Паровые системы отопления

В паровых системах применяют сухой насыщенный или влажный насыщенный пар. В нагревательных приборах обеспечивается конденсация пара с выделением скрытой теплоты парообразования. В наружных паропроводах, чтобы исключить нежелательную попутную конденсацию пара в них, стремятся использовать перегретый пар. Обычно применяют паровые системы отопления низкого и высокого давления. Первые допускаются для различных спортивных и зрелищных сооружений, ресторанов, административно-конторских и бытовых и т.д. Вторые рекомендуются для отопления производственных помещений. При сравнении с водяными системами подчеркивается экономия средств и металла на устройство парового отопления (25% -при низком, до 40%-при высоком давлении). Недостатком является практическая невозможность плавного регулирования теплоотдачи приборов изменением давления пара. Регулирование поэтому, как правило, осуществляю т пропусками подачи пара в систему. Это ведет к колебаниям t_В, хотя и обеспечивает убыстрение темпа обогрева помещений. Применение паровых систем сейчас ограничивается главным образом объектами, где пар используется как теплоноситель наружных, например заводских сетей. Известны конденсационные отопительные системы, в которых пар лишь подогревает более холодную воду в приборах, обеспечивая гигиеничную невысокую температуру на их поверхностях. Не исключается возможность применения и паровых систем при давлении пара ниже атмосферного с температурой до 60—70 °С.

Системы воздушного отопления

При воздушном отоплении в помещения для возмещения потерь теплоты подается некоторое количество воздуха G, кг/ч, нагретого до температуры t_np, более высокой, чем температура воздуха в рабочей зоне помещений t_В. Приточный воздух, проходя по помещению и охлаждаясь до i_ух, отдает необходимое для отопления количество теплоты, кДж/ч:

Q_p =Gс_В{t_np-t_yx) или G= Q_p / с_e{t_np-t_yx)

Если воздух удаляется из зоны не выше 3—4 м, то t_ух = t_в.

Этого количества теплоты должно быть достаточно для возмещения потерь теплоты из помещений:

Q_p≥ Q_пот- Q_выд

где Q_пот- убыль теплоты из помещений через ограждения, нагревания инфильтрующегося воздуха, холодных поступающих предметов и т. д. Q_выд-постоянные тепловыделения в помещениях.

В зависимости от соотношения величин Q_пот и Q_выд в различное время года в помещениях может требоваться либо отопление, либо вентиляция с целью охлаждения.

Воздушное отопление позволяет в случае необходимости обеспечить при помощи одного устройства и отопление, и вентиляцию, что в ряде случаев приводит к снижению строительных затрат и одновременно обеспечивает высокие санитарно-гигиенические условия воздушной среды помещений. К другим достоинствам систем воздушного отопления по сравнению с системами центрального водяного и парового отопления относятся: меньшая металлоемкость; малая инерционность, дающая возможность получения быстрого отопительного эффекта при внезапных охлаждениях помещений (открывании ворот, внесении холодных массивных изделий, снижении тепловыделений оборудования и т. д.); более равномерное распределение температур в рабочей зоне крупногабаритных помещений.

К недостаткам систем воздушного отопления, ограничивающих их распространение, следует отнести: необходимость увеличения сечений воздуховодов и каналов для транспортирования с помощью воздуха больших количеств тепла (в силу малой теплоемкости воздуха); необходимость теплоизоляции при транспортировании нагретого воздуха по каналам большого сечения: эксплуатационные расходы в связи с дополнительной потребностью в электроэнергии для привода вентиляторов. В целях достижения большей теплопроизводитсльности при данном расходе воздуха его температуру t_пр следует назначать возможно большей. Максимальное значение температуры приточного воздуха ограничивается нормами и зависит от способа его раздачи: при подаче воздуха в обслуживаемую зону на расстоянии 2 м от рабочих мест его температура не должна превышать 45 °С, при выпуске воздуха на высоте более 3,5 м от пола—70 °С; при непосредственном длительном воздействии струи подогретого воздуха на людей его температура принимается не более 25 °С. Существенным недостатком систем воздушного отопления для жилых зданий является наличие холодных токов воздуха от поверхностей, особенно окон и наружных стен из-за отсутствия радиаторов.

По общему компоновочному оформлению, месту приготовления воздуха и способу его раздачи в отдельные помещения различают:

системы централизованного воздушного отопления (центральные системы) с приготовлением воздуха в нагревательном центре и последующей его раздачей по помещениям через сеть воздуховодов;

системы местного отопления (местные системы), использующие воздушно-отопительные агрегаты, предназначенные для отдельных помещений, в которых эти агрегаты обычно устанавливаются.

Центральные системы воздушного отопления по способу использования наружного воздуха подразделяются на рециркуляционные, прямоточные и комбиниро­ванные.

В рециркуляционных системах воздух, забираемый из помещений, после нагревания в калорифере вновь возвращается в них для отопления.

Рассматриваемые системы обеспечивают только отопление, поэтому их применяют в помещениях, где не требуется вентиляция или где она осуществляется другими средствами (например, проветриванием).

Прямоточные и комбинированные системы обеспечивают вентиляцию и отопление, поэтому могут быть названы системами отопления, совмещенными с вентиляцией.

В прямоточных системах используется только наружный воздух. Его расход должен быть определен исходя из потребностей вентиляции и отопления. В качестве расчетного следует принимать наибольшее значение. В комбинированных системах используется смесь наружного и рециркуляционного воздуха. Устраивать такие системы целесообразно в случаях, когда для расчетных условий количество воздуха для отопления больше, чем для вентиляции.

Комбинированные системы также могут работать по схемам рециркуляционной и прямоточной систем, что делает их удобными для помещений с переменной тепловой нагрузкой, т. е. с меняющейся потребностью в вентиляции, а также для использования в различные периоды года.

Применение рециркуляции снижает расход тепла на подогрев воздуха в калориферах, поэтому наиболее экономична работа систем по рециркуляционной схеме, а наименее экономична работа по прямоточной схеме.

Местное воздушное отопление при помощи специальных воздушно-отопительных агрегатов с механическим побуждением движения воздуха устраивается в производственных помещениях как самостоятельная система или дополнительная к основной (водяной или паровой). В последнем случае местная система предназначается для быстрого восстановления требуемой температуры воздуха в помещениях при их переохлаждении.