32.Требования к системам отопления. 1)санитарно-гигиенические –

обеспечение регламентируемой снипом температуры воздуха в помещении без

ухудшения состояния его воздушной среды. При этом должно быть

обеспечено поддержание заданной температуры воздуха и поверхностей во

времени, в плане помещения и по высоте. 2)экономические – это

минимальные капитальные вложения с минимальным расходом металла, а

также не высокие эксплуатационные расходы. 3)архитектурно-строительные

– увязка систем отопления со строительной частью здания, с интерьером

помещений, компактностью установок. 4)производственно-монтажные –

минимальное число элементов и узлов, их унификация и механизация

изготовления. Возможность простого монтажа систем. 5)эксплуатационные –

долговечность, надежность, простота и удобство в ремонте, бесшумность и

безопасность.

33.Классификация систем отопления. 1)по месту расположения теплоты

относительно отапливаемого помещения – местные и центральные, в местных

системах все три элемента скомпонованы в одной отопительной установке и

находятся в отапливаемом помещении (АГВ). В центральных генераторы

теплоты находятся вне отапливаемых помещениях (ТЭЦ, котельная) 2)по

виду теплоносителя – водяные, паровые, воздушные. 3)по параметрам

теплоносителя – водяные бывают низко (до 100), и высокотемпературные

(выше 100). Паровые - высокого, низкого, среднего давления. 4)по

основному способу передачи оттапливаемому помещению – конвективные и

лучистые. Конвективные – это такое отопление при котором температура

воздуха поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная

температура. Лучистое отопление – температура радиационная больше

температуры воздуха. 5)по способу циркуляции теплоносителя –

естественная циркуляция (гравитационная) и искусственная (насосная).

6)По конструктивным особенностям а)по положения труб объединяющих

отопительные приборы по вертикали или горизонтали соответственно

вертикальные и горизонтальные. Б)в зависимости от схемы соединения труб

с отопительными приборами – однотрубные и двухтрубные. В)в зависимости

от расположения подающего магистрального трубопровода – с верхней и

нижней разводкой. Г)в зависимости от направления движения теплоносителя

в подающей и обратной магистрали – тупиковые и с попутным движением

теплоносителем. Д)по способу присоединения отопительных приборов –

системы с осевыми замыкающими участками, со смещенными замыкающими

участками и без них (проточные). Рис.

34.Теплоносители в системах отопления. Жидкая (вода или другие) или

газообразная (пар, газ) среда перемещающаяся в системе отопления

называется теплоносителем. Теплоноситель аккумулирует теплоту, а затем

передает ее в обогреваемое помещение. Преимущественно применяют в

качестве теплоносителя воду, воздух, водяной пар. 1)Вода + а)высокие

санитарно-гигиенические свойства и дешевизна. Б)возможность поддержания

равномерной температурой помещения путем регулирования температуры

теплоносителя подаваемого в приборы (качественное регулирование

в)возможность ограничения температуры поверхности отопительных

приборов. Г)бесшумность работы системы. Д)большая долговечность по

сравнению с паровыми. – а)значительное гидростатическое давление

(связано с большой плотностью 1000кг\м3) плотность воды больше

плотности пара в 600-1500 раз, плотность воды больше плотности воздуха

в 900 раз, что ограничивает применение воды в высотных зданиях

б)тепловая инерция (быстрота нагревания или охлаждения) воды замедляет

регулирование теплоотдачи приборов в)большой расход металла на

отопительные приборы по сравнению с паровыми системами 2)пар+ а)меньший

расход металла по сравнению с водяными б)меньше гидростатическое

давление пара в вертикальных трубопроводах по сравнению с водяными

в)малая тепловая инерция что позволяет обеспечить быстрый прогрев и

охлаждение г)возможность перемешения пара на большие расстояния. –

а)высокая температура пара а значит и высокая температура поверхности

приборов – это приводит к разложению и сухой воззонке пыли находящейся

на поверхности прибора, сопровождающейся выделением вредных веществ

(окись углерода) б)невозможность качественной регулеровки теплоотдачи

приборов, так как температура пара постоянна в)шум г)ускоренная

коррозия труб. 3)воздух +а)быстрый и равномерный прогрев помещения

б)возможность совмещения с приточной вентиляцией в) отсутствие

отопительных приборов г)мелкие первоначальные капитальные затраты по

сравнению с водяным отоплением. –а)большая площадь сечения

воздуховодов. Б)трудности увязки со строительной частью в)значительные

бесполезные потери теплоты г)шум.

