Файл: Отчет По учебной практике (вид практики) гу им. Шакарима г. Семей (Место прохождения практики).docx

Для обогрева производственных, складских, торговых, сельскохозяйственных и других подобных объектов сегодня, как правило, применяются системы водяного или воздушного отопления. Первые состоят из котла, труб, радиаторов или водяных калориферов с вентилятором, вторые представляют собой теплогенераторы с прямой подачей нагретого воздуха или с раздачей его по воздуховодам

Системы воздушного отопления имеют достаточно давнюю историю и применялись еще в Древнем Риме

Конечно, сегодня для производства оборудования используются совсем другие технологии, позволившие существенно оптимизировать его конструкцию, повысить эффективность и надежность. Однако принцип действия остался прежним: отопление теплым воздухом путем непосредственного теплообмена.

Подробно плюсы (а также немногочисленные минусы) подобных систем рассматривались в прошлом номере журнала «Мир климата». Мы напомним лишь основные моменты

Во-первых, благодаря прямому сжиганию топлива без промежуточного теплоносителя и постоянному движению воздуха достигается высокий тепловой КПД, а также малая инерционность системы, что дает возможность в течение получаса прогреть помещение до рабочей температуры.

Во-вторых, при воздушном отоплении отсутствует риск замерзания воды в системе, что положительно сказывается на надежности оборудования.

В-третьих, систему воздушного отопления можно совместить с вентиляцией, организовав частичный подмес или 100 %-ное использование приточного воздуха.

В-четвертых, высокая степень автоматизации позволяет вырабатывать ровно то количество тепла, в котором есть необходимость. За счет точного поддержания температуры, влажности, чистоты воздуха можно добиться уровня комфорта, недостижимого для других систем.

Наконец, капитальные затраты на строительство или реконструкцию воздушной системы, как правило, значительно ниже расходов на организацию водяного отопления, поскольку в данном случае не нужно возводить и содержать котельную, станцию водоподготовки и теплотрассу. Отсутствие необходимости в ремонте теплотрасс позволяет резко снизить и эксплуатационные расходы [6].

2.1.2Сравнение затрат при использовании различных систем отопления

Сравним, во что обойдется использование различных способов отопления. Допустим, у нас есть ангар общей площадью S=1500 (25×60) м2 с высотой потолков H=7 м, предназначенный для ремонта грузового автотранспорта. Ангар имеет восемь ворот 6×4 м, открывающихся 3–4 раза в сутки. Стены выполнены из сэндвич-панелей с толщиной изоляции в 100 мм. Объект находится в регионе с минимальной расчетной температурой –28 °C (Подмосковье). Внутри ангара необходимо поддерживать температуру +16 °C. Для этого, согласно расчету тепловых потерь, в помещение необходимо подавать 208 кВт тепла.

Система водяного отопления (приложение А, рис. А.1.) для такого объекта будет включать в себя водонагревательный котел, горелку, насос, расширительный бак, трубопроводы и внутренние доводчики (водяные калориферы)

Соответственно затраты на организацию отопления будут складываться из стоимости котла, горелки, калориферов, системы автоматизации котла и калориферов, системы дымоудаления, комплектующих для котла и калориферов (трубы, фитинги, запорная арматура, клапаны, кронштейны), насосного оборудования и расширительных баков, а также расходов на монтаж и пуско-наладку оборудования.

Система получается сложная, состоящая из многих элементов. Ее монтаж трудоемок и долог.

Воздушное же отопление можно организовать двумя способами: c канальной раздачей теплого воздуха или с непосредственным выдувом через распределительные решетки (рис. 1). Теплогенератор при этом может быть размещен как внутри отапливаемого помещения, так и вне его.

Рис. 1. Система воздушного отопления с непосредственным выдувом теплого воздуха через распределительные решетки

В этом случае затраты на организацию отопления будут включать в себя стоимость теплогенератора, горелки, автоматики (комнатного термостата или программируемого контроллера) и системы дымоудаления, а также расходов на монтаж и пуско-наладку теплогенератора. В варианте с канальной раздачей сюда добавятся затраты на покупку и монтаж вентиляционной системы (воздуховодов, крепежных элементов, распределительных решеток или диффузоров).

Очевидно, что воздушная система гораздо проще водяной, ее монтаж, как правило, занимает намного меньше времени.

Для водяного обогрева нашего объекта предлагается использовать два водяных чугунных котла (с 50 %-ным резервированием) марки BuderusLogano GE315 мощностью по 105 кВт, дизельные горелки BuderusLogatop и калориферы марки Volcano VR 2. Температура воды в системе — 80/60 °C.

Воздушное отопление организовано на базе теплогенераторовTecnoclima. Для варианта с непосредственной подачей воздуха подойдет серия ТЕ, а для канальной раздачи — ТС-Е. Напор вентилятора — 200 Па.

