Інженерне обладнання будівель. Громадські споруди

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інженерне обладнання будівель. Громадські споруди



Зміст

Тема 1. Склад інженерних систем у готельно-ресторанному комплексі. Системи опалення, їх характеристика та обладнання

1.1 Види інженерного обладнання та його призначення

1.2 Системи опалення

1.3 Нагрівальні прилади систем опалення

1.4 Характеристика окремих систем опалення

Тема 2. Система вентиляції і кондиціювання повітря

2.1 Призначення і види систем вентиляції

2.2 Обладнання систем примусової вентиляції

2.3 Кондиціювання повітря, устаткування систем кондиціювання

Тема 3. Системи водопостачання

3.1 Призначення та види систем водопостачання

3.2 Вимоги до якості води та джерела водопостачання

3.3 Схеми та обладнання внутрішнього холодного водопостачання

3.4 Схеми та конструктивні елементи внутрішнього гарячого водопостачання

Тема 4. Системи каналізації

4.1 Призначення і класифікація систем каналізації

4.2 Внутрішня каналізація

4.3 Водостоки будівель

Тема 5. Системи електрозабезпечення

5.1 Оновні елементи системи електрозабезпечення будівель

5.2 Блискавкозахист будівель

5.3 Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії

Тема 6. Системи зв'язку, телекомунікацій, охоронної та протипожежної сигналізації

6.1 Системи зв'язку у готельно-ресторанних комплексах

6.2 Системи охоронної сигналізації

6.3 Системи протипожежної сигналізації

Тема 7. Вертикальний транспорт будівель

7.1 Види вертикального транспорту

7.2 Конструкція ліфтів

7.3 Безпечна експлуатація ліфтів

Тема 8. Експлуатація інженерних систем будівель

8.1 Обслуговування і ремонт інженерних систем

8.2 Система автоматичного регулювання роботи інженерних систем

Список рекомендованих джерел



Тема 1. Склад інженерних систем у готельно-ресторанному комплексі. Системи опалення, їх характеристика та обладнання

План

Види інженерного обладнання та його призначення.

Системи опалення.

Нагрівальні прилади систем опалення.

Характеристика окремих систем опалення

1.1 Види інженерного обладнання та його призначення

Інженерне обладнання будівель - це комплекс технічних пристроїв, що забезпечують сприятливі (комфортні) умови побуту, трудової діяльності, технологічного процесу в приміщеннях громадської будівлі.

Інженерне обладнання за призначенням можна умовно розділити на окремі інженерні системи.

Види інженерних систем

Опалення	Підтримання необхідного температурного режиму в приміщеннях будівлі у холодний період року
Вентиляція	Видалення із приміщень забруднень повітря, надлишків вологи і тепла та заміна повітря свіжим (зовнішнім)
Кондиціювання	Забезпечення необхідних параметрів повітря у приміщеннях будівлі
Гарячого і холодного водопостачання	Забезпечення водою для господарсько-побутових, технологічних та протипожежних потреб
Каналізація	Приймання та відведення виробничих та господарсько-побутових стоків
Електрозабезпечення	Забезпечення приміщень будівлі електрострумом для освітлювально-побутових та технологічних потреб
Газозабезпечення	Забезпечення енергоносієм устаткування, яке працює на газі
Зв'язок	Забезпечення внутрішнього та зовнішнього зв'язку
Охоронна та протипожежна сигналізація	Забезпечення безпеки зон життєзабезпечення і протипожежної безпеки
Вертикальний транспорт	Забезпечення міжповерхового переміщення вантажів та пасажирів для підвищення ефективної експлуатації будівель та споруд

1.2 Системи опалення

Теплозабезпечення в закладах ресторанного та готельного господарства, у тому числі вбудованих чи вбудовано-добудованих у будівлях різного призначення, може здійснюватися:

- від зовнішніх мереж;

- від власних автономних джерел.

При теплозабезпеченні від зовнішніх мереж залежно від місцевих умов в закладах ресторанного і готельного господарства обладнують індивідуальний тепловий пункт або вузол управління.

Опалювальні системи за місцем розміщення генератора тепла поділяються на місцеві і центральні.

В місцевих системах генератор тепла й опалювальні прилади знаходяться в опалюваному приміщенні (опалення пічне, газовими й електричними приладами). В центральних генератор тепла розміщено за межами опалювального приміщення. В закладах ресторанного і готельного господарства переважного використання набули системи центрального опалення

Система центрального опалення складається з:

Ш генератора тепла;

Ш системи трубопроводів для переміщення по них теплоносія;

Ш опалювальних приладів.

Для з'єднання всіх елементів систем опалення використовують труби:

ь сталеві (швидко ржавіють);

ь мідні (мають велику вартість);

ь пластикові (недорогі, але необхідна обережність під час монтажу та експлуатації);

ь металопластикові.

Класифікація систем центрального опалення

За видом теплоносія
Водяне	використовується вода з температурою до 150° С
Парове	використовується пара низького чи високого тиску (до 600 кПа)
Повітряне	працює за рахунок надходження в приміщення гарячого повітря з більш високою температурою, ніж в опалюваному приміщенні
За розміщенням подавальних трубопроводів
Із верхнім розведенням	подавальні трубопроводи прокладаються по даху чи під стелею верхнього поверху
З нижнім розведенням	подавальні трубопроводи прокладаються по підвалу, над підлогою першого поверху чи каналах, що знаходяться під підлогою
За схемою прокладання теплопроводів
Однотрубні	теплоносій в опалювальні прилади надходить і відводиться по одному стояку (прилади розміщені послідовно)
Двотрубні	теплоносій в опалювальні прилади надходить і відводиться по різних стояках (прилади розміщені паралельно)
За способом переміщення теплоносія
Із природною циркуляцією	за рахунок наявності більш високого тиску в централізованій мережі чи котлі або бойлері
Із штучною циркуляцією	виникає за рахунок використання насосу (відцентрового)
За способом теплопостачання
Із централізованим теплопостачанням	тепло виробляється на центральних опалювальних районних котельнях чи на ТЕЦ (теплоелектроцентралях)
Із автономним теплопостачанням	тепло виробляється у власних модульних котельних установках, встановлених на даху будівлі чи на рівні опалювальної системи. Такі установки компактні, прості та надійні в експлуатації, мають високий коефіцієнт корисної дії, працюють на рідкому чи газовому паливі
За способом приєднання до централізованої мережі теплопостачання
Із безпосереднім приєднанням	вода із ТЕЦ подається безпосередньо у місцеву мережу будівлі, попередньо пройшовши елеваторний вузол опалення, призначений для зниження тиску і температури гарячої магістральної води
Із гідравлічно ізольованим приєднанням	вода із ТЕЦ не надходить у місцеву мережу, а використовується для нагрівання води, що циркулює у місцевій системі. Це досягається шляхом використання теплообмінного апарата, який називається бойлером

