Материал: Тепловая мощность отопительных приборов

Ощущение температурного комфорта зависит в определенной мере от температуры воздуха и температуры поверхностей, обращенных в помещение. Когда температуры воздуха t_B и поверхностей t_R равны, в помещении имеется температурный уровень или "температура помещения" t_n, равная этой температуре. В этих условиях t_u=t_B=t_R. Для приблизительного соблюдения условий температурного комфорта определенному понижению температуры воздуха должно соответствовать приблизительно такое же повышение температуры поверхностей.

Учитывая наличие такой связи, удобно характеризовать условия в помещении "температурой помещения", понимая под ней одинаковую температуру воздуха и поверхностей, при которой теплоотдача человеком будет такая же, как и при заданных неравных температурах воздуха и поверхностей.

Для наиболее распространенных помещений, с небольшой подвижностью внутреннего воздуха, t_n принимают приблизительно равной среднеарифметическому значению t_B и t_R.

Температурную обстановку в помещении можно определить двумя условиями комфортности.

Кроме общего теплового баланса, на тепловое самочувствие человека влияют условия, в которых находятся отдельные части тела. Особенно существенно сказываются на ощущении комфортности обстановки тепловые условия, в которых находятся голова и ноги человека. Голова человека чувствительнее к радиационному перегреву и переохлаждению, а для ног важны температура поверхности пола, с которой они непосредственно соприкасаются, и наличие холодных потоков воздуха вдоль пола.

Второе условие комфортности температурной обстановки определяет допустимые температуры нагретых и охлажденных поверхностей при нахождении человека на границах обслуживаемой зоны помещения, т. е. в непосредственной близости от этих поверхностей.

Допустимая температура нагретого пола принимается равной

-34°С в зависимости от назначения и особенностей режима работы помещения. Температура холодного пола зимой может быть ниже температуры воздуха максимально на 2-2,5°С. Следует иметь в виду, что тепловое ощущение человека и потери тепла ногами зависят не только от температуры, но и от свойства теплоусвоения покрытия пола, о котором будет сказано ниже.

.7 Основные конструктивные элементы системы отопления

Система отопления представляет собой совокупность конструктивных элементов, посредством которых осуществляется получение, накопление и передача теплоты во внутренние помещения здания.

Каждая система отопления включает в себя три основных элемента:

·              тепловой генератор. К ним относятся: различные газовые, электрические, жидко - и твердотопливные котлы, водяные калориферы, тепловые пушки (Приложение 7, А). Котельная установка - сооружение, в котором осуществляется нагрев рабочей жидкости (теплоносителя) для системы отопления, расположенное в одном техническом помещении. Котельные соединяются с потребителями при помощи теплотрассы . Основным устройством котельной является паровой, жаротрубный и/или водогрейный котлы. Котельные используются при централизованном или при местном тепло снабжении, если эта котельная локального значения (в пределах частного дома, квартала);

·              теплопроводы - представляют собой сети труб или каналов. Основное назначение - передача теплоты от источника тепла к приборам отопления с помощью жидкой или газообразной среды.

Трубы для систем отопления бывают разных видов: стальные, пластиковые, металлопластиковые, медные, полипропиленовые (Приложение 7, Б).

Стальные трубы лучше всего использовать в том случае, если нужна механическая надежность и большие размеры. Они отлично подходят для отопительных систем с естественной циркуляцией. При автономном отоплении стоит выбрать другие типы труб.

Пластиковые трубы разделяют на такие типы: полимерные, полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные.

Преимуществами их являются: невысокая цена, легкая установка, отсутствие коррозии. Во время монтажа вам не нужно использовать разводные ключи, пакля и дорогая сварка. Но они имеют свои недостатки. При попадании в них горячей воды возможна их деформация. Поэтому возникает угроза того, что вмонтированные в стену трубы смогут вываливать штукатурку большими кусками.

Что бы избежать вышеперечисленных неприятных последствий, трубы из пластика покрывают не очень большим слоем алюминия. В результате таких действий получают металлопластиковые отопительные трубы. Они характеризируются гибкостью, прочностью, и совсем не меняют формы при попадании в них кипятка. Такой тип труб для отопления визуально тоньше пластиковых, хотя они имеют одинаковый внутренний диаметр. Этот эффект обеспечивается благодаря повышенной прочности труб. В случае внешнего монтажа они выглядят более эстетично и не провисают. Их недостаток - высокая цена.

Медные трубы считаются самым лучшим вариантом в отоплении. Они очень прочны. В случае замерзания в них воды, из-за текучести материала они не лопнут. Однако, их недостаткам, как и в предыдущем варианте, является высокая цена.

