Від чого залежить теплова потужність. Теплова потужність теплогенератора

Причина нагрівання провідника криється в тому, що енергія рухомих в ньому електронів (іншими словами, енергія струму) при послідовному зіткненні частинок з іонами молекулярної елемента перетворюється в теплий тип енергії, або Q, так утворюється поняття «теплова потужність».

Роботу струму вимірюють за допомогою міжнародної системи одиниць СІ, застосовуючи до неї джоулі (Дж), визначають як «ват» (Вт). Відступаючи від системи на практиці, можуть застосовувати в тому числі і позасистемні одиниці, що вимірюють роботу струму. Серед них ват-година (Вт × год), кіловат-годину (скорочено кВт × год). Наприклад, 1 Вт × год позначає роботу струму з питомою потужністю 1 ват і тривалістю часу на одну годину.

Якщо електрони рухаються по нерухомому провіднику з металу, в цьому випадку вся корисна робота виробленого струму розподіляється на нагрівання металевої конструкції, і, виходячи з положень закону збереження енергії, це можна описати формулою Q \u003d A \u003d IUt \u003d I 2 Rt \u003d (U 2 / R) * t. Такі співвідношення з точністю висловлюють відомий закон Джоуля-Ленца. Історично він вперше був визначений дослідним шляхом вченим Д. Джоулем в середині 19-го століття, і в той же час незалежно від нього ще одним вченим - Е.Ленцем. Практичне застосування теплова потужність знайшла в технічному виконанні з винаходу в 1873 році російським інженером А. Ладигін звичайної лампи прожарюванні.

Теплова потужність струму задіюється в цілому ряді електричних приладів і промислових установок, а саме, в теплових нагрівального типу електричних печах, електрозварювальної і инвенторной апаратурі, дуже поширені побутові прилади на електричному нагрівальному ефекті - кип'ятильники, паяльники, чайники, праски.

Знаходить себе парниковий ефект і в харчовій промисловості. З високою часткою використання застосовується можливість електроконтактного нагріву, що гарантує теплова потужність. Він обумовлюється тим, що струм і його теплова потужність, впливаючи на харчовий продукт, який володіє певним ступенем опору, викликає в ньому рівномірний розігрівання. Можна привести в приклад те, як виробляються ковбасні вироби: через спеціальний дозатор м'ясний фарш надходить в металеві форми, стінки яких одночасно служать електродами. Тут забезпечується постійна рівномірність нагріву по всій площі та об'єму продукту, підтримується задана температура, зберігається оптимальна біологічна цінність харчового продукту, разом з цими факторами тривалість технологічних робіт і витрата енергії залишаються найменшими.

Питома теплова струму (ω), іншими словами - що виділяється в одиниці об'єму за певну одиницю часу, розраховується наступним чином. Елементарний циліндричний обсяг провідника (dV), з поперечним провідникові перетином dS, довжиною dl, паралельної і опором складають рівняння R \u003d p (dl / dS), dV \u003d dSdl.

Згідно з визначеннями закону Джоуля-Ленца, за відведений час (dt) у взятому нами обсязі виділиться рівень теплоти, що дорівнює dQ \u003d I 2 Rdt \u003d p (dl / dS) (jdS) 2 dt \u003d pj 2 dVdt. В такому випадку ω \u003d (dQ) / (dVdt) \u003d pj 2 і, застосовуючи тут закон Ома для встановлення щільності струму j \u003d γE і співвідношення p \u003d 1 / γ, ми відразу отримуємо вираз ω \u003d jE \u003d γE 2. Воно в диференціальної формі дає поняття про закон Джоуля-Ленца.

де - розрахункові теплові втрати будівлі, кВт;

- коефіцієнт обліку додаткового теплового потоку встановлюються опалювальних приладів за рахунок округлення понад розрахункової величини, що приймається за табл. 1.

Таблиця 1

- коефіцієнт обліку додаткових втрат теплоти опалювальними приладами, розташованими у зовнішніх огороджень при відсутності теплозахисних екранів, що приймається за табл. 2.

Таблиця 2

- втрати теплоти, кВт, трубопроводами, що проходять в неопалюваних приміщеннях;

- тепловий потік, кВт, що регулярно надходить від освітлення, обладнання та людний, який слід враховувати в цілому на систему опалення будівлі. Для жатих будинків величину слід враховувати з розрахунку 0.01 кВт на 1 м "загальної площі.

При розрахунках теплової потужності систем опалення виробничих будівель слід додатково враховувати витрату теплоти на нагрівання матеріалів, устаткування і транспортних засобів.

2. Розрахункові теплові втрати , КВт, повинні розраховуватися за формулою:

(2)

де: - тепловий потік, кВт, через огороджувальні конструкції;

- втрати теплоти, кВт, на нагрівання вентиляційного повітря.

величини і розраховуються для кожного опалювального приміщення.

3. Тепловий потік , КВт, розраховується для кожного елементу конструкції, що обгороджує за формулою:

(3)

де А - розрахункова площа огороджувальної конструкції, м 2;

R - опір теплопередачі огороджувальної конструкції. м 2 ° С / Вт, яке повинно визначатися по СНиП II-3-79 ** (крім підлог на грунті) з урахуванням встановлених нормативів мінімального термічного опору огороджень. Для підлог на грунті і стін, розташованих нижче рівня землі, опір теплопередачі слід визначати по зонам шириною 2 м. Паралельним зовнішніх стін, по формулі:

(4)

де - опір теплопередачі, м 2 ° С / Вт, прийняте рівним 2,1 для I зони, 4,3 - для другої, 8,6 - для третьої зони і 14,2 для площі, що залишилася статі;

- товщина шару, що утеплює, м, що враховується при коефіцієнті теплопровідності утеплювача <1,2Вт/м 2 °С;

- розрахункова температура внутрішнього повітря, ° С, приймається згідно з вимогами норм проектування будівель різного призначення з урахуванням підвищення її залежно від висоти приміщення;

- розрахункова температура зовнішнього повітря, ° С, приймається за даними додатка 8, або температура повітря суміжного приміщення, якщо його температура більш ніж на 3 ° С відрізняється від температури приміщення, для якого розраховуються тепловтрати;

- коефіцієнт, що приймається в залежності від положення зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції по відношенню до зовнішнього повітря і визначається за СНіП П-3-79 **

- додаткові втрати теплоти в частках від основних втрат, що враховуються:

а) для зовнішніх вертикальних і похилих огороджень, орієнтованих на напрямки, звідки в січні дме вітер зі швидкістю, що перевищує 4,5 м / с з повторюваністю не менше 15% згідно СНиП 2.01.01-82, в розмірі 0,05 при швидкості вітру до 5 м / с і в розмірі 0,10 при швидкості 5 м / с і більше; при типовому проектуванні додаткові потерн слід враховувати в розмірі 0,05 для всіх приміщень;

б) для зовнішніх вертикальних і похилих огороджень багатоповерхових будівель в розмірі 0,20 для першого і другого поверхів; 0,15 -для третього; 0,10 -для четвертого поверху будівлі з числом поверхів 16 і більше; для 10-15 - поверхових будівлі додаткові втрати слід враховувати в розмірі 0,10 для першого і другого поверхів і 0,05 -для третього поверху.

4. Втрати теплоти , кВт, розраховуються для кожного опалювального приміщення, що має один або декілька вікон або балконних дверей в зовнішніх стінах, виходячи з необхідності забезпечення підігріву опалювальними приладами зовнішнього повітря в об'ємі однократного повітрообміну в годину за формулою:

де - площа підлоги приміщення, м 2;

- висота приміщення від підлоги до стелі, м, але не більше 3,5.

Приміщення, з яких організована витяжна вентиляція з об'ємом витяжки, що перевищує одноразовий повітрообмін за годину повинні, як правило, проектуватися з припливною вентиляцією підігрітим повітрям. При обгрунтуванні допускається забезпечувати підігрів зовнішнього повітря опалювальними приладами в окремих приміщеннях при обсязі вентиляційного повітря, що не перевищує двох обмінів за годину.

У приміщеннях, для яких нормами проектування будівель встановлено обсяг витяжки менше однократного повітрообміну в годину, величину слід розраховувати як витрата теплоти на нагрівання повітря в обсязі нормованого повітрообміну від температури до температури ° С.

втрати теплоти кВт, на нагрівання зовнішнього повітря, що проникає у вхідні вестибюлі (холи) і сходові клітини через що відкриваються в холодну пору року зовнішні двері за відсутності повітряно-теплових завіс слід розраховувати за формулою:

де

- висота будівлі, м:

Р - кількість людей, що знаходяться в будівлі;

В - коефіцієнт, що враховує кількість вхідних тамбурів. При одному тамбурі (двоє дверей) в - 1,0; при двох тамбурах (троє дверей) в \u003d 0,6.

Розрахунок теплоти на нагрівання зовнішнього повітря, що проникає через двері опалювальних незадимлюваних сходових кліток з поверховими виходами на лоджії слід вести за формулою (6) при

, Приймаючи для кожного поверху значення

, Різний відстані, м. Від середини двері розраховується поверху до перекриття сходової клітки.

При розрахунку тепловтрат вхідних вестибюлів, сходових клітин і цехів з повітряно-тепловими завісами: приміщень, обладнаних діючою постійно протягом робочого часу припливною вентиляцією з підпором повітря, а також при розрахунку втрат теплоти через літні і запасні зовнішні двері і ворота величину враховувати не слід.

втрати теплоти , КВт, на нагрівання повітря, вривається через зовнішні ворота, не обладнані повітряно-тепловими завісами, слід розраховувати з урахуванням швидкості вітру, що приймається згідно з обов'язковим додатком 8, і часу відкриття воріт.

Розрахунок втрати теплішати: на нагрівання інфільтрують через нещільності огороджувальних конструкцій повітря виконувати не потрібно.

