Классификация систем отопления

Лекция 4

4.1. Классификация систем отопления

     

Системы отопления различаются по трем основным классификационным признакам:

      Центральными называют системы отопления, предназначенные для отопления нескольких помещений (зданий) из одного теплового пункта, расположенного вне отапливаемых помещений (зданий) (котельная, ТЭЦ).

      В таких системах теплота вырабатывается за пределами помещений, а затем с помощью теплоносителя по теплопроводам транспортируется в отдельное помещение здания.

      Например: система отопления здания с собственной местной котельной.

      Центральными могут быть:

Рекомендуемые материалы

· система парового отопления;

· система водяного отопления;

· система воздушного отопления.

      Местными называют такие системы отопления, где все три основных конструктивных элемента (генератор, теплопроводы, О.П.). Системы отопления объединены в одном устройстве, установленном непосредственно в отапливаемом помещении.

      Например: местная система отопления – отопительная печь, где теплогенератором является топка,

теплопроводы – газоходы

отопительная печь – стенки печи.

      К местному отоплению относят отопление газовыми и электрическими приборами, воздушно–отопительными агрегатами.

По способу циркуляции теплоносителя.

      Система с естественной циркуляцией – циркуляция теплоносителя осуществляется за счет разности плотностей холодного и горячего теплоносителя

 кг/м³ 

 кг/м³  

 

      Система с искусственной циркуляцией – где циркуляция теплоносителя осуществляется при помощи циркуляционных насосов.

      Центральные паровые системы отопления имеют искусственную циркуляцию за счет давления пара (т.е. насосов нет в паровых системах с искусственной циркуляцией).

      По виду теплоносителя центральные на:

- водяные (для жилья, школ, домов отд., больниц и т.д.);

- паровые (для жилья, школ, домов отд., больниц, спортивных сооружений, бассейнов, залов);

- воздушные (спортивные сооружения, бассейны, залы);

- комбинированные (паро-воздушные).

4.2. Виды и типы отопительных приборов

      Отопительный прибор – это элемент системы  отопления, служащий для передачи тепла от теплоносителя к воздуху отапливаемого помещения.

Классификация

Рис. 4.1. Схема установки оборудования в система отопления

 Регистры из гладких труб.       Представляют собой пучок труб, расположенный  в 2 ряда и объединенный с двух сторон 2 трубами – коллекторами, снабженных штуцерами для подачи и отвода теплоносителя.

      Применяют регистры из гладких труб в помещениях, где предъявляются повышенные санитарно–технические и гигиенические требования, а также в производственных зданиях, повышенной степенью пожароопасности, где недопустимо большое скопление пыли.  Приборы гигиеничны, легко очищаются от пыли и грязи. Но не экономичны, металлоемки. Расчетная поверхность нагрева 1м гладкой трубы.

при Æ 40 мм  0,244 экм

       Æ 50 мм   0,3 экм

     ЭКМ – это эквивалентный квадратный метр – это поверхность прибора с теплоотдачей 435х1,163 Вт при разности температур теплоносителя и воздуха помещения , расходе воды 17,4 кг/ч и подаче теплоносителя по схеме «сверху вниз».

Чугунные радиаторы.         Блок чугунных радиаторов состоит из секций, отлитых из чугуна соединенных между собой ниппелями.

      Они бывают 1–2 и многоканальными. В России в основном 2–х канальные радиаторы.

      По монтажной высоте радиаторы подразделяют на высокие 1000 мм, средние – 500 мм и низкие 300 мм.

      У радиаторов М-140-АО имеется  межколонное оребрение, что увеличивает их теплоотдачу, но снижает  эстетические и гигиенические требования.

Чугунные радиаторы имеют ряд преимуществ.

Это:

1. Коррозионностойкость.

2. Отлаженность технологии изготовления.

3. Простота изменения мощности прибора путем изменения количества секций.

4. Большая.

Недостатками этих типов  ОП являются:

1. Большой расход металла.

2. Трудоемкость изготовления и монтажа.

3. Их производство приводит к загрязнению окружающей среды.

Ребристые трубы.

Представляют собой отлитую из чугуна трубу с круглыми ребрами.

Ребра увеличивают поверхность прибора и снижают температуру поверхности.

Ребристые трубы применяют, в основном, на промышленных предприятиях.

