Отопление подается снизу или сверху: Где у батареи подача снизу или сверху

Содержание

Правильное подключение радиаторов

Проверка правильного подключения радиаторов при опрессовке системы отопления

Правильное подключение радиаторов отопления означает их правильную работу. Это легко проверить в процессе опрессовки системы отопления с использованием горячего теплоносителя. Опрессовка, это финальный этап установки системы отопления, проверка правильности монтажа всех ее компонентов. Результат определяется с помощью тактильных тепловых рецепторов кожи. Дотрагиваясь до каждой батареи отопления, убеждаются в том, что она нагрета. Последовательно проверяют, равномерно ли нагреты все батареи в доме. При наличии пирометра, инфракрасного дистанционного термометра, можно использовать его. Он оказывается в особенности полезен для проверки равномерности нагревания отдельных секций радиаторов.

Обычно в системе применяют не термостаты, а более дешевый вариант регулирования температуры батарей: краны. Сантехники часто используют слово краны как профессионализм, с ударением на последнем слоге, кранЫ. Краны позволяют регулировать температуру отдельных радиаторов посредством изменения проточного сечения для отдельных радиаторов и веток системы отопления. Опытные сантехники устанавливают краны таким образом, чтобы использовать их также для продавливания воздушных пробок в отоплении в процессе опрессовки системы. Это касается как промежуточных кранов, так и воздушников, кранов Маевского или спускных кранов. Некоторые сантехники предпочитают устанавливать вместо кранов Маевского небольшие спускные краны, которые служат дольше и не «примерзают».

Если отдельные радиаторы не греются, либо не греются целые ветки системы отопления, содержащие несколько радиаторов, это как раз свидетельствует чаще всего о наличии воздушных пробок. Как убрать, выгнать, удалить воздушную пробку? Для этого иногда приходится временно отключать отдельные ветки, чтобы подать максимум давления в «неправильную ветку». В закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией убрать воздушные пробки проще.

Самые распространенные ошибки подключения радиаторов отопления

Самой неприятной, но, к сожалению, достаточно распространенной ошибкой подключения радиаторов является обратное подключение радиаторов, неправильная схема подключения радиаторов. Подача, приток теплоносителя, воды, должна всегда, во всех способах подключения, быть сверху, насколько это возможно. А обратка, отток охлажденной воды, должен быть снизу. Если подключают ошибочно, наоборот, подача снизу, а обратка сверху, теплоотдача радиатора может снижаться более чем в два раза. Естественно, что результат такого неправильного подключения легко определяется в процессе опрессовки отопления.

 

Неправильное, обратное подключение радиаторов

Бесспорно, обратное подключение радиаторов является грубейшей ошибкой. Причиной может быть то, что сантехник или, что бывает чаще, мастер-универсал не может правильно определить направление движения теплоносителя в системе отопления, идентифицировать, где подача, а где обратка. Другой причиной может быть незнание базовых принципов и схем подключения радиаторов.

Второй по значимости причиной неправильного подключения радиаторов является проблема удаления воздушных пробок. Эта проблема тесно связана с уклоном труб отопления. Кратко эту проблему можно обозначить так:

— уклон подачи должен быть отрицательным или выпуклым с воздушником (или напорным баком в открытой системе) на самой высокой точке;

— уклон обратки должен быть также отрицательным или вогнутым, желательно, хотя и не всегда возможно, расположить в самой нижней точке кран для спуска теплоносителя из системы отопления.

Равномерность нагрева, как показатель правильного подключения радиаторов

В любом радиаторе отопления отдельные секции греются неравномерно, по-разному. Также каждая отдельная секция радиатора нагревается неравномерно. Вверху она более теплая, а снизу холоднее. Но эта разница должна быть невелика. Опытный сантехник сразу определит, является ли неравномерность нагрева секций или каждой отдельной секции признаком неправильного подключения радиаторов, или эта разница находится в пределах нормы, и подключение радиаторов выполнено правильно.

Следует отметить, что у чугунных батарей отопления коэффициент теплопередачи заметно ниже, чем у алюминия. Это выражается в том, что секции чугунных батарей нагреваются более равномерно, чем секции биметаллических и алюминиевых радиаторов. Это не является признаком ошибки, чаще всего радиаторы подключены правильно.

Неравномерное нагревание каждой секции радиатора, когда вверху она горячая, а внизу слишком холодная, может свидетельствовать об обратном подключении радиатора отопления, либо о том, что нижний проток забит осадками. Различное нагревание отдельных секций: обычно ближние к трубе отопления 1-2-3 секции греются, а остальные остаются холодными, также свидетельствует об обратном подключении.

Либо подобный симптом может означать, что использовано боковое подключение, и напора теплоносителя, его скорости, не хватает для того, чтобы вода проходила через дальние секции. Подобная проблема решается изменением бокового подключения на диагональное подключение радиаторов, либо добавлением удлинителя протока жидкости. Последний вариант используется для того, чтобы не менять дизайн установки радиатора.

Схема подключения радиаторов отопления — как правильно выбрать нужную

Схема соединения отопления

Все специалисты говорят о том, что если неправильно воспользоваться схемой подключения радиаторов отопления, то теплопотери могут составить до 50%. Цифра удручающая, поэтому необходимо досконально разобраться в этом вопросе и дать рекомендации по поводу правильного проведения монтажного процесса.

Говоря о схеме подключения, следует иметь в виду трубную обвязку отопительных батарей.

Схемы подключения

Существует три основные схемы:

  1. Диагональная.
  2. Боковая.
  3. Нижняя.

Рассмотрим каждую в отдельности.

Диагональная схема

На сегодняшний день это самый эффективный вариант, имеющий наибольший коэффициент полезного действия. Подача горячей воды в этой схеме производится сверху, а обратка отходит снизу. Поэтому и эффективность работы такого радиатора будет выше. Все дело в законах физики. Теплая вода, даже под действием созданного внутри давления, стремится подняться вверх. Происходит противоток тепловой энергии, отсюда и высокая теплоотдача отопительного элемента.

Если все сделать наоборот, то теплоноситель просто будет подниматься вверх с достаточно большой скоростью, оставляя мало энергии в батареях. К тому же в этом случае поток теплоносителя пойдет по пути наименьшего сопротивления, а значит, говорить о его равномерном распределении не приходится. Горячая вода пройдет по первым трем секциям радиатора и быстро уйдет в обратку. Остальные же секции будут теплыми, потому что получили меньше энергии. Специалисты считают, что такая неправильная обвязка может стоить потери тепла до 50%.

Внимание! Подключение батарей отопления диагонального типа обычно проводят в домах, где используется двух- или однотрубная система отопления.

Боковая односторонняя схема

Эффективность теплоотдачи радиаторов при этой схеме уступает диагональной. Дело в том, что подача горячей воды производится сверху, а обратка подсоединяется снизу, но с этой же стороны радиатора. Распределение теплоносителя в любом случае становится неравномерным. Опять-таки основное тепло остается на нескольких первых секциях, остальные остаются всего лишь теплыми.

Правда, сегодня инженеры придумали, как увеличить длительность поступления теплоносителя в батареи. Для этого используют специальный патрубок, который называется удлинителем протока жидкости. Это обычная стальная труба, помещенная внутрь радиатора отопления. Но это не выход из положения — ведь не всегда потребители знают о такой новинке.

Данный вид обвязки очень часто используют в домах с небольшой полезной площадью — отопительные приборы в этом случае работают очень эффективно. Однако схема будет работать лучше, если увеличить или скорость теплоносителя (установка циркуляционного насоса решит эту проблему), или его температуру.

Еще один момент — это смена подводки труб подачи и обратки. Как и в первом случае с диагональной системой обвязки, здесь также эффективность будет падать наполовину.

Нижнее подключение

Нижнее подключение

Обычно этот вариант используют в том случае, если трубопровод отопительной системы проложен в полу или под плинтусом. Среди специалистов этот способ обвязки носит название серповидного, или сидельного подключение.

Подобный вариант обвязки стал очень популярен, потому что появилась возможность спрятать трубы в стены или пол. Тем самым решаются некоторые дизайнерские проблемы, связанные с созданием внутреннего интерьера комнат. К тому же эффективность теряется не на много. Специалисты утверждают, что потери составляют всего лишь 7-10%. Для большого дома это мизер.

Но здесь необходимо учитывать количество секций в одной батарее. К примеру, если один радиатор имеет большую длину, а значит, большее количество секций, то нижняя обвязка будет эффективнее, чем боковая. Если длина батареи небольшая, то боковая обвязка будет эффективнее нижней.

У данной схемы есть подвид, который определяется конструкцией отопительного прибора. Дело в том, что производители предлагают батареи, у которых выход труб расположен не с боку, а снизу. Они направлены вертикально и смотрят в пол. Чтобы подключить такой радиатор к системе отопления, необходим специальный сантехнический узел, в который входят запорная арматура и байпас.

Заключение по теме

Как видите, подключение радиаторов отопления (схема должна быть выбрана точно для каждой системы) сопровождается разными видами обвязки. Не стоит думать, что всегда и везде лучше принимать за основу диагональный вариант. Все не так просто, как кажется на первый взгляд. Приходится учитывать множество факторов, где финансовый (экономический) играет достаточно важную роль. К тому же многое будет зависеть от общей обвязки отопительной системы.

Схема верхней разводки системы отопления — верхняя подача

вопрос:
Можно ли при центральном отоплении подачу и обратку монтировать на чердаке и делать опуски на батареи сверху вниз?

Схемы водяного отопления: достоинства и недостатки

Центральное отопление в каком смысле? В «американском» (централизованный источник тепла на один дом — central heating system) или в «советском» смысле (централизованный источник тепла на город, район — district heating)?

Верхниюю разводку водяного отопления делать можно при достаточной разнице давлений в подающей и обратной трубах, но не стоит этого делать, если центральное отопление — district heating,так как весь мусор, поступающий вместе с горячей водой, будет оседать в нижних отопительных радиаторах.

Достаточная разницы давлений в подающей и обратной трубах

Если подающая тепло компания реально подает теплоноситель с разностью давлений (именно разностью(!), а не в подающей трубе) между подающей трубой и обраткой, и обещают-гарантируют это дифференциальное давление в письменном договоре, то можно рискнуть и сделать верхнюю разводку отопления напрямую, предусмотрев хороший фильтр на прямом вводе в дом.

В сущности, при прокладке прямой и обратный труб на одной высоте (что сверху, что снизу) гидравлически абсолютно равнозначно, и в том, и в другом случае гидростатические давления равны. Но в сравнении с прокладкой отопления по схеме подача теплоносителя — сверху, обратка — снизу, гидростатическое давление отдающей тепло воды не помогает проталкивать воду по отопительной системе. Ниже рассказано о гравитационном отоплении, которое полностью обеспечивает циркуляцию теплоносителя.

Центральное отопление — от теплотрассы

Мусор в трубопроводе-теплотрассе — это:
продукты коррозии и разрушения километров труб и задвижек,
мусор от ремонтов теплотрассы.

Зависимость от гидравлических параметров муниципального теплоснабжения — это не есть хорошо. Домовая водяная отопительная система в случае прямого включения в теплотрассу разрегулируется каждый раз, когда что-то меняется в котельной и теплотрассе.

Поэтому правильнее сделать собственную бойлерную — теплообменник, и тогда можно подавать воду в батареи циркуляционным насосом хоть сверху вниз, хоть снизу вверх. Хотя лучше, чтобы вода могла идти-циркулировать в отоплении даже самотёком, гравитационная или естественная циркуляция в отоплении, за счёт различной плотности горячего теплоносителя и отдавшего тепло теплоносителя — т.е. трубопровод подачи проложен по верху, а обратка расположена по низу.

Схема разводки отопления по чердаку или по верхнему техническому этажу заманчива, но требует хорошей теплоизоляции труб, иначе будут теплопотери и опасность замерзания, и самое главное — гарантированной работы циркуляционного насоса, есть сетевое электричество, или нет его.

Теплоотдача системы водяного отопления с циркуляционным насосом и гравитационная циркуляция с верхней обраткой

В принципе, гравитационная циркуляция возможна и при верхней схеме прокладки труб отопления, но чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление системы отопления нужна большая разница температур между подающей трубой и обратной трубой, т.е. нижние батареи должны быть почти холодными, а такое положение удорожает систему отопления. Сравним два варианта схемы отопления: с циркуляционным насосом и гравитационная циркуляция с верхней обраткой

Схема отопления с циркуляционным насосом

В этом случае типичная средняя температура теплоносителя во всех батареях-конвекторах +65 градусов, а в комнате температура воздуха +23 (здесь и далее — по Цельсию).

Гравитационная схема отопления

В самом нижнем радиаторе средняя температура теплоносителя должна быть лишь чуть выше температуры воздуха, примерно +30 (Измерено при минимальной теплоподаче, когда есть циркуляция в водяном отоплении в моём доме)

Таким образом, для обеспечения обогрева помещения требуется отопительный радиатор-конвектор (самый нижний) более чем в 6 раз большей теплоотдающей площади!
Расчёт: В случае схемы отпления с циркуляционным насосом разница температуры воздух-батарея составляет 42 градуса, а при гравитационной схеме разница температур — всего 7 градусов. Следовательно, мощность, отдаваемая в воздух меньше в 6 раз, без учёта падения теплоотдачи при уменьшении скорости конвекции воздуха. Конвекцию воздуха можно увеличить — см. Самодельный вентиляторный радиатор водяного отопления.

 
21дек2012

Перепечатка (кроме материалов под «стандартным копирайтом» — знаком ©) и цитирование приветствуются, если указываются:
в любых гипертекстовых документах — прямая гиперссылка на автора и на страницу-источник;
в обычных документах — указание автора, название материала, источник (например, FAQ-for-FAQ.NetNotebook.Net).

Авторские права, интеллектуальная собственность:
Статьи: указанный в статье автор или правообладатель
Вебдизайн и структуры: © Astrela Ltd., 2010-2018; 2019-2021 Вадим Шулман

лицензировано под Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 License,
если не указано иное.
Внешние элементы: их соответствующие правообладатели и лицензии.
(С), (TM): их соответствующие правообладатели.