5. Втрати теплоти , КВт, трубопроводами, що проходять в неопалюваних приміщеннях, слід визначати за формулою:

(7)

де: - довжини ділянок теплі ізольованих трубопроводів різних діаметрів, що прокладаються в неопалюваних приміщеннях;

- нормована лінійна щільність теплового потоку теплоізольованого трубопроводу, що приймається відповідно до п. 3.23. При цьому товщина теплоізоляційного шару , М трубопроводів повинна. розраховується за формулами:

(8)

де - зовнішній розмір трубопроводу, м;

- теплопровідність теплоізоляційного шару, Вт / (м ° С);

- середня за опалювальний сезон різниця температур теплоносія і навколишнього повітря.

6. Величину розрахункового річного теплоспоживання системою опалення будинку

, ГДж. слід розраховувати за формулою:

де - кількість градусо-діб опалювального періоду, що приймається за додатком 8;

а -коефіцієнт, що дорівнює 0,8. який необхідно враховувати, якщо система опалення обладнана приладами автоматичного зменшення теплової потужності в неробочий час;

- коефіцієнт, різний 0,9, який необхідно враховувати, якщо більше 75% опалювальних приладів обладнані автоматичними терморегуляторами;

с -коефіцієнт, різний 0,95, який необхідно враховувати, якщо на абонентському вводі системи опалення встановлені прилади автоматичного пофасадного регулювання.

7. Певні розрахунком величини теплової потужності і максимального річного теплоспоживання

, Віднесені до 1 м 2 загальної (для житлових будинків) або корисної (для громадських будівлі) площі, не повинні перевищувати нормативних контрольних значень, наведених в обов'язковому додатку 25.

8. Витрата теплоносія , .Кг / ч. а системи опалення слід визначати за формулою:

(11)

де с -питома теплоємність води, яка приймається 4,2 кДж / (кг 0 С);

- різниця температур. ° С, теплоносія на вході в систему і на виході з неї;

- теплова потужність системи, кВт. визначена за формулою (1) з урахуванням побутових тепловиділень .

9. Розрахункову теплову потужність

, КВт, кожного опалювального приладу слід визначати за формулою:

де

слід розраховувати відповідно до пп. 2-4 цього додатка;

- втрати теплоти, кВт, через внутрішні стіни, що відокремлюють приміщення, для якого розраховується теплова потужність опалювального приладу, від суміжного приміщення, в якому можливо експлуатаційне зниження температури при регулюванні. величину

слід враховувати тільки при розрахунку теплової потужності опалювальних приладів, на підводках до яких проектуються автоматичні терморегулятора. При цьому для кожного приміщення слід розраховувати тепловтрати

тільки через одну внутрішню стіну при різниці температур між внутрішніми приміщеннями 8 0 С;

- тепловий потік. кВт, від неізольованих трубопроводів опалення, прокладаються в приміщенні;

- тепловий потік, кВт, що регулярно надходить в приміщення від електричних приладів, освітлення, технологічного обладнання, комунікацій, матеріалів та інших джерел. При розрахунку теплової потужності опалювальних приладів житлових, громадських і адміністративно-побутових будівель величину

враховувати не слід.

Величина побутових тепловиділення враховується для всієї будівлі в цілому при розрахунках теплової потужності системи опалення і загальної витрати теплоносія.

2.3. ПИТОМА ТЕПЛОВА ХАРАКТЕРИСТИКА

Загальні тепловтрати будівлі Q зд прийнято відносити до 1 м 3 його зовнішнього обсягу і 1 ° С розрахункової різниці температури. Одержуваний показательq 0, Вт / (м 3 К), називають питомою теплової характеристикою будівлі:

(2.11)

де V н - об'єм опалювальної частини будівлі по зовнішньому обміру, м 3;

(T в -t Н.5) - розрахункова різниця температур для основних приміщень будівлі.

Питому теплову характеристику, яка обчислюється після розрахунку тепловтрат, використовують для теплотехнічної оцінки конструктивно-планувальних рішень будівлі, порівнюючи її з середніми показниками для аналогічних будівель. Для житлових і громадських будівель оцінку виробляють по витраті теплоти, віднесеній I м 2 загальної площі.

Величина питомої теплової характеристики визначається перш за все розмірами світлових прорізів по відношенню до загальної площі зовнішніх огороджень, так як коефіцієнт тепловіддачі заповнення світлових прорізів значно вище коефіцієнта теплопередачі інших огорож. Крім того, вона залежить від обсягу і форми будівель. Будинки малого обсягу мають підвищену характеристикою, як і будівлі вузькі, складної конфігурації зі збільшеним периметром.

Зменшені тепловтрати і, отже, теплову характеристику мають будівлі, форма яких близька до кубу. Ще менше тепловтрати кулястих споруд того ж обсягу в зв'язку зі скороченням площі зовнішньої поверхні.

Питома теплова характеристика залежить також від району будівництва будівлі внаслідок зміни теплозахисних властивостей огорожі. У північних районах при відносному зменшенні коефіцієнта теплопередачі огороджень цей показник нижче, ніж в південних.