Достоинства:

1. Дешевые нагревательные приборы.

2. Большая поверхность нагрева.

Недостатки:

Не удовлетворяют санитарно–гигиеническим требованиям (трудно очищаются от пыли).

Стальные штампованные радиаторы.

Представляют собой два шпатлеванных стальных места, соединенных между собой контактной сваркой.

Различают: колончатые радиаторы РСВ 1 и  змеевиковые радиаторы РСГ 2.

Колончатые радиаторы – образуют ряд параллельных каналов, объединенных между собой сверху и снизу горизонтальными коллекторами.

Змеевиковые радиаторы – образуют ряд горизонтальных каналов для прохода теплоносителя.

Стальные  пластинчатые радиаторы изготавливаются однорядными и двухрядными.

Двухрядные изготавливаются тех же типоразмеров, что и однорядные, но состоят из двух пластин.

Достоинства:

1. Маленькая масса прибора.

2. Дешевле чугунных на 20–30%.

3. Меньше затраты на транспортирование и монтаж.

4. Удобны в монтаже и отвечают сан.–гигиеническим требованиям.

Недостатки:

1. Небольшая теплоотдача.

2. Требуется специальная обработка теплофикационной воды, так как обычная вода коррозирует с металлом.

Нашли широкое применение в жилье в общественных зданиях. В связи с удорожанием металла выпуск ограничен. В стоимость.

Конвекторы.

      Представляют собой ряд стальных труб, по которым перемещается теплоноситель и насаженных на них стальных пластин оребрения.

      Конвекторы бывают с кожухом или без кожуха.

      Их изготавливают различных типов:

      Например:

      Конвекторы «Комфорт». Их подразделяют на 3 типа: настенные (навешиваются на стену h=210 м), островные (устанавливаются на полу) и лестничные (встраиваются в строительные конструкцию).

      «Аккорд», «Север», КВ «Универсал», «Ритм».

      Конвекторы изготавливают концевые и проходные.

      Конвекторы применяют для отопления зданий различного назначения.

      Используют в основном в средней полосе России.

Рис. 4.2. Водяной конвектор

4.3. Неметаллические отопительные приборы.

Керамические и фарфоровые радиаторы.

      Представляют собой панель, вылитую из фарфора или керамики с вертикальными или горизонтальными каналами.

      Применяют такие радиаторы в помещениях, предъявляющих повышенные санитарно–гигиенические требования к отопительным приборам.

      Применяются такие приборы очень редко.

      Они очень дороги, процесс изготовления трудоемок, недолговечны, подвержены механическому воздействию.

      Очень сложно осуществить подключение этих радиаторов к металлическим трубопроводам.

Бетонные отопительные панели.

      Представляют собой бетонные плиты с заделанными в них змеевиками из труб. Толщина 40–50 мм.

      Они бывают: подоконные и перегородочные.

      Отопительные панели могут быть приставными и встроенными в конструкцию стен и перегородок. Бетонные панели отвечают самым строгим санитарно-гигиеническим  требованиям, архитектурно-строительным требованиям.

      Недостатки: трудность ремонта, большая тепловая инерция, усложняющая регулирование теплоотдачи, увеличение теплопотерь через дополнительно обогреваемые наружные конструкции зданий.

      Применяют преимущественно в лечебных учреждениях в операционных и в родильных домах в детских комнатах.

      Т.О. сантехнические отопительные приборы должны удовлетворят теплотехническим, санитарно–гигиеническим и эстетическим требованиям.

      Теплотехническая оценка отопительных приборов определяется его коэффициентом теплоотдаче.

      Санитарно–гигиеническая оценка - характеризуется конструктивным решением прибора, облегчающим содержание его в чистоте. Температура внешней поверхности прибора должна удовлетворять санитарно–гигиеническим требованиям. Во избежание интенсивного пригорания пыли эта температура не должна превышать для помещений жилых и общественных зданий 95⁰С, для лечебных и детских учреждений 85⁰С.

      Эстетическая оценка – отопительный прибор не должен портить внутреннего вида помещения, не должен занимать много места.

4.4. Схему присоединения отопительных приборов к трубопроводам.

Односторонняя подводка.

По схеме питания отопительного прибора односторонняя подводка бывает:

а) сверху вниз одно, двухсторонняя  с верх. пан. ­ коэффициент теплоотдачи;

б) снизу вверх в односторонней с нижн. развод.

