Устройство отопления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образование и науки РТ

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

«Казанский строительный колледж »

Реферат на тему: Устройство отопления

Выполнил:

Студент группы КС-9-31

Леонтьев Николай

Проверил: Преподаватель

Асфарова Г.А

г. Казань 2013

План

Введение

1. История и эволюция систем отопления

1.1 Огневоздушное отопление

1.2 Водяное отопление

1.3 Паровое отопление

2. Система отопления

2.1 Состав

2.2 Классификация

2.3 Схемы подключения

Введение

Отоплемние -- обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и(или) требованиям заказчика.

Система отопления -- комплекс устройств, выполняющих функцию отопления -- котлы отопительные, сетевые насосы, тепловые сети, устройства автоматического поддержания температуры в помещениях, радиаторы отопления и другие.

Отопительный прибор - устройство, предназначенное для передачи тепла от теплоносителя к воздуху и ограждающим конструкциям отапливаемого помещения;

Современные системы отопления имеют принципиально иной подход к регулированию в сравнении с "классическими"- это не процесс наладки перед пуском с последующей работой в постоянном гидравлическом режиме, это системы с постоянно изменяющимся тепловым и гидравлическим режимами в процессе эксплуатации, что соответственно требует автоматизации систем для отслеживания этих изменений и реагирования на них.

К примеру, изменение теплового режима зависит от способности терморегулятора изменять расход тепловой энергии на нагревательные приборы в системе отопления путем изменения гидравлического режима, что вызывает цепную реакцию других систем (либо терморегуляторов, что может вызвать как разрегулировку системы, так и выход из строя циркуляционного насоса, либо перегрузку системы электроснабжения).

Естественно, что классификация систем отопления также изменилась. Во всяком случае, представляется логичным введение новых признаков систем, отличающих системы с терморегулирующим оборудованием от классических.

1. История и эволюция систем отопления

Огневоздушное - значит, нагрев теплоносителя-воздуха осуществляется с помощью огня.

Первой огневоздушной, да и вовсе - первой отопительной установкой считается костёр, разведённый внутри жилища.

В Древнем Риме в I веке до н. э. уже существовало развитое отопительное устройство гипокауст, где воздух в помещении получал тепло от полов, которые нагревались печными дымовыми газами, проходящими в подпольных полостях. Такая система позволяла получать "чистое" тепло, без контакта человека с продуктами сгорания. Кроме этого, каменный пол, обладая большой тепловой инерцией, долго ещё после потухания огня отдавал тепло помещению. Гипокауст описывается Марком Витрувием Поллионом в трактате "Об архитектуре". Аналогичная установка, ондоль, появившаяся предположительно в I в. до н.э. - VII в. н.э., существовует до сих пор на территории Кореи.

Также ещё в Древнем Риме принял свой современный облик камин. Термин и происходит от латинского caminus - открытый очаг. Он устанавливался в центре помещения и максимального окружался теплоаккумулирующими материалами - каменный портал, каменный дымоход, каменная противоложная стена. Таким образом удавалось избежать перегрева во время топки (камень "впитывал" тепло) и резкого охлаждения после потухания огня (теперь камень "отдавал"). Камин также, благодаря тяги в дымоходе, осуществлял вентиляцию.

А в средней Европе, судя по археологическим раскопкам, и в IX веке жилища отапливались печами-каменками и курными печами. Печь-каменка представляла собой очаг, сложенный из булыжников и валунов, курная печь - вырытую в земле яму с глиняным сводом. Это было уже большим шагом после костра - такая печь аккумулировала тепло и продолжала отдавать его долгое время после прогорания топлива, что позволяло тратить меньше дров и сил. Но всё равно эти печи ещё топились "по чёрному" - продукты сгорания выходили сперва прямо в жилище и уже после в атмосферу через специальное отверстие в потолке, а то и вовсе через дверь. В XV веке существовали печи с дымоходными трубами, тогда деревянными - "дымницами".

К этому времени в Европе система гипокауста была практически утрачена (за исключением Испании, где изменённая версия, называемая "глорией", существовала до начала XX века), а потому появление огневоздушной системы, называемой "русской системой", произвело небольшую революцию. Устройство отопления было такое: холодный воздух через воздухозаборную шахту подводился к установленной на первом или цокольном этаже печи, где, касаясь её раскалённой поверхности, нагревался, а после по горизонтальным и вертикальным кирпичным воздухораспределяющим каналам подводился в обогреваемые помещения. Оттуда верез вытяжные каналы отдавший теплоту воздух выводился обратно в атмосферу. Циркуляция воздуха была естественной, за счёт разности плотностей горячего и холодного.

Такая система не только обеспечивала жильё "чистым" теплом, но и осуществляла вентиляцию. "Русской системой" была оборудована, к примеру, Грановитая палата в Кремле.

Печи в XV-XIII были глиняные, кирпичные или даже изразцовой, что было большой роскошью - изразцовую печь можно было встретить только в богато украшенных дворцовых помещениях и изредка у зажиточных горожан. Также на Тульском заводе выпускались чугунные и стальные нетеплоёмкие печи. В 1709 году по указу Петра первого были созданы первые десять "шведских" печей с более дешёвыми изразцами (синяя роспись по гладкому белому основанию). "Шведская" печь популярна и до сих, бывает различных конструкций - К. Я. Буслаева, Г. Резника, В. А. Потапова, Жирнова, но в сути представляет собой печь с оснащённой вытяжкой варочной камерой в "теле" печи и "кухонной плитой" на ней. В 1736 году в Петербурге были широко распространены "дровосберегающие" печи, оснащённые горизонтальным змеевиком дымохода, в 1742 её уже успешно вытесняла печь с "колодцами" - вертикальным змеевиком.

Российский инженер и архитектор Н. А. Львов в 1795 году издал первую оригинальную русскую работу по отоплению, свою книгу "Русская пиростатика". В издании Львов резкой критикой отозвался на модное увлечение иностранными фигурными печами, которые были крайне неэфффективны, а также представил изобретённые им усовершенствования отопительных установок, а также основы конструирования и расчёты систем огневоздушного отопления.

Схема "русской" системы отопления

В это время всё больше распространялись многоэтажные здания, поэтому появляется тенденция к централизованному отоплению. Тут и пригодится "русская система", выполняемая раньше в основном для двухэтажных зданий. Тут же, в 1799 году Николай Львов опубликовал свою вторую книгу, "Русская пиростатика, или употребленiе испытанныхъ каминовъ и печей", где есть раздел "О духовыхъ печахъ верхнiя или соседственные комнаты нагревающiхъ". Там он предложил кострукцию наподобие калорифера, но малоэффективную.

В 1821 году в Вене была издана книга немецкого профессора Мейснера "Руководство к отоплению зданий гретым воздухом" - также сделавшая значительный вклад в развитие огневоздушного отолпения.

В 20-х годах XIX в быстро приобрели и потеряли популярность т. н. печи Уттермарка. Оригинальная печь Ивана Уттермарка была круглой и выкладывалась очень плотно особым кирпичом, сделанным по лекалам. Также имела в своей конструкции изогнутые медные трубы с коленами, проходя через которые, нагревался комнатный воздух. То есть, набор деталей был не из общедоступных. Поэтому только упрощённый вариант, где печь была из обычного кирпича и снабжалась металлической "рубашкой", и получил популярность, которая быстро схлынула из-за плохих санитарно-гигенических характеристик (при контакте с раскалённой печью воздушная пыль пригорала, издавая неприятный запах).

Изразец голландской печи XVII века

И тут Николай Аммосов, обобщив идеи Львова и Мейснера, представил в 1835 году первый в мире эффективный калорифер - свою систему "пневматического" отопления, позже и названную "аммосовской печью". Работала система вполне аналогично "русской" - нагретый печью воздух под действием разности плотностей поднимался по "жаровым" металлическим каналам в парадные залы и жилые комнаты. Представление печи было не простое - её впервые установили в помещениях Императорской Академии художеств, где система хорошо себя показала. В 1838 году, после трёхдневного пожара в Зимнем дворце, печное отопление заменили на аммосовские пневмопечи. К 1841 году "аммосовские печи" были установлены в зданиях Эрмитажа, Придворном Манеже - в общей сложности в 100 крупных зданий в Петербурге и других крупных городах России, насчитывалось в общей сложности свыше 420 «больших и малых пневматических печей».

И только теперь стали заметны существенные недостатки. То, что система издавала низкий гул при топке, пересушивала воздух, потрескивала во время грозы, было заметно сразу и терпимо (впрочем, именно поэтому Александр II в 1860-х добавил ей "в помощь" локальные системы водяного отопления, но главный недостаток заключался в раскалённых "жаровых" воздуховодах, которые перегревали оказавшиеся рядом стены, уничтожая драгоценные росписи, а пыль на них пригорала, издавая неприятный запах, или, хуже, взлетала и покрывала понемногу сажей стены, картины - словом, весь интерьер.

Сам Аммосов же ни в коем случае не соглашался с недостатками своего изобретения и приписывал их «лени и неряшеству истопников».

1.2 Водяное отопление

В 1777 года французский инженер М. Боннеман изобрёл и применил для обогрева инкубаторов первую водную систему отопления с естественной циркуляцией, основные принципы и инженерные решения которой нашли применение в отоплении жилищ тогда и применяются до сих пор.

В 1834 первой в России системой водяного отопления с естественной циркуляцией стала система горного инженера, профессора Соболевского Петра Григорьевича. В 1875 г. появилась первая не только в России, но и в Западной Европе квартира с отдельной системой водяного отопления с использованием плоских отопительных приборов, сделанных в виде пилястр. Подогрев воды происходил в небольшом нагревателе, установленном в кухонном очаге.

1.3 Паровое отопление

Грядущий XIX век дал широкое распространение водяным и паровым системам отопления. Собственно, толчок паровым системам отопления дало повсеместные применение паровых машин. Промышленные помещения были велики, и отапливать их было сложно, так что отработанный пар пришёлся кстати.

В 1802 году в Российской империи впервые появились статьи о возможности отопления паром, а в 1816 г. в Петербурге уже существовала теплица, отапливаемая таким способом.

XX век дал начало системам отопления с принудительной циркуляцией, осуществляемой с помощью насосов. Это осуществилось с промышленным выпуском электродвигателей.

2. Система отопления

Расширительный бак системы отопления

· Тепловой пункт

· Магистрали

· Отдельные стояки и ветви

· Отопительные приборы

2.2 Классификация

Системы отопления можно разделить:

· По радиусу действия - местные и центральные;

· По типу источника нагрева - газовые, мазутные, электрические, пеллетные, дровяные, угольные, дизельные, торфяные, солнечные, геотермальные.

· По виду циркуляции теплоносителя - с естественной и искусственной (механической, с использованием насосов);

· По типу теплоносителя - воздушные, водяные, паровые, комбинированные;

· По способу разводки - с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной;

· По способу присоединения приборов - однотрубные, двухтрубные, трёхтрубные, четырёхтрубные, комбинированные;

o Однотрубная. Устроена следующим образом: отопительные приборы одного стояка подключены последовательно, т.е. теплоноситель, постепенно охлаждаясь, проходит стояк из прибора в прибор. При этом, логично, в последний из них он попадёт значительно менее горячим, чем в первый. Эта разница компенсируется разной поверхностью теплоотдачи приборов (например, различное количество секций для чугунных радиаторов) - меньшей в начале большей в конце. Также может быть предусмотрен обвязка отопительного прибора с использованием байпаса, или короткозамыкающего участка.

o Двухтрубная. В этом случае отопительные приборы подключены к стояку параллельно, что позволяет сохранять одинаковую температуру теплоносителя на каждом. Такие системы более металлоёмки и требуют балансировки каждого прибора отдельно.

· По типу применяемых приборов - конвективные, лучистые, конвективно-лучистые;

· По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах - тупиковые и попутные;

· По гидравлическим режимам - с постоянным и изменяемым режимом;

· По режиму работы - постоянно работающие на протяжении отопительного периода и периодические (в том числе и аккумуляционные) системы отопления.

Все эти признаки системы в реальности, как правило, смешиваются - например, водяная система с нижней разводкой, тупиковая, с изменяемой гидравликой, с нагревательными приборами - конвекторами, электрическая - прямого действия и воздушная или водяная системы отопления.

2.3 Схемы подключения

Независимая схема подключения.

· Независимая (открытая) схема подключения - схема присоединения системы теплопотребления к тепловой сети, при которой теплоноситель (перегретая вода), поступающий из тепловой сети, проходит через теплообменник, установленный на тепловом пункте потребителя, где нагревает вторичный теплоноситель, используемый в дальнейшем в системе теплопотребления.

Зависимая схема подключения. Зависимая (закрытая) схема подключения - схема присоединения системы теплопотребления к тепловой сети, при которой теплоноситель (вода) из тепловой сети поступает непосредственно в систему теплопотребления.

· В закрытых системах теплоснабжения, сетевая вода, циркулирующая в трубопроводах тепловой сети, используется только как теплоноситель (потребителем из тепловой сети не отбирается). В закрытых системах теплоснабжения, сетевой водой в теплообменных аппаратах осуществляется нагрев холодной водопроводной воды. Затем нагретая вода, по внутреннему водопроводу, подается к водоразборным приборам жилых, общественных и промышленных зданий.

· В открытых системах теплоснабжения, сетевая вода, циркулирующая в трубопроводах тепловой сети, используется не только как теплоноситель, а частично (или полностью) отбирается потребителем из тепловой сети.

Размещено на Allbest.ru