Нагревательный прибор.

Виды конструкций нагревательных приборов могут быть самыми разнообразными. Приборы отливают чугуна, выполняют из стали, стекла, бетона, керамики, фарфора в виде панели из бетона с заложенными в них трубчатыми нагревательными элементами. Приборы различают по форме, они могут собираться из отдельных секций и элементов. В них могут подаваться различные теплоносители с разными параметрами;

Основные виды нагревательных приборов – это радиаторы, ребристые трубы, конвекторы и отопительные панели. В радиаторах и ребристых трубах тепло отдается конвекцией и излучением, причем конвективная теплоотдача несколько превышает лучистую. В конвекторах основная доля тепла отдается конвекции. Отопительные панели обычно имеют плоскую поверхность и большую часть тепла отдает излучением.

Простейшим является нагревательный прибор из гладких стальных труб. Обычно он выполняется в виде змеевика или регистра.

Прибор имеет высокий коэффициент теплопередачи и несколько большую часть тепла отдает конвекции. Он выдерживает высокое давление теплоносителя (от 1, 5 до 2 МПа).

Однако приборы из гладких труб дороги и занимают много места. Они применяются в помещениях со значительными выделениями пыли, для обогрева световых аэрационных фонарей производственных зданий. Прибор из гладких труб может быть изготовлен в построечных мастерских.

Наибольшее распространение из нагревательных приборов получили радиатор. Радиаторы собираются из секции со сравнительно ровной поверхностью.

Их различные типы различаются друг от друга габаритами и формой. Обычно секции отливаются из чугуна, но могут быть и стальными (штампованными), керамическими, фарфоровыми. Каждая имеет полые колоны и верхнюю и нижнюю головки с резьбовыми отверстиями.

С помощью резьбовых ниппелей и резьбы в отверстия головок секций соединяют друг с другом. В результате образуется общая полость соединенных между собой полых колонн. Это полость заполняется и теплоносителями.

Для уплотнения стыков между секциями применяют прокладку из кордона, пропитанного олифой. Некоторые радиаторы изготовляются в форме блока.

Широкое применение в системе отопления получили чугунные ребристые трубы. Ребра на поверхности трубы увеличивают площадь теплоотдающие поверхности, но несколько снижают гигиенические качества прибора (скапливается пыль, которую трудно убирать) и предают ему грубый внешний вид. В жилом строительстве стали широко применять конвекторы плинтусного типа. Эти нагревательные приборы представляют собой стальные трубы диаметром 15 – 20 мм к оребрением из ленточной стали толщиной 0, 5 – 0, 7 мм. Оребрение образует замкнутые каналы шириной 20, и высокой 80 – 90 мм. Глубина прибора 60 -70 мм. Такие каналы легко отчищаются от пыли, а коробчатая форма оребрения делает его достаточно прочным. Теплоотдача 1 м длины конвектора плинтусного типа стандартных условиях 300 Вт.

Вентиляция и кондиционирования воздуха. Гигиенические основы вентиляции и расчета воздухообмена, системы вентиляции, аэрация, вентиляторы, аспирационные и пылегазоочистные системы, кондиционирование воздуха.

Неотъемлемой частью всякого здания, предназначенного для трудовой деятельности и отдыха человека, является устройства создающие благоприятный внутренний климат. Средства климатизации зданий и помещений могут быть как архитектурного, так и инженерного порядка. К последним относится такие области строительной техники, как отопление (охлаждение) и вентиляция с соответствующим тепло и холодоснабжением. Поскльку отопление и вентиляция служат для создания и поддержания определенных параметров и состава внутреннего воздуха зданий, т.е. их климата, то обе эти области иногда практически невозможно отделить друг от друга.

Системой вентиляции может быть названо совокупность устройств, обеспечивающих необходимое состояние воздушной среды в помещений или зданий и исключающих загрязнение наружного воздуха выбросами зданий. Высокопроизводительный труд и комфортный отдых людей возможен при организации в помещениях микроклимата, соответствующего гигиеническим нормативам. Микроклимат помещений в большей мере определяется метеорологическими условиями, которые характеризуются комплексом таких физических факторов внутренней среды, как температура, влажность и скорость движения воздуха, и инфракрасное излучение (радиационная теплоотдача). При поступлении в воздух помещений тепла, пыли, вредных газов, водяных паров и паров других жидкостей в количествах, создающих концентрации их выше определенных пределов, гигиенические показатели воздуха снижаются и избыточные примеси и тепло становится вредными выделениями, т.е. вредностями. Источником выделения вредностей в жилых и общественных помещениях являются в основном люди, а в производственных - и люди, и производственные процессы.

Количество выделяемого человеком тепла зависит от характера выполняемой им работы и метеорологических условий. Для нормального и самочувствия человека необходим постоянный отвод выделяемого им тепла. Так в состоянии покоя при температуре окружающего воздуха 18⁰С одетый человек теряет около 116 Вт явного и скрытого тепла.

Отдача организмом явного тепла в основном зависит от разности температур между поверхностью окружающих предметов (радиацией) окружающего воздуха (конвекции).

Гигиенические требования к вентиляции направлены на поддержание необходимых метеорологических условий и частоты воздуха, которая определяется безвредной концентрацией вредностей. Оптимальные и допустимые метеоусловия и состав воздушной среды в рабочей зоне жилых, общественных и производственных помещений установлены санитарными нормами (СН 245-71).

Количество вентиляционного воздуха, необходимого для поддержания в помещениях концентрации вредностей в заданных пределах называется воздухообменом. Расчету воздухообмена предшествует определение вредности.

При одновременном выделений нескольких видов вредностей однонаправленного действия, например раздражающих газов (серый и сернистый ангидрид) или паров растворителей (ацетон, спирты). Воздухообмен определяется путем суммирования объемов воздуха, требующихся для разбавления каждого вещества в отдельности, до его предельного допустимой концентрации.

Тепловыделения являются одним из наиболее распространенных видов вредностей. При расчете общей вентиляции по тепловыделением определенной баланс тепла (кВт), т.е. учитывают все формы прихода и расхода тепла, что позволяет выяснить теплоизбытки, являющихся вредностью:

Q = Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆;

где: Q₁ тепловой поток, создаваемый тепловыделением технологического процесса; Q₂ тепловой поток от источников искусственного освещения; Q₃ тепловой поток, поступающий в здание от солнечной радиации; Q₄ поток тепла, выделяемого людьми; Q₅ тепловой поток, проходящий через ограждающие конструкции; Q₆ поток тепла от выезжающего в помещений транспорта(вагоны, автомашины) или к этому транспорту. Мощность тепловыделений нагретых поверхностей (кВт) определяется как:

Q= F_* α ∆ t;

где: F теплоотдающая поверхность, м³; α коэффициент теплоотдачи, кВт/(м² К); ∆ t разность температур нагретого тела и окружающего воздуха, К.

Электроэнергия, потребляемая станками и лампами искусств освещения, переходит в тепло, теплопоступления от них составляет (кВт).

От электродвигателей Q₁= N(1- η ₁)_* К_сп;

От электроламп Q₂= N_* η ₂;

где: N номинальная мощность станков или всех источников освещения; η ₁ КПД электродвигателей_; К_сп коэффициент спроса на электроэнергию, принимаемый по электрическому проекту им справочным материалом; η ₂ коэффициент перехода электрической энергии в солнечную (η ₂=0, 95-1, 0).

Основные теплопоступления от солнечной радиации (кВт) бывают:

Через остекленные поверхности Q₃= F_ост*q_ост*А_ост*1000;

Через покрытия Q₃=F_п*q_п*К_п*1000;

где: F_ост и F_п поверхности остекленной и покрытий, м³; q_ост и q_п поверхностная плотность радиационного теплового потока через остекления и покрытия, Вт/м²; А_ост коэффициент, характеризующий остекления и степень его загрязнения; К_п коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м²К);

Выделяемое людьми явное и скрытое (с испарениями)тепло зависит от интенсивности физической нагрузки и с учетом ее определяется по формуле (кВт).

Q₄=Р_*q_*1000;

где: Р количество людей; q мощность тепловыделений одним человеком, Вт.

Воздухообмен количество приточного воздуха (м³/с), вводимого для поглощения теплоизбытков рассчитывают по формуле:

L= Q_изб/(С_*ρ _* (t_выт- t_пр);

где: Q_изб явная избыточная тепловая мощность помещения, кВт; С удельная теплоемкость воздуха, КДж/кгК; ρ плотность воздуха, кг/м³; (t_выт- t_пр) температура вытяжного (удаляемого) воздуха и приточного (вводимого) воздуха.

Влаговыделения, т.е. влага, испаряющаяся с открытых и смоченных поверхностей пола, технологически ванн, влажного оборудования и деталей, с поверхности тела человека, и выделяемая им при дыхании, а также пар, прорывающийся через не плотности, составляют незначительные количества, повышающие влажность воздуха до недопустимых пределов. Влаговыделения людей в зависимости от температуры окружающего воздуха и интенсивности выполняемой работы могут быть от 40 до 400г/ч. Воздухообмен (м³/с), обеспечивающий ассимиляцию влаговыделений, определяют по формуле:

L=W/(ρ _*(d_выт -d_пр));

Газовыделения. Наиболее распространенное газовое загрязнение – углекислый газ. Все процессы окисления органических веществ – горение, гниение, брожение и др., а также дыхание людей и животных – сопровождается выделением углекислого газа. ПДК углекислого газа ограничены нормами и для жилых зданий равны 1 л/м³, для учреждений – 1, 25 л/м³, а для детских учреждений и больниц – 0, 7 л/м³. общая вентиляция в помещениях с газовыделением является дополнительной для удаления вредностей, прорвавшихся из укрытий, и воздухообмен (м³/с), определяется по формуле:

L=М/ т₁-т₂;

где: М – количество вредности, выделяющихся или вырывающихся из под укрытий л/сек или мг/сек; т₁ и т₂ – концентрация вредности при точном и вытяжном воздухе, л/м³ или мг/м³.

Пылевыделение. Пыль, содержащаяся в воздухе, представляет собой мельчайшие частицы твердого или жидкого вещества. Будучи взвешены в воздухе эти частицы носят название аэрозоли.

Кратность воздухообмена, т.е. отношение вентиляционного (приточного или вытяжного) воздуха к внутреннему объему помещения или, иными словами, количество полных смен воздуха в помещении в течении часа.

n = ± L/V;

L = n*V;

Где: n – это кратн6ость воздухообмена, определяемая по справочным материалом; L – это воздухообмен, м³/ч; V – внутренний объем помещения м³.

Нормативах для ряда помещений указывается отличающиеся кратности притока (+) и вытяжки (-).

В местных и локализирующих системах ликвидация вредностей происходит в местах их возникновения. Если, устройство местной вентиляции не целесообразно или технически невозможно, прибегают к замене загрязненного воздуха на чистый в объем всего помещения, т.е. устраивают общую вентиляцию.

По направлению организационного воздушного потока вентиляцию подразделяют на приточную (в здании) и вытяжную (из здания).

Если движение воздуха в вентилируемом объеме происходит за счет естественных сил, например, разности движений столбов воздуха, имеющего разные температуры, то вентиляцию принято называть естественной. При перемещении воздуха электровентиляторами вентиляция называется механической (мехн6ическое перемещение может осуществляется и другими нагнетателями газов, например, турбокомпрессорами).

Аэрацией называется организованная общеобменная вентиляция помещений в результате наступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей.

Аэрация широко применяется в производственных зданиях с большими теплоизбытками и позволяет осуществлять воздухообмены, достигающие миллионы м³ в час.

Гравитационное давление, в результате которого воздух поступает в помещение и выходит из него, образующиеся за счет разности температур натужного и внутреннего воздуха, регулируется различной степенью открытия фрамуг и фонарей. Разность этих давлений на одном и том же уровне называется внутренним избыточным давлением и обозначается Р_изб.; при этом Р_изб. Может быть как положительной, так и отрицательной величиной.

Плоскость, где внутреннее избыточное давление равно 0, называется нейтральной зоной.

Аэрация с использованием ветрового давления основана на том, что на выветренных поверхностях здания возникает избыточное давление, а на заветренных – разряжение.

Ветровое давление на поверхности ограждения определяют из выражения.

Р_в = k_* (v² ρ /2);

Где: k - аэродинамический коэффициент, показывающих какая доля динамического давления ветра преобразуется в давление на данном участке ограждения и кровли. Значение определяет путем обдувания воздухонепроницаемых моделей здания потокам воздуха в аэродинимичееско1 трубе. Можно полагать в среднем для наветренной стороны k = + 0, 8, а для заветренной k = - 0, 6.