили двухтрубные тепловые сети, состоящие из подающего и обратного теплопроводов для водяных сетей и па­ропровода с конденсатопроводом для паровых сетей.

Водяные тепловые сети по способу приготовления во­ды для горячего водоснабжения разделяются на закры­тые и открытые.

Радиальные сети (рис. 18.8, а) сооружают с посте­пенным уменьшением диаметров теплопроводов в на­правлении от источника теплоты.

Паровые сети устраивают преимущественно двухтруб­ными.

Трассировка тепловых сетей.Направление трассы тепловых сетей в городах и дру­гих населенных пунктах должно предусматриваться по районам наиболее плотной тепловой нагрузки с учетом существующих подземных и надземных сооружений, дан­ных о составе грунтов и уровне стояния грунтовых вод, в отведенных для инженерных сетей технических поло­сах параллельно красным линиям улиц, дорог, вне про­езжей части и полосы зеленых насаждений. Следует стремиться к наименьшей протяженности трассы, а сле­довательно, к меньшим объемам работ по прокладке.

44.По способу прокладки тепловые сети делят на под­земные и надземные (воздушные). Надземная прокладка труб (на отдельно стоящих мачтах или эстакадах, на кронштейнах, заделываемых в стены здания) применя­ется на территориях промышленных предприятий, при сооружении тепловых сетей вне черты города, при пере­сечении оврагов и т. д. Надземная проклад­ка тепловых сетей рекомендуется преимущественно при высоком стоянии грунтовых вод.

Преобладающим способом прокладки трубопроводов тепловых сетей является подземная прокладка: в про­ходных каналах и коллекторах совместно с другими ком­муникациями; в полупроходных и непроходных каналах; бесканальная (в защитных оболочках различной формы и с засыпной теплоизоляцией).

Прокладка теплопроводов в проход­ных каналах, которые применяют при нали­чии нескольких теплопроводов больших диаметров.

Полупроходные каналы состоят из стеновых блоков Г-образной формы, железобетонных днищ и перекрытий В практике централизованного теплоснабжения наи­более широко применяются непроходные каналы .

Бесканальный способ прокладки теплопровода —самый дешевый. Применение его позволяет сни­зить на 30—40 % строительную стоимость тепловых се­тей, значительно уменьшить трудовые затраты и расход строительных материалов. Блоки теплопроводов изготов­ляют на заводе. Монтаж теплопроводов на трассе сво­дится лишь к укладке автокраном блоков в траншею и сварке стыков.

45.Способы присоединения местных систем отопления к тепловым сетям.Для присоединения теп­лопотребляющих систем к водным тепловым сетям ис­пользуют две принципиально отличные схемы — зави­симую и независимую. При зависимой схеме присоединения вода из тепловой сети поступает непосред­ственно в системы абонентов. При независимой схеме вода из сети поступает в теплообменный аппарат, где нагревает вторичный теплоноситель, используемый в си­стемах.

1.Зависимое (непосрецственное) присоединение сис­темы отопления без смешения. По такой схеме присоединяют системы водяного отопления зда­ний, в которых либо температура поверхности отопи­тельных приборов не ограничена, либо она соответствует санитарно-гигиеническим требованиям, а также системы воздушного отопления. При этой схеме используют наи­более простое и дешевое оборудование теплового пунк­та.

2. Зависимое (непосредственное) присоединение с во­доструйным элеватором для подмешивания охлажденной воды Этот способ присоединения наибо­лее широко применяется для жилых и общественных зданий до 12 этажей. Простота и надежность работы элеватора, не требующего постоянного обслуживания, и дешевое оборудование теплового пункта отличают эту схему.

3.Зависимое присоединение при совместной установ­ке элеватора и насоса на перемычке для подмешивания охлажденной воды Этот вариант непо­средственного присоединения позволяет более универ­сально и надежно осуществлять циркуляцию воды в си­стеме отопления при аварийном отключении от тепловой сети. Однако при этой схеме появляются затраты на насос и дополнительный расход электроэнергии на его привод, а также шум.

4.Зависимое присоединение с установкой насоса на перемычке для подмешивания охлажденной воды Такую схему можно применять вместо элева­торной схемы, а также в тех случаях, когда разность давлений в подающем и обратном трубопроводах недо­статочна для работы элеватора (менее 0,08—0,15 МПа).

