Давление в системе отопления многоэтажного дома гост: Давление в системе отопления многоэтажного дома

Содержание

Давление в системе отопления многоэтажного дома

Заинтересоваться тем, какое давление в системе отопления многоэтажного дома, человек может по разным причинам.

Показатель волнует тех, кто планирует приобретать новые радиаторы и решает, выдержит ли тот или иной материал нагрузку.

Также вопрос о давлении всплывает, когда падает температура теплоносителя, ведь показатель напрямую связан с эффективностью работы всей системы.

Какое давление считается нормальным, как его проверить, отчего возникают перепады и как их устранить. Обо всём об этом, а также о давлении в системе частных домов читайте далее.

Содержание

1 Давление в системе центрального отопления: ГОСТ

2 Причины перепадов давления в отоплении многоквартирного дома
3 Устранение перепадов
4 Особенности автономного отопления
5 Заключение
6 Видео на тему

Давление в системе центрального отопления: ГОСТ

Рассмотрим, какое давление в системе отопления многоэтажного дома установлено по ГОСТу.

Давление разделяют на:

Рабочее.
Опрессовочное.

Рабочее – это стабильный наиболее комфортный показатель, на котором система функционирует большую часть времени.

Опрессовочным называют увеличенную нагрузку, которую на короткое время создают вначале отопительного сезона, когда только запускают отопление и проверяют его работоспособность.

Рабочий показатель является суммой давлений:

Статического.
Динамического.

Статическое создаётся столбом воды под действием гравитации.

И чем выше была поднята жидкость, тем больше этот показатель.

Динамическое – это избыточное давление, создающееся насосами.

В многоэтажных домах вода для радиаторов подаётся вначале на верхние этажи при помощи мощного насосного оборудования. Разумеется, поток воды приобретает определённую скорость и поднимается под напором. И чем выше здание, тем больший напор нужен, чтобы подать теплоноситель наверх.

Норматив для 9-этажного здания: 0,5 – 0,7 Па (5 – 7 Атм).

Более высокие здания: 0,7 – 1 Па (7 – 10 Атм).

Разница показателей у первого и последнего этажа не должна превышать 10 %.

Опрессовочное давление не должно превышать рабочее более чем на 20 %.

Практика показывает, что на подаче обычно 6 Атм., а на обратке около 4 Атм. Но многие факторы могут влиять на этот показатель.

Причины перепадов давления в отоплении многоквартирного дома

Как уже говорилось, рабочее давление зависит от этажности здания. Но не только. Вот ряд других причин, почему оно может меняться:

Насосы могут остановиться, если прекратится подача электроэнергии, или попросту сломаются.
Изношенность оборудования, снижение КПД насосов с возрастом.
Разгерметизация (утечка теплоносителя).
Зарастание просветов в трубах и радиаторах многоэтажки.
Рельеф, перепад высоты почвы, на которой стоит дом.
Температура в помещении, где располагается элеватор (в мороз давление растёт).
Самодеятельность жильцов, которые при замене элементов системы устанавливают диаметр труб больше или меньше расчетного.
Завоздушенность отопительных приборов.
Качество теплоносителя (в муниципальных домах он загрязнён, что вызывает повышение давления, если сравнивать его с теми же условиями для чистой воды).
В межсезонье перепады давления вызваны работами по опрессовыванию системы.

При испытаниях, нагрузку повышают примерно в 0,5 – 1,5 раза. Это необходимо, чтобы выявить и устранить дефекты сейчас, когда на улице ещё достаточно тепло, чтобы не пришлось пожинать более серьёзные последствия в лютый мороз.

Кроме того, проверку на герметичность проводят холодным теплоносителем, что менее проблематично в случае протечки, чем прорыв в разгар отопительного сезона, когда из трубы будет вырываться горячая вода.

Но существуют также гидроудары, не поддающиеся регулированию и контролю. Так что запас прочности должен значительно превышать расчётный показатель.

За состоянием системы в целом следят общедомовые манометры. Можно установить этот небольшой прибор и у себя в квартире. Врезку его осуществляют на входе в радиатор.

Устранение перепадов

Регулировка и настройка напора и температуры теплоносителя осуществляется через элеваторный узел отопления. Элеватор находится в подвале жилого дома. Он отвечает за смешивание потоков подачи и обратки. В его смесительной камере находится сопло, размером которого регулируется количество поступающей горячей воды (её температура, при поступлении, слишком высокая, чтобы отправляться так в радиаторы).

В экстренных случаях, когда нависает угроза разморозки всего дома, узел регулирования может быть полностью удалён и теплоноситель пойдёт напрямую в квартиры. Или же в нём рассверливается отверстие сопла. Жильцы, конечно, делать этого не могут.

Обслуживание элеваторного узла

Специалисты должны также следить за исправностью оборудования и насосов. В случае неисправности и поломки, насосы заменяют. Они же проверяют наличие течей, находят их и устраняют.

