1 определение высоты циркуляционного и наружного воздуха. Шпаргалки - Теплогазосножение и вентиляция - файл n1.doc. Основная методика расчета СВО

Публикация - Компрессор в тепловой насосной установке, как главный потребитель энергии (Документ)

Физика в строительстве (Документ)

Публикация - Применения тепловых насосов в децентрализованных системах теплоснабжения (Документ)

Легашов Е.В., Жабенцев Д.А. Методические указания к выполнению курсовой работы Отопление и вентиляция жилого малоэтажного здания (Документ)

Отопление и вентиляция двухэтажного жилого дома (Документ)

Кострюков В.А. Сборник примеров расчёта по отоплению и вентиляции (часть 2) Вентиляция (Документ)

n1.doc

1. Тепловой баланс помещения и его составляющие. Каждая система отопления предназначена для создания в холодный период года в помещениях здания заданной температуры воздуха, соответствующей комфортным условиям и отвечающей требованиям технологического процесса. Тепловой режим в зависимости от назначения помещений может быть как постоянным, так и переменным.

Постоянный тепловой режим должен поддерживаться круглосуточно в течение всего отопительного периода в зданиях: жилых, производственных с непрерывным режимом работы, детских и лечебных учреждений, гостиниц, санаториев и т.п. Для решения вопроса о необходимости устройства и мощности системы отопления сопоставляют величины теплопотерь (расхода теплоты) и теплопоступления в расчетном режиме (при максимальном дефиците теплоты). Для удобства анализа эти составляющие теплового баланса вводят в специальный формуляр.

Сведения всех составляющих теплопотерь и теплопоступлений в тепловом балансе помещения определяется недостаток или избыток теплоты. Если теплопотери окажутся больше тепловыделений, то требуется отопление помещения.

Величины суммарных теплопотерь и теплопоступлений в помещениях определяются соответственно: ?Q пот = Q огр + Q и + Q мат + Q проч, ?Q пост = Q об + Q мат + Q быт + Q эл + Q чел + Q ср + Q проч.

Только тщательный анализ всех составляющих представленных в этих выражениях и для каждого конкретного случая позволяет установить правильно тепловую мощность системы отопления производственных помещений.
2. Определение потерь теплоты помещениями здания. Для определения теплопотери отдельными помещениями и зданием в целом необходимо иметь следующие исходные данные: планы этажей и характерные разрезы по зданию со всеми строительными размерами, выкопировку из генерального плана с обозначением сторон света и розы ветров, назначение каждого помещения, место постройки здания (название населенного пункта), конструкции всех наружных ограждений, обоснованные теплотехническим расчетом.

Потери теплоты помещениями через ограждающие конструкции, учитываемые при проектировании систем отопления, разделяются условно на основные и добавочные. Их следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции с округлением до 10 Вт, по формуле Q огр = F / R о (t в – t н^Б) (1+??)n = kF (t в – t н^Б) (1+??)n , где F – расчетная площадь ограждающей конструкции, мІ; k – коэф-т теплопередачи данной конструкции, Вт/(мІ·К); R о – сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции, (мІ·К)/Вт; t в – расчетная температура воздуха, єС, помещения с учетом повышения по высоте для помещений высотой более 4 м; t н^Б – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения; ? – добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

Теплообмен через ограждения между смежными отапливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учитывается, если разность температур воздуха этих помещений более 3 єС. Площади F , мІ, отдельных ограждений – наружных стен, окон, дверей, фонарей, потолка, пола – измеряются по планам и разрезам здания.

При определении основных и добавочных потерь теплоты через ограждающие конструкции помещений исходные и получаемые фактические данные вписывают в специальный формуляр для лучшей организации техники расчета.
3. Удельная тепловая характеристика здания. Для оценки теплотехнических показателей принятого конструктивно-планировочного решения расчет потерь теплоты ограждениями здания обычно заканчивают определением удельной тепловой характеристики здания по формуле

q уд = Q с·о/V н(t в – t н^Б)

Величина q уд, Вт/(мі·К) численно равна теплопотерям 1 мі здания в ваттах при разности температур внутреннего и наружного воздуха t в – t н^Б в 1 єС.

В строительной практике часто возникает необходимость выявить ориентировочную тепловую мощность системы отопления проектируемых зданий и сооружений, чтобы определить тепловую мощность источника теплоты при централизованном теплоснабжении, заказать основное оборудование и материалы, определить годовой расход топлива, рассчитать стоимость системы отопления, генератора теплоты и для решения других народнохозяйственных задач.

Инженеры-строители работающие в проектных и строительно- монтажных организациях, в своей работе должны понимать и учитывать факторы, влияющие на удельную тепловую характеристику здания q уд, следовательно, на тепловую мощность системы отопления. К этим факторам следует отнести объем здания, степень остекления, этажность здания, площади наружных ограждений и вид их теплозащиты. Кроме того, q уд зависит от формы здания и района строительства.

Здания малого объема, узкие, сложной конфигурации, с увеличенным периметром обладают повышенной тепловой характеристикой. Уменьшенные тепловые потери, а следовательно, и q уд и тепловую мощность системы отопления имеют здания, форма которых близка к кубу. Наименьшие теплопотери имеют шарообразные сооружения. Влияние района строительства на величину q уд проявляется через изменение теплозащитных свойств наружных ограждений.
4. Система отопления, основные элементы и требования к системам отопления. Система отопления представляетсобой комплекс элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты в обогреваемые помещения. Включает в себя три основных элемента: теплогенератор (получение и передача теплоты), теплопровод (для транспортировки), отопительные приборы. Гигиенические исследования микроклимата помещений и того, как влияют изменения его отдельных компонентов на организм человека, позволили выработать требования к системам отопления. Основные из них:

санитарно-гигиенические – обеспечение требуемых соответствующими строительными нормами и правилами температур во всех точках помещения и поддержание температур на определенном уровне;

экономические – обеспечение минимума приведенных затрат по сооружению и эксплуатации, определяемого технико-экономическим сравнением вариантов различных систем, небольшого расхода металла;

монтажные – обеспечение монтажа индустриальными методами с максимальным использованием унифицированных узлов заводского изготовления при минимальном количестве типоразмеров;

эксплуатационные – простота и удобство обслуживания, управления и ремонта, надежность, безопасность и бесшумность действия;

эстетические – хорошая сочетаемость с внутренней архитектурной отделкой помещения, минимальная площадь, занимаемая системой отопления.
5. Классификация систем отопления. Классификация систем водяного отопления проводится по следующим основным признакам:

По способу создания циркуляции водяные системы подразделяют на системы с естественной циркуляцией (гравитационные) и с искусственной циркуляцией (насосные).

По схеме включения отопительных приборов в стояк и ветвь системы водяного отопления подразделяют на двухтрубные, в которых горячая вода поступает в приборы по одним (падающим) стоякам, а охлажденная вода отводится по другим и однотрубные, в которых горячая вода подается в приборы и охлажденная вода отводится из них по одному стояку.

По направлению объединения отопительных приборов как двухтрубные, так и однотрубные системы отопления могут быть вертикальные, в которых последовательно присоединяются к общему вертикальному теплопроводу-стояку отопительные приборы, расположенные на разных этажах, и горизонтальные, в которых к общей горизонтальной ветви присоединяются приборы, находящиеся на одном этаже.

По месту расположения подающих и обратных магистралей системы водяного отопления подразделяются на системы с верхним расположением подающих магистралей по чердаку или под потолком верхнего этажа, а обратных магистралей по подвалу, над полом первого этажа или в подпольных каналах и с нижним расположением обеих магистралей по подвалу, над полом первого этажа или в подпольных каналах.

По направлению движения воды в подающих и обратных магистралях системы водяного отопления подразделяют на тупиковые и с попутным движением.
6. Удаление воздуха из системы отопления. Удаление воздуха из системы отопления и из всех участков теплопроводов является необходимым условием нормальной работы системы отопления. Способы удаления воздуха из системы водяного отопления с искусственной и естественной циркуляцией неодинаковы.

В системах водяного отопления с естественной циркуляцией воды и верхним расположением подающих магистралей для удаления воздуха используется, как правило, расширительный сосуд без каких-либо дополнительных устройств.

Для более надежного удаления воздуха и удобного спуска воды из системы водяного отопления с естественной циркуляцией магистральные теплопроводы, а так же ответвления от стояков к приборам и от приборов к стоякам прокладывают с уклоном (не менее 0,002) по направлению движения теплоносителя.

В практике монтажа систем отопления использую в основном типовые воздухосборники. Наибольшее распространение получили горизонтальные проточные воздухосборники, так как в них воздух отделяется гораздо лучше, чем в других конструкциях, и они хорошо могут быть защищены от замерзания. Воздухосборники на концевых участках горячих магистралей, т.е. у дальнего стояка, снабжают автоматическими воздухосборниками, для непрерывного удаления воздуха из системы. Для удаления воздуха могут быть использованы также воздушные краны, устанавливаемые на верхних отопительных приборах.
7. Отопительные приборы, их размещение, основные типы и их характеристики. Отопительные приборы, применяемые в системах центрального отопления, подразделяются: по преобладающему способу теплоотдачи – на радиационные, конвективно-радиационные и конвективные; по виду материала – на приборы металлические, малометаллические; по характеру внешней поверхности - на гладкие, ребристые.

Радиаторы чугунные и стальные штампованные. Наиболее распространены чугунные радиаторы МС-140, МС-90, М-90 с двумя колонками по глубине. Монтажная высота – расстояние между центрами ниппельных отверстий радиаторов – составляет h=500 мм, полная высота Н=582-588 мм, глубина b=140 мм, длина l=98-108 мм.

Ребристые трубы изготовляют чугунными длиной 0,5; 0,75; 1; 1,5 и 2 м с круглыми ребрами и поверхностью нагрева 1; 1,5; 2; 3 и 4 мІ. На концах трубы предусмотрены фланцы для присоединения их к фланцам теплопровода системы отопления.

Конвекторы, стали широко применятся в последние годы. Это отопительный прибор, передающий теплоту в основном конвективным путем. Существует насколько видов конвекторов: «Аккорд» - предназначен для систем отопления жилых и производственных зданий с температурой теплоносителя до 150 єС и давлением до 1 МПа; «Север» - конструкция аналогична «Аккорд», самый легкий прибор, его целесообразнее применять для отопления зданий различного назначения преимущественно в северных и других удаленных районах страны; «Ритм» - более совершенный отопительный прибор, предназначен для общественных зданий. Применяется конвектор типа КВ.

Отопительные приборы системы центрального отопления размещают у наружных стен, преимущественно под окнами, так как в результате уменьшаются холодные потоки воздуха вблизи окон. С целью минимального выступа приборов в помещение в стене часто делают ниши глубиной до 130 мм.
8. Гидравлический расчет систем отопления. Система отопления представляет собой разветвленную сеть теплопроводов, выполняющих важную функцию распределения теплоносителя по отопительным приборам. Целью гидравлического расчета является определение диаметров теплопроводов при заданной тепловой нагрузке и расчетном циркуляционном давлении, установленном для данной системы.

Гидравлический расчет теплопроводов систем водяного отопления выполняют различными методами. Наибольшее распространение получили методы расчета теплопроводов по удельным потерям и по характеристикам сопротивления.

Первый метод заключается в раздельном определении потерь давления на терние и в местных сопротивлениях. При этом диаметры теплопроводов определяют при постоянных перепадах температуры во всех стояках и ветвях ∆tст, равных расчетному перепаду температуры воды во всей системе ∆tсист.

Во втором методе устанавливают распределение потоков воды в циркуляционных кольцах системы и получают переменные (неравные) перепады температуры воды в стояках и ветвях.

Методика гидравлического расчета теплопровода системы водяного отопления:

1. До гидр-го расчета выполняют аксонометрическую схему системы отопления со всей запорно-регулируемой арматурой.

2. Выбирают главное циркуляционное кольцо.

3. Определяют расчетное циркуляционное давление ∆p р = ∆p нас + ∆p е = ∆p нас + Е(∆p е.пр + ∆p е·.тр)

4. При расчете по методу удельных потерь давления для предварительного выбора диаметров теплопроводов определяют среднее значение удельного падения давления по главному циркуляционному кольцу: Rср = (1 – k) ∆p р /?l

5. Определяют расходы воды на расчетных участках G уч = (3,6 Q уч / с (t u – t о)) ?1?2, кг/ч
9. Циркуляционное давление в системе отопления. Естественное циркуляционное давление, возникающее в системах водяного отопления, в общем случае можно рассматривать как сумма двух величин: давления ∆p е.пр, возникающего за счет охлаждения воды в отопительных приборах, и давления ∆p е·.тр, вызываемого охлаждением воды в теплопроводах: ∆p е = ∆p е.пр + ∆p е·.тр

Определим величину естественного циркуляционного давления, возникающего вследствие охлаждения воды в отопительных приборах в системе отопления. Система состоит из котла, теплопроводов, соединяющих котел с отопительным прибором и расширительного сосуда.

Естественное циркуляционное давление равно произведению ускорения свободного падения на вертикальное расстояние от середины котла (центра нагрева) до середины отопительного прибора (центра охлаждения) и разности плотностей охлажденной и горячей воды.

В зданиях в два этажа и выше число циркуляционных колец в двухтрубной системе отопления равно числу отопительных приборов (без учета приборов, присоединенных на «сцепке»). В однотрубной системе число циркуляционных колец равно числу отопительных стояков.

