СЛЕСАРЬ-САНТЕХНИК

СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ Искусственный обогрев помещений

Отопление — это искусственный обогрев помещений с целью возмещения в них тепловых потерь и поддержания на заданном уровне температуры, определяемой услови­ями теплового комфорта.

Температурные условия в помещениях зависят от по­ступления и потерь теплоты, а также от теплозащитных свойств наружных ограждений, расположения отопительных и нагревательных приборов, размеров помещения. Теплота в помещение поступает от людей, животных, бытового и тех­нологического оборудования, источников искусственного освещения, за счет приточного вентиляционного воздуха и солнечной радиации, при технологических процессах, свя­занных с выделением теплоты, если это помещение про­изводственное ■

Потери теплоты вызваны теплопередачей через наруж­ные, ограждения зданий (стены, окна, двери, полы ниж­него этажа или подвала и перекрытия верхнего этажа), нагреванием холодного воздуха, поступающего через не­плотности в ограждениях, и т. д.

Разность расчетных температур внутреннего и наруж­ного воздуха, размеры и ориентация наружных огражде­ний, их теплотехнические качества, бытовые и техноло­гические тепловыделения, а также метеорологические условия (например, скорость ветра и влажность наружного воздуха) определяют расчетные максимальные теплопоте - ри, выражаемые в ваттах (Вт). Теплота, поступающая в помещения от источника тепловой энергии, должна быть равна теплопотерям. Однако как наружные, так и внутрен­ние условия постоянно изменяются, и подачу теплоты сле­дует регулировать.

Потребность в теплоте для отопления зданий превыша­ет расчетные значения теплопотерь в связи с бесполезны­ми теплопотерями, которые связаны с теплопередачей теплопроводов, проложенных в неотапливаемых помеще­ниях (чердаках, подвалах), повышенными теплопотерями через наружные ограждения, у которых размещены тепло­проводы и отопительные приборы, и другими причинами. Бесполезные потери не должны превышать 10% от расчет­ных потерь для жилых и 15% для общественных зданий.

Теплота, необходимая для отопления, образуется обыч­но при сжигании топлива в котельных, на теплоэлектро­централях (ТЭЦ), атомных теплоэлектроцентралях (АТЭЦ), атомных станциях теплоснабжения (ACT) и в отопительных печах. В последнее время используется так­же солнечная, геотермальная и электрическая энергия.

Более рациональное сжигание топлива обеспечивает­ся в больших котельных, имеющих максимальные значе­ния коэффициента полезного действия (КПД), возможно­стью использования низкосортного топлива и более высоким уровнем эксплуатации систем. В качестве топли­ва используют различные виды угля, мазут, торф, газ, дро­ва, древесные отходы производства, биомассу, биогаз, го­рючие сланцы, а также мусор на мусоросжигательных заводах.

Потребность топлива зависит от КПД сжигающих уст­ройств, эффективности теплоизоляции и протяженности теплопроводов от источников до потребителей, а также от теплоты сгорания топлива. Теплота сгорания топлива ха­рактеризует количество теплоты в джоулях, которое выде­ляется при полном сгорании I кг твердого или жидкого топлива или 1 м3 газа при нормальных условиях и выра­жается соответственно в МДж/кг или МДж/нм3.

Различают низшую и высшую теплоту сгорания. Низшая меньше большей на количество теплоты, которая затрачи­вается на испарение воды, содержащейся в топливе или образующейся при его сгорании. Низшая теплота сгора­ния для каменных углей равна 17—34 МДж/кг, мазута — около 38,5 МДж/кг, природных газов — 31—38 МДж/нм1, искусственных газов 4—15 МДж/нм1. Поскольку этот по­казатель у разных видов топлива имеет широкие пределы, принято понятие условного топлива.

Условным считается топливо, низшая теплота сгорания которого по рабочей массе (масса топлива в том виде, в котором оно поступает к потребителю, т. е. с балластом — золой и влагой, равна 29,3 МДж/кг для твердого и жид­кого или 29,3 МДж/нм} для газообразного топлива.

