Отопление помещений
Содержание
Введение
1. Характеристики отопления
2. Системы отопления
3. Классификация систем отопления
4. Виды систем отопления
4.1 Огневоздушное отопление
4.2 Водяное отопление
4.3 Паровое отопление
4.4 Инфракрасное отопление
4.5 Динамическое отопление
Заключение
Библиографический список
Введение
Ещё давно человечество сталкивалось с проблемой обогрева и
сохранения тепла в своём доме. Способность адаптироваться помогла человеку
создать систему отопления.
Итак, отопление - это искусственный обогрев помещений с целью
возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры,
отвечающей условиям теплового комфорта или требованиям технологического
процесса. Под отоплением понимают также устройства и системы, выполняющие эту
функцию.
1. Характеристики
отопления
В зависимости от преобладающего способа теплопередачи
отопление помещений может быть конвективным и лучистым.
Конвективное отопление - это вид отопления, при котором тепло
передается благодаря перемешиванию объемов горячего и холодного воздуха. При
таком отоплении температура воздуха поддерживается на более высоком уровне, чем
радиационная температура помещения. Это широко распространенный способ
отопления. К недостаткам конвективного отопления относится большой перепад
температур в помещении и невозможность вентиляции
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F>
помещения без потерь тепловой энергии
<https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8&action=edit&redlink=1>.
Лучистым считают отопление, при котором радиационная температура
помещения превышает температуру воздуха. Тепло
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE> в таком
случае передается в основном излучением, и в меньшей степени - конвекция
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F>.
Приборы для отопления размещаются непосредственно под или над обогреваемой
зоной (вмонтированы в пол или потолок, также могут крепиться на стены или под
потолком). Лучистое отопление при несколько пониженной температуре воздуха (по
сравнению с конвективным отоплением) является более благоприятным для
самочувствия людей в помещениях. Конвективное или лучистое отопление помещений
осуществляется специальной технической установкой, называемой системой
отопления.
2. Системы
отопления
Система отопления - это совокупность технических элементов,
предназначенных для получения, переноса и передачи во все обогреваемые
помещения количества теплоты
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B0>,
необходимого для поддержания температуры
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0>
на заданном уровне. Основными конструктивными элементами системы отопления
являются:
· теплоисточник (теплогенератор при местном или теплообменник
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%B8%D0%BA>
при централизованном теплоснабжении) - элемент для получения теплоты
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B0>;
· теплопроводы - элемент для переноса теплоты
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B0>
от теплоисточника к отопительным приборам;
· отопительные приборы
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80>
- элемент для передачи теплоты <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%B0>
в помещение.
Перенос по теплопроводам может осуществляться с помощью жидкой
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%96%D0%B8%D0%B4%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C>
или газообразной <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B7>
рабочей среды. Жидкая (вода
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0>, антифриз) или
газообразная (пар <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80>,
воздух <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%85>,
продукты сгорания топлива) среда, перемещающаяся в системе отопления,
называется теплоносителем
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C>.
Принцип работы системы отопления показан на рис. 1.
Рисунок - 1. Принципиальная схема системы отопления.1 -
теплообменник (теплогенератор); 2 - подвод первичного теплоносителя (топлива);
3 - подающий теплопровод; 4 - отопительный прибор; 5 - обратный теплопровод.
К системе отопления предъявляются разнообразные требования. Все
требования можно разделить на пять групп:
· санитарно-гигиенические - поддержание
заданной температуры воздуха и внутренней поверхности ограждении во времени, в
плане и по высоте помещений при допустимой подвижности воздуха; ограничение
температуры поверхности отопительных приборов;
· экономические - невысокие капитальные
вложения с минимальным расходом металла; экономный расход тепловой энергии при
эксплуатации;
· архитектурно-строительные - соответствие
интерьеру помещений, компактность, увязка со строительными конструкциями;
согласование со сроком строительства зданий;
· производственно-монтажные - минимальное
число унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления; сокращение
трудовых затрат при монтаже;
· эксплуатационные - эффективность действия
в течение всего периода работы, связанная с надежностью и техническим
совершенством системы.
