Инженерное оборудование

Отопление — это трудоемкое и дорогостоящее оборудование.Системы отопления подразделяют на местные и центральные. Местные системыконструктивно объединены в одном устройстве. Это различного вида печи,теплоту в которых получают за счет сжигания топлива или преобразования втеплоту другого вида энергии. По этим признакам называют и отопление: печноеили каминное со сжиганием твердого топлива, газовое при сжигании газанепосредственно в нагревательных приборах и электрическое отопление. Радиусдействия местных систем  отопления  ограничен  несколькими  комнатами.

В центральных системах отопления теплота создается вгенераторе, вынесенном за пределы отапливаемых помещений, с последующейподачей теплоносителя от генератора к местам потребления через системутрубопроводов. Центральные системы подразделяются: по теплоносителю — насистемы водяного, парового, воздушного отопления и комбинированные; поспособу перемещения теплоносителя — на системы с естественной циркуляциейтеплоносителя (за счет различной плотности нагретого и охлажденноготеплоносителя) и системы с механическим побуждением при помощи насосов — вводяных системах и вентиляторов — в воздушных. Системы отопления различаютсяпо начальной температуре воды: с температурой 95 ° С и с температурой 100 °С; системы парового отопления — по величине начального давления пара: низкогодавления — 70 кН/м2 и высокого давления — более 70 кН/м2. Центральные системыотопления с генератором теплоты для обогрева одной квартиры илиодноквартирного дома принято называть квартирными.

Выбор наиболее приемлемого способа обогрева жилища зависитот конкретных условий. При этом надо учесть теплотехнические качества самогопомещения. Выбрать теплоноситель и тип отопительной установки, вид топлива,способ его доставки.

Отопительные установки оценивают посанитарно-гигиеническим, технико-экономическим, строительным и эстетическимпараметрам.

Согласно санитарно-гигиеническим требованиям отопительныеустановки и их элементы должны быть доступны для очистки, а температураповерхностей не должна превышать 95 °С, так как при более высокой температуреможет происходить сухая возгонка органической пыли.

Технико-экономические требования оценивают простотуустройства, расход материалов и трудовых затрат на его сооружение,эксплуатационные затраты и удобство эксплуатации.

Строительные требования сводятся к тому, чтобы отопительныеустановки были ремонтопригодны и при этом не нарушалась целостность ипрочность основных элементов зданий и сооружений.

Эстетические требования заключаются в том, чтобыотопительные установки не ухудшали облик сооружения в целом, чтобы отдельныеэлементы их не нарушали гармонию внутренней отделки помещений и не занималиизлишнюю площадь.

Элементы отопительных установок — это генератор теплоты,теплопроводы и нагревательные приборы. Основным элементом, характеризующимотопительную установку, является генератор, в котором теплота получается,передается теплоносителю или непосредственно к теплоотдающей поверхности.

Генераторами теплоты в местных системах отопленияявляются: камин, печь, газовые и электрические установки, основнаяхарактеристика которых — площадь теплоотдающей поверхности.

Генераторами теплоты в центральных системах отопленияявляются различного рода котлы, основной характеристикой которых служитплощадь поверхности нагрева.

Общим показателем для всех видов генераторов теплотыслужит теплопроизводительность, то есть количество теплоты, которое можнополучить в генераторе всего или в единицу времени.

Виды топлива. Различают топливо природное (естественное) иискусственное; каждое, в свою очередь, подразделяется на твердое, жидкое игазообразное.

К основным видам природного топлива относятся:

твердое топливо — дрова, торф, бурый уголь, каменныйуголь, антрацит, горючие сланцы;

жидкое топливо — нефть, нефтепродукты;

газообразное топливо — природный газ, биогаз, попутныйгаз.

Искусственное топливо — твердое: брикеты, древесный уголь,каменноугольный кокс;

жидкое: соляровое масло,  керосин,  бензин,  мазут;

газообразное: сжиженный газ, сланцевый, генераторный газ ит. д.