Значення питомих теплових характеристик наводяться в довідковій літературі.

Застосовуючи її, визначають втрати теплоти будівлею за укрупненими показниками:

де β t - поправочний коефіцієнт, що враховує зміну питомої теплової характеристики при відхиленні фактичної розрахункової різниці температур від 48 °:

(2.13)

Подібні розрахунки тепловтрат дозволяють встановити орієнтовну потребу в тепловій енергії при перспективному плануванні теплових мереж і станцій.

3.1 КЛАСИФІКАЦІЯ СИСТЕМ ОПАЛЕННЯ

Опалювальні установки проектують і монтують в процесі зведення будівлі, пов'язуючи їх елементи з будівельними конструкціями і плануванням приміщень. Тому опалення вважають галуззю будівельної техніки. Потім опалювальні установки діють протягом усього терміну служби споруди, будучи одним з видів інженерного обладнання будівель. До опалювальним установкам висувають такі вимоги:

1 - санітарно-гігієнічні: підтримування рівномірної температури приміщень; обмеження температури поверхні нагрівальних приладів, можливість їх очищення.

2 - економічні: невисокі капітальні вкладення і експлуатаційні витрати, а також невеликі витрати металу.

3 - архітектурно-будівельні: відповідність планування приміщень, компактність, ув'язка з будівельними конструкціями, узгодження з термінами будівництва будівель.

4 - виробничо-монтажні: механізація виготовлення деталей і вузлів, мінімальне число елементів, скорочення трудових витрат і підвищення продуктивності при монтажі.

5 - експлуатаційні: безвідмовність і довговічність, простота і зручність управління і ремонту, безшумність і безпеку дії.

Кожне із зазначених вимог слід враховувати при виборі опалювальної установки. Однак основними вважаються санітарно-гігієнічні та експлуатаційні вимоги. Установка повинна мати здатність передавати в приміщення що змінюються відповідно до тепловтрат кількість теплоти.

Система опалення - сукупність конструктивних елементів, призначених для отримання, перенесення і передачі необхідної кількості теплової енергії в усі обігріваються приміщення.

Система опалення складається з наступних основних конструктивних елементів (рис. 3.1).

Мал. 3.1. Принципова схема системи опалення

1 теплообмінник; 2 і 4 -подающій і зворотний теплопроводи; 3 опалювальний прилад.

теплообмінника 1 для отримання теплової енергії при спалюванні палива або від іншого джерела; опалювальних приладів 3 для теплопередачі в приміщення; теплопроводів 2 і 4 - мережі труб або каналів для теплопереносу від теплообмінника до опалювальних приладів. Теплоперенос здійснюється теплоносієм - рідким (вода) або газоподібним (пар, повітря, газ).

1.В залежності від виду системи діляться на:

водяні;

парові;

Повітряні або інші газові;

Електричні.

2. В залежності від розташування джерела теплоти і обігрівається:

місцеві;

центральні;

Централізовані.

3. За способом циркуляції:

З природною циркуляцією;

З механічною циркуляцією.

4. Водяні за параметрами теплоносія:

Низькотемпературні TI ≤ 105 ° С;

Високотемпературні Tl\u003e l05 0 C .

5. Водяні і парові у напрямку руху теплоносія в магістралях:

тупикові;

З попутним рухом.

6. Водяні і парові за схемою з'єднання нагрівальних приладів з трубами:

однотрубні;

Двотрубні.

7. Водяні за місцем прокладки подавальних і зворотних магістралей:

З верхньою розводкою;

З нижнім розведенням;

З перекинутої циркуляцією.

8. Парові по тиску пари:

Вакуум-парові Р а<0.1 МПа;

Низького тиску P a \u003d 0.1 - 0.47 МПа;

Високого тиску P a\u003e 0.47 МПа.

3.2. теплоносія

Теплоносієм для системи опалення може бути будь-яке середовище, що володіє хорошою здатністю акумулювати теплову енергію і змінювати теплотехнічні властивості, рухлива, дешева, що не погіршує санітарні умови в приміщенні, що дозволяє регулювати відпустку теплоти, в тому числі автоматично. Крім того, теплоносій повинен сприяти виконанню вимог, що пред'являються до систем опалення.

Найбільш широко в системах опалення використовують воду, водяну пару і повітря, оскільки ці теплоносії найбільшою мірою відповідають перерахованим вимогам. Розглянемо основні фізичні властивості кожного з теплоносіїв, які впливають на конструкцію і дію системи опалення.

властивості води: Висока теплоємність, висока щільність, нестисливі, розширення при нагріванні зі зменшенням щільності, підвищення температури кипіння при підвищенні тиску, виділення абсорбіруемих газів при підвищенні температури і зниженні тиску.

властивості пара: Мала щільність, висока рухливість, висока ентальпія за рахунок прихованої теплоти фазового перетворення (табл. 3.1), підвищення температури і щільності зі зростанням тиску.