Деление требований на пять групп условно, так как в них
входят требования, относящиеся как к периоду проектирования и строительства,
так и эксплуатации зданий.
Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные
требования, которые обусловливаются необходимостью поддерживать заданную
температуру в помещениях в течение отопительного сезона и всего срока службы
системы.
3.
Классификация систем отопления
Системы отопления можно разделить:
· По типу источника нагрева - газовые,
геотермальные, дровяные, мазутные, солнечные, угольные, торфяные, электрические
и др.;
· По типу теплоносителя - водяные
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0> (жидкостные),
воздушные
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%85>,
паровые <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80>,
комбинированные, инфракрасные и др.;
· По типу применяемых приборов - лучистые
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C>,
конвективно-лучистые, конвективные <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F>;
· По виду циркуляции теплоносителя - с естественной и искусственной
(механической, с использованием насосов);
· По радиусу действия - местные и центральные;
· По режиму работы - постоянно работающие на протяжении
отопительного периода
<https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9E%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B4&action=edit&redlink=1>
и периодические (в том числе и аккумуляционные) системы отопления.
· По гидравлическим режимам - с постоянным и изменяемым режимом;
· По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах -
тупиковые и попутные.
4. Виды
систем отопления
Способов обогрева помещений достаточно много. К основным
видам систем отопления относятся:
· Огневоздушное отопление
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
· Водяное отопление
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D1%8F%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
· Паровое отопление
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
· Инфракрасное отопление
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
· Динамическое отопление <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
4.1
Огневоздушное отопление
Воздушное отопление - одна из разновидностей систем отопления
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
зданий. Теплоносителем в данном случае является горячий воздух
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%85>.
Огневоздушное - означает, что нагрев теплоносителя осуществляется с помощью
огня. Первой огневоздушной, да и вовсе - первой отопительной установкой
считается костёр
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%91%D1%80>,
разведённый внутри жилища.
В Древнем Риме <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D1%80%D0%B5%D0%B2%D0%BD%D0%B8%D0%B9_%D0%A0%D0%B8%D0%BC>
в I веке до н.э.
<https://ru.wikipedia.org/wiki/I_%D0%B2%D0%B5%D0%BA_%D0%B4%D0%BE_%D0%BD._%D1%8D.>
уже существовало развитое отопительное устройство гипокауст <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0%BF%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D1%83%D1%81%D1%82>,
где воздух в помещении получал теплоту от полов, которые нагревались печными
дымовыми газами, проходящими в подпольных полостях. Такая система позволяла
получать "чистую" теплоту, без контакта человека с продуктами
сгорания. Кроме этого, каменный пол, обладая большой тепловой инерцией, долго
ещё после потухания огня отдавал теплоту помещению.
Рисунок - 2. Древнеримский гипокауст.
Схожая система, ондоль
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BD%D0%B4%D0%BE%D0%BB%D1%8C>,
появилась предположительно в I в. до н.э. - VII в. н.э. и используется до сих
пор в Корее. Аналогичная система обогреваемого пола известна и в северных
районах Китая, где она известна как "дикан". Также ещё в Древнем Риме
принял свой современный облик камин
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BD>. Термин и
происходит от латинского caminus - открытый очаг. Он устанавливался в центре
помещения и максимально окружался теплоаккумулирующими материалами - каменный
портал, каменный дымоход, каменная противоположная стена. Таким образом,
удавалось избежать перегрева во время топки (камень "впитывал"
теплоту) и резкого охлаждения после потухания огня (теперь камень
"отдавал" тепло). Камин также осуществлял вентиляцию, создавая тягу в
дымоходе.
В средней Европе, судя по археологическим раскопкам, и в IX веке
жилища отапливались печами-каменками
<https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9A%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%B0_(%D0%BF%D0%B5%D1%87%D1%8C)&action=edit&redlink=1>
и курными печами. Печь-каменка представляла собой очаг, сложенный из булыжников
и валунов, курная печь - вырытую в земле яму с глиняным сводом. Это было уже
большим шагом после костра - такая печь аккумулировала теплоту и продолжала
отдавать её долгое время после прогорания топлива, что позволяло тратить меньше
дров и сил. Но всё равно эти печи ещё топились "по чёрному" -
продукты сгорания выходили сперва прямо в жилище и уже после в атмосферу через
специальное отверстие в потолке, а то и вовсе через дверь. В XV веке
существовали печи с дымоходными трубами
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D1%8B%D0%BC%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%B4>,
тогда деревянными - "дымницами".
К этому времени в Европе система гипокауста была практически
утрачена (за исключением Испании
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D0%BF%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F>,
где изменённая версия, называемая "глорией", существовала до начала
XX века), а потому появление огневоздушной системы, называемой "русской
системой", произвело небольшую революцию.
Рисунок - 3. Схема "русской" системы отопления
Устройство отопления было такое: холодный воздух через
воздухозаборную <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%85%D0%BE%D0%B7%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA>
шахту подводился к установленной на первом или цокольном этаже печи
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%87%D1%8C>, где, касаясь её
раскалённой поверхности, нагревался, а после по горизонтальным и вертикальным
кирпичным воздухораспределяющим каналам подводился в обогреваемые помещения.
Оттуда через вытяжные каналы отдавший теплоту воздух выводился обратно в
атмосферу. Циркуляция воздуха была естественной, за счёт разности плотностей
горячего и холодного. Такая система не только обеспечивала жильё
"чистой" теплотой, но и осуществляла вентиляцию
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B8%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F>.
В настоящее время воздушное отопление с успехом применяется для
обогрева промышленных, торговых и складских помещений большого объема. Основным
достоинством при этом является отсутствие в системе жидкого теплоносителя -
воды. Таким образом, система полностью защищена от протечек, разморозки,
коррозии. Затраты на обустройство и эксплуатацию системы воздушного отопления,
как правило, существенно ниже, чем аналогичные затраты для водяной системы. В
качестве источника нагретого воздуха в современных системах воздушного
отопления применяют теплогенераторы
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80>.
Существует две системы воздушного отопления: центральная и
зональная.
Центральная система реализуется на базе установки, забирающей
наружный воздух, фильтра и газовой горелки, которые очищают и нагревают воздух,
прежде чем вентилятор подаст его в систему воздуховодов. Главный недостаток
такой системы заключается именно в наличии воздуховодов, распределяющих по дому
одинаковое количество нагретого воздуха с одинаковой температурой. Отсутствует
регулировка температуры по помещениям!
Зональная система воздушного отопления. Отопительные приборы
(каждому из которых поручена забота о конкретной комнате) замеряют температуру
в помещении - и регулируют её значение до заданных параметров, затрачивая ровно
столько мощности, сколько необходимо, ни больше, ни меньше. Зональное отопление
реагирует строго по ситуации. Реализуется такая система на базе газовых
конвекторов, устанавливаемых в каждой комнате, имеющих закрытую камеру сгорания
(никаких выбросов продуктов сгорания внутри помещения). Может реализоваться
покомнатно, поэтажно. Не имеет системы воздуховодов, только подведённую к
конвектору газовую трубу.
4.2 Водяное
отопление
Водяное отопление - способ отопления
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
помещений с помощью жидкого теплоносителя
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C>
(воды <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0>, или
антифриза
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BD%D1%82%D0%B8%D1%84%D1%80%D0%B8%D0%B7>
на водяной основе). Передача тепла в помещение производится с помощью радиаторов,
конвекторов, регистров труб.
В 1777 году
<https://ru.wikipedia.org/wiki/1777_%D0%B3%D0%BE%D0%B4> французский
инженер М. Боннеман изобрёл и применил для обогрева инкубаторов
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D0%BA%D1%83%D0%B1%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80>
первую водную систему отопления с естественной циркуляцией, основные принципы и
инженерные решения которой нашли применение в отоплении жилищ тогда и
применяются до сих пор.
В 1834 первой в России
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F>
системой водяного отопления с естественной циркуляцией стала система горного
инженера П.Г. Соболевского
<https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A1%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9,_%D0%9F%D0%B5%D1%82%D1%80_%D0%93%D1%80%D0%B8%D0%B3%D0%BE%D1%80%D1%8C%D0%B5%D0%B2%D0%B8%D1%87&action=edit&redlink=1>.
В 1875 году <https://ru.wikipedia.org/wiki/1875_%D0%B3%D0%BE%D0%B4>
появилась первая не только в России, но и в Западной Европе
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%95%D0%B2%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%B0>
квартира с отдельной системой водяного отопления с использованием плоских
отопительных приборов, сделанных в виде пилястр
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%D0%BB%D1%8F%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0>.
Подогрев воды происходил в небольшом нагревателе, установленном в кухонном
очаге.
В системах водяного отопления циркуляция воды может быть как
естественной, так и искусственной. Системы с естественной циркуляцией воды
просты и относительно надёжны, но имеют невысокую эффективность, которая
зависит от правильного проектирования системы. В искусственной системе
используется насос с механическим приводом для повышения разности давления,
вызывающей циркуляцию, и в системе создается вынужденное движение воды.
Рисунок - 4. Схема водяного отопления
Недостатком водяного отопления являются воздушные пробки, которые
могут образовываться после спуска воды при ремонте отопления. Для борьбы с ними
устанавливаются специальные спусковые клапаны
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D0%BD>.
Перед началом отопительного сезона
<https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%9E%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B4&action=edit&redlink=1>
с помощью этих клапанов выпускается воздух благодаря избыточному давлению воды.
В состав оборудования при водяном отоплении входят: тепловой пункт
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BF%D1%83%D0%BD%D0%BA%D1%82>,
магистрали
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%B8%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C>,
отдельные стояки и ветви, отопительные приборы
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80>
и система управления теплоотдачей.
· По способу разводки - с верхней, нижней,
комбинированной, горизонтальной, вертикальной;
· По ходу движения теплоносителя в
магистральных трубопроводах - тупиковые и попутные;
· По гидравлическим режимам - с постоянным и
изменяемым режимом;
· По способу присоединения приборов -
однотрубные, двухтрубные, коллекторные, комбинированные;
Однотрубная система устроена следующим образом: отопительные
приборы одного стояка подключены последовательно
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B8_%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%B2>,
то есть теплоноситель, постепенно охлаждаясь, проходит стояк из прибора в
прибор. Разница в температуре радиаторов в начале и конце магистрали
компенсируется разной поверхностью теплоотдачи приборов (например, различное количество
секций для чугунных радиаторов) - меньшей в начале и большей в конце. Также
может быть предусмотрена обвязка отопительного прибора с использованием
байпаса, или короткозамыкающего участка.
В случае с двухтрубными системами отопительные приборы подключены
к стояку параллельно, что уменьшить разницу в температуре теплоносителя на
каждом радиаторе. Такие системы более металлоёмки и требуют балансировки
каждого прибора отдельно, если не предусмотрена индивидуальная регулировка.
Схемы подключения системы водяного отопления бывают двух видов:
независимая (закрытая) и зависимая (открытая).
Независимая (закрытая) схема подключения - схема присоединения
системы теплопотребления к тепловой сети, при которой теплоноситель,
поступающий из тепловой сети, проходит через теплообменник, установленный на
тепловом пункте потребителя, где нагревает вторичный теплоноситель,
используемый в дальнейшем в системе теплопотребления. В таких системах
теплоснабжения, сетевая вода, циркулирующая в трубопроводах тепловой сети, используется
только как теплоноситель (потребителем из тепловой сети не отбирается). В
закрытых системах теплоснабжения, сетевой водой в теплообменных аппаратах
осуществляется нагрев холодной водопроводной воды. Затем нагретая вода, по
внутреннему водопроводу, подается к водоразборным приборам жилых, общественных
и промышленных зданий.
Зависимая (открытая) схема подключения - схема присоединения
системы теплопотребления к тепловой сети, при которой теплоноситель (вода) из
тепловой сети поступает непосредственно в систему теплопотребления. В таких
системах теплоснабжения сетевая вода, циркулирующая в трубопроводах тепловой
сети, используется не только как теплоноситель, а частично отбирается
потребителем из тепловой сети.