5.Присоединение по независимой схеме, т. е. с по­мощью теплообменного аппарата — водонагревателя .При независимой схеме присоединения давление в местной системе отопления не зависит от дав­ления в тепловой сети. Поэтому данная схема применя­ется, когда необходимо гидравлически изолировать ме­стную систему отопления от тепловой сети.

46.Теплообменными аппаратам (теплообменниками) называются устройства, предназначенные для передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. В качестве теплоносителей в них используют пар, горячую воду, дымовые газы и другие тела. По принципу действия и конструктивному оформлению теплообменники разде­ляются на рекуперативные, регенеративные и смеситель­ные.

В рекуперативных теплообменниках теплопередача от греющего теплоносителя к нагреваемому происходит через разделяющую их твердую стенку, например стен­ку трубы.

В регенеративных теплообменниках процесс теплооб­мена происходит в условиях нестационарного режима.

В смесительных теплообменниках процесс теплообме­на осуществляется при непосредственном соприкоснове­нии и перемешивании теплоносителей. Примерами тако­го теплообменника являются башенный охладитель (гра­дирня), предназначенный для охлаждения воды воздухом; контактные водоподогреватели.

При проектном (конструктивном) тепловом расчете теплообменника площадь рабочей по­верхности F, м², определяется из осн.ур-я теплопередачи:F=Q/k∆t_ср

где Q — тепловой поток через поверхность теплообмена, Вт; k — ко­эффициент теплопередачи, Вт/(м²-К); ∆t_ср — средний температурный напор по всей поверхности нагрева, ⁰С,

47.Элеватор применяют в системе отопления для понижения температуры t₁ сетевой воды, поступающей по подающему теплопроводу, до температуры, допусти­мой в системе t_г.

Схема элеваторов традиционного (а) и с регулируемым се­чением сопла (б)

Основными частями элеватора а)являют­ся: 1сопло , камера всасывания 2, камера смешения 3 и диффузор 4. Работа элеватора основана на использо­вании энергии воды подающей магистрали тепловой сети, выходящей из сопла со значительной скоростью

Расчет и подбор.Основная расчетная характеристика элеватора - коэффициент смешения и, пред­ставляющий собой отношение массы подмешиваемой охлажденной воды G_n к массе воды G_c, поступающей из тепловой сети в элеватор:

и = G_n/ G_c=t₁- t_г/ t_г- t₀

где t1 — температура воды, поступающей в элеватор из подающей линии тепловой сети; г_г— температура смешанной воды, поступаю­щей в систему отопления после элеватора; t₀ — температура охлаж­денной воды, поступающей из системы отопления.

Определить величину коэффициента смешения необ­ходимо для выявления основного размера элеватора — диаметра горловины d_T, мм, перехода камеры смешения в диффузор

d_r = 87,4 Q_см/1000∆р_нас

где Gcm — количество воды, циркулирующей в системе отопления, кг/ч; ∆р_нас — гидравлическое сопротивление системы отопления, Па.

Количество воды, циркулирующей в системе отопле­ния Сем, кг/ч, определяется по формуле

G_см=(3,6∑Q/с( t_г- t₀))β₁ β₂

где ∑Q — суммарный расход теплоты на отопление, Вт; с — тепло­емкость воды, кДж/(кг-К); 3,6—коэффициент перевода Вт в кДж/ч, и

После подбора серийного элеватора , имеющего диаметр горловины, близкий к полу­ченному, можно определить диаметр сопла d_c, мм:

d_c = d_r/(1+ u).

Серийный элеватор удобно подбирать, пользуясь но­мограммой, приведенной в справочной литературе [7], предварительно определив приведенный расход, т/ч, сме­шанной воды по формуле

G_см=1000 G_см/∆р_нас

и коэффициент подмешивания — по ф-ле1.

48.Топливом называются горючие вещества, которые эко­номически целесообразно использовать для получения значительных количеств тепловой энергии.

Состав топлива. Топливо в том виде, в каком оно сжи­гается, т. е. поступает в топку, называется «рабочим топ­ливом». В состав рабочего топлива (твердого и жидкого) входят сл.компоненты: углерод С, водород Н, кислород О, азот N, сера S, зола А и влага W.

Выражая компоненты топлива в процентах, отнесен­ных к 1 кг массы, получим уравнение состава рабочей массы топлива:

C^р + H^p + O^p+ N^р+S_л^р+ A^p + W^p= 100%.

Теплота сгорания топлива.

Основной теплотехнической характеристикой топ­лива является теплота сгорания, которая указывает, ка­кое количество теплоты в килоджоулях выделяется при сжигании 1 кг твердого (или жидкого) топлива или 1 им³ газообразного топлива. Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива.

Высшей теплотой сгорания топлива Q_в^р называют ко­личество теплоты, выделяемой топливом при полном его сгорании с учето.м теплоты, выделившейся при конденса­ции водяных паров, которые образуются при горении.

Низшая теплота сгорания Q_н^р отличается от высшей тем, что не учитывает" теплоту, затрачиваемую на обра­зование водяных паров, которые находятся в продуктах сгорания. Взаимосвязь высшей и низшей теплоты сгорания топ­лива для рабочей массы определяется ур-ем:

Q_Н^Р= Q_В^Р -25(9H^p + W^p)

Для сравнения различных видов топлива по величи­нам их теплоты сгорания, а также для облегчения госу­дарственного планирования добычи и потребления топли­ва введено понятие «условное» топливо. Условное топливо-топливо, низшая теплота сгорания которого по рабочей массе равна 293 кДж/кг для твердого и жид­кого топлива или 29300 кДж/м³ для газообразного топ­лива.Тепловой эквивалент топлива: Э= Q_Н^Р/29300

Древесина. Дрова являются наиболее распространен­ным видом топлива для печей. Теплота сгорания дров в значительной степени зависит от влажности W^p. Дрова (древесные отходы) используются в мелких котельных установках, для роз­жига топок печей и котлов, работающих на трудно заго­рающихся видах топлива. Это объясняется высоким со­держанием летучих веществ в древесине (до 85%).

Торф. Торф представляет собой продукт разложения растительных веществ. По способу добычи различают торф кусковой (машинный и гидроторф) и фрезерный (крошка). Ввиду высокой влажности (до 50%) и низ­кой теплоты сгорания (8500—15000 кДж/кг), транспор­тировка торфа невыгодна, и он используется как местное топливо. Торф содержит около 70 % летучих веществ

Каменные угли являются наиболее ценным твердым топливом. В зависимости от содержания летучих ве­ществ и характера кокса, получаемого при сухой пере­гонке, угли разделяются по маркам: Д — длиннопламенный, Г — газовый, ПЖ — паровичный жирный, ПС — паровичный спекающийся, Т — тощий. Теплота сгорания каменного угла 25000—28000 кДж/кг.

Нефть и ее продукты отличаются большим содержа­нием углерода (С = 84...86 %) и водорода (Н=10... 12 %); все другие компоненты содержатся в незначи­тельном количестве.

Наиболее легкие фракции нефти — бензин, лигроин, керосин — используются в карбюраторных двигателях, более тяжелые — соляровое масло и смеси — в дизелях.

Природный газ имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с твердым и даже жидким топливом; низкая себестоимость по добыче, возможность легкой транспор­тировки по трубопроводам, сгорает без дыма и копоти, легко перемешивается с воздухом; при его использова­нии удобнее осуществлять регулирование и автоматиза­цию процесса горения.

49.Горение топлива представляет собой химический про­цесс соединения его горючих элементов с кислородом воздуха, протекающий при высокой температуре и со­провождающийся выделением значительного количества теплоты.

Для обеспечения устойчивого процесса горения необ­ходимы следующие условия: наличие в топочном устрой­стве высокой температуры для подогрева топлива до температуры воспламенения; постоянный подвод к топ­ливу достаточного количества воздуха, необходимого для горения; непрерывный отвод продуктов сгорания из топки.

В зависимости от вида топлива раз­личают гомогенное и гетерогенное горение. Гомогенное горение происходит в объеме (в массе), при этом топлив о и окислитель находятся в одинаковом агрегатном со­стоянии (например, газообразное топливо и воздух). Гетерогенное горение протекает на поверхности раздела двух фаз, то есть при горении твердого и жидкого топ­лива.

