ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА.

Отопление.

Тепловая энергия в виде пара и горячей воды отпускается двум основным потребителям: промышленным и коммунальным.

В промышленности преимущественно используется слегка перегретый пар с давлением 0,5÷1,5 МПа для технологический процессов, а также получения горячей воды для отопления производственных помещений и нагрева воздуха, идущего на вентиляцию. Пар подается из отборов турбин ТЭЦ либо непосредственно из паровых котлов. Коммунальное потребление включает расходы тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий, а также на бытовые нужды. Централизованный отпуск тепловой энергии от ТЭЦ и районных котельных с водогрейными котлами покрывают в СССР около 1/3 всего теплового потребления, причем с каждым годом доля теплового потребления увеличивается. Отопление в нашей стране осуществляется, как правило, подачей к потребителю нагретой воды, т.е. тепловые сети, являются водяными. Использование воды в качестве теплоносителя в отличие от пара связано с возможностью регулирования отпуска тепла изменением температуры теплоносителя, большой дальностью теплоснабжения (до 20 км), меньшими энергетическими потерями при транспорте, а также возможностью сохранения на ТЭЦ конденсата греющего пара. Применение воды вместо пара в тепловых сетях и отопительных приборах (радиаторы, трубы) позволяет, кроме того, исключить шум при работе и иметь относительно невысокие температуры греющих поверхностей, что повышает безопасность их эксплуатации.

Расход тепловой энергии Q_от на отопление, равный теплопотерям здания, считается прямо пропорциональным объему здания V(м ) и разности температур воздуха внутри помещения t и наружного воздуха t .

вт. (кВт) (26)

где: - относительный коэффициент, величина задается в справочной литературе; кВт/(м³к).

V-м³ - объем здания

t_вн-t_нар - соответственно температуры воздуха внутри и наружи, С.

В зависимости от типа и объема здания(50÷100)10³м³ изменяется в пределах для жилых зданий от 1,2 до 1,4

для промышленных зданий от 0,6 до 1,7.

Температура воздуха t_вн. должна поддерживаться на уровне 18 С в жилых помещения, 20 С в детских учреждениях и школах, 16 С в институтах, театрах.

Во избежание перегрева и для экономии топлива отопление включается в работу при температурах наружного воздуха ниже температуры помещения (обычно при t_нар= 8÷10 С). Для Москвы низшая расчетная температура для проектирования отопления принята равной -25 С, Красноярска -40 С, Тбилиси -7 С. На тепловые нужды населения тепловая энергия отпускается в виде горячей воды с температурой 60 – 70 С.

Вентиляция

Назначение вентиляции – поддерживать химический состав и физическое соотношение воздуха, удовлетворяющее гигиеническим требованиям, т.е. обеспечивать необходимую чистоту воздуха, его температуру, влажность и скорость движения. Необходимая чистота воздуха регламентируется санитарными нормами, устанавливающими предельно допустимые концентрации (ПДК) в нем вредных примесей.

Для этого необходимо из жилых помещений удалять загрязненный воздух и вместо него вводить свежий воздух из атмосферы. Интенсивность воздушного обмена зависит от интенсивности загрязнения воздуха в помещениях. Часовая кратность воздухообмена колеблется в широких пределах от однократного обмена воздуха до сорокапятикратного в таких производственных помещениях, как гальванические цеха и т.д. В пищевой промышленности кратность циркуляции колеблется в пределах 3 – 5. Поступающий зимой в помещениях воздух следует нагревать. Тепловая энергия, служащая для нагрева наружного воздуха до температуры помещения, называется теплотой, расходуемой на вентиляцию.

Существуют естественная и принудительная вентиляция.

Естественная происходит за счет обмена воздуха через окна, двери и специальные вентиляционные отверстия в наружных ограждениях здания. Интенсивность естественной вентиляции может достичь трехкратного обмена в час. Однако при естественной вентиляции обмен воздуха происходит непрерывно. При этом из помещения уходит и часть нагретого в помещении воздуха, что вызывает излишние потери теплоты. Поскольку при естественной вентиляции воздух предварительно не подогревается, то в отопительный период его нагрев осуществляется за счет системы отопления помещения. При расчете системы отопления принимают, что для нагрева 1 кг воздуха на 1⁰С. при атмосферном давлении (0,1013 мПа) и влажности 30÷70% требуется примерно 1кДж тепловой энергии. Принудительная вентиляция эффективнее естественной. Она обеспечивает любую эффективность воздухообмена, позволяет равномерно вентилировать все части помещения. Загрязненный воздух удаляется специальными вытяжными вентиляционными системами и заменяется свежим, подаваемой проточной вентиляционной системой. Если вредные вещества выделяются в определенных точках помещения, то здесь устанавливают местные вытяжные устройства (отсосы). Если выделяющиеся газы легче воздуха, то точки отсоса располагаются под потолком, а точки притока свежего воздуха – внизу. При принудительной вентиляции для нагрева поступающего холодного воздуха используются паровые, водяные или электрические калориферы (подогреватели). Лучшим теплоносителем является горячая вода с температурой 70÷150 С. Применение влажного водяного пара менее экономично, усложняет регулирование, однако размеры калориферов получаются меньше, чем при использовании горячей воды. В настоящее время доля вентиляции в общей системе теплоснабжения резко увеличивается. Расход теплоты на вентиляцию подсчитывается по уравнению:

; кВт (27)

где: q_вент - удельный расход тепла на вентиляцию, кВт/ (м³к)

для жилых домов q_вент = 0, для зданий других типов q = 0,42 кВт/ (м³к).

Воздухообмен рассчитывается по уравнению:

где: n - необходимый воздухообмен (т.е. количество заменяемого

С – удельная массовая теплоемкость воздуха; кДж/(кг*К); t_ух- температура воздуха, уходящего в приемные устройства вытяжной вентиляции;t_пр - температура приточного воздуха, поступающего в помещение. Значение Q определяется, как разность количества теплоты, выделяющейся в помещении и теряемой через наружные ограждения.