Сервис при выработке и распределении теплоэнергии в жилищно-коммунальном хозяйстве

Министерство образования и  науки Российской федерации

Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский государственный  университет

сервиса и экономики

 

 

 

 

Курсовая  работа

по  дисциплине:

«Сервис при выработке и распределении  теплоэнергии в жилищно-коммунальном хозяйстве»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила студентка

Группы: 2307.14

Окрачкова Л.А.

Проверил: Варехов А.Г.

 

 

   Содержание

 

Три  основных теплоносителя (вода, пар, воздух) приведены основные эксплуатационные параметры:

1. плотность;
2. температура, при которых они используются;
3. удельная массовая теплоемкость;
4. удельная теплота конденсации для пара;
5. количество теплоты в единице объема теплоносителя;
6. скорость движения в теплопроводах систем отопления;
7. соотношение площадей поперечного сечения трубопроводов.
8. полезные советы

Для воды приведены данные по температуре кипения в зависимости от давления над свободной поверхностью;

Для водяного пара приведены критические параметры (температура и давление) и их физический смысл;

Приведены данные по расходу металла на отопительные приборы, обогреваемые теплоносителем;

Скорости охлаждения горячего теплоносителя по пути движения в теплопроводах;

Указаны значения гидростатического давления, создаваемого теплоносителем в вертикальных трубопроводах систем отопления;

Отмечены особенности применения теплоносителей (воды или пара) в зависимости от высоты системы отопления (здания);

1. равномерность теплового режима здания;
2. инерционность системы отопления;
3. уровень шума при движении теплоносителя.

 

 

 

 

Три  основных теплоносителя (вода, пар, воздух) приведены основные эксплуатационные параметры:

