Дальнейшее развитие техники центрального отопления

Будущ Будущее отопительной техники из-за появления множества различных тенденций

спрогнозировать очень трудно. Все же можно говорить о четырех основных

влияющих факторах, которые представлены на рис. 1.1.

Важным моментом в рыночных и общих условиях является ожидаемое раз­витие

 

жилищного фонда.

 

Увеличение количества нового снабжающего оборудования сопровождается все более

 

строгими законодательными условиями. Несмотря на увеличение ко­личества

 

новостроек, реконструкция старого жилищного фонда будет оказывать большое

 

влияние на изменение отопительной техники.

 

Введение общих условий, например, требований по повышенной теплоза­щите

 

зданий, установка терморегуляторов, регулирование приборов и теплоизо­ляция

 

трубопроводов, ведет к тому, что доля потребления топлива, а вместе с этим и

 

количество вредных выбросов в атмосферу будут увеличиваться, но не в той же мере,

 

как количество новых отопительных приборов. Потребляемая мощ­ность будет

 

постепенно уменьшаться.

 

Эта тенденция к меньшим, хорошо регулируемым мощностям ведет также к

 

изменениям в применении теплоносителей и к новой структуре отопления, к более

 

централизованной системе отопления и использованию газа в качестве топлива, как это

 

показано на рис. 1.2.

 

Необходимые инвестиционные меры по снижению стоимости теплоты в

 

новых и старых постройках показаны на рис.1.3.

 

Знания о стоимости теплоты и расчетах необходимости затрат находят

 

значительное применение на практике. Например, повышение теплоизоляции ведет к

 

уменьшению теплопотребления, Но также должна быть выработана оптимальная

 

толщина изоляционного слоя, которая с точки зрения минимизации общих затрат,

находится в пределах от 0, 06 до 0, 08 м.

При этом следует отметить, что изоляция оказывает влияние только на по­тери теплоты при передаче, а потребность в нагревании воздуха остается неиз­менной. Из этого следует, что только совместное применение нескольких мер окажется эффективным. Дальнейшее увеличение изоляции принесет лишь не­значительную экономию.

На все эти соображения влияют также и финансовые условия владельцев строения, так как спрос на доступные по цене, но надежные отопительные си­стемы постоянно растет.

Решающим фактором является постоянное влияние потребностей по­купателя, т.е. тепловой комфорт, простое обслуживание, быстрое введение в эксплуатацию, низкое водопотребление, модульность системы и полный сервис.

1.	Конденсационная техника	0, 28
2.	Подвал с теплоизоляцией из полистирола δ = 6 см	0, 46
3.	Подвал с теплоизоляцией из полистирола	1, 54
	δ = 6 см и текталана н = 5 см
4.	Покрытие с теплоизоляцией из минеральной	1, 85
	ваты δ = 8 см
5.	Наружная стена с теплоизоляцией из пены	1, 96
6.	Газомоторные тепловые насосы	1, 96
7.	Солнечная энергия от больших устройств	1, 68-2, 80
8.	Наружная стена - силикатный кирпич	1, 96-2, 94
	или бетон с теплоизоляцией δ = 10 см
9.	Покрытие с теплоизоляцией из минеральной	2, 80
	ваты δ = 10 см
	Наружная стена - силикатный кирпич	3, 08-3, 64
	или бетон с теплоизоляцией δ = 16 см
	Наружная стена - пористый кирпич δ = 36, 5 см	5, 46
	Тройные стеклопакеты	8, 82
13.	Рекуперация теплоты из отработанного воздуха	11, 62

 

Увеличение

Затрат

 

 

Рис. 1.3. Стоимость сэкономленной тепловой энергии при применении различных

мероприятий [1.1]

 

В В Е Д Е Н И Е

 

Одним из необходимых разделов знаний по жизнеобеспечению человека в производственных и жилых условиях является курс «Теплогазоснабжение и вентиляция», в который входит три раздела:

- строительная теплотехника и воздушно-тепловой режим зданий и сооружений;

- средства обеспечения воздушно-теплового режима зданий и сооружений;

- теплогазоснабжение.

