Теплоносители в системах теплоснабжения – Что такое отопление — Общие сведения, характеристика, теплоносители, требования, основные элементы, классификация и основные виды систем отопления

Содержание

Теплоносители в системах отопления — Мегаобучалка

2. Тепловая мощность системы отопления.

3. Области применения и конструктивные особенности вертикальных систем водяного отопления.

4. Области применения и конструктивные особенности горизонтальных систем водяного отопления.

5. Размещение теплопроводов и приборов системы водяного отопления в здании.

6. Классификация и описание отопительных приборов систем отопления.

7. Теплоотдача и расчет площади отопительных приборов.

8. Запорно-регулирующая арматура для систем отопления.

9. Компенсация температурных удлинений и изоляция трубопроводов в системах отопления.

10. Сбор и удаление воздуха из систем отопления.

11. Естественное циркуляционное давление в системах водяного отопления.

12. Циркуляционное давление в насосных системах водяного отопления.

13. Смесительные устройства систем водяного отопления.

14. Гидравлический расчет системы водяного отопления по удельной линейной потере давления.

15. Гидравлический расчет системы водяного отопления по характеристикам сопротивления и проводимостям.

16. Особенности отопления высотных зданий.

17. Особенности систем водяного отопления с естественной циркуляцией воды.

18. Тепловой пункт системы водяного отопления.

19. Классификация и области применения паровых систем отопления.

20. Оборудование систем парового отопления.

21. Гидравлический расчет паропроводов низкого и высокого давления.

22. Классификация и области применения систем воздушного отопления.

23. Взаимная связь систем воздушного отопления и вентиляции.

24. Оборудование систем воздушного отопления.

25. Системы панельно-лучистого отопления.

26. Электрическое отопление с прямым преобразованием электроэнергии.

27. Электрическое отопление с помощью теплового насоса.

28. Использование газа для отопления зданий и сооружений.

29. Печное отопление.

30. Повышение эффективности работы систем водяного отопления.

 

Рекомендуемая литература:

1. Еремкин, А.И. Тепловой режим зданий / А.И. Еремкин, Т.И. Королева. – Ростов на Дону: Феникс, 2008. – 364 с.

2. Сканави А.Н. Отопление / А.Н. Сканави, Л.М. Махов. – М.: Изд-во АСВ, 2008. – 576 с.

3. Крупнов, Б.А. Отопительные приборы, производимые в России и ближнем зарубежье / Б.А. Крупнов. – М. Издательство Ассоциации строительных вузов, 2005. – 95 с.

4. Богословский, В.Н. Отопление: учебник для вузов / В.Н. Богословский, А.Н. Сканави. – М.: Стройиздат, 1991 – 735 с.

5. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч. 1. Отопление / Под. ред. И.Г. Староверова, И.Ю. Шиллера – 4 изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1990. – 344 с.

 

«СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА»

1. Тепловой, воздушный и влажностный режимы помещений. Параметры микроклимата помещений и рабочих зон. Факторы, влияющие на параметры микроклимата в помещениях.

2. Определение коэффициента теплопередачи многослойных однородных наружных ограждений. Общая схема расчета тепловых потерь через многослойные наружные ограждения.

3. Расчет требуемого сопротивления теплопередаче через наружные ограждения зданий. Два обязательных условия расчета.

4. Определение толщины утепляющего слоя наружных ограждений исходя из обеспечения санитарно-гигиенических и комфортных условий и условий энергосбережения.

5. Расчет сопротивления теплопередаче через наружные стены, пол первого этажа, потолок, световые проемы.

6. Особенности температурных полей и теплопередачи в местах теплопроводных включений. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче и температуры на внутренней поверхности ограждения.

7. Особенности температурных полей и теплопередачи через наружные углы зданий и примыкания ограждений друг к другу. Расчет приведенного сопротивление теплопередаче и температуры. Фактор формы.

8. Расчет приведенного термического сопротивления и приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных наружных ограждающих конструкций зданий. Коэффициент теплотехнической однородности.

9. Воздухопроницаемость конструкций зданий. Характеристики процесса воздухопроницания. Требуемое сопротивление воздухопроницанию наружных стен, окон и балконных дверей. Расчет сопротивления воздухопроницанию наружных стен.

10. Воздушный режим здания. Гравитационное и ветровое давление. Эпюры давления. Расчетная разность давления. Дополнительные затраты теплоты при инфильтрации наружного воздуха.

11. Определение сопротивления паропроницанию многослойных однородных наружных стен. Плоскость возможной конденсации водяного пара в ограждении. Расчет требуемого сопротивления пароизоляции.

12. Построение кривых температуры, максимальной и фактической упругости водяного пара по толщине наружной стены здания. Их анализ на предмет возможного наличия зон конденсации водяного пара.

13. Влажностное состояние наружной ограждающей конструкций и его изменение во времени. Сорбционная и сверхсорбционная зоны влажности. Основные характеристики влагопереноса.

14. Тепловой баланс человека с окружающей средой. Расчет и анализ составляющих уравнения теплового баланса.

15. Условия комфортности тепловой обстановки в помещении.

16. Стационарный и нестационарный теплоперенос в строительных конструкциях. Его основные характеристики, уравнения и методы расчета.

17. Стационарный и нестационарный влагоперенос в строительных конструкциях. Его основные характеристики, уравнения и методы расчета.

18. Совместный тепло- и влагоперенос в наружных ограждающих конструкциях зданий. Метод конечных разностей, как основа численных методов для решения нестационарных уравнений тепло- и влагопереноса.

19. Понятие о теплоустойчивости наружного ограждения и помещения.

20. Нормирование микроклимата в помещении. Оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Методика измерений параметров микроклимата и приборы для их измерения.

Рекомендуемая литература

1. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: учебник для вузов / Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. – М.: Бастет, 2007.

2. Теплоснабжение и вентиляция: учебное пособие для вузов /Хрусталев Б.М., Кувшинов Ю.Я., Копко В.М. – М.: Издательство АСВ, 2005.

3. Отопление: учебник для вузов / Сканави А.Н., Махов Л.М. – М.: Издательство АСВ, 2002.

«ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ»

 

1. Что понимают под ТГУ? Классификация ТГУ.

2. Топливо и его классификация. Состав топлива на рабочую, сухую и горючую массу.

3. Низшая и высшая теплота сгорания топлива. Влага твердого топлива.

4. Виды твердого топлива. Классы и марки твердого топлива.

5. Материальный и тепловой баланс котла.

6. Жидкое топливо. Физические свойства жидких топлив.

7. Топочные устройства. Требования, предъявляемые к топочным устройствам. Показатели работы топочных устройств.

8. Основные этапы процесса горения по длине колосниковой решетки. Позонное дутье.

9. Пароперегреватели и их классификация. Водяные экономайзеры и их типы.

10. Загрязнение поверхностей нагрева. Способы борьбы с загрязнениями поверхностей нагрева.

11. Высокотемпературная и низкотемпературная коррозия.

12. Обмуровка котла и обмуровочные материалы.

13. Предохранительные взрывные клапаны газовоздушного и пароводяного трактов котла.

14. Горение твердого топлива. Горение жидкого топлива.

15. Коррозия поверхностей нагрева со стороны воды и пара. Методы борьбы с коррозией.

16. Какие воды различают в ТГУ? Перечислите физико-химические характеристики воды.

17. Деаэрация воды в ТГУ. Назначение. Типы деаэраторов. Принцип работы термического атмосферного деаэратора. Требования, предъявляемые к деаэраторам.

18. Жесткость воды и ее типы. Щелочность воды и ее типы.

19. Способы умягчения воды методом осаждения и методом ионного обмена.

20. Сепарация пара. Назначение. Основные сепарационные устройства, используемые в барабане котлов.

21. Продувка котла. Типы продувок. Для чего применяют ступенчатое испарение воды в ТГУ? Сущность ступенчатого испарения.

22. Питательные устройства котлов. Достоинства и недостатки питательных устройств. Типы питательных трубопроводов и паропроводов.

23. Что понимается под топливным хозяйством ТГУ? Топливное хозяйство ТГУ на твердом топливе. Хранение твердого топлива.

24. Основные способы удаления золы и шлака из ТГУ. Перечислите и поясните основные требования к системам шлакозолоудаления.

25. Тягодутьевые устройства, их назначение и классификация. Регулирование тягодутьевых установок.

26. Вредные выбросы от ТГУ. Способы улавливания твердых частиц из продуктов сгорания.

27. Автоматизация ТГУ. Какие параметры в ТГУ подвергаются технологическому контролю?

28. Перечислите жидкие стоки от ТГУ. Перечислите и кратко охарактеризуете способы уменьшения вредных жидких стоков от ТГУ.

