Система отопления
Выполнила: студентка 1-В группы
химического факультета
Светашева Виолетта Вячеславововна
Донецк 2012
Введение
Для поддержания соответствующих микроклиматических параметров на предприятиях используются системы отопления и вентиляции.
Системы отопления служат для разрешения одной из важных задач обеспечения необходимых условий микроклимата— поддержания заданной температуры воздуха в производственных помещениях.
Температура воздуха в производственных помещениях в зависимости от тяжести работ в холодный и переходный периоды года должна быть от 14 до 21 °С, в теплый период — от 17 до 25 °С.
Основными элементами системы отопления являются: источник тепла, трубопроводы, нагревательный прибор, устанавливаемый в обогреваемом помещении. Передача тепла нагревательным приборам осуществляется через теплоносители - нагретую воду, пар или воздух.
Классификация
Системы отопления можно разделить:
По типу источника нагрева — газовые, мазутные, электрические (кабельная и пр.), дровяные, угольные, торфяные, солнечные, геотермальные.
По типу теплоносителя — воздушные, водяные, паровые, комбинированные;
По типу применяемых приборов — конвективные, лучистые, конвективно-лучистые;
По виду циркуляции теплоносителя — с естественной и искусственной (механической, с использованием насосов);
По радиусу действия — местные и центральные;
По режиму работы — постоянно работающие на протяжении отопительного периода и периодические (в том числе и аккумуляционные) системы отопления.
По гидравлическим режимам — с постоянным и изменяемым режимом;
История и эволюция систем отопления
Первой огневоздушной, да и вовсе — первой отопительной установкой считается костёр, разведённый внутри жилища.
В Древнем Риме в I веке до н. э. уже существовало развитое отопительное устройство гипокауст, где воздух в помещении получал теплоту от полов, которые нагревались печными дымовыми газами, проходящими в подпольных полостях.
Также ещё в Древнем Риме принял свой современный облик камин.
Водяное отопление
Впервые в 1777 году французский инженер М. Боннеман изобрёл и применил для обогрева инкубаторов первую водную систему отопления с естественной циркуляцией, основные принципы и инженерные решения которой нашли применение в отоплении жилищ тогда и применяются до сих пор.
В 1834 первой в России системой водяного отопления с естественной циркуляцией стала система горного инженера, профессора П. Г. Соболевского. В 1875 году появилась первая не только в России, но и в Западной Европе квартира с отдельной системой водяного отопления с использованием плоских отопительных приборов, сделанных в виде пилястр. Подогрев воды происходил в небольшом нагревателе, установленном в кухонном очаге.
Паровое отопление
XIX век дал широкое распространение водяным и паровым системам отопления. Собственно, толчок паровым системам отопления дало повсеместные применение паровых машин. Промышленные помещения были велики, и отапливать их было сложно, так что отработанный пар пришёлся кстати.
В 1802 году в Российской империи впервые появились статьи о возможности отопления паром, а в 1816 г. в Петербурге уже существовала теплица, отапливаемая таким способом.
XX век дал начало системам отопления с принудительной циркуляцией, осуществляемой с помощью насосов.
Требования к системам отопления
Санитарно-гигиенические. Системы отопления должны обеспечивать внутри помещения заданную температуру воздуха, равномерную по объёму рабочей зоны помещения. Температуры внутренних поверхностей наружных ограждений и нагревательных приборов должны находится в приделах нормы.
Экономические. Системы отопления должны обеспечивать минимум приведенных затрат по сооружению и эксплуатации. Показателями экономичности являются также расход материала, затраты труда на изготовление и монтаж. Экономичность системы определяется технико-экономическим анализом вариантов различных систем и применяемого оборудования.
Строительные. Системы отопления должны соответствовать архитектурно-планировочному решению помещений. Размещение отопительных элементов должно быть увязано со строительными конструкциями.
Монтажные. Элементы систем отопления должны изготавливаться преимущественно в заводских условиях, детали унифицированы, затраты труда минимальны.
Эксплуатационные. Система отопления должна быть надежной в поддержании заданных температур воздуха. Надежность системы обуславливается её долговечностью, безотказностью, простотой регулировки управления и ремонта. Система должна быть безопасной и бесшумной в работе, Должна обеспечивать наименьшее загрязнение вредными выделениями помещений и атмосферного воздуха.
При выборе теплоносителя необходимо учитывать санитарно-гигиенические, технико-экономические и эксплуатационные показатели.
