1. Назначение, виды систем отопления
2. Расчет систем отопления
№ 1 Назначение, виды систем отопления
В производств. зданиях и помещениях любого назначения с постоянными или длительными (более 2ч) пребываниями персонала при проведении разл. видов работ следует предусмотреть соотв. систему отопления для создания требуемой t воздуха в холодное время воздуха.
При выборе системы отопления, вида и параметров теплоносителя, нагреват. приборов необходимо учитывать тепловую энергию ограждающих конструкций, характер и назначение зданий и сооружений.
Основа выбора обогревательных элементов – СниП 2.04.05.-91
Система отопления – неотъемлемая часть зданий и сооружений, должна удовлетворять санитарно-гигиеническим, технико-экономич., архитектурно-строительным и монтажно-эксплуатационным требованиям.
Система отопления включает:
1. Источник теплоты
2. Теплопроводы
3. Теплообменники (отопительные приборы)
| Система отопления | Теплоноситель | По способу перемещения | По месту расположения источника | По конструктивному исполнению |
| Водяные системы отопления | вода | естеств. побуждение (за счет разности t); принудительное побуждение (создание давления насосами) | Центральное; Местное; | Однотрубные; Двухтрубные; |
| Паровые системы отопления | нагретый пар | низкого давления; высокого давления; | Центральное; Местное; | с самотечным возвратом конденсата; с конденсаторным баком и насосом |
| Воздушные системы | Рециркуляционное; совмещенное с вентиляцией | Местные | Прямоточные | |
| Печные системы | с естественным побуждением за счет конвекции | Местные (умеренного прогрева); повышенного прогрева; печи непрерывного горения; отопительно-варочные печи; нетеплоемкие/теплоемки печи | ||
| Радиационные | с естественным побуждением за счет движения воздуха | Местные; лучистые; отопительные | ||
| Электрические | С промежуточным теплоносителем (вода, масло); С естественным обогревом | Местные |
Наиболее эффективные в санитарно-гигиеническом отношении – системы водяного и парового отопления. Но их нельзя использовать в помещениях, где имеются вещества, способные при взаимодействии с водой загораться или взрываться; где возможно выделение в воздух веществ, способных к самовоспламенению.
Поверхность нагревательных приборов не должна иметь t больше 150 С, т.к. при t больше 80 С может происходить возгонка, разложение, пригорание органич. пыли, сопровождаемое неприятным запахом гари.
Нагревательные приборы должны иметь гладкую поверхность, удобную для чистки; исключать возможность контакта с веществами, способными к самовозгоранию при опр. t.
Наиболее безопасные – системы воздушного отопления: нагрев воздуха в спец. калориферах, теплоноситель – горячая вода или нагретый пар, м.б. использованы газовые горелки с отводом продуктов горения.
Для обогрева офисов и производ. помещений м.б. использована люба система отопления, выбор ограничивается сан.-гигиеническими и технико-эксплуатац. требованиями.
№2 Расчет систем отопления
а) Расчётная тепловая мощность систем отопления
Температ. обстановка в производ. и офисных помещениях зависит от тепловой мощности систем отопления, расположения обогревательных устройств, теплофизических свойств, наружных и внутренних ограждений, интенсивности других источников тепла, потерь теплоты.
Система отопления для выполнения возложенной на неё задачи должна обладать определённой тепловой мощностью. Расчётная тепловая мощность системы выявляется в результате составления теплового баланса в обогреваемых помещениях при температуре наружного воздуха tн.р,
tн.р = 0,92 t наружн. за 5 дней
Расчётная тепловая мощность в течение отопительного сезона используется частично в зависимости от изменения теплопотерь помещений при текущем значении температуры наружного воздуха t н и только при t н.р - полностью.
б) Эксплуатационное регулирование систем отопления
Изменение текущей теплопотребности на отопление имеет место в течение всего отопительного сезона, поэтому теплоперенос к отопительным приборам должен изменяться в широких пределах, то есть теплообмен в помещениях должен быть регулируем.
в) Расчет теплового баланса помещения
В холодное время года помещение теряет теплоту в основном через наружное ограждение и в какой-то мере через внутреннее ограждение.
Кроме того, теплота расходуется на нагревание наружного воздуха, который проникает в помещение через неплотности ограждений естественным путем или в процессе работы системы вентиляции, а также материалов, транспортных средств, изделий, одежды, которые холодными попадают в помещение снаружи.
В установившемся (стационарном) режиме потери равны поступлениям теплоты. Теплота поступает в помещение от людей, технологического и бытового оборудования, источников искусственного освещения, от нагретых материалов, изделий, в результате воздействия на здание солнечной радиации. В производственных помещениях могут осуществляться технологические процессы, связанные с выделением теплоты (конденсация влаги, химические реакции и пр.).
Учёт всех перечисленных составляющих потерь и поступления теплоты необходим при сведении теплового баланса помещений здания
Для определения расчётной тепловой мощности системы отопления Qот составляет баланс расходов теплоты для расчётных условий холодного периода года в виде:
Qот = dQ = Qогр + Qи(вент) ± Qт(быт)
где Qогр - потери теплоты через наружные ограждения; Qи(вент) - расход теплоты на нагревание поступающего в помещение наружного воздуха; Qт(быт) - технологические или бытовые выделения или расход теплоты.
Методики расчета отдельных составляющих теплового баланса, входящих в формулу, нормируются СНиП.
г) Потери теплоты через наружное ограждение
Основные теплопотери через ограждения помещения Qогр определяют в зависимости от его площади, приведенного сопротивления теплопередаче ограждения и расчетной разности температуры помещения и снаружи ограждения.
д) Расчет теплоты на нагрев поступающего в помещение воздуха
Расход может составлять 30...40% и более от основных теплопотерь. Количество наружного воздуха зависит от конструкции и внешних условий помещения.
е) Технологические потери
Эта составляющая теплового баланса обычно учитывается при проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Определение технологических выделений или расхода тепла производится на основе разности t оборудования.
Для теплотехнической оценки здания пользуются показателем - удельная тепловая характеристика здания q, Вт/(м3·°С)
q = Qзд / (V(tв - tн.р))
где Qзд - расчётные теплопотери всеми помещениями здания, Вт; V - объём отапливаемого здания по внешнему обмеру, м3; (tв - tн.р) - расчётная разность температуры для основных (наиболее представительных) помещений здания,°C.