Учебник для вузов

Отопление

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

При выборе отопительного прибора учитывают назначение помещения и его архитектурно-планировочное решение, длительность пребывания людей в помещении и особенности теплового режима, тип системы отопления, санитарно-гигиенические требования и технико-экономические показатели прибора.

В отдельных случаях отопительный прибор выбирается на основании специального технико-экономического сопоставления нескольких видов; иногда выбор обусловлен наличием прибора определенного типа.

При выборе вида отопительного прибора руководствуются следующими общими соображениями: при повышенных санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых к помещению, приборы должны иметь гладкую поверхность. Как уже известно, это — панели, радиаторы и гладкотрубные приборы. Бетонные панели в этом случае, особенно совмещенные со строительными конструкциями, наилучшим образом способствуют содержанию помещения в чистоте. Стальные панели- и гладкотрубные приборы могут быть рекомендованы при менее строгом отношении к гигиене и внешнему виду помещения. Радиаторы допускаются лишь с секциями простой формы (например, одноколончатыми). При нормальных санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых к помещению, можно использовать приборы с гладкой и ребристой поверхностью. В гражданских зданиях чаще применяются радиаторы, конвекторы и панели, в промышленных — ребристые трубы, как более компактные приборы, хотя в общем при выборе вида прибора необходимо учитывать все факторы, перечисленные выше.

Благоприятным с точки зрения создания теплового комфорта для людей является обогревание помещения через пол. Теплый пол, равномерно нагретый до температуры, допустимой по санитарно-гигиеническим требованиям (например, в жилой комнате до 24° С), обеспечивает ровную температуру и слабую циркуляцию воздуха, устраняет перегревание верхней зоны в помещении.

Сравнительно высокая стоимость и трудоемкость устройства теплого пола для отопления помещения в большинстве случаев предопределяют замену его вертикальными отопительными приборами, как более    компактными и дешевыми.

Вертикальный отопительный прибор можно устанавливать в помещении как у наружной, так и внутренней стены. При размещении прибора у внутренней стены помещения не только значительно сокращается протяженность труб, подающих и отводящих теплоноситель от прибора, но и повышается теплопередача последнего в помещение (примерно на 7% в равных температурных условиях) из-за интенсификации теплообмена и устранения дополнительной теплопотери через наружную стену. При всей экономической рациональности такой установки отопительного прибора она допустима лишь в южных районах с короткой и теплой зимой.

В северных районах целесообразно устанавливать отопительный прибор вдоль наружной стены помещения и особенно под окном. При таком размещении прибора увеличивается температура внутренней поверхности в нижней части наружной стены и окна, что повышает тепловой комфорт помещения, уменьшая радиационное охлаждение людей. Кроме того, расположение отопительного прибора под окном препятствует образованию ниспадающего потока холодного воздуха, если нет подоконника, перекрывающего прибор, и движению воздуха с пониженной температурой у пола помещения

Вертикальный отопительный прибор целесообразно размещать возможно ближе к полу помещения (минимальное расстояние от пола 60 мм). При значительном подъеме прибора над полом в помещении создается зона переохлаждения воздуха и поверхности пола, так как циркуляционные потоки нагреваемого воздуха, замыкаясь на уровне установки прибора,. не захватывают и не прогревают в этом случае нижнюю часть помещения.

Чем ниже и длиннее сам по себе отопительный прибор, тем ровнее температура помещения и лучше прогревается его рабочая зона. Примером такого отопительного прибора, улучшающего   тепловой   режим рабочей зоны помещения, может служить плинтусный конвектор без кожуха, который из-за малой теплопередачи на 1 м длины устанавливается по всей длине наружной стены.

Высокий и короткий отопительный прибор создает активный восходящий поток-фонтан теплого воздуха над собой. Не говоря уже о бесполезном перегревании верхней зоны помещения, в этом случае охлажденный воздух опускается по обеим сторонам такого прибора в рабочую зону, вызывая неприятное ощущение «дутья» у сидящих людей.

Натурные исследования, проведенные в январе 1970 г. в общественном здании с двойным ленточным остеклением окон в металлических переплетах, под которыми в два ряда установлены конвекторы типа 20 КП, показали, что при /н=—Ю°С и /В=22°С температура внутренней поверхности стекла над конвекторами равнялась 19,9°, посередине высоты окна 16,5° и наверху окна 15,9° С (температура поверхности конвекторов 54° С). Прибор обеспечивает тепловой комфорт в рабочей зоне помещения.

В другом общественном здании с тройным ленточным остеклением окон в деревянных переплетах, под которыми в отдельных местах расположены конвекторы типа «Комфорт», в тот же период было зафиксировано, что при tR=—8° С и tB=l4°C температура внутренней поверхности стеновой панели над конвектором равнялась 28°, стекла над конвектором 12—13° и стекла без конвектора под ним 8—9° С (температура поверхности конвектора 55° С)

В первом здании поток теплого воздуха поднимался от конвектора, над которым нет подоконника, вертикально вдоль стекла. Во втором — подоконник над конвектором отклонял поток теплого воздуха в глубь помещения и возникала циркуляция воздуха Хотя температура внутренней поверхности стекла в этом случае и возрастала, в помещении наблюдался неприятный воздушный поток, направленный под некоторым углом вверх через  рабочую зону.

Способность вертикального отопительного прибора вызывать активный восходящий поток теплого воздуха используется для отопления высокого помещения с тем, чтобы не устанавливать второй ярус приборов. Обычно в помещении высотой более 6 м, особенно если имеются вторые световые проемы в верхней его части, рекомендуется часть отопительных приборов (от 'Д до 7з общей площади нагревательной поверхности) размещать в верхней зоне или под фонарями верхнего света. При использовании в качестве отопительных приборов отдельных радиаторов такая рекомендация, несомненно, должна учитываться. Но при цепочечном размещении радиаторов и конвекторов (особенно типа «Комфорт») мощностью до 1,5—2 кВт на 1 м длины иногда достаточна   установка их только в рабочей    зоне    помещения.

В целом этот вопрос, связанный с естественной конвекцией у охлаждающейся поверхности при наличии инфильтрации холодного воздуха, еще не имеет надежного теоретического обоснования.

Правило установки отопительного прибора под окном в северных районах может не соблюдаться в помещении, периодически посещаемом людьми на короткое время, или если рабочие места людей в нем удалены от наружного ограждения. Это отклонение от правил может допускаться, например, в производственных помещениях с двухметровым проходом у окон, вестибюлях и лестничных клетках гражданских зданий, складах и тому подобных помещениях. Указанное правило вообще теряет смысл при дежурном отоплении помещения в отсутствии людей.

Особое размещение отопительных приборов требуется в лестничных клетках — своеобразных вертикальных трубах, пронизывающих здания снизу доверху. Естественное движение воздуха в лестничных клетках в зимний период, усиливающееся с увеличением высоты, способствует переносу тепла в верхнюю их часть и, вместе с тем, вызывает переохлаждение нижней части1, прилегающей к открывающимся наружным входным дверям. Частота открывания наружных дверей и, следовательно, охлаждение прилегающей части лестницы косвенно связаны с размерами здания и в многоэтажном здании в большинстве случаев выше, чем в малоэтажном. Очевидно, при равномерном размещении отопительных приборов по высоте будет происходить перегревание средней и верхней частей лестничной клетки и соответствующее переохлаждение нижней части.

Исследованиями в натурных условиях Москвы было установлено, что даже при размещении радиаторов на 7г—2/з высоты лестничных клеток многоэтажных зданий наблюдается существенное недогре-вание нижней и перегревание средней и иногда верхней (если нет выхода на крышу здания) их частей.

Таким образом, в лестничных клетках целесообразно концентрировать отопительные приборы в нижней их части, рядом с входными дверями. В малоэтажных зданиях эта рекомендация конструктивно выполнима, в крайнем случае возможен перенос части обычных приборов  (20%—в двухэтажных и 30%—в    трехэтажных    зданиях)  на промежуточную площадку между первым и вторым этажами.

В многоэтажных зданиях для отопления лестничных клеток используется рециркуляционный воздухонагреватель —мощный отопительный прибор типа высокого конвектора, размещаемый на первом этаже при входе. Роль нагревателя выполняет либо группа' ребристых труб или радиаторов (при мощности до 5—8 кВт), либо пластинчатый калорифер (при мощности 8—20 кВт и более). Высота» кожуха — стенки канала для нагретого воздуха делается не более высоты одного этажа.

Между входными дверями в здание, т. е. в первом тамбуре со стороны улицы, установка отопительного прибора нежелательна во избежание замерзания воды в нем или в отводной трубе при случайном продолжительном открытии наружной двери.

Выше рассматривалась стандартная — открытая установка отопительного прибора. Практически в редких случаях установка прибора соответствует стандартной. Приборы могут быть размещены в стенной нише, под подоконником, в два-три ряда по высоте, наконец, могут быть специально декорированы. Если по эстетическим или технологическим требованиям ограждение или укрытие прибора необходимо, то его конструкция по возможности не должна уменьшать (допускается снижение не более чем на 15%) тепловой поток от теплоносителя в помещение. Поэтому конструкция укрытия прибора должна быть такой, чтобы уменьшение передачи тепла излучением компенсировалось увеличением конвективной теплопередачи. Вертикальный щит у поверхности прибора, превращающий «радиатор» в «конвектор», будет отвечать этому условию.

Присоединение теплопроводов к отопительному прибору может быть одно- и разносторонним. Как известно, теплотехнически преимущество имеет разностороннее присоединение при схеме движения теплоносителя в приборе сверху —вниз. Однако конструктивно более рационально одностороннее присоединение, и оно преимущественно используется на практике. При вертикальном однотрубном стояке это позволяет унифицировать длину подводок к прибору и короткие подводки выполнять горизонтальными (без уклона). Унифицированный узел «обвязки» прибора способствует заводской заготовке его деталей и предварительной обезличенной сборке, что важно для зданий массового строительства.

При двухтрубном стояке рационально применять трубы, подводящие и отводящие теплоноситель от прибора, так называемые «подводки» длиной до 1,25 м. При большем расстоянии от стояка до прибора в обычных случаях целесообразно устанавливать дополнительный стояк. Подводки выполняются с уклоном что затрудняет унификацию узла «обвязки» прибора при двухтрубном стояке.

При одностороннем присоединении труб к приборам не рекомендуется чрезмерное их укрупнение и, в частности, группировка более чем 25 секций чугунных радиаторов (15 секций в системах с естественным движением воды) в один прибор, а также соединение на «сцепке» более двух отопительных приборов.

Разностороннее присоединение труб к прибору применяется в тех случаях, когда горизонтальная обратная магистраль системы находится непосредственно под прибором(или когда прибор установлен ниже магистралей, а также при вынужденной установке крупного прибора или нескольких приборов на «сцепке»

Соединение отопительных приборов на «сцепке» допускается в пределах одного помещения или в том случае,  когда  последующий  прибор предназначается для нерегулируемого отопления второстепенного помещения (коридора, уборной и т.п.). В горизонтальной однотрубной системе приборы (например, конвекторы) соединяются на «сцепке» с движением воды в них по схемам сверху — вниз и снизу — вверх. Движение воды в приборе по схеме снизу — вверх происходит также в вертикальном однотрубном стояке, проточно-регулируемом и с замыкающими участками, смещенными от оси стояка для увеличения затекания воды в прибор.

Присоединение труб к прибору, создающее движение воды в нем по схеме Снизу — вниз,, чаще всего делается в горизонтальной однотрубной системе, а также в верхнем этаже здания при вертикальной системе отопления с нижней прокладкой обеих магистралей.

Применение высокотемпературной воды влдяет не на способ присоединения труб к прибору, а на вид запорно-регулирующей арматуры и материала, уплотняющего места соединения арматуры и прибора с трубами. Использование пара ограничивает применение рассмотренных способов присоединения труб к прибору: пар, как правило, подводится к прибору сверху, конденсат отводится в нижней части прибора