Лекции ОСД-2011-88-Л-печ. Конспект лекций по курсу введение в строительное дело
 Скачать 4.42 Mb.
|
|
1.2.2. Особенности систем парового отопления При конденсации пара при постоянном давлении, его температура также не меняется, а выделяется скрытая теплота парообразования. Это свойство пара выделять скрытую теплоту парообразования используется в системах парового отопления. Системы парового отопления проектируются таким образом, чтобы в нагревательном приборе происходила конденсация пара при неизменной температуре. Таким образом, при конденсации 1кг пара отопительный прибор отдаст в отапливаемое помещение около 2260 кДж. Поскольку плотность пара в диапазоне рабочих давлений в 1400-1500 раз меньше плотности воды при ее температуре в системе отопления, перемещение пара по трубопроводам отопительной системы возможно с гораздо большей скоростью, чем течение воды. Обычно принимаются скорости движения пара в трубопроводах не менее 20 м/с. Большое количество теплоты, которое несет 1кг пара, и большие скорости перемещения его по трубопроводам создают определенные преимущества этому виду теплоносителя. Одним из основных преимуществ парового отопления является меньший расход по массе трубопроводов, чем в системах водяного отопления, а, следовательно, и меньшие капиталовложения в систему отопления. Вторым не менее важным преимуществом является то, что коэффициент теплопередачи отопительного прибора при паре будет больше этого коэффициента при воде. 20 недостаткам систем парового отопления следует отнести слишком высокую температуру поверхности отопительных приборов в период работы системы и невозможность плавного регулирования теплоотдачи приборов. Высокая температура поверхности приборов исключает возможность применения качестве теплоносителя пар в помещениях, где не исключена возгонка органической пыли, в помещениях с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями, таких как жилые квартиры, общежития, детские учреждения, школы, больницы, а также в помещениях ряда промышленных цехов. СНиП 2.04.05-86 рекомендует применять системы парового отопления в некоторых промышленных цехах предприятий, где не предъявляются высокие санитарно-гигиенические требования и не выделяется органическая пыль, в помещениях, предназначенных для кратковременного пребывания людей, и в помещениях складов, бань, прачечных и им подобных. Конструктивно системы парового отопления могут быть выполнены с верхней и нижней прокладкой паропроводов (в некоторых случаях применяется средняя прокладка), конструкции стояков могут быть как двухтрубные, так и однотрубные, системы могут быть как с вертикальными стояками, так и с горизонтальными ветвями. Существуют различные схемы систем парового отопления низкого давления с верхней прокладкой паропровода , сухим конденсатопроводом и самотечным возвратом конденсата, горизонтальной схемы и разомкнутой системы с конденсационным баком и насосной перекачкой конденсата из бака в котел. В системах парового отопления теплоноситель (пар), поступая по трубопроводу в отопительные приборы, конденсируется, отдавая теплоту парообразования для отопления помещений. Конденсат из приборов возвращается обратно в котел. 1.2.3. Системы воздушного отопления Для систем воздушного отопления воздух нагревается непосредственно в обслуживаемых этими системами зданиях. Отопление помещений 21 осуществляется централизованно по специальным каналам (воздуховодам) или сосредоточенной подачей воздуха и децентрализованно с помощью отопительных агрегатов, устанавливаемых в различных местах помещения. При сосредоточенной подаче воздуха применяют крупные отопительные агрегаты, направляющие нагретый воздух в помещения с большой скоростью. 1.2.4. Комбинированные системы отопления комбинированным системам относят пароводяные, водо-водяные, паровоздушные, водовоздушные, электровоздушные и газовоздушные, т. е. такие, которых основной теплоноситель (горячая вода или воздух) получается с помощью другого теплоносителя (пара, перегретой воды, электроэнергии, газа). В пароводяных и водо-водяных системах основной теплоноситель подготавливается в водонагревателе — бойлере. Нагретая вода поступает по трубопроводу в отопительные приборы системы отопления здания. Из приборов охлажденная вода возвращается для нагрева обратно в бойлер. Во всех комбинированных системах воздушного отопления воздух нагревается в калориферах. 