Розрахунок втрат тепла

Основні втрати тепла приміщеннями відбуваються через зовнішні огороджувальні конструкції: стіни, вікна, підлогу нижнього і перекриття верхнього поверхів. Тепловтрати кожного огородження визначають за формулою

Q = k·F·(tв-t3)·б, (1)

де Q - втрати тепла через огородження, Вт k - коефіцієнт теплопередачі огороджувальної конструкції (кількість тепла, що передається через огородження площею 1 м2 протягом 1 години при різниці температур внутрішнього і зовнішнього повітря 1°), Вт/м2·°С; F - площа огороджувальної конструкції, м2; tв - внутрішня температура повітря, °С; tз - температура зовнішнього повітря, приймається рівною розрахунковій зовнішній температурі для опалення tр.о, °С; б - поплавковий коефіцієнт, що враховує ряд факторів, які збільшують чи зменшують роззвтрати тепла: надбавка на вітер і орієнтацію огороджень на сторони світу, висоту приміщень тощо.

Наближені розрахунки витрат тепла приміщеннями можна проводити з використанням питомої теплової характеристики. Тоді розрахункові витрати тепла визначаються за формулою

Qр = qo·V·(tв- tр.о), (2)

де Qр - розрахункові витрати тепла за 1 год, Вт;

qo - питома теплова характеристика будівлі, Вт/м3·°С.

V - об'єм приміщення, м3.

Питома теплова характеристика qo залежить від об'єму будівлі. Наприклад, при V будівлі до 1000 м3 рекомендується qo приймати рівною 0,58 Вт/м3·°С, при V будівлі від 1000 м3 до 3000 м3 qo = 0,52 Вт/м3·°С.



1.3 Нагрівальні прилади систем опалення

Нагрівальні прилади у системах опалення призначені для передання тепла від теплоносія до повітря приміщень за рахунок теплообміну. Встановлюються в місцях найбільшого надходження холоду.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Найбільш розповсюдженими є радіатори, які віддають тепло випромінюванням і частково конвекцією (камінний тип). Вони складаються з окремих секцій, що дозволяє збирати прилади різної площі, і можуть бути ребристими чи плоскими (рис. 1а). Виготовляються зі сталі, чавуну, алюмінію, кераміки, фарфору.

Широко використовуються також конвектори (рис. 1 б), які віддають тепло за рахунок циркуляції повітря (конвекційний тип). Кімнатне повітря надходить у прилад через нижній отвір, стикаючись із нагрівальною поверхнею (ребриста труба), нагрівається і виходить через верхній отвір. За рахунок руху повітря інтенсивність теплообміну збільшується порівняно з радіаторами на 20%. У конвектор довжиною понад 0,55 м може бути вмонтований зволожувач повітря.

В приміщеннях, де в якості фасаду використовується вітрина з низьким підвіконним простором, перевага надається підлоговим канальним конвекторам (фанкойлам) (рис. 1 в). Корпус такого приладу монтується в підлозі. Перадача теплової енергії відбувається шляхом природньої чи примусової (за допомогою вентилятора) конвекції.

Рис. 1. Опалювальні прилади:

а - радіатор; б - однорядний конвектор; в - канальні конвектори (фанкойли);

Останнім часом активно використовують опалювальні панелі - плити (здебільшого бетонні) з вмонтованими у них змійовиками із стальних труб або електропровідним кабелем. Такі панелі розміщують у конструкціях підлоги, стін, стелі.

Нагрівальні кабелі (рис. 2) призначені для обігрівання приміщень у житлових і виробничих приміщеннях. Максимальна температура металевого провідника становить 100° С.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Нагрівальний кабель:

1 - металевий нагрівальний провідник; 2 - двошарова ізоляція із пластика 3 - мідне обплетення 4 - пластикова оболонка

Для регулювання підігріву повітря у приміщенні на опалювальні прилади може встановлюватися вентиль з термостатичною головкою, яка є одночасно чутливим і регулюючим елементом. Діапазон регулювання температури у приміщенні може коливатись від 10 до 28°С.

Електронні термостатичні головки з мікропроцесором дозволяють регулювати температуру за певною програмою впродовж дня, тижня, трьох тижнів з використанням більше ніж 60 режимів.

Згідно існуючих будівельних норм у виробничих приміщеннях закладів ресторанного господарства слід встановлювати опалювальні прилади з гладенькою поверхнею. На усіх опалювальних приладах мають встановлюватися індивідуальні автоматичні регулятори температури за винятком тих приладів, які встановлені у приміщеннях, де температурний режим автоматично контролюється системою кондиціонування.

Всі нагрівальні прилади, при будь-якому виді опалення, повинні бути доступні для регулярного очищення від пилу.

Для будинків готелів категорії ***** за завданням на проектування допускається передбачати резервні джерела тепла для систем опалення.

1.4 Характеристика окремих систем опалення

Водяне опалення

Водяне опалення, як правило, має примусову циркуляцію теплоносія (рис 3). Системи водяного опалення з природною циркуляцією теплоносія використовуються тільки для будівель невеликої довжини, у випадках, коли немає централізованого теплопостачання. Радіус дії систем з природною циркуляцією - не більше 30 м по горизонталі, а відстань від середини висоти котла до центру нижнього опалювального приладу - не менше 3 м.

Розширювальний бак в системі водяного опалення використовується для компенсації гідравлічних розширень при нагріванні тепопносія.

Однотрубні системи більш довершені, ніж двотрубні та простіші при монтажі, тому вони застосовуються частіше.

