8. Низкотемпературные системы отопления.

Н изкотемпературными называются системы отопления, температура теплоносителя на входе которого не превышает 70°С. В таких системах используются традиционные и нетрадиционные теплоисточники – это солнечная радиация, теплота уходящих газов и воздуха. Низкотемпературные системы отопления имеют большие экономические преимущества. Применяются они не очень широко из-за большого расхода металла для площади нагревательных поверхностей. Системы низкотемпературного отопления подразделяются: - в зависимости от способа нагревания теплоносителя: однокомпонентные (имеют однотипные теплоприготовительные установки), комбинированные (имеют две разнотипные теплоприготовительные установки); - по виду применяемого теплоносителя: водяные, паровые, воздушные. Низкотемпературная система водяного отопления по своей конструкции не отличается от обычных систем водяного отопления. Из-за небольшого перепада температуры воды обычно они устраиваются двухтрубными, желательно с открытым расширительным баком. Бак изолируется и снабжается циркуляционной линией. При отсутствии чердака возможна установка закрытого расширительного бака, при использовании нетрадиционных теплоисточников периодического действия (солнечная энергия, сбросная теплота технологического процесса). В систему низкотемпературного водяного отопления включают теплоаккумуляторы, использующие теплоту фазовых превращений. В качестве жидких заполнителей в теплоаккумуляторах используют незамерзающие жидкости: - водный раствор этиленглюколя, глизантий. В качестве твердого наполнителя используется гравий. Теплота накапливается в теплоаккумуляторе за счет теплоемкости материала-заполнителя. В системе низкотемпературного водяного отопления теплоаккумуляторы включаются по зависимой и независимой схемам. В случае значительной сезонной неравномерности в поступлении теплоты от нетрадиционных теплоисточников можно использовать грунтовые, скальные теплоаккумуляторы или подземные озера. Грунтовые теплоаккумуляторы устраиваются путем закладки в грунт горизонтальных трубных регистров с шагом труб 1,5-2 м. В скальный массив теплоту подают по трубам в скважины, пробуренные вертикально или наклонно на глубину от 10 до 50 м. В подзеные озера или заполненные водой горные выработки теплоту подают через гладкотрубные регистры, помещаемые на дне, а отбирают через аналогичные по конструкции теплообменники вблизи поверхости.

14. Методы гидравлических расчетов систем водяного отопления.

1 способ : Гидравл. расчет по удальной линейной потере давления , когда подбирают диаметры при равных перепадах тем-р во всех стояках и ветвях : Δtст=Δtс , Δtс=tг-to. Предварительно вычисляем перепад воды на каждом участке: Gуч=Qуч*β1*β2/ c*(tг-to), кг/ч.

Потери на трение и местные сопротивления на участке : Δpуч= + , где R= - удельная потеря Р на трение на длине 1 м , Па/м; Z=- потери Р на местные сопротивления,Па. Потери Р в циркуляционном кольце с/мы : при последовательном соединении участков :

, т.е. равны сумме потерь Р на уч-ках , составляющих кольцо ; при параллельном соединении соединении 2 уч-ков, стояков или ветвей , т.е. потери Р на параллельно соединенных уч-ках, стояках или ветвях равны.

2 способ: гидравл.расчет по хар-кам сопротивления и проводимостям , когда устанавливают распределение потоков воды в циркуляц.кольцах с/мы и получают неравные перепады тем-ры воды в стояках и ветвях . Предварительно выбирают диаметр труб на кажд.уч-ке с учетом допустимой скорости движения воды и конструктив.соображений.

, где = -скорость движения воды, м/с; G -расход воды на рассчитываемом уч-ке , кг/ч; - удел.гидродинам.Р на уч-ке, Па/(кг/ч)², возникающее при расходе воды 1 кг/ч; - хар-ка гидравл.сопротивления уч-ка , Па/(кг/ч)², выражающая потери Р на уч-ке при единичном расходе воды(1 кг/ч). Потери Р на уч-ке м.б. найдены по зав-ти и исходя из проводимости уч-ка , где - проводимость уч-ка , кг/(ч*Па^0,5), показывающая расход воды при единичной потере Р на уч-ке(1 Па).Проводимость связана с хар-кой сопротивления зав-стью .Хар-ка сопротивления м.б. получена как д/отдельного уч-ка , так и д/неск-х уч-ков , соединенных между собой последовательно или параллельно. Общая хар-ка гидравл.сопротивления последовательно соединенных N уч-ков(при одинаковых расходах т/н на всех уч-ках) , т.е. равна сумме хар-к сопротивления уч-ков. Общая хар-ка гидравл.сопротивлений параллельно соединенных 2 уч-ков(хар-ка сопротивления так называемого узла ) , т.е. хар-ка сопротивления узла параллельных уч-ков равняется обрат.величине квадрата суммы проводимостей уч-ков, его составляющих.1 способ раскрывает физ.картину распределения сопротивлений в с/ме , но выполняется с невязками потерь Р в смежных циркуляц.кольцах. 2 способ применяют при повышенной скорости движения воды в с/ме .