1.2.5. Печное отопление Печное отопление представляет собой довольно распространенный вид отопления малоэтажных зданий (преимущественно в сельской местности). Особенностью этого вида отопления является то, что генератор тепла и теплоотдающие поверхности совмещены и находятся в отапливаемом помещении. Прежде недостатком печного отопления был низкий коэффициент полезного действия, обычно не превышающий 0,4. В современных печах он доходит до 0,75-0,85, и в настоящее время задача сводится не столько к конструированию новых, сколько к внедрению в практику имеющихся улучшенных печей. Инженер-строитель должен популяризировать современные печи, активно участвовать в проектировании печного отопления и не допускать 22 применения печей технически устаревших конструкций даже для отопления временных построек. Согласно СНиП 2.04.05-86, печное отопление можно применять в жилых домах до двух этажей включительно, в одноэтажных общежитиях с числом мест не более 25, в небольших одноэтажных зданиях лечебно-профилактических учреждений, в одноэтажных зданиях сельских школ, рассчитанных не более чем на 80 учеников, в одноэтажных зданиях детских дошкольных учреждений с числом мест не более 50 с дневным пребыванием детей, в зданиях зрелищных предприятий с числом мест до 100, в столовых с числом посадочных мест не более 50, в одноэтажных зданиях вокзалов вместимостью до 50 пассажиров и в сельских производственных зданиях площадью до 500 м2. Печное отопление в зданиях и помещениях категорий взрывной и пожарной опасности производств А, Б, В и Е, а также в зданиях любого назначения выше двух этажей (с учетом цокольного этажа) устраивать запрещается, К печам предъявляются следующие общие требования: а) печь должна равномерно прогреваться, чтобы температурный градиент по высоте отапливаемого помещения был небольшим; б) амплитуда колебания температуры воздуха в течение суток не должна быть более ±3° С; в) температура поверхности печи в зданиях и помещениях дошкольных и лечебно-профилактических учреждений на всей ее площади не должна превышать 90а С. других зданиях и помещениях, в которых допускается устраивать печное отопление, можно иметь температуру поверхности печи 110° С - на площади не более 15 % и 120° С — на площади не более 5% общей площади поверхности печи. Более высокая температура допускается лишь в помещениях с временным пребыванием людей и при обязательной установке экранов, предохраняющих от ожогов и снижающих излучение; 23 г) отделка наружной поверхности должна препятствовать скоплению на ней пыли (в лечебных и дошкольных учреждениях желательно облицовывать поверхность керамической плиткой); д) КПД должен быть как можно более высоким; е) устройство печи должно исключать опасность возникновения пожаров; ж) обслуживание должно быть простым и не требовать много времени; з) срок службы печи должен быть 25—30 лет. технико-экономическом и санитарно-гигиеническом отношениях печное отопление имеет положительные и отрицательные стороны. К положительным свойствам печного отопления относятся: –более низкая стоимость устройства по сравнению с другими видами отопления; –малый расход металла; –возможность применения любого вида топлива; –сравнительно высокий КПД; –обеспеченность воздухообмена в помещениях, так как во время топки печи происходит подсос воздуха в топливник для поддержания процесса горения и поступление чистого воздуха извне; –большая отдача тепла помещению излучением (до 50%) по сравнению с радиаторами центрального отопления, где этот вид передачи тепла— излучение — составляет не более 25%. К недостаткам печного отопления относятся: –значительная площадь, требуемая для хранения топлива; –потеря полезной площади, занимаемой печами; –опасность в пожарном отношении при невыполнении указанных выше правил; –загрязнение помещений при очистке печи от золы и шлаков и доставке топлива; –более высокая по сравнению с центральным отоплением амплитуда колебания температуры воздуха в течение суток; 24 –опасность отравления окисью углерода при нарушении правил эксплуатации печи. Печное отопление и системы с радиаторами или приборами панельного типа относят к конвекционно-лучистой группе. лучистым системам отопления относят системы, при работе которых средневзвешенная температура поверхностей ограждающих конструкций выше температуры воздуха в помещении. Такие условия достигаются развитой, умеренно нагретой теплоотдающей поверхностью (потолка, стен и пола) и подвесными нагретыми панелями. Примером конвекционной системы может служить система отопления с конвекторами или ребристыми трубами. 1.3. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СИСТЕМАМ ОТОПЛЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИХ КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ В ПОМЕЩЕНИИ Гигиенические исследования микроклимата помещений и того, как влияют изменения его отдельных компонентов на организм человека, позволили выработать определенные требования к системам отопления. Приводим основные из них: –любая система отопления должна возмещать потери тепла в помещении через все его теплоограждающие конструкции — наружные стены, наружные двери, окна, чердачное перекрытие или безчердачное покрытие и пол; –система отопления должна независимо от колебаний наружной температуры воздуха поддерживать внутри помещений в зависимости от их назначения установленную гигиеническими нормами температуру (согласно СНиП); –температура внутреннего воздуха должна быть по возможности paвномерной как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Температура считается равномерной, если в горизонтальном направлении 25 от окон до противоположной стены разница температуры воздуха не превышает 2° С, а в вертикальном — 1° С на каждый метр высоты; –колебания температуры воздуха в течение суток не должно быть больше ±3° С при печном отоплении и ±1,5° С — при центральном; –внутренние поверхности ограждений (стены, потолок, пол) должны нагреваться настолько, чтобы температура их приближалась к температуре воздуха помещения. Нормируемые величины температурного перепада между расчетной температурой внутреннего воздуха и температурой внутренних поверхностей стен приведены в СНиП; –средняя температура поверхности нагревательных приборов в жилых помещениях не должна превышать 85° С. Она регламентирована и для приборов, установленных в помещениях другого назначения; –в жилых и общественных зданиях система отопления вместе с системой вентиляции должна обеспечивать поддержание относительной влажности и скорости движения воздуха V в пределах гигиенических норм (φ = 40 - 60%, V = 0,15 - 0,25 м/с); –в производственных помещениях система отопления вместе с системой вентиляции должна обеспечивать нормальные условия работы и температурно-влажностный режим, задаваемый технологическим процессом производства. 1.4. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ОТОПИТЕЛЬНЫМ ПРИБОРАМ, РАСЧЕТ ПЛОЩАДИ НАГРЕВА На отечественном рынке наиболее часто встречаются следующие типы радиаторов водяного отопления: –чугунные радиаторы; –алюминиевые радиаторы; –биметаллические радиаторы; –стальные трубчатые радиаторы; –стальные панельные радиаторы. 26
 1.4.2. Алюминиевые радиаторы  Имея очень хорошую теплоотдачу, низкую массу и привлекательный дизайн, в то же время алюминиевые радиаторы (см. рис.1.11) выдерживают достаточно высокое давление. Главный минус – высокая цена. Кроме того, алюминиевые радиаторы подвержены коррозии. Коррозию усиливает образование в системе отопления гальванических паров алюминия с другими металлами. В случае использования алюминиевых радиаторов желательно проводить противокоррозийные Рис.1.11. - Алюминиевые радиаторы мероприятия, что вполне осуществимо в частном доме. 1.4.3. Биметаллические радиаторы Биметаллические радиаторы (рис.1.12) состоят из алюминиевого корпуса и стальной трубы, по которой движется теплоноситель. Имеют все плюсы алюминиевых радиаторов - высокая теплоотдача, низкая масса, привлекательный внешний вид и, кроме того, при определенных условиях имеют более высокую коррозийную стойкость и обычно рассчитаны на большее давление в системе 27 отопления. Но как и у алюминиевых радиаторов их основной минус - высокая цена. Установка таких радиаторов в частном загородном доме, как правило, не оправдана, так как высокого давления  этом случае быть не должно и нет смысла платить за это дополнительные деньги. Рис.1.12 - Биметаллические радиаторы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||