29. В чем заключается эксплуатация ТГУ?

30. Что понимают под проектным заданием, техническим проектом и рабочими чертежами ТГУ? Компоновка оборудования котельной.

Рекомендуемая литература

1. Теплогенерирующие установки: учебник для вузов / Делягин Г.Н., Лебедев В.И., Пермяков Б.А., Хаванов П.А. – М.: Бастет, 2010.

2. Сергеев А.В. Справочное учебное пособие для персонала котельных. Тепломеханическое оборудование котельных. – СПб.: Деан, 2002.

3. Сергеев А.В. Справочное учебное пособие для персонала котельных. Топливное хозяйство котельных. – СПб.: Деан, 2003.

«ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ»

 

1. Виды систем теплоснабжения.

2. Присоединение потребителей в водяных системах теплоснабжения.

3. Паровые и водяные системы теплоснабжения, их достоинства и недостатки. Теплоносители, их достоинства и недостатки.

4. Закрытые и открытые системы теплоснабжения. Достоинства и недостатки.

5. Зависимые и независимые схемы присоединения абонентских установок к тепловым сетям.

6. Виды тепловых нагрузок и классификация потребителей теплоты. Методы определения ее расходов.

7. Часовой и годовой график потребления теплоты.

8. Классификация и конструкции теплообменных аппаратов систем теплоснабжения.

9. Схемы систем горячего водоснабжения.

10. Санитарно- техническое оборудование систем горячего водоснабжения.

11. Задачи и виды регулирования тепловой нагрузки систем теплоснабжения.

12. Общее уравнение регулирования тепловой нагрузки.

13. Качественное регулирование тепловой нагрузки.

14. Количественное регулирование тепловой нагрузки.

15. Качественно – количественное регулирование тепловой нагрузки.

16. Центральное регулирование закрытых систем по отопительной нагрузке.

17. Центральное регулирование закрытых систем теплоснабжения по совмещенной нагрузке.

18. Регулирование в открытых системах теплоснабжения.

19. Гидравлический расчет разветвления тепловых сетей. Методика расчета.

20. Схемы тепловых сетей и их структура.

21. Центральный тепловой пункт. Назначение. Основное оборудование.

22. Местный тепловой пункт. Назначение. Основное оборудование

23. Гидравлический режим тепловых сетей.

24. Пьезометрический график тепловой сети.

25. Конструктивные элементы тепловых сетей. Трубы, запорная арматура, опоры, компенсаторы.

26. Классификация способов прокладки тепловой сети.

27. Надземная прокладка тепловых сетей.

28. Подземная прокладка тепловых сетей.

29. Трасса и профиль тепловых сетей.

30. Назначение и конструкция тепловой изоляции теплопроводов систем теплоснабжения.

Рекомендуемая литература

1. Теплоснабжение и вентиляция: учебное пособие для вузов /Хрусталев Б.М., Кувшинов Ю.Я., Копко В.М. – М.: Издательство АСВ, 2005.

2. Теплоснабжение: учебное пособие для вузов /Сотникова О.А. – М.: Издательство АСВ, 2007.

3. Курсовое проектирование по теплоснабжению: учебное пособие/ Том. гос. архит.-строит. ун-т; сост.: О.Н.Бутина, А.Н. Хуторной. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2010.

4. Теплоснабжение: учебное пособие/ Том. гос. архит.-строит. ун-т; сост.: А.В. Дегтяренко. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2010.

«ОХРАНА ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА»

 

1. Выбросы от автотранспорта. Характеристика выбросов. Определение количества вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах, расчетным методом.

2. Источники пыли и вредных газов при производстве цемента.

3. Аэрозоль. Определение. Общая классификация аэрозолей.

4. Методы управления состоянием воздушного бассейна. Принципиальный подход каждого метода к регулированию выбросов.

5. Классы опасностей вредных веществ. Опасные вещества, выделяемые на заводах строительной индустрии.

6. Санитарно-защитные зоны. Их предназначение. Классификация санитарно-защитных зон предприятий строительной индустрии.

7. Понятия о ПДК и ПДВ.

8. Источники образования газообразных выбросов. Основные распространенные вещества, составляющие эти выбросы, их влияние на окружающую среду в целом.

9. Характер воздействия вредных веществ на организм человека.

10. Мероприятия по уменьшению загрязнения атмосферы на промышленном производстве.

11. Проектирование систем газоочистки. Содержание проектно-конструкторской документации.

12. Современное состояние воздушного бассейна в городах-мегаполисах России. Вклад отраслей промышленности в загрязнение воздушного бассейна.

13. Характеристика загрязняющих веществ, поступающих от котельных, работающих на твердом или жидком топливе.

14. Виды и типы аппаратов газоочистки. Принцип их работы.

15. Инструментальный мониторинг состояния атмосферного воздуха. Организация проведения мониторинга и сбора данных.

16. Расчетно-статистический мониторинг состояния атмосферного воздуха. Основные принципы расчета концентраций вредных примесей.

17. Характеристика бенз(а)пирена. Источники выделения бенз(а)пирена и его предельно допустимая концентрация.

18. Проект нормативов ПДВ. Назначение проекта и его содержание.

19. Проблема улавливания аэрозолей. Технические пути решения проблемы.

 

Рекомендуемая литература

1. Полонский, В.М. Охрана воздушного бассейна : учебник для вузов / В.М. Полонский. – М. : Издательство Ассоциации строительных вузов , 2006. – 152 с.

2. Тарасов, В.В., Тихонова И.О., Кручинина Н.Е. Мониторинг атмосферного воздуха / В.В. Тарасов, И.О. Тихонова, Н.Е. Кручинина. – М.: Форум, 2008. – 126 с.

3. Техника и технология защиты воздушной среды: учебное пособие для вузов / В.В. Юшин, В.Л. Лапин, В.М. Попов и др. – М. : Высшая школа , 2005. – 389 с.

4. Панов, В.П. Теоретические основы защиты окружающей среды : учебное пособие для вузов / В. П. Панов, Ю. А. Нифонтов, А. В. Панин ; под ред. В. П. Панова. – М. : Академия , 2008. – 314 с.

5. Бретшнайдер, Б. Охрана воздушного бассейна от загрязнений / Б. Бретшнайдер, И. Курфюрст. – Л.: Химия, 1989. – 288 с.

6. Грачев, Ю. Г. Очистка воздуха зданий от вредных веществ (словник терминов) : учебное пособие / Ю. Г. Грачев ; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь : ПГТУ , 1996. – 280 с.

7. Мониторинг и методы контроля окружающей среды : учебное пособие: в 2 ч. Ч. 2 / Ю.А. Афанасьев, С.А. Фомин, В.В. Меньшиков и др.; под общ. и науч. ред. Ю.А. Афанасьева, С.А. Фомина Специальная. – М. : МНЭПУ , 2001. – 334 с.

8. Росляков, П.В. Методы защиты окружающей среды : учебник для вузов по направлению “Энергомашиностроение” / П. В. Росляков. – М. : Издательский дом МЭИ , 2007. – 335 с.

 

 

megaobuchalka.ru

Теплоносители в системах отопления

Движущаяся среда в системе отопления — теплоноситель – аккумули­рует теплоту и затем передает ее в обогреваемые помещения. Теплоносите­лем для отопления может быть подвижная, жидкая или газообразная среда, соответствующая требованиям, предъявляемым к системе отопления.

Для отопления зданий и сооружений в настоящее время преимущест­венно используют воду или атмосферный воздух, реже водяной пар или на­гретые газы.

Сопоставим характерные свойства указанных видов теплоносителя при использовании их в системах отопления.

Газы, образующиеся при сжигании твердого, жидкого или газообраз­ного органического топлива, имеют сравнительно высокую температуру и применимы в тех случаях, когда в соответствии с санитарно-гигиенически­ми требованиями удается ограничить температуру теплоотдающей поверх­ности отопительных приборов. При транспортировании горячих газов име­ют место значительные попутные теплопотери, обычно бесполезные для обогревания помещения.

 

Высокотемпературные продукты сгорания топлива могут выпускать­ся непосредственно в помещения или сооружения, но при этом ухудшается состояние их воздушной среды, что в большинстве случаев недопустимо. Удаление же продуктов сгорания наружу по каналам усложняет конструк­цию и понижает КПД отопительной установки. При этом возникает необхо­димость решения экологических проблем, связанных с возможным загряз­нением атмосферного воздуха продуктами сгорания вблизи отапливаемых объектов.

Область использования горячих газов ограничена отопительными пе­чами, газовыми калориферами и другими подобными местными отопитель­ными установками.