Естественное давление в циркуляционном кольце однотрубной системе несколько меньше, чем в циркуляционном кольце через прибор верхних этажей двухтрубной системы, и значительно больше, чем в кольце через прибор первого этажа двухтрубной системы

Расчетное циркуляционное давление ∆p р в системах с искусственной циркуляцией складывается из давления, создаваемого насосом ∆p нас, и естественного давления ∆p е. В общем виде ∆p р в системах водяного отопления определяют по формуле: ∆p р = ∆p нас + ∆p е = ∆p нас + Е(∆p е.пр + ∆p е·.тр).
10. Определение площади поверхности нагревательных приборов. Площадь поверхности отопительных приборов Fр измеряют в настоящее время только в мІ. Для расчета Fр прежде всего необходимо определить величину теплового потока отопительного прибора, обусловленного его поверхностной плотностью, т.е. значением теплового потока q пр, передаваемого от теплоносителя в окружающую среду через 1 мІ площади поверхности прибора.

Как следует из основного уравнения теплопередачи, плотность теплового потока приборов, являясь произведением коэффициента теплопередачи на температурный напор,зависит от тех же факторов, что и коэффициент теплопередачи. Поэтому на практике для упрощения расчетов определяют с учетом всех факторов сразу плотность теплового потока отопительного прибора q пр. Для этого используют номинальную плотность теплового потока (q ном ВтмІ) – получают путем тепловых испытаний отопительного прибора для стандартных условий работы в системе водяного отопления, когда средний температурный напор ∆t ср^ст = 70 єС, расход воды в приборе составляет G пр^ст = 0,1 кг/с, а атмосферное давление p б = 1013,3 гПа.

Расчетная площадь отопительного прибора независимо от вида теплоносителя: Q пр = q пр F р, при учете дополнительных факторов,влияющих на теплоотдачу приборов, формула примет вид: F р = (Q пр / q пр) ?1?2, где Q пр – теплоотдача отопительного прибора в отапливаемое помещение, определяется по формуле: Qпр = Q потр – 0,9 Q тр, с учетом всех выражений получаем формулу F р = (Q потр – 0,9 Q тр / q пр) ?1?2

В последнее время стали применятся регулирующие устройства автоматического воздействия. Они автоматически перекрывают вентили на теплопроводах при повышении температуры в помещении и вновь открывают их при понижении температуры.
11. Узлы управления систем отопления (тепловые пункты). Тепловые пункты – важное звено в системах центрального теплоснабжения, связывающее тепловую сеть с потребителями и представляющие собой узел присоединения потребителей тепловой энергии к тепловой сети. Основное значение теплового пункта заключается в подготовке теплоносителя определенной температуры и давления, регулировании их, поддержании постоянного расхода, учете потребления теплоты.

Согласно СНиП 2.04.07-86 тепловые пункты подразделяются на: индивидуальные тепловые пункты (ИТП) – для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок одного здания или его части и центральные (ЦТП) – то же для двух и более зданий.

Основное оборудование тепловых пунктов состоит из элеваторов, центробежных насосов, теплообменников, смесителей, аккумуляторов горячего водоснабжения, приборов контроля и учета теплоты и устройств для защиты от коррозии и образования отложений накипи в системе горячего водоснабжения.

ЦТП появились в связи с расширением потребления горячей воды на бытовые нужды. При этом применение ЦТП облегчает управление тепловыми сетями, так как сокращает количество дефицитных регуляторов и другого оборудования, упрощает эксплуатацию, повышает комфорт в теплоснабжаемых зданиях благодаря выносу насосных установок, являющихся источником шума, в отдельных помещениях ЦТП.

При применении ЦТП, с одной стороны, сокращаются начальные затраты на сооружение водонагревательной установки горячего водоснабжения, насосных установок и авторегуляторов вследствие увеличения их единичной мощности и уменьшения их числа. С другой стороны, возрастают начальные затраты на сооружение распределительных тепловых сетей после ЦТП, являющихся четырехтрубными. Поэтому необходимость устройства ЦТП должна быть обоснована технико-экономическим расчетом.
12. Способы присоединения систем отопления к наружным тепловым сетям. Теплопотребляющие системы присоединяют к тепловым сетям в тепловых пунктах. Для присоединения теплопотребляющих систем к водяным тепловым сетям используют две принципиально отличные схемы – зависимую и независимую. При зависимой схеме присоединения вода из тепловой сети поступает непосредственно в системы абонентов. При независимой схеме вода из сети поступает в теплообменный аппарат, где нагревает вторичный теплоноситель, используемый в системах.

Принципиальные схемы присоединения систем отопления к водяной тепловой сети:

1. Зависимое (непосредственное) присоединение системы отопления без смешения. По такой схеме присоединяют системы водяного отопления зданий, в которых либо температура поверхности отопительных приборов не ограничена, либо она соответствует санитарно-гигиеническим требованиям, а так же системы воздушного отопления.

2. Зависимое (непосредственное) присоединение с водоструйным элеватором для подмешивания охлажденной воды. Этот способ присоединения наиболее широко применяется для жилых и общественных зданий до 12 этажей.

3. Зависимое присоединение при совместной установке элеватора и насоса на перемычке для подмешивания охлажденной воды. Этот вариант непосредственного присоединения позволяет более универсально и надежно осуществить циркуляцию воды в системе отопления при аварийном отключении от тепловой сети.

4. Зависимое присоединение с установкой насоса на перемычке для подмешивания охлажденной воды. Такую схему можно применять вместо элеваторной схемы, а также в тех случаях, когда разность давлений в падающем и обратном трубопроводах недостаточна для работы элеватора.

5. Присоединение по независимой схеме, т.е. с помощью теплообменного аппарата – водонагревателя. При независимой схеме присоединения давление местной системе отоплении не зависит от давления в тепловой сети.
14. Конструирование систем отопления. Теплопроводы вертикальных систем отопления подразделяют на магистрали, стояки и подводки к отопительным приборам. Теплопроводы горизонтальных систем, кроме магистралей, стояков и подводок, имеют горизонтальные ветви.

Для систем центрального отопления согласно СНиП 2.04.05-86 рекомендуются к использованию при теплоносителе воде и наружных диаметрах до 60 мм стальные неоцинкованные (черные) водогазопроводные трубы, а при теплоносителе паре – обыкновенные трубы. Электропроводные трубы по могут применяться как при воде, так и при паре независимо от их диаметра. Трубы электросварные применяются для магистральных теплопроводов.

Трубопроводы систем отопления следует прокладывать открыто; скрытая прокладка (в бороздах) должна быть обоснована и предусматривается для помещений с повышенными санитарно-гигиеническими и эстетическими требованиями. Трубы, проходящие через перекрытия, площадки лестничных клеток, внутренние стены прокладывают через гильзы.

Размещение подводки зависит от вида отопительного прибора, положения стояка или ветви в системе отопления.

Размещение стояка производится, как правило, правило, у наружных стен. В угловых помещениях их следует устанавливать в углах, образованных наружными стенами, чтобы предохранить стены от сырости и промерзания.

