Книги по строительству и ремонту

Ваша усадьба

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

К инженерному оборудованию относятся устройства водоснабжения, отопления, канализации, электроснабжения.

Отопление — это трудоемкое и дорогостоящее оборудование. Системы отопления подразделяют на местные и центральные. Местные системы конструктивно объединены в одном устройстве. Это различного вида печи, теплоту в которых получают за счет сжигания топлива или преобразования в теплоту другого вида энергии. По этим признакам называют и отопление: печное или каминное со сжиганием твердого топлива, газовое при сжигании газа непосредственно в нагревательных приборах и электрическое отопление. Радиус действия местных систем  отопления  ограничен  несколькими  комнатами.

В центральных системах отопления теплота создается в генераторе, вынесенном за пределы отапливаемых помещений, с последующей подачей теплоносителя от генератора к местам потребления через систему трубопроводов. Центральные системы подразделяются: по теплоносителю — на системы водяного, парового, воздушного отопления и комбинированные; по способу перемещения теплоносителя — на системы с естественной циркуляцией теплоносителя (за счет различной плотности нагретого и охлажденного теплоносителя) и системы с механическим побуждением при помощи насосов — в водяных системах и вентиляторов — в воздушных. Системы отопления различаются по начальной температуре воды: с температурой 95 ° С и с температурой 100 ° С; системы парового отопления — по величине начального давления пара: низкого давления — 70 кН/м2 и высокого давления — более 70 кН/м2. Центральные системы отопления с генератором теплоты для обогрева одной квартиры или одноквартирного дома принято называть квартирными.

Выбор наиболее приемлемого способа обогрева жилища зависит от конкретных условий. При этом надо учесть теплотехнические качества самого помещения. Выбрать теплоноситель и тип отопительной установки, вид топлива, способ его доставки.

Отопительные установки оценивают по санитарно-гигиеническим, технико-экономическим, строительным и эстетическим параметрам.

Согласно санитарно-гигиеническим требованиям отопительные установки и их элементы должны быть доступны для очистки, а температура поверхностей не должна превышать 95 °С, так как при более высокой температуре может происходить сухая возгонка органической пыли.

Технико-экономические требования оценивают простоту устройства, расход материалов и трудовых затрат на его сооружение, эксплуатационные затраты и удобство эксплуатации.

Строительные требования сводятся к тому, чтобы отопительные установки были ремонтопригодны и при этом не нарушалась целостность и прочность основных элементов зданий и сооружений.

Эстетические требования заключаются в том, чтобы отопительные установки не ухудшали облик сооружения в целом, чтобы отдельные элементы их не нарушали гармонию внутренней отделки помещений и не занимали излишнюю площадь.

Элементы отопительных установок — это генератор теплоты, теплопроводы и нагревательные приборы. Основным элементом, характеризующим отопительную установку, является генератор, в котором теплота получается, передается теплоносителю или непосредственно к теплоотдающей поверхности.

Генераторами теплоты в местных системах отопления являются: камин, печь, газовые и электрические установки, основная характеристика которых — площадь теплоотдающей поверхности.

Генераторами теплоты в центральных системах отопления являются различного рода котлы, основной характеристикой которых служит площадь поверхности нагрева.

Общим показателем для всех видов генераторов теплоты служит теплопроизводительность, то есть количество теплоты, которое можно получить в генераторе всего или в единицу времени.

Виды топлива. Различают топливо природное (естественное) и искусственное; каждое, в свою очередь, подразделяется на твердое, жидкое и газообразное.

К основным видам природного топлива относятся:

твердое топливо — дрова, торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, горючие сланцы;

жидкое топливо — нефть, нефтепродукты;

газообразное топливо — природный газ, биогаз, попутный газ.

Искусственное топливо — твердое: брикеты, древесный уголь, каменноугольный кокс;

жидкое: соляровое масло,  керосин,  бензин,  мазут;

газообразное: сжиженный газ, сланцевый, генераторный газ и т. д.

