Оборудование для преобразования энергии

В большинстве систем отопления жилых домов природное топливо или электроэнергия преобразуются в тепловую в печах или в котлах. Исключение составляет использование электричества для непосредственного электрообогрева помещений. Преобладает оборудование, в котором сжигается природное топливо. Эти виды топлива требуют кислорода для поддержания горения и средств удаления продуктов сгорания (газов), после того как они отдадут максимально возможное количество тепла, полученного ими в процессе горения. Электрические печи отличаются от котлов только тем, что не нуждаются в кислороде и не образуют продуктов сгорания (газов).

Печь, используемая для отопления жилища, представляет собой устройство, в котором нагреваемый воздух непосредственно обтекает камеру, где сжигается топливо или же электроэнергия преобразуется в тепловую. Контактируя со стенками камеры, воздух нагревается и затем распределяется по помещениям, требующим обогрева.
 
Печь — это комплексное устройство, включающее воздушные фильтры, вентилятор для перемещения желаемого количества воздуха, горелки (где смешивается воздух, содержащий необходимый для горения кислород, с топливом, если сжигается природное топливо), дымоход для удаления продуктов горения, камеру сгорания и огнестойкую стальную оболочку.
 
Из условия обеспечения оптимальных удобств в отапливаемых помещениях печи могут быть вертикальными с выходом нагретого воздуха вверху или внизу печи или горизонтальными с выходом нагретого воздуха с одной из боковых сторон печи.
 
Вертикальные печи обычно предпочитают для устройства в кладовых или в подвалах, где должна быть занята минимальная площадь. Горизонтальные печи находят применение в мансардах и везде, где высота помещений позволяет подвесить печь, оставив площадь под ней свободной для эксплуатации.
 
Не будет преувеличением сказать, что при любом способе сжигания топлива всегда должна быть обеспечена постоянная подача непрерывно заменяемого воздуха для поддержания горения и удаления из здания продуктов горения. Нарушение подачи воздуха в печь или котел буквально является вопросом «жизни или смерти».
 
Топливные котлы состоят из горелки, смешивающей топливо с воздухом (если используется природное топливо), камеры сгорания, емкости, содержащей нагреваемую воду (с верхней части которой собирается пар, если это паровой котел), каналов и газоходов для удаления газообразных продуктов горения и, наконец, стальной или чугунной оболочки, вмещающей весь этот комплекс.
 
Определенная свобода выбора типа котлов зависит от наличия пространства, где они размещаются. Некоторые из них могут быть весьма обширными, но относительно малой высоты. Другие (при ограниченной площади помещения, но значительной его высоте) могут занимать мало места в плане, но быть весьма высокими. Они могут быть широкими и узкими или близкими к квадрату в плане. Котлы могут состоять из секций, собираемых на месте их установки, что очень удобно, когда уже выполнена конструкция здания и когда отсутствуют специальные проемы для подачи оборудования.
 
Котлы должны обладать достаточной прочностью, чтобы не только воспринимать усилия от массы содержащейся в них воды, но и выдерживать некоторое водяное давление. По этой причине они обычно намного тяжелее, чем печи такой же производительности, и не могут быть подвешены. Ввиду значительного веса котлов размещение их в любом другом месте, за исключением самого нижнего этажа здания, требует усиления конструкций.
 
И вновь настойчиво напомним, что топливные котлы, так же как и топливные печи, должны быть обеспечены достаточным и непрерывным притоком воздуха для горения.
 
Сколько же котлов или печей требуется для жилого дома?
 
Чаще всего каждое жилище обогревается воздухом, нагреваемым одной печью, хотя крупные одноквартирные жилые дома нередко могут «похвастаться» наличием двух печей: одной для основных помещений дневного пребывания и другой для отсека, в котором располагаются спальные комнаты; или одной для помещений с северной ориентацией, а другой для помещений с южной ориентацией. Если применяется паровое или водяное отопление, то в одноквартирных домах почти без исключения устанавливается только один котел.
 
Вопрос о количестве отопительных устройств для многоквартирных домов относится только к котлам. Системы воздушного отопления совместно с печами почти никогда не обслуживают более одного жилища. В некоторых местностях это запрещено законом, и в любом случае считается неблагоразумным рисковать возможностью распространения заболеваний, запахов от приготовления пищи или других опасностей и неудобств, которые являются следствием совместного пользования одной системой воздухораспределения.
 
Чем меньше котлов установлено, тем ниже, за редким исключением, стоимость строительства объекта. Это до некоторой степени уравновешивается более высокой эффективностью эксплуатации, достигаемой при большем количестве котлов меньшего размера. Если исходить из единственного критерия — стоимости, то для обслуживания объекта следует выбрать один котел самого большого размера. Но, очевидно, в применении одного котла кроется опасность: в случае какого-либо нарушения в его работе, остановки или аварии, которые могут вывести из строя единственную установку, объект останется без тепла. Разумеется, аналогичная остановка единственного маленького котла, обслуживающего одно жилище, оставит его жильцов такими же замерзшими и беззащитными, какими оказались бы в этой ситуации квартиросъемщики в тысячеквартирном доме. Таким образом, вопрос состоит не в том, «чьего быка забодали, а в том, сколько быков».
 
В каком же случае следует применить несколько котлов?
 
Это зависит от многих факторов: климата, уровня стоимости жилища, ожидаемого контингента жильцов и требований норм. Очевидно, что такие факторы, как холодный климат, дорогие жилища и большой процент жильцов пожилого возраста, будут говорить в пользу применения нескольких котлов. Что же касается официальных требований, то некоторые руководства могут быть найдены в нормах Федеральной жилищной администрации США (РИА), которые предусматривают в каждом объекте, состоящем из 60 и более жилых единиц, установку более одного котла, а если их предусмотрено два, то производительность каждого должна составлять, по крайней мере, 2/3 расчетной тепловой нагрузки всех обслуживаемых системой помещений.
 
Это правило регламентирует лишь максимальное число жилых единиц, которое допускается отапливать при одном котле. Объект с 59 квартирами представляется тоже слишком большим, чтобы обслуживаться только одним котлом. В этом случае проектировщики объекта должны проявить свои способности при анализе других влияющих на решение факторов, часть из которых была упомянута выше.
 
Для расчетов могут быть приняты следующие ориентировочные часовые тепловые нагрузки для жилых помещений (с учетом средней проемности):
 
Расчетная зимняя температура,  C° Тепловая нагрузка, ккал/м. кв. *
—1 57
—7 71
—12 84
—18 98
—23 114
—29 127
 
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ТРЕБУЕМЫЕ РАЗМЕРЫ ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ПЕЧЕЙ (ВКЛЮЧАЯ ПОДХОДЫ ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ), м
Тепловая нагрузка, ккал/час Вертикальные печи Горизонтальные печи
длина, м * ширина, м высота, м длина, м ширина, м высота, м
12600 1,4 0,9 2 2,3 1,4 1,2
37800 1,4 1,5 2 2,7 1,5 1,2
* Размер должен быть уменьшен на 60 см, если лечь может обслуживаться через дверь помещения, где она расположена.
 
В таблицах указаны некоторые весьма приближенные требования к размерам пространства, необходимого для размещения отопительных установок. Конечно, они не охватывают все возможные варианты установок. Один из них — использование в крупных отопительных установках большого числа малых по размерам котлов, что позволяет обеспечить более точное соответствие количества сжигаемого топлива действительной тепловой нагрузке в различное время года. Такой тип установки требует значительно большего пространства, чем обычно применяемые в таких случаях установки с несколькими крупными котлами, стоимость оборудования такого типа установки не ниже, а зачастую выше. Это не нашло отражения в таблице размеров требуемых помещений, однако оправдывает необходимость серьезного изучения данных вопросов применительно к отоплению зданий с огромным количеством площадей, которые могли бы быть отведены под котельные, в особенности наверху здания.
 
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ МАКСИМАЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ ПРОСТРАНСТВА, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ
Тепловая нагрузка котлов, тыс. ккал/час Внутренняя высота помещений, м Один котёл Два котла Три котла
длина, м ширина, м высота, м длина, м ширина, м высота, м длина, м ширина, м высота, м
252 малая 6,1 3,3 2,6 3,7 4,3 2,6 не рекомендуется
252 большая 5 3 3,2 3,7 4,3 2,6
126 малая 9,4 4,6 3,7 8,2 7,6 3,3 7,3 8,5 3
126 большая 7,6 4 4,6 6,7 6,4 4 6,4 6,7 3,3
252 малая 12,8 5,2 4,3 9,4 8,5 3,7 9,1 9,4 3,3
252 большая 9,1 4,6 5,8 7,6 7,3 4,6 7,6 7,9 4
504 малая не рекомендуется 12,8 9,1 4,4 10,4 10,7 4
504 большая 9,1 7,9 6,1 9,4 10,4 4,9
 
В таблице принято, что единственный котел проектируется мощностью, равной 100%-ной действительной тепловой нагрузке, два котла мощностью по 67% каждый и три котла мощностью по 33 1/3% каждый.
 
Оборудование для преобразования энергии. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Проектирование жилых зданий
 
Расположение оборудования в машинном зале (150—200 квартир): а — основная требуемая площадь; 6 — дополнительная площадь для холодильной установки; в — длинное и узкое здание; 1 — котел; 2 — дымовая труба; 3 — наружный воздух для горения (живое сечение 1 м2); 4 — бойлер системы горячего водоснабжения (2 высоты при установке один над другим); 5 — циркуляционный насос системы горячего водоснабжения; 6 — насос системы отопления; 7 — насос системы отопления и охлаждения (если требуется); 8 — насос системы охлаждения конденсаторов (если требуется); 9 — водоохладитель (если требуется); 10 — ввод водопровода; 11 — водяной расходомер; 12 — пожарный насос; 13 — резервный насос; 14 — насосная установка для создания напора в водопроводной линии; 15 — щит приборов котельной установки; 16 — щит приборов насосной установки; 17 — зона для обслуживания котлов и выемки труб; 18 — щит пусковых приборов холодильной установки; 19 — установка для обработки воды (если требуется)
 
На иллюстрации показаны типовое размещение оборудования для объекта средних размеров и два варианта (из множества возможных) компоновки оборудования в зависимости от габаритов пространства. Площади, необходимые для обслуживания трубопроводов, могут быть общими или «трансформируемыми» путем применения дверей или передвижных панелей. На иллюстрации показано размещение оборудования не в верхней части здания. Если бы оно было размещено на самом верху, дымоходы котлов были бы выведены непосредственно через крышу.
 
 

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер