Расчет влагопередачи через ограждение на основе потенциала влажности.

Билет 22

1.Размещение запорно-регулирующей арматуры. Ручную запорно-регулирующую арматуру систем цент­рального отопления подразделяют на муфтовую и флан­цевую. Муфтовую арматуру (с внутренней резьбой на концах для соединения с трубами) устанавливают на трубах ма­лого диаметра D_у<40 мм), фланцевую арматуру (с флан­цами на концах) — на трубах большого диаметра (при D_у>50 мм). Арматура на подводках к приборам систем водяного отопления различна: при двухтрубных стояках применяют краны, обладающие повышенным гидравличе­ским сопротивлением, при однотрубных стояках — пони­женным сопротивлением протеканию теплоносителя. Регулирующую арматуру на подводках к приборам устанавливают не всегда. Ее не применяют во вспомога­тельных помещениях и в лестничных клетках зданий, близ ворот и загрузочных проемов, люков и прочих мест, опас­ных в отношении замерзания воды в трубах и приборах. У приборов двухтрубных систем водяного отопления устанавливают краны двойной регулировки. В малоэтаж­ных зданиях применяют обычные краны двойной регули­ровки, в многоэтажных — дроссельные краны повышенного гидравлического сопротивления. У приборов однотрубных систем водяного отопления устанавливают, как известно, два вида кранов — краны КРП и КРТ. На подводках к приборам систем парового отопления во избежание «прикипания» пробки краны заменяют вен­тилями с золотником без уплотнительного кольца, хотя гидравлическое сопротивление и шумовая характеристика их значительно превышают показатели кранов.В системах отопления возможна установка общего регулирующего крана на трубе, подающей теплоноситель к группе отопительных приборов, расположенных в одном помещении.Арматуру можно располагать также непосредственно на отопительных приборах. Арматура на стояках предназначена для полного отклю­чения отдельных стояков, если требуется проводить ре­монтные и другие работы во время отопительного сезона. Арматуру для тех же целей помещают в начале и конце каждой ветви горизонтальных систем отопления.В многоэтажных зданиях на стояках систем отопления устанавливают запорные проходные (пробочные) краны и вентили. Проходные краны используют при температуре теплоносителя воды до 105°С и небольшом гидростатическом давлении в системе. В высоких зданиях при гидростатическом давлении, превышающем 0,6 МПа в нижней части стояков, проходные краны заменяют более прочными и надежными в работе вентилями. Вентили также предусматривают на стояках при других теплоносителях — высокотемпературной воде и паре. Предпочтительно при­менение вентилей с наклонным шпинделем («косых» вен­тилей), создающих меньшие гидравлические потери дав­ления и шум по сравнению с «прямыми» вентилями.При водяном отоплении для спуска воды из одного стояка (ветви) и впуска воздуха в него при этом, а также для выпуска воздуха при последующем заполнении водой рядом с запорными кранами (или вентилями) размещают спускные краны (внизу стояков со штуцером для присое­динения гибкого шланга).При паровом отоплении иногда (при значительном протяжении систем) на конденсатных трубах удаленных стояков предусматривают установку спускных вентилей для «продувки» системы, т. е. для быстрого удаления воз­духа из нее при пуске пара.Арматура на магистралях необходима для отключения отдельных частей системы отопления. В качестве такой арматуры используют муфтовые проходные краны и вен­тили, а также фланцевые задвижки на трубах крупного калибра (Dy >50 мм). В пониженных местах на магистра­лях устанавливают спускные краны, в повышенных местах водяных магистралей — воздушные краны или воздухо­сборники.Паровые магистрали снабжают гидравлическими за­творами (петлями) или конденсатоотводчиками для уда­ления конденсата, образующегося попутно при движении пара. Их можно отнести к запорной арматуре для пара.На вертикальных воздушных трубах систем водяного отопления с нижней разводкой предусмат­ривают арматуру (проходные краны) в тех случаях, когда предусмотрена установка запорных кранов на самих стоя­ках.Задвижки размещают на главных подающих и обратных магистралях, до и после (по движению теплоносителя) теп­лообменников, циркуляционных и смесительных насосов, водоструйных элеваторов, редукционных клапанов, конденсатоотводчиков, исполнительных механизмов автома­тического регулирования и других аппаратов, а также на обводных линиях. Если кроме рабочего насоса установлен второй — ре­зервный насос, то после каждого из них кроме задвижек помещают обратные клапаны. Насос нахо­дится в резерве при открытых задвижках, и обратный клапан предотвращает обратное движение воды через него к всасывающему патрубку работающего насоса. Основная запорная арматура дополняется воздушными и спускными кранами в повышенных и пониженных местах.

2. Электрическое аккумуляционное отопление. Электротеплоаккумулирующие приборы потребляют электроэнергию только в периоды снижения других электрических нагрузок. Такие приборы, выравнивающие суточное потребление электроэнергии, повышают эффективность работы энергосистем. Наибольшее распространение получили теплоаккумулирующие печи. Для аккумуляции теплоты в печах имеется сердечник из теплоемкого, теплопроводного, взрывобезопасного дешевого материала без запаха. Эффективным материалом считается магнезит.В бытовых электротеплоаккумулирующих печах температура сердечника не превышает 600 °С. Для увеличения продолжительности разряда и ограничения температуры кожуха 100 °С применяют тепловую изоляцию сердечника.

Электротеплоаккумулирующие печи с твердым теплоаккумулирующим материалом подразделяют на три типа

Нерегулируемые — наиболее простые и дешевые. При их применении возникают наибольшие колебания температуры помещения. Теплоту они отдают за счет излучения и конвекции примерно в равных долях;

- Аккумулирующие конвекторы. Внутренний конвективный канал и регулирующий клапан позволяют поддерживать более ровную температуру помещения в течение суток;

- Динамические теплоаккумуляторы — наиболее совершенные, со встроенным двухскоростным вентилятором и регулирующим клапаном. Основной способ теплоотдачи — вынужденная конвекция. Высокотемпературный воздух, прошедший через п-образный канал, смешивается с воздухом помещения, что обеспечивает допустимую (обычно 40…50 °С) температуру на выходе из решетки. Сигнал на включение и выключение вентилятора поступает от датчика температуры, устанавливаемого в помещении.

Билет 23

Инфракрасные обогреватели.

Система лучистого отопления с применением инфракрасных электроизлучателей обеспечивает комфортные тепловые условия человеку при пониженных температурах окружающего воздуха.Инфракрасные обогреватели (рисунок 14),могут составить конкуренцию даже так называемым «теплым полам».Особенно эффективно применение этих обогреватетелей в больших неотапливаемых помещениях, где не надо поддерживать постоянную температуру.

Рисунок 14. Инфракрасный обогреватель: 1 — корпус; 2 — регуляторы режима; 3 — инфракрасный излучатель; 4 — отражающий слой; 5 — направление движения тепловых лучей.

При этом затраты на устройство обогревателя минимальны — стоимость оборудования плюс незначительные расходы на монтаж. Обогреватели легко могут быть смонтированы на потолке или стенах, монтажной арматуре системы освещения и т.д. Инфракрасные обогреватели не оказывают отрицательного влияния на микроклимат помещений, содержание в них кислорода, а спектр их теплового излучения безвреден для человека.

