Отопительные системы

Центральное отопление от кафельной печи: Электрокафельная печь. Принцип теплоизлучения. Принцип конвекции. Железные печи. Печи большой теплоемкости. Газовые печи, работающие по принципу конвекции. Электрические теплоизлучатели. Печи на жидком (нефтяном) топливе. Центральные системы отопления. Воздушные системы отопления. Перевод размеров обогреваемой площади кафельной печи в штуки плиток. Паровое отопление. Водяное отопление. Нагревательные приборы: Чугунные радиаторы. Стальные радиаторы. Плоские радиаторы. Отопительные панели. Панели лучистого отопления. Трубчатые нагревательные приборы. Нагревательные приборы в виде ребристых труб. Нагревательные приборы для систем отопления высокого давления. Конвекторы. Теплопроизводительность конвекторов. Лучистые системы отопления. Специальные плиты лучистого отопления. Настенные и потолочные нагревательные приборы воздушного отопления. Система Домотерм. Централизованные системы теплоснабжения.


В районах около 50 северной широты отопительный сезон продолжается в среднем 200 дней. Выбор системы отопления зависит от назначения здания, вида топлива, размеров затрат, продолжительности топки и санитарно-гигиенических требований.
 
Центральное отопление от кафельной печи.
 
Непосредственный нагрев нескольких комнат осуществляется теплым воздухом, проходящим через шахты разводки (рис. 2,3). Расход энергии регулируется автоматически; рационально используются отходящие газы. КПД 85%.
 
Отопительные печи большой теплоемкости на угле делают с автоматическим регулированием тяги. Наружная шахта в подвале. При нефтяном топливе применяют чашеобразные форсунки, в крупных установках — форсуночные горелки, автоматическое регулирование комнатным термостатом. При отоплении газом происходит автоматическое воспламенение; регулировка автоматическая комнатным термостатом; дешевый источник энергии (природный газ).
 
Центральное отопление от кафельной печи. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert
1. Типы кафельных плиток и способ их установки;
 
2. Центральное отопление многоэтажного дома от каменой печи;
 
3. Поквартирное отопление от кафельной печи с топкой из коридора;
 
4. Кафельные печи заводского изготовления;
 
5. Необходимая площадь для установки кафельных печей большой теплоёмкости.

Перевод размеров обогреваемой площади кафельной печи в штуки плиток (рекомендуемые размеры выделены):

Глубина печи Ширина печи Глубина печи Ширина печи Высота печи, включая краткий ряд толщиной 10 см, без цоколя, см.
498 5120 6142 7164 8186 9208
В плитках, шт В см. Площадь нагреваемой поверхности, м2
1 ½ 2 ½ 33 55 2,08 2,47 2,86 3,25    
66 2,37 2,81 3,24 3,69    
2 3 44 66 2,73 3,22 3,69 4,17 4,65 5,14
3 ½ 77 3,04 3,58 4,11 4,64 5,17 5,7
4 88 3,36 3,94 4,52 5,1 5,68 6,26
2 ½ 3 ½ 55 77 3,43 4,02 4,6 5,18 5,76 6,34
4 88 3,77 4,4 5,03 5,66 6,29 6,92
4 ½ 99 4,11 4,79 5,47 6,15 6,82 7,51
3 4 ½ 66 99   5,22 6 6,73 7,46 8,19
5 110   5,68 6,45 7,23 7,99 8,76
5 ½ 121   6,09 6,91 7,73 8,55 9,37
 
Электрокафельная печь
 
Мощность агрегата в зависимости от объёма помещения от 4 до 12 кВт. Отсутствует открытый огонь, нет камина, нет склада топлива.
 
Принцип теплоизлучения: тепловой элемент нагревается током (дешёвый способ); в течение дня происходит равномерная отдача тепла наружным кафельным стенкам.
 
Принцип конвекции: тепловой элемент снаружи изолирован от тепла; вентилятор, управляемый комнатным термостатом, подаёт воздух на горячие тепловые элементы.
 
Железные печи обеспечивают быструю и интенсивную теплоотдачу, но после прекращения топки быстро остывают. 
 
