Общие сведения об отоплении

В холодное время года здания охлаждаются, теряя тепло через наружные стены, окна, двери, перекрытия верхних этажей и полы нижних этажей. Тепло от нагретого внутреннего воздуха помещения переходит к более холодному наружному воздуху. Чем больше разница между температурами наружного воздуха и воздуха помещения и чем больше площадь наружных ограждений (стен, потолков, полов), тем больше тепла теряет здание.

Потеря тепла зданием зависит также от конструкции ограждений и материалов, из которых они выполнены. Например, через тонкие стены теряется больше тепла, чем через толстые. Деревянные и кирпичные стены одинаковой толщины различно проводят тепло: здание с деревянными стенами охлаждается медленнее, чем с кирпичными. Это объясняется тем, что одни материалы (кирпич, камень, металлы) лучше пропускают тепло, а другие (дерево, войлок, асбест)—хуже. Воздух обладает весьма малой теплопроводностью. Поэтому ограждающие конструкции зданий, имеющие воздушные прослойки, менее теплопроводны, чем сплошные конструкции из тех же материалов и такой же толщины.

Для поддержания в помещении необходимой температуры и возмещения теряемого тепла устраивают системы отопления. Тепло, необходимое для обогрева здания, получают при сжигании топлива в котлах или отопительных печах.

В отопительных котельных в качестве топлива, используют каменный и бурый уголь, мазут, дрова и древесные отходы производства (опилки, стружки), торф, газ

При сжигании 1 кг топлива получается разное количество тепла. Количество тепла, выделяющееся при полном сгорании 1 кг твердого топлива или 1 м3 газа, называется теплотворной способностью топлива и выражается соответственно в ккал/кг или ккал/нм3.

Для сжигания 1 кг различного топлива нужно поднести разное количество воздуха. В среднем на каждые 1000 ккал теплотворной способности топлива необходимо ввести в топку около 1,5 м3 воздуха. При горении кислород, содержащийся в воздухе, благодаря пысокой температуре в топке вступает в химическое соединение с топливом; в результате этого соединения выделяется тепло, которое может быть использовано для отопления.

Системы отопления бывают местные и центральные. В местных системах тепло вырабатывается непосредственно в отапливаемых помещениях. К местным системам относятся печное отопление, газовые камины, электрические нагреватели и др. В центральных системах тепло вырабатывается в одном центре, откуда распределяется в отапливаемые помещения. Таким центром могут быть домовые, квартальные или районные котельные или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).

Центральные системы отопления в сравнении с местными имеют следующие преимущества: высокий коэффициент полезного действия; возможность эффективного сжигания низкосортных видов топлива; сокращение эксплуатационных затрат.

По способу циркуляции воды системы центрального водяного отопления делятся на системы с естественной и искусственной (насосной) циркуляцией воды. В зависимости от конструкции стояков и схемы присоединения к ним нагревательных приборов системы отопления могут быть однотрубные и двухтрубные. По месторасположению разводящих магистралей системы отопления подразделяют на системы с верхней и нижней разводками, с вертикальной и горизонтальной разводками внутри здания.

В зависимости от направления движения теплоносителя в магистральных трубопроводах системы отопления могут быть тупиковые и с попутным движением воды.

Теплоносителем в системах центрального отопления может быть вода с температурой 95—105° С, пар с температурой 120—130° С и воздух с температурой 45—70° С; соответствующие системы называют системами водяного, парового или воздушного отопления.

Достоинство воздуха как теплоносителя заключается в его большой подвижности. Будучи нагретым, он имеет меньшую плотность, расширяясь, легко перемещается вверх по каналам. Отдав часть своего тепла помещению и охладившись, он становится тяжелее и устремляется по обратным каналам вниз. Если теплоносителем является вода или воздух, то температуру можно регулировать в соответствии с температурой наружного воздуха. Пар дает возможность регулировать теплоотдачу приборов только в сложных вакуум-системах при давлении ниже атмосферного.