Тепловой баланс и тепловой режим зданий и помещений

1. Виды теплообмена. Тепловой режим

В холодное время года, когда наружная температура ниже температуры внутреннего воздуха, помещение теряет теплоту через ограждения.

В передаче тепла участвуют порознь или в сочетаниях три вида теплообмена:

1. теплопроводность

2. конвенция

3.тепловое излучение

Передача тепла теплопроводностью. Теплопроводностью называют:

Молекулярный перенос тепла в сплошной среде обусл наличием разности терперат

Передача тепла конвекцией.

При конвективном теплообмене теплоотдача происходит:

При конвеер теплообмене теплопередача происходит одновремено теплопроводностью и конвенции

Конвективный теплообмен зависит от:

Интенсивности движения потока среды

Передача тепла излучением.

Излучением называется:

Теплообмен при котором энергия с одного тела на другое передается в резул внутриатомных процессов

Носителем теплового излуче­ния являются:

Электромагнитные волны

Теплообмен излучением может происходить

Между телами с различной температуры

Одна из основных задач строительства:

Создание комфор условий

В понятие комфортность входит:

Обеспеч в помещение заданой температ влажности воздухообмена

В отапливаемом помещении должна поддерживаться температура воздуха

- в жилых комнатах:

18С

- в угловых и спальных:

20С

В период работы системы отопления в помещение возникает теплообмен между:

1. отопитьл приборами

2. внутриними и наружными ограждениями

3. оборудованием и людьми

Для нормального самочувствия человека необходимо, чтобы естественная теплопродукция человека была скомпенсирована теплоотводом.

Интенсивность отвода теплоты от человека тесно связана с метеорологическими условиями в месте пребывания и интенсивностью выполнения им работы.

Метеорологические условия в поме­щении это Совокуп показателей тепловой обстановки концетр вреных веществ давление запахов влажности

Различают три периода года:

1. холодный когда тем наружного воздуха тн нижу+10С

2. переходный при тн +10С

3. теплый при тн ≥+10С и выше

При учете интенсивности труда все виды работ делятся на три категории:

1. легкие

2. средней тяжести

3. тяжолые

К легким, относятся работы:

Сидя или стоя не требующ систематического физического напряжения

К категории работ средней тяжес­ти относятся работы:

Связаные с постояной ходьбой переносамитяжести до 10кг

К тяжелым от­носятся работы:

с большой затротой эннергии

Виды работ	Опти­мальная температура воздуха:
в холодный период года	в теплый период года
для легкой работы	20,,,23С	22…25С
для работы средней тяжести	17…20С	21…23С
для тяжелой работы	16…18С	18..21С

Опти­мальные температура – это

Которая обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для хорошей работоспособ

Максимально допустимая тем­пература воздуха в рабочей зоне равна:

28С

Тепловыделения в помещениях в жилых зданиях производят:

Люди и электро оборудования

2. Тепловой баланс здания в холодный период года

В холодный период года помеще­ние теряет теплоту через наружные ограждения.

Теплота поступает в помещение:

1. от технологического оборудов

2. источников исккуственого освещения

3. нагретых материалов

4. в результ прямого попадания через оконый проемы солнеч лучей

5. от людей находящихся в помещении

Для гражданских зданий обычно принимают, что в помещении отсутствуют люди, нет ос­вещения и других тепловыделений, по­этому определяющими расход теплоты являются теплопотери через огражде­ния.

Различают два вида теплопотерь:

1. за счет теплопередачи через наружрные огражден конструкц(стены перекрытия окна ворота двери)

2. за счет фильтрации наружного холодного воздуха через неплотности и поры в наружных ограждениях и их элемент

Важнейшими климатическими параметрами, используемыми для рас­чета теплопотерь, являются:

1. температура наружного воздуха

2. средняя темп наружного воздуха за отопительный период

3. длительность отопительного периода

4. скорость ветра

На рис. 1 показана примерная структура теплового баланса здания в холодный период года.

Рис. 1. Примерная структура теплового баланса здания в холодный период года:

	Теплопотери через пол
	Теплопоступления от отопительного прибора
	Теплопотери через окна
	Теплопот через наружные стены
	Теплопотери через крышу
	Теплопотери за счет воздухообмена, включая инфильтрацию

3. Тепловой баланс здания в теплый период года

В теплый период года теплопоступления в помещения складываются из

Теплоты передоваемой через наружные ограждения за счет воздействия на них солнечной радиации и температуры наружного воздуха и из технолог и бытовых теловыделений

Особенностью теплового баланса помещения в теплый период года является:

Его нестационарность в течение суток обусловлен суточной изменяемостью теплопоступл от солнечной радиации

На рис. 2. показана примерная структура теплопоступлений в здания в теплый период года.

Рис. 2. Примерная структура теплопоступлений в здания в теплый период года:

	Теплопост через крышу
	Теплопос через стены
	Теплопоступ от солнечной радиации через окна

При этом основную часть в теплый период года составляют

Теплопоступ через заполнения светового проема(коротковолновое излучение)

Солнечные лучи, проходя через остек­ление, падают на поверхности ограж­дения помещения и частично отражаются.

Остальная часть поглощает­ся, трансформируясь в длинноволно­вые лучи, для которых обыкновен­ное стекло не прозрачно

Таким об­разом, остекленное заполнение оказы­вается ловушкой для радиационной теплоты.

Имеет место так называемый «парниковый эффект».

Отопление зданий

Система отопления служит для

Обогрева помещений в холодный период года

Система отопления представляет комплекс элементов, предназначенных для:

Получение транспортирования и передачи необходимого количества теплоты во все обогреваемые помещения

Теплоноситель, передающий теплоту в теплообменике от системы теплоснабжения теплоносителю системы отопления

Теплоноситель передающий теплоту через отопительные приборы помешению называют вторичным

Схема системы отопления:

	1 -	Отопительные приборы
2 -	Трубопроводы
3 -	Источник теплоты
4 -	Трубопроводы или каналы
5 -	помещения

Теплоноситель, передающий теплоту в теплообменнике от системы теплоснабжения теплоносителю системы отопления, называется:

Первичным

Теплоноситель, передающий теплоту через отопительные приборы помещению, называется:

Вторичным

Применяют виды отопления:

Водяное Паровое Воздушное Панельно-лучистое Электрическое Печное

1. Отопительные приборы

Отопительные приборы предназначены для

Передачи теплоты от вторичного теплоносителя в помещение и являются одним из основных этементов

Выпускаются приборы:

	теплотехнические
	Санитарно –гииенические
	Технико-экономические
	эстетические
а)	радиатор	бб)	конвектор	вв)	Перегородочная панель	гг)	Подоконая панель

Радиаторы применяют

В жилых и общественых зданиях

Конвекторы, имеют небольшую высоту и глубину,

Применяют в общественых зданиях в вестибюлях фойе

В изготовлении проще и дешевле, чем радиаторы.

Панели бывают:

-	Подокоными
-	Потолочными
-	Напольными
-	Стеновыми

Недостатки:

-	Трудность ремонта
-	Большая тепловая инерция

Гладкотрубные приборы, состоят

Из нескольких соединеных вместе стальных труб

бывают:

Эмеевиковой или регистровой формы

достоинства:

Обладают высокими теплотехническими показателями

недостатки:

Приборы тяжелы и громоздки, занимают много места, увиличивают расход стали в системах отопления, имеют неэстетический внешний вид

Все отопительные приборы размещают:

Когда не могут быть использованы приборы других видов (например для отопления теплиц для обогревания световых фонарей)

2. Водяное отопление

Водяное отопление получило наибольшее распространение.

Система водяного отопления пред­ставляет собой

Систему замкнутых контуров

Принципиальная схема водяного отопления с естественной (а) и искусственной (б) цир­куляцией:

	Подающий трубопроввод системы отопления
	Нагревательный прибор
	Расширительный бак
	Циркуляционный насос
	Обратный трубопровод системы отопления
	Подающий трубопровод тепловой сети
	Теплообменик
	Обратный трубопровод тепловой сети

В системах водяного отопления предусматривается

Специальный резервуар называемый рвсширительным баком

Расширительным бак предназначен для:

Приема избытка воды в системе, оброзующегося при ее нагревании

3. Паровое отопление

Применяется:

-	Во вспомогательных
-	Произвождственых
-	Бытовых помещениях

Паровое отопление основано на

Передаче помещению теплоты, выделяющейся в отопительном приборе при конденсации в нем насыщеного пара

В паровой системе отопления различают две среды, передвигаю­щиеся по трубопроводам:

Пар и конденсат

и два вида трубопроводов -

Паропроводы и конденсатопроводы

Па­ропроводы прокладывают

От источников пара (котлов) до отопительных приборов

а конденсатопроводы -

От приборов до котла

Принципиальная схема парового отопления:

		-	Паросборник котла
	-	Паропровод
	-	Отопительный прибор
	-	Сухой кондесантопровод
	-	Воздухоотвод
	-	Мокрый конденсатопровод
	-	Циркуляционый насос

4. Воздушное отопление

В системах воздушного отопления теплоносителем является

Воздух

кото­рый, нагреваясь в калорифере за счет первичного теплоносителя -

Пара, горячей воды или газов до задоной температуры

подается в отапливае­мое помещение.

Схема системы воздушного отопления

	-	Помещение
	-	Канал для нагретого воздуха
	-	Отопительный агретат
	-	Канал для рециркуляционого воздуха
	-	Воздухозаборная шахта

В системе воздух, нагретый в калорифере, с помощью вентиля­тора поступает по вентиляционным каналам в помещение.

Там он, отдавая свою теплоту, компенсирует теплопотери помещения и охлажденный по каналу возвращается в отопительный агрегат.

Затем воздух вновь нагрева­ется и описываемый процесс повто­ряется.

Такое отопление используется:

-	Школах, административных и общественых зданиях как дежурное
-	Для складских, камунально-бытовых

5. Панельно-лучистое отопление

Лучистое отопление - это

Способ отопления помещения посредствомлучистого теплообмена, исочником которого служит поверхность потолка,обогреваемая каким либо теплоноситлем

В качестве теплоносителя в этих системах обычно используется

Горячая вода реже пар или горячий воздух. Иногда использ электрические нагреватели, замоноличеные в потолок

По конструктивному устройству к лучистому отоплению близко

Панельное отопление

Панели бывают:

-	Стеновые
-	Подоконые
-	напольные

Панельно-лучистое отопление:

Рис.
	-	Потолочное
	-	Ригельное
	-	Перегородочное
	-	Плинтусное
	-	Подоконое
	-	Напольное
	-	Контурное
	-	стеновое

Достоинства:

-	Обеспечение повышеных санитарно-гигиенических показателей
-	Индустриальность
-	Снижение маталоемкости
-	Снижение стоимости и трудозатрат на монтаж

Недостатки:

Большая теплоемкость, затрудняющая индивидуальное регулирование теплоотдачи пенелей, сложность ремонта и замены отдельных элементов системы

Применяют:

-	В промышленых зданиях в случае повышеных санитарно-гигиенических требований
-	В промышленных зданиях применяют в случае повышенных саниторно-гигиенических требований

6. Электрическое отопление

Системы электрического отопления обеспечивают:

	Высокий уровень их надеости и индустриализации
	Гибкость управления
	Компактность отопительных приборов и высокий коэффициент полезного действия

Недостаток:

Высокая стоимость электроэнергии и ее дефицит

7. Печное отопление

Печное отопление отнесено к особым случаям отопления зданий.

Его допускается приме­нять:

В соответствии со СниПом по отоплению

Печи классифицируют:

	1. по функциональному назначению:
	1отопительные	2варочные(кухонные)	3сушильные
			многоцелевые, совмещающие различные функции

2. по конструктивному испол­нению:

- по теплоемкости:

- теплоемкие: благодаря значительной аккумулирующей способности обеспе­чивают поддержание в помещениях достаточно равномерной температуры.

Применяют

В жилых и общественых зданиях с постояным прибыванием людей

- нетеплоемкие: изготовляют в основ­ном из стали и чугуна и применяют для

Отопления зданий скратковременым прибыванием людей

- по форме в плане

- прямоугольные	ши­роко распространенные, отличают­ся простотой кладки и отделки.
- квадратные
- много­угольные	бывают нетеплоемкие заводского изго­товления.
- круглые
- угловые	при­меняют в общественных и реже жилых зданиях, строящихся по индивидуальным проектам.

- по этажности:

- одноярусные (имеют маркировку ПТО),

- двухъярусные (имеют маркировку ПТД).

Компоновка системы печного отопления двухэтажного пятикомнатного дома:

	-	Баня
	-	Гараж
	-	Комнота
	-	Спальня
	-	Кухня
6...9	-	Жылые комнаты
а	-	Банная печь каменка
б	-	Теплоемкая печь ПТО-3300
в	-	Двухярусная печь ПТД-3650/3000
г	-	Печь-камин теплопроизводительностью 1000Вт
д	-	Отопительно-варочная печь
е	-	камин

Двухъярусная типовая печь ПТД (в) установлена таким образом, что на первом этаже она отапливает комнату, а на втором спальни.

Гараж оборудован теплоем­кой печью (б), а в бане сооружена печь - каменка (а).

Система отопле­ния дома включает в себя также печь-плиту (д).

В общей комнате рас­положен камин (е), который в север­ных районах используется как летний отопительный прибор.

При выборе печей и формиро­вании систем отопления принимают во внимание, что