Теплоснабжение зданий имеет многовековую историю. Современный его этап связан с именем В.Д. Мачинского, 1925 г., и с началом использования централизованного теплоснабжения от крупных ТЭЦ (теплоэлектроцентраль), АЭС (атомная электростанция) и АСТ (атомная станция теплоснабжения).

Новый этап в области теплоснабжения начался с промышленным использованием газа для получения тепла, что облегчает труд, экономит время и оздоровляет окружающую среду.

С середины Х1Х века началось изучение систем приточно-вытяжной механической вентиляции для промышленных и медицинских целей. С середины ХХ века проблемы отопления, вентиляции и охлаждения воздуха решаются как совместная задача в рамках системы кондиционирования воздуха для административных и жилых зданий.

Поскольку наша страна расположена значительно севернее многих других развитых стран, то вопросы отопления зданий для нас являются приоритетными.
Глава I. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ЗДАНИЙ

 

1.1. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ПОМЕЩЕНИИ

 

Люди, находящиеся в жилых, общественных и промышленных зданиях, а также технологические процессы, осуществляемые в про­мышленных цехах, требуют поддержания впомещениях необхо­димых микроклиматических условий — определенного микроклима­та. Ограждающие конструкции зданий защищают помещения от непосредственных атмосферных воздействий, однако, только внеш­ней защиты для круглогодичного поддержания необходимых вну­тренних условий недостаточно.

 

Требуемые условия создаются с по­мощью систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, или, как их собирательно можно назвать, систем кондициони­рования микроклимата. В закрытых помещениях в зависимости от их назначения и характера проводимой в них работы создаются раз­личные температурно-влажностные условия.

 

В человеческом организме в результате физиологических про­цессов непрерывно вырабатывается тепло. Это тепло должно быть отдано окружающей среде, так как организм человека стремится сохранять постоянную температуру (36, 6° С).

Количество тепла, вырабатываемого в организме, различно и зависит от возраста, индивидуальных особенностей человека, сте­пени тяжести выполняемой им работы др.

 

В спокойном состоя­нии взрослый человек вырабатывает 88—105 Вт,

при тяжелой ра­боте — 300—460 Вт,

а при максимально возможных кратковремен­ных нагрузках – до 1000 Вт.

 

Отдача тепла происходит путем

1. лучистого теплообмена с окру­жающими поверхностями,

2. конвективной теплоотдачи воздуху и

3. в результате испарения влаги с поверхности тела.

При интенсивной физической работе основная доля отдаваемого тепла расходуется на испарение пота. Взрослый человек в спокойном состоянии при обычных условиях теряет приблизительно половину тепла излуче­нием, четверть конвекцией, а четверть тепла расходует на испаре­ние.

 

На рис. 1.1 приведен график зависимости явной теплоотдачи, а также тепла, идущего на испарение пота человека, выполняющего работу различной тяжести, от температуры помещения.

Микроклимат помещения характеризуется

1. температурой внутреннего воздуха t_в,

2. радиационной температурой помещения (осредненной температурой его ограждающих поверхностей) t_R,

3. скоростью движения (подвижностью) ν _в и

4. относительной влажностью φ _в воздуха.

Зоны комфортных сочетаний t_в и t_R для гражданских зданий в холодный и теплый периоды года приведены на рис. 1.2. Параметры микроклимата, определяющие эти зоны, являются расчетными внутренними условиями в помещении при проектировании ограждений здания и отопительно-вентиляционных систем.

 

1.2. ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

 

Теплопередача является физическим процессом обмена теплом через разделяющую стенку между средами, имеющими разную тем­пературу. Этот сложный процесс складывается из трех элементар­ных видов обмена теплом: теплопроводности, конвекции и излучения.

 

В простейшей форме эти виды обмена теплом могут быть охарактеризованы следующим образом.

 

Теплопроводность

 

В случае когда передача тепла происходит в стационарных условиях (неизменных во времени) через плоскую однородную стенку (рис. 1.3, а) в направлении, перпендикулярном ее поверхности (одномерное температурное поле), уравнение теплопроводности можно записать в виде:

 

Q_Т = (t₁- t₂)·F, (1.2)

 

где Q_Т — тепловой поток, Вт;

λ - коэффициент теплопроводности (теплопроводность), измеряемый в Вт/(м·^оС) = Вт/(м·К)

δ — толщина стенки, м;

t₁ и t₂ - температуры наее поверхностях, °С;

F — площадь поверхности стенки, м².

 

Конвективный теплообмен — это перенос тепла в жидкостях или газах, перемещающимися частицами.

Благодаря конвекции происходит обмен теплом между поверхностью твердого тела и омывающим эту поверхность воздухом (рис. 1.3, б).

 

Конвективный теплообмен определяется законом Ньютона, согласно которому тепловой поток Q_К, Вт, передаваемый конвекцией, равен:

 

Q_к =α _к (t₁- t₂)·F, (1.3)

 

где α _к – коэффициент конвективного теплообмена на поверхности, Вт/(м²·^оС);

t₁ и t₂ температуры поверхности и воздуха, °С.

F₁ –площадь поверхности, м²

Лучистый теплообмен происходит при помощи электромагнитных волн между телами, разделенными лучепрозрачной средой (рис. 1.3, в). Тепловая энергия, превращаясь на поверхности тела в лучистую энергию, передается через лучепрозрачную среду (воздух) на поверхность другого тела, где вновь превращается в тепловую (см. рис.1.3 в).

 

Q_л =α _л (t₁- t₂)·F₁, (1.5)

 

где α _л — коэффициент лучистого теплообмена на поверхности, Вт/(м²·^оС);

t₁ и t₂— температуры поверхностей, между которыми происходит теплообмен, °С.

F₁ –площадь поверхности, м².

По отдельности рассмотренные виды обмена теплом практически не встречаются. Обычно они сопутствуют друг другу, при этом их целесообразно рассматривать в совокупности как одно целое. Этот единый процесс передачи тепла от одной среды к другой (рис. 1.3, г) называют теплопередачей. Математическая формула для расчета теплопередачи имеет вид:

 

Q =К (t₁- t₂)·F (1.6)

 

где Q — тепловой поток, Вт, передаваемый от среды, имеющей температуру t₁, к среде, имеющей температуру t₂;

К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·^оС).

Во всех рассмотренных случаях теплообмен выражается математическими зависимостями, в которых тепловой поток пропорционален соответствующей разности температур в первой степени. Множители пропорциональности в этих зависимостях служат показателями проводимости тепла — λ /δ , α _к, α _л, К соответственно в формулах (1.2), (1.3), (1.5), (1.6).

 

При рассмотрении переносов тепла часто оказывается удобным пользоваться не показателями проводимости тепла, а обратными величинами — сопротивлениями обмену теплом. Термические сопротивления обычно обозначаются буквой R с соответствующими индексами. В рассмотренных случаях сопротивлением теплопроводности будет величина R_T = δ /λ, сопротивлениями конвективному и лучистому теплообменам — величины

R_K = 1/ α _к и R_л = 1/ α _л, сопротивлением теплопередаче — R = 1/К.

 

Когда термические сопротивления R_i расположены последовательно по направлению движения потока тепла (рис. 1.4, в), общее сопротивление R равно их сумме:

R= Σ R_i (1.8)

 

Если сопротивления расположены параллельно относительно проходящего через них потока тепла (рис. 1.4, б), то общая проводимость такой системы 1/R равна сумме параллельно расположенных проводимостей 1/ R_i

 

(1.9)

 

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. РАЗВИТИИ ЛЕКСИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЯЗЫКА У ДЕТЕЙ С ОБЩИМ НЕДОРАЗВИТИЕМ РЕЧИ
2. II. ОБЩЕСТВЕННОЕ РАЗВИТИЕ РОССИИ в 1917 г.
3. VII. Проблема личности как таковой. Развитие защиты так называемых прав личности и ее конкретных особенностей
4. А.Р.Лурия. РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДОШКОЛЬНИКА
5. Активизация и развитие жизненных сил.
6. Активные техники работы со сновидениями в терапевтическом анализе
7. Анализ использования строительной техники
8. Английское право в новое и новейшее время: эволюция прецедентной системы и развитие законодательства.
9. Антропопсихогенез – возникновение и развитие психики человека. Сознание как высшая форма психики
10. Арождение и развитие экономической теории. Школы и учения
11. Б. Развитие и выравнивание тел
12. Б. Техники слияния и двойственности