Справочник строителя | Отопление
ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ
Характеристика теплоносителей и особенности их использования в системах отопления зданий
Для отопления зданий в качестве теплоносителей («рабочего тела», «агента») обычно используются: вода, водяной пар, горячий воздух, дымовые газы и реже - термоустойчивые жидкие органические и неорганические соединения (антифризы, тосолы, хладоны и др.).
ВОДА. Наибольшее применение в качестве теплоносителя в системах отопления получила вода, которая обладает следующими теплофизическими характеристиками: теплоемкостью cw = 4,2 кДж/кг·°С; массовой плотностью ρw = 1000 кг/м3 при температуре +4 °С. С повышением температуры воды до 90 °С массовая плотность снижается до ρw = 965 кг/м3. При атмосферном давлении Pw = 1 бар = 1 атм вода кипит при температуре 100 °С. Для получения перегретой воды с температурой Tw1 = 130 °С в трубопроводах должно поддерживаться давление не менее Pw = 2,75 атм.
Если при прохождении через регулирующую арматуру или автоматические клапаны перегретой воды с Tw1 = 130 °С (подача от центрального источника теплоснабжения) давление в трубопроводе, транспортирующем эту воду, понизится, то часть воды вскипит и в трубопроводе образуется водяной пар. Это может привести к разрыву струи воды в трубопроводе (образованию паровой пробки) и при включении циркуляции - возникновению гидравлических ударов, которые могут разрушить трубопроводы, арматуру и нагревательные приборы в зданиях. Поэтому перегретая вода должна транспортироваться при давлениях в трубопроводах выше давления парообразования при температуре транспортируемой воды. Во избежание аварий это важное правило необходимо всегда помнить и соблюдать в эксплуатационной практике.
Высокая теплоемкость, массовая плотность и хорошие гигиенические качества воды (при достаточном количестве) делают ее наиболее предпочтительным теплоносителем (рабочим телом) в системах отопления.
Недостатком воды является возможность замерзания ее в трубопроводах и оборудовании при понижении температуры ниже 0 °С, что почти во всех случаях приводит их к разрыву и разрушению, а также высокое гидростатическое давление в системах теплоснабжения.
ВОДЯНОЙ ПАР имеет высокое удельное теплосодержание благодаря теплоте фазового превращения, выделяющейся при конденсации пара в трубках нагревательных приборов. Однако при использовании водяного пара в качестве теплоносителя на поверхности отопительных приборов поддерживается температура около 100 °С. Это ведет к пригоранию органической пыли и красок, возгонке их на поверхностях нагревательных приборов и поступлению вредных выделений в помещение.
По санитарно-гигиеническим требованиям температура на поверхностях нагревательных приборов не должна превышать 80 °С. Поэтому водяной пар не рекомендуется применять в системах отопления жилых и административно-общественных зданий, но не запрещено во многих промышленных системах отопления и вентиляции.
ДЫМОВЫЕ ГАЗЫ содержат вредные для здоровья составляющие и могут использоваться в системах отопления при передаче теплоты через разделительные стенки (схема на рис. 1) или при непосредственном контакте с нагреваемой водой для ее нагрева в специальных устройствах (контактных водонагревателях,
экономайзерах). В целях энергосбережения в последние годы высокотемпературные дымовые газы все чаще используют для получения низкопотенциальной теплоты для систем отопления, горячего водоснабжения и вентиляции.
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
ВОЗДУХ имеет малую теплоемкость ср = 1 кДж/кг·°С и плотность при t = +20 °С ρв =1,2 кг/м3. Поэтому для переноса воздухом одинакового количества теплоты QT, кВт, (как при использовании в качестве рабочего тела воды) приходится затрачивать значительно больше энергии на перемещение воздуха, по сравнению с перемещением воды.
Воздух в качестве теплоносителя рационально использовать при одновременном выполнении функций отопления и вентиляции помещений.
ОРГАНИЧЕСКИЕ ЖИДКОСТИ. Некоторые органические соединения, обладая необходимыми теплофизическими характеристиками (низкой температурой замерзания, низкой вязкостью и др.), получили ограниченное применение в малоемких («незамерзающих») системах отопления зданий при прерывистых режимах эксплуатации в зимнее время. Сравнительно высокая стоимость и дефицитность на рынке также препятствуют их широкому применению.
Вернуться к списку
|
Распечатать
|
