Характеристика систем отопления. Тепловой режим отапливаемого здания. Теплообмен на нагретой и охлажденной поверхностях в помещении и на наружной поверхности ограждения здания. – 1 час

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 9Следующая ⇒

Потребление энергии в нашей стране, как и во всем мире, неуклонно возрастает и, прежде всего, для теплообеспечения зданий и сооружений. Известно, что на теплоснабжение гражданских и производственных зданий расходуется более одной трети всего добываемого органического топлива. Между тем добыча топлива обходится все дороже в связи с освоением глубоких месторождений в новых отдаленных районах. Поэтому при дальнейшем развитии народного хозяйства страны необходима экономия топлива.

Для экономии топлива, прежде всего, предусмотрено, как генеральное направление, дальнейшее развитие централизованного теплоснабжения на базе совместной выработки тепловой и электрической энергии (от ТЭЦ). В отдельных больших городах предусматривается централизованное теплоснабжение от атомных теплостанций (от ACT).

Основными среди теплозатрат на коммунально-бытовые нужды в зданиях (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячее водоснабжение) являются затраты на отопление. Это объясняется условиями эксплуатации зданий в холодное время года на большей части территории страны, когда теплопотери через ограждающие конструкции зданий значительно превышают внутренние тепловыделения. Приходится для поддержания необходимой температуры внутреннего воздуха оборудовать здания отопительными установками.

Следовательно, отоплением называется искусственное обогревание помещений здания с возмещением теплопотерь для поддержания в них температуры на заданном уровне, определяемом условиями теплового комфорта для находящихся людей и требованиями протекающего технологического процесса. Для этого предусматривают отопительную установку.

Отопление является отраслью строительной техники. Монтаж стационарной отопительной установки проводится в процессе возведения здания, ее элементы при проектировании увязываются со строительными конструкциями и сочетаются с планировкой и интерьером помещений. Вместе с тем отопление — один из видов технологического оборудования зданий.

Функционирование отопления характеризуется определенной периодичностью в течение года и изменчивостью использования мощности установки, зависящей, прежде всего, от метеорологических условий в холодное время года.

При понижении температуры наружного воздуха и усилении ветра должна увеличиваться, а при повышении температуры наружного воздуха, воздействии солнечной радиации уменьшаться теплопередача от отопительных установок в помещения, т. е. теплопередача от отопительных установок должна постоянно регулироваться. Изменение внешних воздействий сочетается с неравномерными теплопоступлениями от внутренних производственных и бытовых источников, что также вызывает необходимость регулирования действия отопительных установок.

Для создания и поддержания теплового комфорта в помещениях зданий требуются технически совершенные и надежные отопительные установки. И чем суровее климат местности и выше требования к обеспечению благоприятных тепловых условий в здании, тем более мощными и гибкими должны быть эти установки.

Отопление зданий начинают при устойчивом (в течение 3 сут) понижении среднесуточной температуры наружного воздуха до 8 °С и ниже, заканчивают отопление при устойчивом повышении температуры наружного воздуха до 8 °С. Период отопления зданий в течение года называют отопительным сезоном. Длительность отопительного сезона устанавливают па основании многолетних наблюдений как среднее число дней в году с устойчивой среднесуточной температурой воздуха ≤ 8°С.

Суровость или мягкость зимы полнее выражается не длительностью отопления зданий, а значением градусо-суток — произведением числа суток действия отопления на разность внутренней и наружной температуры, средней в течение этого периода времени. Состояние воздушной среды в помещениях в холодное время года определяется действием не только отопления, но и вентиляции. Отопление и вентиляция предназначены для поддержания в помещениях помимо необходимой температуры определенных влажности, подвижности, давления, газового состава и чистоты воздуха. Во многих производственных и гражданских зданиях отопление и вентиляция неотделимы, они совместно создают требуемые санитарно-гигиенические условия, что способствует снижению числа заболеваний людей, улучшению их самочувствия, повышению производительности труда и качества продукции.