Для будівель з суміщеними покрівлями без горищ доцільно використовувати однотрубну систему опалення з П_подібними стояками з триходовими кранами в опалювальних приладах з прокладанням магістральних трубопроводів у підпільних каналах. Магістральні трубопроводи з гарячою і холодною водою прокладають у каналах нижче рівня підлоги. За наявності технічного поверху чи простору на горищі система опалення може бути виконана з верхнім розведенням.

Для приєднання споживачів теплової енергії до теплової мережі використовуються теплові пункти. Тепловий пункт - це комплекс пристроїв, розташований у відокремленому приміщенні, який складається з елементів теплових енергоустановок, що забезпечують приєднання цих установок до теплової мережі. Основне призначення теплового пункту полягає в підготовці теплоносія певної температури і тиску, регулюванні їх, підтримуванні постійної витрати, обліку споживання тепла. Теплові пункти поділяють на модульні, індивідуальні та центральні.

Модульний тепловий пункт - це повністю скомплектований пристрій, який дозволяє підключити реконструйовані або знову споруджувані об'єкти до теплових мереж в найбільш короткі терміни.

Індвідуальні теплові пункти використовуються для приєднання систем опалення, гарячого водопостачання і технологічних установок, які використовують тепло, однієї будівлі або його частини.

Центральні теплові пункти призначені для приєднання до теплопостачання двох чи більше будівель.

Основне обладнання теплових пунктів складається з гідроелеваторів, насосів, теплообмінників, змішувачів, теплолічильників тощо.

Індивідуальні та блочні теплопункти використовують в одноповерхових невеликих закаладах, центральні - в потужних об'єктах.

Лічильник тепла - засіб вимірювань або комплект засобів вимірювань, призначений для визначення теплової енергії та вимірювання маси та параметрів теплоносія (рис. 4). Як правило, лічильники складається з теплообчислювача 1, одного або двох вимірювальних перетворювачів витрати (водолічильників) 2 і двох перетворювачів (датчиків) температури 3. Витрати тепла визначаються в гігакалоріях (Гкал).

Рис. 4. Схема роботи лічильника тепла:

1 - теплообчислювач; 2- водолічильник (водомір); 3 - перетворювач (датчик) температури

Крім того, теплолічильники підрозділяються на єдині і комбіновані. Складові елементи (обчислювач, перетворювачі) єдиного теплолічильника не є самостійними засобами вимірювань; єдиний лічильник випускається, перевіряється та обслуговується саме як єдине ціле. Комбінований лічильник складається з елементів, кожен з яких є самостійним сертифікованим засобом вимірювань. Одні і ті ж елементи (обчислювачі, перетворювачі витрати, температури, тиску) можуть використовуватися в різних комбінаціях, тобто складати різні комбіновані теплолічильники.

Автономне водяне опалення будівель

Система автономного, або індивідуального опалення дозволяє виробляти тепло і гарячу воду безпосередньов будівлі, тим самим забезпечуючи табільну наявність отримання теплової енергії в будь-який період року. Приклад системи автономного опалення дудівлі наведено на рис. 5.

Головним елементом системи автономного опалення є котел 1. За видом палива котли бувають декількох типів: газові, електричні, рідкопаливні та твердопаливні.

Циркуляційні насоси та змішувальні групи 3 в системі опалення забезпечують змішування та транспортування теплоносія до радіаторів опалення та інших теплових приладів. Бойлер 6 непрямого нагріву призначений для акумулювання запасу гарячої води системи гарячого водопостачання. Колектор опалення 8 з гребінкою викорстовується для розподілу теплоносія до опалювальних приладів (радіаторів) з заданими параметрами. Через димохід 10 відбувається відведення продуктів горіння дизельного котла.

Рис. 5. Схема автономного опалення будівлі.

1 - котел рідкопаливний(дизельний); 2 - розподільний колектор; 3 - циркуляційні насоси та змішувальні групи; 4 - розширювальний бак; 5 - паливний бак; 6 - бойлер; 7 - кабельне нагрівання підлоги; 8- колектор опалення; 9 - радіатор; 10 - димохід

Повітряне опалення

Повітряне опалення - спосіб обігріву приміщення подачею в нього теплого повітря. На відмінну від водяного і парового опалення, теплоносієм є повітря.

На сьогоднішній день повітряне опалення займає провідне місце в країнах Європи та Америки з холодним чи помірним кліматом. Системи повітряного опалення широко використовуються для опалення житлових будинків, торговельно-розважальних приміщень, офісних центрів, складів, виробничих приміщень та інше.

За місцем розміщення генератора тепла системи повітряного опалення поділяють на: центральні (канальні) і місцеві (локальні).

При центральній системи повітряного опалення (рис. 6) нагріте повітря від теплогенератора, який може розміщуватися в вентиляційній камері, подається в приміщення по спеціальних каналах (повітропроводах).

Рис. 6. Принципова схема роботи системи повітряного опалення:

1 - тепло генератор; 2 - подача підігрітого повітря, 3 - відведення охолодженого повітря

При локальному опаленні окремих приміщень використовується місцеві системи на основі автономних теплогенераторів, кожний з яких подає тепле повітря безпосередньо в приміщення, в якому він розміщений. Повітронагрівачі таких систем характеризуються меншими витратами теплого повітря і витрачають менше енергії для роботи вентилятора.

Крім того, така система підвищує ефективність опалення за рахунок раціонального зонального опалення: повітря нагрівається саме там, де це необхідно.

За характером повітрообміну системи повітряного опалення поділяють на: рециркуляційні системи, системи з частковою рециркуляцією та приточні системи

Найбільш прості у використанні і економні рециркуляційні системи повітряного опалення працюють без притоку зовнішнього повітря на основі внутрішнього повітря приміщення. Такі системи можуть бути канальними і безканальними.

Рециркуляційні системи бувають тільки опалювальними, вони не виконують функції вентиляції. Область використання таких систем обмежена: їх не можна використовувати в приміщеннях, для внутрішнього повітря якого характерна висока концентрація шкідливих, пожежо- і вибухонебезпечних речовин.

Система з частковою рециркуляцією використовується для опалення приміщень і з притоком зовнішнього повітря і для опалення внутрішнього. Відношення проточного і рециркуляційного повітря в приміщенні може змінюватися залежно від технологічних чи санітарних потреб. При цьому необхідно передбачити систему витяжних вентиляцій, що забезпечить видалення зайвого повітря.