схема подачи отопления в панельных высотных домах, система в стене, фото и видео примеры

Содержание:

1.  Особенности отопительной системы многоквартирных домов

2. Назначение и принцип действия элеваторного узла

3. Конструктивные особенности схемы отопления

4. Разводка трубопровода в многоэтажном доме

5. Типы радиаторов для обогрева многоквартирных домов

Квартира в многоэтажном доме – это городская альтернатива частным домам, и в квартирах проживает очень большое количество людей. Популярность городских квартир не является странной, ведь в них есть все, что требуется человеку для комфортного проживания: отопление, канализация и горячее водоснабжение. И если два последних пункта не нуждаются в особом представлении, то схема отопления многоэтажного дома требует детального рассмотрения. С точки зрения конструктивных особенностей, централизованная система отопления в многоквартирном доме имеет ряд отличий от автономных конструкций, что позволяет ей обеспечить дом тепловой энергией в холодную пору года. 

Особенности отопительной системы многоквартирных домов

При оборудовании отопления в многоэтажных домах необходимо в обязательном порядке соблюдать требования, устанавливаемые нормативной документацией, к которой относятся СниП и ГОСТ. В этих документах указано, что отопительная конструкция должна обеспечивать в квартирах постоянную температуру в пределах 20-22 градусов, а влажность должна варьироваться от 30 до 45 процентов.


Несмотря на наличие норм, многие дома, особенно из числа старых, не соответствуют данным показателям. Если это так, то в первую очередь нужно заняться установкой теплоизоляции и поменять отопительные приборы, а уже потом обращаться в теплоснабжающую компанию. Отопление трехэтажного дома, схема которого изображена на фото, можно приводит в качестве примера хорошей отопительной схемы. 

Чтобы достичь необходимых параметров, используется сложная конструкция, требующая качественного оборудования. При создании проекта отопительной системы многоквартирного дома специалисты используют все свои знания, чтобы достичь равномерного распределения тепла на всех участках теплотрассы и создать сопоставимое давление на каждом ярусе здания. Одним из неотъемлемых элементов работы такой конструкции является работа на перегретом теплоносителе, что предусматривает схема отопления трехэтажного дома или других высоток.

Как это работает? Вода поступает прямо с ТЭЦ и разогрета до 130-150 градусов. Кроме того, давление увеличено до 6-10 атмосфер, поэтому образование пара невозможно – высокое давление будет прогонять воду по всем этажам дома без потерь. Температура жидкости в обратном трубопроводе в таком случае может достигать 60-70 градусов. Конечно, в разное время года температурный режим может меняться, поскольку он напрямую завязан на температуру окружающей среды. 

Назначение и принцип действия элеваторного узла

Выше было сказано, что вода в отопительной системе многоэтажного здания разогревается до 130 градусов. Но такая температура не нужна потребителям, и нагревать батареи до такого значения абсолютно бессмысленно, независимо от этажности: система отопления девятиэтажного дома в данном случае не будет отличаться от любой другой. Объясняется все довольно просто: подача отопления в многоэтажных домах завершается устройством, переходящим в обратный контур, которое называется элеваторным узлом. В чем смысл этого узла, и какие функции на него возложены?


Разогретый до высокой температуры теплоноситель попадает в элеваторный узел, который по принципу своего действия похож на инжектор-дозатор. Именно после этого процесса жидкость осуществляет теплообмен. Выходя через элеваторное сопло, теплоноситель под высоким давлением выходит через обратную магистраль.

Кроме того, через этот же канал жидкость поступает на рециркуляцию в отопительную систему. Все эти процессы в совокупности позволяют смешивать теплоноситель, подводя его к оптимальной температуре, которой достаточно для обогрева всех квартир. Использование элеваторного узла в схеме позволяет обеспечить наиболее качественное отопление в высотных домах, независимо от этажности. 

Конструктивные особенности схемы отопления

В цепи отопления за элеваторным узлом находятся разные задвижки. Их роль нельзя недооценивать, поскольку они дают возможность регулировать отопление в отдельных подъездах или в целом доме. Чаще всего регулировка задвижек осуществляется вручную сотрудниками теплоснабжающей компании, если возникает такая необходимость.

В современных зданиях нередко используются дополнительные элементы, вроде коллекторов, тепловых счетчиков на батареи и другого оборудования. В последние годы почти каждая система отопления высотных зданий оснащается автоматикой, чтобы минимизировать вмешательство человека в работу конструкции (прочитайте: «Погодозависимая автоматика систем отопления — об автоматике и контроллерах для котлов на примерах»). Все описанные детали позволяют добиться лучшей производительности, повышают КПД и дают возможность более равномерно распределять тепловую энергию по всем квартирам. 

Разводка трубопровода в многоэтажном доме

Как правило, в многоэтажных домах используется однотрубная схема разводки с верхним или нижним розливом. Расположение прямой и обратной трубы может варьироваться в зависимости от множества факторов, включая даже регион, где расположено здание. Например, схема отопления в пятиэтажном доме будет конструктивно отличаться от отопления в трехэтажных зданиях.

При проектировании отопительной системы учитываются все эти факторы, и создается наиболее удачная схема, позволяющая довести все параметры до максимума. Проект может предполагать различные варианты розлива теплоносителя: снизу вверх или наоборот. В отдельных домах устанавливаются универсальные стояки, которые обеспечивают поочередность движения теплоносителя. 

Типы радиаторов для обогрева многоквартирных домов

В многоэтажных домах нет единого правила, позволяющего использовать конкретный вид радиатора, поэтому выбор особо не ограничивается. Схема отопления многоэтажного дома довольно универсальна и имеет хороший баланс между температурой и давлением.

К основным моделям радиаторов, используемых в квартирах, можно отнести следующие устройства:

  1. Чугунные батареи. Нередко используются даже в самых современных зданиях. Дешево стоят и очень легко монтируются: как правило, установкой данного типа радиаторов владельцы квартир занимаются самостоятельно.
  2. Стальные отопители. Этот вариант является логичным продолжением разработок новых отопительных приборов. Будучи более современными, стальные панели отопления демонстрируют хорошие эстетические качества, довольно надежны и практичны. Очень хорошо сочетаются с регулирующими элементами отопительной системы. Специалисты сходятся во мнении, что именно стальные батареи можно назвать оптимальными при использовании в квартирах.
  3. Алюминиевые и биметаллические батареи. Изделия, изготовленные из алюминия, очень ценятся владельцами частных домов и квартир. Алюминиевые батареи имеют самые лучшие показатели, если сравнивать с предыдущими вариантами: отличные внешние данные, небольшой вес и компактность отлично сочетаются с высокими эксплуатационными характеристиками. Единственный минус этих устройств, который нередко отпугивает покупателей – высокая стоимость. Тем не менее, специалисты не рекомендуют экономить на отоплении и считают, что такое вложение окупится довольно быстро. 

Заключение

Правильный выбор батарей для централизованной системы отопления зависит от рабочих показателей, которые присущи теплоносителю в данном районе. Зная скорость остывания теплоносителя и тем его движения, можно рассчитать необходимое количество секций радиатора, его размеры и материал. Не стоит забывать и о том, что при замене отопительных приборов необходимо проследить за соблюдением всех правил, поскольку их нарушение может привести к возникновению дефектов в системе, и тогда отопление в стене панельного дома не будет выполнять свои функции (прочитайте: «Трубы отопления в стене»).


Выполнять ремонтные работы в отопительной системе многоквартирного дома самостоятельно также не рекомендуется, особенно в том случае, если это отопление в стенах панельного дома: практика показывает, что жильцы домов, не имея соответствующих знаний, способны выбросить важный элемент системы, посчитав его ненужным.

Централизованные системы отопления демонстрируют хорошие качества, но их нужно постоянно поддерживать в рабочем состоянии, а для этого нужно следить за многими показателями, включая теплоизоляцию, износ оборудования и регулярной замены отработавших свое элементов.


нормативы и правила 2019 года

На сегодняшний день львиная доля наших соотечественников проживает в многоэтажных многоквартирных домах. Конечно, им не приходится задумываться о том, как поддерживать высокую температуру в каждом из помещений: центральное отопление легко и без хлопот решает эту проблему за них. Да, приходится ежемесячно отдавать приличную сумму за такой комфорт, однако, оно того стоит.

Схема отопления многоквартирного дома

Все-таки жильцам не приходится задумываться о том, чтобы отапливать свои квартиры самостоятельно, тратя немалые деньги на установку нужного оборудования и множество сил, чтобы поддерживать температуру в каждом из помещений на нужном уровне.

Ведь нормативы отопления многоквартирных домов 2019 года позволяют комфортно чувствовать себя каждому из обитателей. Например, приемлемым минимумом для жилых комнат является температура +20 градусов по Цельсию. Для ванной или совмещенного санузла этот показатель поднимается до +25 градусов. В кухнях температура не опускается ниже +18 градусов.

В проблемных боковых квартирах, из которых сильный ветер способен довольно быстро выдуть тепло, нормальной температурой считается +22 градуса. Зачастую уровень температуры в помещениях на 3–7 градусов выше, чем перечисленные выше, благодаря чему обитатели могут чувствовать себя весьма комфортно, не надевая теплых свитеров и брюк.

А ведь все это достигается путем приложения немалых усилий! Десятки и сотни людей ежедневно выходят на работу, чтобы обеспечить качественное отопление жилых домов.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

Схема отопления дома

Выше уже говорилось, что большинство современных домов в городах отапливается при помощи централизованной отопительной системы. То есть, имеется тепловая станция, на которой (в большинстве случаев при помощи угля) котлы отопления нагревают воду до очень высокой температуры. Чаще всего она составляет больше 100 градусов по Цельсию!

Поэтому, чтобы избежать закипания и испарения воды, давление в трубах очень велико – около 10 Кгс.

Вода подается во все здания, подключенные к теплотрассе. При подсоединении дома к теплоцентрали, устанавливаются вводные задвижки, позволяющие контролировать процесс подачи в него горячей воды. К ним же подключается теплоузел, а также ряд специализированного оборудования.

схема работы теплоузла

Вода может подаваться как сверху вниз, так и снизу вверх (при использовании однотрубной системы, о которой будет рассказано ниже), в зависимости от того, как расположены стояки отопления, или же одновременно во все квартиры (при двухтрубной системе).

Горячая вода, попадая в радиаторы отопления, нагревает их до нужной температуры, обеспечивая ее необходимый уровень в каждом помещении. Размеры радиаторов зависят как от размеров помещения, так и от его назначения. Конечно, чем больший размер имеют радиаторы, тем теплее будет там, где они установлены.

Вернуться к оглавлению

Каким бывает отопление

Имея в виду отопление многоквартирного дома, нельзя похвастать большим выбором. Все дома отапливаются примерно по одной и той же схеме. В каждом помещении находится чугунный радиатор отопления (его размеры зависят от размеров помещения и его назначения), в который подается горячая вода определенной температуры (теплоноситель), приходящая с тепловой станции.

пример чугунного радиатора

Однако вся схема подачи воды может различаться в зависимости от того, какая разводка отопления предусмотрена в конкретном здании – однотрубная или двухтрубная. Каждый из этих вариантов имеет определенные достоинства и недостатки. Чтобы лучше разобраться в этом вопросе, нужно точно знать все о первых и о вторых. Так что коротко опишем их.

Однотрубная система отопления

Ее конструкция отличается простотой, а, значит, надежностью и дешевизной. Но все же она не слишком востребована. Дело в том, что, попадая в систему отопления дома, теплоноситель (горячая вода) должен пройти через все радиаторы отопления, прежде чем попадет в возвратный канал (его также называют «обраткой»). Конечно, нагревая поочередно все радиаторы, теплоноситель теряет температуру. В результате, добираясь до последнего пользователя, вода имеет сравнительно невысокую температуру, из-за чего в последнем помещении она может значительно отличаться от температуры в том, в которое приходит вначале.

Это нередко вызывает недовольство среди жильцов. Поэтому описанная система отопления многоэтажного дома используется сравнительно редко.

Двухтрубная система отопления

Лишена тех недостатков, которые присущи описанной выше системе отопления. Конструкция этой системы существенно отличается. Горячая вода, пройдя через радиатор отопления, попадает не в трубу, ведущую к следующему радиатору, а сразу в возвратный канал. Оттуда сразу отправляется назад, на тепловую станцию, где будет нагрета до нужной температуры.

Подробней узнать о двухтрубной системе отопления можете из статьи на нашем сайте.

Конечно, этот вариант требует значительно больших затрат как при монтаже системы, так и при обслуживании. Зато эта схема устройства отопительной системы позволяет обеспечить одинаковую температуру во всех отапливаемых зданиях.

Пример двухтрубной системы отопления

Она дает также возможность устанавливать счетчик отопления. Установив его на радиатор отопления, владелец может самостоятельно регулировать уровень его нагрева и, соответственно, снижать затраты на оплату счетов за отопление.

В однотрубной системе отопления такой вариант невозможен. Уменьшая количество горячей воды, проходящей через радиаторы, вы таким образом можете доставить немало хлопот соседям, к которым теплоноситель попадает, пройдя через вашу квартиру. То есть правила отопления в этом случае будут откровенно нарушены.

Изменить тип системы отопления в квартире невозможно, это требует титанических усилий и огромной работы, которая затронет весь дом. Но все же знать о плюсах и минусах разных видов систем отопления будет полезно каждому владельцу квартиры.

В этом видео сделан широкий обзор различных систем отопления.


Вернуться к оглавлению

Разработка проекта системы отопления

Устройство отопления, начиная от вводной системы и заканчивая радиаторами отопления, создается сразу после того, как построен остов многоквартирного здания. Разумеется, к этому моменту проект отопления многоквартирного дома должен быть разработан, проверен и утвержден.

И именно на первом этапе нередко возникает ряд трудностей, как и при выполнении любой другой, очень сложной и важной работы.
Вообще, система отопления многоквартирного дома отличается сложностью.

Специалистам необходимо рассчитать оптимальную толщину всех труб, которые будут использоваться при монтаже, размеры радиаторов и многое другое.

Мощность системы отопления может зависеть от силы ветра в вашем регионе, материала, из которого построено здание, толщины стен, размеров помещений и множества других факторов. Даже две одинаковые квартиры, одна из которых расположена на углу здания, а другая – в его центре, требуют разного подхода.

Ведь сильный ветер в зимнее время года довольно быстро остужает наружные стены, а, значит, теплопотери угловой квартиры будут значительно выше.

Поэтому их необходимо компенсировать, установив более крупные радиаторы отопления. Учесть все нюансы, подобрать оптимальные решения могут только опытные специалисты, точно знающие, как устроено и как работает все оборудование.

Новичок, решивший провести расчет системы отопления в многоквартирном доме, с самого начала будет обречен на провал. И это приведет не только к значительному перерасходу ресурсов, но и поставит жизнь обитателей дома в опасность.