властивості повітря: Низька теплоємність і щільність, висока рухливість, зменшення щільності при нагріванні.

Коротка характеристика параметрів теплоносіїв для системи опалення приведена в табл. 3.1.

Таблиця 3.1. Параметри основних теплоносіїв.

* Прихована теплота фазового перетворення.

4.1. ОСНОВНІ ВИДИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ І ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ СИСТЕМ ОПАЛЕННЯ

Водяне опалення завдяки ряду переваг перед іншими системами отримало в даний час найбільш широке поширення. Для з'ясування пристрою і принципу дії системи водяного опалення розглянемо схему системи, представлену на рис. 4.1.

Ріс.4.1.Схема двотрубної системи водяного опалення з верхнім розведенням і природною циркуляцією.

Вода, нагріта в теплогенераторі До до температури Т1, надходить в теплопровід - головний стояк I в подають магістральні теплопроводи 2. За подає магістральним теплопроводів гаряча вода надходить в стояки, що подають 9. Потім по подає підводках 13 гаряча вода надходить в опалювальні прилади 10, через стінки яких теплота передається повітрю приміщення. З опалювальних приладів охолоджена вода з температурою Т2 по зворотним підводках 14, зворотним стояках II і зворотним магістральним теплопроводів 15 повертається в теплогенератор К, де вона знову підігрівається до температури Т1 і далі циркуляція відбувається по замкнутому кільцю.

Система водяного опалення гідравлічно замкнута і має певну місткість опалювальних приладів, теплопроводів, арматури, тобто постійний обсяг заповнює її води. При підвищенні температури води вона розширюється і в замкнутій, заповненої водою системи опалення внутрішнє гідравлічний тиск може перевищити механічну міцність її елементів. Щоб цього не сталося, в системі водяного опалення є розширювальний бак 4, призначений для вміщення приросту обсягу води при її нагріванні, а також для видалення через нього повітря в атмосферу, як при заповненні системи водою, так і в період її експлуатації. Для регулювання тепловіддачі опалювальних приладів на підводках до них встановлюють регулювальні крани 12.

Перед пуском в дію кожна система заповнюється водою з водопроводу 17 через зворотний лінію до сигнальної труби 3 в розширювальний бак 4. Коли рівень води в системі підвищиться до рівня переливної труби і вода витікатиме в раковину, що знаходиться в котельні, кран на сигнальній трубі закривають і припиняють заповнення системи водою.

При недостатньому прогріванні приладів внаслідок засмічення трубопроводів або арматури, а також в разі появи витоку, вода з окремих стояків може бути спущена без спорожнення та припинення роботи інших ділянок системи. Для цього закривають вентилі або крани 7 на стояках. З трійника 8, встановленого в нижній частині стояка, вивертають пробку, і до штуцера стояка приєднують гнучкий шланг, по якому вода з теплопроводів і приладів стікає в каналізацію. Щоб вода швидше стікала і скла повністю, з верхнього трійника 8 вивертають пробку. Представлені на рис. 4.1-4.3 системи опалення називаються системами з природною циркуляцією. У них рух води здійснюється під дією різниці щільності охолодженої води після опалювальних приладів, і гарячої води, що надходить в систему опалення.

Вертикальні двотрубні системи з верхнім розведенням застосовують в основному при природної циркуляції води в системах опалення будівель до 3-х поверхів включно. Ці системи в порівнянні з системами при нижній розводці прямому трубопроводі (рис.4.2) мають більшу природне циркуляційний тиск, в їх простіше воздухоудаленія з системи (через розширювальний бак).

Мал. 7.14. Схема двотрубної системи водяного опалення з нижнім розведенням і природною циркуляцією

К-котел; 1-головний стояк; 2, 3, 5-сполучна, переливна, сигнальна труби розширювального бака; 4 - розширювальний бак; 6-повітряна лінія; 7 - збірники повітря; 8 - подають підводки; 9 - регулювальні крани в опалювальних приладів; 10-опалювальні прилади; 11-зворотні підводки; 12-зворотні стояки (охолодженої води); 13-подають стояка (гарячої води); 14-трійник з пробкою для спуску води; 15- крани або вентилі на стояках; 16, 17-подаючий і зворотний магістральні теплопроводи; 18-запірні вентилі або засувки на магістральних теплопроводах для регулювання і відключення окремих гілок; 19 - повітряні крани.

Ріс.4.3.Схема однотрубної системи водяного опалення з верхнім розведенням і природною циркуляцією

Двотрубна система з нижнім розташуванням обох магістралей і природною циркуляцією (рис.4.3) перед системою з верхньою розводкою має перевагу: монтаж і пуск систем може проводитися по поверхах у міру зведення будівлі: зручніше експлуатація системи, тому що вентилі і крани на що подає й зворотному стояках знаходяться внизу і в одному місці. Двотрубні вертикальні системи з нижнім розведенням застосовують в малоповерхових будівлях з кранами подвійного регулювання у опалювальних приладів, що пояснюється великою гідравлічної і теплової стійкістю в порівнянні з системами з верхнім розведенням.