Достоинства:

Односторонняя подводка имеет лучший вид и требует меньшего расхода металла.

Недостатки:

Если количество секций велика, до 20 секций более удаленные от стояка секции плохо прогреваются.

Схему сверху вниз применяют в двух и двухсторонней системы отопления с верхней разводкой ­ коэффициент теплоотдачи.

Разносторонняя подводка.

По схеме питания отопительного прибора бывает:

а) сверху – вниз

б) снизу – вверх

в) снизу – вниз  в горизонтальных односторонних системах.

Разносторонняя подводка применяется при количестве секций в приборе 20 и более.

На сцепке. Присоединение приборов на сцепке позволяет ¯ число стояков. Такое присоединение допускается в пределах одного помещения, или в случаях, когда присоединенный прибор находится на кухне, в коридоре, сан. узле или другом вспомогательном помещении.

Соединять на сцепке можно не более двух приборов. Приборы, соединенные «на сцепке» в теплотехнических и гидравлических расчетах рассматриваются как один прибор.

Основные принципы теплотехнического расчета отопительных приборов (практика). После выбора вида нагревательных приборов, определения мест их установки и способа присоединения к трубопроводам системы отопления выполняют теплотехнический  расчет отопительных приборов.

Теплотехнический расчет приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого прибора, обеспечивающий необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение.

Для поддержания в отапливаемом помещении нужной температуры надо, чтобы количество тепла, отдаваемого нагревательными приборами, равнялось теплопотерям помещения.

Т.е. тепловая мощность прибора (его расчетная теплоотдача) определяется теплопотребностью помещения за вычетом теплоотдачи теплопроводов, проложенных в этом помещении.

где,  – теплопотребность помещения (т.е.) теплопотери, Вт;

       – поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи трубопроводы полезную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении;

      – при открытой прокладке трубопровода =0,9;

       – при скрытой прокладке трубопровода = 0,5;

       – теплоотдача трубопроводов, Вт.

 определяют по формуле:

где,  – теплоотдача 1 м горизонтально и вертикально проложенных труб, Вт/м;

          – длина вертикальных и горизонтальных трубопроводов, проложенных в пределах помещения, м.

Теплоотдача (тепловая мощность прибора) д.б. пропорциональна его площади нагревательной поверхности, т.е.

Отсюда, площадь нагревательной поверхности прибора, м²

где,  – поверхностная плотность теплового потока прибора, Вт/м².

Для теплоносителя пар:

Для теплоносителя вода:

где, – коэффициент теплопередачи прибора, зависит от вида теплоносителя и разности температур  определяется экспериментальным путем и для каждого вида прибора имеет свое значение.

– температурный напор, ⁰С

 – коэффициент, учитывающий изменение теплоотдачи в зависимости от принятого способа установки прибора (у стены в нише, , под подоконником  , у стены с экраном  и т.д.)

 – коэффициент, учитывающий снижение температуры воды относительно расчетного значения вследствие остывания в трубопроводах.

Поверхность нагрева прибора удобнее вычислять в ЭКМ по формуле:

для водяной системы

, экм

где, – теплоотдача 1 экм прибора, принимается по таблице, в зависимости от , Вт/экм

или рассчитывается по формуле:

 Вт/экм

для паровых систем

 экм

, напр. коэффициент

 – коэффициент, зависящий от схемы  подачи воды в приборы.

Температурный напор  рассчитывается:

в двух трубных системах отопления:

т.к. температурный перепад в каждом приборе  в двухтрубных системах отопления одинаков и равен:

где,   – температура воздуха в помещении;

          – температура на входе в прибор;

          – температура на выходе из прибора;

в однотрубных системах отопления:

ведется расчет при const перепаде  в стояках, когда учитываются теплопотери трубопровода по длине.

 ⁰С

где,   - коэффициент затекания, L =

        G – расход

и определяется по формуле:

где,  - суммарная теплоотдача нагревательных приборов до расчета;

Люди также интересуются этой лекцией: 20 Организация капитального строительства и ремонта предприятий торговли.

        - количество воды, проходящее через стояк.

;    и т.д.

Количество секций в приборе рассчитывается:

, шт.

, кг/г

где, - тепловая нагрузка стояка.