35.Принципиальная схема системы водяного отопления с естественной

циркуляцией. Рис. Нагретая в котле 1 вода поднимается вверх по главному

стояку 2, далее по падающей магистрали 4 и стояку - в отопительный

прибор 5, отдав теплоту вода с более низкой температурой а значит с

большей плотностью опускается по стояку 6, далее по обратной магистрали

7 выдавливая более нагретую воду. Для вмещения дополнительного объема

воды, образовавшегося при его нагревании служит расширительный бак 3,

устанавливаемый в верхней точке системы, для чего подающая магистраль 4

прокладывается с уклоном от расширительного бака. Расширительный бак

кроме того служит для сбора и удаления воздуха, находящегося в системе

до ее заполнения а также в растворенном виде в воде. +1)простота

2)независимость от электроэнергии 3)отсутствие насосов, шума, вибрации.

4)сравнительная долговечность 5)саморегулирование. -1)сокращенный

радиус действия системы (до 30м по горизонтали) 2)повышенный расход

металла на трубопроводы и их монтаж. 3)повышенная опасность замерзания

трубопровода, проложенных в неотапливаемых помещениях.

36.Принципиальная схема системы водяного отопления с искусственной

циркуляцией. Рис. Назначение водяного бака: 1)вмещение дополнительного

объема воды 2)!сбор и удаление в последствии воздуха (но в данной

системе этот пункт невозможен) в такой системе устанавливают

воздухосборники с краном и т.д. в самой высокой точке системы. Для

увеличения радиуса действия системы водяного отопления применяется

искусственная циркуляция с помощью механических побудителей – например

насоса 9, который устанавливается на обратной магистрали 8, перед

котлом 1. расширительный бак 3, устанавливается перед насосом 9, на

обратной магистрали 8. в этой системе расширительный бак служит для

вмещения дополнительного объема воды, а для сбора и удаления воздуха

предусмотрена установка воздухосборника 5, на падающей магистрали 4, в

конце ветви т.е. перед последним стояком 7. для того чтобы

воздухосборник был в самой высокой точке системы магистраль

прокладывается с уклоном от воздухосборника. Обратная магистраль 8

прокладывается с уклоном к котлу (генератору) для спуска воды при

опорожнении системы. 6 – отопительный прибор. Расширительный бак

присоединяется к обратной магистрали перед насосом, для того чтобы

большая часть системы была под положительным нагнетательным давлением

для предотвращения вскипания воды в системе.

37.Принципиальная схема системы воздушного отопления. Рис.

38.Принципиальная схема системы парового отопления. Рис. 1-паровой

котел с паросборником 5. 2-паропровод, 3 – отопительный прибор. 4-

конденсатопровод. 6- воздушная трубка. Паровой отопление основано на

передачи в помещение скрытой теплоты парообразования, выделяющейся при

конденсации насыщенного пара. Конденсат образовавшейся в отопительных

приборах по конденсатопроводу 4 возвращается в котел.

39.Основные свойства влажного воздуха.

40.i-d диаграмма влажного воздуха. Изображение на i-d диаграмме

состояние воздуха. профессор Л.К. Рамзин в 1918 г. составил так

называемую i-d диаграмму, широко используемую в расчетах вентиляции,

кондиционирования воздуха, осушки и других процессов, связанных с

изменением состояния влажного

воздуха. В i-d диаграмме графически связаны все параметры, определяющие

тепловлажностное состояние воздуха: i,d,t,ф,pn для заданного

барометрического давления. Постоянные значения (const) этих параметров

представлены линиями. В i-d диаграмме выбраны в качестве координат

параметры i и d. Для обеспечения четкого графического изображения

параметров влажного воздуха диаграмма построена в косоугольной системе

координат, где ось ординат i проведена вертикально, а ось абсцисс d,

под углом 135° к оси i. Это позволяет расширить на i-d диаграмме

область ненасыщенного воздуха (рис.). Для удобства ось d на диаграмме

не вычерчивается, а вместо нее через начало координат проводится

горизонтальная вспомогательная: линия, на которой откладываются

значения влагосодержаний. Через полученные точки проводятся вертикали,

представляющие собой линии постоянного влагосодержания d-const. На поле

диаграммы нанесены также линии i-const, t-const. Изотермы не

параллельны между собой и чем выше температура влажного воздуха, тем

больше отклоняются вверх его изотермы.

Кроме линий постоянных значений i,d,t на поле i-d диаграммы нанесены

линии постоянных значений относительной влажности воздуха ф-const.

Кривая, соответствующая ф=100% , является геометрическим местом точек,

соответствующих состоянию полного насыщения воздуха водяными парами

(кривую ф=100% иногда называют пограничной кривой). Эта кривая

построена по экспериментальным данным зависимости давления водяного

пара в насыщенном состоянии от температуры (эти данные приводятся в

специальных таблицах термодинамического состояния, влажного воздуха,

составленных М.П. Вукаловичем).

