Файл: Проектирование и моделирование метода по улучшению теплоснабжения на примере города.doc
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 94
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
История развития систем отопления характеризуется не только изобретением новых систем, но и возвращением к эксплуатации ранее использовавшихся, но со временем забытых систем. Это связано с появлением нового оборудования, материалов и изменением условий эксплуатации.
Схемы систем отопления делятся на следующие показатели:
Рисунок 5-водонагреватель обозначается буквой H, а радиаторы-цифрами.
1-отопительный котел;
2-основной стояк;
3-распределение магистрального трубопровода;
4-воздушный коллектор;
5-стояки;
6-обратные стояки;
7-возвратная линия;
8-расширительная труба;
9 - расширительный бак;
10-насос.
Рисунок 6-система нагрева воды с сопутствующим движением воды
1.4 Совершенствование систем отопления происходит в разных направлениях:
а) увеличение теплоотдачи отопительных приборов; б) уменьшение операционных и капитальных затрат;
в) экономия тепла за счет совершенствования методов регулирования;
г) повышение надежности и долговечности систем отопления.
Таким образом, на определенном этапе развития использовались гравитационные однотрубные тепловые системы с верхними проводами линии снабжения. Изобретение насосов позволило перейти от гравитационных систем к однотрубным насосным системам с коротким замыканием (K3U) и двухтрубными системами. Период бурного развития индивидуального жилищного строительства способствовал росту спроса на тепловое оборудование. Большое количество импортных котлов для индивидуального теплоснабжения появилось на рынке оборудования, эффективных котлов отечественных производителей, работающих на всех видах топлива.
Существуют автоматические устройства, регулирующие теплоотдачу отопительных приборов, труб на основе полиэтилена. Переплетенные полиэтиленовые трубы имеют гораздо более низкую жесткость и температуру до 90 ° C; они легкие, простые в установке, прочные и выдерживают давление, используемое в системах отопления. Эти условия позволили нам перейти к проектированию двухтрубных систем отопления. Однако двухтрубные схемы имеют существенный недостаток, который необходимо учитывать при проектировании. Речь пойдет о влиянии гравитационного давления на систему. при изменении температуры нагревателя можно восстановить систему отопления.
Чтобы уменьшить этот эффект и обеспечить стабильность системы отопления, доля гравитационного давления в доступном давлении для каждого нагревателя не должна превышать 10%. В процессе регулировки следует учитывать, что при понижении температуры подающего нагревателя разница в плотности возвратного и подающего нагревателей и, следовательно, гравитационное давление уменьшается.
Например, если наружная температура t = -26 °C, разница температур нагревателя составляет 20 °C, при наружной температуре 8 °C разница температур уменьшается в 3,8 раза, а гравитационное давление - в 2,8 раза. Поэтому для обеспечения стабильной работы системы отопления необходимо учитывать минимум, а не максимальное гравитационное давление в расчетах не только при расчетных температурах наружного воздуха, но и при его максимальных значениях. При проектировании потери давления в трубах должны быть увеличены до значений порядка, превышающих гравитационное давление, чтобы обеспечить стабильную работу системы отопления при больших перепадах температур нагревателя.
В настоящее время при реконструкции кровель для жилого дома текущий момент-подключение отопительных приборов к существующим системам отопления. При подключении предусматриваются два варианта однотрубной системы отопления с верхним проводом. Первый вариант-подключить тепловые приборы по схеме потока, когда нагреватели проходят через все нагревательное устройство нагревателя. Второй вариант-подключить отопительный прибор с помощью K3U.
В первом варианте поверхность нагревательного устройства легко определить, воспринимаете ли вы среднюю температуру устройства, близкую к расчетной. Однако это решение увеличивает потери давления в подъемнике и, следовательно, уменьшает поток нагревателя через подъемник. В версии K3U скорость потока нагревателя не уменьшается, а даже увеличивается из-за увеличения гравитационного давления.