В отличие от горячих газов вода, воздух и пар используются много­кратно в режиме циркуляции и без загрязнения окружающей здание среды.

Вода представляет собой жидкую, практически несжимаемую среду со значительной плотностью и теплоемкостью. Вода изменяет плотность, объем и вязкость в зависимости от температуры, а температуру кипения – в зависимости от давления, способна сорбировать или выделять растворимые в ней газы при изменении температуры и давления.

Пар является легкоподвижной средой со сравнительно малой плот­ностью. Температура и плотность пара зависят от давления. Пар значитель­но изменяет объем и энтальпию при фазовом превращении.

Воздух также является легкоподвижной средой со сравнительно ма­лыми вязкостью, плотностью и теплоемкостью, изменяющей плотность и объем в зависимости от температуры.

Сравним эти три теплоносителя по показателям, важным для выпол­нения требований, предъявляемых к системе отопления.

Одним из санитарно-гигиенических требований является поддер­жание в помещениях равномерной температуры.

По этому пока­зателю преимущество перед другими теплоносителями имеет воздух. При использовании нагретого воздуха – теплоносителя с низкой теплоинерцион- ностью – можно постоянно поддерживать равномерной температуру каждо­го отдельного помещения, быстро изменяя температуру подаваемого возду­ха, т. е. проводя так называемое эксплуатационное регулирование. При этом одновременно с отоплением можно обеспечить вентиляцию помещений.

Применение в системах отопления горячей воды также позволяет поддерживать равномерную температуру помещений, что достигается регу­лированием температуры, подаваемой в отопительные приборы воды. При таком регулировании температура помещений все же может несколько от­клоняться от заданной (на 1-2 °С) вследствие тепловой инерции масс воды, труб и приборов.

При использовании пара температура помещений неравномерна, что противоречит гигиеническим требованиям. Неравномерность температуры возникает из-за несоответствия теплопередачи приборов при неизменной температуре пара (при постоянном давлении) изменяющимся теплопотерям помещения в течение отопительного сезона. В связи с этим приходится уменьшать количество подаваемого в приборы пара и даже периодически отключать их во избежание перегревания помещений при уменьшении их теплопотерь.

Другое санитарно-гигиеническое требование – ограничение темпе­ратуры наружной поверхности отопительных приборов – вызвано явлением разложения и сухой возгонки органической пыли на нагретой поверхности, сопровождающимся выделением вредных веществ, в частности окиси угле­рода. Разложение пыли начинается при температуре 65-70 °С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 °С.

При использовании пара в качестве теплоносителя температура по­верхности большинства отопительных приборов и труб постоянна и близка или выше 100 °С, т. е. превышает гигиенический предел. При отоплении го­рячей водой средняя температура нагретых поверхностей, как правило, ни­же, чем при применении пара. Кроме того, температуру воды в системе отопления понижают для снижения теплопередачи приборов при уменьше­нии теплопотерь помещений. Поэтому при теплоносителе воде средняя тем­пература поверхности приборов в течение отопительного сезона практиче­ски не превышает гигиенического предела.

Важным экономическим показателем при применении различных теплоносителей является расход металла на теплопроводы и отопительные приборы.

Расход металла на теплопроводы возрастает с увеличением их попе­речного сечения. Вычислим соотношение площади поперечного сечения теплопроводов, по которым подаются различные теплоносители для переда­чи в помещение одинакового количества теплоты. Примем, что для отопле­ния используется вода, температура которой понижается с 150 до 70 °С, пар избыточным давлением 0,17 МПа (температура 130 °С) и воздух, охлажда­ющийся с 60 °С до температуры помещения (например, 15 °С). Результаты расчетов, а также характерные параметры теплоносителей (плотность, теп­лоемкость, удельная теплота конденсации пара).

Видно, что площади поперечного сечения водоводов и паропроводов относительно близки, а сечение воздуховодов в сотни раз больше. Это объ­ясняется, с одной стороны, значительной теплоаккумуляционной способно

стью воды и свойством пара выделять большое количество теплоты при конденсации, с другой стороны – малыми плотностью и теплоемкостью воз­духа.

При сравнении расхода металла следует также учесть, что площадь поперечного сечения труб для отвода конденсата от приборов в паровой си­стеме – конденсатопроводов значительно меньше площади сечения паро­проводов, так как объем конденсата примерно в 1000 раз меньше объема той же массы пара.

Можно сделать вывод, что расход металла как на водоводы, так и на паро- и конденсатопроводы будет значительно меньшим, чем на воздухово­ды, даже если последние выполнить со значительно более тонкими стенка­ми. Кроме того, при большой длине металлических воздуховодов малотеп­лоемкий теплоноситель (воздух) сильно охлаждается по пути движения. Этим объясняется, что при дальнем теплоснабжении в качестве теплоноси­теля используют не воздух, а воду или пар.

Расход металла на отопительные приборы, обогреваемые паром, меньше, чем на приборы, нагреваемые горячей водой, вследствие уменьше­ния площади приборов при более высоких значениях температуры нагрева­ющей их среды. Конденсация пара в приборах происходит без изменения температуры насыщенного пара, а при охлаждении воды в приборах пони­жается средняя температура (например, до 110 °С при температуре воды, входящей в прибор, 150 °С и выходящей из прибора 70 °С). Так как площадь нагревательной поверхности приборов обратно пропорциональна темпера­турному напору (разности между средней температурой поверхности при­бора и температурой окружающего его воздуха), то при температуре пара 130 °С (см. табл. 1.1) площадь паровых приборов приблизительно (считая коэффициенты теплопередачи приборов равными и принимая температуру помещения – 20 °С) составит (110 – 20) / (130 – 20) = 0,82 площади водяных приборов.

В дополнение к известным эксплуатационным показателям следует отметить, что из-за высокой плотности воды (больше плотности пара в 600- 1500 раз и воздуха в 900 раз) в системах водяного отопления многоэтажных зданий может возникать разрушающее гидростатическое давление. В связи с этим в высотных зданиях в США применялись системы парового отопле­ния.

Воздух и вода до определенной скорости движения могут переме­щаться в теплопроводах бесшумно. Частичная конденсация пара вследствие попутных теплопотерь через стенки паропроводов и появления попутного конденсата вызывает шум (щелчки, стуки и удары) при движении пара.

В суровых условиях российской зимы в некоторых случаях рекомен­дуется использовать в системе отопления специальный незамерзающии теплоноситель — антифриз. Антифризами являются водные растворы эти- ленгликоля, пропиленгликоля и других гликолей, а также растворы некото­рых неорганических солей. Любой антифриз является достаточно токсич­ным веществом, требующим особого с ним обращения. Его использование в системе отопления может привести к некоторым негативным последстви­ям (ускорение коррозионных процессов, снижение теплообмена, изменение гидравлических характеристик, завоздушивание и др.). В связи с этим, при­менение антифриза в качестве теплоносителя в каждом конкретном случае должно быть достаточно обоснованным.

В заключение перечислим преимущества и недостатки основных теплоносителей для отопления.

При использовании воды обеспечивается достаточно равномерная температура помещений, можно ограничить температуру поверхности ото­пительных приборов, сокращается по сравнению с другими теплоносителя­ми площадь поперечного сечения труб, достигается бесшумность движения в теплопроводах. Недостатками применения воды являются значительный расход металла и большое гидростатическое давление в системах. Тепловая инерция воды замедляет регулирование теплопередачи приборов.

При использовании пара сравнительно сокращается расход металла за счет уменьшения площади приборов и поперечного сечения конденсато- проводов, достигается быстрое прогревание приборов и отапливаемых по­мещений. Гидростатическое давление пара в вертикальных трубах по срав­нению с водой минимально. Однако пар как теплоноситель не отвечает са­нитарно-гигиеническим требованиям, его температура высока и постоянна при данном давлении, что затрудняет регулирование теплопередачи прибо­ров, движение его в трубах сопровождается шумом.

При использовании воздуха можно обеспечить быстрое изменение или равномерность температуры помещений, избежать установки отопи­тельных приборов, совмещать отопление с вентиляцией помещений, дости­гать бесшумности его движения в воздуховодах и каналах. Недостатками являются его малая теплоаккумулирующая способность, значительные пло­щадь поперечного сечения и расход металла на воздуховоды, относительно большое понижение температуры по их длине.

