Опалення

Опалення - штучне підтримання в холодну погоду постійного заданого рівня температури повітря в закритих приміщеннях. Кількість тепла, що подається опалювальними приладами, має бути еквівалентно втратам тепла через зовнішні огородження приміщень і за рахунок вентиляції.
Опалення повинно забезпечити комфортний рівень температури повітря (див. Зона комфорту, Мікроклімат). Опалювальні прилади повинні забезпечити достатнє і рівномірне нагрівання повітря приміщень і не повинні забруднювати повітря продуктами горіння. Різниця температур в горизонтальному напрямку від вікон до внутрішніх стін не повинна перевищувати 2°, а по вертикалі - 1° на кожен метр висоти приміщення.
Температура нагрівальних поверхонь опалювальних приладів щоб уникнути пригорання осідаючого на них з повітря приміщень органічної пилу не повинна перевищувати 80°.
Нагрівальні поверхні повинні бути рівними і гладкими, легко очищающимися від забруднень. Експлуатація опалювальних приладів не повинна забруднювати приміщення. Місцеві опалювальні прилади повинні бути економічно вигідними та безпечними в пожежному відношенні.
Розрізняють опалення місцевими опалювальними приладами та системами центрального опалення. Конструкція печі місцевого опалення визначає її здатність акумулювати більшу або меншу кількість тепла (теплоємність). Для опалення приміщень житлових і громадських будівель слід застосовувати печі великої теплоємності.
Печі середньої теплоємності застосовуються для різних опалення приміщень тимчасового перебування людей.
Загальними недоліками пічного опалення є: нерівномірний розподіл температури в опалюваних приміщеннях, трудність регулювання тепловіддачі, забруднення приміщень паливом і можливість забруднення повітря приміщень продуктами горіння, в тому числі оксидом вуглецю.
Більшою мірою задовольняють гігієнічним вимогам системи центрального опалення, характеризуються тим, що підтримання необхідної температури в приміщеннях будівлі проводиться одним, центральним, генератором тепла, де відбувається спалювання палива або перетворення електричної енергії в теплову. Теплоносій (пар, вода, повітря) направляється в нагрівальні прилади або в приміщення з теплопроводів (трубопроводи чи канали).

пароводяна система опалення
Рис. 1. Комбінована пароводяна система (схема): 1 - паровий котел; 2, 5,7 і 8 - трубопроводи; 3 - теплообмінник (котел); 4 - змійовик; 6 - нагрівальні прилади; 9 - розширювальний посудину.

Відповідно до радіуса дії, розрізняють квартирні або будинкові системи центрального опалення. Останнім часом одержали широке застосування районне теплопостачання, має великий радіус дії, і теплофікація - теплопостачання від станцій, які виробляють тепло та електроенергію. Ці станції називають теплоелектроцентралями (ТЕЦ). Водяне опалення може бути високого або низького тиску. Внаслідок того, що температура нагрівальних поверхонь опалювальних приладів і систем водяного опалення високого тиску і парового опалення перевищує допустимі межі, ці системи використовуються тільки для опалення приміщень короткочасного перебування людей і деяких торгових та виробничих приміщень, хоча парове опалення більш вигідно в економічному відношенні. Часто застосовуються системи водяного опалення низького тиску, в яких пар використовується для нагрівання води в теплообмінниках (бойлерів) (рис. 1).

повітряне опалення
Рис. 2. Повітряне опалення (схема): 1 - приймач зовнішнього повітря; 2 - калорифер; 3 - припливний канал; 4 - подача в приміщення; 5 - видалення повітря; 6 - витяжний канал; 7 - шахта.

Повітряне опалення житлових та громадських будівель може застосовуватися за умови одночасного кондиціювання повітря та запобігання закидання повітря з одних приміщень в інші (рис. 2).
Найбільш задовольняє гігієнічним вимогам променисте (панельне) опалення, при якому нагрівальні пристрої закладаються в стіни чи міжповерхові перекриття.

Опалення. Температура повітря є одним з основних факторів у комплексі метеорологічних умов, що визначають теплообмін і теплове рівновагу організму і зовнішнього середовища, тому забезпечення теплового комфорту (див. Зона теплового комфорту) в житлових і громадських приміщеннях є важливою гігієнічною завданням.
Системи опалення будинків повинні відповідати наступним гігієнічним вимогам: 1) забезпечувати всередині приміщень стійку температуру повітря в залежності від клімату місцевості на рівні 17-22° (допускаються коливання не більш ±2° протягом доби); 2) сприяти рівномірному розподілу повітря в приміщеннях (коливання в горизонтальному напрямку допускаються не більш ±1°, підвищення температури у вертикальному напрямку на кожен метр висоти приміщення не більше 1,5°); 3) не псувати складу повітря у приміщеннях, наприклад внаслідок пригорання пилу на поверхні нагрівальних приладів (яке різко зростає при температурі вище 85°), а також виділення окису вуглецю та інших шкідливих і смердючих газів; 4) не допускати механічного забруднення приміщення паливом, попелом і т. д.; 5) бути легко доступними для догляду та очищення своїх основних елементів (генератор тепла, нагрівальні прилади, трубопроводи, канали повітряного опалення тощо). Перераховані гігієнічні показники систем в основному визначаються ступенем централізації, характером теплоносія (вода, пара, повітря) і видом теплової енергії, переданої нагрівальними приладами (конвекційне, променисте тепло).

пристрій багатооборотної опалювальної печі
Рис. 1. Пристрій багатооборотної опалювальної печі великої теплоємності.
двотрубна схема центрального опалення
Рис. 2. Двотрубна схема центрального опалення з верхнім розподілом води: 1 - котел; 2 - головний стояк; 3 - розвідні магістралі; 4 і 5 - гарячі і зворотні стояки; 6 - зворотні магістралі; 7 - нагрівальні прилади; 8 - регулюючі крани; 9 - розширювальний бачок; 10 - труба для відводу повітря; 11 і 12 - водопровідні труби.


Системи місцевого опалення - пічні (рис. 1), а також електричні, газові - зручні і прості в обслуговуванні, однак мають ряд недоліків: нерівномірність температури повітря в приміщеннях протягом доби; наявність в опалювальному приміщенні негативною радіації, головним чином від зовнішніх стін і вікон; відносно висока температура на окремих ділянках поверхні нагрівальних приладів, що викликає пригорання пилу і погіршення складу повітря у приміщеннях; забруднення приміщень при використанні дров'яних печей паливом, золою, димом і пр.; трудність регулювання тепловіддачі нагрівальних поверхонь; небезпека виділення в окремих випадках шкідливих газів (наприклад, окису вуглецю в пічних системах). Крім того, багато хто з нагрівальних приладів місцевого опалення (металеві та малоемкие цегляні або керамиковые печі, електронагрівачі) вимагають безперервної роботи у зв'язку з малою теплоємністю.

конвектор
Рис. 3. Конвектор;
праворуч - нагрівальний елемент конвектора.

Центральні системи О. (водяні, пароводяні, повітряні, водо-променисті, повітряно-променисті і ін) володіють істотними перевагами: забезпечують у приміщеннях більш рівномірний тепловий режим, не забруднюються продуктами горіння палива і ін Найбільш поширені центральні водяні системи (рис. 2), які володіють кращими гігієнічними показниками, можуть обслуговувати окремі квартири, будинки і цілі райони. Температура води, що циркулює в цих системах, не перевищує 95°, що забезпечує на поверхні нагрівальних приладів - радіаторів, конвекторів (рис. 3) - температуру не вище 80-85°.
Застосування систем, в яких теплоносієм, що надходить у нагрівальні прилади, служить пар низького або середнього тиску (до 0,7 ат), допускається тільки в приміщеннях громадського призначення зважаючи високої температури (вище 100°) поверхні нагрівальних приладів.

пластинчастий калорифер
Рис. 4. Пластинчастий калорифер

Останнім часом в житлових і громадських будівлях отримали поширення модернізовані системи повітряного опалення, в яких теплоносієм є нагріте в калориферах і зволожений зовнішнє повітря (рис. 4). Нагріту до 50-60° повітря надходить у верхню зону опалюваних приміщень по мережі каналів. Він одночасно виконує і функції припливного вентиляційного повітря, заміщаючи повітря, що видаляється витяжними центрами, розташованими в кухнях, санітарних вузлах і т. д. Рециркуляція повітря при цій системі не допускається з гігієнічних міркувань.
Всі зазначені системи в основному є конвекційними. У гігієнічному відношенні заслуговують великої уваги системи променистого О., в яких низькотемпературне променисте тепло становить 70-80% загальної кількості тепла, що виділяється. Промениста система опалення обумовлює інші умови мікроклімату (див.) в приміщеннях і надає на організм людини дію, відмінне від спостережуваного при конвекційної системи. Промениста енергія в певних межах надає вельми благотворний вплив на організм (загальностимулюючу дію, посилення обмінних процесів і т. д.). У цьому головним чином і полягає гігієнічний перевага системи променевого опалення. Нагрівальні прилади таких систем розташовуються на підлозі, під стелею або у внутрішніх або зовнішніх стін та мають помірну температуру на поверхні. При променистої системи опалення в приміщеннях зменшується негативна радіація від зовнішніх огороджень, що дозволяє забезпечити комфортні умови при більш низькій температурі повітря, ніж при конвекційних системах (наприклад, 17-18° замість 18-20° в житлових приміщеннях). Температура на поверхні панелей променистого О. в житлових приміщеннях приймається: для підлогових панелей 26-28°, для стельових 30-35°, для стінних 35-40° (в залежності від розташування), для підвіконних панелей 45-50°. Перевищення зазначених температур викликає тепловий дискомфорт.