4.3 Паровое
отопление
Паровое отопление - одна из разновидностей систем отопления
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
зданий. В отличие от водяного
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D1%8F%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
или воздушного
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
отопления, теплоносителем является водяной пар <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D1%8F%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%BF%D0%B0%D1%80>.
Иногда в быту водяное отопление зданий неправильно называют
"паровым", хотя в жилых и общественных зданиях применение парового
отопления сейчас запрещено строительными нормами и правилами.
Грядущий XIX век
<https://ru.wikipedia.org/wiki/XIX_%D0%B2%D0%B5%D0%BA> дал широкое
распространение водяным и паровым системам отопления. Собственно, толчок
паровым системам отопления дало повсеместные применение паровых машин.
Промышленные помещения были велики, и отапливать их было сложно, так что
отработанный пар пришёлся кстати.
В 1802 году в Российской империи
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B8%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B8%D1%8F>
впервые появились статьи о возможности отопления паром, а в 1816 г. в
Петербурге уже существовала теплица
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D1%86%D0%B0>,
отапливаемая таким способом.
Особенностью парового отопления является комбинированная отдача
тепла рабочим телом (паром), которое не только снижает свою температуру
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0>,
но и конденсируется <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F>
на внутренних стенках отопительных приборов. Удельная теплота парообразования
(конденсации).
Источником тепла
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8F>
в системе парового отопления может служить отопительный паровой котёл
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D1%82%D1%91%D0%BB>.
Рисунок - 5. Отопительный паровой котёл.
Отопительными приборами являются радиаторы отопления
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80_%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F>,
конвекторы, трубы. Образовавшийся в отопительных приборах конденсат
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82>
возвращается к источнику тепла самотёком
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D1%82%D1%91%D0%BA>
или подаётся насосом
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81>. Давление
пара в системе может быть ниже атмосферного или выше атмосферного. Изменение
температуры в помещениях производится регулированием расхода пара, а если это
невозможно - периодическим прекращением подачи пара. В преддверии морозов
иногда приходится заранее прогревать здание, чтобы использовать его тепловую
инерцию.
Преимуществами парового отопления являются:
· небольшие размеры и меньшая стоимость
отопительных приборов
· малая инерционность и быстрый прогрев
системы
· отсутствие потерь тепла в теплообменниках.
К недостаткам же относятся:
· высокая температура на поверхности
отопительных приборов
· невозможность плавного регулирования
температуры помещений
· шум при заполнении системы паром
· сложности монтажа отводов к работающей
системе.
В настоящее время паровое отопление может применяться как при
централизованном, так и при автономном теплоснабжении в производственных
помещениях, в лестничных клетках и вестибюлях, в тепловых пунктах и пешеходных
переходах. Целесообразно использовать такие системы на предприятиях, где пар,
так или иначе, применяется для производственных нужд.
4.4
Инфракрасное отопление
Инфракрасное отопление - одна из разновидностей систем отопления
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>,
где в качестве источников тепла используются инфракрасные излучатели
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5>
или панели. Инфракрасное отопление может использоваться как в качестве
вспомогательного, так и самостоятельного основного типа отопления.
Инфракрасные панели представляет собой многослойную
конструкцию: между двумя специальными пластиковыми пленками расположены
резистивные элементы. Пленочные инфракрасные элементы монтируются под отделку
пола, стен или потолка.
Рисунок - 6. Схема инфракрасного отопления
В отличие от других методов отопления здания, инфракрасное
отопление позволяет рационально и равномерно распределить температуру по всему
объему помещения, ведь нагревается не воздух, а предметы интерьера. Температура
пола так же становится равномерной, с помощью чего происходит значительная
экономия энергии. С помощью инфракрасных обогревателей довольно легко
осуществить зональный обогрев или точечный. Таким образом, инфракрасное
отопление (как подвид электрического отопления) является наиболее экономичным
вариантом. Кислород в комнате не выжигается, тепло равномерно распределяется,
не скапливаясь в верхних шарах под потолком.