Все поле i-d диаграммы разделено линией ф=100% на две части. Выше этой

линии расположена область ненасыщенного влажного воздуха. Линия ф=100%

соответствует состоянию воздуха, насыщенного водяными парами. Ниже этой

линии - область перенасыщенного воздуха (воздуха в метастабильном

состоянии, область тумана). Если, положение изотерм t-const и

изоэнтальпий i-const в i-d диаграмме практически не зависит от

барометрического давления В, то положение кривых ф-const меняется в

зависимости от В. При повышении В линия насыщения на i-d диаграмме

смещается вверх, а при понижении вниз, но при изменениях В в пределах

+-10мм.рт.ст, эти изменения незначительны, и их можно не учитывать.

Наиболее часто применяется на практике i-d диаграмма, составленная для

В=760 мм, рт, ст. или для В=745 мм. рт. ст., характерном для

центральных районов России, расположенных на высоте около 200м над

уровнем моря. В нижней части i-d диаграммы расположена кривая, имеющая

самостоятельную ось ординат. Эта кривая связывает влагодержание d с

парциальным давлением (упругостью) водяных паров pn. Для любой точки

i-d диаграммы соответствующее pn определится, если провести вниз линию

по d-const до пересечения с линией pn, т. к. линии постоянного

парциального давления совпадают с линиями d-const (рис.). По контуру

i-d диаграммы построена шкала угловых коэффициентов лучей процессов

изменения, состояния воздуха E. На i-d диаграмме каждая точка

обозначает вполне определенное физическое состояние воздуха. Положение

точки определяется любыми двумя из пяти (i,d,t,ф,pn) параметров

состояния. Остальные три могут быть определены по i-d диаграмме как

производные. Пользуясь i-d диаграммой, можно получить еще два очень

важных параметра тепловлажностного состояния воздуха: температуру точки

росы

воздуха tp и температуру мокрого термометра tm.

41.Температура точки росы. Температура мокрого термометра. Температурой

точки росы называется та температура, до которой надо охладить

ненасыщенный воздух, чтобы он стал насыщенным при сохранении

постоянного влагосодержания. Для получения этой температуры нужно на

i-d диаграмме от точки, соответствующей данному состоянию воздуха,

опустится по линии d-const до пересечения с ф=100%. Проходящая через

точку пересечения линия t-const будет соответствовать значению tp (рис.

4,1). Температура мокрого термометра - это такая температура, которую

принимает влажный воздух при достижении насыщенного состояния и

сохранении постоянной энтальпии воздуха, равной начальной, т. е. это

предельная температура адиабатического охлаждения. В i-d диаграмме

температуре tm соответствует линия t-const проходящая через точку

пересечения линии i-const заданного состояния воздуха с линией ф=100%

(рис.).

42.Построение на i-d диаграмме процесса изменения тепловлажностного

состояния воздуха. Угловой коэффициент процесса. Процессы изменения

состояния воздуха происходят постоянно в помещениях, а также в системах

вентиляции и кондционирования воздуха. Воздух подвергается нагреванию,

охлаждению, увлажнению, осушке, а также применяется смешивание влажного

воздуха с различными параметрами. Все эти процессы могут быть

изображены и прослежены в i-d диаграмме. В общем виде процесс перехода

воздуха из одного состояния в другое на поле i-d диаграммы изображается

прямыми линиями (лучами), проходящими через точки, соответствующие

начальному и конечному состоянию влажного воздуха. Если воздух изменил

свое состояние от начальных значений i1 и d1 (точка 1) до конечных

значений i2 d2 (точка 2), то линяя, соединяющая эти точки,

характеризует изменение тепловлажностного состояния воздуха и

называется «лучом процесса» (рис. ), положение луча процесса в i-d

диаграмме определяют углевым коэффициеитом E, который представляет

собой отношение. Коэффициент Е измеряется в кДж/кг, его также называют

также тепло-

вдажносгным коэффициентом, т.к. он показывает величину приращения,

количества теплоты на 1кг полученной (или отданной) воздухом влаги.

Для того, чтобы построить на i-d диаграмме луч процесса, можно

использовать нанесенные на полях диаграммы деления (риски) угловых

коэффициентов. Все они сходятся в начале координат - точке 0. Изменение

состояния воздуха с одинаковыми тепловлажностными отношениями

изображаются на i-d диаграмме параллельными линиями. Если известны

тепловлажноетный коэффициент Е и начальные параметры воздуха, то для

построения луча процесса необходимо данное деление (риску) соединить с

началом координат и перенесет линию углового коэффициента параллельно

самой себе до встречи с точкой, которая характеризует начальные

параметры воздуха.

43.Основные процессы тепловлажностной обработки воздуха. Построения на

i-d диаграмме.

44.Изображение на i-d диаграмме процесса нагрева и охлаждения воздуха.

Воздух отдает теплоту при d-const, (линия 1-5), Уменьшается i Е=минус

бесконечность. Охлаждение воздуха по d-const (как и нагревание) может

быть осуществлено в поверхностных теплообменниках (воздухоохладителях).

