3 .Тепловой баланс помещения

Тепловой режим зданий в зависимости от их назначения может быть постоянным или переменным. Для наибольшего количества зданий характерен постоянный тепловой режим, требующий круглосуточного поддержания в течении всего отопительного периода установленных температур воздуха в помещениях здания. Поддержание установленных нормативными документами температур воздуха в помещениях обеспечивается в зданиях, как правило, работой систем отопления. Поэтому при решении вопроса о необходимости устройства системы отопления и определения ее мощности составляют тепловой баланс помещений, представляющий собой сопоставление теплопотерь, т. е. расхода теплоты из помещения Qрас» и теплопоступлений Qпр.

Для поддержания при стационарном режиме t_в=const необходимо выполнения усл. теплового баланса т.е.:

∑Q_ПР = ∑Q_РАС – ур-ие тепл. баланса помещения

∑Q_ПР- сумма поступлений тепловой энергии в помещение(приток)

∑Q_РАС – сумма расходов тепловой энергии ( расход)

∑Q_ПР = Q_ОТопл + Q_{ПРит.Вент} + Q_{Солнеч.Радиац.} + Q_{ОБОРуд.} + Q_Людей. + Q_{ДРугие.}

∑Q_РАС = Q_ОГРажд + Q_{ВЫТ.Вент} + Q_{ИНФильтр} + Q_Тех + Q_ДР.

Q_ОГР – потери теплоты Ч/з ограждения конструкции.

Q_ВЫТ.В - //-// - с вытяжным вентиляционным в-ом.

Q_ИНФ - //-//- на нагрев инфильтрац. воз-ха.

Q_Т -//-//- на технологич-е цели (нагрев материала, сырья, транспорта и др.)

Q_ДР - //-//- на др. неучтенные цели.

Т.о. нагрузка на СО составляет:

Q_ОТ = Q_РАС – (Q_ПР.В + Q_С.Р. + Q_ОБОР. + Q_Л. + Q_ДР )

4. Системы отопления гражданских, промышленных и сельскохозяйственных зданий. Классификация систем.

Система отопления – комплекс конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты во все обогреваемые помещения.

Сис-ы отопления разделяют по виду теплоносителя, они бывают:

водяными, паровыми, воздушными, газовыми, электрическими.

В зависимости от расположения элементов системы отопления:

1) местные – системы, в которых все конструктивные элементы объединены в одной установке, где происходят получение, перенос и передача теплоты в помещение. К ним относят электрическое, газовое и печное отопление.

2) центральные – системы предназначенные для отопления многих помещений из единого теплового центра. Теплоноситель нагревается в теплообменнике, находящийся в тепловом центре, перемещается по теплопроводам, поступает во все помещения и передав теплоту через нагревательные приборы возвращается в тепловой центр. (см. рис.)

а) независимая схема присоединения систем отопления;

б) зависимая схема со смешением в элеваторе;

в) зависимая прямоточная схема без смешения.

1 – центральный теплообменник;

2 – местный теплообменник;

3 – подающий теплопровод наружной тепловой сети;

4 – обратный теплопровод наружной тепловой сети;

5 – циркуляционный насос;

6 – подающий теплопровод внутренней системы отопления;

7 – обратный теплопровод внутренней системы отопления;

8 – отопительные приборы;

9 – смесительная установка (элеватор);

10 – подвод топлива.

В современных системах используется два теплоносителя:

первичный - высокотемпературный теплоноситель (Т1), получает теплоту в центральном теплообменнике – 1, движется по наружным теплопроводам – 3 и 4;

вторичный – низкотемпературный теплоноситель ( t_г ), получает теплоту от первичного в местном теплообменнике – 2 или образуется при смешивании в смесительной установки – 9, переносит ее по внутреннему теплопроводу – 6 в отопительные приборы – 8 и возвращается в тепловую сеть по обратному трубопроводу – 7 ( t_г ).

Первичный теплоноситель прежде всего пар или вода. Система центрального отопления может быть: водо- водяной, паро- водяной, паро-воздушной, водо-воздушной.

Водяное отопление. Применяют в жилых, общ-х и произв-х зд-х. Разделяют:

1.по теплоносителю:

а) низкотемп-ые t_г < 105ºС

б) высокотемпературные t_г = (105-150)ºС

2.по способу создания циркуляции:

а) с естественной циркуляцией (гравитационное), движение воды возникает в следствие разности плотности нагретой и охлажденной воды

б) с искусственной циркуляцией (насосные системы)

3.по способу присоединения стояков с отопительными приборами:

а) однотрубные

б) двухтрубные

В) бифилярные – с последовательным соединением сначала всех первых половин приборов, затем для течения воды в обратном направлении всех вторых их половин.

4.по расположению труб соединяющих отопительные приборы:

а) вертикальные

б) горизонтальные

5.в зависимости от места прокладки магистралей:

а) с верхней разводкой

б) с нижней разводкой

в) с “опрокинутой” циркуляцией

6.по направлению движения теплоносителя в магистралях:

а) тупиковые(встречное движение)

б) с попутным движением теплоносителя(движение в одном направление)

Паровое отопление. В системах парового отопления в помещения передается теплота, получаемая при конденсации насыщенного пара в отопит приборах. Конденсат удаляется из приборов и возвращается в паровой котел.

Применяют когда есть паровые котельные для технических целей. Рассматривают:

1.в зависимости от давления:

а) вакуум-паровые P_абс< 0.1 МПа, t_n<100ºC

б) низкого давления P_n=(0.1-0.17) МПа, t_n=(100-115)ºC

в) высокого давления P_n=(0.17-0.48)МПа, t_n=(115-150)ºC

2.по способу возвращения конденсата в паровые котлы:

а) замкнутые, с самотечным возвращением(отопительный прибор должен находиться выше уровня в барабане котла)

б) разомкнутые, с насосным возвращением конденсата

3.в зависимости от расположения обратной магистрали:

а) с “сухим” самотёчным конденсатопроводом

б) с “мокрым” напорным конденсатопроводом

4.в зависимости от направления движения теплоносителя в магистрали:

а) тупиковые (со встречным движением)

б) с попутным движением

5.в зависимости от расположения магистрального паропровода:

а) с верхней разводкой

б) с нижней разводкой

6.по расположению стояков

а) вертикальные

б) горизонтальные

Воздушное отопление. Теплоносителем является воздух, нагретый доя темп более высокой, чем темп помещения. Поступая в помещений и охлаждаясь, воздух отдает необходимое количество теплоты для возмещения теплопотерь. В теплый период можно использовать для охлаждения помещений, если через паропровод пропускать хладагент.

Применяют Общ-е и произв-е зд-я, часто возд-е отопление совмещают с дежурным водяным отоплением. Рассматривают:

1.по виду первичного теплоносителя:

водовоздушные, паровоздушные, электровоздушные

2.по способу подачи воздуха:

а) централизованные с подачей воздуха из единого теплового центра в каждое помещение

б) местные с подачей воздуха воздушно-отопительными агрегатами

3.по способу перемещения нагретого воздуха:

а) с естественной циркуляцией

б) с механической циркуляцией

4.по качеству подаваемого воздуха:

а) прямоточные с использованием только наружного воздуха

б) с частичной рециркуляцией, используется смесь наружного воздуха и удаляемого внутреннего воздуха

в) рециркуляционный, используется только внутренний воздух, применяется когда воздух не загрязнен вредными веществами.