Главная → Статьи

Отопление и горячее водоснабжение

Отопительные системы служат для обеспечения в помещениях санитарно-гигиенических условий, т. е. микроклимата, благоприятного для здоровья и труда человека.

К системам отопления предъявляют ряд требований:тепловая надежность, пожарная безопасность, бесшумность действия, удобство регулирования, обслуживания и ремонта.

Система отопления в общем виде состоит из генератора теплоты (котел, печь), теплоносителя, проводников теплоты и отопительных приборов.

Классификация систем отопления.

Системы отопления разли чают по следующим признакам:
— месту размещения генератора теплоты относительно отапливаемых помещений — на местные и центральные;
— виду теплоносителя, подводящего теплоту к отапливаемым помещениям, — на водяные, паровые, воздушные;
— способу передачи теплоты отапливаемым помещениям — конвективные (перемещением частиц жидкости или газа) и лучистые (электромагнитными волнами).

К местным относят системы, в которых генератор теплоты и теплоотдающая часть находятся непосредственно в отапливаемом помещении, — это печное и газовсе отопление.

Центральными системами отопления называют такие системы, в которых генераторы теплоты расположены вне отапливаемых помещений.

Водяные системы отопления по параметрам теплоносителя разделяют на системы с водой, нагретой ниже 100 °С или выше 100 °С (перегретой); по способу циркуляции — с естественной (гравитационной) и искусственной (насосной) циркуляцией; по схеме прокладки подводящих трубопроводов — на двухтрубные и однотрубные с верхней или нижней разводкой подающих магистралей.

На рис. 65 показана принципиальная схема водяного отопления, основными частями которой являются генератор теплоты (котел); расширительный сосуд нагревательные приборы подающий (горячий) трубопровод и обратный (холодный) трубопровод. Система отопления работает следующим образом. После наполнения системы водой из водогровода и удаления из нее Еоздуха (в данном случае через расширительный сосуд) приступают к нагреванию годы в котле.

Циркуляция теплоносителя воды в системе происходит следующим образом. Нагретая вода по трубопроводу поднимается вверх, затем опускается вниз и поступает под воздействием естественного давления при неразрывности потока к нагревательным приборам; здесь вода отдает часть своей теплоты. Охлажденная по выходе из прибора вода по замкнутому циркуляционному контуру поступает к источнику теплоты (котел), при этом вытесняя из него более легкую нагретую воду. Вода в котле, восполнив потери теплоты, повторяет свое движение (циркулирует). Для ускорения циркуляции нагретой воды в системе можно применять насосы, которые устанавливают перед котлом. Такие системы называют насосными.

Рис. 1. Водяная двухтрубная система отопления с нижней разводкой и естественной циркуляцией

Паровые системы отопления отличаются от водяных тем, что источником теплоснабжения служит насыщенный пар, который из котла по паропроводам подается к нагревательным приборам, где отдает часть теплоты и превращается в конденсат.

Трубопроводы в паровой системе разделяют на паропроводы, идущие до нагревательного прибора, и конденсатопроводы — от нагревательного прибора до генератора теплоты.

Теплоноситель пара перемещается вследствие разности давлений пара в котле и перед нагревательным прибором.

Вследствие значительно большей теплопередачи от пара к стенке, чем от воды, теплоотдача нагревательных приборов в паровых системах отопления больше, чем в водяных, на 25—30%. Недостатком пара как теплоносителя является его высокая температура (не менее 100 °С) и соответственно высокая температура поверхности металлических нагревательных приборов. Поэтому оседающая на поверхности нагревательных приборов органическая пыль разлагается и загрязняет воздух помещения

Нагревательными приборами систем центрального отопления называют устройства для передачи теплоты от теплоносителя непосредственно отапливаемому помещению. Через стенки прибора происходит теплообмен между протекающим внутри отопительного прибора теплоносителем (как правило, это нагретая вода или водяной пар) и воздухом помещения. Нагревательные приборы должны удовлетворять теплотехническим, санитарно-гигиеническим и эстетическим требованиям.

Теплотехническая характеристика нагревательного прибора определяется величиной теплопередачи.

К санитарно-гигиеническим требованиям относятся конструктивные решения нагревательного прибора, облегчающие содержание его в чистоте, удобство регулирования теплоотдачи, доля передачи теплоты лучеиспусканием (лучистые системы отопления имеют наивысшую санитарно-гигиеническую характеристику). Температура теплоотдающей поверхности нагревательных приборов должна соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям и не превышать для жилых домов 95 °С, детских садов и больниц 85 °С и производственных помещений 150 °С. Нагревательные приборы изготовляют из чугуна, стали и других материалов.

Рис. 2 Нагревательные приборы — радиаторы
а — чугунный секционный радиатор; б — стальной штампованный радиатор; в — листотрубный радиатор

Чугунные радиаторы — наиболее распространенные типы отопительных приборов. В конструктивном отношении они представляют собой отдельные секции. Такие радиаторы выдерживают давление 0,6 МПа. Изготовление радиаторов в виде секций позволяет собирать приборы разной поверхности.

Радиаторы или панели из стали В последние годы все большее применение находят штампованные радиаторы из листовой стали. Главным недостатком стальных радиаторов является подверженность их коррозии В системах отопления промышленных зданий применяют нагревательные приборы из стальных гладких труб в виде регистров, из чугунных ребристых труб с круглыми ребрами, из стальных труб с ребрами из листовой стали — конвекторы.