Полипропиленовые трубы подходят при использовании, как холодной так и горячей воды, так как они имеют высокую прочность и пластичность. Их также используют в установке системы подогрева полов;

·              отопительные приборы - основное назначение - передача теплоты от источника тепла к воздуху в обогреваемом помещении (Приложение 7).

Современные системы отопления имеют принципиально иной подход к регулированию (Приложение 8) в сравнении с "классическими" - это не процесс наладки перед пуском, с последующей работой в постоянном гидравлическом режиме -это системы с постоянно изменяющимся тепловым и гидравлическим режимами в процессе эксплуатации, что соответственно требует автоматизации систем для отслеживания этих изменений и реагирования на них.

.8 Виды отопительных приборов и их характеристика

Виды отопительных приборов определяются их конструкцией, обусловливающей способ передачи тепла (преобладать может конвективный или радиационный теплообмен) от внешней поверхности приборов в помещение. Существует шесть основных видов отопительных приборов, радиаторы, панели, конвекторы, ребристые трубы, гладкотрубные приборы и калориферы.

По характеру внешней поверхности отопительные приборы могут быть с гладкой (радиаторы, панели, гладкотрубные приборы - Приложение 9, А) и ребристой поверхностью (конвекторы, ребристые трубы, калориферы - Приложение 9, Б).

По материалу, из которого изготовляются отопительные приборы, различают металлические, комбинированные и неметаллические приборы.

Металлические приборы выполняют чугунными (из серого литейного чугуна) и стальными (из листовой стали и стальных труб).

В комбинированных приборах используют бетонный или керамический массив, в котором заделаны стальные или чугунные греющие элементы (отопительные панели), или оребренные стальные трубы, помещенные в неметаллический (асбестоцементный) кожух (конвекторы).

Неметаллические приборы представляют собой бетонные панели с заделанными стеклянными или пластмассовыми трубами или с пустотами вообще без труб, а также фарфоровые и керамические радиаторы.

По высоте все отопительные приборы можно подразделить на высокие (высотой более 600 мм), средние (400-600 мм) и низкие (<400 мм). Низкие приборы высотой менее 200 мм называются плинтусными.

В основном, выбор типа отопительного прибора зависит от финансовых возможностей, от необходимых технических качеств отопительного прибора, от качественности товара. Немалую роль при выборе отопительного оборудования является его тип, способ установки и условия в котором ему необходимо будет функционировать, а также и его внешний вид (Приложение 9, В).

Радиаторы чугунные секционные - широко применяемые отопительные приборы - отливаются из серого чугуна в виде отдельных секций и могут компоноваться в приборы различной площади путем соединения секций на ниппелях с прокладками из термостойкой резины. Основные достоинства чугунных секционных радиаторов - хорошо отдают тепло и выдерживают относительно высокое давление. Большой диаметр проходного отверстия и малое гидравлическое сопротивление большинства чугунных радиаторов позволяют успешно использовать их в системах с естественной циркуляцией. Минусы чугунных радиаторов - трудоемкость монтажа, не самый привлекательный внешний вид и большая тепловая инерция.

Радиатор отдает в помещение радиацией около 25% всего количества тепла, передаваемого от теплоносителя, и именуется радиатором лишь по традиции. Панель - прибор конвективно-радиационного типа относительно малой глубины, не имеющий просветов по фронту. Панель передает радиацией несколько большую, чем радиатор, часть теплового потока, однако только потолочная панель может быть отнесена к приборам радиационного типа (отдающим радиацией более 50% всего количества тепла). Отопительная панель может иметь гладкую, слегка оребренную или волнистою поверхность, колончатые или змеевиковые каналы для теплоносителя.

Алюминиевые секционные радиаторы, имеют очень хорошую теплоотдачу, низкую массу и привлекательный дизайн. К недостаткам можно отнести то, что они подвержены коррозии, которая усиливается при наличии в системе отопления гальванических пар алюминия с другими металлами.

Биметаллические секционные радиаторы (имеющие алюминиевый корпус и стальную трубу, по которой движется теплоноситель), сочетают в себе плюсы алюминиевых радиаторов - высокая теплоотдача, низкая масса, хороший внешний вид и, кроме того, при определенных условиях имеют более высокую коррозийную стойкость и обычно рассчитаны на большее давление в системе отопления. Их основной минус - высокая цена. Благодаря тому, что эти радиаторы способны выдержать большое давление, они могут использоваться в городских квартирах.

Колончатые радиаторы, представляют собой два отдельно изготовленных коллектора (верхний и нижний), связанных между собой вертикальными "колонками".