 

 


Таблица 1. Сравнение основных теплоносителей для отопления













Параметры

Теплоноситель

вода

пар

воздух

Температура, разность температуры, °С

150-70=80

130

60-15=45

Плотность, кг/м3

917

1,5

1,03

Удельная массовая теплоемкость,

4,31

1,84

1,0

кДж/(кг • °С)

 

 

 

Удельная теплота конденсации, кДж/кг

2175

Количество теплоты для отопления в

316 370

3263

46,4

объеме 1 м3 теплоносителя, кДж

 

 

 

Скорость движения, м/с

1,5

80

15

Соотношение площади поперечного

1

1,8

680

сечения теплопроводов

 

 

 

ru-stroyka.com

Теплоносители в системах отопления

  >    >    >  

Теплоносители в системах отопления

Движущаяся среда в системе отопления – теплоноситель – аккумулирует теплоту и затем передает ее в обогреваемые помещения. Теплоносителем для отопления может быть под­вижная, жидкая или газообразная среда, соответствующая требованиям, предъявляемым к системе отопления.

Для отопления зданий и сооружений в настоящее время преимущественно используют во­ду или атмосферный воздух, реже водяной пар или нагретые газы.

Сопоставим характерные свойства указанных видов теплоносителя при использовании их в системах отопления.

Газы, образующиеся при сжигании твердого, жидкого или газообразного органического топлива, имеют сравнительно высокую температуру и применимы в тех случаях, когда в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями удается ограничить температуру теплоотдающей поверхности отопительных приборов. При транспортировании горячих газов имеют место значительные попутные теплопотери, обычно бесполезные для обогре­вания помещения.

Высокотемпературные продукты сгорания топлива могут выпускаться непосредственно в помещения или сооружения, но при этом ухудшается состояние их воздушной среды, что в большинстве случаев недопустимо. Удаление же продуктов сгорания наружу по каналам усложняет конструкцию и понижает КПД отопительной установки. При этом возникает необходимость решения экологических проблем, связанных с возможным загрязнением атмосферного воздуха продуктами сгорания вблизи отапливаемых объектов.

Область использования горячих газов ограничена отопительными печами, газовыми кало­риферами и другими подобными местными отопительными установками.

В отличие от горячих газов вода, воздух и пар используются многократно в режиме цир­куляции и без загрязнения окружающей здание среды.

Вода представляет собой жидкую, практически несжимаемую среду со значительной плотностью и теплоемкостью. Вода изменяет плотность, объем и вязкость в зависимости от температуры, а температуру кипения – в зависимости от давления, способна сорбиро­вать или выделять растворимые в ней газы при изменении температуры и давления.

Пар является легкоподвижной средой со сравнительно малой плотностью. Температура и плотность пара зависят от давления. Пар значительно изменяет объем и энтальпию при фазовом превращении.

Воздух также является легкоподвижной средой со сравнительно малыми вязкостью, плот­ностью и теплоемкостью, изменяющей плотность и объем в зависимости от температуры.

Сравним эти три теплоносителя по показателям, важным для выполнения требований, предъявляемых к системе отопления.

Одним из санитарно-гигиенических требований является поддержание в помещениях равномерной температуры. По этому показателю преимущество перед другими теплоносителями имеет воздух. При использовании нагретого воздуха-теплоносителя с низкой теплоинерционностью – можно постоянно поддерживать равномерной температу­ру каждого отдельного помещения, быстро изменяя температуру подаваемого воздуха, т.е. проводя так называемое эксплуатационное регулирование. При этом одновременно с ото­плением можно обеспечить вентиляцию помещений.

Применение в системах отопления горячей воды также позволяет поддерживать равно­мерную температуру помещений, что достигается регулированием температуры, подавае­мой в отопительные приборы воды. При таком регулировании температура помещений все же может несколько отклоняться от заданной (на 1 -2 °С) вследствие тепловой инер­ции масс воды, труб и приборов.

При использовании пара температура помещений неравномерна, что противоречит гигие­ническим требованиям. Неравномерность температуры возникает из-за несоответствия теплопередачи приборов при неизменной температуре пара (при постоянном давлении) изменяющимся теплопотерям помещения в течение отопительного сезона. В связи с этим приходится уменьшать количество подаваемого в приборы пара и даже периодически от­ключать их во избежание перегревания помещений при уменьшении их теплопотерь.

Другое санитарно-гигиеническое требование – ограничение температуры наружной по­верхности отопительных приборов – вызвано явлением разложения и сухой возгонки ор­ганической пыли на нагретой поверхности, сопровождающимся выделением вредных ве­ществ, в частности окиси углерода. Разложение пыли начинается при температуре 65-70 °С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 °С.

При использовании пара в качестве теплоносителя температура поверхности большинства отопительных приборов и труб постоянна и близка или выше 100 °С, т.е. превышает ги­гиенический предел. При отоплении горячей водой средняя температура нагретых по­верхностей, как правило, ниже, чем при применении пара. Кроме того, температуру воды в системе отопления понижают для снижения теплопередачи приборов при уменьшении теплопотерь помещений. Поэтому при теплоносителе воде средняя температура поверх­ности приборов в течение отопительного сезона практически не превышает гигиеническо­го предела.

Важным экономическим показателем при применении различных теплоносителей явля­ется расход металла на теплопроводы и отопительные приборы.

Расход металла на теплопроводы возрастает с увеличением их поперечного сечения. Вы­числим соотношение площади поперечного сечения теплопроводов, по которым подаются различные теплоносители для передачи в помещение одинакового количества теплоты.

Примем, что для отопления используется вода, температура которой понижается с 150 до 70 °С, пар избыточным давлением 0,17 МПа (температура 130 °С) и воздух, охлаждаю­щийся с 60 °С до температуры помещения (например, 15 °С). Результаты расчетов, а так же характерные параметры теплоносителей (плотность, теплоемкость, удельная теплота конденсации пара) сведем в табл.

Таблица  Сравнение основных теплоносителей для отопления




Параметры

Теплоноситель

вода

пар

воздух

Температура, разность температуры, °С

Плотность, кг/м”

Удельная массовая теплоемкость,

кДж/(кг – °С)

Удельная теплота конденсации, кДж/кг

Количество теплоты для отопления в

объеме 1 м  теплоносителя, кДж

Скорость движения, м/с

Соотношение площади поперечного

сечения теплопроводов

150-70=80

917

4,31

 

316 370

 

1,5

1

130

1,51,84

 

21753263

 

80

1,8

60-15=45

1,03

1,0

 

46,4

 

15

680

Видно, что площади поперечного сечения водоводов и паропроводов относительно близ­ки, а сечение воздуховодов в сотни раз больше. Это объясняется, с одной стороны, значи­тельной теплоаккумуляционной способностью воды и свойством пара выделять большое количество теплоты при конденсации, с другой стороны – малыми плотностью и теплоем­костью воздуха.

При сравнении расхода металла следует также учесть, что площадь поперечного сечения труб для отвода конденсата от приборов в паровой системе – конденсатопроводов значи­тельно меньше площади сечения паропроводов, так как объем конденсата примерно в 1000 раз меньше объема той же массы пара.

Можно сделать вывод, что расход металла как на водоводы, так и на паро- и конденсато-проводы будет значительно меньшим, чем на воздуховоды, даже если последние выпол­нить со значительно более тонкими стенками. Кроме того, при большой длине металличе­ских воздуховодов малотеплоемкий теплоноситель (воздух) сильно охлаждается по пути движения. Этим объясняется, что при дальнем теплоснабжении в качестве теплоносителя используют не воздух, а воду или пар.

Расход металла на отопительные приборы, обогреваемые паром, меньше, чем на приборы, нагреваемые горячей водой, вследствие уменьшения площади приборов при более высо­ких значениях температуры нагревающей их среды. Конденсация пара в приборах проис­ходит без изменения температуры насыщенного пара, а при охлаждении воды в приборах понижается средняя температура (например, до 110 °С при температуре воды, входящей в прибор, 150 °С и выходящей из прибора 70 °С). Так как площадь нагревательной поверх­ности приборов обратно пропорциональна температурному напору (разности между сред­ней температурой поверхности прибора и температурой окружающего его воздуха), то при температуре пара 130 °С (см. табл. 1.1) площадь паровых приборов приблизительно (считая коэффициенты теплопередачи приборов равными и принимая температуру поме­щения – 20 °С) составит (ПО – 20) / (130 – 20) = 0,82 площади водяных приборов.

В дополнение к известным эксплуатационным показателям следует отметить, что из-за высокой плотности воды (больше плотности пара в 600-1500 раз и воздуха в 900 раз) в системах водяного отопления многоэтажных зданий может возникать разрушающее гид­ростатическое давление. В связи с этим в высотных зданиях в США применялись системы парового отопления.

Воздух и вода до определенной скорости движения могут перемещаться в теплопроводах бесшумно. Частичная конденсация пара вследствие попутных теплопотерь через стенки паропроводов и появления попутного конденсата вызывает шум (щелчки, стуки и удары) при движении пара.