Билет 22

1.Размещение запорно-регулирующей арматуры. Ручную запорно-регулирующую арматуру систем цент­рального отопления подразделяют на муфтовую и флан­цевую. Муфтовую арматуру (с внутренней резьбой на концах для соединения с трубами) устанавливают на трубах ма­лого диаметра D_у<40 мм), фланцевую арматуру (с флан­цами на концах) — на трубах большого диаметра (при D_у>50 мм). Арматура на подводках к приборам систем водяного отопления различна: при двухтрубных стояках применяют краны, обладающие повышенным гидравличе­ским сопротивлением, при однотрубных стояках — пони­женным сопротивлением протеканию теплоносителя. Регулирующую арматуру на подводках к приборам устанавливают не всегда. Ее не применяют во вспомога­тельных помещениях и в лестничных клетках зданий, близ ворот и загрузочных проемов, люков и прочих мест, опас­ных в отношении замерзания воды в трубах и приборах. У приборов двухтрубных систем водяного отопления устанавливают краны двойной регулировки. В малоэтаж­ных зданиях применяют обычные краны двойной регули­ровки, в многоэтажных — дроссельные краны повышенного гидравлического сопротивления. У приборов однотрубных систем водяного отопления устанавливают, как известно, два вида кранов — краны КРП и КРТ. На подводках к приборам систем парового отопления во избежание «прикипания» пробки краны заменяют вен­тилями с золотником без уплотнительного кольца, хотя гидравлическое сопротивление и шумовая характеристика их значительно превышают показатели кранов.В системах отопления возможна установка общего регулирующего крана на трубе, подающей теплоноситель к группе отопительных приборов, расположенных в одном помещении.Арматуру можно располагать также непосредственно на отопительных приборах. Арматура на стояках предназначена для полного отклю­чения отдельных стояков, если требуется проводить ре­монтные и другие работы во время отопительного сезона. Арматуру для тех же целей помещают в начале и конце каждой ветви горизонтальных систем отопления.В многоэтажных зданиях на стояках систем отопления устанавливают запорные проходные (пробочные) краны и вентили. Проходные краны используют при температуре теплоносителя воды до 105°С и небольшом гидростатическом давлении в системе. В высоких зданиях при гидростатическом давлении, превышающем 0,6 МПа в нижней части стояков, проходные краны заменяют более прочными и надежными в работе вентилями. Вентили также предусматривают на стояках при других теплоносителях — высокотемпературной воде и паре. Предпочтительно при­менение вентилей с наклонным шпинделем («косых» вен­тилей), создающих меньшие гидравлические потери дав­ления и шум по сравнению с «прямыми» вентилями.При водяном отоплении для спуска воды из одного стояка (ветви) и впуска воздуха в него при этом, а также для выпуска воздуха при последующем заполнении водой рядом с запорными кранами (или вентилями) размещают спускные краны (внизу стояков со штуцером для присое­динения гибкого шланга).При паровом отоплении иногда (при значительном протяжении систем) на конденсатных трубах удаленных стояков предусматривают установку спускных вентилей для «продувки» системы, т. е. для быстрого удаления воз­духа из нее при пуске пара.Арматура на магистралях необходима для отключения отдельных частей системы отопления. В качестве такой арматуры используют муфтовые проходные краны и вен­тили, а также фланцевые задвижки на трубах крупного калибра (Dy >50 мм). В пониженных местах на магистра­лях устанавливают спускные краны, в повышенных местах водяных магистралей — воздушные краны или воздухо­сборники.Паровые магистрали снабжают гидравлическими за­творами (петлями) или конденсатоотводчиками для уда­ления конденсата, образующегося попутно при движении пара. Их можно отнести к запорной арматуре для пара.На вертикальных воздушных трубах систем водяного отопления с нижней разводкой предусмат­ривают арматуру (проходные краны) в тех случаях, когда предусмотрена установка запорных кранов на самих стоя­ках.Задвижки размещают на главных подающих и обратных магистралях, до и после (по движению теплоносителя) теп­лообменников, циркуляционных и смесительных насосов, водоструйных элеваторов, редукционных клапанов, конденсатоотводчиков, исполнительных механизмов автома­тического регулирования и других аппаратов, а также на обводных линиях. Если кроме рабочего насоса установлен второй — ре­зервный насос, то после каждого из них кроме задвижек помещают обратные клапаны. Насос нахо­дится в резерве при открытых задвижках, и обратный клапан предотвращает обратное движение воды через него к всасывающему патрубку работающего насоса. Основная запорная арматура дополняется воздушными и спускными кранами в повышенных и пониженных местах.

2. Электрическое аккумуляционное отопление. Электротеплоаккумулирующие приборы потребляют электроэнергию только в периоды снижения других электрических нагрузок. Такие приборы, выравнивающие суточное потребление электроэнергии, повышают эффективность работы энергосистем. Наибольшее распространение получили теплоаккумулирующие печи. Для аккумуляции теплоты в печах имеется сердечник из теплоемкого, теплопроводного, взрывобезопасного дешевого материала без запаха. Эффективным материалом считается магнезит.В бытовых электротеплоаккумулирующих печах температура сердечника не превышает 600 °С. Для увеличения продолжительности разряда и ограничения температуры кожуха 100 °С применяют тепловую изоляцию сердечника.

Электротеплоаккумулирующие печи с твердым теплоаккумулирующим материалом подразделяют на три типа

Нерегулируемые — наиболее простые и дешевые. При их применении возникают наибольшие колебания температуры помещения. Теплоту они отдают за счет излучения и конвекции примерно в равных долях;

- Аккумулирующие конвекторы. Внутренний конвективный канал и регулирующий клапан позволяют поддерживать более ровную температуру помещения в течение суток;

- Динамические теплоаккумуляторы — наиболее совершенные, со встроенным двухскоростным вентилятором и регулирующим клапаном. Основной способ теплоотдачи — вынужденная конвекция. Высокотемпературный воздух, прошедший через п-образный канал, смешивается с воздухом помещения, что обеспечивает допустимую (обычно 40…50 °С) температуру на выходе из решетки. Сигнал на включение и выключение вентилятора поступает от датчика температуры, устанавливаемого в помещении.

Расчет влагопередачи через ограждение на основе потенциала влажности.