Топливом могут служить и твердые бытовые отходы: бумага, щепа, опилки, текстиль, треста, резина и т. д. Свойства топлива зависят главным образом от его химического состава. Основным горючим элементом любого топлива является углерод, содержание которого составляет 30—80 % от массы топлива. Негорючая часть называется балластом. К нему относятся зола и влага. Зола затрудняет процесс горения и усложняет эксплуатацию топочных устройств. При расплавлении золы образуется шлак, который заливает прозоры колосниковой решетки, приваривается к обмуровке топки, засоряет газоходы. Наибольшей зольностью (25—27 %) отличаются бурые угли и сланцы (до 60 %); наименьшей (0,02—0,2 %.) — жидкое топливо и дрова, древесные отходы (0,6 %).

Влага в топливе ухудшает процесс горения и транспортировку топлива. Наибольшее количество влаги содержится в торфе — 40—50 %, в дровах и древесных отходах — 25—40 %. Влажность торфяных брикетов — 10—15%.

Практическая ценность топлива определяется количеством теплоты, выделяющейся при его сгорании. Например, при сгорании 1 кг торфа выделяется 8,5 МДж теплоты, 1 кг дров — 10,2 МДж, мазута — 40 МДж. Максимальная температура, которую теоретически можно получить при полном сгорании различных видов топлива, различна и колеблется в пределах 650— 2100 °С.

В связи с тем что топливо имеет различные теплотехнические характеристики, для определения его тепловой ценности применяется термин «условное топливо». Условное топливо — это топливо, теплота сгорания которого (1 кг твердого и жидкого или 1 м газообразного) равна 29,3 МДж.

Вид топлива определяет его способ сжигания. Твердое топливо во всех генераторах теплоты малой производительности сжигается слоевым способом с периодической загрузкой его в топку. Слоевое сжигание топлива имеет четкий циклический характер. Чередование циклов идет в такой последовательности: загрузка топлива, подсушка, возгорание, горение в слое, догорание остатков, удаление золы и шлаков.

На характер процессов горения влияет соотношение содержания в твердом топливе летучих газообразных веществ и твердого углерода. Летучие горючие вещества выделяются из твердого топлива при температуре 150—200 °С. Твердый углерод, остающийся после выхода летучих газов, воспламеняется при температуре 600—700 °С. Период его горения сопровождается наибольшим тепловыделением. Таким образом, если топливо характеризуется высоким содержанием летучих веществ, то горение его будет происходить при более низких температурах, чем топлива с минимальным содержанием летучих веществ. Высоким содержанием летучих веществ отличаются дрова, меньше всего летучих веществ имеет антрацит.

Кроме золы и влаги вредным компонентом в твердом топливе является сера, так как продуктами ее сгорания являются диоксид серы и сернистый ангидрид, весьма токсичные, обладающие сильными коррозионными свойствами соединения.

Из твердого топлива только дрова не содержат серы и их можно рекомендовать основным видом топлива в районах, богатых лесом, как наиболее дешевый и безвредный для здоровья человека вид топлива, хотя заготовка и хранение дров представляют определенные трудности.

Жидкое и газообразное топливо сжигается с помощью горелок или форсунок и отличается тем, что для его сжигания необходимое количество воздуха подается в принудительном порядке с помощью специальных устройств, например дутьевых вентиляторов, в то время как для сжигания твердого топлива таких устройств в большинстве случаев не требуется. Впрочем, это определяется количеством сжигаемого топлива в единицу времени. Практически для полного сгорания 1 кг мазута требуется 10 м3 воздуха, 1 м3 природного газа — 9,5 м3, 1 кг антрацитов — 7 м3, 1 кг дров — 4 м3 воздуха. Количество топлива, сжигаемого в единицу времени, определяется количеством теряемой зданием теплоты, восполнять которую и призваны системы отопления.