Классификация систем отопления
Системы отопления включают три основных элемента: источник теплоты, теплопроводы и отопительные приборы [2, 3].
В практике строительства нашли применение разнообразные системы отопления, в основе выбора которых лежит использование тех или иных особенностей систем.
Системы отопления классифицируют по следующим основным признакам (Рис. 53): по виду использованного теплоносителя; по способу перемещения теплоносителя; по месту расположения источника теплоты.
| Водяные системы отопления | С принудительным побуждением | Центральные | Двухтрубные Однотрубные |
| Местные | |||
| С естественным побуждением | Местные | ||
| Паровые системы отопления | Низкого давления Высокого давления | С самотечным возвратом конденсата С конденсационным баком и питательным насосом | |
| Воздушное отопление | Совмещенное с вентиляцией (прямоточное) Рециркуляционное | ||
| Электрическое отопление | С промежуточными теплоносителями (вода, пар, воздух) С непосредственным обогревом помещения | ||
Рис. 53 Классификация систем отопления
По виду использованного теплоносителя системы отопления делятся на водяные, паровые, воздушные, электрические.
По способу перемещения теплоносителя системы отопления делятся на системы с естественным (гравитационным) побуждением движения теплоносителя и системы с принудительным побуждением.
По месту расположения источника теплоты системы отопления разделяют на центральные и местные.
|
|
|
Характерной особенностью центральных систем отопления является размещение генератора теплоты вне отапливаемого помещения, соединенного с потребителями теплоты теплопроводами значительной протяженности. Положительным свойством центральных систем отопления является относительное удешевление получения теплоты за счет укрупнения генератора теплоты. Отрицательным свойством можно считать потери теплоты магистральными теплопроводами и сложность поддержания надлежащего гидравлического режима в сетях.
Характерной особенностью местных систем отопления является размещение генератора теплоты в непосредственной близости от отапливаемого помещения или размещения его в самом отапливаемом помещении.
К местным системам отопления относятся печное отопление и отопление с помощью обогревателей, работающих от газовой или электрической сетей
Системы отопления принято классифицировать и по преобладающему виду теплоотдачи нагревательных приборов. Если у нагревательного прибора преобладает теплоотдача конвекцией, то систему отопления называют конвективной; при преобладающей теплоотдаче излучением - лучистой. Плоские панели отдают большую часть тепла излучением, такие системы принято называть в технической литературе панельно-лучистыми.
|
|
|
Системы водяного отопления
Системы водяного отопления получили широкое распространение в гражданском и промышленном строительстве. В этих системах отопления вода обычно нагревается в генераторах теплоты до 105 °С последовательно проходя: магистральные трубопроводы; трубопроводы, подающие воду к отопительным приборам (подающие стояки); отопительные приборы, в которых вода остывает, и далее возвращается по обратным стоякам и обратным магистралям к месту нагрева.
В практике строительства применяют разнообразные водяные системы отопления. Водяные системы отопления различают:
– по способу создания циркуляционного давления на системы с естественным побуждением и системы с принудительным побуждением;
– по схеме отопительных стояков системы на двухтрубные (Рис. 54) и однотрубные (Рис. 55);
а б
Рис. 54 Системы водяного
а – с верхней прокладкой горячих магистралей: б – то же, с нижней прокладкой; 1 – котел, 2 – главный стояк, 3 – расширительный бак, 4 – верхний розлив; 5 – воздухосборник; 6 – воздушная линия; 7 – кран двойной регулировки; 8 – двухтрубный стояк; 9 – отопительный прибор; 10 – прокладка магистрали охлажденной воды; 11 – циркуляционный насос
|
|
|
– по месту прокладки магистральных трубопроводов горячей воды на системы с верхней прокладкой (см. Рис. 55, а) и системы с нижней прокладкой (см. Рис. 55, б);
– по способу прокладки магистральных трубопроводов горячей воды на тупиковые (см. Рис. 55, а, б) и с попутным движением (см. Рис. 55, в);
– по способу прокладки отопительных стояков: на стояки с вертикальным (см. Рис. 55, а - в) и с горизонтальным проложением (см. Рис. 55, д).
В практике строительства имеет место разнообразие конструктивного выполнения двухтрубных и однотрубных стояков. Например, отопительные приборы могут присоединяться к стояку справа и слева (двустороннее присоединение) (см. Рис. 54, а, б) или только с какой-либо одной стороны (см. Рис. 55, а, б).
Одностороннему присоединению отопительных приборов следует отдавать предпочтение, так как эти стояки более удобны в изготовлении и проще в монтаже.
Однотрубные отопительные стояки могут быть проточными (см. Рис. 55, 11) и с замыкающими участками (центральными 15 или со смещенными 14).
|
|
|
Проточные стояки обычно применяют при расположении отопительного стояка в одном помещении (лестничная клетка, вестибюль, зал, цех). В этом случае регулировочные краны у отопительных приборов не ставят.
Горизонтальные стояки (см. Рис. 55, в) применяют в зданиях с четко выраженными поэтажными технологическими условиями эксплуатации.