Воздушное отопление с прямой раздачей теплого воздуха на 50–60 % выгоднее, чем водяное. При использовании раздачи по воздуховодам капитальные затраты сравнимы с расходами на установку водяной системы (и даже на 5–10 % меньше). Однако системы воздушного отопления отличаются большей вариативностью, меньшей инерционностью, возможностью индивидуального подхода к решению задачи обогрева помещений. Кроме того, они позволяют совместить в единой системе отопление, вентиляцию, кондиционирование и очистку воздуха.

Вывод: Итак, мы еще раз убедились, что использование воздушного отопления позволяет сократить не только капитальные затраты, но и расходы на эксплуатацию, обслуживание и ремонт оборудования. Кроме того, воздушное отопление может быть организовано бóльшим количеством способов, чем водяное. Все это ведет к росту популярности таких систем.

2.2 Отопление и горячее водоснабжение

2.2.1 Системы отопления с насосной циркуляцией

Как уже неоднократно упоминалось, главным недостатком системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя является низкий циркуляционный напор (особенно в квартирной системе) и вследствие этого увеличенный диаметр труб. Достаточно слегка ошибиться с выбором диаметров труб и теплоноситель уже «зажат» и не может преодолеть гидравлического сопротивления. «Разжать» систему можно без каких-либо значительных переделок: включить в нее циркуляционный насос (рис. 12) и перенести расширительный бачок с подачи на обратку. Следует заметить, что перенос расширителя на обратку не всегда обязателен. При простой переделке несложной отопительной системы, например, квартирной, бачок можно оставить там, где он стоял. При правильной реконструкции или устройстве новой системы бачок переносится на обратку и заменяется с открытого на закрытый.

Какой мощности должен быть циркуляционный насос (рис. 2), как и куда его устанавливать?

Рис. 2. Циркуляционный насос

Циркуляционные насосы для бытовых систем отопления имеют низкое потребление электроэнергии — около 60–100 ватт, то есть как обычная лампочка, они не поднимают воду, а лишь помогают ей преодолеть местные сопротивления в трубах. Эти насосы можно сравнить с движителем (винтом) корабля: винт толкает воду и обеспечивает продвижение судна, но при этом воды в океане не убавляется и не прибавляется, то есть общий баланс воды остается прежним. Циркуляционный насос, закрепленный к трубопроводу, толкает воду, но сколько бы он ее не вытолкнул, с другой стороны к нему поступает такое же количество воды, то есть опасения, что насос вытолкнет теплоноситель через открытый расширитель напрасны: система отопления, это замкнутый контур и количество воды в нем постоянное. Помимо циркуляционных в централизованные системы могут быть включены повысительные насосы, которые повышают давление и способны поднимать воду, их собственно и нужно называть насосами, а циркуляционные, в переводе на общепонятный язык, и насосами-то назвать трудно — так… вентиляторы. Сколько бы не гонял обычный бытовой вентилятор воздух по квартире, все на что он способен, это создать ветерок (циркуляцию воздуха), но не способен изменить атмосферное давление даже в наглухо закрытом помещении.

В результате применения циркуляционного насоса значительно увеличивается радиус действия отопительной системы, сокращаются диаметры трубопроводов и создается возможность присоединения систем к котлам с повышенными параметрами теплоносителя. Чтобы обеспечить бесшумную работу водяной системы отопления с насосной циркуляцией, скорость движения теплоносителя не должна превышать: в трубопроводах, прокладываемых в основных помещениях жилых зданий, при условных проходах труб 10, 15 и 20 мм и более соответственно 1,5; 1,2 и 1 м /с; в трубопроводах, прокладываемых в вспомогательных помещениях жилых зданий — 1,5 м /с; в трубопроводах, прокладываемых в вспомогательных зданиях — 2 м /с [7].

Для обеспечения бесшумности системы и доставки ею требуемого объема теплоносителя необходимо произвести небольшой расчет. Мы уже знаем, как ориентировочно определить требуемую мощность котла (в киловаттах), исходя из площади отапливаемых помещений. Оптимальный расход воды, проходящий через котел, рекомендованный многими фирмами-изготовителями котельного оборудования, рассчитывается по простой эмпирической формуле:

Q=P,

где Q — расход теплоносителя через котел, л/мин;

Р — мощность котла, кВт.
Например, для котла мощностью 30 кВт расход воды составляет примерно 30 л/мин. Для определения расхода теплоносителя на любом участке циркуляционного кольца используем эту же формулу, зная мощность устанавливаемых на этом участке радиаторов, например, производим расчет расхода воды для радиаторов, установленных в одной комнате. Предположим, что мощность радиаторов составляет 6 кВт, значит и расход теплоносителя примерно составит 6 л/мин.

Далее определяем мощность циркуляционного насоса. На каждые 10 метров длины циркуляционного кольца требуется 0,6 метра напора насоса. Например, если общая длина трубопроводного кольца 90 метров, напор насоса должен быть 5,4 метра. Идем в магазин (или подбираем по каталогу) и приобретаем насос с устраивающим нас напором. Если применяются трубы меньших диаметров, чем рекомендованные в предыдущем абзаце, мощность насоса должна быть увеличена, так как чем тоньше трубы, тем больше в них гидравлическое сопротивление. И соответственно, при применении труб больших диаметров мощность насоса может быть уменьшена.