В суровых условиях российской зимы в некоторых случаях рекомендуется использовать в системе отопления специальный незамерзающий теплоноситель – антифриз. Антифризами являются водные растворы этиленгликоля, пропиленгликоля и других гликолей, а так же растворы некоторых неорганических солей. Любой антифриз является достаточно ток­сичным веществом, требующим особого с ним обращения. Его использование в системе отопления может привести к некоторым негативным последствиям (ускорение коррози­онных процессов, снижение теплообмена, изменение гидравлических характеристик, за-воздушивание и др.). В связи с этим, применение антифриза в качестве теплоносителя в каждом конкретном случае должно быть достаточно обоснованным.

В заключение перечислим преимущества и недостатки основных теплоносителей для отопления.

При использовании воды обеспечивается достаточно равномерная температура помеще­ний, можно ограничить температуру поверхности отопительных приборов, сокращается по сравнению с другими теплоносителями площадь поперечного сечения труб, достигается бесшумность движения в теплопроводах. Недостатками применения воды являются значительный расход металла и большое гидростатическое давление в системах. Тепловая инерция воды замедляет регулирование теплопередачи приборов.

При использовании пара сравнительно сокращается расход металла за счет уменьшения площади приборов и поперечного сечения конденсатопроводов, достигается быстрое про­гревание приборов и отапливаемых помещений. Гидростатическое давление пара в верти­кальных трубах по сравнению с водой минимально. Однако пар как теплоноситель не от­вечает санитарно-гигиеническим требованиям, его температура высока и постоянна при данном давлении, что затрудняет регулирование теплопередачи приборов, движение его в трубах сопровождается шумом.

При использовании воздуха можно обеспечить быстрое изменение или равномерность температуры помещений, избежать установки отопительных приборов, совмещать ото­пление с вентиляцией помещений, достигать бесшумности его движения в воздуховодах и каналах. Недостатками являются его малая теплоаккумулирующая способность, значи­тельные площадь поперечного сечения и расход металла на воздуховоды, относительно большое понижение температуры по их длине.

teplo.kr-company.ru

методы, факторы зависимости, нормы показателей

Обеспечение комфортных условий жизни в холодное время года — задача теплоснабжения. Интересно проследить, как человек пытался согреть своё жилище. Изначально избы топили по-чёрному, дым уходил в отверстие на крыше.

Позже перешли к печному отоплению, затем, с появлением котлов, к водяному. Котельные установки наращивали свои мощности: от котельной в одном взятом доме до районной котельной. И, наконец, с увеличением количества потребителей при росте городов люди пришли к централизованному отоплению от теплоэлектростанций.

Классификация теплоносителей

Дорогие читатели!

Наши статьи рассказывают о типовых способах решения юридических вопросов,
но каждый случай носит уникальный характер. Если вы хотите узнать,
как решить именно Вашу проблему — звоните по телефонам:

8 (499) 703-15-47 — Москва
8 (812) 309-50-34 — Санкт-Петербург

или если Вам так удобнее, воспользуйтесь формой онлайн-консультанта!

Все консультации у юристов бесплатны.

В зависимости от источника теплоэнергии различают централизованные и децентрализованные системы теплоснабжения. К первому типу относится производство тепла на основе комбинированного производства электроэнергии и теплоэнергии на тепловых электростанциях и отпуск тепла от районных отопительных котельных.

К децентрализованным системам теплоснабжения относятся котельные установки небольшой производительности и индивидуальные котлы.

По виду теплоносителя отопительные системы подразделяются на паровые и водяные.

Преимущества водяных теплосетей:

  • возможность транспортировки теплоносителя на большие расстояния;
  • возможность централизованного регулирования отпуска тепла в теплосети изменением гидравлического или температурного режима;
  • отсутствие потерь пара и конденсата, которые всегда бывают в паровых системах.

Формула расчета подачи тепла

Температура теплоносителя в зависимости от наружной температуры поддерживается теплоснабжающей организацией на основании температурного графика.

Температурный график подачи тепла в систему отопления строится на основании мониторинга температур воздуха в отопительный период. При этом выбирают восемь самых холодных зим за пятьдесят лет. Учитывается сила и скорость ветра в различных географических районах. Просчитываются необходимые тепловые нагрузки для обогрева помещения до 20−22 градусов. Для промышленных помещений установлены свои параметры теплоносителя для поддержания технологических процессов.

Составляется уравнение теплового баланса. Рассчитываются тепловые нагрузки потребителей с учётом потерь тепла в окружающую среду, производится расчёт соответствующего отпуска тепла для покрытия суммарных тепловых нагрузок. Чем холоднее на улице, тем выше потери в окружающую среду, тем больше тепла отпускается от котельной.

Отпуск тепла считается по формуле:

Q= Gсв * С * (tпр-tоб), где

  • Q — тепловая нагрузка в квт, количество теплоты, отпущенное за единицу времени;
  • Gсв — расход теплоносителя в кг/сек;
  • tпр и tоб — температуры в прямом и обратном трубопроводах в зависимости от температуры наружного воздуха;
  • С — теплоёмкость воды в кДж/ (кг*град).

Методы регулирования параметров


Применяются три метода регулирования тепловой нагрузки:

  1. Количественный.
  2. Качественный.
  3. Количественно-качественный.

При количественном методе регулирование тепловой нагрузки осуществляется за счёт изменения количества подаваемого теплоносителя. С помощью насосов теплосети повышается давление в трубопроводах, отпуск тепла увеличивается с возрастанием скорости потока теплоносителя.

Качественный метод заключается в увеличении параметров теплоносителя на выходе из бойлеров при сохранении расхода. Этот метод наиболее часто применяется на практике.

При количественно-качественном методе изменяют параметры и расход теплоносителя.

Факторы, влияющие на нагрев помещения в отопительный период:

  1. параметры воды в подающем трубопроводе;
  2. температура наружного воздуха;
  3. скорость ветра, приводящая к увеличению сквозняков и теплоотдачи от оконных рам и дверей;
  4. теплоизоляция стен.

Системы теплоснабжения подразделяются в зависимости от конструкции на однотрубные и двухтрубные. Для каждой конструкции утверждается свой тепловой график в подающем трубопроводе. Для однотрубной системы отопления максимальная температура в подающей магистрали 105 градусов, в двухтрубной — 95 градусов. Разница температуры подачи и обратки в первом случае регулируется в диапазоне 105−70, для двухтрубной — в диапазоне 95−70 градусов.

Выбор системы отопления для частного дома

Принцип работы однотрубной системы отопления заключается в подаче теплоносителя на верхние этажи, к нисходящему трубопроводу подключаются все радиаторы. Понятно, что будет теплее на верхних этажах, чем на нижних. Так как частный дом в лучшем случае имеет два или три этажа, контраст в обогреве помещений не грозит. А в одноэтажном строении вообще будет равномерный обогрев.

Какие преимущества такой системы теплоснабжения:

  • простота проектирования и монтажа;
  • устойчивый гидродинамический режим;
  • меньшие материальные затраты по сравнению с другими типами систем отопления;
  • сохранение естественной циркуляции при повышенном давлении воды.

Недостатки конструкции заключаются в высоком гидравлическом сопротивлении, необходимости отключения отопления всего дома во время ремонта, ограничение в подключении обогревательных приборов, невозможности регулирования температуры в отдельно взятом помещении, высоких тепловых потерях.

Для усовершенствования было предложено использовать систему байпасов.

Байпас — отрезок трубы между подающим и обратным трубопроводом, обходной путь помимо радиатора. Они оснащаются клапанами или кранами и позволяют регулировать температуру в помещении или совсем отключить отдельно взятую батарею.

Однотрубная отопительная система может быть вертикальной и горизонтальной. В обоих случаях в системе появляются воздушные пробки. На входе в систему поддерживается высокая температура, чтобы прогреть все помещения, поэтому трубная система должна выдерживать высокое давление воды.

Двухтрубная система отопления

Принцип работы заключается в подключение каждого обогревательного устройства к подающему и обратному трубопроводам. Охлаждённый теплоноситель по обратному трубопроводу направляется к котлу.

При монтаже потребуются дополнительные вложения, но воздушных пробок в системе не будет.

Нормативы температурного режима для помещений

В жилом доме температура в угловых комнатах не должна быть ниже 20 градусов, для внутренних помещений норматив составляет 18 градусов, для душевых — 25 градусов. При снижении температур наружного воздуха до -30 градусов норматив поднимается до 20−22 градусов соответственно.

Свои нормативы установлены для помещений, где находятся дети. Основной диапазон — от 18 до 23 градусов. Причём для помещений разного назначения показатель варьируется.

В школе температура не должна опускаться ниже 21 градуса, для спален в интернатах допускается не ниже 16 градусов, в бассейне — 30 градусов, на верандах детских садов, предназначенных для прогулок, — не ниже 12 градусов, для библиотек — 18 градусов, в культурно-массовых учреждениях температура — 16−21 градус.

При разработке нормативов для разных помещений принимается во внимание, сколько времени человек проводит в движении, поэтому для спортивных залов температура будет ниже, чем в классных комнатах.

Утверждены строительные нормы и правила РФ СНиП 41−01−2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», регламентирующие температуру воздуха в зависимости от предназначения, этажности, высоты помещений. Для многоквартирного дома максимальная температура теплоносителя в батарее для однотрубной системы 105 градусов, для двухтрубной 95 градусов.

Рекомендуемый диапазон регулирования 80−90 градусов, так как при температуре 100 градусов, вода закипает.

В системе отопления частного дома

Оптимальная температура в индивидуальной системе отопления 80 градусов. Необходимо следить, чтобы уровень теплоносителя не снизился ниже 70 градусов. С газовыми котлами регулировать тепловой режим проще. Совсем по-другому работают котлы на твёрдом топливе. В этом случае вода очень легко может превратиться в пар.

Электрокотлы позволяют легко регулировать температуру в диапазоне от 30−90 градусов.

Возможные перерывы в подаче тепла

  1. Если температура воздуха в помещении составляет 12 градусов, разрешается отключать тепло на 24 часа.
  2. В диапазоне температур от 10 до 12 градусов предусмотрено отключение тепла максимум на 8 часов.
  3. При нагреве помещения ниже 8 градусов не разрешается отключать отопление дольше, чем на 4 часа.

domovik.guru

Выбираем теплоноситель для системы отопления: особенности, свойства, характеристики

Перед большинством владельцев частных домов с автономной отопительной системой рано или поздно встает вопрос — какой заливать теплоноситель для системы отопления загородного дома и нужно ли это делать вообще? Учитывая суровый российский климат, эта проблема особенно остро возникает перед началом отопительного сезона.

По сравнению с антифризом, обычная вода обладает большей теплоемкостью и текучестью, она безопасна и дёшева. Но, за счет того, что она в своем составе содержит соли и кислород, это приводит к образованию накипи в системе отопления. Ни в коем случае нельзя допускать, чтобы замерзла вода в трубах и батареях.

Это может привести к разрыву дорогостоящего отопительного оборудования: газового или электрического котла, алюминиевых или биметаллических радиаторов, а также к выводу из строя всей отопительной системы. Именно для того, чтобы избежать всех этих проблем морозной зимой рекомендуется применять специальный теплоноситель или антифриз.

Сегодня мы рассмотрим основных производителей и виды теплоносителей, отличия, свойства и состав незамерзающей жидкости (антифриза) для отопления загородного дома или дачи.

Виды теплоносителя для системы отопления

Особенности применения теплоносителя для системы отопления

Теплоноситель производится на различной основе и составе, также обладая при этом разными свойствами и характеристиками, концентрат или уже готовый без разбавления водой. Современный и качественный антифриз не разъедает полипропиленовые, металлопластиковые трубы и резиновые прокладки за счет правильно подобранного соотношения многоатомного спирта и воды.

В России применяется множество марок от разных производителей незамерзающей жидкости, например: «Теплый Дом» , «Диксис» , «Thermagent Eco» , «Thermos Eco» , «ТеплоДом» , «Antifrogen N» и другие. Все они выпускаются разного цвета: зеленый, синий, желтый, красный или розовый. Очень большое значение имеет состав, из которого приготовлен теплоноситель. Обычно он бывает на основе:

— этиленгликоля;
— пропиленгликоля;
— глицерина.

Теплоноситель для системы отопления на основе этиленгликоля

Данный вид антифриза красного цвета обычно выпускают в канистрах по 10, 20 или 50 литров. Как правило, в неразбавленном состоянии он способен выдерживать температуру от — 65 до + 110 °С.

Поэтому его можно разбавить дисциллированной водой в пропорции 1:1 или даже 1:2, 1:3. Это зависит от того, какая необходима температура кристаллизации теплоносителя, например, при — 20 °С достаточно будет разбавить в пропорции 1 к 1, а при — 50 °С разбавляется уже 7 к 1.

Теплоноситель на основе этиленгликоля ядовит, и при попадании в желудочно-кишечный тракт человека может вызвать серьезное отравление. Причем, ядовит он не только в жидком состоянии, но даже и в парообразном.

Именно поэтому данный вид теплоносителя применяется только для «закрытых» систем отопления с мембранным расширительным баком и только одноконтурными котлами (газовые, электрические, дизельные, твердотопливные).

Теплоноситель на основе этиленгликоля

Практически все производители настенных газовых котлов запрещают использовать антифриз на основе этиленгликоля для «своих» отопительных аппаратов, и снимают их с гарантии в случае пренебрежения этими правилами со стороны покупателя.

Теплоноситель для систем отопления на основе пропиленгликоля или глицерина

Качественный антифриз на основе этих многоатомных спиртов экологически безопасен и не оказывает вредного воздействия на организм человека. Поэтому данный вид теплоносителя можно применять как в «закрытых» системах отопления с циркуляционным насосом, так и в «открытых», самотечных системах с естественной циркуляцией.

Кроме того, антифриз на основе пропиленгликоля используют даже для настенных двухконтурных газовых котлов, не опасаясь случайного попадания теплоносителя в контур горячего водоснабжения (ГВС). Например, Baxi или Ferroli, Navien или Bosch, Viessmann или Ariston.

Несмотря на это, многие производители навесных котлов запрещают применять любой теплоноситель, кроме воды. Уточняйте этот момент при покупке.

Незамерзающую жидкость на основе глицерина рекомендуют применять в системах закрытого или открытого типа с напольными одно- или двухконтурными котлами: российскими — Конорд, Мимакс, АОГВ, Лемакс или другими импортными аналогами: Protherm, Buderus, Dakon или Vaillant.

Температурный диапазон эксплуатации составляет от — 30 до + 107 °С. Качественный теплоноситель из пропиленгликоля или глицерина не пенится и не разрушает систему, благодаря пакету присадок, которые препятствуют образованию коррозии и накипи.

Теплоноситель: пропиленгликоль и глицерин

Жидкость продается уже готовая к применению без разбавления водой, в отличие от концентрата антифриза из этиленгликоля. Срок службы любого теплоносителя составляет не более 5 лет.

Как правильно подобрать теплоноситель (антифриз) для системы отопления

Каждый теплоноситель имеет разные показатели теплопроводности и теплоемкости. Необходимо учитывать, что антифриз отбирает около 10 % мощности системы, по сравнению с обычной водой. Да, и коэффициент температурного расширения «незамерзайки» несколько выше, чем у воды. Исходя из этих правил и свойств, подбирается и оборудование для отопления дома.

Например, объем расширительного бака должен соответствовать параметрам приведенным в таблице, в зависимости от количества теплоносителя во всей отопительной системе.

Расчет теплоносителя для системы отопления

Особенно важно при подборе незамерзающей жидкости учитывать тип Вашей отопительной системы: открытая или закрытая, а также модель исполнения самого котла: настенный или напольный, двухконтурный или одноконтурный. От этого зависит и эффективность обогрева дома, и ваша собственная безопасность, и здоровье.

Как заливать теплоноситель в систему отопления

Для начала нужно полностью слить всю воду или отработанную «незамерзайку». Самый простой способ залить теплоноситель в систему — через расширительный бак, но только в том случае, если система открытого типа. Это можно сделать вручную, не используя при этом какого-то дополнительного оборудования или инструментов.

Если система закрытого типа, то необходимо сделать специальную «врезку», лучше предусмотреть ее сразу при создании отопительной системы. Обычно в качестве этой «врезки» используют тройник с полдюймовой резьбой, на которую монтируется шаровой кран со штуцером для шланга.

Закачивать теплоноситель нужно под давлением при помощи ручного или простого погружного насоса, предварительно поместив антифриз в одну объемную бочку или другую емкость. После того, как система заполнена, необходимо перекрыть кран и отсоединить шланг.

На современных настенных газовых и электрических котлах на нижней их части корпуса уже предусмотрен специальный подпиточный кран, используя который можно закачать антифриз прямо через отопительный котел. Смотрим видео.

Теплоноситель для системы отопления загородного дома на основе пропиленгликоля, этиленгликоля или глицерина — это простое и надежное решение для российских условий. Пакет присадок качественного антифриза не только не окажет разрушительного действия на отопительное оборудование, но и защитит его от коррозии и накипи.