До недоліку цієї системи можна віднести тепловтрати з повітрям, яке видаляється. Для зниження цих втрат використовуються спеціальні рекуператори тепла, як правило, на основі пластинчастих теплообмінників: повітря що видаляється віддає тепло приточному, підвищуючи при цьому енергоефективність системи.

Системи повітряного опалення бувають гравітаційні і системи з вимушеною вентиляцією.

В гравітаційній системі повітря рухається за рахунок природної циркуляції, через різницю температур.

В системі вимушеної циркуляції використовується вентилятор з електропроводом для підвищення тиску повітря і розповсюдження його по повітропроводах по всьому приміщенні.

Система повітряного опалення складається з теплогенератора, системи повітропроводів і димоходу (для виведення продуктів згорання). Теплогенератор може встановлюватися в підвалі (котельні), на даху або в підсобному приміщенні. Вони можуть бути і мобільними і стаціонарними

В камері згорання теплогенератора згорають рідке паливо або газ і в теплообміннику нагрівають повітря, яке подається вентилятором. Потім нагріте повітря по повітропроводах направляється в приміщення а продукти згорання виводяться в димохід.

Переваги системи повітряного опалення:

1) температурний режим весь рік. Систему повітряного опалення можна опційно доповнити кондиціонером, тобто без будь-яких додаткових витрат в канальну систему вбудовується охолоджувач повітря;

2) контроль вологості. Дана функція дозволяє підтримувати необхідну відносну вологість в приміщенні;

3) очищення повітря до 99,9% за допомогою фільтрів і бактерицидних ламп;

4) вентиляція приміщень.;

5) економія енергоресурсів (завдяки автоматиці, яка при достатньому утепленні приміщенні працює в надекономічному режимі для підтримки заданої температури повітронагрівач протягом доби включається 3…4 рази на 10…15 хвилин, зменщуючи витрати на опалення;

6) мала інерційність системи (дозволяє за 35…40 хв підняти температуру від -22 до +22 градусів по цельсію, далі включається автоматика);

7) відсутність високотемпературних приладів в приміщенні;

8) безпечність замерзання системи (через відсутність води);

9) довговічність і висока надійність системи.

Недоліком цієї системи порівняно з водяною є те, що теплоємність повітря в 4000 разів менша за теплоємність води, відповідно для отримання тієї ж кількості тепла потрібна більша кількість нагрітого повітря. Це призводить до використання трубопроводів більшого діаметру, збільшення швидкості руху теплоносія (необхідність використання вентиляторів), а отже і наявність звукоізоляції трубопроводів.

Ще одним недоліком системи повітряного опалення є переміщення в приміщеннях що опалюються великих об'ємів повітря. Це зменшує комфортність, призводить до значного руху пилу і сприяє рознесенню бактерій по всьому приміщенню.

Випромінювальне опалення

Випромінювальне тепло - це термальне випромінювання між двома поверхнями. Термальне випромінювання відбувається, коли матеріал передає інфрачервоне випромінювання, у такий спосіб нагріваючи інший матеріал та не спричиняючи нагрівання повітря навколо матеріалів, що нагріваються.

При передачі тепла за допомогою інфрачервоних панелей відсутній проміжний носій тепла - повітря - відповідно витрати на опалення для досягнення необхідного ефекту мінімальні. 100% виробленого тепла залишається в кімнаті. Не потрібні жодні трубопроводи, каміни чи котельні, щоб доставити тепло до місця призначення.

В закладах закладів ресторанного і готельного господарства найбільшого використання набули площинні нагрівальні системи (стельові, стінні та підлогові), Джерелом енергії в яких можуть бути: газ, електричний струм, вода.

Поняття "площинне опалення" визначає систему опалення, при якій тепло до приміщення передається через оточуючі поверхні перегородок, тобто через стелю, підлогу або стіни. У зв'язку з цим опалення поділяється на стельове, підлогове і стінне. Теплові промені з гріючих поверхонь потрапляють на інші поверхні, які також нагріваються і передають нагромаджене тепло частково випромінюванням, а частково конвекцією.

1) Обігрівання підлогою

Основною вимогою при обігріванні підлогою є обмеження середньої температури підлоги в зоні постійного перебування людей до величини tmax = 28 °С. Переходити межу цієї температури не рекомендується, бо погіршуються умови теплового комфорту (контакт ноги з підлогою). У ванних кімнатах, привіконних поясах допускаються дещо вищі температури ( 29-30 °С).

Теплі підлоги можуть прогрівати повітря до 2,5 м в висоту. Повітря прогрівається поступово і рівномірно розподіляється на всій площі підлоги, ближче до підлоги повітря на 2-4 градуси вище.

Теплі підлоги використовуються як для основного, так і для додаткового опалення.

2) Обігрівання стелею

Обігрівання стелею має певні переваги відносно інших систем опалення, тому що обмежує конвекційний рух в приміщенні, де закриваються гріючі площини.

Стельовий інфрачервоний (рис. 7) обігрівач складається із прямокутного металевого корпуса, покритого жаростійкою фарбою, з елементами кріплення до стелі, а випромінювачем служить пластина, покрита шаром спецкераміки, який має дуже високий коефіцієнт корисної дії перетворення теплової енергії у випромінювання.



Рис. 7. Стельовий обігрівач

Для системи обігрівання стелею потрібно дотримуватися необхідної для висоти даного приміщення температури поверхні стелі. Наприклад, для приміщень висотою 3 м ця температура не повинна перевищувати 35 °С. Така вимога виникає з обмеження максимальної густини випромінюючого теплового потоку на голову людини, яка перебуває в приміщенні (qmax = 12 Вт/м2).

Іще одним різновидом стельового випромінювального обігріву на основі довгохвильвого ІЧ випромінювання є термоплівка. Являє собою тонку (0,3 мм) і міцну поліестерову плівку, із запаяними всередину паралельними смугами карбоново-срібного напівпровідника, з'єднаними між собою мідно-срібними шинами. На смуги карбонового напівпровідника подається напруга 220 В. В основу роботи нагрівача покладено відомий принцип, відповідно до якого при протіканні току провідник виділяє тепло. Тепла поверхня плівкового електронагрівача випромінює м'який ІЧ потік.