Благодаря особенностям ИК-излучения возможна организация
локального отопления, при котором тепло подается лишь в те зоны, где это
необходимо, что особенно актуально в крупных помещениях с высокими потолками.
Кроме того, это единственный вид отопления, позволяющий организовать
эффективный обогрев открытых (в том числе уличных) пространств.
4.5
Динамическое отопление
Отопительная система, которая включает топку, нагревательные
элементы и холодильную установку, называется системой динамического отопления.
Она даёт возможность передавать в воздух отапливаемых помещений значительно
больше тепла, чем отдельная топка. Организация и устройство такой системы
отопления имеет существенные технологические трудности; она требует
значительных вложений средств. Эти причины становятся сдерживающими факторами,
которые препятствуют широкому распространению такого типа отопительной системы.
Возможно, вскоре динамическое отопление станет равноправной составной частью
инженерно-технических коммуникаций
<http://xn--80aafdjbua2a1arehffecedd2s5b.xn--p1ai/>, но для этого
требуется всё более широкая централизация отопления. Принцип действия
отопительной системы динамического типа является интересным примером
использования законов термодинамики для бытовых целей.
При динамическом отоплении часть теплоты, полученной в топке,
поступает в обогреваемое помещение. Остальная часть затрачивается на работу
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0>,
производимую тепловой машиной
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0>
(двигателем). Нагревателем в двигателе является топка, а холодильником -
отапливаемое помещение. Производимая двигателем работа используется для
приведения в действие холодильной машины (теплового насоса
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%BD%D0%B0%D1%81%D0%BE%D1%81>),
включаемой между окружающей средой и помещением: холодильная машина забирает
тепло от окружающей среды и передаёт его помещению. Так помещение получает
теплоту и от горячей топки, и от холодной окружающей среды. Общее количество теплоты
может превзойти теплоту, полученную при типичной для большинства отопительных
систем передаче всего тепла от топки в помещение. Динамическое отопление может
быть реализовано на основе абсорбционной холодильной машины
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A5%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D0%AD%D0%B9%D0%BD%D1%88%D1%82%D0%B5%D0%B9%D0%BD%D0%B0>,
что значительно упрощает конструкцию.
Децентрализованные нагреватели, соединённые единой схемой с
вентиляторными конвекторами, обеспечивают, одновременно с отоплением, ещё и
вентиляцию помещений, позволяют по необходимости регулировать теплоотдачу
обогревательного прибора. Нагреватели децентрализованного типа входят в состав
инженерных сетей и коммуникаций <http://xn--80aafdjbua2a1arehffecedd2s5b.xn--p1ai/>,
предполагающих воздушное отопление. Они могут быть установлены в центральной
приточной камере, которая обеспечивает подачу чистого воздуха. Необходимая
температура воздуха обеспечивается, когда воздух проходит через теплообменные
аппараты или через обводные каналы прибора.
Такая схема применима в строительстве инженерных коммуникаций
<http://xn--80aafdjbua2a1arehffecedd2s5b.xn--p1ai/> для малоэтажных
зданий, в жёстких условиях северных районов.
Заключение
Основными среди теплозатрат на коммунально-бытовые нужды в
зданиях (отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха, горячее
водоснабжение) являются затраты на отопление. Это объясняется условиями
эксплуатации зданий в холодное время года, когда теплопотери зданий через
ограждающие конструкции значительно превышают внутренние тепловыделения.
Отопление очень важно для нашей страны, где почти каждое здание должно иметь
систему отопления.
Существует множество способов отопления помещений. С
современными технологиями каждый может подобрать для себя наиболее приемлемый
вид отопления. По мере роста и улучшений технологий, способов обогрева
становится всё больше и каждый из них рассчитан на достижение максимальной
эффективности с минимальными затратами ресурсов.
отопление помещение инфракрасное конвективное
Библиографический
список
1. ru.
wikipedia.org - онлайн энциклопедия
2. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-138-otoplenie/
- справочник по отоплению и вентиляции.
. www.otopimdom.ru
- всё о видах отопления.