Топливом могут служить и твердые бытовые отходы: бумага,щепа, опилки, текстиль, треста, резина и т. д. Свойства топлива зависятглавным образом от его химического состава. Основным горючим элементом любоготоплива является углерод, содержание которого составляет 30—80 % от массытоплива. Негорючая часть называется балластом. К нему относятся зола и влага.Зола затрудняет процесс горения и усложняет эксплуатацию топочных устройств.При расплавлении золы образуется шлак, который заливает прозоры колосниковойрешетки, приваривается к обмуровке топки, засоряет газоходы. Наибольшейзольностью (25—27 %) отличаются бурые угли и сланцы (до 60 %); наименьшей(0,02—0,2 %.) — жидкое топливо и дрова, древесные отходы (0,6 %).

Влага в топливе ухудшает процесс горения и транспортировкутоплива. Наибольшее количество влаги содержится в торфе — 40—50 %, в дровах идревесных отходах — 25—40 %. Влажность торфяных брикетов — 10—15%.

Практическая ценность топлива определяется количествомтеплоты, выделяющейся при его сгорании. Например, при сгорании 1 кг торфавыделяется 8,5 МДж теплоты, 1 кг дров — 10,2 МДж, мазута — 40 МДж.Максимальная температура, которую теоретически можно получить при полномсгорании различных видов топлива, различна и колеблется в пределах 650— 2100°С.

В связи с тем что топливо имеет различные теплотехническиехарактеристики, для определения его тепловой ценности применяется термин«условное топливо». Условное топливо — это топливо, теплота сгорания которого(1 кг твердого и жидкого или 1 м газообразного) равна 29,3 МДж.

Вид топлива определяет его способ сжигания. Твердоетопливо во всех генераторах теплоты малой производительности сжигаетсяслоевым способом с периодической загрузкой его в топку. Слоевое сжиганиетоплива имеет четкий циклический характер. Чередование циклов идет в такойпоследовательности: загрузка топлива, подсушка, возгорание, горение в слое,догорание остатков, удаление золы и шлаков.

На характер процессов горения влияет соотношениесодержания в твердом топливе летучих газообразных веществ и твердогоуглерода. Летучие горючие вещества выделяются из твердого топлива притемпературе 150—200 °С. Твердый углерод, остающийся после выхода летучихгазов, воспламеняется при температуре 600—700 °С. Период его горениясопровождается наибольшим тепловыделением. Таким образом, если топливохарактеризуется высоким содержанием летучих веществ, то горение его будетпроисходить при более низких температурах, чем топлива с минимальнымсодержанием летучих веществ. Высоким содержанием летучих веществ отличаютсядрова, меньше всего летучих веществ имеет антрацит.

Кроме золы и влаги вредным компонентом в твердом топливеявляется сера, так как продуктами ее сгорания являются диоксид серы исернистый ангидрид, весьма токсичные, обладающие сильными коррозионнымисвойствами соединения.

Из твердого топлива только дрова не содержат серы и ихможно рекомендовать основным видом топлива в районах, богатых лесом, какнаиболее дешевый и безвредный для здоровья человека вид топлива, хотязаготовка и хранение дров представляют определенные трудности.

Жидкое и газообразное топливо сжигается с помощью горелокили форсунок и отличается тем, что для его сжигания необходимое количествовоздуха подается в принудительном порядке с помощью специальных устройств,например дутьевых вентиляторов, в то время как для сжигания твердого топливатаких устройств в большинстве случаев не требуется. Впрочем, это определяетсяколичеством сжигаемого топлива в единицу времени. Практически для полногосгорания 1 кг мазута требуется 10 м3 воздуха, 1 м3 природного газа — 9,5 м3,1 кг антрацитов — 7 м3, 1 кг дров — 4 м3 воздуха. Количество топлива,сжигаемого в единицу времени, определяется количеством теряемой зданием теплоты,восполнять которую и призваны системы отопления.