2.5. Годовые затраты теплоты на отопление

Теплозатраты на отопление зданий превышают, как правило, расчетные теплопотери. Это объясняется тем, что в системах отопления неизбежны "бесполезные" теплопотери, связанные с теплопередачей через стенки теплопроводов, проложенных в холодных помещениях, и с размещением отопительных приборов и труб у наружных ограждений. Приборы, приставленные к конструкциям или встроенные в них, прогревают прилегающие участки ограждений, что вызывает увеличенный тепловой поток наружу по сравнению с рассчитанными теплопотерями. Бесполезные теплопотери обычно оценивают в виде некоторой доли "полезных" потерь и ограничивают их величину.

ЛЕКЦИЯ 3

3.1. Классификация систем отопления

Отопительные установки проектируют и монтируют в процессе возведения здания, увязывая их элементы со строительными конструкциями и планировкой помещений. Поэтому отопление считают отраслью строительной техники. Затем отопительные установки действуют в течение всего срока службы сооружения, являясь одним из видов инженерного оборудования зданий. К отопительным установкам предъявляют следующие требования:

1 - санитарно-гигиенические: поддерживание равномерной температуры помещений; ограничение температуры поверхности нагревательных прибо­ров, возможность их очистки.

2 - экономические: невысокие капитальные вложения и эксплуатационные затрата, а также небольшой расход металла.

3 - архитектурно-строительные: соответствие планировке помещений, компактность, увязка со строительными конструкциями, согласование со сроками строительства зданий.

4 - производственно-монтажные: механизация изготовления деталей и узлов, минимальное число элементов, сокращение трудовых затрат и повышение производительности при монтаже.

5 - эксплуатационные: безотказность и долговечность, простота и удобство управления и ремонта, бесшумность и безопасность действия.

Каждое из указанных требований следует учитывать при выборе отопительной установки. Однако основными считаются санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования. Установка должна обладать способностью передавать в помещение изменяющиеся в соответствии с теплопотерями количество теплоты.

Система отопления - совокупность конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества тепловой энергии во все обогреваемые помещения.

С истема отопления состоит из следующих основных конструктивных элементов (рис. 3.1) теплообменника I для получения тепловой энергии при сжигании топлива или от другого источника; отопительных приборов 3 для теплопередачи в помещение; теплопроводов 2 и 4 - сети труб или каналов для теплопереноса от теплообменника к отопительным приборам. Теплоперенос осуществляется теплоносителем - жидким (вода) или газообразным (пар, воздух, газ).

Рис. 3.1 Принципиальная схема системы отопления

1 — теплообменник; 2 и 4 – подающий и обратный теплопроводы, 3 — отопительный прибор

1. В зависимости от вида теплоносителя системы делятся на:

- водяные;

- паровые;

- воздушные или газовые;

- электрические.

2. В зависимости от расположения источника теплоты и обогреваемого помещения:

- местные;

- центральные;

- централизованные.

3. По способу циркуляции:

- с естественной циркуляцией;

• с механической циркуляцией.

4. Водяные по параметрам теплоносителя:

- низкотемпературные TI<105°С;

- высокотемпературные ТI>105°С.

5. Водяные и паровые по направлению движения теплоносителя в магистратах:

- тупиковые;

- с попутным движением.

6. Водяные и паровые по схеме соединения нагревательных приборов с трубами:

- однотрубные;

- двухтрубные.

7. Водяные по месту прокладки подающих и обратных магистралей:

- с верхней разводкой;

- с нижней разводкой;

• с опрокинутой циркуляцией.

• С смешанной рарводкой

8. Паровые по давлению пара:

- вакуум-паровые Ра<0.1 МПа;

-низкого давления Ра 0.1-0.47 МПА;

• высокого давления Ра>0.47 МПа.

3.2. ТЕПЛОНОСИТЕЛИ

Теплоносителем для системы отопления может быть любая среда, обладающая хорошей способностью аккумулировать тепловую энергию и изменять теплотехнические свойства, подвижная, дешевая, не ухудшающая санитарные условия в помещении, позволяющая регулировать отпуск теплоты, в том числе автоматически. Кроме того, теплоноситель должен способствовать выполнению требований, предъявляемых к системам отопления.

Наиболее широко в системах отопления используют воду, водяной пар и воздух, поскольку эти теплоносители в наибольшей степени отвечают перечисленным требованиям. Рассмотрим основные физические свойства каждого из теплоносителей, которые оказывают влияние на конструкцию и действие системы отопления.

Таблица 3.1. Параметры основных теплоносителей.

Параметры	Теплоноситель
	вода	пар	воздух
Температура, разность темпера­тур, С	150-70	150	70-40
Плотность, кг/м3	950	2.547	I
Удельная теплоемкость, кДж/кгК	1.187	2120Х	I
Средняя скорость движения, м/с	0.3-2	40-80	5-20
Относительное сечение труб	I	1.5	550

^Х Скрытая теплота фазового превращения.

Свойства воды: высокая теплоемкость, высокая плотность, несжимаемость, расширение при нагревании с уменьшением плотности, повышение температуры кипения при повышении давления, выделение абсорбируемых газов при повышении температуры и понижении давления.

Свойства пара: малая плотность, высокая подвижность, высокая энтальпия за счет скрытой теплоты фазового превращения (табл. 3.1), повышение температуры и плотности с возрастанием давления.

Свойства воздуха: низкая теплоемкость и плотность, высокая подвижность, уменьшение плотности при нагревании.

Краткая характеристика параметров теплоносителей для системы отопления приведена в табл. 3.1.

ЛЕКЦИЯ 4