Вернуться к оглавлению

Как радиаторы отопления могут повлиять на температуру в помещении

Говоря про отопление квартиры и дома в целом, нельзя не уделить внимание радиаторам отопления. Все-таки именно они являются главными поставщиками тепла в большинство помещений квартиры. Большая часть людей привыкла к чугунным радиаторам, которые начали устанавливать в домах почти столетие назад.

Эти массивные, медленно нагревающиеся «монстры» и сегодня стоят в большинстве квартир.

Владельцы жилья красят их, завешивают шторами и тюлем и даже устанавливают специальные ширмы, чтобы их скрыть.

А ведь любые преграды уменьшают теплоотдачу, из-за чего температура в помещении может упасть на несколько градусов. Именно поэтому многие владельцы квартир предпочитают устанавливать более современные виды радиаторов. Они могут быть изготовлены из разных материалов.

  1. Алюминий. Прекрасный материал – легкий, обладающий высокой теплопроводностью и изящный. Его не нужно красить, нагревается очень быстро, и через считаные минуты начинает отдавать тепло помещению. Увы, у него есть минусы. Например, вода с повышенной кислотностью может со временем нанести радиаторам отопления непоправимый вред. Кроме того, алюминий является довольно пластичным и мягким материалом. Слишком высокое давление (чаще всего на первых этажах 12–16-этажных зданий) может просто разорвать их.
  2. Сталь. Выглядят эти радиаторы просто великолепно. Так же как и алюминиевые, очень быстро нагреваются и передают тепло окружающему помещению.
    пример стального радиатора отопления

    Высокая прочность позволяет изготавливать довольно миниатюрные радиаторы, которые, благодаря хорошей теплопередаче, способны поддерживать нужную температуру в помещении. Высокая прочность гарантирует, что даже при высоком давлении радиаторы не будут повреждены. Единственный минус – высокое содержание кислорода в воде может негативно воздействовать на внутреннюю стенку «батареи».

  3. Чугун. Не стоит думать, что чугун безвозвратно покинул мир отопительных систем. Современные технологии позволяют изготавливать довольно миниатюрные и привлекательные радиаторы из чугуна. Они не только обладают высокой прочностью, но и не боятся повышенной кислотности воды или большого содержания кислорода. Их производят в России, Беларуси и некоторых странах Европы. Стоимость этих радиаторов сравнительно невысока, что делает их популярными во многих странах мира.

Так выглядит на сегодняшний день основной рынок радиаторов отопления. Большой выбор позволяет подобрать подходящее решение даже самому придирчивому покупателю, которого не устраивают устаревшие массивные радиаторы из чугуна.

Впрочем, если вы живете в доме, в котором часто наблюдаются перебои с подачей воды в систему отопления, не стоит спешить менять старые радиаторы. Да, они не слишком привлекательны. Кроме того, еще и медленно нагреваются.

Но стоит учитывать, что, не быстро нагреваясь, они также медленно остывают. То есть они обладают очень высокой тепловой инерцией. Поэтому такие радиаторы способны защитить вас от частых перепадов температуры, негативно сказывающихся на здоровье и самочувствии людей.

Схемы подключения радиаторов отопления. видео-инструкция

Главным показателем эффективности работы радиатора отопления является его теплоотдача. То есть, сколько тепла он передаст от горячей жидкости, протекающей внутри радиатора, воздуху в помещении. Чем выше теплоотдача, тем лучше. Теплоотдача радиатора отопления в большой степени зависит от того, какая при их установке использовалась схема подключения. В случае, когда схема подключения была выбрана неправильно, то может потеряться до 50% тепла. Ведь батарея будет прогреваться неравномерно.

Содержание

Если в вашем доме батареи «греют» плохо, то, скорее всего, при их установке использовали неправильную схему подключения. Переделать схему непросто, но можно.

 Давайте для начала разберемся, какие существуют схемы подключения радиаторов отопления, чтобы в дальнейшем понимать, о чем идет разговор.

Существует всего три основных схемы подключения радиаторов отопления:

  1. — Боковая схема подключения;
  2. — Диагональная схема подключения;
  3. — Нижняя схема подключения радиаторов.

 

 

В плане максимального КПД наиболее эффективной принято считать диагональную схему подключения радиаторов

. При такой схеме подача горячей воды производится сверху, а обратка, то есть труба, через которую выходит из радиатора охлажденный теплоноситель, располагается в нижней части батареи.

Диагональная схема подключения

Диагональная схема подключения

Диагональную схему подключения часто по-другому называют перекрестно боковой схемой. При использовании диагональной схемы ВСЕГДА подача горячего теплоносителя осуществляется СВЕРХУ. А обратка, через которую теплоноситель уходит, всегда располагается в нижней части. Если вы подключите радиатор наоборот, с нижней подачей горячей воды, то потеряете минимум 50% эффективности работы батареи.

Понять, по какой причине такие потери происходят, несложно. Если помнить школьный курс физики. При нагревании вода всегда стремиться вверх. Поэтому, когда нагретую воду подают сверху, она, заполнив полностью верхний приток, спускается равномерно вниз по каждой колонке радиатора.

Неважно, из какого материала изготовлен радиатор – чугуна, алюминия, стали или он биметаллический. Его внутренне устройство одинаковое. Если же подавать горячую воду в радиатор отопления снизу, то она достигнет первой вертикальной колонне, и будет уходить через патрубок обратки, установленный в верхней части радиатора. Остальные вертикальные колонны попросту горячей водой не заполнятся. В результате максимально нагреются первые пару колонн, а остальные практически не нагреются.

Диагональную схему подключения, как правило, используют в коттеджах и частных домах при однотрубной или двухтрубной схеме соединения.

к меню ↑

Односторонняя боковая схема подключения

Односторонняя боковая схема подключения

При использовании бокового подключения радиаторов отопления очень важно, как и при диагональном подключении, чтобы подача горячей воды производилась сверху. Иначе просто не произойдет полный прогрев радиатора, и теплоотдача окажется меньше номинальной на 50% (это произойдет, если обвязка радиатора выполнена правильно).

Если у вас радиатор с большим количеством секций (10-15), даже если вы правильно подключили его по боковой схеме (горячая вода подается сверху, а обратка установлена внизу), то довольно часто происходит так, что слабо греются последние секции от места подачи воды. Это происходит, как правило, из-за того, что низкая температура теплоносителя или низкая скорость циркуляции воды. То есть давления воды в системе отопления недостаточно, чтобы полноценно заполнить радиатор теплоносителем. Эту проблему просто решить, если использовать удлинитель протока жидкости.

Боковую схему подключения радиаторов отопления, как правило, используют при создании системы отопления современных домов. Если ы вас дача или загородный дом небольшой площади, то использование боковой схемы подключения будет оптимальным.

к меню ↑

Нижняя схема подключения (седельная или серповидная)

Нижняя схема подключения

В том случае, когда трубы отопления проходят под плинтусами или уложены под поверхность пола, использую нижнюю схему подключения радиаторов отопления. Иногда такую схему называют седельной или серповидной схемой. Если сравнить эффективность подключения по такой схеме, то она окажется на 7% ниже, чем при подключении радиаторов по диагональной схеме. Зато при нижней схеме подключения практически не видны трубы отопления. Их очень просто скрыть в стене, а если такая возможность отсутствует, то просто спрятать под плинтусом.

Использование нижней схемы подключения позволяет пожертвовав некоторой потерей теплоотдачи значительно улучшить интерьер помещения, убрав трубы.

к меню ↑

Подключение специальных радиаторов отопления

Выпускаются такие радиаторы отопления, в которых и патрубок подачи, и обратки расположены в нижней части. Они направлены вертикально в пол. При монтаже таких радиаторов используют специальный сантехнический узел, состоящий из байпаса и запорной арматуры. В итоге специальная схема подключения превращается в стандартную, нижнюю систему подключения.

Например, по такой схеме подключаются радиаторы торговой марки Kermi. Для них возможна единственная схема подключения, при которой будет обеспечена максимальная теплоотдача.

Наиболее эффективная схема подключения радиаторов отопления – диагональная схема.

Боковое подключение является менее эффективным. Наименее эффективной является нижняя схема подключения. Однако такой вывод справедлив только для радиаторов, имеющих среднюю длину. Если радиатор имеет большое количество секций, то боковая и нижняя схемы подключения в рейтинге меняются местами. Ведь если количество секций велико, то при боковой схеме будут плохо прогреваться последние секции. Они не будут совершенно холодными, но нагреваются очень неравномерно.

Все, о чем рассказано выше, касается только колончатых радиаторов. Если вы устанавливаете конверторы, то они, независимо от схемы подключения, нагреваются равномерно. Однако в целом у конверторов теплоотдача хуже, чем у колончатых радиаторов. Поэтому и используют их редко.

к меню ↑

Видео в тему: схемы подключение радиаторов (батарей) отопления

 

 

Подача горячей воды в многоэтажном доме: сверху или снизу, какими способами подается

Как подается?

Системы подачи горячей воды подразделяются на два вида: открытые и закрытые. При открытой используется теплоноситель, поступающий из централизованной тепломагистрали в дом, далее вода распределяется по внутридомовым сетям.

Эта схема была разработана и реализована при массовой застройке еще в советский период, доказала свою эффективность, надежность. Большая часть многоэтажного жилого фонда снабжается теплоносителем по этой схеме.

При закрытой используется холодная вода магистрального водопровода. Вода поступает в автономный тепловой узел, где нагревается до нужной температуры, и закачивается в водоразборную сеть.

Основные элементы теплового узла:

  • газовые или электрические котлы для индивидуального отопления;
  • проточные водонагреватели;
  • теплообменники, использующие горячую воду центральных магистральных сетей.

Преимущества:

  1. Горячая вода по качеству соответствует требованиям нормативной документации на питьевую воду.
  2. Снижается расход централизованного теплоносителя.

Закрытые системы применяются в современном домостроении. Наибольшая эффективность этих систем проявляется при использовании крышных котельных. В этом случае не требуется подключение к теплотрассам.

Сверху или снизу организовано водоснабжение?

Магистральный водовод входит в контур жилого дома и заканчивается задвижкой. Внутридомовые сети обеспечивают горячей водой всех потребителей.

Через набор вертикальных трубопроводов (стояков) теплоноситель распределяется по этажам. Применяются два типа разводки: однотрубная и двухтрубная.

Выбор схемы зависит от планировочных решений жилого дома:

  1. Вариант подачи воды «снизу» применяется при малоэтажной застройке. В высотных домах с этажностью выше девяти подача теплоносителя осуществляется «сверху». В этом случае обеспечивается достаточное давление горячей воды на верхних этажах.
  2. В домах с этажностью выше восемнадцати применяется розлив «снизу», но система отопления делится на две автономные зоны. В верхней зоне за счет избыточного давления обеспечивается подача теплоносителя на последние этажи.
  3. В старом жилом фонде сохранились дома, в которых нет циркуляционных стояков — «тупиковые системы». За экономию труб расплачиваются неудобствами: при слабом водоразборе вода остывает, приходиться сливать часть воды.

Элементы в системе ГВС

При кажущейся простоте внутридомовые сети — достаточно сложное инженерное сооружение. Диаметры труб внутренней разводки, количество и мощность подкачивающих насосов рассчитываются таким образом, чтобы давление воды было одинаковым на всех этажах.

Универсальная схема открытой системы водоснабжения выглядит следующим образом:

Вода из тепломагистрали проходит через водомерный узел, элеватор и поступает в нагревательные приборы. Дополнительные врезки перед элеваторным узлом обеспечивают подачу горячей воды для гигиенических и бытовых нужд.

К элементам системы также относятся:

  • дополнительные насосы;
  • задвижки,
  • вентили;
  • клапаны;
  • трубопроводы.

Наиболее сложным является элеваторный узел.

Функции узла:

  • регулировка параметров отопительной системы;
  • при сильных морозах, когда температура магистрального теплоносителя превышает 100⁰ С, обеспечивает возможность переключения подпитки горячей водой между подачей и обраткой;
  • экономит магистральный теплоноситель, поэтому водомер устанавливается на обратном трубопроводе.

Разводка ГВС в квартире

Внутриквартирная разводка служит для доставки горячей воды ко всем точкам разбора. В квартирах, как правило, делается один или два ввода горячей воды от общих стояков.

Вентили на этих вводах служат границей раздела зон ответственности, после вентилей за эксплуатацию водопровода отвечает владелец квартиры.

Количество точек разбора индивидуально, не редкость два туалета, биде, душевые кабины, стиральные и посудомоечные машины. При проектировании внутренней разводки необходимо учитывать не только количество точек разбора, но и индивидуальные особенности бытовой техники.

На практике применяются два способа разводки:

  1. Последовательная или тройниковая схема: по периметру квартиры прокладывается основной трубопровод, к нему последовательно подключаются все потребители воды. Диаметр основной трубы должен превышать диаметры вспомогательных патрубков.

    Для подсоединения сантехники и бытовых приборов применяются тройники. Такой монтаж целесообразен в малогабаритных квартирах. При большом количестве потребителей водовод становиться слишком длинным и напора воды может не хватать.

  2. Коллекторная схема. Для квартир большей площади применима коллекторная схема. Главное отличие этого варианта — наличие коллекторной трубы, в нее поступает вода из общего стояка.

    К коллектору подсоединяются сантехника и бытовые приборы. Объем коллектора должен обеспечивать одновременную работу всех потребителей.

Преимущества коллекторной схемы:

  • обеспечивается одинаковое входное давление воды для всех потребителей;
  • возможность демонтажа отдельного потребителя без отключения всего водопровода.

Недостатки:

  • дороговизна монтажа;
  • размещение коллектора требует отдельного места.

При любой схеме квартирной разводки диаметры трубопроводов не должны превышать диаметр общего стояка, в противном случае нарушится водоснабжение других квартир.

Поломки и неисправности

К характерным неисправностям ГВС относятся:

  • выход из строя оборудования;
  • шумы в работе системы;
  • температура отопительных приборов ниже нормы;
  • слабый напор горячей воды;
  • температурный разброс теплоносителя по этажам дома;
  • утечки в соединениях;
  • коррозия трубопроводов и запорной арматуры.

Шумы, как правило, вызваны вибрацией неправильно установленных насосов, износом подшипников электродвигателей, ослаблением креплений трубопроводов, выходом из строя регулирующих вентилей.

К понижению температуры отопительных приборов приводят воздушные пробки в самих приборах, разрегулирование элеваторного узла, засоры и нарушение теплоизоляции в отопительных стояках.

