Системи і схеми мереж
теплопостачання. Види систем опалення,
характеристика теплоносіїв.
Системи опалення влаштовують у приміщеннях, враховуючи виробничі, з
тривалим перебуванням людей та/або при технологічній потребі підтримування
температур. Вибір системи опалення залежить від техніко-економічних,
архітектурно-планувальних, кліматичних характеристик будівлі та району її
місцерозташування.
Як будівельно-технологічна установка система
опалення повинна відповідати таким основним вимогам:
1)
санітарно-гігієнічним – забезпечувати потрібні внутрішні температури за
нормативними документами із збереженням інших показників мікроклімату
приміщень;
2) економічним - економити ресурсозатрати;
3) будівельно-монтажним - узгоджуватися
конструктивно з архітектурно-планувальними рішеннями будівлі, забезпечувати
зручний монтаж і ремонт системи;
4)експлуатаційним - бути простою і зручною,
безпечною, безшумною, надійною, і довговічною, комфортною і сучасною у
користуванні та при ремонті;
5) естетичним - вписуватись в інтер'єр приміщення,
мати мінімальні розміри і не займати лишніх площ.
Основними частинами системи опалення є наступні: 1.Генератор тепла -
виробляє теплову енергію, що віддасться теплоносію (воді, парі, повітрю),
тобто, це нагрівальний пристрій (топка, пальник, вогнева камера,
електронагрівач і т.п.) печі, колонки, котла, установки і т.п. 2.Система
трубопроводів - транспортує теплоносій. 3.Опалювальні прилади - передають теплову
енергію від теплоносія безпосередньо повітрю та огороджувальним конструкціям
опалюваного приміщення.
За характерними ознаками розрізняють такі системи опалення.
1. За радіусом дії:
а) місцеві - генератор тепла, теплопроводи,
опалювальні прилади конструктивно об'єднані я одному пристрої, що знаходиться в
одному опалюваному приміщенні будівлі (опалювальні печі на твердому, рідкому
паливі, електроопалення і т.п.);
б)
центральні - від одного генератора тепла опалюються:
- кілька
приміщень однієї будівлі: будинкові - від котельні в опалюваній будівлі;
- одна чи
кілька будівель (група будівель): районні - від районної котельні для групи
будівель;
-
мікрорайони, промислові підприємства та цілі населені пункти: централізовані
(від теплоелектроцентралі – ТЕЦ).
2. За способом переміщення теплоносія: з природнім
збудженням (завдяки різниці тисків між гарячим і холодним теплоносієм); з
механічним збудженням (помпою чи водою).
3. За видом теплоносія: водяні. парові, повітряні, комбіновані (з
використанням різних теплоносіїв у різних контурах).
Вода має велику густину, 1000 кг/м3 , і високу питому теплоємність,
4,187 кДж/(кг*К), що дозволяє передавати велику кількість тепла при малих її
об’ємах. Широкі межі зміни температури води зручні для регулювання температури
поверхонь нагрівальних приладів і трубопроводів відповідно до
санітарно-гігієнічних вимог, а також для підтримування рівномірного
температурного режиму на протязі опалювального сезону. З метою зменшення затрат
енергії швидкість руху води у системах опалення зазвичай обмежують 1,5 м/с.
Пара, використовувана у системах опалення, має малу густину, 0,6 – 1,6
кг/м3 , але вона має велику кількість тепла, яке виділяється у результаті
фазового перетворення при конденсації у нагрівальних приладах, 2260-2160 кДж/кг.
Переміщення пари по паропроводах здійснюється зі швидкістю 40-80 м/с, що
дозволяє передавати велику кількість тепла на значні відстані при порівняно
малих затратах енергії. Конденсація пари проходить при постійній температурі,
що відповідає прийнятому тиску, а це не дозволяє плавно регулювати тепловіддачу
приладів і зумовлює потребу у періодичному вимиканні подачі пари, тобто
нерівномірність температурного режиму в опалюваному приміщенні. Висока
температура пари обмежує можливість її застосування приміщеннями до яких не
висуваються високі санітарногігієнічні вимоги. Використання пари з
температурою, нижчою за 1000С потребує підтримання у опалювальних установках
вакууму, а це збільшує їх вартість та ускладнює експлуатацію.
Повітря має малу густину, 1,2 – 1 кг/м3 , і низьку
питому теплоємність, 1 кДж/(кг*К), через що для передавання навіть невеликої
кількості тепла потрібне переміщення великих об’ємів повітря; затрати 38
енергії при цьому значно більші, ніж при транспортуванні такої ж кількості
тепла за допомогою води чи пари. Швидкості руху повітря
обмежуються 10 – 20 м/с, тому повітропроводи мають більші перерізи і займають
більші об’єми, ніж трубопроводи для води і пари. Однак, повітря можна швидко
повторно нагріти, що вигідно при одночасному використанні його в установках для
опалення і вентиляції приміщення, коли потрібно відновити таку ж кількість
тепла, яка видаляється з приміщення технологічними установками.
У місцевих системах може використовуватися опалення: пічне, газове
(спалювання газу у нагрівальних приладах), електричне (прилади переносного
типу: радіатор, калорифер тощо).
Центральні системи за видом теплоносія бувають: водяного, парового,
повітряного, комбінованого опалення. Найпоширеніші – водяні. У системах
парового опалення пара у нагрівальних приладах конденсується і тепло через
стінки приладу передається повітрю приміщення. Конденсат повертається у
котельню чи ТЕЦ, де знову перетворюється в пару. У системах повітряного
опалення повітря нагрівається безпосередньо в опалюваній будівлі. Воно
подається: а)централізовано (скупченою подачею; по спеціальних каналах);
б)децентралізовано (від окремих агрегатів у різних місцях приміщення). При
централізованій скупченій подачі повітря використовуються великі опалювальні
агрегати, що подають повітря з великою швидкістю (у промислових цехах,
спортзалах, інших високих великооб’ємних приміщеннях).
Розрізняють первинні та вторинні теплоносії. Якщо вода, нагріта у
котлі, йде безпосередньо у трубопроводи системи опалення, то ця вода є
первинним теплоносієм. Якщо ж вода, нагріта у котлі, циркулює лише у його
контурі, від якого вже нагрівається вода системи опалення, то маємо первинний
теплоносій (вода, що циркулює у контурі котла) та вторинний теплоносій (вода,
що циркулює у контурі системи опалення). Така система називається комбінованою
водоводяною (за назвою первинного і вторинного теплоносіїв). Отже, у
комбінованих системах опалення вторинний теплоносій (гаряча вода, повітря)
нагрівається від первинного високотемпературного теплоносія (пари, перегрітої води,
електроенергії). До комбінованих систем опалення відносяться водоводяні,
пароводяні, усі системи повітряного опалення. У пароводяних і водоводяних
основний теплоносій, вода, підготовлюється у бойлері (теплообмінному апараті).
Первинним теплоносієм є: у пароводяних – пара, у водоводяних – перегріта вода.
У приміщеннях з тривалим перебуванням людей
(житлові, лікарняні, громадські будівлі) найбільш поширеними є водяні системи
опалення, як вигідніші за рядом гігієнічних і експлуатаційних характеристик. У цих приміщеннях з водяними системами можуть 39 використовуватись
додатково системи електро-, повітроопалення. Парові і повітряні системи
переважно застосовуються у промспорудах. Комбіновані системи опалення від
колектора сонячної енергії і котла, інших відновлюваних природних джерел.
Немає коментарів:
Дописати коментар