Справочник строителя | Отопление
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
Система отопления содержит следующие функциональные части:
источник получения тепловой энергии;
передающие устройства полученной тепловой энергии к помещениям;
отопительные приборы, передающие тепловую энергию на нагрев помещений.
По характеру связи источника получения тепловой энергии с нагреваемым помещением системы отопления подразделяются на:
местные, в которых источник получения тепловой энергии и отопительные приборы расположены в отапливаемом помещении или в непосредственной близости;
центральные, в которых источник получения тепловой энергии рассчитан на отопление нескольких зданий и связан передающими устройствами с отопительными приборами, установленными в отапливаемых помещениях.
К местным системам отопления относятся, например, печи для сжигания дров или каменного угля. Источником тепловой энергии здесь являются дымовые газы, получаемые при сгорании топлива. Дымовые газы имеют высокую температуру (свыше 300 °С) и прогревают кирпичную кладку многоходовых дымоходов. Значительная масса кирпичной кладки печей позволяет при одноразовой в сутки топке - трехчасовом сжигании дров до состояния превращения их в древесный уголь - обеспечить на внешней поверхности печи температуру до 40 °С, при которой нет опасности ожогов у людей. Накопившаяся в кирпичной кладке при топке печей теплота обеспечивает суточное сохранение температуры в помещении в утренние часы не ниже +18 °С.
Второй разновидностью местных систем отопления являются газовоздушные агрегаты, в которых теплота от сгорания газа передается через разделительную стенку к нагреваемой среде. На рис. 1 показана принципиальная схема лучистого газовоздушного отопления рабочих мест в производственном корпусе.
Рисунок 1. Принципиальная схема местного лучистого газовоздушного отопления помещения: 1 - газовый теплогенератор; 2 - вентилятор; 3 - газовая горелка; 4 - воздуховоды для транспортирования нагретой смеси дымовых газов; 5 - воздуховоды для транспортирования охладившейся смеси дымовых газов; 6 - рабочее место; 7 - кожух; 8 - тепловая изоляция; 9 - трубопровод для подвода природного газа; 10 - трубопровод для выброса излишков дымовых газов в атмосферу с воздушным регулирующим клапаном
Отечественная промышленность выпускает теплогенератор 1 типа ТГЛ-0,5 на газовом топливе, поступающем по трубопроводу 9. Расход сжигаемого газа может меняться от 7,5 до 60 м3/ч, что позволяет получать тепловую энергию мощностью от 70 до 575 кВт. Приточный вентилятор 2 подает по воздуховоду 4 смесь дымовых газов после сжигания в горелке 3 газа и возвратного по воздуховоду 5 охладившегося потока.
Полученная смесь в количестве 1200 м3/ч при температуре до 250 °С после горелки 3 поступает в приточные 4 и возвратные воздуховоды 5, смонтированные под потолком в кожухе 7, открытом снизу. Сверху кожуха 7 предусмотрен слой тепловой изоляции 8. Это обеспечивает значительное снижение теплопотерь от нагретых стенок кожуха в верхнюю зону помещения.
От нагретых до 250 °С стенок воздуховодов 4 и 5 лучистая теплота поступает на обогрев пола и рабочих мест б в помещение.
Для обеспечения работы представленной на схеме рис. 1 лучистой системы отопления требуется подведение по трубопроводу 9 газа к горелке 3 и электроэнергии к электродвигателю вентилятора 2. Отопительными приборами в этой местной системе служат воздуховоды 4 и 5. Достоинством этой системы отопления является безопасность при нарушении герметичности воздуховодов 4 и 5, так как в верхней зоне помещения имеется общеобменная вытяжка 10.
Обогрев лучистой теплотой только рабочих мест, где постоянно находятся люди, позволяет снижать температуру воздуха в объеме помещения, где нет людей, и находится только оборудование, что в итоге дает большую экономию тепловой энергии. В качестве примера можно привести Волжский трубопрокатный завод, где в прокатном цехе лучистым теплом обогреваются только фиксированные рабочие места, над которыми смонтированы панели лучистого отопления.
На рис. 2 показан третий пример местной системы отопления на базе электроотопительного вентиляторного агрегата с теплоаккумулирующей насадкой.
Рисунок 2. Принципиальная схема местного электроотопительного агрегата с теплоаккумулирующей насадкой: 1 - декоративная крышка кожуха; 2 - тепловая изоляция крышки; 3 - передняя съемная декоративная панель; 4 - тепловая изоляция передней панели; 5 - внутренняя теплонакапливающая изоляция; 6 - каналы для прохода нагреваемого воздуха; 7 - электрические нагреватели; 8 - биметаллическая тяга; 9 - приточная решетка для выхода нагретого воздуха; 10 - решетка поступления внутреннего воздуха из отапливаемого помещения; 11 - направляющие всасываемого потока воздуха; 12 - внутренняя изоляция; 13 - насадка из микропористого теплонакапливающего материала; 14 - задняя стенка кожуха; 15 - тепловая изоляция задней стенки; 16 - блоки теплонакапливающей насадки; 17 -теплонакапливающая изоляция; 18 - привод воздушного клапана; 19 - вентилятор; 20 - электрическая автоматика и защита; 21 - воздушный клапан
Использование электрической энергии в дневные часы для обогрева помещений значительно дороже, чем использование других источников энергии для получения теплоты. Так, например, в 2003 г. в Москве тарифы на оплату электроэнергии составляли в ночное время суток (с 23:00 до 7:00) 0,22 руб. за 1 кВт·ч, в остальное время суток - 1,25 руб. за 1 кВт·ч.
