АНАЛИЗ РАБОТЫ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ МНОГОЭТАЖНОГО ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

ANALYSIS OF THE OPERATION OF HORIZONTAL HEATING SYSTEMS OF A MULTI-STOREY RESIDENTIAL BUILDING

Nikita Prokhorov

student, department of industrial heat power engineering, Smolensk branch of the Moscow Energy institute,

Russia, Smolensk

Vadim Galkovsky

scientific adviser, candidate of technical sciences, associate professor, department of industrial heat power engineering, Smolensk branch of the Moscow Energy institute,

Russia, Smolensk

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрена работа систем отопления и произведен анализ. Для анализа были выбраны две системы водяного отопления для отапливаемого жилого здания. Произведены расчеты для определения тепловой нагрузки каждого помещения здания и выбора оптимальной системы.

ABSTRACT

The work of heating systems is considered in the article and an analysis is made. Two water heating systems for a heated residential building were selected for analysis. Calculations were made to determine the thermal load of each room of the building and to select the optimal system.

Ключевые слова: отопление, горизонтальная система, двухтрубная система, однотрубная система, гидравлический расчет.

Keywords: heating, horizontal system, two-pipe system, single-pipe system, hydraulic calculation.

Отоплением называется искусственное, с помощью специальной установки, обогревание помещений здания для компенсации теплопотерь и поддержания в них температурных параметров на необходимом уровне, определяемом условиями теплового комфорта для находящихся в помещении людей или требованиями технологических процессов, происходящих в производственных помещениях.

Основной задачей систем отопления является поддержание необходимой температуры воздуха в здании. По статистике на теплоснабжение гражданских и производственных зданий расходуется более одной трети всего добываемого в нашей стране органического топлива.

В наше время, все чаще и чаще, при постройке жилых и нежилых зданий у строительных компаний поднимается вопрос о выборе оптимальной системы отопления для планируемого объекта с целью снижения общих затрат. Ведь именно от этого зависят объем капиталовложения в здание и потери давления в выбранной системе отопления.

Целью выполненного исследования было изучение горизонтальных систем отопления для многоэтажных жилых зданий, а также сравнительный анализ работы выбранных систем для выявления наиболее подходящей со стороны материальных затрат и эксплуатационных характеристик для рассматриваемого здания. В качестве объекта для исследования было выбрано 5-ти этажно жилое здание, были выполнены расчеты по выбранным системам отопления для жилого объекта, а также произведено сравнение результатов для выбора наиболее оптимальной системы для работы.

Системы отопления имеют достаточно обширную классификацию, в нашем ислледовании мы остановим свое внимание на горизонтальной однотрубной и горизонтальной двухтрубной системах.

В горизонтальной системе схема распределения тепловых контуров скорее подходит для частных домов с индивидуальным отоплением, но на практике такую разводку успешно применяют для поквартирного обслуживания в многоквартирных домах. Каждая квартира получает свою ветку распределяющего теплового контура с собственным учетом, однако никаких способов регуляции без специальной перемычки не предполагается[1]. Схема горизонтальной однотрубной системы отопления представлена на рисунке 1.

Горизонтальная разводка двухтрубного типа все чаще используется в многоэтажных домах. Система представлена на рисунке 2. При помощи такой разводки появляется возможность устанавливать приборы учета расхода тепла, что позволяет экономить на оплате за отопление. Пользователь получает возможность платить за то количество тепла, которое он получил [2]. 

Рисунок 1. Горизонтальная однотрубная система отопления

Рисунок 2. Горизонтальная двухтрубная система отопления

В качестве объекта для исследования было выбрано 5- ти этажное жилое здание, расположенное в Смоленске, планировка каждого этажа идентична и  представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Планировка этажа рассматриваемого здания

В рас четной части исследования были определены теплопотребления выбранного здания по подробной методике, исходя из каждого этажа, которые рассчитываются по формуле [1]:

Тепловой баланс помещений здания, Вт:

Потери тепла через ограждающие конструкции, Вт:

Расход тепла на нагревание воздуха, поступающего в помещение при инфильтрации и вентиляции, Вт:

Бытовые тепловыделения, Вт:

После полученных результатов по теплопотреблению, были произведены гидравлические расчеты по удельной линейной потери давления, которые рассчитываются по формулам [3]:

Основное циркуляционное кольцо:

Расчетное циркуляционное давление в системе водяного отопления Па:

Расход воды на участке, кг/ч:

Среднее ориентировочное значение удельной линейной потери давления, Па/м:

Располагаемое циркуляционное давление второстепенных циркуляционных, Па:

• для двухтрубной системы

• для однотрубной системы:

По полученным параметрам было выбрано оборудование для рассматриваемого жилого здания, а также составлена таблица 1 для сравнения полученных результатов расчетов двух выбранных систем, с целью определения наиболее оптимальной для работы. Сравнение производится по таким параметрам, как потери давления в системе и капитальные затраты на проведение системы отопления в помещения.

На основании гидравлического расчета с большой разницей, с горизонтальной однотрубной системой отопления, горизонтальная двухтрубная имеет наименьшие потери давления в системе. Это обусловлено малым значением линейных потерь давления, то есть наименьшим количеством протяжённых отдельных участков в системе. В связи с увеличением протяженности трубопровода горизонтальной двухтрубной системы отопления растет число участков на которых происходит потеря давления по длине трубопровода. Это объясняет разницу потерь давления между горизонтальной однотрубной и двухтрубной системы отопления.

Таблица 1

Анализ результатов расчетов расмотренных систем водяного отопления

По рассмотренным параметрам, а именно по капиталовложениям и по потерям давления для горизонтальных систем отопления, как показали расчеты, можно однозначно выбрать подходящую систему для здания. Таким образом, при выборе системы следует остановиться на горизонтальной двухтрубной системе отопления. При использовании данной системы будет обеспечена равномерная температура теплоносителя по всем отопительным прибором до самого удаленного от источника тепловой энергии и наличие подающей трубы можно рассматривать как дополнительный источник тепла для помещений с большой площадью. Параллельное соединение приборов дает возможность по необходимости отключать один из них без оказания влияния на остальные приборы.

Список ли тературы:

1. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: Учеб. для вузов. М.: Стройиздат,1991. – 735 с.: ил..
2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. – 9-е изд., стереотип. – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – 472 с.
3. Чугаев Р.Р. Гидравлика: Учебник для вузов. – 4-е изд., доп. и перераб. – Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние. 1982. – 672 с., ил.