Как известно, в качестве теплоносителя в системах отопления  можно применять как воду, так  и незамерзающие жидкости- антифризы. Каждый из этих теплоносителей имеет  свои преимущества и недостатки. О  них мы сегодня и расскажем.  
     Вода со своей способностью накапливать при нагревании и отдавать при остывании большое количество тепла является прекрасным теплоносителем. Она обладает хорошей текучестью и потому легко циркулирует по системе отопления. Кроме того, вода всегда под рукой, и если необходимо добавить ее в систему отопления, проблем не возникает. Немаловажно и то, что речь идет об экологически чистом веществе. Следовательно, возможная протечка не вызовет "экологической катастрофы" в масштабах отдельно взятого дома. Но! Все эти достоинства нивелируются одним существенным недостатком - возможностью замерзания воды в системе и, как следствие, выводом последней из строя (дом с выключенной, но заполненной системой отопления зимой не оставишь). Еще одним недостатком можно считать необходимость изменения химического состава воды перед использованием для отопления (например, из-за повышенной концентрации железа, кислорода, солей жесткости и т. д. - подробнее см. статью в N 1 нашего журнала за этот год). Кроме того, как ее ни готовь, все равно возникает коррозия всех металлических частей системы отопления.  
     Антифриз (от англ. freeze - "замерзать", с приставкой "анти", означающей противоположность) - это не жидкость определенного химического состава, а собирательное понятие, обозначающее любые низкозамерзающие жидкости, применяемые для охлаждения двигателей внутреннего сгорания и различных установок (в том числе систем отопления), работающих при температурах ниже 0°С.  
К несомненным преимуществам антифризов относится "незамерзание" при минусовых температурах. Не то чтобы они совсем не замерзали, просто с ними этого не происходит в привычном (бытовом) понимании. В отличие от воды, они образуют не кристаллическую, а, если можно так сказать, аморфную структуру. При этом антифриз не увеличивает объем, а следовательно, не разрушает (не "размораживает") систему отопления. При повышении же температуры он вновь переходит в жидкое состояние и может выполнять свои функции. Именно это свойство и делает антифризы почти незаменимыми - если зимой в доме не живут, необязательно сливать систему отопления. И, значит, появляется возможность, приехав на выходной, быстро протопить комнаты. Однако на этом преимущества и заканчиваются, и начинаются многочисленные недостатки. В рабочем диапазоне температур теплоемкость бытового антифриза на 10-15% ниже, чем у воды, следовательно, он хуже накапливает и отдает тепло. Для потребителя это означает необходимость приобретения более мощных (а значит, и более дорогих) радиаторов для системы отопления. Вязкость у антифриза также в 4-5 раз выше, чем у воды, значит, заставить его циркулировать в системе отопления будет сложнее (расчетный расход циркуляционного насоса следует принимать примерно на 10% больше, а расчетный напор - на 60% выше). И коэффициент теплового расширения у него больше, чем у воды, поэтому во избежание проблемы "завоздушивания" открытой системы придется, возможно, установить расширительный бак большего объема. Именно поэтому специалисты в один голос твердят: если в системе предполагается использовать антифриз, ее изначально надо "считать" именно на него - спонтанная замена воды иным теплоносителем чревата большими неприятностями.  
      Кроме того, антифриз нельзя перегревать, поскольку это приводит к необратимым изменениям в его химическом составе и, как следствие, к потере изначальных физических свойств. И агрессивен антифриз, как говорится, не в меру - не выносит контакта с оцинкованными поверхностями (химическая реакция, возникающая в результате такого соседства, не только меняет состав антифриза, но и вызывает образование чрезвычайно объемистого осадка, который способен блокировать работу системы) и запросто может "съесть" обычные резиновые прокладки, которые в "водяной" системе отопления прослужили бы довольно долго (недаром все порядочные производители радиаторов используют в своих изделиях прокладки из химически устойчивых материалов - паронита и т. п.). Есть и еще ряд специфических особенностей, зависящих от состава антифризов. Далеко не все они экологичны. В процессе циркулирования по системе при определенных условиях вспениваются, что вызывает некоторые ограничения возможностей балансировки системы отопления и регулировки комфортного режима с помощью термостатов. К недостаткам следует отнести и необходимость держать постоянный запас антифриза на случай, если понадобится добавить его в систему (например, при утечке).  
Полезные советы 
♦Перед заливкой теплоносителя в старую систему необходимо предварительно промыть ее жидкостью для очистки поверхностей, например Dixis-lux, "Супертэкс" или другим аналогичным раствором. Для более быстрого удаления пузырьков воздуха из бытового антифриза рекомендуется после заполнения системы выдержать ее без давления в течение 2-3 часов.  
♦Заменять воду на бытовые антифризы можно, только если это не запрещается производителем котла. Например, фирма PROTERM (Чехия) лишает владельца права на гарантийное обслуживание, если в системе залит любой антифриз, что и записано в гарантийном талоне.  
♦Какие же антифризы следует использовать в системе отопления? Автомобильный "Тосол" тут не подходит, поскольку в его составе есть добавки, не допустимые к применению в жилых помещениях. Солевые растворы (типа "Арктика" и "Асол"), хотя и замерзают при более низких, чем вода, температурах, тоже не годятся, так как обладают повышенной коррозионной активностью и со временем "высаливаются" на поверхности труб и теплообменников (например, в системах отопления с котлами АОГВ и АКГВ, выпускаемых Жуковским машиностроительным заводом, применение "Арктики" запрещено категорически). Использовать же следует так называемые бытовые антифризы - теплоносители, специально предназначенные для систем отопления. Что это за вещества и чем они характеризуются?  
В настоящее время как в России, так и за рубежом наибольшее распространение получили антифризы на основе водных растворов этиленгликоля. В большинстве случаев такой раствор содержит 65% этиленгликоля и 31% воды (остальные 4% - добавки-ингибиторы). Этот продукт, считающийся оптимальным по теплотехническим характеристикам, никогда не расслаивается, не замерзает до температуры -65...-70°С, а этиленгликоль из него практически не испаряется. Но ведь для выполнения своей основной функции (переноса тепла) антифриз должен не только иметь удовлетворительную теплопроводность, но и не кипеть в диапазоне рабочих температур, не пениться, быть химически стабильным (не образовывать отложений на поверхности системы) и не разрушать конструкционные материалы. Эти задачи ему помогают решить различные присадки: ингибиторы коррозии металлов, антивспениватели и т. д., составляющие около 4% веса раствора.  
Современный российский рынок предлагает в основном антифризы отечественного производства. Даже такие широко известные продукты, как Antifrogen N и Inibahel немецкого производства, у нас практически не прижились из-за высокой стоимости. А за ними постепенно исчезли из продажи и остальные импортные составы, предоставив отечественным производителям почти безраздельную власть на рынке. Продаваться антифриз может как в виде концентрата (95% этиленгликоля), так и уже готовым к применению - разбавленным водой, что соответствующим образом отражается в маркировке продукта - цифрой указывается температура начала кристаллизации (как правило, 30 или 65) или ставится слово "концентрат". Многие потребители для облегчения транспортировки предпочитают приобретать концентрат или антифриз "поконцентрированней" (с температурой замерзания -65°С, применяемый без разбавления разве что на Крайнем Севере) и доливать водой на месте. Например, при разбавлении водой антифриза с маркировкой "65" в пропорции 2:1 (2 части антифриза и 1 часть воды) получается теплоноситель с температурой начала кристаллизации -30°С, при разбавлении 1:1 - теплоноситель с температурой начала кристаллизации -20°С. Те, кто предпочитают не заниматься разбавлением на месте, покупают готовый продукт, а если температура его замерзания не устраивает, заказывают у производителя антифриз с требующимися характеристиками - такая возможность тоже есть.  
Вроде бы все просто и хорошо. Но... Этиленгликоль, входящий в состав антифриза, при попадании в организм человека становится "ядом" (относится к третьей группе опасности) - смертельной дозой для взрослого может сделаться одноразовый "прием" всего 100 мл этого вещества. Вот почему антифризы на такой основе рекомендованы для применения исключительно (!) в закрытых системах отопления (с закрытым расширительным баком). И не стоит поддаваться на уверения некоторых горе-инсталляторов систем отопления, убеждающих заказчиков, будто открытый бак на проветриваемом чердаке никакой опасности в себе не таит.  
А как же быть, если система открытая (используется открытый расширительный бак)? Именно таких в дачных домах по всей России сотни тысяч, если не миллионы. Для них выход заключается в применении антифризов не на основе этиленгликоля, а на основе пропиленгликоля, которые при практически тех же свойствах абсолютно нетоксичны (с 1996 г. В США, Германии, Франции и некоторых других странах начался переход на пропиленгликолевые антифризы). Вот их-то и можно смело применять в открытых системах. Правда, обходятся они в 2-2,5 раза дороже, чем этиленгликолевые. (Для справки: если литр антифриза на основе этиленгликоля на температуру замерзания -65°С стоит от 16 до 25 руб., то цена аналогичного по свойствам, но на основе пропиленгликоля - 54-57 руб.)* Более того, за последние полгода рост цен на сырье на мировом рынке вызвал подъем цен на антифризы на полипропиленовой основе в среднем на 40%. В результате, в связи с резким падением объемов продаж, известные мировые марки подобных антифризов просто перестали появляться на российском рынке, который и раньше-то не поражал размахом. Отечественные же производители образовавшуюся нишу пока в достаточной степени не заполнили, потому в продаже "безопасный" пропиленгликолевый антифриз встречается редко**. Но, думается, спрос на него скоро повысится - российские потребители пересмотрят свои взгляды на проблему экологической безопасности.  
В нашем обзоре приводится сравнительная таблица, в которую, кроме показателей плотности и теплоемкости (при температурах 20 и 80°С), а также температур кипения и начала кристаллизации, мы специально включили 3 важных для охлаждающих жидкостей, но не широко публикуемых показателя, на которые следует обратить пристальное внимание.  
• Коррозионное воздействие на материалы, используемые в системе отопления (медь, латунь, сталь, чугун, алюминий, припой и т. д.), выраженное в г/м2 в сутки. Согласно существующему ГОСТу, значения этого показателя не должны превышать следующих: медь, латунь, сталь, чугун, алюминий - не более 0,1; припой - не более 0,2. У хорошего антифриза эти значения существенно (в 10, а то и в 20 раз) ниже. И чем они меньше, тем дольше проживет система отопления.  
• Вспениваемость вычисляется по специальной методике (через определенный объем антифриза при фиксированной температуре пропускается воздух с заданной скоростью в течение 5 минут) и выражается в высоте образующейся шапки пены в сантиметрах. По ГОСТу высота этой "шапки" для готовых к употреблению жидкостей не должна превышать 30 см. Установленное время исчезновения пены при этом - не более 3 с. Высокая шапка пены и большое время ее оседания говорят о том, что перед вами антифриз не очень высокого качества и его производители сэкономили на добавке антивспенивателя.  
• Воздействие на резиновые детали и прокладки. Если ГОСТом допускается набухание резины не более чем на 5%, то при использовании хорошего антифриза оно не превышает 0,5%.  
Где можно ознакомиться с упомянутыми показателями, если встретишь в продаже антифриз, не вошедший в наш обзор? К сожалению, найти их довольно сложно - ни в ТУ, ни в сертификатах на продукцию их нет. Но они указываются в технической документации, которой каждый уважающий себя (и покупателя!) производитель сопровождает свою продукцию, снабжая продавцов. Поэтому не стесняйтесь поинтересоваться наличием такой документации в магазине при выборе антифриза, а если ее нет и никогда не было - лучше откажитесь от покупки.  
Комментарии специалиста Поясняет заведующий отделом отопительных приборов и систем отопления ВГУП "НИИсантехники", член президиума НП АВОК, кандидат технических наук Виталий Иванович Сасин:  
- Информация, изложенная в обзоре, безусловно, заслуживает самого пристального внимания. И не только со стороны потребителей, но и со стороны специалистов. Мне, в свою очередь, хотелось бы сделать к ней ряд добавлений, которые, на мой взгляд, будут полезны как для читателей вашего журнала, так и для всех, кого интересуют особенности применения антифризов в системах отопления.  
1. При использовании отечественных чугунных радиаторов использовать антифриз надо крайне осторожно - к сожалению, в радиаторах зачастую установлена не та резина, которая предусмотрена технической документацией. Некоторые горе-производители применяют для изготовления прокладок шланги, резину которых антифриз съедает крайне быстро.  
2. Многие производители утверждают, что из антифриза испаряется не этиленгликоль, а только вода и потому эти антифризы практически не опасны. Утверждение это ничем не подтверждено и спорно, поскольку температура кипения у этиленгликоля всего вдвое выше, чем у воды. Но, как бы то ни было, если уж в систему залит этиленгликолевый антифриз, следует свести к минимуму его испарение из открытого расширительного бака, установив в нем деревянный поплавок, закрывающий всю поверхность. Именно так, несмотря на утверждение о безвредности, советуют поступать иностранные производители антифризов.  
3. В системах отопления с антифризом можно применять далеко не все мембранные расширительные баки - не всякая использованная в них резина выдержит "общение" с таким теплоносителем. Поэтому, выбирая расширительный бак, необходимо убедиться, что он рассчитан на работу с антифризом.  
4. В наших исследованиях мы столкнулись с тем, что при разведении концентрата некоторых антифризов применяемая для этого "местная" вода может давать реакцию, сопровождающуюся выпадением осадка. В этом осадке в основном оказываются присадки, столь необходимые антифризу. Чтобы застраховаться от такого явления, имеет смысл либо приобретать готовый к применению антифриз, не требующий разбавления, либо использовать для разбавления дистиллированную воду.  
5. Некоторые термостаты, широко используемые в системах отопления, имеют две шкалы настройки: "рабочую" (именно ее видит и ею пользуется потребитель) и "монтажную" (скрытую внутри термостата и доступную только монтажникам). "Монтажная" шкала регулирует открытие диафрагмы для прохода теплоносителя, и если она установлена на позиции с минимальным открытием (позиции 1 или 2 из 7-8 имеющихся), то получается довольно узкое отверстие, за которым следует резкое расширение. Проход теплоносителя через такую диафрагму ведет к воздухоотделению и, как следствие, к образованию воздушной пробки или вспениванию. Для воды это явление просто неприятно, а вот для антифриза - совершенно недопустимо. Поэтому, если в системе отопления будет использоваться антифриз, "монтажная" настройка должна предусматривать установку на позицию, как минимум, 3 (а по возможности и выше). И за такой настройкой необходимо проследить еще на стадии монтажа термостатов.  
6. Как ни хороши автоматические воздухоотводчики, в системах отопления с антифризом лучше использовать ручные приспособления. Это связано с возможностью вспенивания антифриза. В официальных рекомендациях такое положение пока не закреплено, но практика эксплуатации уже полностью его подтвердила.  
7. При монтаже систем отопления со стальными трубами для уплотнения резьбовых соединений категорически нельзя применять льняную паклю в паре с краской. В отличие от воды, антифриз не вызывает разбухания льна. Краску же он просто "съедает". Для монтажа лучше использовать специальные герметики, например фирмы LOCTITE (концерн HENKEL): Loctite-55 - готовое к применению неотвержденное уплотнительное волокно из комплексных нитей, наматываемое на витки трубопроводной резьбы прямо из компактного контейнера, который снабжен встроенным ножом (стоимость контейнера - $ 9,5; хватает на 150 резьбовых соединений 1/2"), Loctite-542 - однокомпонентные резьбовые герметики, при полимеризации которых образуется жесткая нерастворимая пластическая масса, заполняющая резьбовой зазор (стоимость упаковки (10 мл) - $ 9,5; хватает на 150-200 резьбовых соединений). Подобные герметики имеются в ассортименте и других фирм. Конечно, эти продукты не очень дешевы, но их использование полностью оправдывается надежностью монтажа.  
8. Прежде чем заливать антифриз в систему, ее обязательно следует промыть специальными составами. Выпускаемые для такой обработки "наборы" включают в себя 2 компонента - промывочный (кислотный состав) и вещество, нейтрализующее действие кислоты промывочного. Операцию надо проводить перед первой заливкой антифриза в систему, особенно после использования в качестве теплоносителя воды. Иначе есть риск, что антифриз "отъест" ржавчину и накипь и отпавшие отложения просто забьют трубы системы отопления.  
9. Вследствие испарения антифриза в открытых системах нередко возникает необходимость в его доливе. Если в запасе имеется ранее заливавшийся в систему антифриз, то проблем не возникнет. Если запаса нет, стоит приобрести и применить именно тот антифриз, который использовался ранее. "Новый" теплоноситель можно добавлять только в случае, если вы полностью уверены, что он абсолютно совместим со "старым", - при их несовместимости не исключено выпадение в осадок некоторых (а то и всех) имеющихся в антифризах добавок. Последствия же вывода добавок из состава могут оказаться непредсказуемыми. Поэтому, если нет уверенности в полной совместимости компонентов, лучше просто долить в систему дистиллированную воду или полностью слить "старый" антифриз, промыть систему и только после этого использовать "новый".  
И последнее. Ряд приведенных рекомендаций основан только на практическом опыте и требует более глубокого изучения и закрепления в рекомендациях. Кто должен проводить эти исследования и на какие средства - вопрос сложный. Скорее всего, здесь надо объединить государственное финансирование с финансированием со стороны заинтересованных в проведении таких исследований производителей антифризов.