Що стосується температури нагріваючої поверхні, вона не перевищує +35С° - це забезпечує повну пожежну безпеку, при цьому за допомогою вбудованого датчика можна регулювати температуру нагріву.

Площа покриття - близько 65% від площі приміщення.

Переваги системи випромінювального опалення:

· Термін використання необмежений;

· 100% воробленої енергії залишається в опалюваному приміщенні;

· Інфрачервоні системи опалення не утворюють жодних викидів, як СО2, дим, сажа, бруд;

· Незначне споживання енергії;

· Доступна ціна;

· Мала вартість монтажу;

· Відсутність руху повітря та перенесення пилу;

· Панелі можна використати як елемент дизайну;

· Можливість використання одночасно з іншими системами опалення.

Теплові вентилятори і теплові пушки

Теплові вентилятори - це пристрої, які поєднують в собі нагрівальний елемент та вентилятор, що забезпечує конвекцію повітря у приміщенні, "проганяючи" його через систему нагріву (рис. 8 а). Звичайний тепловентилятор можна на короткий час вмикати у приміщенні, щоб підняти температуру повітря на декілька градусів.

Переваги тепловентиляторів: легкість, компактність, невисока вартість, швидке і рівномірне поширення гарячого повітря в приміщенні. Деякі моделі тепловентиляторів дозволяють відключати нагрівальний елемент і тому можуть влітку використовуватись у якості звичайних вентиляторів.

Недоліки: шум при роботі вентилятора і руйнування кисню - він витрачається на окислення високотемпературних нагрівальних елементів. Однак, у тепловентиляторах з керамічними нагрівальними елементами руйнування кисню не відбувається.



а б

Рис. 8. Загальний вигляд тепловентиляторів і теплових пушок:

а - тепловентилятор; б - теплова пушка

Теплова пушка - це потужний тепловий вентилятор в міцному металевому корпусі, захищеному від різних пошкоджень (рис. 8 б). Принцип роботи теплової пушки той же, що і в тепловентилятора Переносні теплові пушки мають потужність в діапазоні від 2 до 30 кВт.

Теплові пушки забезпечують економічний, практичний і швидкий обігрів кімнат, складів, майстерень, цехів, конференцзалів і будівельних майданчиків. Також вони застосовуються для цілей осушення і вентиляції. Легко встановлюються і можуть використовуватися як для повного обігріву приміщення, так і для створення додаткового тепла.

В конструкцію теплової пушки входять: нагрівальний елемент, вентилятор, що продуває повітря через нагрівальні елементи, металевий корпус, регулювальник рівня нагріву, перемикач режимів витрати повітря, термостат безпеки, що не допускає перегріву приладу. Деякі моделітеплових пушок містять фільтр для очищення повітря

Теплові гармати розділяють на типи по методу нагріву:

ь Електричні;

ь Дизельні (нагрівальні елементи гріються за рахунок згорання

дизельного палива);

Газові;

ь Теплові гармати на відпрацьованому маслі;

ь Тепловентилятори на гарячій воді.

Енергозбереження при опаленні будівель

Ш утеплення вікон, дверей, інших огороджень;

Ш регулювання подачі тепла залежно від зовнішніх кліматичних умов (температури, вітру, сонячної радіації);

Ш використання засобів обліку витрат теплової енергії;

Ш застосування в адміністративних приміщеннях громадської будівлі у неробочі години економного режиму роботи опалювальних приладів шляхом використання термостатичних вентилів регулювання температури;

Ш застосування автономної системи опалення.



Тема 2. Система вентиляції і кондиціювання повітря

План

Призначення і види систем вентиляції.

Обладнання систем примусової вентиляції.

Кондиціювання повітря, устаткування систем кондиціювання.

2.1 Призначення і види систем вентиляції

Вентиляцією (від лат. ventilatio - провітрювання) називають організований та регульований розрахунковий повітрообмін, який забезпечує видалення з приміщення забрудненого, надходження чистого повітря з метою створення сприятливого для здоров'я людини повітряного середовища.

За способом переміщення повітря вентиляція поділяється на: природну, примусову і комбіновану.

Природна вентиляція виникає внаслідок теплового та вітрового напорів (поділяється на неорганізовану й організовану). Принцип дії - за рахунок різниці густини, тиску та температури внутрішнього і зовнішнього повітря. До пристроїв вентиляції з природною спонукою відносять вентканали в конструкціях будівлі, кватирки, фрамуги, вікна, двері, елементи зовнішніх огороджень.

При примусовій вентиляції повітрообмін здійснюється внаслідок різниці тисків, що створюється вентилятором.

Переваги:

v великий радіус дії;

v можливість зміни в широких межах обсягів приточного і видаляємого повітря;

v можливість очищення, підігріву приточного повітря та очищення забрудненого повітря перед викидом його до атмосфери;

v незалежність роботи від метеорологічних умов.

Недоліки:

v значна вартість споруд та їх експлуатація;

v підвищений шум та вібрація.

При комбінованій забезпечується поєднання природної і примусової вентиляції.

В громадських будівлях найбільшого використання набула система примусової вентиляції.

Класифікація систем примусової сигналізації

За призначенням
Робоча	забезпечує створення необхідного мікроклімату у приміщеннях будівлі
Аварійна	встановлюється в приміщеннях, де можливе раптове надходження у повітря значної кількості шкідливих речовин для їх швидкого вилучення
За напрямком потоку повітря
Припливна	забезпечує тільки організоване надходження повітря в приміщення, підвищуючи тиск у ньому. Повітря відводиться через щілини у вікнах і дверях
Витяжна	забезпечує лише організоване видалення повітря з приміщення, знижуючи тиск у ньому. Повітря надходить через відкриті вікна, двері або щілини в них
Припливно-витяжна	повітря у приміщення організовано подається і відводиться. Залежно від того, що є більшим, тиск у приміщенні може підвищуватися чи знижуватися. Знижений тиск передбачається у санітарних вузлах та гарячих цехах закладів харчування
За місцем дії
Загальнообмінна	повністю забезпечує вентилювання приміщення
Місцева	за допомогою місцевих відсосів забруднення уловлюється в місці його утворення і видаляється із приміщення, не розповсюджуючись в ньому
Комбінована	поєднання загальнообмінної і місцевої вентиляції

2.2 Обладнання систем примусової вентиляції

Системи примусової вентиляції включають ряд основних елементів



У системах припливно-витяжної вентиляції (рис. 9) використовуються елементи, що відносяться до наведених вище видів вентиляції.

Основне обладнання систем вентиляції розміщують у припливних і витяжних камерах. Приміщення, які потребують максимальних повітрообмінів, повинні бути наближені до венткамер. Розміри вентиляційних камер у плані визначають, виходячи з габаритів обладнання, що там встановлюється. Орієнтовна площа венткамер продуктивністю 5-10 тис.м3/г близько 12-16 м2.

Рис. 9. Припливно-витяжна загальнообмінна вентиляція:

1 - повітрозабірна решітка; 2 - шахта припливна; 3 - утеплений клапан;

4 - фільтри повітряні; 5 - калорифери; 6 - вентилятор; 7 - припливний повітропровід; 8 - припливні та витяжні решітки; 9 - витяжний повітропровід;

10 - витяжна камера; 11 - шахта витяжна

Припливні камери необхідно максимально наближати до місць забору повітря. У камерах розміщуються вентилятори з електродвигунами, калорифери і, у разі запилення зовнішнього повітря, - очишувальні фільтрами.

Вентиляційні камери витяжних систем розміщують якнайближче до місць викиду повітря в атмосферу. Найчастіше їх облаштовують у верхніх поверхах, на горищі або на покрівлі, якщо це не шкодить архітектурному вигляду будівлі. У витяжних камерах встановлюються вентилятори з електродвигунами і фільтри для попереднього очищення повітря, що викидається.

У гарячих цехах закладів ресторанного господарства повинно бути забезпечене розрідження, що досягається подаванням безпосередньо в цех 40 % припливного повітря, призначеного для його вентиляції. Залишок припливного повітря подається через обідню залу. Припливне повітря слід подавати в робочу зону гарячого і кондитерських цехів і у верхню зону інших приміщень.

Вентиляція приміщень громадського, виробничого і господарського призначення у готелях повинна проектуватися окремо від вентиляції номерів. За проектування припливних та витяжних систем слід вжити заходів, які виключають розповсюдження характерних для цих приміщень запахів у суміжні приміщення та житлові номери. Розташовувати витяжні шахти для викиду повітря з цих приміщень перед вікнами житлових номерів, а також прокладати повітроводи витяжної вентиляції по фасадах готелю не допускається. При проектуванні систем вентиляції з механічним спонуканням слід застосовувати вентилятори і шумопоглинальне обладнання з характеристиками, що виключають проникнення до житлових приміщень шуму, що перевищує допустимий для нічного часу рівень, встановлений чинними нормами.

Системи місцевої вентиляції

Місцева вентиляція може забезпечувати, як приплив чистого повітря (заздалегідь очищеного і підігрітого) до певних місць, так і навпаки, видалення повітря від певних місць з найбільшою концентрацією шкідливих домішок в повітрі. Загальнообмінна вентиляція обслуговує приміщення повністю.

Місцева вентиляція буває припливною і витяжною. Вентиляція, при якій повітря подають на визначені місця - місцева припливна вентиляція, а коли забруднене повітря вилучають тільки з місць утворення шкідливих речовин - місцева витяжна вентиляція.

Місцева припливна вентиляція служить для створення необхідних умов повітряного середовища в обмеженій зоні приміщення.

До приладів місцевої припливної вентиляції належать: повітряні душі й оази, повітряні і повітряно-теплові завіси.

Повітряний душ - це спрямований на працівника потік повітря. Він повинен подавати чисте повітря до постійних робочих місць, знижувати в їх зоні температуру повітря й обдувати працівників, що піддаються інтенсивному тепловому опроміненню.

Повітряні оази це частина площі приміщення, що відокремлюється з усіх боків легкими пересувними перегородками висотою 2 - 2, 5 м і заповнюється повітрям більш холодним і чистим, ніж повітря приміщення.

Повітряні завіси і повітряно-теплові завіси створюють повітряні перегородки або змінюють напрямок потоку повітря. Їх використовують для захисту людей від охолодження проникаючого в приміщення холодного повітря. Завіси бувають двох типів: повітряні з подачею повітря без підігріву і повітряно-теплові з підігрівом повітря в калориферах.

Прикладом місцевої припливної вентиляції є теплові повітряні завіси, які застосовують для зменшення надходження холодного зовнішнього повітря через відкриті дверні блоки. При цьому назустріч холодному повітрю подається тепле (з температурою до 50° С) плоскими струменями, з достатньо великою швидкістю (10…15 м/с).

Місцеву витяжну вентиляцію застосовують, коли місця виділень шкідливих речовин локалізовані, щоб не допустити їх поширення по всьому приміщенню. У виробничих приміщеннях ця вентиляція забезпечує виловлювання і вилучення шкідливих речовин: газів, диму, пилу і частково вилучає тепло, що виділяє виробниче устаткування.

Місцева витяжна вентиляція здійснюється за допомогою місцевиХ витяжних зонтів, всмоктуючих панелей, витяжних шаф (рис. 10).

Рис. 10. Місцевої витяжні пристрої

а -- витяжний зонт, б -- всмоктувальна панель, в -- витяжна шафа з комбінованою витяжкою

Конструкція місцевого пристрою повинна забезпечити максимальне вловлювання шкідливих виділень при мінімальній кількості вилученого повітря. Крім того, вона не повинна бути громіздкою та заважати обслуговуючому персоналу працювати і наглядати за технологічним процесом.

Систему вентиляції розробляють у такій послідовності:

1) визначають кількість припливних і витяжних систем, розміщення венткамер, повітроводів, місць забору, подачі та видалення повітря;

2) розраховують кратність повітрообміну для окремих приміщень;

3) розподіляють розраховані повітрообміни між окремими приміщеннями;

4) розраховують і підбирають необхідне обладнання (вентилятори, електродвигуни).

5) з'ясовують спосіб вентиляції окремих приміщень та будівлі в цілому;

Вибір систем обміну повітря в закладів ресторанного і готельного господарства, залежить від типу закладу, об'єму будівлі та інших чинників.

Обираючи кількість витяжних і припливних систем, необхідно врахувати можливий радіус дії одного вентиляційного центру. Для природної витяжної вентиляції він не перевищує 8 м, для системи механічної вентиляції - близько 40 м.

