Тема 3,4 Тепловой баланс и тепловой режим здания и помещений

Современный человек значительную часть времени проводит в помещениях, которые в зимнее время отапливаются. Создание комфортных условий одна из основных задач строительства.

В понятие комфортность входит обеспечение заданной температуры, влажности, воздухообмена в помещение.

В отапливаемом помещение должна поддерживаться температура воздуха в жилых комнатах-

18 ^оС, в угловых и спальных-20^оС. При этом температура поверхности отопительных приборов должна исключить возможность ожога и пригорания пыли. В период работы системы отопления в помещение возникает теплообмен между отопительными приборами, внутренними и наружными ограждениями, оборудованием и людьми. Для нормального самочувствия человека необходимо, чтобы естественная теплопродукция человека была скомпенсирована теплоотводом. Интенсивность отвода теплоты от человека тесно связана с метеорологическими условиями в месте пребывания и интенсивностью выполнения им работы.

Полная потеря теплоты человеком, выполняющим легкую работу при температуре 20^оС, составляет 544, 3 кДж/ч. при теплота, теряемая конвекцией, составляет примерно 30%, излучение-50%, испарение-20%. Если теплопродукция организма и потери теплоты не сбалансированы, то человек ощущает тепловой дискомфорт.

Тепловыделения в помещениях в жилых зданиях производят люди и электрооборудование. Тепловой поток полный от мужчин оценивается: в состояние покоя-93-140 Вт; при легкой работе-140-175 Вт; при работе средней тяжести-175-290 Вт; при тяжелой работе более 290 Вт.

Тепловой поток от женщин составляет 85% от мужчин, от детей-75%

Потери теплоты через наружные ограждения подразделяются на основные и добавочные.

Основные потери теплоты складываются из потерь теплоты всеми ограждающими конструкциями (стенами, окнами, полом, чердачным перекрытием, входной дверью).

Q=∑ Qi, где Qi- потери теплоты каждой конструкцией.

Qi=Fi ki(t_в-t_н)n, Fi- расчетная площадь ограждающей конструкции,

Ki-коэффициент теплопередачи конструкции, Вт/(м^2оС)

t_в- расчетная температура воздуха рабочей зоны помещения,

t_н- расчетная температура наружного воздуха

n- коэффициент, зависящий от месторасположения конструкции по отношению к наружному воздуху.

Расчетная площадь ограждающих конструкций вычисляют с учетом линейных размеров.

Длину наружных стен неугловых комнат измеряют между осями внутренних стен,

-угловых- от осей внутренних стен до внешних поверхностей угла,

-высоту наружных стен первого этажа определяют в зависимости от конструкции пола: если пол на грунте- от уровня чистого пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа;

если пол над неотапливаемым подвалом- отрезок от нижней плоскости конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа;

при полах на лагах- от уровня земли до уровня чистого пола второго этажа;

-высота стен промежуточных этажей- по уровням чистого пола соответствующих этажей;

-высота верхнего этажа- от уровня чистого пола до верха утепляющего слоя;

-наружные световые проемы и двери измеряются по наименьшему размеру в свету;

-площадь перекрытия измеряют по расстоянию между осями внутренних стен и от оси внутренней стены до внутренней поверхности наружных стен;

-площадь пола, лежащего на грунте или на лагах, вычисляют по зонам в виде полосы шириной 2 м., условно проведенные параллельно наружным стенам;

-для угловых помещений площадь первой зоны в углу наружных стен учитывают дважды.

 

Теплотехнические показатели неутепленных полов на грунте

 

Показатели	1 зона	2зона	3зона	4зона
Сопротивление теплопередачи Rпол м2 оС/Вт	2, 1	4, 3	8, 6	14, 2
Коэффициент теплопередачи k= 1/ Rпол Вт/ м2 оС	0, 476	0, 232	0, 116	0, 07

Потери теплоты подземной частью наружных стен определяют так же, как и для неутепленных полов на грунте. Разбивку на зоны начинают у стен от уровня земли.