Размещение магистрали определяется назначением и шириной здания, видом системы отопления. В производственных зданиях магистрали прокладывают по стенам, колонам под потолком, в средней зоне или у пола.
15. Источники и характер вредных выделений в помещениях зданий . Современные условия жизни человека требуют эффективных искусственных средств оздоровления воздушной среды. Этой цели служит техника вентиляции. К факторам, вредное действие которых устраняется с помощью вентиляции, относятся: избыточная теплота, избыточные водяные пары – влага, газы и пары химических веществ общетоксичного или раздражающего действия, токсичная и нетоксичная пыль, радиоактивные вещества. По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на четыре класса: 1 – чрезвычайно опасные; 2 – высокоопасные; 3 - умеренно опасные и 4 – малоопасные. Источники образования факторов вредности:

Избыточная теплота. Взрослый человек в спокойном состоянии и при нормальных микроклиматических условиях выделяет в окружающую среду 85-120 Вт, из которых в среднем 20% - конвекцией, 55% - излучением и 25% - испарением влаги.

Влаговыделение. Количество выделяемого организмом человека водяного пара при умеренной температуре воздуха и небольшой физической нагрузке составляет 40 – 75 г/ч. При высокой температуре среды вделение влаги может возрасти до 150 г/ч.

Газовыделение. Содержание газов, паров и пыли не должно превышать предельно допустимых концентраций. Согласно ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны – концентрации, которые при ежедневной работе в течении 8 ч или при другой продолжительности, но не более 41 ч в неделю, в течении всего рабочего стажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.

Загрязнение радиоактивными веществами подобны обычным промышленным химическим загрязнениям, но отличаются от них повышенной токсичностью; при скоплении в большом количестве они могут представлять опасность радиоактивного поражения.
16. Классификация систем вентиляции. Воздушная средав помещении, удовлетворяющая санитарным нормам, обеспечивает в результате удаления загрязненного воздуха из помещения и одачи чистого наружного воздуха. Соответственно этому вентиляции подразделяются на вытяжные и приточные.

По способу перемещения удаляемого из помещений и подаваемого в помещения воздуха различают вентиляцию естественную (неорганизованную и организованную) и механическую (искусственную).

Под неорганизованной естественной вентиляцией понимают воздухообмен в помещениях, происходящих под влиянием разности давлений наружного и внутреннего воздуха и действия ветра через неплотности ограждающих конструкций. Тот же воздухообмен, но через специально устроенные в наружных ограждения фрамуги, является естественной.

Системы механической вентиляции, автоматически поддерживающие в помещениях метеорологические условия на уровне заданных независимо от изменяющихся параметров внешней воздушной среды, называются системами кондиционирования воздуха.

По способу организации воздухообмена в помещениях вентиляция может быть общеобменной, местной (локализующей), смешанной, аварийной и противодымной. По назначению системы вентиляции подразделяются на приточные и вытяжные. Системы вентиляции, удаляющие загрязненный воздух из помещения называют вытяжными. Системы вентиляции, обеспечивающие подачу в помещение наружного воздуха, подогреваемого в холодный период года, называются приточными.
17.Детали и элементы систем вентиляции. Канальными системамиестественной вентиляцииназываются системы, в которых подача наружного воздуха или удаление загрязненного осуществляется по специальным каналам, предусмотренных в конструкциях здания, или приставным воздуховодом.

Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит из вертикальных внутристенных или приставных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решетками, сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. Для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте часто устанавливают специальную насадку – дефлектор.

Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в вытяжных отверстиях, а также дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемом в сбором воздуховоде и в шахте.

Каналы и воздуховоды. В настоящее время изготавливают специальные вентиляционные панели или блоки с каналами круглого, прямоугольного или овального сечения. Наиболее рациональной формой сечения канала и воздуховода следует считать круглую, так как по сравнению с другими формами она при той же площади имеет меньший периметр, а следовательно и меньшую величину сопротивления трению.

Жалюзийные решетки. В местах или раздачи воздуха в приточных и вытяжных системах устанавливают жалюзийные решетки для регулирования количества воздуха, поступающего и удаляемого через отверстия. Наиболее широко применяют жалюзийные решетки с подвижными перьями жалюзи. С помощью шнура или троса решетка может быть полностью открыта, полностью или частично закрыта.

Вытяжные шахты. Высота шахты естественной вытяжной вентиляции над кровлей определяется так же, как и высота трубы отопительной печи. Вытяжные шахты систем вентиляции жилых зданий рекомендуется устраивать с обособленными и объединенными каналами. Шахты с обособленными каналами могут быть выполнены из бетонных блоков с утеплителем фибролитом с утолщенными стенками из шлакобетона, керамзитобетона или другого малотеплопроводного и влагостойкого материала, а так же каркасными с эффективным утеплителем.
18. Основы конструирования и расчета систем вентиляции.

Расчету воздуховодов (каналов) должна предшествовать следующая расчетно-графическая работа.

1. Определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям (согласно строительным нормам и правилам соответствующего здания) или по расчету.

2. Компоновка систем вентиляции. В одну систему объединяют только одноименные или близкие по названию помещения. Системы вентиляции квартир, общежитий и гостиниц не совмещают с системами вентиляции детских садов и яслей, торговых и других учреждений, находящихся в том же здании.

3. Графическое изображение на планах этажей и чердака элементов системы (каналов и воздуховодов, вытяжных отверстий и жалюзийных решеток, вытяжных шахт). Против вытяжных отверстий помещений указывается количество воздуха, удаляемого по каналу.

4. Вычерчивание аксонометрических схем в линиях, или, что лучше, с изображением внешних очертаний всех элементов системы. Аэродинамический расчет воздуховодов (каналов)выполняют по таблице или номограммам, составленных для стальных воздуховодов круглого сечения.

Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вентиляции может быть представлена в следующем виде:

1. При заданных объемах воздуха, подлежащего перемещению по каждому участку каналов, принимают скорость его движения.

2. По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно площадь сечения каналов. Потери давления на трение и местные сопротивления для таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам.

3. Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым давлением.
19. Виды вентиляторов. По принципу действия и назначению вентиляторы подразделяются на радиальные (центробежные), осевые, крышные и потолочные.

Радиальные (центробежные) вентиляторы. Состоит из трех основных частей: рабочего колеса с лопатками (иногда называемого ротором), улиткообразного кожуха и станины с валом, шкивом и подшипниками.

Вентиляторы, у которых колеса правильно вращаются по часовой стрелке при наблюдении со стороны всасывания, называют вентиляторами правого вращения, а против часовой стрелки – левого вращения.

Осевые вентиляторы. Состоит из рабочего колеса, закрепленного на втулке и насаженного на вал электродвигателя, и кожуха (обечайки), назначение которого создавать направленный поток воздуха. По сравнению с радиальным создает при работе большой шум и не способен преодолевать при перемещении воздуха большие сопротивления. Но и имеют преимущества перед радиальным вентилятором: имеют меньшую массу, компактен, можно включать непосредственно в сеть воздуховодов, реверсивны.