Воздухонагреватель на рис. 2 позволяет получать теплоту в ночные часы, когда стоимость электроэнергии (в тепловом эквиваленте) даже ниже стоимости теплоты от теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).
К щиту автоматики и защиты 20 подводится однофазный ток напряжением 220 В от розеток в жилых и общественных зданиях. Поэтому достаточно подключиться к существующей электропроводке и будет достигнуто снабжение местного отопительного прибора энергией, переходящей в теплоту в электронагревателях 7 при прохождении по ним электрического тока.
Электронагреватели 7 расположены как непосредственно у каналов 6 прохождения нагреваемого воздуха, так и между блоками теплонакапливающей насадки 16. Биметаллическая тяга 8 настраивается на поддержание требуемой температуры воздуха в помещении tв = 20 °С. При снижении tв ниже настроенного значения биметаллическая тяга 8 сокращается и через привод 18 перемещает воздушный клапан 21 на поступление большей части нагреваемого воздуха после вентилятора в каналы 6, расположенные в блоках насадки 13 и 16. При повышении tв выше настроенного значения клапан 21 автоматически перемещается и увеличивается проход воздуха после вентилятора 19, минуя каналы 6. Нагреваемый в каналах 6 и проходящий мимо клапана 21 воздух смешиваются, и полученная смесь поступает в помещение.
Электронагреватели 7 потребляют электроэнергию только в ночное время и прогревают блоки теплоемкой насадки 13 и 16. Мощность электронагревателя 7 выбирается для условий компенсации теплопотерь помещением в течение суток.
В дневные часы нагреваемый воздух проходит по каналам 6 и воспринимает теплоту насадок 13 и 16, накопленную от работы электронагревателей 7 в ночные часы при дешевой стоимости электроэнергии.
Местные аккумуляционные электронагреватели по схеме на рис. 2 получили за последние годы широкое применение в странах Западной Европы. Этому способствовало увеличившееся число применяемых для электроснабжения зданий электроветроагрегатов.
В нашей стране наибольшее применение, начиная с 30-х годов прошлого века, получили центральные отопительные системы. Прежде всего, это объясняется развитием централизованного теплоснабжения зданий горячей водой.
На рис. 3 представлены принципиальные схемы центральных систем отопления со снабжением горячей водой от крупного центрального источника - теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), районной тепловой станции (РТС) или котельной установки (КУ).
Рисунок 3. Принципиальная схема центрального отопления здания от крупного источника теплоснабжения: 1 - теплообменник «жидкость-жидкость»; 2 - подающий трубопровод; 3 - распределительный трубопровод; 4 - вертикальный стояк; 5 - ручные краны; 6 - отопительный прибор; 7 - обратный трубопровод; 8 - циркуляционный насос; 9 - расширительный сосуд с гибкой перегородкой; 10 - автоматический воздухоотводчик; 11 - подающий трубопровод от центрального источника теплоснабжения; 12 - обратный трубопровод к центральному источнику теплоснабжения
Горячая вода по трубопроводу 11 с температурой Twt1 поступает в теплообменник 1, в котором через разделительную стенку теплота передается на нагрев воды системы отопления здания до twt1. После отдачи теплоты в теплообменнике 1 вода от центрального источника теплоснабжения понижает свою температуру до Twt2 и по обратному трубопроводу 12 возвращается на тепловую станцию для повторного нагрева.
Нагретая вода по подающему трубопроводу 2 направляется к горизонтальному распределительному трубопроводу 3, к которому присоединены вертикальные стояки 4. Для ремонтного отключения стояков служат краны 5.
К вертикальному стояку 4 присоединены отводы к отопительному прибору 6 в помещении. Вертикальный стояк 4 в нижней части присоединяется к горизонтальному обратному трубопроводу 7, на котором смонтирован насос 8.
На всасывающей стороне насоса 8 смонтирован герметичный расширительный сосуд 9, имеющий гибкую внутреннюю перегородку - мембрану. Нагнетательная сторона насоса 8 соединена с теплообменником 7, в который подается охладившаяся в отопительных приборах вода с температурой twt2.
Для удаления воздуха из трубопроводов циркуляции воды служит автоматический воздухоотводчик 10, установленный в верхней точке горизонтального распределительного трубопровода 3.
Из схемы на рис. 3 следует, что теплообменник 1, к которому подведены трубопроводы 11 и 12 от центрального источника теплоснабжения, выполняет функции местного источника тепловой энергии для системы отопления здания.
Подающий 2, распределительный 3, вертикальные стояки 4 и обратный 7 трубопроводы с насосом 8 являются передающими устройствами тепловой энергии к отапливаемым помещениям здания. В отапливаемых помещениях под окнами установлены отопительные приборы 6, от которых тепловая энергия передается на нагрев обслуживаемого помещения.
Вернуться к списку
|
Распечатать
|