Визначення кратності вентиляційного повітреобміну

Розрахунок починають з визначення кількості повітря, яке подається чи відводиться в приміщення вентиляцією за формулою

Lв = М /(К2 - К1), (3)

де Lв - кількість вентиляційного повітря, м3/год;

М - кількість шкідливих речовин, що виділяється в приміщенні, мг/год;

К2 - гранично допустима концентрація шкідливих речовин, мг/м3 (нормується санітарними);

К1 - концентрація шкідливих речовин у припливному повітрі, мг/м3.

При наявності в приміщенні надлишків тепла кількість вентиляційного повітря визначають за формулою

Lв = Qнад / C (tвід - tпод )с, (4)

де Qнад - надлишок тепла в приміщенні, що являє собою різницю між тепловиділеннями і тепловтратами, Вт;

C - теплоємкість повітря, Дж/кг·оС;

tвід - температура повітря, що відводиться з приміщення і яку часто приймають рівною внутрішній температурі приміщення, °С;

tпод - температура повітря, що подається в приміщення, °С;

с - густина повітря, кг/м3.

При наявності в приміщенні надлишків вологи кількість вентиляційного повітря буде дорівнювати

Lв = D/(d2 - d1) с, (5)



де D - кількість вологи, що виділяється в приміщенні, г/год;

d2 - абсолютний вологовміст повітря, що видаляється з приміщення, г/кг;

d1 - абсолютний вологовміст повітря, що подається в приміщення, г/кг.

Якщо в одному і тому ж приміщенні виділяється одночасно декілька шкідливих речовин, а також є надлишки тепла і вологи, кількість вентиляційного повітря визначають по кожній шкідливій речовині, надлишків тепла і вологи. Більшу із визначених величин Lв приймають за розрахункову.

Знаючи кількість вентиляційного повітря, визначають кратність повітрообміну:

n = Lв / V, (6)

де n - кратність повітрообміну, обм/год;

V - об'єм приміщення, що вентилюється, м3.

Розрахунок повітрообміну в гарячому і кондитерському цехах закладів ресторанного господарства проводиться на поглинання теплонадлишку в робочій зоні від людей, сонячної радіації (або електроосвітлення) і технологічного обладнання. Для розрахунку повітрообміну в цих цехах температуру повітря, що видаляється через місцеві відсоси технологічного обладнання, слід приймати 42 °С, а температуру повітря під стелею 30 °С. Повний тепловий потік від одного працівника приймається 210 Вт.

Розрахунок повітрообміну в обідніх залах закладів харчування слід проводити на поглинання теплонадлишку від людей, сонячної радіації або електроосвітлення. Повний тепловий потік від одного відвідувача приймається 116 Вт.

Для готельних номерів, згідно державних будівельних норм, встановлено такий необхідний повітрообмін для однієї людини:

- в готелях категорії ***** в холодний і теплий перід року - 60 м3/год;

- в готелях категорій **** в холодний і теплий перід року - 50;

- в готелях категорій *** в холодний період року 40 м3/год, в теплий - параметр не нормується;

- в готелях категорій * і ** в теплий період року 30 м3/год, в теплий - параметр не нормується.

2.3 Кондиціювання повітря, устаткування систем кондиціювання

Кондиціювання повітря - це створення та автоматичне підтримання заданих або таких, що змінюються за певною програмою, метеорологічних умов, які є найбільш сприятливими для людей (комфортне кондиціювання) чи здійснення технологічних процесів (технологічне кондиціювання).

При повному кондиціюванні забезпечується регулювання: температури (підігрів чи охолодження), потрібного рівня вологості, швидкості руху повітря, а також можливість його додаткового оброблення (очищення від пилу, дезінфекцію, дезодорацію). При неповному кондиціюванні регулюється лише частина параметрів.

Комплекс технічних засобів, за допомогою яких здійснюється кондиціювання повітря, називається системою кондиціювання.

Класифікація систем кондиціювання

За розміщенням основних елементів
Місцеві	встановлюються безпосередньо у приміщеннях, де необхідне кондиціювання повітря (віконні, настінні, спліт-системи, канальні, ті, що розташовуються на підлозі чи під стелею)
Центральні	забезпечують кондиціювання повітря у декількох приміщеннях за допомогою агрегату, розміщеного в окремій кімнаті
За характером роботи
Автономні	конструкція передбачає апарат для отримання холоду
Неавтономні	джерело холоду знаходиться ззовні
За режимом роботи
Літні	охолоджують повітря
Зимові	підігрівають повітря
Цілорічні	працюють у комбінованому режимі
За схемою обробки повітря
Прямотечійні	для обробки і подання у приміщення використовується лише зовнішнє повітря
Рециркуляційні	частково чи повністю використовується повітря приміщення, в якому забезпечується кондиціювання

Центральні кондиціонери

Центральні кондиціонери -- це неавтономні кондиціонери, до яких підводяться мережі холодопостачаиня, теплопостачання, водопостачання та електроенергія. Центральні кондиціонери широко використовуються в комфортному та технологічному кондиціюванні і призначені для обслуговування одного великого чи кількох приміщень. Інколи кілька кондиціонерів працюють на одне велике, наприклад торговельну залу великої площі.

Сучасні центральні кондиціонери складаються з уніфікованих типових секцій (модулів) - технологічних, в яких здійснюються процеси обробки повітря (нагрівання, охолодження, очищення, осушення, зволоження, транспортування), та проміжних чи модулів обслуговування, через які обслуговують технологічні модулі та змішують і регулюють витрату повітря. Не дивлячись на те, що влаштування центрального кондиціонера практично неможливе в існуючих будівлях і вимагає складних монтажно-будівельних робіт та прокладки повітропроводів, центральний кондиціонер ефективно підтримує параметри (температуру, вологість та рухливість) повітря в приміщеннях. Дослідження фахівців показують, що центральні кондиціонери кращі за автономні і за якістю обробленого повітря, і за стабільністю дотримання параметрів внутрішнього повітря, і за собівартістю обробки повітря.

Центральний кондиціонер складається з окремих типових секцій, герметично з'єднаних між собою. Корпус виготовлений з алюмінієвого каркасу, до якого прикріплені панелі, що складаються з двох оцинкованих листів з теплоізоляційним матеріалом між ними. В секціях передбачаються дверцята для обслуговування вузлів. Набір секцій залежить від вимог до параметрів обробленого повітря. Крім стандартних типових компоновок, існує можливість створення індивідуальної унікальної компоновки. Кількість секцій та їх розміри залежать від витрати повітря, яке обробляє кондиціонер.

Секція охолодження - водяний чи фреоновий теплообмінник, виготовлений з мідних трубок з алюмінієвими ребрами. Холодоносієм може бути вода, суміш води з гліколем, фреон. Холодоносій може надходити

від чиллера, артезіанської свердловини, градирні тощо. Колектори для води виконуються з оцинкованих труб, фреонові -- з мідних. Патрубки колекторів виведені назовні секції. В секцію встановлюється піддон з неіржавіючої сталі з виведеним назовні патрубком. За секцією встановлюються ефективні сепаратори для уловлепня крапель. Швидкість руху повітря становить 2,5...5,0 м/с.

Секція нагрівання використовує електричні, водяні чи парові иа-грівачі. Водяні та парові нагрівачі конструктивно виконуються гак само, як і охолоджувачі.

Електричні нагрівачі виконуються у формі прямокутника з закріпленими в ньому електричними трубчастими нагрівачами (ТЕНами). Елементи нагрівача встановлюються вертикально, а контакти виведені на бокову стінку корпусу. Нагрівач обладнується термостатом безпеки, який обмежує температуру всередині системи і відключає нагрівачі тоді, коли припиняється подача повітря.

Секція зволоження - це форсуночна камера у випадку зволоження водою чи секція {положення парою.

У форсуночній камері повіїря проходить через дощовий просіір дрібних крапель, які уїворююіься при розпиленні води з допомогою форсунок. Під час тепло- і масообмін) між водою та повітрям може здійснюватись цілий спектр процесів адіабатичне зволоження, зволоження при сталій температурі, охолодження зі сталим вологовміс-гом, політропічні процеси охолодження зі зволоженням та охолодження з осушенням. Найчастіше у форсупочних камерах підтримують процес адіабатичного зволоження.

Камера зрошення складається з корпуса, в якому встановлені труби з форсунками, піддон та насос. На вході в камеру та виході з неї встановлюють спеціальні сепаратори, які затримують краплі води. В сучасних кондиціонерах сепаратори виготовлені з пластику та нержавіючої сталі. Розмір крапель залежить від діаметрів отвору у форсунці. Використовують форсунки дрібного, середнього та грубого розпилу. Вода стікає в піддон, в якому підтримується певний рівень води, що забезпечує ефективну роботу насоса. Забір води з піддона здійснюється через спеціальний фільтр, який запобігає подачі забруднень до форсунок. Втрати води з обробленим повітрям компенсуються водою з водопровідної мережі чи з свердловин. Можлива подача води у форсуночну камеру і в прямоточному режимі, коли вода з мережі подається в до форсунок, а з піддона відводиться в каналізацію.

До складу секції зволоження парою входять сепаратор пари, термодинамічний кондеисатовідводчик, фільтр та інжекційне сопло. Зволоження сухою перегрітою парою дозволяє легко і точно регулювати вологість повітря з мінімальними експлуатаційними витратами, пара не містить мінеральних часток і бактерій.

Секція фільтрування використовується для обробки повітря та захисту секцій кондиціонера від пилу. При потребі в компоповку кондиціонера включають дві фільтрувальні секції. В секцію первинного фільтрування встановлюють сітчасті фільтри грубого очищення. Сітчасті фільтри виконують з тканини, укладеною зигзагом та армованою алюмінієвою сіткою. В секції вторинного фільтрування використовують фільтри більш тонкого очищення.

Секція шумопоглинання призначена для зниження рівня шуму, який створюється центральним кондиціонером. Всередині секції закріплені пластини з поглинаючого шум матеріалу, наприклад, мінеральної вати, підсиленої скловолокном.

Вентиляторна секція забирає повітря в центральний кондиціонер і подає його в приміщення. В кондиціонерах використовують відцентрові вентилятори одностороннього чи двостороннього всмоктування низького та середнього тиску. Вентилятори характеризуються високим ККД і змінюють продуктивність зміною числа обертів. З'єднання вентилятора та двигуна здійснюється клиноремінною передачею. Вентилятор з двигуном розташований на загальній рамі всередині секції, утворюючи вептиляційну групу, яка монтується на амортизаторах. Вентиляторна секція може бути проміжною або її напірний патрубок є виходом з кондиціонера.

Приклад можливого компонування секцій центрального кондиціонера наведений на рис. 11.

Рис. 11. Схема компонування центрального кондиціонера:

1- повітряний клапан; 2- приймально-змішувальна секція; 3 - секція охолодження; 4- проміжна камера; 5 - секція шумопоглинання; 6 - вентиляторна секція; 7 - секція нагрівання; 8 - секція фільтрування; 9 - гнучка вставка

Для економії тепла в кондиціонерах використовують утилізатори тепла. Тип утилізатора визначає і тип відповідної секції кондиціонера.

Регулювання кількості повітря, яке надходить в центральний кондиціонер, здійснюється повітряними клапанами з електроприводом. Як правило, клапан має багато стулок, встановлених паралельно.

Центральні кондиціонери поділяють на прямоточні (з утилізацією тепла чи без) та рециркуляційні (з першою рециркуляцією, з другою рециркуляцією, з першою та другою рециркуляціями та з обвідним каналом поза камерою зрошення).

Прямоточні кондиціонери здійснюють обробку лише зовнішнього повітря, кондиціонери з рециркуляцією обробляють суміш зовнішнього та рециркуляційного повітря. Коли мова йде про першу рециркуляцію, то мають па увазі, що рециркуляційне повітря змішується із зовнішнім перед калорифером першого підігріву, що дає можливість зменшити витрати тепла на цей підігрів. Друга рециркуляція -- це підмішування рециркуляційного повітря до обробленого перед калорифером другого підігріву, то дає змогу відмовитись від другого підігріву в теплий період року. В цей період доцільним може бути режим, при якому в камері зрошення обробляється не все повітря, а лише частина, що зменшує витрати на другий підігрів. Використання утилізації тепла та рециркуляції здешевлює обробку повітря в холодний період року.

...