Осевые крышные вентиляторы, следует применять для децентрализованных установок общеобменной вытяжной вентиляции без сети воздуховодов. Радиальные крышные вентиляторы можно использовать для установок общеобменной вытяжной вентиляции как без сети, так и с сетью воздуховодов.

Потолочные вентиляторы предназначены для периодического увеличения скорости движения воздуха в теплый период года в производственных и общественных помещениях. Состоит из двигателя, на вал которого насажены лопасти. Двигатель с помощью системы подвеса крепят к арматуре или специальному устройству в перекрытии помещения.

Тип электродвигателя к вентилятору следует выбирать, учитывая условия эксплуатации последнего – наличие пыли, газа и паров, а также категорию пожаро- и взрывоопасности помещения.
20. Типы калориферов и их подбор. Для нагревания воздуха применяют преимущественно стальные пластинчатые и биметаллические со спирально-накатным оребрением калориферы. Оребрение увеличивает площадь поверхности нагрева.

В настоящее время промышленность выпускает следующие тпы калориферов средней С и большой Б моделей, имеющих по направлению движения воздуха соответственно три и четыре ряда теплопередающих трубок:

1. Калориферы моделей КВСБ-П и КВББ-П семи типоразмеров с №6 по №12: КВС6В…КВС12Б-П; КВБ6Б-П… КВБ12Б-П – стальные пластинчатые.

2. Калориферы моделей КСк3 и КСк4 семи типоразмеров с №6 по №12: КСк3-6…КСк3-12; КСк4-6…КСк4-12 – биметаллические со спирально-накатным оребрением.

Калориферы моделей КПС-П и КПБ-П семи типоразмеров с №6 по №12: КПС6-П…КПС12-П; КПБ6-П…КПБ12-П – стальные пластинчатые.

4. Калориферы моделей КП3-СК и КП4-СК семи типоразмеров с №6 по №12: КП36-СК…КПЗ12-СК; КП46-СК…КП412-СК биметаллические со спиральным оребрением.

В калориферах, указанных в п.1 и п.2, в качестве носителя используется вода с температурой до 180°С и давлением до 1,2 МПа. В калориферах, указанных в п.3 и п.4 теплоносителем является пар с рабочим давлением 1,2 МПа и температурой 190°С.

Для подбора калориферов вычисляют расход теплоты Q , Вт:

Q = 0,278L ?c(t к – t н)

0,278 – коэффициент перевода кДж/ч в Вт; L – количество нагреваемого воздуха, мі/ч; ? – плотность воздуха (при температуре t к) кг/ мі; удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·К); t к – конечная температура, до которой нагревается воздух в калорифере, °С; t н – начальная температура воздуха, поступающего в калорифер, °С.
21. Котельные установки, их виды и основные элементы. Котельной установкой называется комплекс устройств, предназначены для выработки тепловой энергии в виде горячей воды или пара. Главной частью этого комплекса является котел

В зависимости от того, для какой цели используется тепловая энергия, котельные подразделяются на энергетические, отопительно-прозводственные и отопительные.

Энергетические котельные снабжают паром паросиловые установки, вырабатывающие электроэнергию, и обычно входят в комплекс электрической станции. Отопительно-производственные котельные сооружаются на промышленных предприятиях и обеспечивают тепловой энергией системы отопления, вентиляции, горячего водоснабжения зданий и технологические процессы производства. Отопительные котельные предназначаются для тех же целей, но обслуживают жилые и общественные здания.

По размещению на генеральном плане котельные подразделяются на отдельно стоящие, пристроенные и встроенные в здания другого назначения.

Котельные малой мощности (индивидуальные и небольшие групповые) обычно состоят из котлов, циркуляционных и подпиточных насосов и тягодутьевых устройств. При установке паровых котлов дополнительно устанавливают конденсатные балки, насосы для перекачки конденсата и теплообменники.

Котельные средней и большой мощности отличаются сложностью оборудования и составом служебно-бытовых помещений. Кроме котлов, насосов и тягодутьевых устройств они имеют дополнительные поверхности нагрева (экономайзер и воздухоподогреватель), оборудование для водоподготовки, топливоподающие и шлакоудаляющие устройства, теплообменники, устройства автоматики и др. Объемно-планировочные решения должны удовлетворять требованиям Санитарных норм проектирования промышленных предприятий.
22. Классификация систем теплоснабжения. Классификацию систем отопления проводят по ряду признаков:

По взаимному расположению основных элементов системы отопления подразделяются на центральные и местные: центральные – предназначена для отопления нескольких помещений из одного теплового пункта, где находится генератор (система водяного отопления здания с собственной котельной); местные – при котором все три основных элемента конструктивно объединены в одном устройстве, установленном в обогревательном помещении (отопление газовыми и электрическими приборами, а также воздушно отопительными генераторами).

По виду теплоносителя, передающего теплоту отопительным приборам в помещения, центральные системы отопления подразделяются на водяные, паровые, воздушные и комбинированные.

По способу циркуляции теплоносителя, подразделяются на с естественной циркуляцией за счет разности плотностей холодного и горячего теплоносителя и системы с искусственной циркуляцией за счет работы насоса.

По параметрам теплоносителя. Подразделяются на водяные низкотемпературные с водой, нагретой до 100 єС и высокотемпературные с температурой воды более 100 єС; на паровые системы низкого (? = 0,1 – 0,17 МПа), высокого (? = 0,17 – 0,30 МПа) давления и вакуум-паровые с давлением ? ‹ 0,1 МПа
23. Преимущества теплофикации. Теплофикация – это централизованное теплоснабжение на базе на базе комбинированной выработки теплоты и электрической энергии, осуществляемой на теплоэлектростанции (ТЭЦ). За счет комбинированной выработки на ТЭЦ теплоты и электроэнергии обеспечивается существенное снижения удельного расхода топлива на выработку электроэнергии по сравнению с раздельной выработкой теплоты в котельной, а электроэнергии – на конденсационной электрической станции (КЭС).

При теплофикации реализуются два принципа рационального энергосбережения: комбинированное производство теплоты и электроэнергии (это специфическая особенность только спецификации); централизация теплоснабжения – подача теплоты от одного источника теплоты многочисленным потребителям.

Благодаря объединению процесса выработки электроэнергии с получением теплоты для централизованного теплоснабжения в едином технологическом цикле при теплофикации улучшается использование топлива на ТЭЦ и удешевляется строительство тепловых сетей. Эти преимущества характерны для ТЭЦ как источника теплоснабжения по сравнению с крупными районными котельными. Кроме того, ТЭЦ присущи также все преимущества, характерные для крупных котельных.
24. Виды систем газоснабжения. По числу ступеней давления, применяемых в газовых сетях, системы газоснабжения подразделяются на двухступенчатые, трехступенчатые и много ступенчатые. Применение той или иной схемы определяются величиной населенного пункта, планировкой его застройки, расположением жило (селитебной) и промышленных зон и расходом газа отдельными потребителями.

