<<< На главную <<<

Общие положения

Системы отопления являются основным инструментом, позволяющим создавать и поддерживать тепловые комфортные условия в зданиях и сооружениях. В настоящее время к этим функциям добавилась функция управления параметрами микроклимата, что в совокупности с требованиями энергосбережения выводит на первую роль именно системы отопления.

Однако обратной стороной расширения функций систем отопления явилось и их усложнение – как разница между арифмометром и современными ЭВМ, такое же различие между «классическими» системами водяного отопления и современными системами обеспечения микроклимата. По большому счету, это два совершенно различных объекта с одним и тем же предназначением.

Современные системы отопления имеют принципиально иной подход к регулированию – 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.

Системы можно разделить:
1. По радиусу действия – местные и центральные;
2. По виду циркуляции теплоносителя – естественные и искусственные (насосные);
3. По типу теплоносителя – воздушные, водяные, паровые, электрические, комбинированные; 4. По способу разводки – с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной разводкой;
5. По способу присоединения приборов – однотрубные, двухтрубные, комбинированные;
6. По типу применяемых приборов – конвекционные, лучистые, конвекционно-лучистые;
7. По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах – тупиковые и попутные;
8. По гидравлическим режимам – с постоянным и изменяемым режимом.
9. По величине перепада температур в подавляющей и обратной магистрали – бифилярные системы
10. По времени 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.

Основные единицы измеряемых величин
Для измерения тепловых величин используется градус Кельвина, оК – единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.
Также используется стоградусная международная температурная шкала Цельсия, оС.

Количество тепловой энергии измеряется в Джоулях, Дж.

Физики измеряют и выражают энергию, независимо от ее вида, в единицах, называемых джоулями. Один джоуль (1Дж) эквивалентен одному ватту (1Вт) мощности, израсходованной, излученной или рассеянной за время, равное одной секунде (1с). Джоуль эквивалентен ватт-секунде, а ватт эквивалентен джоулю в секунду.

В технике часто используется калория, кал. Соотношение между величинами следующее:
1 кал = 4,1868 Дж.
Одна калория (1 кал) – это количество энергии, затрачиваемой на нагревание одного грамма (1г) чистой воды (находящейся в жидком состоянии) на один градус Цельсия (1оС). Или наоборот - это количество энергии, теряемое 1г чистой воды, если его температура падает на 1оС. Килокалория (ккал), называемая также диетической калорией, - это количество энергии, затрачиваемой для того, чтобы температура одного килограмма чистой воды увеличилась или уменьшилась на один градус Цельсия (1оС).

Это определение калории остается справедливым только до тех пор, пока вода во всем объеме остается жидкостью в течение всего процесса. Если хотя бы часть воды замерзает, тает, закипает или конденсируется, это определение некорректно. При нормальном атмосферном давлении на поверхности Земли это определение остается верным в диапазоне температур примерно от 0оС (точка замерзания воды) до 100 оС ( точка кипения воды).

В США для характеристики домашних систем отопления используется старинная единица измерения энергии (БТЕ/BTU). Эти единицы упоминаются в рекламах печей и кондиционеров. Одна Британская тепловая единица (1БТЕ) – это количество энергии, затрачиваемой на нагревание одного фунта (1 фунт) чистой жидкой воды на один градус Фаренгейта (1 оF ). Или наоборот – это количество энергии, которая теряет один фунт чистой воды, если его температура падает точно на 1 оF. Это определение, так же как и определение калории, будет справедливым только до тех пор, пока вода во всем объеме остается жидкостью.

Использование БТЕ для характеристики нагревательной способности печи или охлаждающей способности кондиционера неправильно.
Эти характеристики описываются скоростью передачи энергии, которая выражается в Британских тепловых единицах в час (БТЕ/ч), а не полным количеством передаваемой энергии, выражаемым в Британских тепловых единицах. В действительности нагревательная способность печи определяется мощностью, а не энергией.
1БТЕ = 1055Дж.
Другие, более полезные соотношения:
1 БТЕ/ч = 0,293 Вт
1000 БТЕ/ч = 293 Вт
И наоборот:
1 Вт = 3,41 БТЕ/ч,
1 кВт = 3410 БТЕ/ч.
Домашняя печь имеет нагревательную способность (мощность) 100 000 БТЕ/ч, что эквивалентно 29,3 кВт.

Единицей измерения мощности или потока энергии является Ватт, Вт. Переход от количества теплоты к мощности:
1 Вт = 1Дж/с.

Давление измеряется в Паскалях, однако в настоящее время широко используются мм.вод.ст., бар, мм.рт.ст.

Энергия - это мощность, накапливающаяся или расходуемая за определенное количество времени.

Мощность – это скорость, с которой расходуется энергия.

Теплота – это один из способов передач энергии, вызывающий изменение температуры.

Энергия, мощность и теплота могут выражаться по-разному и существовать в разных видах.

Расход может быть весовым (кг/с, кг/в) или объемным – измеряется в м3/с, м3/ч, л/с, л/мин, л/ч. Переход от весового расхода к объемному – выполняется делением на плотность среды. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименования приведены в таблице 1.1, а соотношения между единицами физических величин в различных системах измерения – в таблице 1.2.

Множитель
Приставка
Наименование Обозначение
РусскоеМеждународное
1012ТераТТ
109ГигаГG
106МегаММ
103Килокk
102Гектогh
101Декадаda
10-1Децидd
10-2Сантисс
10-3Миллимm
10-6Микромкм
10-9Нанонn
10-12Пикопp

Пересчет физических величин в размерные системы измерения

Мощность
Единица измерения1кВт1 МВт1 kкал/ч1 Гкал/ч
1кВт1 10-38600.86 x 10-3
1МВт1031860x 1030.86
1ккал/ч1.163 х 10-31.163 х 10-6110-6
1Гкал/ч1.163 х 1031.1631061