- •1.1. История развития
- •1.2. Дальнейшее развитие техники центрального отопления
- •Глава I. Тепловой режим зданий
- •1.2. Основы теплопередачи
- •1.3. Теплопередача через ограждения
- •1.5. Значения основных характеристик теплопередачи через ограждения
- •1.6. Теплозащитные свойства ограждений
- •1.8. Расчетная тепловая мощность системы отопления
- •2.1. Требования, предъявляемые к отопительным установкам
- •2.2. Виды систем отопления
- •Глава 2. Классификация систем отопления
- •2.3. Характеристика теплоносителей для систем отопления
- •2.4. Сравнение и область применения основных систем отопления
- •Г л а в а 3. Системы водяного отопления
- •3.1. Основные положения|
- •3.2. Классификация систем водяного отопления
- •3.3. Разновидности систем водяного отопления
- •3.4. Устройства систем водяного отопления
- •3.5. Область применения систем водяного отопления
- •Глава 4. Нагревательные приборы
- •4.1. Виды и конструкции нагревательных приборов
- •4.2. Теплопередача нагревательных приборов
- •4.4. Выбор и установка нагревательных приборов в помещении
- •4.5. Расчет необходимой площади поверхности нагревательных приборов
- •4.6. Регулирование теплоотдачи нагревательных приборов
- •Лекция 4
- •Глава 5. Расчет теплопроводов систем водяного отопления
- •5.1. Циркуляционное давление в системах водяного отопления
- •5.2. Основные принципы гидравлического расчета теплопроводов систем водяного отопления
- •5.3. Методы гидравлического расчета систем водяного отопления
- •Глава 6. Системы парового отопления.
- •6.1. Принцип работы систем парового отопления
- •6.2. Классификация систем парового отопления
- •Глава 7. Системы воздушного отопления
- •7.1. Виды систем воздушного отопления
- •7.2. Расчет систем воздушного отопления
- •Глава 8. Вентиляционные системы и их оборудование
2.3. Характеристика теплоносителей для систем отопления
Теплоносители систем отопления должны обладать возможно большей способностью аккумулировать тепло, а также подвижностью, при которой расход энергии на перемещение теплоносителя по трубам был бы незначительным. Они не должны ухудшать санитарных условий отапливаемых помещений (выделять газы, загрязнять воздух помещения) и должны быть достаточно дешевыми.
Этим требованиям в той или иной степени удовлетворяют основные теплоносители: вода, пар и воздух.
От технико-экономических показателей теплоносителей зависят первоначальная и эксплуатационная стоимости систем отопления.
Рассмотрим основные параметры, характеризующие теплоносители.
Вода имеет большую плотность (1000 кг/м3) и высокую удельную теплоемкость [4,187 кДж/(кг·К)], что позволяет передавать значительное количество тепла при малых ее объемах. Энтальпию воды можно изменять в больших пределах, повышая или понижая ее температуру. Возможность изменения температуры воды в широких пределах позволяет ограничить температуру теплоотдающих поверхностей нагревательных приборов и теплопроводов в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к обслуживаемому помещению, и поддерживать равномерный температурный режим в течение всего отопительного сезона. В целях уменьшения затрат энергии скорость движения воды в системах отопления обычно ограничивают 1,5 м/с.
Пар, используемый в системах отопления, имеет малую плотность (0,6—1,6 кг/м3), но в нем заключается большое количество тепла, выделяющегося в результате фазового превращения при конденсации в нагревательных приборах (2260—2160 кДж/кг). Перемещение пара по паропроводам осуществляется со скоростью 10—80 м/с, что позволяет передавать большие количества тепла на значительные расстояния при сравнительно малых затратах энергии. Конденсация пара происходит при постоянной температуре, соответствующей принятому давлению, что исключает возможность плавного регулирования теплоотдачи приборов и вызывает необходимость периодического выключения подачи пара, а это создаёт неравномерность температурного режима в отапливаемом помещении. Высокая температура пара ограничивает область его применения помещениями, к которым не предъявляются высокие санитарно-гигиенические требования. Использование пара с температурой ниже 100°С требует поддержания в отопительных установках вакуума, что удорожает их устройство и усложняет эксплуатацию.
Воздух имеет малую плотность (1—1,2 кг/м3) и низкую удельную теплоемкость [1 кДж/(кг·К)], в связи с чем для передачи даже небольшого количества тепла требуется перемещать значительные объемы воздуха; затраты энергии при этом оказываются больше, чем при транспортировании такого же количества тепла с помощью воды или пара. Скорости движения воздуха ограничиваются 10—20 м/с, поэтому воздуховоды имеют большие сечения и занимают большие объемы, чем трубопроводы для воды или пара. Температура и энтальпия воздуха могут изменяться в широких пределах, что позволяет поддерживать в помещениях равномерный тепловой режим в течение всего отопительного периода. Обогрев помещений нагретым воздухом выгоден тогда, когда допустимо полное или частичное возвращение его для повторного подогрева без устройства распределительных воздуховодов, а также при одновременном использовании установки для отопления и вентиляции помещения, когда необходимо восполнить такое же количество воздуха, какое удаляется из помещения технологическими установками.
В табл. II.2 приведено сопоставление площадей поперечных сечений теплопроводов и поверхностей нагревательных приборов в системах отопления с различным теплоносителем относительно системы отопления с теплоносителем водой, имеющей начальную температуру 95°С и конечную температуру 70°С.
Для расчета отопительных установок зданий различного назначения принято принимать параметры теплоносителей, приведенные в табл. I.I.З. Этими параметрами устанавливаются виды теплоносителей, а также определяется средняя температура теплоносителя в нагревательных приборах, площадь их поверхности и тепловой режим в помещении.