Использование потенциала влажности позволяет производить расчет влажностного режима ограждений во всех случаях как в стацио­нарных, так и в нестационарных условиях влагопередачи.

Стационарная влагопередача. В условиях стацио­нарной влагопередачи расчет затруднен существенной зависимостью влагопроводности материала χ от потенциала влажности. В силу этого при проведении расчета удобно воспользоваться способом последова­тельного приближения.Сечение ограждения делится на элементарные слои δ _i. В многослой­ных ограждениях границы элементарных слоев должны совпадать с границами материальных слоев в ограждении.Задаются приближенным, например линейным, распределением потенциала влажности по сечению ограждения. В пределах каждого слоя значение влагопроводности χ _i принимается постоянным, соот­ветствующим потенциалу влажности слоя θ _t. Исходя из принятых значений χ _i  определяются общее сопротивление влагопередаче ог­раждения:

R _{θ, o} = δ _i /χ _i (сопротивления влагообмена на поверхностях ограждения обычно пренебрежимо малы) и соответствующая ему величина потока влаги

i = (θ _в - θ _н)/ R _{θ, o}                               

После этого расчет ведут «змейкой» от слоя к слою, начиная с пер­вого слоя, граничащего с внутренней поверхностью. Приняв χ_i это­го слоя по потенциалу влажности внутренней поверхности ограж­дения (в общем случае по θ и t поверхности, когда χ является функ­цией θ и t), вычисляют значение θ ₂ на противоположной границе слоя, на границе со вторым слоем

 Полученное значение θ₂ на границе между первым и вторым бло­ками является исходным для определения χ₂ в пределах второго слоя. Расчет продолжают до последнего элементарного слоя k на границе с наружной поверхностью ограждения. Полученное для наружной поверхности значение θ _k может отличаться от заданного в расчете зна­чения θ_Н. В этом случае в предварительно принятую величину пото­ка влаги i вводится поправка и расчет повторяется до тех пор, пока вычисленное значение θ _k не будет достаточно близко к θ_н. Необходи­мой точности расчета этим способом удается достичь с одной - двух попыток.

Нестационарная влагопередача. Для наружных ограждений зда­ний характерными являются два режима нестационарной влагопередачи. Один — переходный влажностный процесс от одного стационар­ного состояния к другому при изменении потенциала влажности на одной поверхности. Второй — также переходный процесс вхождения ограждения с высокой начальной влаж­ностью в равновесное влажностное состояние с окружающими внут­ренней и наружной средами в условиях регулярной эксплуатации здания. Переходный влажностный процесс при изменении потенциала влаж­ ности на одной поверхности. Потенциал влажности на внутренней поверхности ограждения считаем неизменным и равным среднегодо­вому значению для условий в помещении θ_в. Потенциал влажности на наружной поверхности изменяется от среднего значения потенциа­ла наружного климата θ_Н,_Л для теплого периода года до среднего значения θ_н,з для холодного периода. Таким образом, расчет сводим к рассмотрению переходного процесса от одного стационарного состоя­ния к другому под влиянием изменения условий на одной из поверх­ностей. Особен­ность влагопередачи по сравнению с теплопередачей состоит в сущест­венной изменчивости свойств влагопроводности и влагоемкости ма­териалов с изменением потенциала влажности. Переходный влажностный процесс при двусторонней сушке. Ограж­дения устанавливают при монтаже здания обычно с высокой началь­ной влажностью φ ₀, θ₀. Потенциалы влажности на поверхностях после начала эксплуатации здания соответствуют среднегодовым значениям θ_В и θ_н. В результате возникает необходимость рассчитать переход­ный процесс высушивания ограждения под влиянием заданных, посто­янных во времени условий на его обеих поверхностях.В данном случае можно применить метод суперпозиции (наложе­ния частных решений). Для этого расчет производят в такой последовательно­сти. Рассматривают две частные задачи. В первой частной задаче при­нимают потенциал влажности на наружной поверхности ограждения неизменным и равным начальному θ'_н= θ₀ и рассчитывают переменное поле потенциала влажности под влиянием изменения условий толь­ко на внутренней поверхности θ_В Во второй частной задаче, наоборот, считают, что условия неизменны на внутренней поверхности θ'_н= θ₀  и изменение поля потенциала влажности происходит только под влиянием изменившихся условий на наружной поверхности θ_н. Ме­тодика решения первой и второй частной задач соответствует рас­смотренной в предыдущем разделе. Определенные двумя частными решениями поля складывают и получают искомое поле потенциала влажности в сечении ограждения.

Билет 23