Использование пластиковых труб является причиной растущего интереса к низкотемпературным системам панельного обогревателя (NSPLO), расположенным в конструкции теплого пола. Использование стальных труб ограничивало использование последних из этих систем из-за относительно короткого срока службы, сложности обслуживания и дороговизны.
Поэтому NSPLOs применялись только в исключительных случаях в помещениях дошкольных учреждений и в залах бассейнов. В настоящее время сфера применения этих систем значительно расширилась. Это связано с рядом преимуществ перед традиционными системами. Во-первых, это санитарно-гигиенический аспект. Нагретая поверхность пола вызывает повышение радиационной температуры в помещении, превышающее температуру воздуха в помещении. В помещениях с NSPLO повышение температуры излучения может достигать нескольких градусов. Это связано с повышением температуры внутренних поверхностей ограждений. Причиной перечисленных явлений является интенсивное излучающее тепло от нагреваемой поверхности пола, стен и потолка, а также мебели и других предметов. В связи с этим тепловой комфорт в помещениях с NSPLO может быть обеспечен при более низкой температуре воздуха в помещении (2-3 °C), чем в традиционных конвективных системах отопления.
Указанная ситуация, как правило, не учитывается при проектировании таких систем. Это часто приводит к переоценке мощности отопительных панелей, переоценке самых дорогих элементов отопительных панелей и труб, увеличению теплопотерь для отопления и возникновению дискомфорта в помещении при отсутствии системы автоматического управления. При расчете отопительных панелей необходимо учитывать внутренние нормативные требования, отличающиеся от зарубежных норм относительно температуры поверхности пола. Максимальная температура поверхности отапливаемого пола не должна превышать 30 °С, а средняя температура должна быть 24-26 °С (для объездов бассейнов) 31 °С. иностранные требования в среднем выше 2-3 °С. Исследования помещений, оборудованных такими системами, показали, что средняя температура отапливаемых полов обычно на 2-3 °C выше нормы.
Проблему соответствия температуры поверхности пола стандартным значениям можно решить, изменив температуру прокладки трубопровода, температуру и скорость течения. Возможность такого расчета ограничивается отсутствием достоверных результатов исследования процесса теплопередачи в панельном массиве трубами или кабелями, а также данных о поверхностном тепловом коэффициенте (Вт / м2С) панелей при неравномерной температуре отапливаемого пола. Повышение температуры панелей достигается следующими решениями:
В толщину панели над источником тепла (труба, кабель) помещается многослойный материал, коэффициент теплопроводности которого меньше, чем у основного материала панели (бетона). Теплоотдача панели увеличивается примерно на 20 - 30% ;
В толщине панели находится металлическая пластина (как правило, алюминиевая), теплопроводность которой на уровне трубы в несколько раз выше, чем у бетона. Пластина играет свою роль стены. При этом наблюдается вышеупомянутый термотехнический эффект;
Также возможно сочетание этих дизайнерских решений.
Рассмотренные методы увеличения теплоотдачи отопительных панелей в настоящее время не получили широкого применения в связи с ростом стоимости систем и усложнением методов установки радиаторов. Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:
- при реконструкции однотрубных систем водяного отопления необходимо учитывать влияние гравитационных сил;
Для уменьшения влияния гравитационных сил при проектировании двухтрубных систем рекомендуется увеличить гидравлическое сопротивление магистрального трубопровода;
Чтобы повысить эффективность теплого пола, рекомендуется принять меры по выравниванию температуры поверхности пола.
Полностью электрическое отопление, характеризуется рядом преимуществ, в том числе удобством регулирования тепловой нагрузки, отсутствием громоздких отопительных приборов и высокой гигиеной. Единственным, но часто решаемым недостатком электрического отопления является его высокая стоимость. Стоимость тепловых единиц, выделяемых при электрическом отоплении, во много раз выше, чем при производстве тепла в печах или котлах.