13.С/ма воздушного отопления.

В с/мах воздушного отопления исп. атмосферный в-х. Воздушное отопление основано на передаче теплоты в отапливаемые помещения от охлаждающегося т/н. Устраиваются в производственнях , гражданских и с/х зданиях , применяя рециркуляцию в-ха или совмещая отопление с общеобменной приточной вентиляцией.

В центральной с/ме воздушного отопления присутствуют теплогенератор-центральная установка д/нагревания воздуха и теплопроводы – каналы д/перемещения т/н воздуха. Воздух д/отопления обычно является вторичным т/н , т.к. нагревается в калориферах другим , первичным т/н - горячей водой или паром. Т.о. с/ма воздушного отопления становится комбинированной – водовоздушной или паровоздушной. В с/ме возд. отопления воздух , нагретый до тем-ры более высокой , чем тем-ра воздуха в помещениях , отдает избыток теплоты и , охладившись , возвращается д/повторного нагревания.Этот процесс м. б. осуществлен 2 способами: 1)нагретый в-х попадает в обогреваемое помещение , смешивается с окружающим в-хоми охлаждается до тем-ры этого в-ха. 2)нагретый в-х не попадает в обогреваемое помещение , а перемещается в окружающих помещение каналах , нагревая их стенки.

В практике обычно применяется 1 способ. При использовании 2 способа в процессе эксплуатации с/мы нарушается плотность каналов. В стенках и стыках каналов , расширяющихся при нагревании и сжимающихся при охлаждении , появляются трещины , в рез-те чего искажается необходимое воздухораспределение. Это приводит к перегреванию одних и недогреванию других помещений. В центр. с/ме воздушного отопления отсутствуют нагревательные приборы.Если радиус действия с/мы воздушного отопления сужается одного помещения , то воздухонагреватель может устанавливаться непосредственно в этом помещении , то с/ма местная. В отличии от с/мы водяного отопления в воздушных с/мах тепл. Мощность воздухонагревателя значительно большемощности 1 обычного отопит.прибора. Местной делают с/му возд.отопления в том случае , если в помещении отсутствует центр. с/ма приточной вентиляции , а также при незначительном объеме приточного в-ха. 1)полностью рециркуляционная а)бесканальная : внутренний в-х с тем-рой tв нагревается первичным т/н в отопит.агрегате ,затем вентилятором перемещается в помещение .

1-отопит.агрегат

2-рабочая зона

3-канал нагретого в-ха 4-т/обменник- калорифер

б)канальная : канал д/горячего в-ха вызывает естественную циркуляцию внутр. в-ха ч/з помещение и калорифер. Эти 2 схемы применяются в помещениях без искусственной приточной вентиляции.

2)частично рециркуляционная : эта схема исп. при наличии приточно-вытяжной вентиляции. Часть в-ха забирается снаружи другая часть внутр. в-ха подмешивается к наружному. Смешанный в-х догревается в калорифере и подается вентилятором в помещение. Помещение обогревается всем поступающим в него в-хом , а вентилируется той частью , кот-я забирается снаружи. Эта часть в-ха удаляется из помещения в атмосферу по каналу вытяжной вентиляции(рис.в).5-воздухозабор 6-рециркули- рующий в-х 7-канал вытяж-ной вентиляции

3)прямоточная : применяется при наличии приточно-вытяжной вентиляции. Наруж.в-х в кол-ве нужном д/вентиляции дополнительно нагревается д/отопления. После охлаждения до tв в таком же кол-ве удаляется в атмосферу(рис.г).

Центральная с/ма воздушного отопления –канальная. Воздух нагревается до необходимой тем-ры в тепловом центре здания и выпускается в помещение ч/з воздухораспределители.1)полностью рециркуляционная . Нагретый воздух по спец. каналам распределяется по помещениям , а охладившийся в-х по дугим каналам возвращается д/повторного нагревания в т/обменнике –калорифере. Т.о.совершается полная рециркуляция в-ха без вентиляции. Теплоотдача в калорифере соответствует теплопотерям помещений , т.е. схема явл. частично-отопительной(рис.а).

1-т/обменник- калорифер

2-канал нагретого в-ха с воздухораспределителем на конце, 3-канал внутреннего в-ха, 4-вентилятор

5-канал наружного в-ха

2)частично рециркуляционная(рис.б)

3)прямоточная(рис.в)

6-воздухо-воздушный т/обменник , 7-рабочая зона

4 )рекуперативная:дополнительный воздухораспре-делительный т/обменник позволяет уттилизировать часть воды уходящего в-ха д/нагревания наружного в-ха(рис.г).Рециркуляционные схемы отличаются от прямоточных меньшими первоначальными вложениями и эксплуатационными затратами. М.б. применяться , если в помещении допускается рециркуляция в-ха. Прямоточные применяются в том случае , когда треб-ся вент-ция в объеме не меньшем , чем объем в-ха д/отопления.