В небольших населенных пунктах с малым расходом газа и в средних городах применяются главным образом двухступенчатые системы, а в крупных трехступенчатые и многоступенчатые, так как при больших расходах газа промышленными и коммунально-бытовыми предприятиями с подачей его на значительные расстояния работа на низком давлении требует увеличения диаметров газопровода и затрудняет поддержание необходимого давления у отдаленных от ГПР потребителей.

Трехступенчатая схема снабжения газом города включает в себя газопроводы высокого, среднего и низкого давления. По этой схеме весь газ, поступающий от источника газоснабжения, подается по транзитным газопроводам высокого давления к ГРС, откуда после снижения давления он поступает в распределительные сет низкого давления.
25.Газораспределительный пункт. Газорегуляторные пункты (ГРП) и установки (ГРУ) служат для снижения давления газа и поддержания его на необходимом заданном уровне. ГРП обычно сооружают для питания газом распределительных сетей, а ГРУ – для питания отдельных потребителей. ГРП размещают в отдельно стоящих зданиях или шкафах снаружи здания, ГРУ – в помещениях предприятия, где расположены агрегаты, использующие газ.

ГРП и ГРУ в подвалах и полуподвальных помещениях, а так же в жилых и общественных зданиях, детских и лечебных учреждениях и учебных заведениях не устраивают. Здания, в которых располагаются ГРП, должны отвечать требованиям, установленным для производств категории А. Они одноэтажные, I и II степеней огнестойкости, имеют покрытие легкой конструкции и полы из несгораемых материалов.

Двери помещений ГРП открываются наружу. Если сбрасывают трудносбрасываемые перекрытия, то общая площадь оконных проемов и световых фонарей должна быть не менее 5000 смІ на 1 мі внутреннего объема ГРП.

Помещение ГРП отапливается, так как для нормальной работы установленного в нем оборудования и контрольно-измерительных приборов температура воздуха в помещении должна быть не менее +15 °С. Вентиляция осуществляется с помощью дифлектора (вытяжка) и жалюзийной решетки (приток), устроенной внизу двери. Электрическое освещение здания ГРП может быть внутренним во взрывобезопасном исполнении или наружным в обычном исполнении.

Монтаж системы отопления невозможен без осуществления предварительных вычислений. Полученные сведения должны быть максимально точными, поэтому расчет воздушного отопления производят эксперты с использованием профильных программ, учитывая нюансы конструкции. Рассчитать систему воздушного отопления (далее — СВО) можно самостоятельно, обладая элементарными познаниями в математике и физике.

Для выбора СВО необходимо определить количество воздуха для системы, начальную температуру воздуха в воздуховоде для оптимального обогрева помещения. Чтобы узнать эти сведения, нужно рассчитать теплопотери дома, а к основным вычислениям приступать позже.

Любое здание в период холодов теряет тепловую энергию. Максимальное ее количество покидает помещение через стены, крышу, окна, двери и другие ограждающие элементы (далее — ОК), выходящие одной стороной на улицу. Чтобы обеспечить определенную температуру в доме, нужно вычислить тепловую мощность, которая способна компенсировать тепловые затраты и поддержать в доме желаемую температуру.

Количество уходящего тепла зависит от площади ограждающего элемента, теплопроводности каждого из его слоев. Наибольшее количество тепловой энергии покидает помещение через стены, пол, крышу, окна

Существует ошибочное мнение, что тепловые потери одинаковы для каждого дома. Одни источники утверждают, что для отопления небольшого дома любой конфигурации достаточно 10 кВт, другие ограничиваются цифрами в 7-8 кВт на кв. метр.

Согласно упрощенной схеме расчетов каждые 10 м 2 эксплуатируемой площади в северных регионах и районах средней полосы должны обеспечиваться поставкой 1 кВт тепловой мощности. Эту цифру, индивидуальную для каждого строения, умножают на коэффициент 1,15, тем самым создают запас тепловой мощности на случай непредвиденных потерь.

Однако такие оценки довольно грубые, к тому же в них не учитываются качества, особенности материалов, использующихся при строительстве дома, климатические условия и другие факторы, влияющие на тепловые расходы.

Если в возведении дома использовались современные утеплительные материалы с низкой теплопроводностью, то и теплопотери конструкции будут меньшими, а значит, тепловая мощность потребуется меньшая.

Использование пенополиуретана, стекловолокна и других современных утеплителей позволяет добиться максимальной тепловой изоляции помещения

Если взять тепловое оборудование, генерирующее мощность, превышающую необходимую, то появится избыток тепла, который обычно компенсируют с помощью вентиляции. В этом случае появляются дополнительные финансовые расходы.

Если для СВО подобрано оборудование малой мощности, то в помещении будет ощущаться дефицит тепла, поскольку устройство не сможет генерировать нужно количество энергии, из-за чего потребуется приобретать дополнительные тепловые установки.

Тепловые затраты здания зависят от:

• строения ограждающий элементов (стен, потолков и др), их толщины;
• площади отапливаемой поверхности;
• ориентированности относительно сторон света;
• минимальной температуры за окном в регионе, городе на протяжении 5 зимних дней;
• продолжительности отопительного сезона;
• процессов инфильтрации, вентиляции;
• бытовых теплопоступлений;
• расхода тепла на бытовые нужды.

Грамотно рассчитать потери тепла невозможно без учета инфильтрации и вентиляции, существенно влияющих на количественную составляющую. Инфильтрация — естественный процесс перемещения воздушных масс, который происходит во время движения людей по помещению, открытия окон для проветривания и других бытовых процессов. Вентиляция — специально установленная система, через которую происходит подача воздуха, причем воздух может заходить в помещение с меньшей температурой.

Через вентиляцию уходит в 9 раз больше тепла, чем во время естественной инфильтрации

Тепло поступает в помещение не только через систему обогрева, но и через нагревающиеся электроприборы, лампы накаливания, людей. Важно учитывать также расходы тепла на обогрев холодных предметов, принесенных с улицы, одежды.

Перед выбором оборудования для СВО, проектированием системы отопления важно с высокой точность рассчитать теплопотери дома. Сделать это можно с помощью бесплатной программы Valtec. Чтобы не вникать в тонкости приложения, можно использовать математические формулы, которые дают высокую точность расчетов.

Для расчета общих тепловых потерь Q жилища необходимо вычислить тепловые затраты ограждающих конструкций , расходы энергии на вентиляцию и инфильтрацию , учесть бытовые расходы . Потери измеряются и записываются в Вт.

Для вычисления общих теплозатрат Q используют формулу:

Определение теплопотерь ограждающих конструкций

Через ограждающие элементы дома (стены, двери, окна, потолок и пол) выходит наибольшее количество тепла. Для определения необходимо отдельно рассчитать теплопотери, которые несет каждый элемент конструкции. То есть рассчитывается по формуле:

Чтобы определить Q каждого элемента дома, необходимо узнать его строение и коэффициент теплопроводности или коэффициент теплосопротивления, который указывают в паспорте материала.

Для вычисления тепловых расходов учитывают слои, влияющие на теплоизоляцию. Например, утеплители, кладку, облицовку и др

Расчет тепловых потерь происходит для каждого однородного слоя ограждающего элемента. Например, если стена состоит из двух разнородных слоев (утеплителя и кирпичной кладки), то расчет производится отдельно для утеплителя и для кирпичной кладки.

Вычисляют тепловые расходы слоя с учетом желаемой температуры в помещении по выражению:

В выражении переменные имеют следующий смысл:

Если в стене, для которой производится расчет, встроены окна или двери, то при расчете Q из общей площади ОК необходимо вычесть площадь окна или двери, поскольку расходы их тепла будут иными.

В техническом паспорте на окна или двери иногда указывают коэффициент теплопередачи D, благодаря которому можно упростить вычисления (+)

Коэффициент теплосопротивления высчитывается по формуле:

Формулу тепловых потерь для отдельно взятого слоя можно представить в виде:

На практике для вычисления Q пола, стен или потолков отдельно рассчитывают коэффициенты D каждого слоя ОК, суммируют их и подставляют в общую формулу, что упрощает процесс расчетов.

Учет расходов инфильтрации и вентиляции

В помещение из системы вентиляции может поступать воздух низкой температуры, который существенно влияет на теплопотери. Общая формула для этого процесса выглядит так:

В выражении буквенные символы имеют значение:

Параметр берется из технических характеристик системы вентиляции. В большинстве случаев приточный воздухообмен обладает удельным расходом 3 м 3 /ч, исходя из чего вычисляется по формуле:

В формуле — площадь пола, м 2 .

Плотность воздуха в помещении определяется выражением:

Здесь – заданная температура в доме, измеряется в С о.

Теплоемкость с является постоянной физической величиной и равна 1.005 кДж/(кг* С 0).

При естественной вентиляции холодный воздух попадает через окна, двери, вытесняя тепло через дымоход

Неорганизованная вентиляция, или инфильтрация, определяется по формуле:

В уравнении:

При открытии дверей происходят наиболее значительные теплопотери воздуха, поэтому, если вход оборудован воздушно-тепловыми завесами, их также следует учесть.

Тепловая завеса представляет собой удлиненный тепловентилятор, формирующий мощный поток в пределах оконного или дверного проема. Она минимизирует или практически исключает потери тепла и проникновение воздуха с улицы даже при открытой двери или окне

Для расчета тепловых потерь дверей используется формула:

В выражении:

Если в доме присутствует организованная вентиляция или инфильтрация, то расчеты производятся по первой формуле.

Поверхность ограждающих элементов конструкции может быть неоднородна — на ней могут встречаться щели, неплотности, через которые проходит воздух. Эти тепловые потери считаются незначительными, но их также возможно определить. Сделать это можно исключительно программными методами, поскольку произвести вычисления некоторых функций без использования приложений невозможно.

Максимально точную картину о реальных потерях тепла дает тепловизионное обследование дома. Этот метод диагностики позволяет выявить скрытые ошибки строительства, прорехи в теплоизоляции, утечки водопроводной системы, снижающие теплотехнические качества здания и другие дефекты

Бытовые поступления тепла

Через электрические приборы, тело человека, лампы в помещение приходит дополнительное тепло, которое тоже учитывают при расчетах тепловых потерь.

Опытным путем установлено, что такие поступления не могут превышать отметку 10 Вт на 1 м 2 . Поэтому формула вычисления может иметь вид:

В выражении — площадь пола, м 2 .

Основная методика расчета СВО

Основной принцип работы любой СВО заключается в передаче тепловой энергии через воздух путем охлаждения теплоносителя. Основные ее элементы — теплогенератор и теплопровод.

Воздух в помещение подается уже нагретым до температуры , чтобы поддерживать желаемую температура . Поэтому количество аккумулируемой энергии должно равняться общим теплопотерям здания, то есть Q. Имеет место равенство:

В формуле E — расход нагретого воздуха кг/с для отапливания помещения. Из равенства можем выразить :

Напомним, что теплоемкость воздуха с=1005 Дж/(кг*К).

По формуле определяют исключительно количество подаваемого воздуха, используемого только для отопления только в рециркуляционных системах (далее — РСВО).

В приточно-рециркуляционных системах часть воздуха берется из улицы, в другая часть — из помещения. Обе части смешиваются и после подогрева до требующейся температуры поставляют в помещение (+)

Если СВО используют в качестве вентиляции, то количество подаваемого воздуха вычисляют следующим образом:

В случае превышения показателем допустимых параметров, следует увеличить количество вводимого через вентиляцию воздуха.

Если в помещении есть источники постоянного тепловыделения, то температуру подаваемого воздуха уменьшают.

Включенные электрические приборы генерируют около 1% тепла помещении. Если одно или более устройство будет работать постоянно, их тепловую мощность надо учесть в расчетах

Для отдельно взятого помещения показатель может оказаться разным. Технически реализовать идею подачи разной температуры в отдельно взятые помещения возможно, но намного проще подавать во все комнаты воздух одинаковой температуры. В этом случае общую температуру берут той, которая оказалась наименьшей. Тогда количество подаваемого воздуха вычисляют по формуле, определяющей .

Ответ записывается в м 3 /ч.

Однако воздухообмен в помещении будет отличаться от величины , поскольку определять его необходимо исходя из внутренней температуры .

В формуле для определения и показатели плотности воздуха и (кг/м 3) вычисляются с учетом температуры нагретого воздуха и температуры в помещении .

Подаваемая температура в помещении должна быть выше . Это уменьшит количество подаваемого воздуха и позволит сократить габариты каналов систем с естественным движением воздуха или снизить расходы электричества в случае, если используется механическое побуждение для циркуляции нагретой воздушной массы.

Традиционно предельная температура приходящего в помещение воздуха при его подаче на высоте, превышающей отметку 3.5 м, должна составлять 70 о С. Если воздух подается на высоте менее 3.5 м, то его температура обычно приравнивается к 45 о С.

Для жилых помещений высотой 2.5 м допустимый температурный предел 60 о С. При установке температуры выше атмосфера теряет свои свойства и непригодна для вдыхания.

Если воздушно-тепловые завесы располагаются у внешних ворот и проемах, выходящих наружу, то допускается температура входящего воздуха 70 о С, для завес, находящихся в наружных дверях, до 50 о С.