Теплоотдача по Фроммеру:
кафельные печи 700 - 930 Вт/м2;
железные печи в зависимости от обмуровки 2300 - 4650 Вт/м2.
 
Печи большой теплоемкости (DIN 18890):
 
Площадь нагрева, м2 0,8 1 1,2 1,5 2 2,7 3,5
Теплопроизводительность, Вт 3700 4650 5600 7000 9350 12600 16300
Объём обогреваемого помещения, м3 60 70 90 110 180 250 350
 
Газовые печи, работающие по принципу конвекции, должны быть подсоединены к вытяжной трубе или каналу в наружной стене.
 
Номинальная теплопроизводительность, Вт Расход газа, м3 / час
2300 0,7
3500 1
 
Электрические теплоизлучатели (инфракрасные, вутовые) мощностью 700 - 4000 Вт обеспечивают теплоотдачу немедленно по их включении около ПбОккал/ч на 1000 Вт.
 
Печи на жидком (нефтяном) топливе основаны на сгорании испаряющихся газов, снабжены поплавком для регулирования подачи топлива и автоматическим регулятором тяги. Если естественной тяги недостаточно, включается вентилятор. КПД 60 - 70%, расход жидкого топлива 0,2 - 3 кг/ч.
 
Центральные системы отопления используют в качестве теплоносителя воздух, горячую воду или пар. Простейшая система центрального поквартирного отопления — подача тепла во все комнаты от печи с топкой из коридора (рис. 2).
 
Воздушные системы отопления:
 
а) система прямого действия (духовое отопление). Подогретый в огневом калорифере воздух разводится по каналам в обогреваемые помещения с рециркуляцией остывшего воздуха. В зависимости от положения воздушного клапана котлы работают на отходящем, свежем или смешанном воздухе;
 
б) смешанная система. Горячая вода или пар используются в качестве промежуточного теплоносителя. Система работает с естественной или искусственной (вентиляторы) циркуляцией, которая обеспечивает более быстрый нагрев помещения при меньших  размерах  и  улучшает  возможности  регулирования. При сильном ветре регулирование системы затруднено. Для очистки воздуха от пыли необходимо устанавливать фильтры.
 
Системы кондиционирования воздуха оборудуют приборами охлаждения и нагрева воздуха, фильтрами для очистки и приборами, регулирующими влажность воздуха (см. Вентиляция).
 
Электрические комнатные кондиционеры, широко распространенные в Америке, устанавливают в отдельных помещениях; такие приборы имеют небольшие размеры, их можно свободно разместить в подоконных нишах.
 
Паровое отопление высокого (при давлении пара свыше 0,5 кг/см2) и низкого давления (при давлении пара до 0,5 кг/см2), а также по вакуум-системе осуществляется по одно- или двухтрубной схемам с нижней или верхней разводкой. Паровое отопление наиболее экономично (небольшое сечение трубопроводов, быстрое нагревание приборов), но неблагоприятно с санитарно-гигиенической точки зрения (высокая температура поверхности нагревательных приборов, трудность регулирования, что ведет к перегреву помещений в переходные периоды осенне-весенних сезонов и к перерасходу топлива.
 
Этих недостатков лишена система водяного отопления.
 
Водяное отопление (DIN 4751) с температурой до 363,15 К выполняют в виде открытых или замкнутых систем с нижней или верхней разводкой, однотрубные и двухтрубные, с естественной или принудительной циркуляцией. Такие системы характеризуются невысокой температурой нагревательных приборов, надежностью в эксплуатации, небольшой опасностью коррозии. Недостатки: возможность замерзания воды и высокая термическая инерция системы.
 
Водяное отопление применяют для отопления квартир с размещением котла на уровне квартиры или в подвале.
 
Системы водяного отопления (DIN 4752) с температурой более 363,15 К применяют чаще всего на промышленных предприятиях с большими помещениями и в системах районной теплофикации. Организациями технического надзора разработаны специальные инструкции по устройству котельных и по требованиям к материалам.
 
Нагревательные приборы навешивают на кронштейнах и специальных креплениях.
 
Число секций Число кронштейнов Число креплений
до 14 2 1
до 25 3 1 – 2
до 45 4 2
 
Чугунные радиаторы стандартизованы по DIN 4720 (рис. 1).
 