Конвекторы представляют собой кожух с конструкцией из металлических трубок, на которых имеется оребрение в виде напрессованных или наваренных пластин. Колончатые и панельные приборы, а также конвекторы производятся в видетипоразмерного ряда, что позволяет выбрать модель с оптимальными (для конкретного помещения) мощностными характеристиками.

Стальные панельные радиаторы, наиболее часто используются при индивидуальном отоплении. Стальные панельные радиаторы обладают небольшой тепловой инерцией, а значит, с их помощью легче осуществлять автоматическое регулирование температуры в помещении. Такое широкое распространение они получили благодаря сравнительно невысокой стоимости и множеству вариантов по высоте, длине, глубине и тепловой мощности. В соответствии с российскими СНиП давление при испытании приборов отопления должно превышать рабочее в 1,5 раза, что и происходит перед началом каждого отопительного сезона во время опрессовки систем отопления.

Современные отопительные приборы, предназначенные для установки в ванных комнатах и прихожих, являются самыми многочисленными по количеству предлагаемых моделей, размеров, цветов и их сочетаний.

Для помещений с особыми требованиями к чистоте воздуха, например, больничных палат, предлагаются радиаторы с возможностью их легкой очистки от пыли, представляющие собой параллельные панели сосвободным пространством между ними. Существуют также приборы, крепления и подключение к системе отопления которых позволяют откинуть от стены действующий радиатор для очистки от пыли его задней стенки.

1.9 Требования к отопительным приборам

К отопительным приборам предъявляются несколько видов требований.

Санитарно-гигиенические требования. Относительно пониженная температура поверхности, ограничение площади горизонтальной поверхности приборов для уменьшения отложения пыли, доступность и удобство очистки от пыли поверхности отопительных приборов и пространства вокруг них.

Экономические требования. Относительно пониженная стоимость прибора, экономный расход металла на прибор, обеспечивающий повышение теплового напряжения металла.

Производственно-монтажные требования. Механизация изготовления и монтажа приборов для повышения производительности труда.

Эксплуатационные требования. Управляемость теплоотдачи отопительных приборов, зависящая от их тепловой инерции. Температурная устойчивость и водонепроницаемость стенок при предельно допустимом в рабочих условиях (рабочем) гидростатическом давлении внутри приборов.

Теплотехническое требование. Обеспечение наибольшего теплового потока от теплоносителя в помещения через единицу площади отопительного прибора при прочих равных условиях (расход и температура теплоносителя, температура воздуха, место установки). Для выполнения этого требования прибор должен обладать повышенным значением коэффициента теплопередачи k_пр.

1.10 Правильность расстановки отопительных приборов и повышение их эффективности

Рассчитав количество теплоты, которое необходимо помещению определенной площади, можно подобрать количество и тип обогревателей (тепловых приборов).

В среднем, комнате с одной наружной стеной и одним окном для отопления 1 кв.м. необходимо не менее 100 Вт тепловой мощности радиатора. Если в комнате две наружные стены и одно окно, то для 1 кв.м. площади требуется не менее 120 Вт, а если две наружных стены и два окна, то не менее 130 Вт.

Тепловые приборы, применяемые для водяного отопления, могут быть трех типов.

Первый тип - это радиаторы, имеющие относительно большой обьем теплоносителя и вмещающие много горячего теплоносителя. Они отдают большую часть тепла в виде излучения (так называемый - каминный эффект).

Второй тип - это конвекторы, осуществляющие теплоотдачу за счет пропускания через себя воздуха. Внутри конвектора движется вода, которая нагревает ребристую поверхность и воздух проходящий снизу вверх.

Третий тип - приборы совмещающий оба типа. В их панели (обычно плоские) поступает большая масса теплой воды, в тоже время у них есть ребристые поверхности, которые омываются воздухом. Наиболее распространены радиаторы.

При обогреве помещений с помощью радиаторов у нас всегда есть выбор:

• установить небольшие радиаторы и увеличить теплоотдачу от них, повышая температуру теплоносителя (высокотемпературное отопление);

• при той же теплоотдаче увеличить размеры радиатора, но получить более низкую температуру его поверхности (низкотемпературное отопление).

В первом случае радиаторы раскалены. У такой системы отопления не будет запаса регулирования. Если температура на радиаторе высокая, то начинается разложение органической пыли присутствующей в любом помещении. При низкотемпературном отоплении радиаторы теплые, но в комнате тепло.

Для повышения эффективности тепловых приборов их устанавливают в наиболее холодных местах - под окнами и у глухих наружных стен (Приложение 10). Окна - это те слабые места, где теплоизоляция "не справляется", ведь теплопроницаемость окон ниже, чем стен. Эффективность максимальна, если радиатор отдает расчетную мощность полностью в комнату. Количество, отдаваемое радиатором тепла, зависит от движения воздуха вокруг него.