Другие системы отопления

5. Другие системы отопления.

5.1. Системы панельно-лучистого, электрического, газового отопления.

При панельно—лучистом отоплении средняя температура поверхностей в обслуживаемом помещении (включая температуру поверхности нагревательных приборов) выше, чем температура воздуха.

Панельно—лучистое отопление осуществляется с помощью встроенных, пристроенных или подвесных излучающих панелей. Встроенные и пристроенные излучающие панели представляют собой бетонные плиты, в массиве которых заделаны нагревательные элементы, как правило, металлические трубы. Можно также использовать полиэтиленовые трубы (из полиэтилена повышенной термопрочности), трубы из других материалов, каналы в панелях перекрытий и т.п. Бетонные отопительные панели часто совмещают с бетонными ограждающими конструкциями зданий из трехслойных плит.

Совмещение нагревательных элементов с ограждающими конструкциями повышает индустриальную готовность систем панельно—лучистого отопления с бетонными панелями, снижает металлоемкость, стоимость и трудовые затраты на их монтаж, обеспечивает повышенные санитарно—гигиенические показатели систем. Выбор способа обогрева помещений и схемы отопления с бетонными панелями зависит от конструктивно—планировочных решений зданий и технологии изготовления их элементов.

К недостаткам систем панельного отопления с нагревательными элементами в конструкциях относятся большая теплоемкость, затрудняющая индивидуальное регулирование теплоотдачи панелей, а также сложность ремонта и замены отдельных элементов системы.

В качестве теплоносителя при панельном отоплении, как правило, используется нагретая вода; можно использовать нагретый воздух в случае применения в качестве теплоотдающих плит перекрытий с пустотами. Водяные системы панельного отопления следует присоединять к источникам теплоснабжения с умягченной и деаэрированной водой, что необходимо для уменьшения внутренней коррозии труб и обеспечения длительного срока эксплуатации. Системы отопления с бетонными панелями, как правило, применяют в жилых и общественных зданиях, в промышленных зданиях — только в случае повышенных требований к чистоте воздуха в помещениях.

Подвесные излучающие панели состоят из греющих труб, экрана и тепловой изоляции. Экран крепится к трубам прижимным или сварным способом. Системы лучистого отопления с подвесными панелями обеспечивают равномерное распределение температуры воздуха в помещении, небольшую его подвижность, сокращающую перенос пыли и других вредностей. Система бесшумна в работе, не занимает полезной площади в рабочей или обслуживаемой зоне помещений, имеет срок службы более 15 лет.

Расход теплоты в системах лучистого отопления с подвесными излучающими панелями в среднем меньше, чем в других системах за счет равномерного распределения и снижения температуры воздуха в помещении на 2—3°С без ухудшения теплового состояния человека. Экономия теплоты до 20%.

Рекомендуемые материалы

К недостаткам систем следует отнести повышенную по сравнению с воздушным отоплением металлоемкость (до 2,5 раза), возможность ухудшения естественного освещения помещений с верхним светом вследствие затенения световых проемов панелями, невозможность обеспечения одинаковых санитарно—гигиенических условий на рабочих местах, расположенных на разных уровнях либо затененных конструкциями или оборудованием.

В качестве теплоносителя при отоплении подвесными излучающими панелями, как правило, используется вода с температурой до 150°С; можно использовать также пар, нагретый воздух или продукты сгорания.

Системы отопления с подвесными излучающими панелями, как правило, целесообразно применять в производственных помещениях высотой до 30 м и в помещениях общественных зданий (спортивные залы, выставочные павильоны) как вновь строящихся, так и реконструируемых.

Системы, электрического отопления

Классификация и область применения систем электрического отопления

Использование эффекта непосредственной трансформации электрической энергии в тепловую является весьма перспективным направлением в развитии систем отопления зданий. Электрическое отопление имеет следующие преимущества в сравнении с другими системами отопления:

а)      отсутствие продуктов сгорания и загрязнения окружающей среды;

б)      высокий коэффициент полезного действия;

в)      простота и короткие сроки монтажа электропроводки и нагревательных устройств;

г)      меньшие капитальные затраты;

д) компактность нагревательных устройств;

е) гибкость регулирования и простота автоматизации.

К числу недостатков электрического отопления следует отнести:

а)      низкие гигиенические показатели устройств с открытыми высокотемпературными нагревательными элементами;

б)      опасность в пожарном отношении;

в)      высокая отпускная стоимость электроэнергии и ее дефицитность.

Использование электроэнергии для отопления зданий вследствие ее высокой стоимости и дефицитности допускается только при технико—экономическом обосновании и согласовании возможности отпуска энергии с энергоснабжающими организациями в установленном порядке. Электрические системы отопления рекомендуется предусматривать в районах с недефицитной электроэнергией и в местах, где отсутствуют другие источники тепловой энергии. Системы электрического отопления подразделяются на:

а)      лучисто—конвективные (с применением электрорадиаторов, электроконвекторов и электронагревательных печей, а также греющего электрокабеля, заложенного в бетонный пол);

б)      воздушные (с использованием электрокалориферов);

в)      лучистые (с применением инфракрасных электроизлучателей).

