56. Основы организации системы теплообеспечения гражданских зданий

Задача отопления заключается в поддержании в помещении расчетной температуры внутреннего воздуха.

Отопление требуется не только для людей, животных, но и для поддержания самого здания в рабочем состоянии. Не отапливаемые здания разрушаются в 3-4 раза быстрее, чем отапливаемые.

Человек нормально себя чувствует при температуре 14-23 градуса в зависимости от интенсивности работы. Температура внутреннего воздуха для жилых зданий 20-22 градуса.

На цели отопления в стране расходуется около 40% добываемого топлива.

Для поддержания постоянной температуры в помещении должен соблюдаться баланс между теплопотерями через наружные ограждения и теплопоступлениями в помещение. Теплопоступления должны зависят от теплопотерь. А теплопотери зависят от температуры наружного воздуха. Т.к. температура наружного воздуха не постоянна, то и теплопоступления должны быть переменны.

Теплопотери помещения определяются суммированием теплопотерь через все ограждения конструкции помещения. Теплопотери через наружные стены и пол составляют 9-10%, через окна – 30-40%, инфильтрация (естественная вентиляция) – 50-60% от всех потерь.

Отопительный период начинается, когда среднесуточная температура за трое суток подряд не превышает +8 градусов.

Требования к системам отопления:

1. санитарно-гигиенические – поддержание в плане и по высоте помещения расчетной температуры

2. экономические – затраты при строительстве и эксплуатации должны быть минимальны

3. строительные – системы отопления не должны занимать полезной площади, нарушать интерьер

4. монтажные – детали систем отопления должны быть унифицированы

5. эксплуатационные – система должна быть регулируема.

Система отопления – комплекс оборудования по выработке, транспортировке и передаче в помещение теплоты.

Системы отопления могут быть местными (русская печь), т.е выработка, транспортировка и передача происходят в одном помещении; централизованные – выработка происходит в отдельном помещении (котельная ТЭЦ).

Системы теплоснабжения разделяют по видам теплоносителя: водные, паровые, водного отопления, газового отопления, печного отопления.

Системы отопления бывают с постоянным и переменным режимом.

В жилых здания – постоянный режим. При переменном режиме внутренняя температура в рабочее время поддерживается по норме, а в нерабочее время – дежурное отопление (например, кинотеатр)

Управление тепловым режимом зданий и сооружений

Управление тепловым режимом сводится к поддержанию его на заданном уровне или изменению в соответствии с заданным законом. Нарушение теплового равновесия происходит в результате действия внутренних или внешних возмущающих действий. Внешние воздействия оказывают влияние на тепловой режим помещения через наружные ограждения, внутренние – непосредственно в помещении. Для восстановления теплового равновесия должно быть выработано соответствующее регулирующее воздействие. Затраты энергии на выработку регулирующего воздействия пропорциональны возмущениям. Силу влияния внешних возмущающих воздействий можно уменьшить за счет увеличения толщины ограждающих конструкций, снижения степени остекления здания или увеличения его теплозащиты. Это приведет к росту материалоемкости здания и потребует больших затрат на его строительство, но одновременно снизит затраты на управление тепловым режимом в процессе эксплуатации.

Таким образом, задача оптимального управления тепловым режимом здания сводится к такой, когда известен закон изменения внутренних и внешних возмущающих воздействий. В общем случае он может быть функцией времени и носить непрерывный или периодический характер. Необходимо найти такое управление, при котором тепловой режим здания или помещения был бы обеспечен с минимальными затратами энергии и ресурсов.

В жилых и общественных зданиях тепловой режим является основным фактором, оказывающим влияние на самочувствие людей; в производственных он одновременно влияет и на технологический процесс. Эффективная система управления, включая автоматическое регулирование, позволяет экономить до 9% теплоты.

Основные понятия управления тепловым режимом

Управление тепловым режимом – целенаправленное воздействие на объект, улучшающее его функционирование. Регулирование теплового режима – изменение подачи теплоты в процессе эксплуатации. Объектом управления считается тепловой режим помещения, здания или сооружения. Внешними возмущающими воздействиями, прежде всего – климатические факторы, внутренними – технологические, бытовые или другие тепловыделения и теплопоглощения. Регулирующее воздействие – это изменение подачи теплоты в помещение с помощью средств инженерного оборудования.

Регулирование теплоподачи может быть количественным и качественным. Качественное – изменение температуры теплоносителя при постоянном теплорасходе. Количественное – регулирование расхода воды при постоянной температуре.

Трубы выполняют с уклоном для слива воды, для удаления из системы отопления воздуха. Воздух удаляется через воздухосборники либо через воздухоспускные краны.

Вода в системе отопления циркулирует за сет естественного давления от остывания; за счет давления, развиваемого циркуляционным насосом

Система управления тепловым режимом включает в себя ограждающие конструкции помещения, здания или сооружения и регулирующее воздействие. Оптимальная система управления – это система управления при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах.