Toplotna moč ogrevanja. Toplotna moč električnega toka in njena praktična uporaba

kje - naselje toplotne izgube zgradbe, kW;

- koeficient obračunavanja dodatnega toplotnega toka vgrajenih grelne naprave zaradi zaokroževanja, ki presega izračunano vrednost, vzeto po tabeli. eno.

Tabela 1

- koeficient za obračunavanje dodatnih toplotnih izgub zaradi ogrevalnih naprav, ki se nahajajo pri zunanjih ograjah, če ni toplotnih ščitov, vzet v skladu s tabelo. 2.

tabela 2

- toplotne izgube, kW, cevovodi, ki potekajo v neogrevanih prostorih;

- toplotni pretok, kW, redno oskrbovan iz razsvetljave, opreme in ljudi, ki jih je treba upoštevati kot celoto za ogrevalni sistem stavbe. Za požnjene hiše je treba upoštevati s hitrostjo 0,01 kW na 1 m "skupne površine.

Pri izračunu toplotne moči ogrevalnih sistemov za industrijske zgradbe je treba dodatno upoštevati porabo toplote za ogrevanje materialov, opreme in vozil.

2. Ocenjena toplotna izguba , kW, je treba izračunati po formuli:

(2)

kje: - toplotni tok, kW, skozi ogradne konstrukcije;

- toplotne izgube, kW, za ogrevanje prezračevalnega zraka.

Količine in izračunano za vsak ogrevan prostor.

3. Toplotni tok , kW, se izračuna za vsak element ovoja stavbe po formuli:

(3)

kjer je A predvidena površina ovoja stavbe, m 2;

R je upor toplote ovoja stavbe. m 2 °C / W, ki ga je treba določiti v skladu s SNiP II-3-79 ** (razen za tla na tleh), ob upoštevanju uveljavljenih standardov za minimalno toplotno odpornost ograj. Za tla na tleh in stene, ki se nahajajo pod nivojem tal, je treba odpornost proti prenosu toplote določiti v conah širine 2 m vzporedno z zunanjimi stenami po formuli:

(4)

kje - upor prenosa toplote, m 2 ° C / W, ki je enak 2,1 za cono I, 4,3 za drugo, 8,6 za tretjo cono in 14,2 za preostalo površino tal;

- debelina izolacijske plasti, m, upoštevana pri koeficientu toplotne prevodnosti izolacije <1,2Вт/м 2 °С;

- načrtovana temperatura zraka v zaprtih prostorih, °C, sprejeta v skladu z zahtevami standardov projektiranja zgradb za različne namene, ob upoštevanju njenega povečanja glede na višino prostora;

- izračunana temperatura zunanjega zraka, °C, vzeta po Dodatku 8, ali temperatura zraka sosednjega prostora, če se njena temperatura razlikuje za več kot 3 °C od temperature prostora, za katerega se izračunajo toplotne izgube;

- koeficient, ki je odvisen od položaja zunanje površine ovoja stavbe glede na zunanji zrak in je določen po SNNP P-3-79 **

- dodatne toplotne izgube v deležih glavnih izgub, upoštevane:

a) za zunanje navpične in nagnjene ograje, usmerjene v smeri, iz katerih januarja piha veter s hitrostjo več kot 4,5 m/s s frekvenco najmanj 15% po SNiP 2.01.01-82, v višini 0,05 pri vetru hitrost do 5 m/s in v višini 0,10 pri hitrosti 5 m/s ali več; pri tipični zasnovi je treba upoštevati dodatne izgube v višini 0,05 za vse prostore;

b) za zunanje navpične in poševne ograje večnadstropnih stavb v višini 0,20 za prvo in drugo nadstropje; 0,15 - za tretjino; 0,10 - za četrto nadstropje stavbe s 16 ali več nadstropji; za 10-15-nadstropne stavbe je treba upoštevati dodatne izgube v višini 0,10 za prvo in drugo nadstropje ter 0,05 za tretje nadstropje.

4. Izguba toplote , kW, se izračunajo za vsak ogrevan prostor z enim ali več okni ali balkonskimi vrati v zunanjih stenah, glede na potrebo po zagotavljanju ogrevanja zunanjega zraka z grelniki v količini enkratne izmenjave zraka na uro po formuli:

kje - tlorisna površina sobe, m 2;

- višina prostora od tal do stropa, m, vendar ne več kot 3,5.

Prostore, iz katerih je organizirano odvodno prezračevanje s prostornino izpušnih plinov, ki presega enkratno izmenjavo zraka na uro, je treba praviloma načrtovati z dovodnim prezračevanjem z ogrevanim zrakom. Če je to upravičeno, je dovoljeno zagotoviti ogrevanje zunanjega zraka z grelnimi napravami v ločenih prostorih s prostornino prezračevalnega zraka, ki ne presega dveh izmenjav na uro.

V prostorih, za katere standardi za načrtovanje stavb določajo količino izpušnih plinov, manjšo od ene izmenjave zraka na uro, vrednost je treba izračunati kot porabo toplote za ogrevanje zraka v prostornini normalizirane izmenjave zraka iz temperature do temperature °C.

Izguba toplote kW, za ogrevanje zunanjega zraka, ki vstopa v vhodne avle (dvorane) in stopnišča skozi zunanja vrata, ki se odpirajo v hladni sezoni brez zračno-termalnih zaves, je treba izračunati po formuli:

kje

- višina stavbe, m:

P je število ljudi v stavbi;

B - koeficient, ki upošteva število vhodnih vestibulov. Z enim predprostorom (dvovratna) v - 1,0; z dvema predprostoroma (tri vrata) v = 0,6.

Izračun toplote za ogrevanje zunanjega zraka, ki prodira skozi vrata ogrevanih brezdimnih stopnišč s talnimi izhodi v ložo, je treba izvesti po formuli (6) pri

, pri čemer za vsako nadstropje vrednost

, različna razdalja, m od sredine vrat izračunanega poda do stropa stopnišča.

Pri izračunu toplotnih izgub v preddverjih, stopniščih in delavnicah z zračno-termalnimi zavesami: prostorov, opremljenih s prisilnim prezračevanjem z neprekinjenim delovanjem nadtlaka zraka med delovnim časom, ter pri izračunu toplotnih izgub skozi poletna in zasilna zunanja vrata in vhodna vrata se vrednost ne bi smeli upoštevati.

Izguba toplote , kW, za ogrevanje zraka, ki vstopa skozi zunanja vrata, ki niso opremljena z zračno-termalnimi zavesami, je treba izračunati ob upoštevanju hitrosti vetra, vzete v skladu z obveznim Dodatkom 8, in časa odpiranja vrat.

Izračun izgube ogrevanja: ogrevanja zraka, ki infiltrira skozi puščanje ogradnih konstrukcij, ni potrebno.

5. Izguba toplote , kW, cevovodi, ki potekajo v neogrevanih prostorih, je treba določiti po formuli:

(7)

kje: - dolžine odsekov toplotno izoliranih cevovodov različnih premerov, položenih v neogrevanih prostorih;

- normalizirana linearna gostota toplotnega toka toplotno izoliranega cevovoda, vzeta v skladu s klavzulo 3.23. Hkrati je debelina toplotnoizolacijskega sloja , m cevovodov naj. izračunano po formulah:

(8)

kje - zunanja dimenzija cevovoda, m;

- toplotna prevodnost toplotnoizolacijskega sloja, W/(m °C);

- povprečna temperaturna razlika med hladilno tekočino in zunanjim zrakom za kurilno sezono.

6. Vrednost predvidene letne porabe toplote ogrevalnega sistema stavbe

, GJ. je treba izračunati po formuli:

kje - število stopinjskih dni ogrevalnega obdobja, vzeto v skladu z Dodatkom 8;

ampak - koeficient enak 0,8. kar je treba upoštevati, če je ogrevalni sistem opremljen z napravami za samodejno zmanjševanje toplotne moči med nedelovnim časom;

- koeficient, ki se razlikuje od 0,9, ki ga je treba upoštevati, če je več kot 75 % ogrevalnih naprav opremljenih z avtomatskimi regulatorji temperature;

od - koeficient, ki se razlikuje od 0,95, ki ga je treba upoštevati, če so na naročniškem vhodu ogrevalnega sistema nameščene avtomatske krmilne naprave s sprednjo stranjo.

7. Vrednosti toplotne moči, določene z izračunom in največjo letno porabo toplote

, ki se nanaša na 1 m 2 skupne (za stanovanjske stavbe) ali uporabne (za javne zgradbe) površine, ne sme presegati predpisanih kontrolnih vrednosti, navedenih v obveznem dodatku 25.

8. Poraba hladilne tekočine ,.kg/h. in ogrevalni sistem je treba določiti po formuli:

(11)

kje od - specifična toplotna zmogljivost vode, vzeta enaka 4,2 kJ / (kg 0 С);

- temperaturna razlika. °C, hladilna tekočina na vstopu in izstopu sistema;

- toplotna moč sistema, kW. določena s formulo (1) ob upoštevanju toplotnih emisij gospodinjstev .

9. Ocenjena toplotna moč

, kW, je treba vsak grelec določiti po formuli:

kje

je treba izračunati v skladu z 2-4 tega dodatka;

- toplotne izgube, kW, skozi notranje stene, ki ločujejo prostor, za katerega se izračuna toplotna moč grelnika, od sosednjega prostora, v katerem je med regulacijo možno znižanje obratovalne temperature. vrednost

je treba upoštevati le pri izračunu toplotne moči grelnih naprav, na priključkih, na katere so zasnovani avtomatski regulatorji temperature. Hkrati je treba za vsako sobo izračunati toplotne izgube.

samo skozi eno notranjo steno pri temperaturni razliki med notranjimi prostori 8 0 С;

- toplotni tok. kW, iz neizoliranih ogrevalnih cevovodov, položenih v zaprtih prostorih;

- toplotni pretok, kW, redno doveden v prostor iz električni aparati, razsvetljavo, tehnološko opremo, komunikacije, materiale in druge vire. Pri izračunu toplotne moči ogrevalnih naprav v stanovanjskih, javnih in upravnih stavbah se vrednost

ne bi smeli upoštevati.

Količina sproščanja toplote v gospodinjstvu se upošteva za celotno zgradbo kot celoto pri izračunu toplotne moči ogrevalnega sistema in skupnega pretoka hladilne tekočine.

2.3. POSEBNE TERMIČNE ZNAČILNOSTI

Skupno toplotno izgubo stavbe Q zd običajno pripišemo 1 m 3 njene zunanje prostornine in 1 °C izračunane temperaturne razlike. Nastali indikator q 0, W / (m 3 K), se imenuje specifična toplotna značilnost stavbe:

(2.11)

kjer je V n - prostornina ogrevanega dela stavbe po zunanji meritvi, m 3;

(t in -t n.5) - ocenjena temperaturna razlika za glavne prostore stavbe.