В одно и то же время встречались технические устройства отопления, стоящие и на самом низком и на достаточно высоком уровнях. Самый простой и древний способ отопления путем сжигания топлива внутри помещения соседствовал с центральными установками водяного и воздушного отопления. Так, в г. Эфесе, основанном в X в. до н. э. на территории современной Турции, для отопления уже в то время использовались системы трубок, в которые подавалась горячая вода из закрытых котлов, находящихся в подвалах домов. Система воздушного отопления «Хюпокаустум» («снизу согретый»), созданная в Римской империи, подробно описана Витрувием (конец I в. до н. э.). Наружный воздух нагревался в подпольных каналах, предварительно прогретых горячими газами, и поступал в отапливаемые помещения. По такому же принципу обогревались помещения замков в Германии в средние века.

В течение нескольких тысячелетий для отопления жилищ применялись глинобитные печи, топившиеся «по-черному» с отводом дыма в помещение и через него наружу. Во дворцах устраивалось центральное огневоздушное подпольное отопление, обнаруженное при раскопках на территории Хакассии в Сибири, Древних Китая и Греции.

В России лишь в XV—XVI вв. печи в жилых помещениях были дополнены трубами и стали называться «белыми» или «русскими». Появилось воздушное отопление. Известно, что в XV в. такое отопление было устроено в Московском Кремле, а затем под названием «русская система» применялось в Германии и Австрии для отопления крупных зданий.

В XVIII в. в Англии и Франции были изобретены (хотя отдельные установки встречались и ранее) системы парового и водяного отопления. Они сначала применялись для отопления оранжерей и теплиц, а потом с начала следующего столетия — и зданий. В России первая система парового отопления была осуществлена в Петербурге в 1816 г., водяного отопления — в 1834 г. (П. Г. Соболевский). В России паровое отопление высокого давления устраивалось исключительно в производственных зданиях, что свидетельствует о понимании связанных с его применением недостатков. Позднее стали применять системы низкого давления. Водяное же отопление преимущественно распространялось в гражданском строительстве, в первую очередь — в больницах.

Общие сведения об отоплении. Характеристика систем отопления

Отопление помещений может быть конвективным и лучистым.

К конвективному относят отопление, при котором температура воздуха t_K поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная температура помещения t_R (t_K > t_R), понимая под радиационной усредненную температуру поверхностей, обращенных в помещение, вычисленную относительно человека, находящегося в середине помещения. Это широко распространенный способ отопления.

Лучистым считают отопление, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха ( t_R > t_K ), Лучистое отопление при несколько пониженной температуре воздуха (по сравнению с конвективным отоплением) более благоприятно для самочувствия людей в помещениях (например, до 18—20 °С вместо 20—22 °С в помещениях гражданских зданий).

Конвективное или лучистое отопление помещений осуществляется специальной технической установкой, называемой системой отопления. Система отопления — это совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты в обогреваемые помещения.

Основные конструктивные элементы системы отопления (рис. 1.1):

1 —теплоисточник (теплообменник при централизованном теплоснабжении)—элемент для получения теплоты;

2—теплопроводы — элемент для переноса теплоты от теплоисточника к отопительным приборам;

3—отопительные приборы — элемент для теплопередачи в помещения.

Перенос по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой или газообразной рабочей среды. Жидкая ( вода идругие жидкости) или газообразная (пар, воздух, газ) среда, перемещающаяся в системе отопления, называется теплоносителем.

Система отопления для выполнения возложенной на нее задачи должна обладать определенной тепловой мощностью. Расчетная тепловая мощность системы выявляется в результате составления теплового баланса в обогреваемых помещениях при температуре наружного воздуха, называемой расчетной.

К системе отопления предъявляются разнообразные требования. Все требования можно разделить на пять групп:

— санитарно-гигиенические — поддержание заданной температуры воздуха и внутренней поверхности ограждений во времени, в плане и по высоте помещений при допустимой подвижности воздуха; ограничение температуры поверхности отопительных приборов;

— экономические — невысокие капитальные вложения с минимальным расходом металла; экономный расход тепловой энергии при эксплуатации;

— архитектурно-строительные — соответствие интерьеру помещений, компактность, увязка со строительными конструкциями; согласование со сроком строительства зданий;

— производственно-монтажные — минимальное число унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления; сокращение трудовых затрат при монтаже;

— эксплуатационные — эффективность действия в течение всего периода работы, связанная с надежностью и техническим совершенством системы.

Деление требований на пять групп условно, так как в них входят требования, относящиеся как к периоду проектирования и строительства, так и эксплуатации зданий.

Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, которые обусловливаются необходимостью поддерживать заданную температуру в помещениях в течение отопительного сезона и всего срока службы системы.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