Стальные радиаторы рекомендуется применять только для водяного отопления (DIN 4722) (рис. 1).
 
Расстояние между осями труб Высота секции H Ширина секции С Толщина секции
Чугунные радиаторы по DIN 4720
900 980 70, 160, 220 60
500 580 110, 160, 220
350 430 160, 220
200 280 250
Стальные радиаторы по DIN 4722
900 1000 110, 160, 220 50
500 600 110, 160, 220
350 450 160, 220
200 300 250
 
Плоские радиаторы (рис. 2) чугунные или стальные не стандартизованы, схожи по внешнему виду; изготовляются высотой 20 - 100 см и любой длины.
 
Отопительные панели представляют собой полые стальные приборы с гладкой или профилированной поверхностью, изготовляются высотой 20 — 100 см, любой длины, толщиной 2 — 3 см.
 
Панели лучистого отопления (рис. 3) не стандартизованы, выпускаются разных размеров; крепление к стене с относом или вплотную.
 
Трубчатые нагревательные приборы представляют собой, отдельно установленные горизонтальные или вертикальные трубы диаметром 1, 1 ½  и 2" в виде змеевиков или регистров. Приборы навешивают на кронштейны.
 
Нагревательные приборы в виде ребристых труб изготовляют в настоящее время из спиральных труб диаметром 10 — 70 мм в свету с 100 — 300 ребрами на 1 п.м. Они обеспечивают хорошую теплоотдачу и применяются в сушильных, нагревательных и холодильных установках.
 
Нагревательные приборы для систем отопления высокого давления представляют собой приборы из сваренных бесшовных труб с приваренными к ним призматическими замкнутыми или открытыми кожухами (рис. 4), в которых создается циркуляция воздуха. Их можно применять также в системах водяного или парового отопления низкого давления.
 
Конвекторы представляют собой приборы из ребристых труб с очень тонкими ребрами; обладают высокой теплоотдачей. Стоимость единицы поверхности нагрева ниже, чем у других приборов, однако для удобства их очистки нужен быстросъёмный кожух. Ввиду небольшого объема воды их легко регулировать. При установке должно быть обеспечено интенсивное омывание ребер воздухом (рис. 5 и таблица).
 
Отопительные приборы. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert Отопительные приборы. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert
1.Установки и размеры радиаторов.
2. Размеры плоских настенных радиаторов;
3. Размеры панелей лучистого отопления.
Отопительные приборы. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert Отопительные приборы. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert
4. Нагревательные приборы для рабочего давления до 30 ати с кожухами различной формы и верхней крышкой. 5. Конвекторы из стальных или медных ребристых труб с передней стенкой в виде плинтуса.
 
Теплопроизводительность конвекторов при давлении пара 0,1 ати и температуре воздуха в помещении 293, 15 °К:
Тип конвектора   Высота, см
20 40 60 80 100
I Теплопроизводительность, Вт/м 2300 3200 3550 3850 4100
Теплопроизводительность, Вт/м2 420 580 640 700 740
Коэффициент теплопередачи Вт/(м2 х К) 5,2 5,7 6,3 6,9 7,2
II Теплопроизводительность, Вт/м 2560 3260 3660 4000 4200
Теплопроизводительность, Вт/м2 355 455 505 545 580
Коэффициент теплопередачи Вт/(м2 х К) 4,4 5,7 6,3 6,9 7,2
III Теплопроизводительность, Вт/м 2300 2440 2560 2650 2740
Теплопроизводительность, Вт/м2 580 610 640 660 690
Коэффициент теплопередачи Вт/(м2 х К) 7,2 7,8 8 8,3 8,5
 
Лучистые системы отопления устраивают в потолке, в полу или в стенах. Температура поверхности нагрева 30 — 50°С. Система создает комфортные условия, не загромождает помещение, устраняет сквозняки, скопление и подгорание пыли на отопительных приборах, снижает эксплуатационные расходы. Температура у поверхности пола (при размещении системы в перекрытии) выше, чем при обычной системе отопления с радиаторами (рис. 7).
 