Слабый напор воды при отсутствии засоров чаще всего вызывается неисправностями подкачивающих насосов. Своевременное техническое обслуживание повышает надежность системы теплоснабжения.

Температурные требования

Параметры горячей воды в жилом доме регламентируются требованиями ГОСТ 2874-82 и нормами санитарной гигиены.

Эти требования обеспечиваются ресурсными организациями. Температура воды должна быть в пределах 60-75⁰ С.

Попытка использовать в водопроводной сети воду из отопления карается законом.

Заключение

Системы горячего водоснабжения в многоквартирных домах постоянно совершенствуются.

На смену громоздким чугунным трубопроводам приходят современные облегченные конструкции, высокопроизводительное оборудование, измерительная техника, но принципиальные схемы обеспечения горячей водой и теплом жилых домов пока неизменны.

Где должен быть термостат вашего дома, HVAC-Tips

При проектировании системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха существует множество мелких деталей, которые могут иметь большое значение для комфорта и эффективности. Одна из этих важных деталей — размещение термостата. Термостат необходимо разместить так, чтобы он мог получать наиболее точные показания температуры воздуха в доме. В противном случае это может привести к тому, что ваша система отопления, вентиляции и кондиционирования будет работать излишне или недостаточно., Это может снизить ваш комфорт и потенциально увеличить ваши счета за электроэнергию.

См. Также: Термостаты

Места, которых следует избегать

При размещении термостата не следует размещать его рядом с вещами, которые могут вызвать ложно высокие или низкие показания, другими словами, вдали от локализованных горячих или холодных точек.

  • Окна и двери: Не размещайте термостат рядом с окнами или дверями, через которые может быть сквозняк. Ваш термостат будет измерять температуру поступающего наружного воздуха. Вместо общей температуры воздуха в помещении.На ваш термостат будут влиять колебания температуры каждый раз, когда открывается внешняя дверь. Это может вызвать ненужное отключение и отключение вашей системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Это неэффективно, затрудняет работу оборудования и приводит к снижению стабильной температуры в доме в целом. Также важно следить за тем, чтобы на термостат не попадали прямые солнечные лучи, проникающие через окно. Если солнце светит прямо на ваш термостат, в летнее время вы можете получить огромные счета за электроэнергию.
  • Наружные стены: Точно так же не размещайте термостат на внешней стене.Лучистая температура этой стены летом будет выше, а зимой ниже, чем температура воздуха внутри вашего дома. Это может привести к ненужной работе системы HVAC и увеличению ваших счетов.
  • Приточные отверстия : Размещение термостата непосредственно над или под регистром приточного воздуха может действительно сбить с толку систему. Это связано с тем, что воздух, выходящий из вентиляционного отверстия, будет значительно теплее или холоднее, чем общая температура вашего дома, поскольку это кондиционированный воздух, только что поступающий из блока HVAC.Это может вызвать значительные колебания показаний температуры термостата, что опять же приведет к частому включению и выключению блока HVAC. И это точно сделает ваш дом менее уютным!
  • Коридоры и другие менее используемые места : Очень часто термостаты размещаются в коридорах. К сожалению, это далеко не идеально. В конце концов, вы, вероятно, не проводите много времени в коридоре своего дома. Почему вы хотите, чтобы это было помещение с «идеальной» температурой? Поскольку коридоры, как правило, длинные и узкие, в них меньше циркуляции воздуха и циркуляции воздуха.Это означает, что температура в коридоре часто не отражает среднюю температуру воздуха в доме в целом. Размещение термостата в коридоре означает, что в зале будет комфортно. Остального в вашем доме может и не быть.
См. Также: Обновите термостат, чтобы сэкономить деньги и время

Рассмотрите области, которые естественно теплее

  • Ванные комнаты и кухни: Пар и тепло из ванной и кухни могут заставить ваш термостат думать, что он теплее, чем есть на самом деле.Летом это может означать более высокие счета. Зимой это может означать, что вы дрожите в гостиной, потому что на вашей кухне приятно и тепло от рождественского печенья. Размещение термостата в ванной или кухне или рядом с ними также вызывает аналогичную проблему, когда его размещают рядом с дверью. Температура в этих комнатах часто колеблется. Это может привести к слишком частому включению и выключению вашей системы. Это плохо сказывается на сроке службы оборудования или ваших счетах за коммунальные услуги.
  • Лампы и телевизоры: The U.На веб-сайте Energy Saver Министерства энергетики США рекомендуется держать лампы и телевизоры подальше от термостата. Лампы и телевизоры выделяют изрядное количество тепла. Если они находятся очень близко к вашему термостату, они могут привести к тому, что ваш кондиционер будет работать слишком много летом
  • Водопровод и приточные каналы: Другими источниками лучистого отопления или охлаждения, которые могут вызвать сбой в работе термостата, являются водопроводные и приточные каналы. Воздух или вода, проходящие по трубам и каналам, могут нагревать или охлаждать стены вокруг них.Если ваш термостат находится на одной из этих стен, он не будет давать точных показаний для температуры воздуха в комнате.
См. Также: Ecobee против Nest

Где должен быть термостат

Теперь, когда вы знаете, чего следует избегать, давайте поговорим о том, куда должен идти ваш термостат. Вы хотите разместить его на внутренней стене, через которую не проходят трубы или воздуховоды. Он должен находиться вдали от дверей и окон, а также под прямыми солнечными лучами.

См. Также: Снизьте свой счет за электроэнергию этим летом

Вы хотите убедиться, что термостат не находится непосредственно над или под регистром подачи. На самом деле это нормально (а некоторые говорят, что предпочтительнее), чтобы термостат располагался рядом с обратным патрубком.

Для достижения наилучших результатов необходимо, чтобы термостат располагался в центре. Это часть дома, которую вы часто используете, а не прячете в холле. Термостат следует располагать на высоте около 52-60 дюймов. Поскольку температура повышается, если термостат будет выше, показания будут иметь тенденцию быть слишком теплыми.

У вас есть система зонирования или умный термостат с несколькими комнатными датчиками? Вы можете избежать некоторых потенциальных проблем, связанных с использованием всего одного термостата, контролирующего температуру всего дома. При размещении дополнительных датчиков или термостатов по-прежнему важно избегать таких вещей, как прямой солнечный свет, вентиляционные отверстия и источники тепла, такие как телевизоры.

См. Также: Свяжитесь с нами

Отопление | процесс или система

Отопление , процесс и система повышения температуры замкнутого пространства с основной целью обеспечения комфорта жителей.Регулируя температуру окружающей среды, отопление также служит для поддержания структурных, механических и электрических систем здания.

В термоэлектрической генерирующей системе источник тепла — обычно работающий на угле, масле или газе — используется внутри котла для преобразования воды в пар высокого давления. Пар расширяется и вращает лопатки турбины, которая вращает якорь генератора, вырабатывая электроэнергию. Конденсатор преобразует оставшийся пар в воду, а насос возвращает воду в бойлер.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Историческое развитие

Самым ранним способом обогрева салона был открытый огонь. Такой источник, наряду с соответствующими методами, такими как камины, чугунные печи и современные обогреватели, работающие на газе или электричестве, известен как прямое отопление, поскольку преобразование энергии в тепло происходит на обогреваемом участке. Более распространенная форма отопления в наше время известна как центральное или косвенное отопление. Он заключается в преобразовании энергии в тепло в источнике вне, отдельно от обогреваемого объекта или объектов или расположенных внутри них; Получающееся тепло передается на объект через текучую среду, такую ​​как воздух, вода или пар.

За исключением древних греков и римлян, большинство культур полагалось на методы прямого нагрева. Древесина была первым топливом, которое использовалось, хотя в местах, где требовалось только умеренное тепло, таких как Китай, Япония и Средиземноморье, использовался древесный уголь (сделанный из дерева), потому что он производил гораздо меньше дыма. Дымоход, или дымоход, который сначала был простым отверстием в центре крыши, а затем поднимался прямо из камина, появился в Европе к 13 веку и эффективно устранял дым и испарения огня из жилого помещения.Закрытые печи, похоже, впервые использовались китайцами около 600 г. до н.э. и в конечном итоге распространились по России в северную Европу, а оттуда в Америку, где Бенджамин Франклин в 1744 году изобрел усовершенствованную конструкцию, известную как печь Франклина. Печи гораздо менее расходуют тепло, чем камины, потому что тепло огня поглощается стенками печи, которые нагревают воздух в комнате, а не пропускают вверх по дымоходу в виде горячих дымовых газов.

Центральное отопление, кажется, было изобретено в Древней Греции, но именно римляне стали лучшими инженерами-теплотехниками древнего мира с их системой гипокауста.Во многих римских зданиях полы из мозаичной плитки поддерживались колоннами внизу, которые создавали воздушные пространства или каналы. На участке, расположенном в центре всех отапливаемых комнат, сжигали древесный уголь, хворост и, в Британии, уголь, а горячие газы распространялись под полом, согревая их в процессе. Однако система гипокауста исчезла с упадком Римской империи, и центральное отопление было восстановлено лишь примерно 1500 лет спустя.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Центральное отопление снова стало использоваться в начале 19 века, когда промышленная революция вызвала увеличение размеров зданий для промышленности, жилых помещений и сферы услуг. Использование пара в качестве источника энергии предложило новый способ обогрева фабрик и заводов, когда пар передавался по трубам. Котлы, работающие на угле, подавали горячий пар в помещения с помощью стоячих радиаторов. Паровое отопление долгое время преобладало на североамериканском континенте из-за очень холодных зим.Преимущества горячей воды, которая имеет более низкую температуру поверхности и более мягкий общий эффект, чем пар, начали осознаваться примерно в 1830 году. В системах центрального отопления двадцатого века обычно используется теплый воздух или горячая вода для передачи тепла. В большинстве недавно построенных американских домов и офисов теплый воздух вытеснил пар, но в Великобритании и на большей части европейского континента горячая вода заменила пар в качестве предпочтительного метода отопления; канальный теплый воздух там никогда не был популярен. Большинство других стран приняли американские или европейские предпочтения в методах отопления.

Системы центрального отопления и топливо

Важнейшими компонентами системы центрального отопления являются устройства, в которых можно сжигать топливо для получения тепла; среда, транспортируемая по трубам или каналам для передачи тепла в обогреваемые помещения; и излучающее устройство в этих пространствах для выделения тепла либо конвекцией, либо излучением, либо обоими способами. Принудительное распределение воздуха перемещает нагретый воздух в пространство с помощью системы воздуховодов и вентиляторов, которые создают перепады давления. Лучистое отопление, напротив, предполагает прямую передачу тепла от излучателя к стенам, потолку или полу замкнутого пространства независимо от температуры воздуха между ними; Излучаемое тепло устанавливает цикл конвекции во всем пространстве, создавая в нем равномерно нагретую температуру.

Температура воздуха, солнечное излучение, относительная влажность и конвекция влияют на конструкцию системы отопления. Не менее важным соображением является объем физической активности, который ожидается в конкретной обстановке. В рабочей атмосфере, в которой напряженная деятельность является нормой, человеческое тело выделяет больше тепла. В качестве компенсации поддерживается более низкая температура воздуха, позволяющая рассеивать лишнее тепло тела. Верхний предел температуры 24 ° C (75 ° F) подходит для сидячих рабочих и домашних жилых помещений, а нижний предел температуры 13 ° C (55 ° F) подходит для лиц, выполняющих тяжелую ручную работу.

При сгорании топлива углерод и водород реагируют с атмосферным кислородом с выделением тепла, которое передается из камеры сгорания в среду, состоящую из воздуха или воды. Оборудование устроено таким образом, что нагретая среда постоянно удаляется и заменяется охлаждающей системой , то есть путем циркуляции. Если среда является воздухом, оборудование называется топкой, а если среда — водой, бойлером или водонагревателем. Термин «бойлер» более правильно относится к сосуду, в котором производится пар, а «водонагреватель» — к сосуду, в котором вода нагревается и циркулирует ниже ее точки кипения.

Природный газ и мазут являются основными видами топлива, используемыми для производства тепла в котлах и печах. Они не требуют труда, за исключением периодической очистки, и они обрабатываются полностью автоматическими горелками, которые могут регулироваться термостатом. В отличие от своих предшественников, угля и кокса, после использования не остается остаточной золы для утилизации. Природный газ вообще не требует хранения, а нефть перекачивается в резервуары для хранения, которые могут быть расположены на некотором расстоянии от отопительного оборудования.Рост объемов отопления на природном газе был тесно связан с увеличением доступности газа из сетей подземных трубопроводов, надежностью подземных поставок и чистотой сжигания газа. Этот рост также связан с популярностью систем теплого воздуха, к которым особенно хорошо подходит газовое топливо и на которые приходится большая часть природного газа, потребляемого в жилых домах. Газ легче сжигать и контролировать, чем нефть, пользователю не нужен резервуар для хранения и он платит за топливо после того, как он его использовал, а доставка топлива не зависит от капризов моторизованного транспорта.Газовые горелки обычно проще, чем те, которые требуются для жидкого топлива, и имеют мало движущихся частей. Поскольку при сжигании газа выделяются ядовитые выхлопные газы, газ из обогревателей должен выводиться наружу. В местах, недоступных для трубопроводов природного газа, сжиженный нефтяной газ (пропан или бутан) доставляется в специальных автоцистернах и хранится под давлением в доме до тех пор, пока он не будет готов к использованию так же, как природный газ. Нефтяное и газовое топливо во многом обязано своим удобством автоматической работе их теплоцентралей.Эта автоматизация основана в первую очередь на термостате, устройстве, которое, когда температура в помещении упадет до заданной точки, активирует печь или котел до тех пор, пока потребность в тепле не будет удовлетворена. Автоматические отопительные установки настолько тщательно защищены термостатами, что предвидятся и контролируются почти все мыслимые обстоятельства, которые могут быть опасными.

Отопление | процесс или система

Отопление , процесс и система повышения температуры замкнутого пространства с основной целью обеспечения комфорта жителей.Регулируя температуру окружающей среды, отопление также служит для поддержания структурных, механических и электрических систем здания.

В термоэлектрической генерирующей системе источник тепла — обычно работающий на угле, масле или газе — используется внутри котла для преобразования воды в пар высокого давления. Пар расширяется и вращает лопатки турбины, которая вращает якорь генератора, вырабатывая электроэнергию. Конденсатор преобразует оставшийся пар в воду, а насос возвращает воду в бойлер.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Историческое развитие

Самым ранним способом обогрева салона был открытый огонь. Такой источник, наряду с соответствующими методами, такими как камины, чугунные печи и современные обогреватели, работающие на газе или электричестве, известен как прямое отопление, поскольку преобразование энергии в тепло происходит на обогреваемом участке. Более распространенная форма отопления в наше время известна как центральное или косвенное отопление. Он заключается в преобразовании энергии в тепло в источнике вне, отдельно от обогреваемого объекта или объектов или расположенных внутри них; Получающееся тепло передается на объект через текучую среду, такую ​​как воздух, вода или пар.

За исключением древних греков и римлян, большинство культур полагалось на методы прямого нагрева. Древесина была первым топливом, которое использовалось, хотя в местах, где требовалось только умеренное тепло, таких как Китай, Япония и Средиземноморье, использовался древесный уголь (сделанный из дерева), потому что он производил гораздо меньше дыма. Дымоход, или дымоход, который сначала был простым отверстием в центре крыши, а затем поднимался прямо из камина, появился в Европе к 13 веку и эффективно устранял дым и испарения огня из жилого помещения.Закрытые печи, похоже, впервые использовались китайцами около 600 г. до н.э. и в конечном итоге распространились по России в северную Европу, а оттуда в Америку, где Бенджамин Франклин в 1744 году изобрел усовершенствованную конструкцию, известную как печь Франклина. Печи гораздо менее расходуют тепло, чем камины, потому что тепло огня поглощается стенками печи, которые нагревают воздух в комнате, а не пропускают вверх по дымоходу в виде горячих дымовых газов.

Центральное отопление, кажется, было изобретено в Древней Греции, но именно римляне стали лучшими инженерами-теплотехниками древнего мира с их системой гипокауста.Во многих римских зданиях полы из мозаичной плитки поддерживались колоннами внизу, которые создавали воздушные пространства или каналы. На участке, расположенном в центре всех отапливаемых комнат, сжигали древесный уголь, хворост и, в Британии, уголь, а горячие газы распространялись под полом, согревая их в процессе. Однако система гипокауста исчезла с упадком Римской империи, и центральное отопление было восстановлено лишь примерно 1500 лет спустя.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Центральное отопление снова стало использоваться в начале 19 века, когда промышленная революция вызвала увеличение размеров зданий для промышленности, жилых помещений и сферы услуг. Использование пара в качестве источника энергии предложило новый способ обогрева фабрик и заводов, когда пар передавался по трубам. Котлы, работающие на угле, подавали горячий пар в помещения с помощью стоячих радиаторов. Паровое отопление долгое время преобладало на североамериканском континенте из-за очень холодных зим.Преимущества горячей воды, которая имеет более низкую температуру поверхности и более мягкий общий эффект, чем пар, начали осознаваться примерно в 1830 году. В системах центрального отопления двадцатого века обычно используется теплый воздух или горячая вода для передачи тепла. В большинстве недавно построенных американских домов и офисов теплый воздух вытеснил пар, но в Великобритании и на большей части европейского континента горячая вода заменила пар в качестве предпочтительного метода отопления; канальный теплый воздух там никогда не был популярен. Большинство других стран приняли американские или европейские предпочтения в методах отопления.

Системы центрального отопления и топливо

Важнейшими компонентами системы центрального отопления являются устройства, в которых можно сжигать топливо для получения тепла; среда, транспортируемая по трубам или каналам для передачи тепла в обогреваемые помещения; и излучающее устройство в этих пространствах для выделения тепла либо конвекцией, либо излучением, либо обоими способами. Принудительное распределение воздуха перемещает нагретый воздух в пространство с помощью системы воздуховодов и вентиляторов, которые создают перепады давления. Лучистое отопление, напротив, предполагает прямую передачу тепла от излучателя к стенам, потолку или полу замкнутого пространства независимо от температуры воздуха между ними; Излучаемое тепло устанавливает цикл конвекции во всем пространстве, создавая в нем равномерно нагретую температуру.

Температура воздуха, солнечное излучение, относительная влажность и конвекция влияют на конструкцию системы отопления. Не менее важным соображением является объем физической активности, который ожидается в конкретной обстановке. В рабочей атмосфере, в которой напряженная деятельность является нормой, человеческое тело выделяет больше тепла. В качестве компенсации поддерживается более низкая температура воздуха, позволяющая рассеивать лишнее тепло тела. Верхний предел температуры 24 ° C (75 ° F) подходит для сидячих рабочих и домашних жилых помещений, а нижний предел температуры 13 ° C (55 ° F) подходит для лиц, выполняющих тяжелую ручную работу.

При сгорании топлива углерод и водород реагируют с атмосферным кислородом с выделением тепла, которое передается из камеры сгорания в среду, состоящую из воздуха или воды. Оборудование устроено таким образом, что нагретая среда постоянно удаляется и заменяется охлаждающей системой , то есть путем циркуляции. Если среда является воздухом, оборудование называется топкой, а если среда — водой, бойлером или водонагревателем. Термин «бойлер» более правильно относится к сосуду, в котором производится пар, а «водонагреватель» — к сосуду, в котором вода нагревается и циркулирует ниже ее точки кипения.

Природный газ и мазут являются основными видами топлива, используемыми для производства тепла в котлах и печах. Они не требуют труда, за исключением периодической очистки, и они обрабатываются полностью автоматическими горелками, которые могут регулироваться термостатом. В отличие от своих предшественников, угля и кокса, после использования не остается остаточной золы для утилизации. Природный газ вообще не требует хранения, а нефть перекачивается в резервуары для хранения, которые могут быть расположены на некотором расстоянии от отопительного оборудования.Рост объемов отопления на природном газе был тесно связан с увеличением доступности газа из сетей подземных трубопроводов, надежностью подземных поставок и чистотой сжигания газа. Этот рост также связан с популярностью систем теплого воздуха, к которым особенно хорошо подходит газовое топливо и на которые приходится большая часть природного газа, потребляемого в жилых домах. Газ легче сжигать и контролировать, чем нефть, пользователю не нужен резервуар для хранения и он платит за топливо после того, как он его использовал, а доставка топлива не зависит от капризов моторизованного транспорта.Газовые горелки обычно проще, чем те, которые требуются для жидкого топлива, и имеют мало движущихся частей. Поскольку при сжигании газа выделяются ядовитые выхлопные газы, газ из обогревателей должен выводиться наружу. В местах, недоступных для трубопроводов природного газа, сжиженный нефтяной газ (пропан или бутан) доставляется в специальных автоцистернах и хранится под давлением в доме до тех пор, пока он не будет готов к использованию так же, как природный газ. Нефтяное и газовое топливо во многом обязано своим удобством автоматической работе их теплоцентралей.Эта автоматизация основана в первую очередь на термостате, устройстве, которое, когда температура в помещении упадет до заданной точки, активирует печь или котел до тех пор, пока потребность в тепле не будет удовлетворена. Автоматические отопительные установки настолько тщательно защищены термостатами, что предвидятся и контролируются почти все мыслимые обстоятельства, которые могут быть опасными.

Простое введение в науку о тепловой энергии

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 13 ноября 2020 г.

Прикоснитесь к радиатору, и он станет горячим. Окуните палец в воду из-под крана, и она станет холодной. Это и ежу понятно! Но что, если белый медведь, привыкший к морозам в Арктике, прикоснется к тому же самому? Оба могут быть горячими для белого медведя, потому что он живет в гораздо более холодных условиях, чем мы. «Горячий» и «холодный» — это относительные термины, которые мы можем использовать для сравнения ощущений вещей, когда они имеют более или менее определенный вид энергии, который мы называем теплом. Что это такое, откуда оно взялось и как движется по нашему миру? Давайте узнаем больше!

Фото: Вот это я называю теплом! Температуру выхлопа горячей ракеты вы можете увидеть здесь,
во время запуска космического шаттла примерно 3300 ° C (6000 ° F).Фото любезно предоставлено НАСА в палате общин.

Что такое вообще тепло?

Тепло — это сокращенное слово «тепловая энергия». Когда что-то горячее, в нем много
тепловая энергия; когда холодно, его меньше. Но даже вещи, которые кажутся холодными (например, белые медведи и айсберги), обладают гораздо большей тепловой энергией, чем вы можете предположить.

Произведение: Более горячие предметы имеют больше тепловой энергии, чем более холодные. Это потому, что атомы или молекулы движутся быстрее в горячих предметах (красный, справа), чем в холодных предметах (синий, слева).Эта идея называется
кинетическая теория.

Объекты могут накапливать тепло, потому что атомы и молекулы внутри них толкаются и натыкаются друг на друга, как люди в толпе. Эта идея называется
кинетическая теория материи, потому что она описывает тепло как своего рода
кинетическая энергия (энергия, которая есть у вещей, потому что они движутся), запасенная атомами и молекулами, из которых сделаны материалы. Он был разработан в 19 веке различными учеными, в том числе австрийским физиком.
Людвиг Больцманн (1844–1906) и британский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879).Если вам интересно, вот более подробное введение в кинетическую теорию.

Кинетическая теория помогает нам понять, куда уходит энергия, когда мы что-то нагреваем. Если вы поставите кастрюлю с холодной водой на горячую плиту, молекулы в воде будут двигаться быстрее. Чем больше тепла вы подаете, тем быстрее движутся молекулы и тем дальше они расходятся. В конце концов, они так сильно натыкаются, что ломаются друг от друга. В этот момент жидкость, которую вы нагреваете, превращается в газ: ваша вода превращается в пар и начинает испаряться.

Что происходит, когда что-то совсем не нагревается?

Теперь предположим, что мы попробуем противоположный трюк. Возьмем кувшин с водой и поставим в холодильник, чтобы она остыла. Холодильник работает, систематически удаляя тепловую энергию из пищи. Поместите воду в холодильник, и она сразу же начнет терять тепловую энергию. Чем больше тепла он теряет, тем больше кинетической энергии теряют его молекулы, тем медленнее они движутся и тем ближе подходят. Рано или поздно они подходят достаточно близко, чтобы соединиться в кристаллы; жидкость превращается в твердую; и вы попадаете с кувшином льда!

Но что, если у вас есть супер-изумительный холодильник, который постоянно охлаждает воду, поэтому она становится холоднее… и холоднее … и холоднее. Домашний морозильник, если он у вас есть, может снизить температуру до диапазона от -10 ° C до -20 ° C (от 14 ° F до -4 ° F). Но что, если вы продолжите охлаждение ниже этого значения, забирая еще больше тепловой энергии? В конце концов, вы достигнете температуры, при которой молекулы воды практически полностью перестанут двигаться, потому что у них не останется абсолютно никакой кинетической энергии. По причинам, которые мы не будем здесь вдаваться, эта магическая температура составляет -273,15.
° C (-459,67 ° F), и мы называем это абсолютным нулем.

Фото: Лед может показаться холодным, но он намного горячее абсолютного нуля.
Изображение Эриха Регера любезно предоставлено Службой охраны рыболовства и дикой природы США.

Теоретически абсолютный ноль — это самая низкая температура, которую когда-либо можно достичь. На практике практически невозможно что-либо так сильно охладить — ученые очень старались, но на самом деле так и не достигли такой низкой температуры. Когда вы приближаетесь к абсолютному нулю, происходят удивительные вещи. Некоторые материалы, например, могут потерять практически все свое сопротивление и стать удивительными проводниками электричества, называемыми сверхпроводниками.Есть отличный веб-сайт PBS, где вы можете узнать больше об абсолютном нуле и замечательных вещах, которые там происходят.

В чем разница между теплом и температурой?

Теперь, когда вы знаете об абсолютном нуле, легко понять, почему что-то вроде айсберга (которое может иметь холодную температуру около 3-4 ° C или около 40 ° F) относительно горячее. По сравнению с абсолютным нулем все в нашем повседневном мире горячо, потому что его молекулы движутся и у них есть хоть какая-то тепловая энергия.Все вокруг нас также имеет гораздо более высокую температуру, чем абсолютный ноль.

Как видите, существует тесная связь между количеством тепловой энергии и его температурой.
Так что же, тепловая энергия и температура — это одно и то же? Нет! Давайте проясним:

  • Тепло — это энергия, хранящаяся внутри чего-либо.
  • Температура — это мера того, насколько что-то горячее или холодное.

Температура объекта не говорит нам, сколько у него тепловой энергии.Легко понять, почему бы и нет, если вы подумаете об айсберге и кубике льда. Оба имеют более или менее одинаковую температуру, но поскольку айсберг имеет гораздо большую массу, чем кубик льда, он содержит на миллиарды больше молекул и гораздо больше тепловой энергии. Айсберг может содержать больше тепловой энергии, чем чашка кофе или раскаленный железный стержень. Это потому, что он больше и содержит намного больше молекул, каждая из которых обладает некоторой тепловой энергией. Кофе и железный стержень более горячие (имеют более высокую температуру), но айсберг удерживает больше тепла, потому что он больше.

Художественное произведение: айсберг намного холоднее чашки кофе, но он содержит больше тепловой энергии, потому что он намного больше.

Как мы можем измерить температуру?

Термометр измеряет температуру предмета, а не количество тепловой энергии в нем. Два объекта с одинаковой температурой одинаково горячие, но один может содержать намного больше тепловой энергии, чем другой.
Мы можем сравнивать температуру разных объектов, используя две общие (и довольно произвольные) шкалы, называемые Цельсием (или Цельсием) и Фаренгейтом, названные в честь шведского астронома Андерса Цельсия (1701–1744) и немецкого физика Даниэля Фаренгейта (1686–1736).

Существует также научная шкала температур, называемая Кельвином (или абсолютной шкалой), названная в честь британского физика Уильяма Томпсона (позже лорда Кельвина, 1824–1907). Логически шкала Кельвина имеет гораздо больший смысл для ученых, потому что она идет вверх от абсолютного нуля (который также известен как 0K, без символа градуса между нулем и K). В физике вы увидите много температур по Кельвину, но вы не найдете синоптиков, которые будут указывать температуру таким образом. Для справки, достаточно жаркий день (20–30 ° C) соответствует примерно 290–300K: вы просто добавляете 273 к своему значению Цельсия, чтобы преобразовать его в Кельвин.

Как распространяется тепло?

Одна вещь, которую вы, вероятно, заметили в отношении тепла, — это то, что оно обычно не остается там, где вы его кладете.
Горячие вещи становятся холоднее, холодные — горячее, и, если учесть достаточно времени, большинство вещей
в итоге получится такая же температура. Почему?