Наиболее распространенными являются системы водяного и воздушного отопления. Решающими показателями при оценке тепловых свойств теплоносителей являются вес и объем теплоемкости и температура. Вода имеет большие преимущества по количеству тепла на единицу объема. Вода имеет большие преимущества по количеству тепла на единицу объема. Например, при обычной температуре 80 ° C и воздухе 70 ° C для систем отопления объемная теплоемкость:
Вода:
???????? = рСg= 975×1 = 975 ккал/(м3 ×°С); (1.4.1)
Воздух:
???????? = (1.29 × 273 × 0.24 )/( 273 + 70 ) = 0,25 ккал/(м3 ×°С); (1.4.2)
то есть теплоемкость воды в 4000 раз превышает теплоемкость воздуха. Соответственно, его объемный расход, необходимый для обогрева одной комнаты, в тысячу раз меньше скорости воздушного потока, что требует гораздо меньшего сечения соединительных коммуникаций, которые переносят обогреватель в отапливаемое помещение. Большой объем отапливаемого воздуха затрудняет транспортировку и распределение в отапливаемые помещения. Из-за значительного диаметра распределительных каналов вентилятор должен располагаться ближе к отапливаемой гостиной для подачи нагретого воздуха, что связано с проникновением шума от рабочего вентилятора в помещение.
Кроме того, воздух как обогреватель имеет ряд преимуществ перед водой.
Во-первых, он передает тепло непосредственно в помещение, то есть без отопительных приборов. Сила проникновения воздуха велика, так как существует высокая традиционная способность эффективно обогревать помещение.
Во-вторых, нужны устройства для канализации отопителя (воздуха)
не.
Преимущества подогрева воздуха человек оценит надолго. Известно, что отопление горячим газом-это первый способ искусственного обогрева дома.
Простой и древний способ сжигания топлива в домашних условиях был близок к центральным установкам нагрева воды и воздуха. Итак, в городе Эфес, основанном в 10 веке до нашей эры. На территории современной Турции в то время использовалась система трубопроводов для отопления помещений, куда отводится горячая вода из котлов, расположенных в подвалах домов. Система воздушного отопления, разработанная в Италии, была подробно описана Витрувием (конец I века до нашей эры). Наружный воздух нагревался в скрытых каналах, предварительно нагретых горячими газами, и попадал в отапливаемые помещения. По тому же принципу отапливались помещения дворцов в Германии в Средние века.
На разработку теплового оборудования повлиял тип используемого топлива. На протяжении многих веков твердое топливо (топливо, уголь) использовалось, а системы отопления приспособились к его горению. Известны многочисленные конструкции печей и печей, каминов, особенно печей, которые широко используются в России. Печи отопления на твердом топливе сейчас используются чаще.
При вскрытии топлива (природного газа, нефти) создаются тепловые помещения и тепловые станции, которые нагревают промежуточную среду, передающую тепло в помещения.
В современных системах воздушного отопления малоэтажных зданий воздух обычно нагревается в теплообменниках, печах, в которых тепловое топливо проходит через стены через воздух через горение или электрические обогреватели. Металлическая поверхность обогревателя (или кирпича), нагретая изнутри, нагревается снаружи и выделяет тепло в воздух. Чем выше уровень теплопередачи воздуха, тем больше поверхность теплоносителя, поэтому поверхность теплопередачи искусственно увеличивается или увеличивается скорость движения воздуха при контакте с поверхностью теплообменника.
Плотность воздуха в тысячу раз меньше, чем у воды при средней температуре + 70 ° C, поэтому его нагревательная способность (коэффициент теплопередачи) значительно (в 3050 раз) меньше этого показателя для воды. Таким образом, в нагревателях огня (тепло
в заменителях) существует риск перегрева разделительной стенки теплообменника. Для устранения этого неприятного явления используется принудительное движение воздуха в теплообменнике, в котором используются вентиляторы. Промышленность, к сожалению, производит меньше высокопроизводительных вентиляторов, поэтому в большинстве случаев используются горелки и теплообменники, которые используют естественный проект, который возникает при нагревании. Недостатком естественных воздухонагревателей является небольшое количество создаваемого давления воздуха. Это ограничивает длину распределительных каналов и создает проблемы с распределением отапливаемого воздуха в помещениях.