Теплоносителем для отопления  может быть любая жидкая или газообразная среда, обладающая способностью аккумулировать тепло и изменять свои основные теплотехнические показатели, а также достаточно подвижная  и дешевая. Вместе с тем теплоноситель  должен способствовать выполнению требований, предъявляемых к отопительной установке.Для отопления зданий и сооружений в настоящее время используют воду, водяной пар, атмосферный воздух, горячие Газы. Органические теплоносители, температура кипения которых при атмосферном давлении превышает 250° С (полифенилы и др.), чаще применяются в специальных высокотемпературных установках.

Дадим сравнительную характеристику этим теплоносителям, которая отражает требования, предъявляемые к отопительной установке, а также свойства самих  теплоносителей.

Газы, образующиеся при сгорании твердого, жидкого или газообразного  топлива, имеют сравнительно (высокую  температуру и применимы для отопления в тех случаях, когда в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями удается ограничить температуру теплоотдающей поверхности приборов. Из-за высокой температуры продуктов сгорания топлива возрастают бесполезные потери тепла при транспортировании.

Выпуск продуктов сгорания топлива в отапливаемые помещения  ухудшает состояние их воздушной  среды и в большинстве случаев  недопустим, а удаление их наружу по каналам усложняет систему отопления.

Область использования продуктов  сгорания как теплоносителя ограничена системами местного отопления с  такими отопительными установками, как отопительные печи, газовые калориферы и т. п.

Наибольшее распространение  в качестве теплоносителей в системах отопления имеют вода, пар и  воздух.

Сопоставим эти теплоносители  как по физическим свойствам, так  и по технико-экономическим, санитарно-гигиеническим  и эксплуатационным показателям, важным для выбора системы отопления.

Прежде всего перечислим физические свойства каждого из теплоносителей, отражающиеся на конструкции и действии системы отопления. Свойства воды: большие  теплоемкость и плотность, несжимаемость, расширение прл нагревании с уменьшением  плотности, повышение температуры  кипения при увеличении давления, уменьшение абсорбции воздуха при  нагревании и снижении давления. Свойства пара: высокая подвижность, малая  плотность, повышение температуры  и плотности при увеличении давления, большое теплосодержание за счет тепла фазового превращения. Свойства воздуха: малая теплоемкость и плотность, легкая подвижность, уменьшение плотности  при нагревании.

Существенным технико-экономическим  показателем является масса металла, расходуемого при том или ином теплоносителе на изготовление теплообменника, отопительных приборов и теплопроводов, влияющая на стоимость устройства и эксплуатации системы отопления.

При теплоносителе воздухе  площадь нагревательной поверхности  калорифера уменьшается по сравнению  с площадью отопительных приборов при  двух других теплоносителях. При теплоносителе  паре площадь (и масса) отопительных приборов меньше, чем при теплоносителе воде, что объясняется более высокой температурой паровых приборов.

Если при паре температура  теплоносителя в приборе равна  температуре насыщенного пара (например, 150 °С), то при воде эта температура  может быть равна полусумме температуры  воды, входящей и выходящей из прибора [например, (150+70)0,5 = 110 °С]. В этом примере  соотношение площадей нагревательной поверхности паровых и водяных  приборов приблизительно равняется (110 — 20): (150 — 20) = 9 :13 (20 °С — температура  воздуха в помещении).

Расход металла на теплопроводы возрастает с увеличением площади  их поперечного сечения. Определим  соотношение площадей поперечного  сечения теплопроводов, по которым  транспортируются вода, пар и воздух в объемах, необходимых для передачи помещению одинакового количества тепла. Примем, что для отопления  используется вода, температура которой  снижается от 150 до 70 °С, пар, имеющий  избыточное давление 0,37 МПа или 3,8 кгс/см2 (см. табл. 1.2), и воздух, охлаждающийся  от предельно допустимой нормами  температуры 70 °С до температуры помещения 15 °С.

Аналогичные расчеты при  использовании для отопления  низкотемпературной воды (95 °С) и пара низкого избыточного давления 0,02 МПа (0,2 кгс/см2) выявляют подобную закономерность — для воздуха необходима площадь  поперечного сечения теплопровода приблизительно в 100 раз большая, чем  для воды или пара. Это связано  со способностью воды аккумулировать значительное количество тепла в  единице объема, свойством пара перемещаться с высокой скоростью и малой  теплоакку-муляционной способностью воздуха.

Таким образом, по площади  поперечного сечения теплопроводов  воздух является наименее выгодным теплоносителем. При значительной длине воздуховодов, когда из-за малой теплоемкости и  увеличенной теп-лоотдающей поверхности  воздух заметно охлаждается в  пути, применять его в качестве теплоносителя нецелесообразно. Поэтому  для теплоснабжения используется не воздух, а вода или пар. Напомним, что в СССР наибольшее распространение  получила водяная теплофикация на базе строительства теплоэлектроцентралей (ТЭЦ).

Сравним также теплоносители  воду, пар и воздух по санитарно-гигиеническим  показателям и в первую очередь  по температурным условиям, создающимся  в помещении при использовании  того или иного теплоносителя. Воздух как малотеплоемкий теплоноситель  полностью отвечает требованию постоянно  поддерживать в помещении определенную температуру независимо от колебания  температуры наружного воздуха. Температура воды, как и теплоносителя  воздуха, также может изменяться в широких пределах, однако из-за тепловой инерции отопительных приборов с водой возможно некоторое изменение температуры помещения даже при автоматическом регулировании теплопередачи приборов.

Планомерное изменение температуры  теплоносителей воздуха и воды в  зависимости от температуры наружного  воздуха (с которой связаны теилопотери  помещений), называемое качественным регулированием, практически невозможно при теплоносителе  паре. Температура насыщенного пара определяется, как известно, его  давлением. При значительном изменении  давления пара в системе отопления  не происходит заметного изменения  его температуры, а следовательно, теплопередачи отопительных приборов. Например, при снижении избыточного  давления с 0,05 до 0,005 МПа, т. е. в 10 раз, температура  пара понижается с 110,8 до 100,4 °С, т. е. только на 10%. Для уменьшения теплопередачи  приборов приходится периодически их выключать, что вызывает колебание  температуры помещений, противоречащее гигиеническому требованию.