Видалення повітря з цих систем здійснюється повітряними кранами 19 (рис.4.3).

Основна перевага двотрубних систем незалежно від способу циркуляції теплоносія - надходження води з найвищою температурою TI до кожного опалювального приладу, що забезпечує максимальну різницю температур TI-T2 і, отже, мінімальну площу поверхні приладів. Однак в двотрубної системі, особливо з верхнім розведенням, має місце значна витрата труб і ускладнюється монтаж.

У порівнянні з двотрубними системами опалення вертикальні однотрубні системи з замикаючими ділянками (рис. 4.3, ліва частина) Мають ряд переваг: менша початкова вартість, більш простий монтаж і менша довжина теплопроводів, більш гарний зовнішній вигляд. Якщо прилади, що знаходяться в одному приміщенні, приєднані по проточною схемою до стояка з двох сторін, то у одного з них (правий стояк на рис. 4.3) встановлюють регулювальний кран. Такі системи застосовують в малоповерхових виробничих будівлях.

На рис. 4.5 показана схема однотрубних горизонтальних систем опалення. Гаряча вода в таких системах надходить в опалювальні прилади одного і того ж поверху з теплопроводу, прокладеного горизонтально. Регулювання і включення окремих приладів в горизонтальних системах з замикаючими ділянками (рис. 4.5 б) досягається також легко, як і вертикальних системах. У горизонтальних проточних системах (рис. 4.5 а, в) регулювання може бути тільки поверховій, що є істотним їх недоліком.

Мал. 4.5. Схема однотрубних горизонтальних систем водяного опалення

а, по-проточна; б-з замикаючими ділянками.

Мал. 4.6 Системи водяного опалення зі штучною циркуляцією

1 - розширювальний бак; 2 - повітряна мережа; 3 - насос циркуляційний; 4 - теплообмінник

До основних переваг однотрубних горизонтальних систем відносяться менший, ніж у вертикальних системах, витрата труб, можливість поверхового включення системи і стандартність вузлів. Крім того, горизонтальні системи не вимагають пробивання отворів в перекриттях, і монтаж їх в порівнянні з вертикальними системами набагато простіше. Вони досить широко застосовуються у виробничих і громадських приміщеннях.

Спільними перевагами систем з природною циркуляцією води, що зумовлюють в деяких випадках їх вибір, є відносна простота пристрою і експлуатації; відсутність насоса і потреби в електроприводі, безшумність дії; порівняльна довговічність при правильній експлуатації (до 30-40 років) і забезпечення рівномірної температури повітря в приміщенні протягом опалювального періоду. Однак в системах водяного опалення з природною циркуляцією природне тиск має дуже велику величину. Тому при великої протяжності циркуляційних кілець (\u003e 30м), а, отже, при значних опорах руху води в них, діаметри трубопроводів з розрахунку виходять дуже великими і система опалення називається економічно невигідною як за первинними витратами, так і в процесі експлуатації.

У зв'язку з викладеним область застосування систем з природною циркуляцією обмежена відокремленими цивільними будівлями, де неприпустимі шум і вібрація, квартирним опаленням, верхніми (технічними) поверхами високих будівель.

Системи опалення зі штучною циркуляцією (рис. 4.6-4.8) принципово відрізняються від систем водяного опалення з природною циркуляцією тим, що в них на додаток до природного тиску, що виникає в результаті охолодження води в приладах і трубах, значно більший тиск створюється циркуляційним насосом, який встановлюється на зворотному магістральному трубопроводі у котла, а розширювальний бак приєднаний ні до подає, а до зворотного теплопроводу біля усмоктувального патрубка насоса. При такому приєднанні розширювального бака повітря з системи через нього відводитися не може, тому для видалення повітря з мережі теплопроводів і опалювальних приладів служать повітряні лінії, повітрозбірники і повітряні крани.

Розглянемо схеми вертикальних двотрубних систем опалення зі штучною циркуляцією (рис.4,6). Зліва показана система з верхнім розташуванням прямому трубопроводі, а праворуч - система з нижнім розташуванням обох магістралей. Обидві системи опалення ставляться до так званим тупикових систем, в яких нерідко виходить велика різниця у втраті тиску в окремих циркуляційних кільцях, тому що довжини їх різні: чим далі розташований прилад від котла, тим більшу протяжність має кільце цього приладу. Тому в системах зі штучною циркуляцією, особливо при великій протяжності теплопроводів, доцільно застосовувати попутне рух води в подавальних і охолоджених магістралях за схемою, запропонованою проф. В. М. Чапліним. За цією схемою (рис. 4.7) довжина всіх циркуляційних кілець майже однакова, внаслідок чого легко отримати рівну втрату тиску в них і рівномірний прогрів всіх приладів. СНиП рекомендує такі системи влаштовувати при числі стояків в галузі більш 6. Недоліком цієї системи в порівнянні з тупикової є дещо більша загальна довжина теплопроводів, і, як наслідок, велика на 3-5% первісна вартість системи.