При охлаждении луч направлен вертикально вниз и может быть продолжен

только до точки росы, расположенной на ф=100%. Дальнейшее охлаждение

будет идти по линии насыщения и сопровождаться конденсацией паров и

осушкой воздуха.

45.Изображение на i-d диаграмме процесса смешивания воздуха. Процесс

смешивании воздуха в i-d диаграмме изображается прямой, соединяющей

точки, соответствующие состоянию смешиваемых масс воздуха. Точка смеси

всегда располагается на этой прямой и делит ее на отрезки, длины

которых обратно пропорциональны смешиваемым массам воздуха. Если

смешивается воздух состояния А массой Ga и воздух состояния Б массой GБ

, то точка смеси С будет лежать на линии АБ и разделит ее на отрезки

отношение длин которых AC/БС=Gб/Gа.

46.Изображение на i-d диаграмме процесса адиабатного увлажнения

воздуха. Воздух поглощает влагу при i-const, E=0 (линия 1-4). Такой

процесс называется адиабатный (повышение влагосодержания при постоянной

энтальпии). Широко применяется в системах кондиционирования в

оросительной камере, где через форсунки распыляется вода. Температура

воды постепенно устанавливается равной температуре мокрого термометра

tm. Воздух, находясь в контакте с водой, имеющей температуру мокрого

термометра, теряет явную теплоту, которая затрачивается на испарение

воды, В то же время воздух получает такое же количество скрытой теплоты

с водяными парами. Энтальпия остается, постоянной, т.к. притока теплоты

практически нет. Практически в камерах орошения воздух можно увлажнить

до 90 - 95 %.

47.Изображение на i-d диаграмме политропного процесса тепло и

влагообмена воздуха. Воздух отдает теплоту и влагу, т.е. идет

охлаждение и осушка. Е>0 (дельтаI и дельтаD имеют отрицательные знаки).

Этот процесс может быть в камере орошения и других установках. Для

охлаждения и осушки в оросительной камере должна установиться

температура ниже точки росы, что достается подачей к форсункам

охлажденной воды.

48.Процесс тепло и массообмена воздуха с водой в аппаратах

кондиционирования. Коэффициент орошения. Процесс увлажнения или осушки,

а также охлаждения или нагревания воздуха можно осуществить, вводя его

в контакт с водой. Для этого воздух пропускают через камеры орошения, в

которых разбрызгивается вода, или продувают через пористые слои либо

оребренные поверхности, орошаемые водой.

Если температура воды в период соприкосновения остается ниже

температуры росы входящего в камеру воздуха, то происходит его осушка;

если температура воды выше точки росы, то происходит увлажнение.

Процессы осушки воздуха водой сопровождаются его охлаждением, процессы

же увлажнения могут сопровождаться охлаждением или нагреванием воздуха

в зависимости от температуры воды. Граничный (переходный) тонкий слой

между водой и воздухом состоит из молекул воды и воздуха. В результате

их перемешивания в этом тонком слое образуется насыщенный парами воды

воздух, а его температура равна температуре воды. Состояние воздуха в

этом слое можно определить по температуре воды, считая его

относительную влажность ф равной 100 %. Поэтому процесс тепло- и

влагообмена воздухом и водой можно рассматривать в i-d диаграмме как

процесс смешения воздуха данного состояния с насыщенными воздухом при

температуре воды. Положение точки смеси на прямой зависит от площади

поверхности теплообмена, продолжительности контакта, параметров воздуха

и воды, их количества. В расчетах используют так называемый коэффициент

орошения (м(мю) кг/кг, который равен количеству (в кг) разбрызгиваемой

воды W на 1 кг воздуха.

49.Характерные случаи изменения состояния воздуха при контакте с водой.

При контакте воздуха с водой, имеющей температуру больше температуры

воздуха tw>tA происходит увлажнение и нагрев воздуха (А-1). Испарение

воды осуществляется целиком за счет ее собственной энтальпии (т.е.

теплота, необходимая для испарения, берется от самой воды, вследствие

чего вода охлаждается). При температуре воды равной температуре воздуха

tw=tA воздух увлажняется не изменяя своей температуры (А-2). На

испарение расходуется теплота воды.

50.Основные элементы системы кондиционирования воздуха. Рис. В главном контуре 1 собственно в системе кондиционирования воздух обрабатывается

и перемещается. Состоит этот контур из следующиз элементов 1-установки

для тепловлажностной обработки воздуха. 2-системы воздуховодов и

каналов для распределения и удаления или рециркуляции воздуха.

3-устройств для подачи воздуха в помещении. Дополнительный контур 2 –

это система тепло-холодоснабжения, она состоит из следующих элементов:

1! – камеры для аппаратов.