Применяют следующие системы:
 
1. Регистры, забетонированные в тело перекрытия (система Кристалл, рис. 2).
2. Медные трубы, подвешенные к перекрытию и оштукатуренные (рис. 3).
3. Подвешенные к перекрытию оштукатуренные регистры с тонкими алюминиевыми рёбрами для увеличения поверхности теплоотдачи; к ним крепится цельнотянутая сетка, по которой штукатурят потолок (система Страмакс, рис. 4).
4. Регистры в пространстве между несущей конструкцией покрытия и подвесным потолком, оштукатуренным по сетке, или из сборных плит (рис. 5).
5. Подвешенные к перекрытию открытые, излучающие тепло листы из перфорированного металла с уложенными по ним звукоизоляционными матами, препятствующими теплоотдаче кверху (система Френгер); то же, из перфорированных гипсовых плит с алюминиевыми закладными элементами (система Страмакс -Эхостоп или Ибис, рис. 6).
 
Стоимость этих пяти систем лучистого отопления возрастает с повышением степени их регулировки и гибкости в эксплуатации. Лучистые системы отопления должны быть тщательно рассчитаны, поскольку последующие исправления путем присоединения дополнительных секций к радиаторам в этих системах неосуществимы. У наружных стен и на участках, подвергающихся более интенсивному охлаждению, необходимо увеличить число труб регистра по сравнению с другими участками (рис. 8).
 
Регистры обычно изготовляют из труб диаметром 1/2 — 1 ¼. Применяют также системы лучистого отопления посредством обогревающих освинцованных проводов, заложенных в толще штукатурки, а также специальные обои и плиты для потолков и стен помещений.
 
Специальные плиты лучистого отопления системы Сунцтрип (рис. 9) не требуют крепления труб или рёбер регистра к перекрытию. Трубы регистра, соединённые между собой листовой сталью, излучают тепло книзу.
 
Настенные и потолочные нагревательные приборы воздушного отопления состоят из ребристых труб, присоединенных к центральной или местной системе отопления; вентилятор с мотором обеспечивает рециркуляцию с подачей свежего воздуха (в летнее время служат для вентиляции помещений, рис. 10).
 
Система Домотерм представляет собой нагревательный аппарат, подвешенный к потолку центрально расположенного подсобного помещения (прихожей, коридора). Подогретый воздух подается в смежные помещения.
 
Централизованные системы теплоснабжения (водяные или паровые) обслуживают группу зданий, жилой квартал, иногда и весь населенный пункт (теплоэлектростанция). Достигается рациональное сжигание топлива при минимальном числе обслуживающего персонала; отпадает необходимость в сооружении котельных и складов угля в отапливаемых зданиях и в их обслуживании; в зданиях предусматривают только установку подогревателей со счетчиками и в необходимых случаях термостатов.
 
Системы отопления. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert Системы отопления. Строительное проектирование. Эрнст Нойферт, Bauentwurfslehre. Ernst Neufert
1. Схема движения воздуха в помещении при отоплении радиаторами и потолочном лучистом отоплении;
2. Система лучистого отопления «Кристалл»;
3. Подвешенные медные трубы;
4. Система «Страмакс»;
5. Регистры в пространстве между перекрытием и подвесным потолком;
6. Система «Френгер» (Ибис);
7. Изменение температуры по высоте помещения;
8. Число труб регистра лучистого отопления увеличивается у наружных стен;
9. Система «Сунитрип».
10. Настенный нагревательный прибор;
11. Пластинчатый воздухораспределитель (анемостат);
12. Конический воздухораспределитель;
13. Размещение труб отопления, как это показано в приведенном примере (из английской практики), должно быть предусмотрено заранее с устройством необходимых для этого борозд и каналов;
14. Устройство вертикальных и горизонтальных борозд для присоединения радиаторов.
 
Эрнст Нойферт. «Строительное проектирование» / Ernst Neufert "BAUENTWURFSLEHRE"

Добавить комментарий

Подтвердите, что вы не спамер
CAPTCHA
Этот вопрос задается для проверки того, не является ли обратная сторона программой-роботом (для предотвращения попыток автоматической регистрации)