Рис.4.7. Схема двотрубної системи водяного опалення з верхнім розведенням і попутним рухом води в прямому та зворотному магістралях і штучною циркуляцією

1 - теплообмінник; 2, 3, 4, 5 - циркуляційна, сполучна, сигнальна , переливна труби розширювального бака; 6 - розширювальний бак; 7- подає магістральний теплопровід; 8 - збірники повітря; 9 - опалювальний прилад; 10 - кран подвійного регулювання; 11 - зворотний теплопровідності; 12 -насос.

В останні роки широко застосовують однотрубні системи опалення з нижнім прокладкою магістралей гарячої та охолодженої води (рис.4.8) зі штучною циркуляцією води.

Стояки систем за схемами б поділяються на підйомні і опускні. Стояки систем за схемами а,ві гскладаються з підйомного і опускного ділянок, по верхній частині, зазвичай під підлогою верхнього поверху, вони з'єднуються горизонтальною ділянкою. Стояки прокладають на відстані 150 мм від краю віконного прорізу. Довжина підводок до нагрівальних приладів приймається стандартної - 350 мм; опалювальні прилади зміщені від осі вікна в сторону стояка.

Рис 4.8.Разновідності ( в, б, в, е)однотрубних систем водяного опалення з нижнім розведенням

Для регулювання теплопередачі опалювальних приладів встановлюють триходові крани типу КРТП, а при зміщених замикаючих ділянках - шиберні крани зниженого гідравлічного опору типу КРПШ.

Однотрубна система з нижнім розведенням зручна для будівель з безгорищним перекриттям, вона має підвищену гідравлічної і теплової стійкістю. Переваги однотрубних систем опалення полягають в меншому діаметрі труб, завдяки більшому тиску, який створюється насосом; більшому радіусі дії; простішому монтажі, і більшої можливості уніфікації деталей теплопроводів, приладових вузлів.

До недоліків систем відноситься перевитрата опалювальних приладів в порівнянні з двотрубними системами опалення.

Область застосування однотрубних систем опалення різноманітна: житлові і громадські будівлі з числом поверхів більше трьох, виробничі підприємства і т.д.

4.2. ВИБІР СИСТЕМИ ОПАЛЕННЯ

Систему опалення вибирають в залежності від призначення і режиму експлуатації будівлі. Враховують вимоги, що пред'являються до системи. Беруть до уваги категорії пожежовибухонебезпеки приміщень.

Головним фактором, що визначає вибір системи опалення, є тепловий режим основних приміщень будівлі.

З огляду на економічні, заготівельно-монтажні і деякі експлуатаційні переваги, СНиП 2.04.05-86, п.3.13 рекомендує проектувати, як правило, однотрубні системи водяного опалення з уніфікованих вузлів і деталей; при обґрунтуванні допускається застосування двотрубних систем.

Тепловий режим приміщень одних будівель необхідно підтримувати незмінним протягом усього опалювального сезону, інших будівель -можна змінювати для скорочення витрат часу з добової і тижневою періодичністю, на час свят, проведення налагоджувальних, ремонтних і інших робіт.

Цивільні, виробничі і сільськогосподарські будівлі з постійним тепловим режимом можна розділити на 4 групи:

1) будівлі лікарень, пологових будинків і тому подібних лікувально-профі-лактіческіх установ цілодобового використання (крім психіатричних лікарень), до приміщень яких пред'являються підвищені санітарно-гігієнічні вимоги;

2) будівлі дитячих установ, житлові, гуртожитки, готелі, будинки відпочинку, санаторії, пансіонати, поліклініки, амбулаторії, аптеки, психіатричні лікарні, музеї, виставки, бібліотеки, лазні, книгосховища;

3) будівлі плавальних басейнів, вокзалів, аеропортів;

4) будівлі виробничі і сільськогосподарські при безперервному технологічному процесі.

Наприклад, в будівлях другої групи передбачають водяне опалення з радіаторами і конвекторами (крім лікарень і бань). Граничну температуру теплоносія води приймають в двухтрубних.сістемах рівній 95 ° С, в однотрубних системах будівель (крім лазень, лікарень і дитячих установ) -105 ° С (при конвекторах з кожухом до 130 ° С). Для опалення сходових клітин можливе підвищення розрахункової температури до 150 ° С. У будівлях з цілодобовою діючої припливною вентиляцією, в першу чергу в будівлях музеїв, картинних галерей, книгосховищ, архівів (крім лікарень і дитячих установ) влаштовують центральне повітряне опалення.

Системи опалення повиннi проектуватися з насосною циркуляцією, нижнім розведенням, тупикові з відкритою прокладкою стояків в першу чергу.

Решта системи приймаються в залежності від місцевих умов: архітектурно-планувального рішення, необхідного теплового режиму, виду і параметрів теплоносія в зовнішньої теплової мережі і т.д.