На подаваемую температуры влияют способы подачи воздуха, направление струи (вертикально, по наклону, горизонтально и др.). Если в помещении постоянно находятся люди, то температуру подаваемого воздуха следует уменьшить до 25 о С.

После осуществления предварительных вычислений, можно определять необходимые теплозатраты на нагрев воздуха.

Для РСВО тепловые затраты Q 1 рассчитываются по выражению:

Для ПСВО расчет Q 2 производится по формуле:

Расход тепла Q 3 для ЧРСВО находится по уравнению:

Во всех трех выражениях:

• E ot и E vent — расход воздуха в кг/с на отопление (E ot) и вентиляцию (E vent);
• t n — температура наружного воздуха в С о.

Остальные характеристики переменных прежние.

В ЧРСВО количество рециркуляционного воздуха определяется по формуле:

Переменная выражает количество смешанного воздуха, нагретого до температуры .

В ПСВО с естественным побуждением есть особенность — количество движущегося воздуха меняется в зависимости от температуры снаружи. Если наружная температура падает, то давление системы возрастает. Это ведет к увеличению поступающего воздуха в дом. Если же температура повышается, то происходит обратный процесс.

Также в СВО, в отличие от систем вентиляции, воздух перемещается с меньшей и меняющейся плотностью по сравнению с плотностью воздуха, окружающего воздуховоды. Из-за этого явления происходят следующие процессы:

1. Поступая из генератора, воздух, проходя воздуховоды, заметно охлаждается во время передвижения
2. При естественном движении количество поступающего в помещении воздуха с течением отопительного сезона меняется.

Вышеперечисленные процессы не учитываются, если в СВО для циркуляции воздуха используются вентиляторы, также она имеют ограниченную длину и высоту. Если же система имеет множество разветвлений, достаточно протяженная, а здание большое и высокое, то необходимо сократить процесс охлаждения воздуха в воздуховодах, уменьшить перераспределение воздуха, поступающего под влиянием естественного циркуляционного давления.

При расчете необходимой мощности протяженных и разветвленных систем воздушного отопления требуется учитывать не только естественный процесс охлаждения воздушной массы во время перемещения по воздуховоду, но и воздействие естественного давления воздушной массы при прохождении по каналу

Чтобы контролировать процесс охлаждения воздуха, выполняют тепловой расчет воздуховодов. Для этого необходимо установить начальную температуру воздуха и уточнить его расход с помощью формул.

Для вычисления теплового потока через стенки воздуховода, длина которого равна l, используют формулу:

В выражении величина q 1 обозначает тепловой поток, проходящий через стенки воздуховода длиной 1 м. Параметр вычисляется по выражению:

В уравнении D 1 — сопротивление теплопередачи от нагретого воздуха со средней температурой t sr через площадь S 1 стенок воздуховода длиной 1 м в помещении при температуре t v .

Уравнение теплового баланса выглядит таким образом:

В формуле:

• E ot — количество воздуха, необходимого для отопления помещения, кг/ч;
• c — удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг о С);
• t nac — температура воздуха в начале воздуховода, о С;
• t r — температура выпускаемого в помещение воздуха, о С.

Уравнение теплового баланса позволяет установить начальную температуру воздуха в воздуховоде по заданной конечной температуре и, наоборот, узнать конечную температуру при заданной начальной, а также определить расход воздуха.

Температуру t nach также можно найти по формуле:

Здесь — часть от Q ohl , поступающая в помещение, в расчетах берется равной нулю. Характеристики остальных переменных были названы выше.

Уточненная формула расхода горячего воздуха будет выглядеть так:

Все буквенные значения в выражении определялись выше. Перейдем к рассмотрению примера расчета воздушного отопления для конкретного дома.

Пример расчета теплопотерь дома

Рассматриваемый дом располагается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку достигает -31 градусов, температура грунта — +5 о С. Желаемая температура в помещении — +22 о С.

Рассматривать будем дом со следующими габаритами:

• ширина — 6.78 м;
• длина — 8.04 м;
• высота — 2.8 м.

Величины будут использоваться для вычисления площади ограждающих элементов.

Для расчетов удобнее всего нарисовать план дома на бумаге, обозначив на нем ширину, длину, высоту здания, расположение окон и дверей, их габариты

Стены здания состоят из:

• газобетона толщиной В=0.21 м, коэффициентом теплопроводности k=2.87;
• пенопласта В=0.05 м, k=1.678;
• облицовочного кирпича В=0.09 м, k=2.26.

При определении k следует использовать сведения из таблиц, а лучше — информацию из технического паспорта, поскольку состав материалов разных производителей может отличаться, следовательно, иметь разные характеристики.

Железобетон имеет наиболее высокую теплопроводимость, минераловатные плиты — наименьшую, поэтому их наиболее эффективно использовать в строительстве теплых домов

Пол дома состоит из следующий слоев:

• песка, В=0.10 м, k=0.58;
• щебня, В=0.10 м, k=0.13;
• бетона, В=0.20 м, k=1.1;
• утеплителя эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
• армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.

В приведенном плане дома пол имеет одинаковое строение по всей площади, подвальное помещение отсутствует.

Потолок состоит из:

• минеральной ваты, В=0.10 м, k=0.05;
• гипсокартона, B=0.025 м, k= 0.21;
• сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.

У потолочного перекрытия выходов на чердак нет.

В доме окон всего 8, все они двухкамерные с К-стеклом, аргоном, показатель D=0.6. Шесть окон имеют габариты 1.2х1.5 м, одно — 1.2х2 м, одно — 0.3х0.5 м. Двери имеют габариты 1х2.2 м, показатель D по паспорту равен 0.36.

Вычисление тепловых потерь стен

Расчет тепловых потерь будем производить для каждой стены в отдельности.

Для начала найдем площадь северной стены.

На стене отсутствуют дверные проемы и оконные отверстия, поэтому в расчетах будем использовать это значение S.

Для вычисления тепловых затрат ОК, ориентированных на одну из сторон света, необходимо учитывать уточняющие коэффициенты

Исходя из состава стены, найдем ее общее теплосопротивление, равное:

Для нахождения D воспользуемся формулой:

Тогда, подставив исходные значения, получим:

Для подсчетов используем формулу

Учитывая, что коэффициент l для северной стены равен 1.1, получим

В южной стене располагается одно окно площадью

Поэтому в расчетах из S южной стены необходимо вычесть S окна, чтобы получить максимально точные результаты.

Параметр l для южного направления равен 1. Тогда

Для восточной, западной стены уточняющий коэффициент l=1.05, поэтому достаточно вычислить площадь поверхности ОК без учета S окон и двери.

В конечном итоге, общая Q стен равна сумме Q всех стен, то есть:

Итого, тепло уходит через стены в количестве 526 Вт.

Теплопотери через окна и двери

В плане дома видно, что двери и 7 окон выходят на восток и запад, следовательно, параметр l=1.05. Общая площадь 7 окон, учитывая вышеизложенные вычисления, равна.