Specifična toplotna značilnost, izračunana po izračunu toplotne izgube, se uporablja za toplotno oceno projektnih in načrtovalskih rešitev stavbe, pri čemer jo primerjamo s povprečnimi vrednostmi za podobne zgradbe. Za stanovanjske in javne stavbe se ocena izvede glede na porabo toplote, ki se nanaša na I m 2 skupne površine.

Vrednost specifične toplotne lastnosti je določena predvsem z velikostjo svetlobnih odprtin glede na celotno površino zunanjih ograj, saj je koeficient toplotne prehodnosti zapolnitve svetlobnih odprtin veliko višji od koeficienta toplotne prehodnosti drugih ograje. Poleg tega je odvisno od volumna in oblike zgradb. Zgradbe majhne prostornine imajo povečano značilnost, pa tudi ozke zgradbe kompleksne konfiguracije s povečanim obodom.

Zmanjšane toplotne izgube in posledično toplotna lastnost so zgradbe, katerih oblika je blizu kocke. Zaradi zmanjšanja površine zunanje površine je še manj toplotne izgube iz sferičnih struktur enakega volumna.

Specifična toplotna lastnost je odvisna tudi od gradbenega območja stavbe zaradi sprememb toplotno zaščitnih lastnosti ograje. V severnih regijah je z relativnim zmanjšanjem koeficienta prenosa toplote ograj ta številka nižja kot v južnih.

Vrednosti specifičnih toplotnih lastnosti so navedene v referenčni literaturi.

Z njegovo uporabo določite toplotne izgube stavbe glede na agregirane kazalnike:

kjer je β t korekcijski faktor, ki upošteva spremembo specifičnih toplotnih lastnosti, ko dejanska izračunana temperaturna razlika odstopa od 48 °:

(2.13)

Takšni izračuni toplotnih izgub omogočajo ugotavljanje približne potrebe po toplotni energiji pri dolgoročnem načrtovanju toplotnih omrežij in postaj.

3.1 KLASIFIKACIJA OGREVALNIH SISTEMOV

Ogrevalne inštalacije se načrtujejo in vgrajujejo med gradnjo objekta, ki povezujejo svoje elemente z gradbenimi konstrukcijami in razporeditvijo prostorov. Zato se ogrevanje šteje za vejo gradbene opreme. Nato ogrevalne inštalacije delujejo skozi celotno življenjsko dobo konstrukcije in so ena od vrst inženirske opreme stavb. Za ogrevalne inštalacije veljajo naslednje zahteve:

1 - sanitarni in higienski: vzdrževanje enotne temperature prostorov; omejevanje površinske temperature grelnih naprav, možnost njihovega čiščenja.

2 - ekonomičnost: nizke kapitalske naložbe in obratovalni stroški ter nizka poraba kovin.

3 - arhitekturno in gradbeno: skladnost z razporeditvijo prostorov, kompaktnost, usklajenost z gradbenimi konstrukcijami, usklajevanje s časom gradnje stavb.

4 - proizvodnja in montaža: mehanizacija izdelave delov in sklopov, minimalno število elementov, zmanjšanje stroškov dela in povečanje produktivnosti med montažo.

5 - delovanje: zanesljivost in vzdržljivost, preprostost in priročnost upravljanja in popravila, brezhrupnost in varnost delovanja.

Vsako od teh zahtev je treba upoštevati pri izbiri ogrevalne instalacije. Vendar se sanitarne in higienske in operativne zahteve štejejo za osnovne. Inštalacija mora biti sposobna prenesti v prostor količino toplote, ki se spreminja glede na toplotne izgube.

Ogrevalni sistem - sklop konstrukcijskih elementov, namenjenih sprejemanju, prenosu in prenosu potrebne količine toplotne energije v vse ogrevane prostore.

Ogrevalni sistem je sestavljen iz naslednjih glavnih strukturnih elementov (slika 3.1).

riž. 3.1. Shematski diagram ogrevalnega sistema

1- toplotni izmenjevalec; 2 in 4 - dovodne in povratne toplotne cevi; 3- grelec.

toplotni izmenjevalnik 1 za pridobivanje toplotne energije z zgorevanjem goriva ali iz drugega vira; grelne naprave 3 za prenos toplote v prostor; toplotne cevi 2 in 4 - mreža cevi ali kanalov za prenos toplote od toplotnega izmenjevalnika do grelnikov. Prenos toplote se izvaja s toplotnim nosilcem - tekočim (voda) ali plinastim (para, zrak, plin).

1. Glede na vrsto sistema se delijo na:

Voda;

Steam;

Zrak ali plin;

Električni.

2. Glede na lokacijo vira toplote in ogrevanega prostora:

lokalno;

osrednji;

Centralizirano.

3. Glede na način obtoka:

IZ naravno cirkulacijo;

Z mehansko cirkulacijo.

4. Voda glede na parametre hladilne tekočine:

Nizka temperatura TI ≤ 105°C;

Visoka temperatura Tl>l05 0 C .

5. Voda in para v smeri gibanja hladilne tekočine v omrežju:

slepe ulice;

S prehodnim prometom.

6. Voda in para po shemi povezave ogrevalnih naprav s cevmi:

enocevni;

Dvocevni.

7. Voda na mestu polaganja dovodnih in povratnih vodov:

Z zgornjim ožičenjem;

S spodnjim ožičenjem;

Obrnjena cirkulacija.

8. Parna s pritiskom pare:

Vakuumska para R a<0.1 МПа;

Nizek tlak Pa =0,1 - 0,47 MPa;

Visok tlak Pa > 0,47 MPa.

3.2. TOPLOTNI NOSILCI

Toplotni nosilec za ogrevalni sistem je lahko kateri koli medij, ki ima dobro sposobnost kopičenja toplotne energije in spreminjanja toplotnih lastnosti, je mobilen, poceni, ne poslabša sanitarnih razmer v prostoru in vam omogoča nadzor nad sproščanjem toplote, vključno samodejno. Poleg tega mora hladilna tekočina prispevati k izpolnjevanju zahtev za ogrevalne sisteme.

V ogrevalnih sistemih se najbolj uporabljajo voda, vodna para in zrak, saj ti toplotni nosilci v največji meri izpolnjujejo navedene zahteve. Razmislite o osnovnih fizikalnih lastnostih vsakega od hladilnih sredstev, ki vplivajo na zasnovo in delovanje ogrevalnega sistema.

Lastnosti voda: visoka toplotna zmogljivost, visoka gostota, nestisljivost, raztezanje pri segrevanju z upadajočo gostoto, povečanje vrelišča z naraščajočim tlakom, razvijanje absorbiranih plinov z naraščajočo temperaturo in padanjem tlaka.

Lastnosti par: nizka gostota, velika mobilnost, visoka entalpija zaradi latentne toplote fazne transformacije (tabela 3.1), povečanje temperature in gostote z naraščajočim tlakom.

Lastnosti zrak: nizka toplotna zmogljivost in gostota, visoka mobilnost, zmanjšanje gostote pri segrevanju.

Kratek opis parametrov toplotnih nosilcev za ogrevalni sistem je podan v tabeli. 3.1.

Tabela 3.1. Parametri glavne hladilne tekočine.

*Latentna toplota fazne transformacije.

4.1. GLAVNE VRSTE, ZNAČILNOSTI IN UPORABA OGREVALNIH SISTEMOV

Ogrevanje vode je zaradi številnih prednosti pred drugimi sistemi trenutno najbolj razširjeno. Če želite razumeti napravo in načelo delovanja sistema za ogrevanje vode, upoštevajte sistemski diagram, prikazan na sl. 4.1.

Slika 4.1 Shema dvocevnega sistema za ogrevanje vode z zgornjo napeljavo in naravno cirkulacijo.

Voda, segreta v generatorju toplote K na temperaturo T1, vstopi v toplovod - glavni dvižni vod I v dovodne glavne toplotne cevovode 2. Preko dovodnih glavnih toplotnih cevovodov vstopa topla voda v dovodne dvižne cevi 9. Nato skozi dovodne vodove 13 vstopa topla voda v ogrevalne naprave 10, skozi stene, katere toplota se prenaša na zrak v prostoru. Iz grelnikov se ohlajena voda s temperaturo T2 skozi povratne cevi 14, povratne dvižne cevi II in povratne glavne toplotne cevi 15 vrača v generator toplote K, kjer se ponovno segreje na temperaturo T1 in nato poteka kroženje v zaprtem obroču.

Sistem ogrevanja vode je hidravlično zaprt in ima določeno zmogljivost grelnih naprav, toplotnih cevi, armatur, t.j. konstantno količino vode, ki jo napolni. S povečanjem temperature vode se razširi in v zaprtem ogrevalnem sistemu, napolnjenem z vodo, lahko notranji hidravlični tlak preseže mehansko trdnost njegovih elementov. Da se to ne bi zgodilo, ima sistem za ogrevanje vode ekspanzijski rezervoar 4, ki je zasnovan tako, da sprejme povečanje volumna vode, ko se segreje, kot tudi za odstranjevanje zraka skozi njo v ozračje, tako pri polnjenju sistema z vodo. in med njegovim delovanjem. Za regulacijo prenosa toplote grelnih naprav so na priključkih do njih nameščeni regulacijski ventili 12.

Pred zagonom se vsak sistem napolni z vodo iz vodovoda 17 preko povratnega voda do signalne cevi 3 v ekspanzijsko posodo 4. Ko se nivo vode v sistemu dvigne na nivo prelivne cevi in ​​voda priteče v umivalnik, ki se nahaja v kotlovnici, se ventil na signalni cevi zapre in polnjenje sistema z vodo se ustavi.

V primeru nezadostnega ogrevanja naprav zaradi zamašitve cevovodov ali armatur, pa tudi v primeru puščanja, je mogoče vodo iz posameznih dvižnih vodov odvajati brez praznjenja in zaustavitve delovanja drugih delov sistema. Če želite to narediti, zaprite ventile ali pipe 7 na dvižnih vodah. Iz T-ja 8, nameščenega na dnu dvižnega voda, se odvije čep, na priključek dvižnega voda pa je priključena gibljiva cev, skozi katero voda iz toplotnih cevi in ​​naprav teče v kanalizacijo. Da bi voda hitreje odtekla in steklo v celoti, se z zgornjega T-ja 8 odvije zamašek. Predstavljeno na sl. 4.1-4.3 ogrevalni sistemi se imenujejo sistemi z naravno cirkulacijo. V njih se gibanje vode izvaja pod vplivom razlike v gostotah ohlajene vode po grelnih napravah in vroča voda vstop v ogrevalni sistem.

Vertikalni dvocevni sistemi z zgornjim ožičenjem se uporabljajo predvsem za naravno kroženje vode v ogrevalnih sistemih stavb do vključno 3 nadstropja. Ti sistemi imajo v primerjavi s sistemi z nižjo razporeditvijo dovodnega voda (slika 4.2) višji naravni cirkulacijski tlak, lažje je odstraniti zrak iz sistema (skozi ekspanzijsko posodo).

riž. 7.14. Shema dvocevnega sistema za ogrevanje vode s spodnjim ožičenjem in naravno cirkulacijo

K-kotel; 1-glavni dvižni vod; 2, 3, 5-priključne, prelivne, signalne cevi ekspanzijske posode; 4 - ekspanzijski rezervoar; 6-zračni vod; 7 - zbiralnik zraka; 8 - napajalni vodi; 9 - regulacijski ventili za ogrevalne naprave; 10-grelne naprave; 11-obrnjene črtalo za oči; 12-povratni dvižni vodi (ohlajena voda); 13-dovodni dvižni vod (topla voda); 14-tee z odtočnim čepom; 15- pipe ali ventili na dvižnih vodah; 16, 17 - dovodni in povratni glavni toplotni cevovodi; 18-zaporni ventili ali zaporni ventili na glavnih toplovodih za regulacijo in izklop posameznih vej; 19 - zračne pipe.

Slika 4.3 Shema enocevnega sistema za ogrevanje vode z zgornjo napeljavo in naravno cirkulacijo

Dvocevni sistem z nižjo lokacijo tako omrežne kot naravne cirkulacije (slika 4.3) ima prednost pred sistemom z zgornjo napeljavo: namestitev in zagon sistemov se lahko izvajata nadstropje za etažo, ko je stavba postavljena. : bolj priročno je upravljati sistem, ker ventili in pipe na dovodnih in povratnih dvižnih vodah so nameščeni spodaj in na enem mestu. Dvocevni navpični sistemi s spodnjim ožičenjem se uporabljajo v nižjih stavbah z dvojno nastavljivimi pipami za ogrevalne naprave, kar je razloženo z visoko hidravlično in toplotno stabilnostjo v primerjavi s sistemi z zgornjim ožičenjem.

Odstranjevanje zraka iz teh sistemov se izvaja z zračnimi ventili 19 (slika 4.3).

Glavna prednost dvocevnih sistemov, ne glede na način kroženja toplotnega nosilca, je dovod vode z najvišjo temperaturo TI do vsakega radiatorja, kar zagotavlja največjo temperaturno razliko TI-T2 in posledično minimalno površino. območje naprav. Vendar pa je v dvocevnem sistemu, zlasti z zgornjim ožičenjem, precejšnja poraba cevi in ​​namestitev je zapletena.

V primerjavi z dvocevnimi ogrevalnimi sistemi imajo vertikalni enocevni sistemi z zapiralnimi odseki (slika 4.3, leva stran) številne prednosti: manj začetni strošek, lažja montaža in krajše toplotne cevi, lepši izgled. Če so naprave, ki se nahajajo v istem prostoru, priključene v skladu s pretočnim krogom na dvižni vod na obeh straneh, potem je ena od njih (desni dvižni vod na sliki 4.3) opremljena z nastavitvenim ventilom. Takšni sistemi se uporabljajo v nizkih industrijskih zgradbah.

Na sl. 4.5 prikazuje diagram enocevnih horizontalnih ogrevalnih sistemov. Topla voda v takšnih sistemih vstopi v ogrevalne naprave istega nadstropja iz toplotne cevi, ki je položena vodoravno. Prilagoditev in vključitev posameznih naprav v vodoravne sisteme z vlečnimi odseki (slika 4.5 b) je dosežena tako enostavno kot vertikalni sistemi. Pri horizontalnih pretočnih sistemih (sl. 4.5 a, c) je nastavitev lahko samo nadstropje, kar je njihova pomembna pomanjkljivost.

riž. 4.5. Shema enocevnih horizontalnih sistemov za ogrevanje vode

a, c - tekoči; b- z zadnjimi odseki.

riž. 4.6 Sistemi za ogrevanje vode z umetno cirkulacijo

1 - ekspanzijski rezervoar; 2 - zračno omrežje; 3 - obtočna črpalka; 4 - toplotni izmenjevalnik

Glavne prednosti enocevnih horizontalnih sistemov so manjša poraba cevi kot pri vertikalnih sistemih, možnost vklopa sistema po etažah in standardnost vozlišč. Poleg tega horizontalni sistemi ne zahtevajo izvrtanja lukenj v stropu, njihova namestitev pa je veliko lažja v primerjavi z navpičnimi sistemi. Zelo pogosto se uporabljajo v industrijskih in javnih zgradbah.

Splošne prednosti sistemov z naravnim kroženjem vode, ki v nekaterih primerih vnaprej določajo njihovo izbiro, so relativna preprostost naprave in delovanja; pomanjkanje črpalke in potreba po električnem pogonu, brezšumno delovanje; primerljiva vzdržljivost ob pravilnem delovanju (do 30-40 let) in zagotavljanju enotne temperature zraka v prostoru v času ogrevanja. Vendar pa je v sistemih za ogrevanje vode z naravno cirkulacijo naravni tlak zelo visok. Zato so z veliko dolžino obtočnih obročev (> 30 m) in posledično s precejšnjo odpornostjo proti gibanju vode v njih premeri cevovodov po izračunu zelo veliki in ogrevalni sistem se imenuje ekonomsko nedonosna tako z vidika začetnih stroškov kot med obratovanjem.

V zvezi z navedenim je obseg sistemov z naravno cirkulacijo omejen na izolirane civilne zgradbe, kjer sta hrup in vibracije nesprejemljivi, ogrevanje stanovanj, zgornja (tehnična) nadstropja visokih stavb.

Ogrevalni sistemi z umetno cirkulacijo (sl. 4.6-4.8) se bistveno razlikujejo od sistemov za ogrevanje vode z naravno cirkulacijo po tem, da v njih poleg naravnega tlaka, ki je posledica hlajenja vode v napravah in ceveh, ustvari veliko večji pritisk zaradi obtočna črpalka, ki je nameščena na povratnem glavnem cevovodu v bližini kotla, ekspanzijski rezervoar pa je priključen ne na dovod, ampak na povratno toplotno cev v bližini sesalne cevi črpalke. S to povezavo ekspanzijski rezervoar zraka iz sistema skozenj ni mogoče odzračevati, zato se zračni vodi, zračni zbiralniki in zračni ventili uporabljajo za odvajanje zraka iz omrežja toplotnih cevi in ​​grelnih naprav.

Razmislite o shemah vertikalnih dvocevnih ogrevalnih sistemov z umetno cirkulacijo (slika 4.6). Na levi je sistem z zgornjo napajalno linijo, na desni pa sistem s spodnjim položajem obeh linij. Oba ogrevalna sistema spadata v tako imenovane slepe sisteme, pri katerih je pogosto velika razlika v izgubi tlaka v posameznih obtočnih obročkih, ker. njihove dolžine so različne: dlje kot je naprava nameščena od kotla, večja je dolžina obroča te naprave. Zato je pri sistemih z umetno cirkulacijo, zlasti z veliko dolžino toplotnih cevovodov, priporočljivo uporabiti povezano gibanje vode v dovodnem in hlajenem omrežju po shemi, ki jo je predlagal prof. V. M. Chaplin. Po tej shemi (slika 4.7) je dolžina vseh obtočnih obročev skoraj enaka, zaradi česar je v njih enostavno doseči enako izgubo tlaka in enakomerno segrevanje vseh naprav. SNiP priporoča, da se takšni sistemi vgradijo z več kot 6 dvižnimi dvižnimi cevmi v odcepu.Pomanjkljivost tega sistema v primerjavi s slepim je nekoliko daljša skupna dolžina toplotnih cevi in ​​posledično 3-5% višja začetni stroški sistema.

Slika 4.7. Shema dvocevnega sistema za ogrevanje vode z zgornjo napeljavo in s tem povezanim gibanjem vode v dovodnih in povratnih vodah ter umetno cirkulacijo

1 - toplotni izmenjevalec; 2, 3, 4, 5 - kroženje, povezovanje, signal , ekspanzijska posoda za prelivno cev; 6 - ekspanzijski rezervoar; 7- dovodni glavni toplovod; 8 - zbiralnik zraka; 9 - grelec; 10 - dvojni nastavitveni ventil; 11 - povratna toplotna cev; 12 - črpalka.

V zadnjih letih so se široko uporabljali enocevni ogrevalni sistemi s spodnjim polaganjem vodov tople in ohlajene vode (slika 4.8) z umetnim kroženjem vode.

Dvižne cevi sistemov po shemah b so razdeljene na dvižne in spustne. Dvižni sistemi po shemah ampak,v in G sestavljeni iz dvižnega in spuščanja odsekov, vzdolž zgornjega dela, običajno pod tlemi zgornjega nadstropja, so povezani z vodoravnim delom. Dvigala so položena na razdalji 150 mm od roba okenske odprtine. Dolžina priključkov na grelne naprave je standardna - 350 mm; grelniki so premaknjeni od osi okna proti dvižni vodi.

Slika 4.8. Sorte ( c, b, c, e) enocevni sistemi za ogrevanje vode s spodnjim ožičenjem

Za regulacijo prenosa toplote ogrevalnih naprav so nameščeni tripotni ventili tipa KRTP, v primeru pomaknjenih zapiralnih odsekov pa so nameščeni zaporni ventili zmanjšanega hidravličnega upora tipa KRPSH.

Enocevni sistem s spodnjim ožičenjem je primeren za zgradbe z nepodstrešnim nadstropjem, ima povečano hidravlično in toplotno stabilnost. Prednosti enocevnih ogrevalnih sistemov so manjši premer cevi, zaradi večjega tlaka, ki ga ustvarja črpalka; večji domet; več enostavna namestitev, in večja možnost poenotenja detajlov toplotnih cevovodov, sklopov instrumentov.

Slabosti sistemov vključujejo prekoračitev ogrevalnih naprav v primerjavi z dvocevnimi ogrevalnimi sistemi.

Obseg enocevnih ogrevalnih sistemov je raznolik: stanovanjske in javne zgradbe z več kot tremi nadstropji, proizvodna podjetja itd.

4.2. IZBIRA OGREVALNEGA SISTEMA

Ogrevalni sistem se izbere glede na namen in način delovanja stavbe. Upoštevajte zahteve za sistem. Upoštevajo se kategorije požarne in eksplozijske nevarnosti prostorov.

Glavni dejavnik, ki določa izbiro ogrevalnega sistema, je toplotni režim glavnih prostorov stavbe.

Glede na ekonomske, nabavne in montažne ter nekatere operativne prednosti SNiP 2.04.05-86, str.3.13 priporoča načrtovanje enocevnih sistemov za ogrevanje vode praviloma iz enotnih komponent in delov; kadar je to upravičeno, je dovoljena uporaba dvocevnih sistemov.

Toplotni režim prostorov nekaterih objektov je treba vzdrževati nespremenjen skozi celotno kurilno sezono, medtem ko je pri drugih objektih mogoče spreminjati za zmanjšanje stroškov dela dnevno in tedensko, med počitnicami, prilagoditvami, popravili in drugimi deli.

Civilne, industrijske in kmetijske zgradbe s stalnim toplotnim režimom lahko razdelimo v 4 skupine:

1) zgradbe bolnišnic, porodnišnic in podobnih zdravstvenih in preventivnih ustanov za 24-urno uporabo (razen psihiatričnih bolnišnic), katerih prostori so podvrženi povečanim sanitarnim in higienskim zahtevam;

2) zgradbe otroških ustanov, stanovanjske zgradbe, hostli, hoteli, počitniške hiše, sanatoriji, penzioni, poliklinike, ambulante, lekarne, psihiatrične bolnišnice, muzeji, razstave, knjižnice, kopališča, knjižnice;

3) zgradbe bazenov, železniških postaj, letališč;

4) industrijske in kmetijske zgradbe z neprekinjenim tehnološkim procesom.

Na primer, v stavbah druge skupine, ogrevanje vode z radiatorji in konvektorji (razen za bolnišnice in kopeli). Mejna temperatura vodnega hladilne tekočine se vzame v dvocevnih sistemih enaka 95 ° C, v enocevnih sistemih stavb (razen kopališč, bolnišnic in otroških ustanov) -105 ° C (za konvektorje z ohišjem do 130 °C). ° C). Za ogrevanje stopnišč je možno dvigniti projektno temperaturo do 150°C. V stavbah z dovodnim prezračevanjem, ki deluje 24 ur na dan, predvsem v stavbah muzejev, umetniških galerij, knjižnic, arhivov (razen bolnišnic in otroških ustanov), je urejeno centralno zračno ogrevanje.

Ogrevalne sisteme je treba najprej načrtovati s cirkulacijo črpalke, spodnjim ožičenjem, slepimi ulicami z odprtim polaganjem dvižnih voda.

Preostale sisteme sprejmemo glede na lokalne razmere: arhitekturno-planska rešitev, zahtevani toplotni režim, vrsta in parametri hladilne tekočine v zunanjem ogrevalnem omrežju itd.

Razlog za segrevanje prevodnika je v tem, da se energija elektronov, ki se gibljejo v njem (z drugimi besedami, energija toka) med zaporednim trkom delcev pretvori v toplo vrsto energije ali Q. ionov molekularnega elementa, tako nastane koncept "toplotne moči".

Delo toka se meri z uporabo mednarodnega sistema enot SI, pri čemer se zanj uporabijo jouli (J), opredeljeni kot "vat" (W). V praksi odstopajo od sistema, lahko uporabljajo tudi izvensistemske enote, ki merijo delo toka. Med njimi so vatna ura (W × h), kilovatna ura (skrajšano kW × h). Na primer, 1 Wh označuje delo toka s specifično močjo 1 W in časovnim trajanjem eno uro.

Če se elektroni premikajo vzdolž fiksnega kovinskega prevodnika, se v tem primeru vse koristno delo ustvarjenega toka porazdeli na ogrevanje kovinska konstrukcija, in na podlagi določil zakona o ohranjanju energije to lahko opišemo s formulo Q=A=IUt=I 2 Rt=(U 2 /R)*t. Takšna razmerja natančno izražajo dobro znani Joule-Lenzov zakon. Zgodovinsko gledano jo je prvi empirično določil znanstvenik D. Joule sredi 19. stoletja, hkrati pa neodvisno od njega še en znanstvenik - E. Lenz. Toplotna moč je našla praktično uporabo v tehničnem oblikovanju od leta 1873, ko je ruski inženir A. Ladygin izumil navadne žarnice z žarilno nitko.

Toplotna moč tok se uporablja v številnih električnih napravah in industrijskih instalacijah, in sicer pri toplotnem ogrevanju električni štedilniki, oprema za električno varjenje in inventar, gospodinjski aparati z učinkom električnega ogrevanja so zelo pogosti - kotli, spajkalniki, kotlički, likalniki.

Toplotni učinek se znajde tudi v živilski industriji. Z visokim deležem uporabe je izkoriščena možnost elektrokontaktnega ogrevanja, kar zagotavlja toplotno moč. To je posledica dejstva, da tok in njegova toplotna moč, ki vplivata na živilo, ki ima določeno stopnjo odpornosti, povzroči enakomerno segrevanje v njem. Navedemo lahko primer proizvodnje klobas: skozi poseben razpršilnik mleto meso vstopi v kovinske kalupe, katerih stene hkrati služijo kot elektrode. Pri tem je zagotovljena stalna enakomernost segrevanja po celotni površini in prostornini izdelka, vzdržuje se nastavljena temperatura, ohranja se optimalna biološka vrednost živila, skupaj s temi dejavniki ostajata trajanje tehnološkega dela in poraba energije. najmanjši.

Specifični toplotni tok (ω), z drugimi besedami - tisto, kar se sprosti na enoto prostornine za določeno enoto časa, se izračuna na naslednji način. Elementarna cilindrična prostornina prevodnika (dV), s prečnim prerezom vodnika dS, dolžino dl, vzporednostjo in uporom so enačbe R=p(dl/dS), dV=dSdl.

Po definicijah Joule-Lenzovega zakona je za dodeljeni čas (dt) v prostornini, ki jo vzamemo, raven toplote enaka dQ=I 2 Rdt=p(dl/dS)(jdS) 2 dt=pj 2 dVdt bo izdan. V tem primeru je ω=(dQ)/(dVdt)=pj 2 in z uporabo Ohmovega zakona za določitev gostote toka j=γE in razmerja p=1/γ takoj dobimo izraz ω=jE= γE 2 V diferencialni obliki daje koncept Joule-Lenzovega zakona.

Načelo delovanja generatorja toplote

Toplotna moč generatorja toplote- to je količina toplote, ki nastane med zgorevanjem goriva, ki se dovaja v peč (gorilnik) na enoto časa. Za značilni kazalnik toplotne moči grelne enote na trda goriva se šteje vrednost KW za 1 uro delovanja. Po eni strani je to priročno, po drugi strani pa ni povsem pravilno. Preprosto, tudi proizvajalec sam ne more nedvoumno in natančno povedati, kakšno toplotno moč ima grelna enota, ve le iz lastnih izračunov (teoretičnih ali praktičnih). Najpomembneje pa je, da se indikator toplotne moči enote v delovnih pogojih razlikuje od vrednosti potnega lista. Glavne pogoje delovanja je mogoče identificirati z vrednostmi ​​kalorične vrednosti goriva, količine vgrajenega goriva v zgorevalni komori in vlečnih lastnosti enote (tako v delu kot v prostem teku).

Izračun toplotne moči

Za izračun potrebne toplotne moči morate vzeti naslednjo formulo: P=V ∆T K

• kje R- to je vrednost zunajsistemske merske enote količine dela in energije (kcal/uro);
• V- predvidena prostornina ogrevanega prostora, ki se izračuna tako, da se dolžina pomnoži s širino in višino prostora, izmerjena v transkripciji kot m 3;
• ∆T- to je temperaturna razlika med želeno (doseženo) temperaturo ogrevanega prostora in zunanjo klimatsko temperaturo (°C);
• TO- koeficient odvajanja toplote, to je pogojna vrednost toplotne izgube (odvajanje), ki označuje ogrevan prostor z vrednostmi:
  • K=0,1-0,5 Izolirana soba s hidro- in parno zaporo izolacijskimi materiali. Takšni prostori vključujejo parne sobe (kopeli, savne), prostore za termično proizvodnjo, komore in skladišča. Zelo dobra toplotna izolacija.
  • K=0,6-0,9 Izboljšana gradnja, dvojno izolirane opečne stene, nekaj dvoslojnih oken, debela podlaga, visokokakovostna izolacijska streha. Dobra toplotna izolacija.
  • K=1,0-1,9 Standardna izvedba, dvojna zidanje, majhno število oken, streha s standardno streho. Povprečna toplotna izolacija.
  • K=2,0-2,9 Poenostavljena gradbena konstrukcija, enojna opeka, poenostavljena okenska in strešna konstrukcija. Malo toplotne izolacije.
  • K=3,0-4,0 Poenostavljeno lesena konstrukcija ali konstrukcija iz valovite pločevine. Brez toplotne izolacije.

Na koncu izračunov boste prejeli vrednost v kcal/uro. Če želite to vrednost pretvoriti v kW, samo delite to vrednost z 860 in dobite zahtevano moč v kW.

Izračun toplotne moči kotla

Pri zagotavljanju toplotne toplotne energije vezja priprava tople vode Upoštevati je treba vse dejavnike, ki vplivajo na običajen način oskrbe porabnikov s toplo vodo, da bi dosegli najbolj zanesljiv, učinkovit in ekonomična možnost. To je lahko način porabe vode, oblikovne značilnosti bojler in kotlovnica, potrebne količine tople vode itd. Na primer, v zasebni stanovanjski gradnji se zaradi majhnih količin porabe tople vode pogosto uporablja spremenljiv način delovanja kotlovnice med ogrevanjem prostorov in pripravo tople vode. To vam omogoča znatno zmanjšanje moči kotlov in posledično stroškov opreme in nadaljnjega delovanja ogrevalnega sistema.

Če so v ogrevalnem sistemu dodatni krogi, se njihova poraba toplote upošteva z doplačilom na toplotno zmogljivost v višini največje vrednosti porabe toplote posameznega kroga. Toplotna moč za pripravo tople vode v stavbah z veliko porabo tople vode (kopeli, savne, frizerski saloni itd.) je nujno vključena kot dodatna toplotna obremenitev.

Pri izbiri toplotne moči kotlovnice z atmosferskimi gorilniki je treba upoštevati sezonska nihanja tlaka plina. Z zmanjšanjem tlaka plina moč plinskega kotla močno pade. Pri izbiri toplotne moči plinskega kotla je priporočljivo upoštevati enoinpolkratno nazivno moč kotla. Hkrati je priporočljivo, da za preprečitev prezgodnjega izpada kotla, ki nenehno deluje z največjo toplotno obremenitvijo, pri izbiri v vsakem primeru zagotovite 30-odstotno maržo.

Pri uporabi velikih količin priprave tople vode v sistemu pretočnih grelnikov, moč kotlovske instalacije ne sme biti manjša od moči, ki jo porabi grelnik vode pri največji porabi tople vode. Če moč, potrebna za ogrevanje, presega porabo toplote pretočni grelnik vode potem zadostuje petdesetodstotno doplačilo na moč, potrebno za pripravo tople vode.

V primeru uporabe kotlovnic s spremenljivim načinom zagotavljanja porabe toplote sanitarne vode in ogrevalnega kroga (dvokrožni kotel) je treba upoštevati, da