Бетонные отопительные панели представляют собой плиты с заделанными в них змеевиками из стальных труб. Применение бетона объясняется тем, что теплоотдача от металла к бетону идет более интенсивно, чем от металла к воздуху.

Для устройства нагревательных элементов (змеевиков) в отопительных панелях используют трубы стальные диаметром 15—20 мм и пластмассовые, а также стеклянные змеевики Применение панелей для отопления здания удовлетворяет требованиям полносборного строительства и позволяет экономить металл, расходуемый на отопительные устройства. К недостаткам панельно-лучистого отопления относят: большую тепловую инерцию, осложняющую регулирование теплоотдачи; невозможность изменения поверхности нагрева, опасность засорения труб и сложность его устранения; сложность ремонта систем; возможность появления внутренней коррозии и вследствие этого нарушение гидравлической плотности труб.

Системой воздушного отопления называют такую систему, в которой теплоносителем является воздух.

Сущность устройства и действия воздушного отопления заключается в том, что воздух, нагретый до температуры более высокой, чем температура помещения, попадая в помещение, отдает определенное количество теплоты, необходимой для компенсации тепло-потерь ограждениями При этом температура нагретого воздуха снижается до температуры помещения. Воздушные системы отопления одновременно служат и приточной вентиляцией Их устраивают в промышленных зданиях и реже в гражданских К преимуществам воздушного отопления относят более низкие затраты на его устройство по сравнению с затратами на водяные системы отопления с нагревательными приборами и уменьшение расхода металла на оборудование. Недостатками его являются низкая относительная влажность поступающего в помещение воздуха и большая его подвижность. Для подогрева воздуха применяют металлические калориферы трех типов: пластинчатые, оребренные и лепестковые.

Печное отопление. Развитие отопительной техники началось с печного отопления. Конструкции печей появились в глубокой древности — более 3 тыс лет назад Но и до настоящего времени печи сооружают для отопления небольших (до двух этажей) зданий возводимых в сельской местности и малых городах

Печное отопление отличается небольшой стоимостью устройства печей по сравнению с другими видами отопления, простотой их конструкции и обслуживания. Вместе с тем печное отопление имеет много недостатков Главными из них являются высокая трудоемкость их сооружения и индивидуального обслуживания, низкий эксплуатационный коэффициент полезного действия, повышенная пожарная опасность, загрязнение помещений топливом, золой, а также уменьшение на 5—8% полезной площади помещений По этим причинам применение печного отопления сокращается с каждым годом.

Газовое отопление. Газ широко используют в системах теплоснабжения, в том числе и для отопления зданий. Центральные системы отопления получают теплоноситель от крупных котельных, использующих в качестве топлива природный газ.

Сравнительно широко применяют инфракрасное газовое отопление, состоящее из излучателей с горелками беспламенного горения.

Рис. 3. Способы прокладки теплосетей
а — канальный; б — бесканальный, 1 — теплопровод подающий; 2 — теллоизолиции; 3 — теплопровод обратный; 4 — канал

Внешние сети теплоснабжения. В крупных городах и промышленных районах, где имеются тепловые электростанции, гражданские и промышленные здания получают теплоту централизованно от ТЭЦ. В других районах для этих целей строят районные или заводские котельные.

Для подачи теплоносителя от ТЭЦ или котельных сооружают теплофикационные системы, которые состоят из магистральных теплофикационных трубопроводов (сетей); теплофикационных камер, где устанавливают запорную, распределительную и контрольную арматуру, и тепловых пунктов у потребителей, в которых кроме контрольно-распределительной арматуры могут быть устройства для изменения температуры и давления пара.

В зависимости от числа линий, используемых для транспортирования теплоносителя, теплофикационные системы подразделяют на одно-, двух-, трех- и даже многотрубные. Для теплоснабжения городов применяют главным образом двухтрубную водяную систему, т. е. систему, состоящую из двух параллельных трубопроводов: по одному из них горячая вода поступает от станции к потребителям, а по другому — охлажденная возвращается в ТЭЦ или в котельную.

Водяные теплофикационные системы устраивают закрытые и открытые. В закрытых системах вода циркулирует в тепловой сети, из которой ее не разбирают. Здесь она является только теплоносителем. В открытых же системах воду разбирают из теплопровода для горячего водоснабжения.

По характеру размещения теплопроводы могут быть надземными и подземными. В большинстве случаев прокладывают подземные теплопроводы на глубине 0,6—1 м от поверхности земли до верха теплоизоляционного слоя или защитного кожуха, если теплопровод прокладывают непосредственно в грунте, или до верха перекрытия, если теплопровод прокладывают в канале. Более надежна и эффективна, но более дорога по капитальным затратам прокладка теплопроводов в непроходных и проходных тоннелях.

В последнее время более широкое распространение получает бесканальная прокладка тепловых сетей из стальных труб, изолированных перлитобитумной изоляцией.

Горячее водоснабжение разделяют на централизованное и местное. Централизованное снабжение горячей водой жилых домов, культурно-бытовых и производственных объектов осуществляют с ТЭЦ, районных или местных котельных так же, как и подачу теплоносителя для отопления.

Местные установки для горячего водоснабжения представлены газовыми и реже дровяными водогрейными колонками, устанавливаемыми в помещении.

Ваш отзыв