Возможная область применения систем электрического отопления в зависимости от назначения зданий и помещений, а также характера производственного процесса приведена в п. 7.2. Электрическим системам следует отдавать предпочтение в случае эпизодического отопления помещений кратковременного использования и при необходимости обогрева локальных рабочих мест в неотапливаемых помещениях.

Применение электрических приборов отопления не допускается в помещениях:

а)      детских дошкольных учреждений;

б)      больниц и других медицинских стационаров (кроме психиатрических и наркологических);

в)      бань, прачечных и душевых павильонов;

г)      категорий А и В;

д)      категорий В с температурой на теплоотдающей поверхности более 110°С;

е)      категорий Г и Д с повышенными требованиями к чистоте воздуха, с выделением горючих пылей и аэрозолей, со значительными влаговыделениями;

ж)     зданий III, Ша, IIIб, IV, IVа и V степеней огнестойкости с температурой на теплоотдающей поверхности более 110°С.

Лучисто—конвективное электроотопление

В качестве отопительных приборов промышленного производства в системах лучисто—конвективного отопления применяют маслонаполненные электрорадиаторы, электроконвекторы с открытыми нагревательными спиралями и печи электронагревательные с трубчатыми электронагревателями. Выпускаемые электрорадиаторы и электроконвекторы являются бытовыми приборами и предназначены для дополнительного обогрева жилых и служебных помещений только во время присутствия в помещении людей. Печи электронагревательные могут применяться для постоянного отопления помещений различного назначения с учетом максимальной температуры на теплоотдающей поверхности печи, указанной в паспортных данных.

Подбор электрорадиаторов, электроконвекторов и печей электронагревательных производится по теплопотерям помещения, определенным обычным методом (см. гл. 8), с использованием заводских паспортных данных электронагревателей и их технических характеристик.

Лучисто—конвективные системы с использованием греющего электрического кабеля, закладываемого в бетонную подготовку пола, могут применяться в основном для обогрева пола помещений над холодными проветриваемыми подпольями зданий, возводимых в районах с расчетной температурой наружного воздуха (по параметрам Б) минус 40°С и ниже. Электрические системы обогрева полов должны иметь регулирование и защиту кабеля от перегрева, перегрузок и коротких замыканий.

В помещениях, в которых возможно увлажнение или повреждение полов, греющий кабель следует защищать заземляемой или зануляемой металлической сеткой, предотвращающей появление электрического потенциала на поверхности пола.

Проектирование обогреваемых полов с помощью греющего электрического кабеля в зданиях и помещениях любого назначения рекомендуется производить по данным, приведенным в «Руководстве по проектированию и устройству обогреваемых полов жилых и общественных зданий, строящихся в Северной строительно—климатической зоне».

Электровоздушное отопление

Электровоздушное отопление является частным случаем воздушного отопления и подчиняется общим правилам проектирования этих систем, изложенным в гл. 12.

В качестве устройств для нагрева воздуха в электровоздушных системах отопления используются электрокалориферы серии СФО—1Т—И2. Этими калориферами комплектуются также автоматизированные установки типа СФОЦ, предназначенные для применения главным образом в системах отопления и вентиляции сельскохозяйственных помещений и зданий промышленного назначения. Чертежи общих видов электрокалориферов и электрокалориферных установок и их технические характеристики приведены в прил. XII. Нагрев воздуха в калориферах осуществляется с помощью оребренных трубчатых электронагревателей, установленных внутри кожуха. Нагреваемый воздух и воздух в помещении, где устанавливается электрокалорифер, не должен содержать взрыво— и пожароопасных веществ, токопроводящей пыли, газов и паров, способных разрушать материал кожуха, нагревателей и проводов.

Электрокалориферы СФО—1Т—И2 предназначены для применения в районах с умеренным и холодным климатом. Их следует устанавливать в закрытых помещениях при темпе­ратуре не ниже 1°С и не выше 35°С, при относительной влажности воздуха не более 65% (при температуре воздуха 20°С).

Электрокалориферы могут быть укомплектованы аппаратурой управления, размещаемой в шкафу управления, с помощью которой возможно поддержание заданной температуры нагреваемого воздуха или воздуха в отапливаемом помещении путем последовательного включения и отключения трех ступеней электронагревателей установочной мощностью, составляющей 33,3; 66,7 и 100% полной.

Минимально допустимую производительность электрокалорифера по воздуху и соответствующий ей перепад температур входящего и выходящего воздуха в зависимости от температуры входящего воздуха определяют по рис. 5.1.1.

5.2. Гигиенические основы и расчетные температуры в помещениях.

5.3. Принципы действия, схемы и конструктивные исполнения.

В зависимости от конструктивных особенностей и способа установки различают бетонные панели следующих типов (рис. 5.3.1): стеновые (подоконные и плинтусные), потолочные, напольные. В многоэтажных зданиях панели, размещаемые в междуэтажных перекрытиях, являются потолочно—напольными.

Рис. 5.3.1. Типы бетонных отопительных панелей

1—подоконная; 2—стеновая; 3—потолочно—напольная; 4—плинтусная

Рис. 5.3.2. Нагревательные элементы в отопительных панелях

а — змеевиковый; б — регистровый

Рис. 5.3.3. Стеновая совмещенная панель конструкции Челябинскгражданпроекта

Нагревательные элементы в бетонных отопительных панелях могут быть выполнены в виде змеевика или регистра (рис. 5.3.2). Змеевики обладают высоким гидравлическим сопротивлением и применяются в том случае, если имеется достаточное располагаемое давление. Для уменьшения сопротивления применяют змеевики с параллельными участками. В этом случае гидравлическая характеристика параллельных участков не должна отличаться более чем на 40% при движении воды сверху вниз и на 15% при движении воды снизу вверх и в горизонтальных системах. При горизонтальной укладке змеевика скорость теплоносителя должна быть не менее 0,25 м/с, чтобы исключить возможность образования воздушных пробок.

Наибольшее распространение в жилищном строительстве получили стеновые совмещенные (рис. 5.3.3) и приставные подоконные панели (рис. 5.3.4). Плинтусные приставные панели (рис. 5.3.5) применяются в основном для отопления детских учреждений. Напольные панели используются для обогрева лестничных площадок, полов вестибюлей, реже в жилых помещениях.

Рис. 5.3.4. Подоконные приставные бетонные панели

а—с односторонней теплоотдачей; б—с двусторонней теплоотдачей; в — с двусторонней теплоотдачей и каналом для подачи подогретого наружного воздуха; 1—тепловая изоляция; 2—конвективный канал; 3—отопительная панель; 4—приточный канал; 5—запорный клапан; 6—металлический экран

Рис. 5.3.5.

Системы отопления со стеновыми и подоконными панелями могут быть одно— и двухтрубными. Применение стеновых панелей в однотрубной системе с П—образными стояками позволяет унифицировать нагревательные элементы по этажам.

Потолочно—напольные системы рекомендуется устраивать двухтрубными с нижней разводкой и опрокинутой циркуляцией, что обеспечивает свободное удаление воздуха. У каждого нагревательного элемента (змеевика или регистра), как правило, следует устанавливать регулировочные краны для обеспечения монтажной регулировки и возможности отключения не менее 30% поверхности нагрева. Плинтусные панели чаще всего соединяют в горизонтальные цепочки, которые подсоединяют к двухтрубным стоякам.

Средняя температура тср, °С, на поверхности бетонных отопительных панелей не должна превышать:

Температура на обогреваемой поверхности стен, расположенной выше 3,5 м от уровня пола, не нормируется.

Перепад температуры теплоносителя в однотрубных водяных системах со стеновыми и подоконными панелями составляет 105—70°, двухтрубных 95—70°С. В потолочно—напольных системах, как правило, при меньших значениях начальной температуры и перепада температур эти параметры определяются из условия обеспечения допустимой температуры поверхности панелей и скорости движения воды в горизонтальных участках.

Рис. 5.3.6. Подвесные излучающие панели с гофрированным (о) и плоским экраном (б)

Бесплатная лекция: "29 Взаимодействие медиаторных соединений с их рецепторами" также доступна.

1—труба; 2 — экран; 3 —тепловая изоляция

Подвесные излучающие панели состоят из труб в виде змеевиков или регистров, экрана (как правило, металлического) и тепловой изоляции (рис. 5.3.6). В водяных системах отопле­ния с подвесными панелями диаметр греющих труб обычно принимается d_у = 15 — 20 мм, шаг труб s = 50 — 200 мм. Экран выполняется из стального листа толщиной 0,2—1,0 мм или алюминия толщиной 0,1—0,5 мм.

Греющие трубы и экран панели следует окрашивать в темный цвет (степень черноты поверхности труб и экрана 0,8), например, грунтом ГФ—020. Целесообразно применять гофрированные экраны с высотой гофров h = 20 — 70 мм. В качестве теплоизоляции используются прошивные маты из минеральной ваты толщиной 0,05—0,1 м, перлитопластбетон толщиной 0,03—0,07 м и другие материалы.

Подвесные излучающие панели разработаны ЦНИИпромзданий, Гипронииавиапромом и ГПИ Сантехпроект. По расположению входного и выходного патрубков панели делятся на правые и левые. Подвесные панели устанавливают под перекрытием (горизонтальные панели), на стенах и колоннах (наклонные панели). Панели соединяют в ленты на сварке, чередуя правые и левые.

Рис. 5.3.7. Зависимость средней температуры поверхности у панели от максимального коэффициента облученности человека панелями _макс.