Рис. 55 Системы водяного отопления однотрубные с
принудительным побуждением:
а – тупиковая с верхней прокладкой горячих магистралей; б – стояк (П-образный) при системе отопления с нижней прокладкой горячих магистралей;
в - система с горизонтальными стояками и попутным движением;
1 - котел; 2 – главный стояк; 3 – расширительный бак; 4 – верхний розлив; 5 –. воздухосборник; 6 – кран двойной регулировки; 7 – отопительный прибор; 8 – воздушный кран; 9 – прокладка магистрали охлажденной воды; 10 – циркуляционный насос; 11 – однотрубный проточный вертикальный стояк; 12 – горизонтальный проточно-регулируемый стояк; 13 – то же, вертикальный; 14 – то же, со смещенным замыкающим участком; 15 – трехходовой регулирующий кран; 16 – вентиль для отключения стояка; 17 – то же, для спуска воды
Паровое отопление
В системах парового отопления в качестве теплоносителя используют насыщенный водяной пар, температура которого соответствует определенному давлению. Системы парового отопления подразделяются по величине начального давления пара, способу возврата конденсата в паровой котел и схеме прокладки трубопроводов систем.
По величине начального давления пара системы подразделяют на системы низкого давления P изб<0,07 МПа и высокого давления P изб >0,07 МПа.
По способу возврата конденсата паровые системы бывают с самотечным возвратом конденсата (замкнутые системы) и с возвратом конденсата с помощью питательного насоса разомкнутые системы).
По схеме прокладки трубопроводов паровые системы отопления могут быть с верхней, нижней и промежуточной прокладкой распределительного паропровода, а также с прокладкой сухого и мокрого конденсатопровода.
На Рис. 56 представлена принципиальная схема паровой системы отопления низкого давления с верхней прокладкой паропровода и с самотечным возвратом конденсата по конденсатопроводу. Пар, образующийся в паровом котле отделяется от капель воды в сепараторе (сухопарнике) 12 и поступает в паропровод 5, откуда он распределяется по отопительным приборам 7. Сконденсировавшийся пар в виде конденсата стекает по конденсатопроводу в возвратный трубопровод 10, в начале которого вмонтирована воздушная трубка 4, соединяющая систему с атмосферой. По возвратному трубопроводу конденсат самотеком возвращается в котел, преодолевая давление в котле за счет давления столба конденсата высотой 200 мм выше уровня воды в сухопарнике парового котла.
Для контроля уровня воды в сухопарнике парового котла на сухопарнике устанавливается водомерное стекло 3. Во избежание повышения давления пара в системе выше заданного значения равного давлению высоты водяного столба высотой h в непосредственной близости от сухопарника подключают предохранительное приспособление 2 (гидравлический затвор) с рабочей высотой h.
Паровые системы отопления высокого давления, как правило, применяют в случаях, когда на предприятии имеются производственные потребители пара повышенного давления.
Рис. 56 Паровая система отопления низкого давления:
а – схема системы; б - стояк с нижней разводкой пара;
1 – котел; 2 – гидравлический затвор; 3 – водомерная стеклянная трубка; 4 – воздушная трубка; 5 – подающий паропровод; 6 – паровой вентиль; 7 – отопительный прибор; 8 – тройник с пробкой; 9 – ковденсатопровод (сухой); 10 – то же (мокрый); 11 – подпитка; 12 – сухопарник; 13 – перепускная петля
Принципиальная схема системы парового отопления высокого давления приведена на Рис. 57.
Рис. 57 Схема парового отопления высокого давления:
1 – распределительная гребенка; 2 – паропровод; 3 – манометр; 4 – редукционный клапан; 5 – обводная линия с задвижкой; 6 – гребенка системы отопления; 7 – предохранительный грузовой клапан; 8 – неподвижная опора; 9 – компенсатор; 10 – паровые вентили; 11 – кон-денсатопровод; 12 – конденсатоотводчик
В связи с тем, что в системах отопления пар может быть использован давлением Р изб не более 0,3 МПа, то для понижения давления пара его дросселируют с помощью редукционного клапана. После редукционного клапана устанавливают предохранительный клапан рычажного типа, отрегулированный на P изб = 0,3 МПа. Кроме этого на парораспределительной гребенке паровой системы отопления устанавливается манометр.
В паровых системах высокого давления у отопительных приборов ставят паровые вентили, как на подающих трубопроводах, так и на отводящих.
Конденсат из таких систем удаляется с помощью конденсатоот-водчиков 12, устанавливаемых на конденсатопроводах 11.
В паровых системах отопления высокого давления предпочтение отдают верхней разводке паропроводов.
Паровые системы высокого давления несколько дешевле систем низкого давления за счет меньших диаметров паропроводов и некоорого уменьшения поверхности отопительных приборов.
Теплопроизводительность отопительных приборов систем парового отопления высокого давления, как и систем низкого давления, практически не поддается регулировке, что является одной из причин некоторого перерасхода топлива в течение отопительного сезона.
Системы воздушного отопления
Использование наружного воздуха в качестве теплоносителя для обогрева помещений позволяет в одной системе объединить функции отопления и вентиляции, что приносит значительные экономические выгоды- Кроме таких систем возможно применение рециркуляционных воздушных систем отопления, когда воздух для нагрева забирается не снаружи, а из отапливаемого помещения.
Для компенсации тепловых потерь помещения температура воздуха, выходящего из отопительной установки, должна быть выше температуры воздуха в помещении. Если известно количество воздуха, необходимого для целей вентиляции, то температуру приточного воздуха вычисляют по формуле
(103)
где t пр – температура воздуха помещения, °С; Q – тепловые потери помещения, Вт; ср – массовая теплоемкость воздуха, 1,0 кДж/кг °С; G – количество приточного воздуха, кг/ч.
Системы воздушного отопления разделяются по следующим характерным признакам (Рис. 58).
По месту нагревания воздуха различают местные системы воздушного отопления (нагрев воздуха местным отопительным агрегатом) и центральные (нагрев воздуха в едином центральном агрегате с последующим распределением по отапливаемым помещениям).
По схеме вентилирования отапливаемых помещений воздушные системы разделяют на прямоточные, с полной рециркуляцией и с частичной рециркуляцией.
Прямоточные системы воздушного отопления применяют в тех случаях, когда предъявляют повышенные требования к качеству воздушной среды внутри помещений.
По характеру перемещения нагреваемого воздуха различают системы воздушного отопления с естественным побуждением и с механическим побуждением, создаваемым вентилятором.
По роду энергоносителя – с водяными, паровыми, электрическими, газовыми (включая огневые) калориферами.
Воздух в системах воздушного отопления нагревается в теплообменниках (калориферах) различной конструкции. Широкое pacпространение получили воздушные отопительные агрегаты, имеющие калорифер, который нагревает воздух за счет энергии теплоносителя (пара, горячей воды, дымовых газов, электроэнергии).
Рис. 58Схемы воздушного отопления:
а – прямоточная; б – с частичной рециркуляцией; в – полностью рециркуляционная;
1 – воздухозаборная шахта; 2, 4, 8 – решетка; 3 – выбросная шахта; 5 –- приточный воздухо вод; 6 – калорифер; 7 – клапан; 9 – вентилятор; 10 – рабочая зона
Для нагрева рециркуляционного воздуха используют отопительные агрегаты. Они состоят из калориферов, обогреваемых горячей водой или паром, вентилятора с электродвигателем и направляющего аппарата для формирования струи горячего воздуха, подаваемого в отапливаемое помещение. Эти агрегаты используют для воздушного отопления крупных производствешп помещений, в которых по санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям в рабочее время допускается рециркуляция воздуха, а также в качестве дежурного отопления в нерабочее время.
В иех случаях когда рециркуляция воздуха недопустима, применяют системы воздушного отопления, работающие только с забором наружного воздуха. При этом с целью бесперебойного отопления помещений таких систем должно быть предусмотрено неменее двух. В нерабочее время одна из систем может функционировать в дежурном режиме на рециркуляционном (или наружном) воздухе.
Центральные системы воздушного отопления с естественной циркуляцией применяют при радиусе действия не более 8 м, с механическим побуждением - при радиусе действия более 8 м.
Местные системы с агрегатами большой тепловой мощности и сосредоточенной подачей воздуха применяют в помещениях большого объема промышленных зданий. Воздух подают в помещение горизонтальными компактными или веерными струями, обладающими большими скоростями (6…12 м/с).
Выпускать воздух рекомендуется над уровнем пола помещения на высоте от 3,5 до 6 м при высоте помещения до 8 м и от 5 до 7 м при высоте помещения более 8 м. При выборе места выпуска воздуха следует предусматривать, чтобы приточные струи на своем пути не встречали препятствий в виде массивных строительных конструкций и оборудования. Вследствие интенсивного перемешивания воздуха воздушными струями температура в помещении выравнивается как по площади, так и по высоте, в связи с этим теплопотери в его верхней зоне уменьшаются, в результате уменьшается расход топлива. Применение укрупненных агрегатов уменьшает первоначальные затраты на устройство систем отопления, и эксплуатация систем несколько упрощается.
Агрегаты небольшой тепловой мощности с децентрализованной подачей воздуха применяют для помещений с перегородками высотой более 2 м или с оборудованием, мешающим сосредоточенному выпуску воздуха.
Системы воздушного отопления с полной рециркуляцией могут быть применены в помещениях, в которых воздух не загрязнен вредными веществами, а с частичной рециркуляцией (совмещенной с приточной вентиляцией) – в помещениях, когда количество приточного воздуха для компенсации теплопотерь превышает количество воздуха, необходимого для компенсации воздуха, удаляемого местными отсосами. Если рециркуляция воздуха недопустима, следует применять прямоточные системы воздушного отопления, совмещенные с приточной вентиляцией. Эти системы могут быть применены в производственных помещениях, в воздухе которых имеются вредные вещества, неприятные запахи производства и др.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 775; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!