Самое главное, правильно подобрать теплоноситель, учитывать рекомендации производителя газового или электрического котла по составу и даже марке незамерзающей жидкости. Также необходимо вовремя производить замену теплоносителя, не реже одного раза в 5 лет.

Читайте также:

teplomex.ru

Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения. — МегаЛекции


Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения определяется техническими и экономическими соображениями и зависит от характера теплового источника и вида тепловой нагрузки. Системой теплоснабжения называется комплекс устройств по выработке, транспорту и использованию теплоты. Систему теплоснабжения рекомендуется максимально упрощать, чем она проще, тем дешевле и надежнее в эксплуатации. При проектировании системы теплоснабжения данного квартала выбираем в качестве теплоносителя горячую воду.

Основные преимущества воды как теплоносителя по сравнению с паром:

Ø большая удельная комбинированная выработка электрической энергии на базе теплового потребления;

Ø возможность осуществления центрального качественного регулирования отпуска тепла.

Ø транспортировка сетевой воды на большие расстояния;

Ø более высокий КПД системы теплоснабжения, связанный с отсутствием в абонентских установках потерь конденсата и пара, имеющих место в паровых системах;

Ø повышенная аккумулирующая способность водяной системы.

Основные недостатки воды как теплоносителя:

Ø больший расход электроэнергии на перекачку, по сравнению с расходом электроэнергии на перекачку конденсата в паровых системах

Ø повышенная чувствительность тепловых сетей к авариям и утечкам воды

Ø жесткая гидравлическая связь между всеми точками системы, вследствие большой плотности и несжимаемости воды.

Срок службы паровых систем отопления (около 7-10 лет) значительно меньше, чем водяных (около 15 лет), из-за интенсивной коррозии внутренних поверхностей конденсаторов. В проектируемом жилом квартале отсутствует промышленное производство, т.е. тепловая нагрузка состоит только из отопления, вентиляции и ГВС, поэтому применяется двухтрубная водяная система теплоснабжения. Водяные системы теплоснабжения по способу присоединения установок ГВС разделяется на два типа: открытые и закрытые системы.


В закрытых системах теплоснабжения вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только в качестве греющей среды, т.е. как теплоноситель из сети не разбирается. В открытых системах вода может частично или же полностью разбираться на потребителей ГВС.

Закрытая схема присоединения систем ГВС позволяет обеспечить:

ü снижение расхода тепла на отопление и ГВС за счет перевода на качественно-количественное регулирование температуры теплоносителя в соответствии с температурным графиком;

ü гидравлическая изолированность водопроводной воды, поступающей на ГВС, что повышает её качество и упрощает санитарный контроль за ГВС;

ü Снижение аварийности систем теплоснабжения

ü Снижение внутренней коррозии трубопровода и отложения солей

Открытые системы теплоснабжения допускается применять при обеспечении источника тепла исходной водой подпитки тепловой сети из системы хозяйственно – питьевого водопровода. Качество воды для подпитки водяных тепловых сетей должно удовлетворять требованиям норм. В больших системах теплоснабжения в условиях открытой схемы водоразбора добиться соответствия горячей воды питьевому стандарту качества затруднительно. Для обеспечения необходимого качества горячей воды необходим перевод системы теплоснабжения на закрытый водоразбор. Исходя из того, что в настоящее время большое значение выдвигается к качеству воды, рациональнее выбирать закрытую систему теплоснабжения.

Основные преимущества открытых систем теплоснабжения;

Ø возможность использования для ГВС низкопотенциального тепла;

Ø упрощение и удешевление абонентских вводов (подстанций) и повышение долговечности местных установок ГВС.

Температура теплоносителя на входе в систему отопления при качественном регулировании отпуска тепла зависит от температуры наружного воздуха, другими словами, чем ниже температура наружного воздуха, тем с более высокой температурой должен прийти теплоноситель в систему отопления. Температурный график выбирается при проектировании системы отопления здания, от него зависит размер отопительных приборов, расход теплоносителя в системе, а следовательно и диаметр разводящих трубопроводов.

Таким образом, при проектировании системы теплоснабжения на основании анализа характера теплопотребителей, источника теплоснабжения, качества природных вод, производим выбор теплоносителя – горячая вода, типа системы теплоснабжения – закрытая, с температурным графиком источник теплоснабжения – модульная водогрейная котельная.



Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

Теплоноситель для системы отопления: температура, параметры, расчет объема

Содержание статьи:

Эффективная работа водяной системы отопления возможна только при правильном выборе теплоносителя. Перед созданием проекта теплоснабжения необходимо заранее определиться с его типом, узнать основные технические и эксплуатационные характеристики. Существуют определенные параметры, свойственные для теплоносителя системы отопления: температура, объем теплового расширения, вязкость.

Функции теплоносителя в системе отопления

Как правильно выбрать жидкость теплоноситель для отопления? Для этого следует определиться с его назначением для систем теплоснабжения. Расчет его характеристик входит в проектирование. Поэтому необходимо знать функциональные особенности воды или антифриза в отоплении.

Теплоносители для отопления

Основная задача, которую должен выполнять безопасный теплоноситель для систем отопления – это передача тепловой энергии от котла батареям и радиаторам.

В автономном отоплении этот процесс осуществляется с помощью нагревательного элемента, который повышает температуру теплоносителя до требуемого уровня. Затем температурное расширение и работа циркуляционного насоса создают должную скорость горячей воды для ее транспортировки к радиаторам системы.

До того как рассчитать объем теплоносителя в системе отопления рекомендуется ознакомиться с его второстепенными функциями:

  • Частичная защита стальных элементов от коррозии. Это будет происходить только при минимальном содержании кислорода в воде и отсутствии вспенивания. Было замечено, что в незаполненном отоплении ржавление происходит намного быстрее;
  • Охладитель для циркуляционного насоса. Наиболее распространенная модель насоса имеет так называемый «мокрый ротор». Даже если будет достигнута максимальная температура теплоносителя в системе отопления – он все равно будет снижать уровень нагрева силового агрегата насоса.

На эти функции влияют параметры теплоносителя системы отопления. Поэтому при выборе следует внимательно изучить характеристики воды или антифриза. В противном случае фактические параметры теплоснабжения не будут совпадать с расчетными, что приведет к созданию аварийной ситуации.

Даже если в системе отопления залита простая вода – ее нельзя использовать для горячего водоснабжения дома. В процессе эксплуатации меняется содержание и параметры теплоносителя системы отопления

Виды теплоносителя для отопления

В качестве циркулирующей жидкости можно использовать воду и некоторые типы антифризов. Это не влияет на количество теплоносителя в системе отопления, но сказывается на теплоотдаче, скорости движения и требованиям к безопасности системы.

Система отопления частного дома

Для выявления наиболее приемлемого варианта необходимо сравнение теплоносителей для систем отопления. Чаще всего используют обычную воду. Это объясняется ее доступной стоимостью, хорошими показателями теплоемкости и плотности. При прекращении работы котла она еще некоторое время может аккумулировать полученное тепло для передачи его поверхности батарей. При этом объем теплоносителя в системе отопления останется прежним.

Однако несмотря на свои положительные свойства, вода имеет ряд недостатков:

  • Замерзает. При воздействии отрицательных температур происходит кристаллизация и увеличение объема. Именно это является причиной повреждения труб и радиаторов. Поэтому должна поддерживаться оптимальная температура теплоносителя в системе отопления;
  • Содержание примесей. Это относится к обычной воде. Зачастую именно это становится причиной появления накипи на батареях, радиаторах и теплообменнике котла. Специалисты рекомендуют использовать дистиллированные жидкости, в которых процент содержания щелочей, солей и металлов минимален;
  • При большом содержании кислорода провоцирует процесс ржавления. Это в большей мере свойственно для открытых систем отопления. Но и в закрытых схемах теплоснабжения со временем в воде может увеличиться % содержания кислорода.

В тоже время вода может использоваться как теплоноситель для алюминиевых радиаторов отопления. При соблюдении состава жидкости и минимальном количестве кислорода в ней не будут происходить разрушающие процессы.

Если условия эксплуатации отопительной системы подразумевают возможность воздействия отрицательных температур – следует использовать другой вид циркулирующей жидкости. Как выбрать теплоноситель для систем отопления в этом случае, и какими критериями следует руководствоваться?

Антифриз для системы отопления

Одним из определяющих параметров является температура замерзания. Для антифризов она может быть равна от -20°С до -60°С. Это позволяет эксплуатировать теплоснабжение даже в условиях отрицательных температур без возникновения поломок.

Однако антифризы имеют большую плотность, чем вода – оптимальная скорость теплоносителя в системе отопления в этом случае может быть достигнута только при установке мощного циркуляционного насоса.