Есть основной закон физики, называемый вторым законом термодинамики, и он гласит:
По сути, чашки кофе всегда остывают, а мороженое всегда
таяние: тепло течет от горячих предметов к холодным, а не от других
наоборот.Вы никогда не увидите, чтобы кофе кипел сам по себе или мороженое
становится холоднее в солнечные дни! Второй закон термодинамики:
также несет ответственность за болезненные счета за топливо, которые падают через ваш
почтовый ящик несколько раз в год. Короче: чем горячее вы делаете
дома и чем холоднее на улице, тем больше тепла вы собираетесь
терять. Чтобы уменьшить эту проблему, вам нужно понять три
различные пути распространения тепла: называемые проводимостью,
конвекция и излучение. Иногда вы увидите, что они упоминаются
как три формы теплопередачи.

Проводимость

Анимация: Когда вы держите железный стержень в огне, тепло распространяется по металлу,
проводимость (красная стрелка). Почему? Атомы на горячем конце движутся быстрее, поскольку они поглощают тепло огня.
Они постепенно передают свою энергию дальше вдоль перекладины, в конечном итоге согревая все это.

Проводимость — это то, как тепло протекает между двумя твердыми объектами, находящимися на разных
температуры и соприкасаясь друг с другом (или между двумя частями
один и тот же твердый объект, если они имеют разную температуру).Прогулка по
каменный пол босиком, и он кажется холодным, потому что течет тепло
быстро из вашего тела в пол за счет проводимости. Перемешайте
кастрюлю супа металлической ложкой, и скоро вам придется найти
вместо деревянного: тепло быстро распространяется по ложке,
проводимость от горячего супа в пальцы.

Конвекция

Анимация: Как конвекция нагнетает тепло в кастрюлю. Схема нагрева, поднимающегося супа (красные стрелки) и падающего, охлаждающего супа (синие стрелки) работает как конвейер, который переносит тепло от плиты в суп (оранжевые стрелки).

Конвекция — это основной способ прохождения тепла через жидкости и газы. Ставим кастрюлю с холодной жидкостью
суп на плите и включите огонь. Суп на дне
сковорода, наиболее близкая к огню, быстро нагревается и становится менее плотной
(легче), чем описанный выше холодный суп. Более теплый суп поднимается вверх и
более холодный суп наверху падает, чтобы занять его место. Очень скоро
у вас есть циркуляция тепла через сковороду, что немного похоже на
невидимый тепловой конвейер с подогревом, поднимающимся супом и охлаждением,
падающий суп.Постепенно вся сковорода нагревается. Конвекция также
один из способов обогрева нашего дома, когда мы включаем отопление. Воздуха
нагревается над обогревателями и поднимается в воздух, выталкивая холодный воздух
вниз с потолка. Вскоре происходит обращение
что постепенно прогревает всю комнату.

Радиация

Изображение: Инфракрасные тепловые изображения (иногда называемые термографами или термограммами) показывают, что все объекты выделяют некоторую тепловую энергию за счет излучения. На этих двух фотографиях вы можете увидеть ракету на стартовой площадке, сфотографированную обычной камерой (вверху) и инфракрасной тепловизионной камерой (внизу).Самые холодные части — фиолетовые, синие и черные; самые горячие области — красный, желтый и белый. Фото Р. Херта, НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт, любезно предоставлено НАСА.

Радиация — это третий основной путь распространения тепла. Проводимость переносит тепло через
твердые вещества; конвекция переносит тепло через жидкости и газы; но
излучение может переносить тепло через пустое пространство — даже через вакуум.
Мы знаем это просто потому, что живы: почти все, что мы делаем
на Земле питается солнечным излучением, направленным на нашу планету от
Солнце сквозь вой пустой тьмы космоса.Но есть
на Земле тоже много теплового излучения. Сядьте возле потрескивающего камина
и вы почувствуете тепло, исходящее наружу и обжигающее щеки.
Ты не соприкасаешься с огнем, поэтому тепло не доходит до тебя
по теплопроводности и, если вы на улице, конвекция, вероятно, не
несут много к вам тоже. Вместо этого все тепло, которое вы чувствуете
распространяется излучением — по прямым линиям, со скоростью
свет — переносится типом электромагнетизма, называемым
инфракрасное излучение.

Почему одни вещи нагреваются дольше, чем другие?

Различные материалы могут хранить больше или меньше тепла в зависимости от их внутренней атомной или молекулярной структуры.Вода, например, может накапливать огромное количество тепла — это одна из причин, по которой мы используем ее в системах центрального отопления, — хотя для ее нагрева также требуется относительно много времени. Металлы очень хорошо пропускают тепло и быстро нагреваются, но они не так хорошо сохраняют тепло. Говорят, что вещи, которые хорошо хранят тепло (например, вода), обладают высокой удельной теплоемкостью.

Идея удельной теплоемкости помогает нам по-другому понять разницу между теплотой и температурой. Предположим, вы ставите пустую медную кастрюлю на горячую плиту определенной температуры.Медь очень хорошо проводит тепло и имеет относительно низкую удельную теплоемкость, поэтому она очень быстро нагревается и остывает (вот почему кастрюли имеют медное дно). Но если вы заполните ту же самую кастрюлю водой, она нагреется до той же температуры намного дольше. Почему? Потому что для повышения температуры воды на такую ​​же величину необходимо подавать гораздо больше тепловой энергии. Удельная теплоемкость воды примерно в 11 раз выше, чем у меди, поэтому при одинаковой массе воды и меди требуется в 11 раз больше энергии, чтобы поднять температуру воды на такое же количество градусов.

Диаграмма: Обычные материалы имеют очень разную удельную теплоемкость. Металлы (синий цвет) имеют низкую удельную теплоемкость: они хорошо проводят тепло и плохо хранят его, поэтому на ощупь кажутся холодными. Керамические / минеральные материалы (оранжевый) имеют конденсаторы с более высокой удельной теплоемкостью: они не проводят тепло так же хорошо, как металлы, лучше сохраняют его и ощущаются немного теплее при прикосновении. Органические изоляционные материалы (зеленые), такие как дерево и кожа, очень плохо проводят тепло и хорошо хранят его, поэтому они кажутся теплыми на ощупь.Вода (желтая) с очень высокой удельной теплоемкостью относится к собственному классу.

Удельная теплоемкость может помочь вам понять, что происходит, когда вы по-разному отапливаете свой дом зимой. Воздух относительно быстро нагревается по двум причинам: во-первых, потому, что удельная теплоемкость воздуха составляет около четверти воды; во-вторых, поскольку воздух — это газ, он имеет относительно небольшую массу. Если в вашей комнате холодно и вы включаете вентилятор (конвекцию), вы обнаружите, что все нагревается очень быстро.Это потому, что вы, по сути, просто нагреваете воздух. Выключите тепловентилятор, и комната тоже довольно быстро остынет, потому что воздух сам по себе не имеет большой способности накапливать тепло.

Так как же сделать комнату по-настоящему теплой? Не забывайте, что в нем не только воздух, который нужно нагреть: есть прочная мебель, ковры, шторы и многое другое. Нагревание этих вещей занимает гораздо больше времени, потому что они твердые и намного массивнее воздуха. Чем больше у вас холодных твердых предметов в комнате, тем больше тепловой энергии вы должны предоставить, чтобы нагреть их до определенной температуры.Вам нужно будет нагреть их с помощью теплопроводности и излучения, а также конвекции — а это требует времени. Но поскольку твердые предметы хорошо сохраняют тепло, им также нужно время, чтобы остыть. Таким образом, если у вас есть приличная изоляция, чтобы предотвратить утечку тепла от стен, окон и т. Д., Как только ваша комната достигнет определенной температуры, она должна оставаться теплой в течение некоторого времени без необходимости добавления тепла.

Скрытое тепло

Всегда ли чем больше тепла, тем выше температура? Судя по тому, что мы говорили до сих пор, вас можно простить за то, что вы подумали о том, что
всегда заставляет свою температуру повышаться.Обычно это правда, но не всегда.

Предположим, у вас есть кусок льда, плавающий в кастрюле с водой, и вы ставите его на горячую плиту. Если вы вставите
термометра в смеси льда с водой, вы обнаружите, что он составляет около 0 ° C (32 ° F) —
нормальная точка замерзания воды. Но если вы продолжите нагреваться, вы обнаружите, что температура
остается неизменным, пока почти весь лед не растает, даже если вы добавляете больше
все время греть. Это похоже на то, как будто смесь льда с водой принимает тепло
вы отдаете и где-то прячете.Как ни странно, именно это и происходит!

Artwork: Обычно вещи становятся более горячими (их температура повышается), когда вы подаете больше тепловой энергии.
Этого не происходит в тех случаях, когда вещи плавятся (переходят из твердого состояния в жидкое) и испаряются (превращаются
от жидкости к газу). Вместо этого поставляемая вами энергия используется для изменения состояния вещества.
Энергия не исчезает: она сохраняется в виде скрытого тепла.

Когда вещество превращается из твердого в жидкость или из жидкости в газ, для изменения своего состояния требуется энергия.Например, чтобы превратить твердый лед в жидкую воду, вы должны толкать молекулы воды.
внутри еще дальше друг от друга и разрушить каркас (или кристаллическую структуру), удерживающий
их вместе. Таким образом, пока лед тает (другими словами, во время изменения состояния с твердой воды на жидкий лед), вся тепловая энергия, которую вы поставляете, используется для разделения молекул, и ничего не остается.
для повышения температуры.

Тепло, необходимое для превращения твердого тела в жидкость, называется
скрытая теплота плавления.Скрытый означает скрытый и «скрытый»
теплота плавления «относится к скрытому теплу, участвующему в изменении состояния вещества.
от твердого до жидкого или наоборот. Точно так же нужно подавать тепло, чтобы сменить
жидкость в газ, и это называется скрытой теплотой парообразования.

Скрытое тепло — это своего рода энергия, и, хотя она может показаться «скрытой», она не исчезает в воздухе. Когда жидкая вода замерзает и снова превращается в лед, скрытая теплота плавления снова выделяется. В этом можно убедиться, если систематически охлаждать воду.Начнем с того, что температура воды регулярно падает по мере того, как вы отводите тепловую энергию. Но в точке, где жидкая вода превращается в твердый лед, вы обнаружите, что вода замерзает, не становясь холоднее. Это потому, что скрытая теплота плавления теряется из жидкости, когда она затвердевает, и это предотвращает быстрое падение температуры.

Температура приточного воздуха — обзор

Типичная система переменного расхода воздуха

Системы, представленные в предыдущих примерах, подают в помещение постоянный объем воздуха, при этом температура приточного воздуха иногда меняется для удовлетворения потребностей отопления и охлаждения помещения.Системы с переменным расходом воздуха (VAV) делают наоборот. Они поддерживают почти постоянную температуру подачи, регулируя объем воздуха, подаваемого в зону.

Рисунок 9-5 показывает базовую систему VAV AHU, которая включает:

Рисунок 9-5. Типовые системы VAV AHU

Регулирование температуры приточного воздуха. Во время нормальной работы температура приточного воздуха должна поддерживаться на заданном уровне путем переключения клапана охлажденной воды, заслонок экономайзера и клапана горячей воды.Уставка температуры приточного воздуха должна быть сброшена в зависимости от температуры наружного воздуха следующим образом:

Температура наружного воздуха Температура приточного воздуха
65 ° F 55 ° F
55 ° F 60 ° F

Контроль статического давления. Каждый раз при подаче команды на включение вентилятора статическое давление в воздуховоде должно поддерживаться на заданном уровне путем регулирования входных направляющих лопаток с использованием логики PI.(В настоящее время преобразователи частоты заменяют впускные лопатки в большинстве случаев.) Впускные лопатки следует наклонять очень медленно, чтобы не создавать чрезмерной турбулентности или шума.

Устройство верхнего статического предела давления, PSHL, останавливает вентилятор, чтобы избежать повреждения воздуховодов из-за неисправной или закрытой заслонки после вентилятора. Иногда, если лопатки не закрываются при выключении, а вентилятор запускается при полной нагрузке, это может произойти преждевременно. Кроме того, при изменении соотношений давления в здании, возможно, придется отрегулировать эти заданные значения верхнего предела.

PSHL обычно сбрасывается вручную и может инициировать аварийный отчет. Позаботьтесь о том, чтобы установить его, промаркировать и тщательно пометить его местоположение, так как когда-нибудь его нужно будет найти для сброса.

Система на рис. 9-5 использует входные лопатки для контроля статического давления, но концепция остается неизменной независимо от того, какой тип устройства управления используется. Статическое давление в воздуховоде измеряется в главном приточном воздуховоде рядом с крайним концом системы VAV-боксов. Чем дальше в системе расположен датчик, тем ниже может быть уставка, что снижает энергию вентилятора.

Уставка статического давления обычно подтверждается специалистами по контролю и балансировке воздуха, когда все камеры VAV открыты в соответствии с их проектными максимальными расходами воздуха. Для систем с большим коэффициентом разнообразия (тех, для которых сумма расчетного воздушного потока VAV-бокса значительно превышает расчетный воздушный поток вентилятора) может потребоваться уменьшить или перекрыть воздушный поток в зоны, ближайшие к приточному вентилятору, до суммы фактический расход воздуха в зоне приблизительно соответствует расчетному расходу приточного воздуха вентилятора. Это обеспечит более реалистичное приближение реальных условий эксплуатации.

В некоторых системах VAV используется обратный вентилятор в дополнение к традиционному приточному вентилятору, чтобы создать избыточное давление в здании и справиться с большими перепадами давления в обратных каналах. Органы управления должны работать вместе в этих системах приточных / возвратных вентиляторов, чтобы поддерживать их независимые уставки давления и достигать целей повышения давления.

ПИ-регулирование (пропорциональное плюс интегральное) предназначено для регулирования статического давления. В системах, работающих в широком диапазоне расхода воздуха, пропорциональное усиление должно быть достаточно низким (диапазон дросселирования достаточно высоким), чтобы обеспечить стабильное управление.Это может привести к смещению (спаду), как описано в главе 1, при использовании только пропорциональных элементов управления. Добавление интегральной логики может устранить это смещение.

Экономайзер. Управление экономайзером должно быть отключено, когда температура наружного воздуха выше заданного значения термостата верхнего предела наружного воздуха (67 ° F с разницей в 3 ° F). Сигнал, подаваемый на заслонку наружного воздуха, должен быть больше сигнала от контроллера приточного воздуха и сигнала, соответствующего минимальному притоку наружного воздуха, необходимому для вентиляции (устанавливается и проверяется подрядчиком по балансировке и / или вводу в эксплуатацию на месте).

Контроллер последовательно модулирует регулирующий клапан охлаждения, заслонки экономайзера и регулирующий клапан нагрева, чтобы поддерживать температуру приточного воздуха на фиксированной уставке. Экономайзером можно управлять с помощью отдельного контроллера смешанного воздуха, но использование одного контроллера снижает первоначальные затраты и устраняет сложность, связанную с необходимостью координировать действия двух контроллеров, чтобы они не «боролись» друг с другом.

Последовательность компонентов достигается путем выбора последовательных диапазонов управления, схематично показанных на Рис. 9-6 .Функция экономайзера очень хороша для обеспечения экономии энергии при использовании наружных условий, которые полезны для удовлетворения потребностей в охлаждении и обогреве внутри здания. При выходном сигнале контроллера, соответствующем полному охлаждению, клапан охлажденной воды полностью открыт. Заслонка наружного воздуха экономайзера также может быть полностью открыта в зависимости от внешних условий. Система управления проверяет условия температуры и влажности наружного воздуха и использует соответствующее количество наружного воздуха для кондиционирования помещения.(На рисунке предполагается, что верхний предел экономайзера отключит экономайзер до того, как будет достигнута полная нагрузка: обычный случай.) По мере уменьшения нагрузки охлаждения или достижения заданного значения клапан охлажденной воды начинает работать. Закрыть. Когда он полностью закрывается после того, как нагрузка падает или заданное значение полностью удовлетворяется, сигнал к заслонкам экономайзера последовательно падает, уменьшая подачу холодного наружного воздуха и, следовательно, пространство (или температуру приточного воздуха) удовлетворяется.По мере дальнейшего падения нагрузки наружный воздух уменьшается до минимума, после чего открывается клапан отопления.

Рисунок 9-6. Последовательность действий для охлажденной воды, экономайзера и горячей воды

Как объяснялось в главе 1, для последовательного выполнения выходов требуется как согласование диапазонов управления, так и координация нормального положения и действия управления. Обычно желательно, чтобы заслонка наружного воздуха была нормально закрытой. Таким образом, сигнал контроллера может быть связан с вентилятором, чтобы заслонка автоматически закрывалась при выключении вентилятора.Если наружная заслонка нормально закрыта, тогда контроллер должен быть прямого действия, потому что при повышении температуры приточного воздуха выходной сигнал контроллера также должен возрасти, чтобы ввести больше наружного воздуха. Клапан охлажденной воды также должен быть нормально закрыт, потому что увеличение сигнала контроллера, которое соответствует увеличению потребности в охлаждении, должно вызывать открытие клапана. В этом случае кран горячей воды должен быть нормально открытым.

Для таких систем VAV, как эта, повторный нагрев приточного воздуха будет происходить в боксах VAV, когда зоны требуют тепла.Чтобы уменьшить эту неэффективность, уставку температуры приточного воздуха можно сбросить. Для управления сбросом использовались различные стратегии. Использование температуры наружного воздуха для сброса температуры приточного воздуха является одной из тех стратегий, которые используются в этом примере.

Это показано графически на рис. 9-7 . При температуре наружного воздуха ниже 55 ° F температура подаваемого воздуха постоянна и составляет 60 ° F. При температуре выше 65 ° F заданное значение фиксируется на уровне 55 ° F. Между этими пределами температуры наружного воздуха уставка температуры приточного воздуха изменяется линейно от 55 ° F до 60 ° F.

Рисунок 9-7. Сброс графика

Сброс температуры наружного воздуха обычно является надежной стратегией, если внутренние зоны, те, которые могут все еще требовать охлаждения даже в холодную погоду, были разработаны для более высоких температур приточного воздуха, которые могут возникнуть из-за графика сброса ( в данном случае 60 ° F). Следует проявлять осторожность при выборе стратегии сброса, поскольку иногда этот процесс сброса может вызвать больше проблем, чем решить.

Оперативный персонал здания и проектировщик систем управления должны знать, что на относительную влажность влияют решения о температуре (Harriman et al 2001).Рассмотрим жаркий и влажный климат, где почти круглый год необходимо постоянное осушение; когда происходит сброс, в этих климатических условиях важно также посмотреть на нагрузку в здании, внутреннюю и внешнюю влажность, а также внутреннюю и внешнюю температуры, прежде чем произойдет сброс. Качество воздуха в помещении может быть снижено, если надлежащая температура и влажность в помещении не поддерживаются постоянно.

Приведенная выше спецификация и обсуждение написаны описательным языком.Многие организации теперь используют простой язык — короткие простые предложения и маркированные элементы, как в следующем примере, измененном с CtrlSpecBuilder.com. Эта система похожа на систему с переменным объемом, описанную выше, с добавлением управления разгрузочным вентилятором путем увеличения давления по сравнению с внешним давлением, и она имеет больше сигналов тревоги, чем мы ранее рассматривали.

Переменный объем воздуха — AHU — Последовательность операций
Условия работы — По расписанию

Агрегат должен работать в соответствии с расписанием, регулируемым оператором.

Защита от замерзания

Устройство должно выключиться и сгенерировать аварийный сигнал при получении статуса freezestat. На панели оператора требуется ручной сброс.

Отключение при высоком статическом давлении

Устройство должно отключиться и генерировать аварийный сигнал при получении сигнала отключения при высоком статическом давлении. На панели оператора требуется ручной сброс.

Обнаружение дыма приточным воздухом

Устройство должно отключиться и сгенерировать сигнал тревоги при получении состояния детектора дыма приточного воздуха.

Приточный вентилятор

Приточный вентилятор должен работать каждый раз, когда блоку поступает команда на работу, если только он не отключен по мерам безопасности. Во избежание коротких циклов приточный вентилятор должен иметь определяемое пользователем минимальное время работы (1–10 мин).

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Отказ приточного вентилятора: подана команда на включение, но состояние выключено.

Приточный вентилятор в руке: команда выключена, но состояние включено.

Контроль статического давления в воздуховоде

Контроллер должен измерять статическое давление в воздуховоде и регулировать скорость ЧРП приточного вентилятора для поддержания заданного значения статического давления в воздуховоде.Скорость не должна опускаться ниже 30% (регулируется).

Начальная уставка статического давления в воздуховоде должна составлять 1,5 дюйма H 2 O (регулируется).

Должны быть предусмотрены следующие аварийные сигналы:

Высокое статическое давление подаваемого воздуха: если статическое давление подаваемого воздуха выше 2,0 дюймов H 2 O (регулируется).

Низкое статическое давление приточного воздуха: если статическое давление приточного воздуха меньше 1.0 дюймов H 2 O (регулируется).

Неисправность ЧРП приточного вентилятора.

Возвратный вентилятор

Возвратный вентилятор должен работать всякий раз, когда работает приточный вентилятор.

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Отказ возвратного вентилятора: дан команда на включение, но состояние выключено.

Возврат вентилятора в руке: команда выключена, но состояние включено.

Неисправность ЧРП возвратного вентилятора.

Контроль статического давления в здании

Контроллер должен измерять статическое давление в здании и регулировать скорость ЧРП возвратного вентилятора, чтобы поддерживать заданное значение статического давления в здании на 0,05 дюйма H 2 O (регулируемое) выше внешнего давления. Скорость ЧРП обратного вентилятора не должна опускаться ниже 30% (регулируется).

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Высокое статическое давление в здании: если статическое давление воздуха в здании равно 0.1 в H 2 O (в H 2 O — это дюймы водяного столба, точно так же, как «в водяном столбе», которое мы использовали ранее в тексте) (настраивается).

Низкое статическое давление в здании: если статическое давление воздуха в здании составляет -0,05 дюймов H 2 O (регулируется).

Уставка температуры приточного воздуха — оптимизированная

Начальная уставка температуры приточного воздуха должна быть 55 ° F (регулируемая), когда наружная температура выше 65 ° F.

По мере того, как наружная температура падает с 65 ° F до 55 ° F, уставка должна постепенно сбрасываться до 60 ° F (регулируется) и оставаться на уровне 60 ° F для температур ниже 55 ° F.

Клапан охлаждающего змеевика

Контроллер должен измерять температуру приточного воздуха и регулировать клапан охлаждающего змеевика для поддержания заданного значения охлаждения.

Охлаждение должно включаться всякий раз, когда:

Температура наружного воздуха выше 60 ° F (регулируется).

И экономайзер (если есть) отключен или полностью открыт.

И состояние приточного вентилятора включено.

И нагрев (если есть) не активен.

Клапан охлаждающего змеевика должен открываться на 50% (регулируется) всякий раз, когда включен морозильник.

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Высокая температура приточного воздуха: если температура приточного воздуха выше 58 ° F (регулируется).

Клапан нагревательного змеевика

Контроллер должен измерять температуру приточного воздуха и регулировать клапан нагревательного змеевика для поддержания заданного значения нагрева.

Обогрев должен включаться каждый раз:

Температура наружного воздуха ниже 65 ° F (регулируется).

И состояние приточного вентилятора включено.

И охлаждение неактивно.

Клапан нагревательного змеевика должен открываться каждый раз:

Температура приточного воздуха падает с 40 ° F до 35 ° F (регулируется).

ИЛИ включен морозильник.

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Низкая температура приточного воздуха: если температура приточного воздуха ниже 50 ° F (регулируется).

Насос охлаждающего змеевика

Циркуляционный насос должен работать всякий раз, когда:

Клапан охлаждающего змеевика открыт.

ИЛИ включен морозильник.

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Отказ насоса змеевика охлаждения: команда включена, но состояние выключено.

Насос змеевика охлаждения в руке: команда выключена, но состояние включено.

Экономайзер

Контроллер должен измерять температуру смешанного воздуха и последовательно регулировать заслонки экономайзера, чтобы поддерживать заданное значение на 2 ° F (регулируемое) ниже заданного значения температуры приточного воздуха. Заслонки наружного воздуха должны сохранять минимальное регулируемое положение открывания на 20% (регулируемое), когда они заняты.

Экономайзер должен включаться всякий раз, когда:

Температура наружного воздуха ниже 65 ° F (регулируется).

И энтальпия наружного воздуха меньше 22 БТЕ / фунт (регулируется)

И температура наружного воздуха ниже температуры возвратного воздуха.

И энтальпия наружного воздуха меньше энтальпии возвратного воздуха.

И состояние приточного вентилятора включено.

Экономайзер должен закрываться всякий раз, когда:

Температура смешанного воздуха падает с 40 ° F до 35 ° F (регулируется)

ИЛИ включается морозильная камера.

ИЛИ при потере состояния приточного вентилятора.

Заслонки наружного и вытяжного воздуха должны закрываться, а заслонка возвратного воздуха должна открываться, когда агрегат выключен.

Минимальная вентиляция наружным воздухом

В режиме занятости контроллер должен измерять поток наружного воздуха и регулировать заслонки наружного воздуха для поддержания надлежащей минимальной вентиляции наружным воздухом, игнорируя обычное управление заслонкой. При снижении потока наружного воздуха контроллер должен регулировать открытие заслонок наружного воздуха, чтобы поддерживать заданное значение потока наружного воздуха (регулируемое).

Управление увлажнителем

Контроллер должен измерять влажность возвратного воздуха и регулировать увлажнитель для поддержания заданного значения относительной влажности 40% (регулируется). Увлажнитель должен быть включен всякий раз, когда включен приточный вентилятор.

Увлажнитель должен выключаться каждый раз:

Влажность приточного воздуха поднимается выше 90% относительной влажности.

ИЛИ при потере состояния приточного вентилятора.

Должны быть предусмотрены следующие аварийные сигналы:

Высокая влажность приточного воздуха: Если относительная влажность приточного воздуха выше 90% (регулируется).

Низкая влажность приточного воздуха: если относительная влажность приточного воздуха ниже 40% (регулируется).

Монитор перепада давления на фильтре предварительной очистки

Контроллер должен контролировать перепад давления на фильтре предварительной очистки.

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Требуется замена предварительного фильтра: перепад давления на предварительном фильтре превышает установленный пользователем предел (регулируется).

Монитор перепада давления на фильтре окончательной очистки

Контроллер должен контролировать перепад давления на фильтре окончательной очистки.

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Требуется окончательная замена фильтра: Конечный перепад давления на фильтре превышает определяемый пользователем предел (регулируемый).

Температура смешанного воздуха

Контроллер должен контролировать температуру смешанного воздуха и использовать ее по мере необходимости для управления экономайзером (если есть) или управления предварительным нагревом (если есть).

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Высокая температура смешанного воздуха: если температура смешанного воздуха превышает 90 ° F (регулируется).

Низкая температура смешанного воздуха: если температура смешанного воздуха ниже 45 ° F (регулируется).

Влажность возвратного воздуха

Контроллер должен контролировать влажность возвратного воздуха и использовать ее по мере необходимости для управления экономайзером (если имеется) или регулирования влажности (если есть).

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Высокая влажность возвратного воздуха: Если влажность возвратного воздуха превышает 60% (регулируется).

Низкая влажность возвратного воздуха: если влажность возвратного воздуха менее 30% (регулируется).

Температура возвратного воздуха

Контроллер должен контролировать температуру возвратного воздуха и использовать ее по мере необходимости для управления заданным значением или управления экономайзером (если имеется).

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Высокая температура возвратного воздуха: если температура возвратного воздуха превышает 90 ° F (регулируется).

Низкая температура возвратного воздуха: если температура возвратного воздуха ниже 45 ° F (регулируется).

Температура приточного воздуха

Контроллер должен контролировать температуру приточного воздуха.

Аварийные сигналы должны подаваться следующим образом:

Высокая температура приточного воздуха: если температура приточного воздуха превышает 60 ° F (регулируется).

Низкая температура приточного воздуха: если температура приточного воздуха ниже 45 ° F (регулируется).

Особо следует отметить в этой спецификации простым языком использование логики И и ИЛИ, логической логики:

Экономайзер должен включаться всякий раз, когда:

Температура наружного воздуха ниже 65 ° F ( регулируемый).

И энтальпия наружного воздуха меньше 22 БТЕ / фунт (регулируется)

И температура наружного воздуха ниже температуры возвратного воздуха.

И энтальпия наружного воздуха меньше энтальпии возвратного воздуха.

И состояние приточного вентилятора включено.

Экономайзер должен закрываться всякий раз, когда:

Температура смешанного воздуха падает с 40 ° F до 35 ° F (регулируется)

ИЛИ включается морозильная камера.

ИЛИ при потере состояния приточного вентилятора.

Этот стиль представления очень ясен и прост в использовании, особенно там, где делается много вариантов управления.

CtrlSpecBuilder.com — это веб-сайт, на котором представлены спецификации и чертежи общего оборудования без авторских прав, основанные на прямом цифровом управлении. Вы можете использовать его как основу для элементов управления DDC или не DDC. Давайте теперь вернемся к описательному стилю и перейдем от системы подачи VAV к коробке VAV. Рисунок 9-8. показывает последовательность управления для VAV-бокса с подробным обсуждением философии каждого элемента.

Рисунок 9-8. Схема управления блоком VAV

Блоки VAV.Комнатная температура должна регулироваться путем регулирования заслонки объема воздуха и клапана повторного нагрева или электрического нагревателя в последовательности, как показано на Рис. 9-8 . Объем должен контролироваться с помощью независимого от давления контроллера. Максимальный и минимальный объем охлаждения, а также минимум нагрева должны соответствовать указанным в графиках оборудования. Для устройств с электрическим обогревом следует позаботиться о том, чтобы установить герметичный выключатель (чтобы обогреватель не мог включиться без потока воздуха, чтобы избежать перегрева), а также тепловую защиту на электронагревателе, чтобы можно было избежать потенциальных условий возгорания.Питание для системы управления может быть подключено через низковольтный трансформатор, подключенный к электронагревателю, или, в случае нагрева горячей воды, питание будет подаваться извне. Эта последовательность относится к управлению, независимому от давления.

Ранние «зависящие от давления» системы VAV просто использовали заслонку, установленную в воздуховоде, которая напрямую контролировалась космическим термостатом. При повышении температуры в помещении открылась заслонка VAV. Когда температура в помещении падала, заслонка VAV закрывалась до тех пор, пока при нулевых нагрузках (когда термостат был удовлетворен), VAV-камера полностью закрывалась с некоторой (а иногда и значительной) утечкой.Если требовался минимальный расход, заслонку можно было подключить так, чтобы она не закрывалась полностью до отключения.

Этот тип управления называется зависимым от давления, потому что количество воздуха, подаваемого в помещение, является функцией давления в системе подачи воздуха, а не только сигнала термостата. Изменение давления в системе может привести к изменению подачи воздуха в пространство и увеличению скорости, что может вызвать шум и переохлаждение или переохлаждение помещения до того, как термостат сможет это компенсировать.Это изменение давления приточного воздуха может быть вызвано открытием и закрытием VAV-боксов в системе, вызывая сильные колебания воздушного потока.

Это управление, зависящее от давления, используется редко, поскольку оно вызвало множество проблем в более крупных системах. В некоторых небольших системах, где шум, точность, эффективность вентиляции и комфорт не так важны, он все еще используется время от времени. Первые затраты обычно намного более экономичны, чем системы, не зависящие от давления.

Для решения этой проблемы были разработаны системы управления, не зависящие от давления.Эти элементы управления используют два каскадных контура управления, что означает, что контуры управления связаны вместе, и выход одного из них устанавливает заданное значение другого. Первый контур (космический термостат) регулирует температуру в помещении. Выходной сигнал этого контура подается на второй контроллер в качестве сигнала сброса, устанавливающего уставку воздушного потока, необходимую для охлаждения помещения. Диапазон уставки может быть ограничен как минимальной (охлаждение и тепло), так и максимальной скоростью воздушного потока. Второй контроллер регулирует заслонку VAV, чтобы поддерживать объем воздуха на этом заданном уровне.

Объем воздуха, умноженный на скорость его фиксированной площади воздуховода (CFM), измеряется с помощью датчика, усредняющего и усиливающего давление скорости, который часто имеет довольно сложную конфигурацию (например, кольца или крестики), так что точные измерения скорости воздуха могут быть выполнены даже если конфигурации впускных каналов не идеальны и даже при низком расходе. (Для получения дополнительной информации по этому вопросу см. Справочники ASHRAE.) Его работа «не зависит» от изменения давления в приточном воздуховоде, хотя для нормальной работы по-прежнему требуется приемлемый диапазон статического давления в воздуховоде, обычно 1-2 дюйма водяного столба. давление в колонне.

Наличие максимального предела объема очень полезно во время балансировки системы. Блок VAV можно настроить на поддержание расчетной скорости потока воздуха в зону, в то время как балансир вручную регулирует объемные заслонки для достижения желаемого распределения воздуха между помещениями, обслуживаемыми зоной. Ограничитель максимальной громкости также полезен для предотвращения избыточной подачи, которая может быть шумной и нежелательной. Это может произойти во время работы рано утром, когда в помещении тепло и для охлаждения требуется больший, чем проектный, поток воздуха.

Возможность ограничения минимального объема важна для обеспечения достаточного воздушного потока для поддержания минимальной скорости вентиляции для приемлемого качества воздуха в помещении. Тепловые нагрузки в помещении (которые определяют количество воздуха, подаваемого VAV-боксом) не всегда соответствуют требованиям к вентиляции, которые зависят от количества людей и количества выбросов, загрязняющих окружающую среду от мебели и офисного оборудования.

Регулировка минимального объема может использоваться для обеспечения подачи достаточного количества приточного воздуха независимо от тепловой нагрузки; это также способствует и поддерживает надлежащую герметизацию здания до тех пор, пока операции вытяжки и вентиляции (и объемы) также согласованы с системой управления.Независимые от давления блоки управления предпочтительнее, чем зависящие от давления по многим причинам, в том числе минимальный и максимальный расход можно регулировать независимо от давления в воздуховоде, а скорость потока является функцией доступного давления в воздуховоде.

Контроль минимального объема также важен для блоков повторного нагрева (если они используются для обеспечения температуры или обогрева помещения), которые должны поддерживать минимальный поток и температуру для эффективного обогрева помещения. Ящики для повторного нагрева ведут себя как ящики только для охлаждения, когда в помещении тепло.Когда пространство охлаждается, объем воздуха уменьшается до минимального количества, и при поддержании минимального объема воздух повторно нагревается.

Функция подогревателя также используется для нагрева холодного воздуха, поступающего в комнату, когда комнатный термостат требует тепла. Объем не может быть слишком низким, иначе подаваемый воздух будет слишком теплым и плавучим и не будет хорошо смешиваться с воздухом в помещении, что приведет к дискомфорту и, возможно, к недостаточной вентиляции в рабочей зоне.

Помните, что приточный воздух из системы вентиляции VAV холодный, поэтому, прежде чем можно будет произвести какой-либо полезный обогрев, воздух необходимо сначала нагреть до температуры помещения для обеспечения обогрева.Некоторые контроллеры VAV-боксов имеют возможность управлять двумя минимальными уставками: одной во время операции охлаждения для поддержания минимальной скорости вентиляции и более высокой уставкой во время работы в режиме максимального нагрева.

Некоторые системы управления позволяют сбрасывать приточный воздух на основе возвратного воздуха из помещений, чтобы можно было экономить энергию в условиях промежуточной температуры и низкой влажности. Другие триггеры включают изменение температуры отопительной воды или температуры наружного воздуха. Некоторые регуляторы VAV имеют регулятор / датчик температуры нагнетаемого воздуха на выходе, что позволяет избежать недостаточного охлаждения и перегрева.Эти значения температуры нагнетания также можно использовать для возврата в исходное состояние регулятора температуры нагнетаемого воздуха в AHU и являются отличной информацией для устранения проблем, связанных с жалобами пассажиров на температуру.

Система центрального отопления — обзор

6.1 Общие положения

Для распределения солнечного тепла в зданиях можно использовать гидравлическую систему (излучающие панели и водяные радиаторы) или центральную систему принудительной подачи воздуха.

В системах центрального отопления температура подачи горячей воды может иметь разные значения.В недавнем прошлом наиболее используемым значением в Румынии, а также в других странах Европейского Союза было 90 ° C с перепадом температуры на 20 ° C, но в настоящее время температура подачи обычно ниже 90 ° C.

Обеспечение потребности в тепле для зданий, оборудованных системами центрального отопления, требует систем с высокой эффективностью не только в процессе производства тепла, но и в распределении тепловой энергии. Одним из способов повышения эффективности систем отопления является использование пониженной температуры [1].Кроме того, можно использовать ВИЭ с более высокой эффективностью в качестве солнечной энергии. Обычно плоские жидкостные коллекторы нагревают передающую и распределяющую жидкость до температуры от 35 до 50 ° C. Систему необходимо контролировать и оптимизировать в соответствии с постоянно меняющейся потребностью в тепле.

Энергетическая и эксергетическая эффективность систем центрального отопления выше при пониженных температурах горячей воды [2], но, основываясь на [3], необходимо указать, что это справедливо только для полностью сбалансированных систем. Стабильность системы центрального отопления с пониженной температурой может быть улучшена за счет уменьшения уровня перепада температуры.Таким образом, можно получить системы отопления с более высокой стабильностью и энергоэффективностью за счет одновременного снижения температуры подачи и падения температуры.

После внедрения пластиковых трубопроводов применение водного лучистого отопления с трубами, встроенными в поверхности помещений (например, полы, стены и потолки), значительно расширилось во всем мире. Ранее системы лучистого отопления применялись в основном для жилых домов из-за комфорта и свободного использования площади без каких-либо препятствий для установки.По тем же причинам, а также для возможного снижения пиковых нагрузок и экономии энергии, излучающие системы широко применяются в коммерческих и промышленных зданиях. Из-за больших поверхностей, необходимых для передачи тепла, системы работают с водой с низкой температурой для обогрева. Однако, чтобы расширить использование этих типов генераторов и извлечь выгоду из их энергоэффективности для достижения целевых показателей 20–20–20 (повышение энергоэффективности на 20%, сокращение выбросов CO 2 на 20% и возобновляемые источники энергии на 20%) к 2020 году), необходима работа с радиаторами, которые в прошлом были наиболее часто используемыми оконечными устройствами в системах отопления.

В Европе предстоит отремонтировать десятки тысяч зданий, большинство из которых — жилые. Энергетическая задача будущего будет заключаться в ремонте существующих зданий и предложении системно-инженерных технологий, которые могут быть установлены с минимальным вмешательством, что будет чрезвычайно успешным. Следовательно, если продвигается солнечная технология, она должна быть рассчитана также на работу с радиаторами.

В этой главе представлены системы распределения тепла в зданиях, включая водяные радиаторы, излучающие панели (пол, стены, потолок и пол-потолок) и комнатные воздухонагреватели.Первой целью данного исследования является анализ экономии энергии в системах центрального отопления с пониженной температурой подачи для различных типов радиаторов с учетом теплоизоляции распределительных труб и исследование производительности различных типов низкотемпературных систем отопления с разные методы. Кроме того, разработана и экспериментально подтверждена математическая модель для численного моделирования теплового излучения излучающих полов, а также проведен сравнительный анализ энергетических, экологических и экономических характеристик полов, стен, потолка и пола-потолка с использованием численного моделирования с Выполняется программное обеспечение моделирования переходных систем (TRNSYS).Наконец, включена важная информация по контролю и эффективности SHS, разработана аналитическая модель для энергетического анализа SHS, и представлены некоторые показатели экономического анализа, показывающие возможность внедрения этих систем в зданиях.

% PDF-1.4
%
213 0 объект
>
эндобдж

xref
213 155
0000000016 00000 н.
0000004239 00000 п.
0000004386 00000 п.
0000005243 00000 н.
0000005663 00000 п.
0000006098 00000 н.
0000006288 00000 п.
0000006692 00000 н.
0000007307 00000 н.
0000007471 00000 н.
0000007585 00000 н.
0000008140 00000 н.
0000008506 00000 н.
0000008918 00000 н.
0000009525 00000 н.
0000009916 00000 н.
0000010374 00000 п.
0000010670 00000 п.
0000010976 00000 п.
0000015399 00000 п.
0000021074 00000 п.
0000026355 00000 п.
0000031481 00000 п.
0000037091 00000 п.
0000037397 00000 п.
0000044377 00000 п.
0000044769 00000 п.
0000044950 00000 п.
0000051542 00000 п.
0000052050 00000 п.
0000052827 00000 п.
0000057656 00000 п.
0000059605 00000 п.
0000062099 00000 п.
0000062475 00000 п.
0000066585 00000 п.
0000066964 00000 п.
0000067154 00000 п.
0000067528 00000 п.
0000067855 00000 п.
0000068161 00000 п.
0000068512 00000 п.
0000068776 00000 п.
0000069122 00000 п.
0000176185 00000 н.
0000176562 00000 н.
0000176640 00000 н.
0000176786 00000 н.
0000176849 00000 н.
0000176970 00000 н.
0000177047 00000 н.
0000177126 00000 н.
0000177357 00000 н.
0000177412 00000 н.
0000177495 00000 н.
0000177573 00000 н.
0000177698 00000 н.
0000177844 00000 н.
0000177920 00000 н.
0000178017 00000 н.
0000178132 00000 н.
0000178389 00000 н.
0000178444 00000 н.
0000178527 00000 н.
0000178834 00000 н.
0000179148 00000 н.
0000179482 00000 н.
0000180408 00000 н.
0000180524 00000 н.
0000180650 00000 н.
0000180716 00000 н.
0000180751 00000 н.
0000181076 00000 н.
0000181154 00000 н.
0000227964 00000 н.
0000228076 00000 н.
0000229868 00000 н.
0000230203 00000 н.
0000230597 00000 п.
0000231255 00000 н.
0000231548 00000 н.
0000233506 00000 н.
0000233893 00000 п.
0000309998 00000 н.
0000331687 00000 н.
0000331776 00000 н.
0000331861 00000 н.
0000331982 00000 н.
0000332128 00000 н.
0000332225 00000 н.
0000332371 00000 н.
0000332400 00000 н.
0000332674 00000 н.
0000332921 00000 н.
0000333042 00000 н.
0000333188 00000 п.
0000333277 00000 н.
0000333361 00000 н.
0000333445 00000 н.
0000333534 00000 н.
0000333705 00000 н.
0000333851 00000 н.
0000333938 00000 н.
0000334028 00000 н.
0000334117 00000 н.
0000334263 00000 н.
0000334409 00000 н.
0000334651 00000 п.
0000334889 00000 н.
0000335129 00000 н.
0000335365 00000 н.
0000335536 00000 н.
0000335682 00000 н.
0000335878 00000 н.
0000336100 00000 п.
0000336345 00000 п.
0000336491 00000 н.
0000336637 00000 н.
0000336885 00000 н.
0000337160 00000 н.
0000337498 00000 н.
0000337644 00000 н.
0000337790 00000 н.
0000337936 00000 п.
0000338079 00000 п.
0000338209 00000 н.
0000338335 00000 н.
0000338475 00000 н.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *