ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

— обогревание помещений нагретым воздухом при темп-ре выше внутр. и при давлении, близком к атм. Различают воздушное отопление с подачей нагретого воздуха непосредственно в помещение (струйно-конвективное отопление) и с его пропуском по каналам внутри ограждений (панельно-лучистое отопление). Использование нагретого воздуха в качестве теплоносителя в системе отопления известно с глубокой древности. Малые теплоемкость и плотность воздуха, высокая подвижность, простота регулирования по темп-ре и кол-ву обеспечивают быстрое изменение и стабилизацию теплового режима помещений. Еще в конце I в. до н.э. римский архитектор и инженер Витрувий описал систему отопления периодич. действия "хюпока-устум" ("снизу согретый") с самотечным перемещением нагреваемого воздуха в подпольных каналах, предварит, прогретых дымовыми газами. В середине века во мн. странах Европы получила распространение "русская система", прообразом к-рой послужила система воздушного отопления Грановитой палаты Московского Кремля (конец XV в.). Воздух прогревался, соприкасаясь с внешн. поверхностью огиевоздушной печи, что исключало возможность проникания продуктов сгорания топлива в помещения. Более совершенные системы огне-воздушного отопления, появившиеся в конце XVIII — нач. XIX в. — связаны с именами ученых: Н.А. Львова (1751 — 1804), Н.А. Аммосова (1787—1868), Г.С. Войкицкого, И.И. Свизяева (1797— 1875), СБ. Лукашевича (1850—1912) и др. "Аммосовское отопление" с нагреванием воздуха в "пневматической печи" — огневом калорифере с трубами для прохода воздуха использовалось для отопления крупных зданий на протяжении мн. десятилетий. С начала XX в. В.о. претерпевает качеств, изменения. Появление эффективных теплоносителей, высокопрочных материалов и более соверш. оборудования способствовало созданию принципиально новых систем, отличающихся по функци-он. назначению и схемно-конструктив-ным признакам.

В соврем, системах воздушного отопления воздух нагревается в спец. калориферах, выполняемых, как правило, из металла. Изнутри калориферы могут обогреваться горячей водой (водовоздушное комбинированное отопление), паром (паровоздушное), электрической энергией (электровоздушное). нагретыми газами (газовоздушное). Перемещение воздуха в системах В.о, возможно естеств. путем за счет изменения его плотности при нагревании (гравитац. системы) и с помощью вентилятора, создающего вынужд. движение в дополнение к гравитац. (вентиляторные системы).

По радиусу действия воздушное отопление подразделяется на местное и центральное отопление. В местной системе воздух нагревается в калорифере, находящемся в отапливаемом помещении. Примером вентиляторной местной системы может служить отопительный агрегат, а гравитац. — рециркуляционный воздухонагреватель. В центр, системе В.о. тепловой пункт размещается в огд. камере и дополняется воздуховодами, подводящими нагреваемый воздух к помещениям или каналам внутри ограждений и распределяющими нагретый воздух по ним. Обычно центр, система оборудуется вентилятором, при незначит. протяженности может быть гравитац. (см. Центральное воздушное отопление). В отличие от водяного и парового omotvte-ния центр, система воздушного отопления может обслуживать одно помещение. По качеству подаваемого в помещения воздуха В.о. может выполняться по Схеме с полной рециркуляцией воздуха, частичной рециркуляцией и прямоточной. В схеме с полной рециркуляцией воздух из помещения возвращается в тепловой пункт, нагревается и вновь подается в помещение. Такая чисто отопит. схема отличается низкими капит. вложениями и наименьшим расходом теплоты на нагревание воздуха, однако не удовлетворяет требованиям сан. гигиены. Воздух в помещениях не обновляется и с течением времени загрязняется продуктами дыхания и производств, отходами, вредными для здоровья людей. Полная рециркуляция допускается в обществ, зданиях и производств, помещениях в нерабочее время (дежурное отопление), в помещениях скратковрем. пребыванием людей при отсутствии вредных выделений. Эта схема используется также в рециркуляц. воздухонагревателях и воздушно-тепловых завесах у наружных входов в здания. В схеме с частичной рециркуляцией к забираемому изнутри рециркуляц. воздуху подмешивается нек-рое кол-ио свежего воздуха, необходимое для вентиляции помещений. Смеш. воздух догревается в калорифере и подается вентилятором в помещения (отопительно-вентиляц. система). По сравнению с чисто отопит, ее тепловая мощность возрастает на величину, необходимую для нагревания вентиляц. части приточного воздуха от темп-ры наружного до темп-ры воздуха в помещении. Для реализации этой схемы в местной системе используется отопительно-вентиляц. агрегат. В прямоточной схеме воздух забирается только снаружи в кол-ве, определяемом потребностями вентиляции обслуживаемых помещений. Схема является вентиляц. и отличается самыми высокими затратами теплоты. Эта схема обязательна, когда требуемый объем свежего вентиляц. воздуха превышает необходимый для создания должного отопит, эффекта (в гражданских и промышл. зданиях, при большом кол-ве вредных для здоровья па-ро- и газовыделений, а также пожаро- и взрывоопасных и дурнопахнущих в-в). Во всех остальных случаях используется схема с частичной рециркуляцией как наиболее гибкая и позволяющая по необходимости переходить к полной рециркуляции и прямоточному варианту путем изменения расходных соотношений и темп-ры приточного воздуха. Выбор схемы В.о. в каждом конкретном случае зависит от назначения отапливаемых помещений, режима их функционирования, вида и кол-ва выделяющихся вредных веществ.

Кол-во вводимого в помещение воздуха GOT, кг/с, с заданной темп-рой t4, °C, или необходимая его темп-pa при известном расходе определяется из ур-иия теплового баланса воздуха помещения GOT - c(t4 - tB) - Qn, где с — уд. массовая теплоемкость, Дж/(кг-К); tu — темп-ра внутр. воздуха, °С; Qn — теплонедостатки помещения, Вт, равные его теплопотерям за вычетом имеющихся пост, тепловыделений. Макс, темп-pa нагретого воздуха (на выходе из воздухораспределителя) ограничивается условием допустимого отклонения избыточной темп-ры приточных струй на входе в обслуживаемую или рабочую зону не более чем на 3—5 С и не должна превышать 60 — в помещениях, 50 — в воздушно-тепловых завесах у наружных дверей и 70 С — у ворот и тсхно-логич. проемов.

В центр, системах В.о. обслуживающих неск. помещений, темп-pa приточного воздуха обычно принимается равной требуемой для отопления помещения с наименьшим значением Qn. В остальные помещения предусматривается подача увелич. кол-ва воздуха в соответствии с их тепловыми балансами. Расход теплоты на нагревание воздуха (тепловая мощность системы отоплении) определяется по аналогичному ур-нию, в к-ром GOT принимается равным суммарному расходу нагреваемого воздуха для всех обслуживаемых помещений от нач. темп-ры (передкалорифером) дотребуемой темп-ры проточного воздуха. При этом для систем с полной рециркуляцией воздуха в качестве нач. принимается темп-pa внутр. для прямоточных — темп-pa наружного, с частичной ре циркуляцией—темп-расмеси наружного и рециркуляц. воздуха.

Конструктивные особенности систем В.о. область их применения, достоинства и недостатки зависят от вида используемых систем и специфики обслуживаемых помещений (см. Центральное воздушное отопление и Местное воздушное отопление). Повсеместное распространение В.о. сдерживается невысокой эксплуатац. надежностью разветвл. систем и повыш: теп-лоэнергетич. затратами на нагревание воздуха, особенно в прямоточных системах. Необходимым условием эксплуатац. надежности систем В.о. является их высокая аэродинамич. устойчивость. Наибольшей устойчивостью (автомодельностыо) обладают гравитац. системы стабильной структуры с обособл. ответвлениями для каждого этажа при качеств, регулировании системы В.о. Изменяющееся естеств. цирку-ляц. давление вызывает пропорциональн. изменение потоков воздуха по всем ответвлениям. В разветвл. системах с механич. побуждением при качеств, регулировании пропорциональность располагаемых давлений нарушается. Возникающее эксплу-атац. разрегулирование приводит к перераспределению воздуха в пользу нижних и дальних ответвлений в отличие от нач. разрегулировки обратного действия, устраняемой при расчете и монтаже системы. Повышение аэродинамич, устойчивости разветвл. системы В.о. достигается за счет снижения доли естеств. давления. Автомо-дельность таких систем обеспечивается при перем. режиме их работы, когда темп-ра приточного воздуха изменяется по графику качеств, регулирования, а его расход — как для гравитац. систем (качеств.-количеств. регулирование).

Снижение тепловой мощности систем В.о. целесообразно за счет минимизации расчетного расхода наружного и приточного воздуха и согласования режимов работы системы и обслуживаемых помещений (прерывистое отопление). Ощутимым резервом является использование теплового потенциала удаляемого воздуха для частичного нагревания наружного воздуха в разл. рода воздухо-воздушных теплообменниках-утилизаторах (см. Утилизация теплоты вытяжного воздуха). Все большее распространение получают системы В.о. с применением нетрадиционных энерго- и теплоносителей: солнечной радиации (солнечное отопление), теплоты геотерм, воды (геотермальное отопление), поверхностных слоев грунта и др. низкопотенц. источников теплоты.


  ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕ. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ

По материалам сайта: http://www.bibliotekar.ru