Другое санитарно-гигиеническое  требование ограничивать температуру  поверхности отопительных приборов обусловлено явлением разложения и  сухой возгонки органической пыли, сопровождающимся выделением вредных  веществ, в частности окиси  углерода.  Разложение пыли начинается при температуре 65—70° и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 °С.

При использовании воды температура  поверхности отопительных приборов постоянно ниже, чем при применении пара с одинаковой начальной температурой. Это, как уже известно, связано  с понижением температуры воды в  приборах при теплопередаче, а также  в системе в целом — при  повышении температуры наружного  воздуха. Следовательно, применение воды позволяет поддерживать среднюю  температуру поверхности приборов почти весь отопительный сезон на уровне не выше 80 °С. При теплоносителе  паре температура поверхности большинства  отопительных приборов превышает гигиенический  предел.

В центральных системах воздушного отопления возможна очистка нагреваемого воздуха от пыли, и такие системы  будут гигиеничными. В местных  системах разложение пыли на поверхности  теплообменника зависит от вида первичного теплоносителя: оно неизбежно при  паре и связано с температурой воды.

Эксплуатационные показатели трех сопоставляемых теплоносителей частично уже рассмотрены при их технико-экономической  и санитарно-гигиенической оценке. Можно еще отметить различие в  их плотности. Плотность воды существенно  отличается от плотности пара (в 400—1500 раз) и воздуха (в 900 раз), что вызывает значительное гидростатическое давление в отопительных приборах систем водяного отопления многоэтажных зданий и ограничивает высоту систем.

Воздух и вода могут  перемещаться в теплопроводах бесшумно (до определенной скорости движения). Частичная  конденсация пара из-за попутной потери тепла паропроводами (появление, как  говорят, попутного конденсата) вызывает шум (пощелкивание, стук и удары) при  движении пара.

Подытожим сравнительные  достоинства и недостатки теплоносителей — воды, водяного пара и атмосферного воздуха.

При использовании воды, как теплоемкого теплоносителя, изменяющего в широких пределах температуру, сокращается площадь  поперечного сечения труб, ограничивается температура поверхности отопительных приборов, обеспечивается равномерность  температуры помещений, уменьшаются  бесполезные потери тепла, обеспечиваются бесшумность действия и сравнительная  долговечность систем отопления. К  недостаткам применения воды относятся  значительные гидростатическое давление и расход металла в системах; тепловая инерция воды в отопительных приборах, что снижает качество регулирования  их теплопередачи.

При использовании пара сокращаются  площади поверхности отопительных приборов и поперечного сечения  конденсатопроводов. Пар — легкоподвижный теплоноситель, быстро прогревающий помещения, обладающий малой тепловой инерцией и незначительным гидростатическим давлением. Однако пар не способствует требуемому регулированию температуры  теплоносителя, повышает температуру  поверхности приборов до 100 °С и более, вызывает ускоренную коррозию труб. При  применении пара увеличиваются эксплуатационные затраты на отопление, создаются  затруднения при его использовании, перегреваются помещения, возникает  шум при действии, увеличиваются  бесполезные потери тепла и расход топлива.

Воздух — малотеплоемкий, легкоподвижный, хорошо регулируемый (по температуре и количеству) теплоноситель, обеспечивающий быстрое изменение   или   равномерность   температуры   помещений,   безопасный в пожарном отношении. При использовании воздуха возможно устранение отопительных приборов из помещений и осуществление вентиляции помещений. К недостаткам применения воздуха в качестве теплоносителя относятся существенное увеличение площади поперечного сечения и массы воздуховодов, возрастание бесполезных потерь тепла, расхода теплоизоляционного материала и топлива, заметное понижение его температуры по длине воздуховодов.

 

 

 

 

 

 

Литература

1. Сотникова  О.А., Мелькумов В.Н. Теплоснабжение. М.: Изд. АСВ, 2007;

2. Сканави  А.Н., Махов Л.М. Отопление. М.: Изд.  АСВ, 2006;

3. СНиП 11-3-79. Строительная теплотехника.- М.: Стройиздат, 1979;

4. Отопление  и вентиляция гражданского здания: методические указания по выполнению  курсовой работы / Т.А. Потапова. – Братск: БрГТУ, 2000

5. Минин В.Е., Аверьянов В.К., Белинский Е.А.  и др. Эффективные системы отопления  зданий. –Л.: Стройиздат, 1988;