Если в конструкцию пола на грунте входит утеплитель, то учитывают термическое сопротивление этого слоя R_пол= R_пол+δ /λ

Добавочные потери теплоты оцениваются в долях от основных потерь. Различают потери:

- на стороны света: для стен и окон, ориентированных 290-110^оС-10%; 110-160 ^оС-5%; 160-250%-0%; 250-290-3-5%

-на нагрев врывающего воздуха через наружные двери, не оборудованными воздушными завесами, при высоте здания Н (м), учитываются коэффициентом β, β =0, 27Н- для двойных дверей с тамбуром; β =0, 34Н- для двойных дверей без тамбура; β =0, 22Н- для одинарных дверей; β =3-для наружных ворот без тамбура.

Потери оформляются в виде таблицы:

 

№

помещение

Характеристика ограждения

Расче тная разно сть темпе.

Основ. потери

Добавочные потери

Общ ие теплопотери

№

Наим енов, темп ерат.

Наи мен ова ние

Ориен тация

Раз мер а*в м.

Пло щ адь м2

Коэф тепло передачи Вт/ м2оС

∆ t n, оС

Q, Вт

На орие нтацию α

Про чие β

Мно жи тель (1+ α + β )

 

В графе 8 коэффициент теплопередачи окна или наружной двери учитывается как разность соответствующего коэффициента теплопередачи (окна или двери) и коэффициента теплопередачи стены, с тем чтобы площадь окна или двери не вычитать из площади стены.

В графе 9 расчетная разность температуры представляется как выражение (t _вн- t _н) n

Графа 10 основные потери определяются по формуле Qi=Fi ki(t_в-t_н)n

Общие потери определяются по формуле Q_общ=∑ Qi (1+ α + β )

Тема 3, 5 Отопление зданий

Система отопление включает три элемента: источник, теплопровод, отопительные приборы.

 

Классификация систем отопления:

Водяные системы: с принудительным побуждением -центральные

-местные двухтрубные

с естественным побуждением -местные однотрубные

 

Паровые системы

отопления: низкого давления с самотечным возвратом конденсата

высокого давлен. с конденсатным баком и питательным насосом

 

Печное отопление: с нетеплоемкими печами

с теплоемкими печами

 

Воздушное отопление: совмещенное с вентиляцией

рециркуляционное

 

Электрическое отопление: с промежуточными теплоносителями (вода, пар, воздух)

с непосредственным обогревом помещения

 

Системы водяного отопления.

Системы водяного отопления получили широкое распространение в жилищном, гражданском и промышленном строительстве. В этих системах вода обычно нагревается в генераторах теплоты до 105*С последовательно проходя: магистральные трубопроводы, трубопроводы, подающие воду к отопительным приборам( подающие стояки); отопительные приборы в которых вода остывает, и далее возвращается по обратным стоякам и обратным магистралям к месту нагрева.

Водяные системы различают:

-по способу создания циркуляционного давления на системы с естественным побуждением и системы с принудительным побуждением;

-по схеме отопительных стояков на двухтрубные и однотрубные;

-по месту прокладки магистральных трубопроводов горячей воды на системы с верхней прокладкой и системы с нижней прокладкой;

-по способу прокладки магистральных трубопроводов горячей воды на тупиковые и с попутным движением;

-по способу прокладки отопительных стояков: с вертикальным и горизонтальным проложением.

В строительстве выполнение двухтрубных и однотрубных стояков разнообразно. Отопительные приборы могут присоединяться к стояку справа и слева ( двухстороннее присоединение) или только с какой-либо стороны.

Одностороннее присоединение приборов предпочтительнее, т.к. эти стояки проще в изготовлении и монтаже.

Однотрубные отопительные стояки могут быть проточными и с замыкающими участками (центральными или смещенными).

Проточные стояки обычно применяют при расположении его в отдельном помещении (лестничная клетка, вестибюль, зал, цех). В этом случае регулировочные краны в отопительных приборах не ставят.

Горизонтальные стояки применяют в зданиях с четко выраженными поэтажными технологическими условиями эксплуатации. Например, на первом этаже магазин, на втором-учреждение, на третьем- склад.

Циркуляционное давление.

Вода в системах отопления циркулирует под действием циркуляционного давления. Оно может возникать за счет остывания воды в отопительных приборах и трубах(естественное давление) и за счет работы циркуляционного насоса.

Если вода остывает только в отопительных приборах, то естественное давление в расчетном кольце системы определяется как разность гидростатических давлений двух столбов воды высотой Н (между центром нагрева и центром остывания) по формуле Р_е=gh(ρ _о-ρ _ґ).

Системы с естественным побуждением используются в малоэтажном строительстве, увеличению циркуляционного давления способствует заглубление котла, изоляция главного стояка и обратных магистральных трубопроводов, подающие магистрали и стояки не изолируют.

Системы с принудительным побуждением используют в многоэтажных зданиях, где вода перемещается с помощью насосов или водоструйных эжекторов. Эжекторы используют перепад давления между подающей и обратной магистралями для эжектирования части воды из обратной сети в подающую, что дает возможность применять в наружных теплотрассах перегретую воду (130-150^оС), сохраняя воду в подающей трубе в пределах санитарных требований 95-105^оС.

Расширительный бак емкостью, равный приросту воды в процессе нагрева, оборудуется на системах водяного отопления, работающих от домовых или квартальных котельных.

 

Система парового отопления

В системах парового отопления в качестве теплоносителя используют насыщенный водяной пар, температура которого соответствует определенному давлению.

Система подразделяется по:

-по величине начального давления пара на системы низкого давления Р_изб< 0, 07 МПа и высокого давления Р_изб> 0, 07 МПа

-по способу возврата конденсата на: с самотечным возвратом (замкнутые системы) и с возвратом конденсата с помощью питательного насоса (разомкнутые).

-по схеме прокладки трубопроводов: с верхней, с нижней, с промежуточной прокладкой распределительного трубопровода; с прокладкой сухого и мокрого конденсатопровода.

Принцип работы паровой системы низкого давления с верхней разводкой и с самотечным режимом возврата конденсата. Пар, образующийся в котле, отделяется от капель воды в сепараторе, и поступает в паропровод и далее по приборам. Сконденсированный пар стекает по конденсатопроводу в возвратный трубопровод, в начале которого вмонтирована воздушная трубка, соединяющая систему с атмосферой. По возвратному трубопроводу конденсат самотеком возвращается в котел, преодолевая давление в котле за счет давления столба конденсата высотой 200 мм выше уровня воды в сепараторе. Для контроля уровня воды в нем устанавливают водомерное стекло. Во избежание повышения давления пара в системе выше заданного значения подключают предохранительное устройство – гидравлический затвор.

Недостатки системы парового отопления:

-неизменность температуры конденсата пара, что делает невозможным регулирование теплопроизводительности отопительных приборов путем уменьшение подачи в них насыщенного пара;

-недолговечность системы из-за коррозии внутренней поверхности

-шум, вызываемый большой скоростью движения пара по трубам

-гидравлические удары, вызываемые встречным движением попутного конденсата в подъемных паропроводах;

-низкие санитарно-гигиенические качества из-за высокой температуры поверхности отопительных приборов, вызываемые пригорание пыли и ожоги. Поэтому оно не применяется в жилых и общественных зданиях.

Достоинства: -простота в монтаже и пуске;

-отсутствие циркуляционного насоса;

-меньшая металлоемкость;

-возможность утилизации отработанного пара.

Применяется в помещениях с временным пребыванием людей, в промышленных предприятиях, где допустимо наличие высокотемпературных поверхностей.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: