2.6 Теплопотери здания по укрупненным измерителям

В строительной практике часто возникает необходимость выявить ориентировочную тепловую мощность системы отопления проектируемых зданий. Такой предварительный расчет по теплоснабжению отдельных зданий, а иногда целого квартала или микрорайона производится по формуле

Q_зд = aqV_н(t_в-t_н), (2.10)

где q – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³⁰C); V_н - строительный объем здания по наружному обмеру, м³; a - коэффициент учета района строительства: а=0,54+22/(t_в-t_н).

Удельная тепловая характеристика здания любого назначения может быть определена по формуле, предложенной Н.С. Ермолаевым:

(2.11)

где P, S и h – периметр, площадь и высота здания; k_нс, k_ок, k_пт, k_пл – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²⁰С), наружных стен, окон, потолка, пола.

q = Q_зд / aV_н(t_в-t_н).

Лекция 3

3 Отопление зданий

3.1 Классификация систем отопления

Системы отопления - это совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты во все обогреваемые помещения. Главное требование, предъявляемое к системам отопления, - это надежное обеспечение требуемых санитарно-гигиенических условий в течение всего срока эксплуатации здания.

Системы отопления классифицируются по ряду признаков.

1. По расположению основных элементов системы отопления подразделяются на местные и централизованные. Местные системы - источник тепла и отопительные приборы находятся в одном или смежных помещениях. Централизованные системы предназначены для отопления многих помещений из одного теплового центра.

2. По виду теплоносителя. Теплоносителем для системы отопления, в принципе, может быть любая среда, обладающая хорошей способностью аккумулировать тепловую энергию и изменять теплотехнические свойства, подвижная, дешевая, не ухудшающая санитарные условия в помещении и позволяющая регулировать отпуск теплоты, в том числе автоматически. В наибольшей степени отвечают перечисленным требованиям вода, водяной пар и воздух. Системы отопления бывают и комбинированными (водо-водяные, водо-воздушные, пароводяные, паро-воздушные и др.).

3. По способу циркуляции теплоносителя: системы с естественной циркуляцией за счет разности плотностей охлажденного и горячего теплоносителя и с искусственной циркуляцией за счет работы насоса или вентилятора.

3.2 Системы водяного отопления

Системы водяного отопления (СВО) благодаря высоким санитарно-гигиеническим качествам, надежности и долговечности получили в России наиболее широкое применение в гражданских и производственных зданиях.

Преимущества систем водяного отопления.

1. Ограничен верхний предел температуры поверхности ОП, что исключает пригорание на них пыли.

2. Возможность централизованного регулирования теплоотдачи ОП путем изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха (качественное регулирование).

3. Вода меняет свою плотность в зависимости от температуры, что делает возможным естественную циркуляцию теплоносителя.

4. Бесшумность работы, сравнительная долговечность.

Недостатки систем водяного отопления.

1. Высокие расходы металла на изготовление основных элементов системы водяного отопления.

2. Вследствие большой теплоемкости водяные отопительные приборы обладают тепловой инерцией, что может вызвать некоторое изменение температуры помещения.

3. Опасность замораживания воды с разрушением оборудования, находящегося в охлаждающихся помещениях.

Для уяснения устройства и принципа действия системы водяного отопления рассмотрим ее схему (рисунок 3.1).

РС а) 2 б) в)

5 5

_у 6 _Г

4 h₃ 4 h₃

1 t_г,_г

_X 4 h₂ _О h₂

ОП

h₁ t_О,_О h₁ 3 h₁

К

Рисунок 3.1

К - котел, источник тепла; РС - расширительный сосуд; ОП - отопительный прибор; 1 - главный стояк; 2 - магистральный теплопровод горячей воды; 3 - магистральный теплопровод охлажденной воды; 4 - подающие стояки; 5 - подводки; 6 - замыкающий участок.

В системе, показанной на рисунке 3.1, нагретая в теплогенераторе (котле или другом теплообменнике) до температуры t_Г вода поступает в главный стояк, затем по магистральному теплопроводу через подающие стояки и подводки подается в отопительные приборы. Здесь происходит процесс передачи тепла в помещение. Из отопительных приборов охлажденная до температуры t_О вода через подводки и обратный стояк по магистральному теплопроводу возвращается в теплогенератор, где снова подогревается. Циркуляция теплоносителя происходит по замкнутому кольцу.

Расширительный сосуд в системах водяного отопления предназначается для вмещения прироста объема воды при ее нагревании, а также для удаления через него воздуха в атмосферу как при заполнении системы водой, так и в период ее эксплуатации (при естественной циркуляции воды). Каждая система перед пуском в действие заполняется водой из водопровода.

Для регулирования подачи воды в подающие стояки и ОП на теплопроводах устанавливается запорно-регулирующая арматура (краны, вентили, задвижки и др.).

Для возможности выпуска воздуха и воды из системы теплопроводы прокладывают с уклоном к горизонтали не менее 0,002 (в системах с естественной циркуляцией 0,05-0,01). Допускается горизонтальная прокладка при скорости воды > 0,25 м/с.