Принцип роботи теплогенератора

Потужність теплова теплогенератора - це кількість теплоти , Утворене при згорянні палива, що підводиться до топці (пальнику) В одиницю часу. Характеризує показником теплової потужності опалювального агрегату на твердому паливі прийнято вважати значення КВт за 1 годину роботи. З одного боку - це зручно, з іншого боку - це не зовсім коректно. Просто, навіть сам виробник не може сказати, однозначно і точно, яку теплову потужність має опалювальний агрегат, він знає тільки з власних розрахунків (теоритических або практичних). Але найголовніше, те що показник теплової потужності агрегату варіюється від паспортного значення за умов експлуатації. Основний умови експлуатації можна виявити при значеннях теплотворної здатності палива , Кількості закладеного палива в камеру згоряння і тягових властивостях агрегату (як робочі, так і неодружені).

Розрахунок теплової потужності

Для розрахунку необхідної теплової потужності потрібно взяти наступну формулу: P \u003d V ΔT K

• де Р - це значення позасистемної одиниці виміру кількості роботи і енергії (ккал / год);
• V - розрахунковий обсяг приміщення, що обігрівається, яке обчислюється перемножением довжини на ширину і на висоту приміщення, що вимірюється в транскрипції як м3;
• ΔT - це різниця температури між потрібної (досягається) температурою прогреваемого приміщення і зовнішньої кліматичної температурою (° C);
• До – коефіцієнт теплового розсіювання , Це умовне значення теплової втрати (розсіювання), яке характеризує прогрівається приміщення за значеннями:
  • K \u003d 0,1-0,5 Утеплене приміщення з гідробар'єрних і паробарьерние ізоляційними матеріалами . До таких приміщень можна віднести парильні приміщення (лазні, сауни), термопроізводственние приміщення, камери і сховища. Дуже хороша теплоізоляція.
  • K \u003d 0,6-0,9 Покращена конструкція, цегляні стіни з подвійною теплоізоляцією , Невелике число вікон зі здвоєними рамами, товсте підставу статі, дах з високоякісного теплоізоляційного матеріалу. Хороша теплоізоляція.
  • K \u003d 1,0-1,9 Стандартна конструкція, подвійна цегляна кладка, Невелике число вікон, дах зі стандартної покрівлею. Середня теплоізоляція.
  • K \u003d 2,0-2,9 Спрощена конструкція будівлі, одинарна цегельна кладка, спрощена конструкція вікон і даху. Невелика теплоізоляція.
  • K \u003d 3,0-4,0 Спрощена дерев'яна конструкція або конструкція з гофрованого металевого листа. Без теплоізоляції.

В закінчення розрахунків Ви отримаєте значення в ккал / год. Щоб перевести це значення в кВт, Просто розділіть це значення на 860 і отримаєте необхідну потужність в кВт.

Розрахунок теплової потужності котла

При забезпеченні тепловою тепловою енергією контуру приготування гарячої води слід врахувати всі фактори, які впливають на нормальний режим забезпечення гарячою водою споживачів для отримання найбільш надійного, ефективного та економічного варіанта. Це може бути режим водоспоживання, конструктивні особливості водонагрівача і котельні установки, необхідні обсяги гарячої води і тд. Наприклад в приватному житловому будівництві в зв'язку з малими обсягами споживання гарячої води часто застосовують змінний режим роботи котельної установки між опаленням приміщень і приготуванням гарячої води. Що дозволяє істотно знизити потужність котлів а отже і витрати на обладнання і подальшу експлуатацію системи опалення.

При наявності в системі опалення додаткових контурів їх теплоспоживання враховується надбавкою до опалювальної потужності в розмірі максимального значення теплоспоживання кожного контуру. Теплова потужність на приготування гарячої води в будинках з значним споживанням гарячої води (лазні, сауни, перукарні і тд.) Обов'язково включається як додаткова теплове навантаження.

При виборі теплової потужності котельної установки з атмосферними пальниками слід враховувати сезонні коливання тиску газу . При зниженні тиску газу потужність газового котла різко падає. Бажано при виборі теплової потужності газового котла врахувати півтора кратне перевищення паспортної потужності котла. При цьому рекомендують, для запобігання передчасного виходу з ладу котла постійно працює з максимальною тепловим навантаженням, в будь-якому випадку передбачати при виборі 30% запас.

При застосуванні в системі проточних водонагрівачів значних обсягів приготування гарячої води потужність котельні установки не може бути менше потужності споживаної водонагрівачем при максимальному водоспоживання гарячої води. Якщо потужність необхідна на опалення перевищує споживання тепла проточного водонагрівача то досить п'ятдесяти процентної надбавки від потужності необхідної для приготування гарячої води.

У разі застосування котельних установок зі змінним режимом забезпечення теплоспоживання контуру ГВП і опалення ( двоконтурний котел) Слід врахувати що

Найцікавіше:

Алкогольні напої синього і блакитного кольору

Сценарій викупу в стилі "Дорожня інспекція"

Коктейлі з горілкою і апельсиновим соком