Газы образуются при сгорании топлива, они имеют высокие температуры и энтальпию. Однако транспортировка газов усложняет систему отопления и приводит к значительным тепловым потерям. С санитарно-гигиенической точки зрения газы малоприемлемы вследствие трудности обеспечения допустимых температур нагревательных приборов, Впуск газов непосредственно в помещение ухудшает состояние воздушной среды.
Вода обладает большой теплоемкостью и плотностью, что позволяет передавать большие количеств теплоты при малом объеме теплоносителя. Это обеспечивает малые размеры трубопроводов и относительно невысокие потери тепла. Допускаемая по санитарно-гигиеническим нормам температура нагревательных приборов легко достигается, однако на перемещение воды требуется затрата энергии.
Пар при конденсации в нагревательных приборах отдает значительное количество теплоты за счет скрытой теплоты парообразования. Вследствие этого масса пара при данной тепловой нагрузке уменьшается по сравнению с другими теплоносителями. Однако пар как теплоноситель в системах отопления уступает воде, так как температура приборов будет выше 100 °С, что приводит к возгонке органической пыли, оседающей на приборах, и к выделению в помещение вредных веществ и неприятных запахов, кроме того следует также учесть, что паровые системы могут быть источниками шума, пар при низких давлениях (применяемых в системах отопления) имеет значительный удельный объём, что ведет к увеличению сечений трубопроводов.
Воздух - легко подвижный теплоноситель - безопасен в пожарном отношении, в воздушных системах возможно простое регулирование постоянства температуры в помещении. Однако вследствие малой теплоемкости воздуха для удовлетворения заданной тепловой нагрузки масса воздуха должна быть значительной, что приводит к наличию каналов с большим сечением для его перемещения и дополнительному расходу энергии. К тому же воздушное отопление в некоторых случаях может спровоцировать развитие вредоносных бактерий, легионел. Поэтому воздушное отопление применяют только на промышленных предприятиях и совмещая его с системами принудительной вентиляции или путем установки в цехах отопительных агрегатов.
Водяное отопление получило в настоящее время наибольшее распространение в силу своих преимуществ перед другими системами отопления. Опыт эксплуатации водяных систем показал их наилучшие гигиенические и эксплуатационные показатели. Системы водяного отопления обладают наибольшей надежностью, бесшумны, просты и удобны в эксплуатации, могут иметь значительный радиус действия по горизонтали. По вертикали радиус действия системы определяется гидростатическим давлением.
Система отопления обеспечивает достаточное постоянное и равномерное нагревание воздуха в помещениях в холодный период года, а также пожаро- и взрывобезопасность. При этом колебания температуры в течение суток не должны превышать 2-3 °С; в горизонтальном направлении - 2 °С на каждый метр длины, в вертикальном - 1°С на каждый метр высоты помещения.
Систему отопления рассчитывают на возмещение потерь теплоты через ограждающие конструкции здания, на нагрев проникающего в помещение холодного воздуха и поступающих извне материалов и оборудования.
Максимальная расчетная температура сетевой воды на выходе из источника теплоты, в тепловых сетях и приемниках теплоты устанавливается на основе технико-экономических расчетов.
При наличии в закрытых системах теплоснабжения нагрузки горячего водоснабжения минимальная температура сетевой воды на выходе из источника теплоты и в тепловых сетях должна обеспечивать возможность подогрева воды, поступающей на горячее водоснабжение до нормируемого уровня.
Температура сетевой воды, возвращаемой на тепловые электростанции с комбинированной выработкой теплоты и электроэнергии, определяется технико-экономическим расчетом. Температура сетевой воды, возвращаемой к котельным, не регламентируется.
При расчете графиков температур сетевой воды в системах централизованного теплоснабжения начало и конец отопительного периода при среднесуточной температуре наружного воздуха принимаются:
- 8 °С в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления до минус 30 °С и усредненной расчетной температурой внутреннего воздуха отапливаемых зданий 18 °С;
- 10 °С в районах с расчетной температурой наружного воздуха для проектирования отопления ниже минус 30 °С и усредненной расчетной температурой внутреннего воздуха отапливаемых зданий 20 °С.
Усредненная расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых производственных зданий 16 °С.
Список литературы
Белоусов В. В. Отопление и вентиляция
Т.С. Сокол Охрана труда
Векипедия
Содержание
Введение
Классификация
История и эволюция систем отопления
Требования к системам отопления