Способ сжигания топлива отражается на характере горения только твердого топлива. При этом различают два способа: горение в слое кускового топлива и горение в факеле пылевидного топлива (слоевой и факельный способы сжигания). Газообразное и жидкое топливо сжигают только в факеле.

50.ТопкиУстройство, предназначенное для сжигания топлива, называется топкой или топочным устройством. Конструк­ция топки должна обеспечивать устойчивый процесс го­рения, экономичное сжигание необходимого количества топлива, высокую производительность, удобную подачу топлива и воздуха, удобное удаление золы и шлака.

Существующие топки классифицируют по следующим признакам:

по способу сжигания топлива — слоевые, камерные (факельные) и циклонные;

по режиму подачи топлива — с периодической и не­прерывной подачей;

по взаимосвязи с котлом — внутренние, т. е. находя­щиеся внутри котла, выносные, устраиваемые вне обо­греваемой поверхности котла;

по способу подачи топлива и организации обслужи­вания — ручные, полумеханические и механические.

Типы топок. Топки для слоевого сжигания топлива могут быть следующих раз­новидностей: а) топки с неподвижной колосниковой ре­шеткой и неподвижно лежащим на ней слоем топлива б) топки с неподвижной колосниковой решеткой и слоем топлива, перемещающимся на

Ручная топка с горизонтальной неподвижной колос­никовой решеткой позволяет сжигать все виды твердого топлива при ручном обслуживании операций загрузки, шурования и удаления шлака, при­меняется в котлах паропроизводителыюстью 1—2 т/ч.

Для сжигания бурого угля в котлах паропроизводи-тельностыо до Ют/ч применяются топки с шурующей планкой.

Скоростные шахтные топки системы В. В. Померан­цева (применяются для сжигания куско­вого торфа под котлами паропроизводительностью до 6,5 т/ч.

Топки с движущейся колосниковой решеткой. К ним относятся топки с механическо

цепной решеткой пря­мого и обратного хода. Цепная решетка прямого хода движется от передней стенки топки к задней, при этом топливо самотеком по­ступает на колосниковую решетку.

В камерных топках некоторые виды твердого топли­ва (антрацитовый штыб, мелочь бурых углей и др.) сжи­гаются в виде угольной пыли. Для.этого топливо измель­чают до пылевидного состояния в углеразмольных мель­ницах и подают в смеси с воздухом в топку, где оно сгорает во взвешенном состоянии .

51.Котельной установкой называется комплекс устройств, предназначенных для выработки тепловой энергии в ви­де горячей воды или пара. Главной частью этого ком­плекса является котел.

В зависимости от того, для какой цели используется тепловая энергия, котельные подразделяются на энерге­тические, отопительно-производственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросило­вые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Ото­пительно-производственные котельные сооружаются на промышленных предприятиях и обеспечивают тепловой энергией системы отопления, вентиляции, горячего водо­снабжения зданий и технологические процессы производ­ства. Отопительные котельные предназначаются для тех же целей, но обслуживают жилые и общественные зда­ния.

Экономичность котла оценивается его коэффициен­том полезного действия, который для всех типов чугун­ных котлов, работающих на твердом топливе, равен 0,6—0,7, а при работе на газообразном топливе — 0,8— 0,85.

52.Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредные выделения, чис­тым атмосферным воздухом. Количество воздуха, пода­ваемого или удаляемого за 1ч из помещения, отнесенное к его внутренней кубатуре, принято называть крат­ностью воздухообмена. При этом знаком (+) обознача­ется воздухообмен по притоку, знаком (—) — по вытяж­ке, т. е.

±n = L/V_a.

Воздухообмен в помещениях L, м³/ч, определяется отдельно для теплого и холодного периодов года и пере­ходных условий при плотности приточного и удаляемого воздуха 1,2 кг/м³ по следующим формулам:

а) по избыткам явной теплоты

L=L_об(р)з+(3.6Q_явн-c L_об(р)з(t_об(р)з-t_пр))/с(t_в-t_пр)

б) по массе выделяющихся вредных веществ

L=L_об(р)з+(m_ро- L_об(р)з(k_об(р)з-t_пр))/(k_в-k_пр)

Если в помещение выделяется несколько вредных ве­ществ, обладающих эффектом суммации действия, необ­ходимо воздухообмен определять, суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ;

в) по избыткам влаги (водяного пара)

L=L_об(р)з+(G- 1.2L_об(р)з(d_об(р)з-d_пр))/1.2(d_в-d_пр)

В помещениях с избыточной влагой (театрах, столо­вых, банях, прачечных и т. п.) необходимо делать про­верку достаточности воздухообмена для предупреждения образования конденсата на внутренней поверхности на­ружных ограждений при расчетных параметрах наруж­ного воздуха в холодный период года;

г) по избыткам полной теплоты

L=L_об(р)з+(3.6Q_полн- 1.2L_об(р)з(L_об(р)з-L_пр))/1.2(L_в-L_пр)

д) по нормируемой кратности воздухообмена

L = Vn;

е) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха :L = FL_пр;

Параметр k_об(р)з принимают равным ПДК в рабочей зоне помещения, а параметры воздуха t_об(р)з d_об(р)з L_об(р)з — равными расчетным параметрам в обслуживае­мой или рабочей зоне помещения по разд. II [11].

За расчетное значение воздухообмена следует при­нять большую из величин, полученных по приведенным формулам.

По способу организации воздухообмена в помещени­ях вентиляция может быть общеобменной, местной (ло­кализующей), смешанной, аварийной и противодымной. Общеобменная вентиляция предусматривается для создания одинаковых условий воздушной среды (темпе­ратуры, влажности, чистоты воздуха и его подвижности) во всем помещении, главным образом в рабочей зоне (Я = 1,5—2 м от пола), когда какие-либо вредные веще­ства распространяются по всему объему помещения или нет возможности уловить их в местах выделения.

При местной вытяжной вентиляции загрязненный воздух удаляется прямо из мест его загрязнения. Мест­ная приточная вентиляция применяется в тех случаях, когда свежий воздух требуется лишь в определенных местах помещения (на рабочих местах). Примером такой вентиляции может служить воздушный душ — струя воз­духа, направленная непосредственно на рабочее место.

Смешанные системы, применяемые главным образом в производственных помещениях, представляют собой комбинации общеобменной вентиляции с местной .

Аварийные вентиляционные установки предусматри­вают в помещениях, в которых возможно внезапное не­ожиданное выделение вредных веществ в количествах, значительно превышающих допустимые. Эти установки включают только в случае, если необходимо быстро уда­лить вредные выделения.

Противодымная вентиляция предусматривается для обеспечения эксплуатации людей из помещений здания в начальной стадии пожара.

53.Системами естественной вентиляции на­зываются системы, в которых подача наружного воздуха или удаление загрязненного осуществляется по специ­альным каналам, предусмотренным в конструкциях зда­ния, или приставным воздуховодам. Воздух в этих систе­мах перемещается вследствие разности давлений наруж­ного и внутреннего воздуха.

В системах естественной вентиляции величина распо­лагаемого давления, которое расходуется на преодоление сопротивления движению воздуха по каналам и другим элементам системы, незначительна и непостоянна. По­этому приточную канальную вентиляцию с естественным побуждением в настоящее время почти не применяют.

Вытяжная естественная канальная вентиляция осу­ществляется преимущественно в жилых и общественных зданиях для помещений, не требующих воздухообмена больше однократного. В производственных зданиях со­гласно СНиП 2.04.05—86 естественную вентиляцию сле­дует проектировать, если она обеспечит нормируемые условия воздушной среды в помещениях и если она до­пустима по технологическим требованиям.

Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит из вертикальных внутристенных или при­ставных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решетками, сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. Для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте часто устанавливают специальную насадку — дефлектор. Загрязненный воздух из помеще­ний поступает через жалюзийную решетку в канал, под­нимается вверх, достигая сборных воздуховодов, и отту­да выходит через шахту в атмосферу.

Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в вытяжных отверстиях, а также дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемыми в сбор­ном воздуховоде и в шахте.

54. Аэродинамический расчет естественной вытяжной канальной системы вентиляции.

При движении воздуха по каналам, воздуховодам и шахте имеют место потери давления на трение и в местных сопротивлениях. Правильно подобранные размеры каналов, сборных воздуховодов и шахты обеспечивают удаление необходимого объема воздуха из помещения и увязку потерь давления на трение и в местных сопротивлениях сети с располагаемым естественным давлением.

Для нормальной работы системы вентиляции необходимо, чтобы соблюдалось условие:

,

де - потери давления на трение в расчетной ветви, Па;

Z – потери давления в местных сопротивлениях, Па;

- коэффициент запаса, равный;

- располагаемое естественное давление, Па.

Проверка работы вытяжной канальной системы вентиляции производится путем аэродинамического расчета системы вентиляции.

Расчет системы вентиляции выполняют по аксонометрической схеме, которая вычерчивается после проделанной работы:

а) определены воздухообмены L, м³/ч для вентилируемых помещений;

б) определены предварительно сечения каналов и их количество

F = , м²

где W- скорость воздуха в канале, м/с.

в) компонуют вентиляционную систему.

Последовательность расчета.

1) Выбирают расчетную ветвь системы вентиляции вентиляционный канал верхнего этажа как наиболее неблагоприятно расположенный по отношению к вытяжной шахте.

2) Определяют располагаемое гравитационное давление для расчетной ветви

3) Уточняют скорость движения воздуха в канале по принятому сечению канала

W = , м/с

4) Находят эквивалентный по трению диаметр канала для прямоугольного сечения

d_ЭКВ = ,мм

где а, b - размеры сторон прямоугольного канала, мм.

5) Зная эквивалентный диаметр канала и скорость движения воздуха, определяют потери давления на трение R, Па на I погонный метр и динамическое давление h_Д, Па, используя номограмму для расчета круглых стальных воздуховодов [5, рис. 14.9].

6) Определяют потери давления на трение на участке.

Р_Т= R· l· , Па

где l - длина участка, м;

- коэффициент шероховатости, определяемый

7) Определяют потери на трение в местных сопротивлениях, зная h_Д и сумму коэффициентов местных сопротивлений

,

8) Находят суммарные потери давления на участке , Па, и в рассчитываемой ветви , Па.

9) Проверяют равенство (ф. 56)

Расчет других каналов следует производить с увязкой потерь давления в параллельных участках с учетом разности значений располагаемых давлений для вентканалов, обслуживающих помещения других этажей.

Так как стандартные вентиляционные панели или блоки обычно выводятся на крышу здания раздельными каналами, то расчет системы вентиляции ведут для одиночного вентиляционного канала.

55.Системы механической вентиляции по сравнению с естественной более сложны в конструктивном отношении и требуют больших первоначальных затрат и эксплуата­ционных расходов. Вместе с тем они имеют ряд преиму­ществ. К основным их достоинствам относятся: незави­симость от температурных колебаний наружного воздуха и его давления, а также скорости ветра; подаваемый и удаляемый воздух можно перемещать на значительные расстояния; воздух, подаваемый в помещение, можно обрабатывать, т. е. нагревать или охлаждать, очищать, увлажнять и осушать.

Вследствие этого механическая вентиляция, как при­точная, так и вытяжная, получила весьма широкое при­менение, особенно в промышленности .

Приточные системы механической вентиляции состо­ят из сл. конструктивных элементов: 1) воздухо-приемного устройства, через которое наружный воздух поступает в приточную камеру; 2) приточной камеры с оборудованием для обработки воздуха и подачи его в помещения; 3) сети каналов и воздуховодов, по которым ■ воздух вентилятором распределяется по отдельным вен­тилируемым помещениям; 4) приточных отверстий с ре­шетками или специальных приточных насадков, через которые воздух из приточных каналов поступает в поме­щения; 5) регулирующих устройств в виде дроссель-кла­панов или задвижек, устанавливаемых в воздухоприем-ных устройствах, на ответвлениях воздуховодов и в ка­налах

Вытяжные системы механической вентиляции обычно состоят из сл. эл-ов: 1) жалюзийных реше­ток и специальных насадков, через которые воздух из помещений поступает в вытяжные каналы; 2) вытяжных каналов, по которым воздух, извлекаемый из помещений, транспортируется в сборный воздуховод; 3) сборных воз­духоводов, соединенных с вытяжной камерой; 4) вытяж­ной камеры, в которой установлен вентилятор с электро­двигателем; 5) оборудования для очистки воздуха, если удаляемый воздух сильно загрязнен; 6) вытяжной шах­ты, служащей для отвода в атмосферу воздуха, извле­каемого из помещений; 7) регулирующих устройств (дроссель-клапанов или задвижек).

Отдельные приточные и вытяжные системы механи­ческой вентиляции могут не иметь некоторых из пере­численных элементов

56.Приточная камера. Фильтры, колориферы,вентиляторы.В настоящее время в общественных и производствен­ных зданиях устраивают преимущественно механическую вентиляцию, в которой воздух перемещается по сети воз­духоводов и другим элементам системы с помощью ра­диальных и осевых вентиляторов, приводимых в дейст­вие электродвигателями.

По принципу действия и назначению вентиляторы подразделяются на радиальные (центробежные), осе­вые, крышные и потолочные.

Радиальные (центробежные) вентиляторы со­стоит из трех основных частей: рабочего колеса с ло­патками (иногда называемого ротором), улиткообразно­го кожуха и станины с валом, шкивом и подшипниками.

Работа радиального вентилятора заключается в сле­дующем: при вращении рабочего колеса воздух поступа­ет через входное отверстие в каналы между лопатками колеса, под действием центробежной силы перемещается по этим каналам, собирается спиральным кожухом и на­правляется в его выходное отверстие. Таким образом, воздух в центробежный вентилятор поступает в осевом направлении и выходит из него в направлении, перпен­дикулярном оси.По назначению вентиляторы изготовляют общего на­значения— для перемещений чистого и малозапыленного воздуха; коррозионно-стойкие (из винипласта и других ма­териалов) — для транспортирования газообразных кор­розионных сред; искрозащищенные — для перемещения горючих и взрывоопасных сред; пылевые — для переме­щения воздуха или газовоздушной смеси, содержащей пыль и другие твердые примеси в количестве более 100 мг/м³.

Осевые вентиляторы. Простейший осевой вентилятор В-06-300 состоит из рабочего колеса, закреп­ленного на втулке и насаженного на вал электродвига­теля, и кожуха (обечайки), назначение которого — со­здавать направленный поток воздуха. При вращении ко­леса возникает движение воздуха вдоль оси вентилятора, что и определяет его название.

Крышные вентиляторы представляют собой вентиля­ционные агрегаты, приспособленные для установки вне помещений на бесчердачном покрытии производствен­ных и общественных зданий вместо большого числа вы­тяжных шахт или аэрационных фонарей.

Осевые крышные вентиляторы, как правило, следует применять только для децентрализованных установок общеобменной вытяжной вентиляции без сети воздухо­водов. Радиальные крышные вентиляторы можно ис­пользовать для установок общеобменной вытяжной вен­тиляции как без сети, так и с сетью воздуховодов.

Потолочные вентиляторы предназначены для перио­дического увеличения скорости движения воздуха в теп­лый период года в производственных и общественных помещениях.

В последние годы промышленность стала выпускать электрические калориферы, разработанные применитель­но к кондиционерам.

Электрокалориферы сконструированы так, чтобы можно было изменить их мощность и регулировать теп­лоотдачу. Стоимость производства 1 Вт теплоты в элек­трокалориферах выше, чем в калориферах, использую­щих в качестве теплоносителя пар или воду. Однако в связи с быстрым ростом производства электроэнергии в нашей стране стоимость получения теплоты в электро­калориферах будет постоянно снижаться.

Расчет электрокалориферов сводится к определению их установочной мощности для получения необходимой теплоотдачи:N=Q/1000

где Q — расход тепла для нагревания воздуха, Вт, Число устанавливаемых калориферов n = NIN, где N — мощность одного калорифера, кВт.

Для очистки подаваемого в помещения воздуха от пыли в приточных камерах применяют специальные фильтры — масляные ,бумажные, тканевые.

Масляный фильтр ФС2 (Ф — фильтр воз­душный, С — сетчатый масляный самоочищающийся, 2 — порядковый номер разработки). В нем в качестве фильтрующего элемента используются четыре бесконеч­ные металлические сетки , которые приводятся в дви­жение электродвигателем. Очистка воздуха от пыли осу­ществляется в процессе прохождения его через беско­нечные движущиеся сетки, смоченные маслом.

Фильтры ячейковые типов ФяУБ и ФяУК, запол­няемые упругим стекловолокнистым фильтрующим ма­териалом ФСВУ, слегка промасленным для удержания пыли. При достижении предельной пылеемкости фильт­рующий материал заменяется новым. В ячейковых фильтрах ФяПБ в качестве фильтрующего материала применяется губчатый пенополиуретан.

Для тонкой и сверхтонкой очистки воздуха от пыли, микроорганизмов и частично радиоактивных аэрозолей служат аэрозольные фильтры ЛАИК, снаряженные фильтрующим материалом ФП (фильтр Петрянова).

Приточные камеры механической вентиляции могут быть расположены в подвальном или цокольном этаже, а также в техничес­ких этажах и на чердаке. В производственных зданиях камеры нередко размещают на специальных площадках непосредственно в цехах.

В любом случае приточные камеры размещают воз­можно ближе к обслуживаемым ими помещениям. Раз­меры и конфигурации помещений их должны быть та­кими, чтобы можно было рационально и удобно размес­тить оборудование (вентиляторы, калориферы и др.)

Ограждающие конструкции приточных камер выпол­няют из огнестойкого материала, способного предотвратить возгорание помещения. Внутренние поверхности их (стены, потолок, пол) должны быть гладкими, т.е. их отделка должна допускать влажную уборку и де­зинфекцию.

В настоящее время применяются типовые приточные вентиляционные камеры, что спо­собствует снижению стоимости систем вентиляции и со­кращению сроков строительства.

В секциях приточных камер может осуществляться очистка, нагревание, а также адиабатическая обработка воздуха. В зависимости от технологических требований к обработке воздуха, камеры могут быть выполнены с полным набором секций, без оросительной секции, без секции фильтра и оросительной секции.

57.Каналы и воздуховоды системы вентиляции. В настоящее время изготов­ляют специальные вентиляционные панели или блоки с каналами круглого, прямоугольного или овального сечения.

В современных крупнопанельных зданиях вентиляци­онные каналы изготовляют в виде специальных блоков или панелей из бетона, железобетона и других материалов. Вентиляционные блоки для зданий с числом этажей до пяти изготовляют с индивидуальными каналами для каждого этажа ,а для зданий с числом этажей пять и более с целью сокращения площади, за­нимаемой каналами, выполняют по схеме с перепуском через один или несколько этажей. Такие блоки имеют сборный канал большого сечения, к которому подключа­ются вертикальные каналы из этажей .Устройство самостоятельных каналов из каждого поме­щения обеспечивает пожарную безопасность вентиляци­онных систем, звукоизоляцию и выполнение санитарно-гигиенических требований. Если в зданиях внутренние стены кирпичные, то вен­тиляционные каналы устраивают в толще стен или бо­роздах, заделываемых плитами.

Если приставные воздуховоды по какой-либо причи­не размещаются у наружной стены, то между стеной и воздуховодом обязательно оставляют зазор не менее 5 см или делают утепление, чтобы предотвратить охлаж­дение воздуха, перемещаемого по воздуховоду, и сниже­ние в связи с этим действующего давления. Кроме того, в воздуховодах, расположенных у наружных стен, может конденсироваться влага из удаляемого воздуха.

Воздуховоды, прокладываемые на чердаках или в не­отапливаемых помещениях, выполняют из двойных гип­сошлаковых или шлакобетонных плит толщиной 40— 50 мм с воздушной прослойкой

В бесчердачных зданиях каналы можно объединять в сборный воздуховод, устраивая его под потолком ко­ридора, лестничных клеток и других вспомогательных помещений. Нередко по архитектурным соображениям для объединения каналов в коридорах предусматрива­ют подшивной потолок.

Сборные горизонтальные воздуховоды, предназначен­ные для перемещения воздуха с повышенной влажностью, выполняют с уклоном 0,01—0,015 к вытяжной шах­те. Вода стекает по трубке через гидравлический затвор в канализацию.