В зависимости от состава и компонентов бывают следующие типы антифризов:

  • Этиленгликоль. Характеризуется низкой стоимостью, но крайне токсичен. Не рекомендуется для автономного отопления частного дома;
  • Пропиленгликоль. Полностью безопасен для здоровья человека. Имеет худший коэффициент теплопроводности, чем жидкость на основе этиленгликоля. Отличается высокой стоимостью;
  • Антифризы на основе глицерина. Именно его чаще всего выбирают в качестве жидкости-теплоносителя для отопления. Цена намного меньше, чем у пропилен-гликолевых составов, не токсичен, обладает хорошим показателем теплоемкости.

Нужно знать, что расчет количества теплоносителя в системе отопления для антифризов будет сложнее. Это объясняется их вспениванием при достижении максимальной температуры. Для минимизации этого явления производители добавляют в состав жидкости специальные ингибиторы и присадки.

Перед приобретением безопасного теплоносителя для систем отопления следует ознакомиться с рекомендациями от производителей котла и радиаторов. Не все типы незамерзающей жидкости можно использовать для алюминиевых радиаторов и газовых котлов.

Основные характеристики теплоносителя для отопления

Определить заранее расход теплоносителя в системе отопления можно лишь после анализа его технических и эксплуатационных параметров. Они повлияют на характеристики всего теплоснабжения, а также скажутся на работе других элементов.

Дистиллированная вода для отопления

Так как свойства антифризов зависят от их состава и содержания дополнительных примесей, будут рассмотрены технические параметры для дистиллированной воды. Для теплоснабжения следует использовать именно дистиллят – полностью очищенную воду. При сравнении теплоносителей для систем отопления можно определить, что проточная жидкость содержит большое количество сторонних компонентов. Они негативно влияют на работу системы. После использования в течение сезона на внутренних поверхностях труб и радиаторов образуется слой накипи.

Для определения максимальной температуры теплоносителя в системе отопления следует обращать внимание не только на его свойства, но и на ограничения в эксплуатации труб и радиаторов. Они не должны пострадать при повышенном термическом воздействии.

Рассмотрим самые значимые характеристики воды, как теплоносителя для алюминиевых радиаторов отопления:

  • Теплоемкость – 4,2 кДж/кг*С;
  • Массовая плотность. При средней температуре +4°С она составляет 1000 кг/м³. Однако во время нагрева удельная плотность начинает снижаться. При достижении +90°С она будет равна 965 кг/м³;
  • Температура кипения. В открытой системе отопления вода закипает при температуре +100°С. Однако если увеличить давление в теплоснабжении до 2,75 атм. – максимальная температура теплоносителя в системе теплоснабжения может составлять +130°С.

Немаловажным параметром в работе теплоснабжения является оптимальная скорость теплоносителя в системе отопления. Она напрямую зависит от диаметра трубопроводов. Минимальное значение должно составлять 0,2-0,3 м/с. Максимальная скорость ничем не ограничивается. Важно, что бы в системе поддерживалась оптимальная температура теплоносителя в отоплении по всему контуру и отсутствовали посторонние шумы.

Однако профессионалы предпочитают руководствоваться норами старого СНиПа 1962 г. В нем указаны предельные значения оптимальной скорости теплоносителя в системе теплоснабжения.

Диаметр трубы, мм

Максимальная скорость воды, м/с

25

0,8

32

1

40 и более

1,5

Превышение этих значений скажется на расходе теплоносителя в системе отопления. Это может привести к увеличению гидравлического сопротивления и «ложным» срабатываниям спускного предохранительного клапана. Следует помнить, что все параметры теплоносителя системы теплоснабжения должны быть предварительно рассчитаны. Это же касается оптимальной температуры теплоносителя в системе теплоснабжения. Если проектируется низкотемпературная сеть – можно не придавать этому параметру значения. Для классических схем максимальное значение нагрева циркулирующей жидкости напрямую зависит от давления и ограничений по трубам и радиаторам.

Для правильного выбора теплоноситель для систем отопления предварительно составляют температурный график работы системы. Максимальные и минимальные значения нагрева воды не должны быть ниже 0°С и выше +100°С

Расчет объема теплоносителя в отоплении

Перед заполнением системы теплоносителем необходимо правильно рассчитать его объем. Он напрямую зависит от схемы теплоснабжения, количества компонентов и их габаритных характеристик. Именно они влияют на количество теплоносителя в системе отопления.

Виды труб для отопления

Сначала анализируются параметры подающей магистрали. Важное значение имеет материал ее изготовления. Для вычисления объема теплоносителя в системе отопления необходимо знать внутренний диаметр трубы. Согласно современным нормативам в артикуле стальных трубопроводов дается внутренний размер сечения, а для пластиковых принят наружный. Поэтому в последнем случае необходимо вычесть две толщины стенки.

Для того чтобы самостоятельно рассчитать объем теплоносителя в системе отопления не нужно делать вычисления. Достаточно воспользоваться данными из нижеприведенной таблицы. С ее помощью можно сделать расчет количества теплоносителя в системе теплоснабжения.

Диаметр, мм

Объем теплоносителя (л) в 1 м.п. трубы, в зависимости от материала изготовления

Стальные

Полипропиленовые

Металлопластиковые

15

0,177

0,098

0,113

20

0,314

0,137

0,201

25

0,491

0,216

0,314

32

0,804

0,353

0,531

40

1,257

0,556

0,865

Имея эту информацию достаточно по схеме теплоснабжения определить протяженность труб определенного диаметра и умножить получившееся значение на объем в 1 м.п. Таким способом рассчитывается объем теплоносителя в системе теплоснабжения, но только в трубах.

Размеры радиатора отопления

Но помимо подающих магистралей в схеме отопления присутствуют радиаторы и батареи. Они также влияют на объем теплоносителя в системе теплоснабжения. Каждый производитель указывает точную вместительность отопительного прибора. Поэтому оптимальным вариантом расчета буде изучение паспорта батареи и определение количества требуемой жидкости теплоносителя для теплоснабжения.

Если же это невозможно по ряду причин – можно воспользоваться приблизительными цифрами. Стоит отметить, что при большом количестве батарей погрешность вычислений будет увеличиваться. Поэтому для точного расчета количества теплоносителя в системе теплоснабжения рекомендуется узнать паспортные характеристики батареи. Это можно сделать на сайте производителя в разделе технической информации.

В таблице показан средний объем теплоносителя для одной секции в алюминиевых, биметаллических и чугунных радиаторов отопления.

Тип радиатора

Межцентровое расстояние, мм

300

350

500

Алюминиевые

0,36

0,44

Биметаллические

0,16

0,2

Чугунные

1,1

1,45

Эти цифры необходимо умножить на общее количество секций в системе отопления. Затем к полученным данным следует прибавить уже рассчитанный объем воды в трубах и можно определить общее количество теплоносителя в системе отопления.

Однако следует помнить, что при сравнении теплоносителей для систем теплоснабжения отмечалось, что со времен объем может уменьшаться по объективным причинам. Поэтому для поддержания работоспособности системы следует периодически добавлять в нее теплоноситель.

Для точного расчета объема расчета воды в системе отопления необходимо учитывать вместительно теплообменника котла. Для твердотопливных моделей этот показатель может составлять несколько десятков литров. У газовых он несколько ниже.

Способы заполнения систему отопления теплоносителем

Определившись с типом теплоносителя и вычислив его объем в отоплении остается решить ее одну задачу – как добавлять воду в систему. Это важный пункт в проектировании теплоснабжения, так как при достижении критического уровня воды может выйти из строя теплообменник котла и радиаторы.

Узел подпитки закрытой системы отопления

Для отрытой системы теплоснабжения добавление воды может осуществляться через расширительный бак, расположенный в самой высокой точке системы.

Для этого необходимо провести подающую магистраль и подключить ее к конструкции бака. При снижении объема теплоносителя достаточно включить подачу новой порции воды для дополнения системы.

Заполнение закрытой системы осуществляется по другой схеме. В ней должен быть предусмотрен узел подпитки. Этот компонент располагается на обратной трубе, перед расширительным баком и циркуляционным насосом. В комплектацию подпиточного узла входят следующие компоненты:

  • Запорная арматура, устанавливаемая на подключаемом патрубке;
  • Обратный клапан, предотвращающий изменение направления потока теплоносителя;
  • Сетчатый фильтр.

Для автоматизации работы узла можно установить на кран сервомеханизм. Он подключается к датчику давления. При снижении показателя давления сервомеханизм открывает кран и тем самым добавляет в систему теплоноситель.

В видеоролике рассказывается о параметрах выбора теплоносителя для отопительной системы:

strojdvor.ru