Теплоснабжение — снабжение теплоэнергией систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения зданий различного назначения и технологических потребителей. Централизованное теплоснабжение обеспечивает подачу теплоэнергии многим потребителям, расположенным вне места его выработки.

В систему централизованного теплоснабжения входят источник тепловой энергии, тепловые сети, центральный тепловой пункт (ЦТП). Генератором теплоты в таких си­стемах могут быть котлы местных, квартальных, районных котельных или ТЭЦ и АТЭЦ, от которых теплота с помо­щью высокотемпературного теплоносителя по тепловым сетям подается в теплообменные устройства (бойлеры, элеваторные узлы) центральных тепловых пунктов и затем по теплопроводам с меньшей температурой теплоносите­ля поступает к отопительным приборам системы отопле­ния здания.

По виду теплоносителя системы теплоснабжения под­разделяют на водяные и паровые, по способу присоеди­нения систем горячего водоснабжения зданий к тепловым сетям — на закрытые и открытые. Закрытые системы теп­лоснабжения присоединяются к тепловым сетям через водонагреватели, и вся сетевая вода из системы возвраща­ется к источнику теплоснабжения. В открытых системах производится непосредственный отбор горячей воды из тепловой сети;

По количеству теплопроводов различают одно - и мно­готрубные (чаще двухтрубные) системы теплоснабжения, а по способу обеспечения потребителей тепловой энерги­ей — одно - и многоступенчатые системы теплоснабжения.

В одноступенчатых системах потребители теплоты при­соединяются непосредственно к тепловым сетям. В узлах присоединения потребителей теплоты к тепловым сетям, называемых абонентскими вводами, устанавливают подо­греватели горячего водоснабжения, элеваторы, насосы, за порно-регул ирующую арматуру, контрольно-измери­тельные приборы для обслуживания местных отопитель­ных и водоразборных приборов. Если абонентский ввод сооружается для какого-либо индивидуального здания или объекта, то его называют индивидуальным тепловым пун­ктом (ИТП).

В многоступенчатых системах между источником теп­ловой энергии и потребителями размещают центральные тепловые пункты (ЦТП), в которых параметры теплоно­сителя могут изменяться в зависимости от требований потребителей.

Для увеличения радиуса действия системы теплоснаб­жения и уменьшения количества транспортируемого теп­лоносителя и затрат электроэнергии на его перекачку, ди­аметров теплопроводов используют высокотемпературную (до 180°С и более) воду. Циркуляцию теплоносителя по теплопроводам диаметром до 1400 мм, которые проклады­вают под землей в непроходных и полупроходных кана­лах, в проходных коллекторах и без каналов, а также над землей на опорах, обеспечивает насосная станция источ­ника тепловой энергии. К высокотемпературной воде из тепловых сетей с помощью насоса или водоструйного эле­ватора подмешивается охлажденная вода из обратного теплопровода местной системы отопления. Такая схема подключения к тепловым сетям называется зависимой. При использовании для нагрева теплоносителя водона­гревателей схема подключения называется независимой.

Независимую схему применяют, когда давление в об­ратном теплопроводе тепловой сети превосходит допусти­ма

Мое для отопительных приборов местных систем отопле­ния или перепад давления недостаточен для работы по зависимой схеме.

При использовании элеваторов не всегда можно обес­печить надежное количественное регулирование подачи теплоты в системах отопления. Поэтому в последнее вре­мя стали шире применять независимые схемы с подогре­вом воды для системы отопления и вентиляции в водо - или пароводяных теплообменниках (бойлерах). Циркуля­цию воды в системах отопления обеспечивают с помощью насосных установок, монтируемых на фундаменте, или бесфундаментных, устанавливаемых непосредственно на обратном теплопроводе.

При подключении систем отопления к тепловым сетям необходимо, чтобы давление в обратном теплопроводе сети было больше гидростатического в системе отопления. В этом случае в систему не будет подсасываться воздух.