Так что многие проблемы с давлением решаются из подвала, руками специалистов.

Но кое-что зависит и от жильцов:

Для стояков используют трубы диаметром 25 – 33 мм. Этот же диаметр должен быть на отводке к радиатору. При замене какого-либо участка, обязательно нужно устанавливать точно такую трубу, как была, не заужая и, не увеличивая проход!
Нужно следить за состоянием радиаторов и труб в своей квартире. Периодически может требоваться спускать воздух. На новых батареях это делать совсем не сложно, ведь специальные воздушные краны и клапаны предусмотрены на них с завода.

Другое дело система отопления частного дома. Здесь все «рычаги управления» в руках хозяина и следить за давлением он может и должен сам.

Особенности автономного отопления

В отопительных системах, работающих от котла, слабое место – это теплообменник. Редко какие котлы оснащаются теплообменниками, способными выдержать более 5 — 7 Атм. Так как допустимое значение считается по наименее устойчивому элементу, предел допустимого значения теплообменника и будет тем самым нормативом давления в частном доме.

Как правило, это 1 – 3 Атм.

Если смонтирован открытый расширительный бак и нет циркуляционного насоса, волноваться нечего! Давление никогда не превысит статического минимума. Но низкое давление – это тоже не есть хорошо. Эффективность отопления здесь низкая, поэтому от такой системы всё чаще отказываются.

Если расширитель закрытый и работают насосы, следить за давлением нужно по манометру (советуется устанавливать в автономном отоплении группу безопасности, в которую входит предохранительный клапан, воздухоотводчик и манометр).

Автономное отопление в квартире от котла

Что может понижать давление:

Утечка. Если где-то капает соединение или «сопливит» кран, это разгерметизация, которую нужно устранять.
Воздухоотводчики тоже могут подтекать.
Снижение температуры воды. Расширение более холодной воды меньше, а значит, и давление тоже.

Повреждения мембраны расширительного бака. Она может изначально быть неправильно рассчитана, прорваться или потрескаться и растянуться. Ведь объём камеры расширителя должен составлять десятую часть всего объёма воды в трубах.
Воздух в системе. Первое время, после того, как залит новый теплоноситель, от него не ждут высоких показателей, поскольку постепенно должен выйти весь воздух. Если проблема вернулась вновь, возможно воздушные пробки опять скопились и нужно стравить его с радиаторов (о проблеме скажет также шум внутри труб).
Не стоит переживать, если давление низкое, после установки новых алюминиевых батарей. Химические реакции с выделением водорода пройдут, и система заработает «на пятёрку».
Выход из строя теплообменника котла. Это грозит серьёзным ремонтом, который должны выполнять мастера сервисов.

Растёт давление реже и в основном все причины сводятся к перегреву:

Ошибки истопника. Вода может закипать, если количество топлива превышает потребности по температуре (на улице не слишком холодно).
Засор. На любом этапе, в любом фильтре и соединении может образоваться засор, который не позволяет потоку нормально циркулировать. В результате до засора давление будет избыточным, а после наблюдаться резкое падение.
Сужение просветов. Со временем осадки накипи сужают просвет в трубах настолько, что циркуляция уже идёт совсем не так, как было рассчитано. Выход – использовать для труб мягкую воду, летом прочищать трубы.

Заключение

Знать, держится ли в отопительной системе нормальное давление, важно, поскольку его понижение приводит к снижению температуры в домах, а чрезмерное повышение может привести к тому, что самый слабый элемент отопления не выдержит.

Чтобы этим «слабым» элементом не стал радиатор в вашей квартире, нужно заранее знать рабочее давление вашего дома и подбирать приборы отопления под него.

Видео на тему

Предыдущая записьТупиковая система отопления: виды, конструктивные особенности и рекомендации по монтажу

Следующая записьКак отопить гараж зимой своими руками — обзор основных способов

Adblock
detector

какое должно быть, в чем измеряется, как проверить и нормализовать

Постоянное и оптимальное давление в трубах отопления необходимо для того, чтобы теплоноситель постоянно циркулировал по системе, проходя через все радиаторы. Этот параметр должен поддерживаться в заданных пределах как для поддержания в помещениях комфортной температуры, так и для предотвращения поломки, разрушения отдельных элементов или всей системы в целом. Рассмотрим значение этого понятия, основные параметры автономного и центрального отопления, правила монтажа системы, проблемы и способы их устранения.

В чем измеряется давление в трубах?

Этот показатель измеряется в паскалях и в атмосферах. Наиболее часто используется вторая шкала. Для обогрева объектов различного предназначения и высоты применяются индивидуальные подходы.

Так, нормой считается:

автономный котел — 1,5-2 атмосферы;
дома 3-5 этажей — 2-4 атмосферы;
девятиэтажные здания — 5-7 атмосфер;
высотные строения — 10 атмосфер;
подземные подающие магистрали — 12 атмосфер.

Регулировка давления проводится с помощью автоматических и ручных клапанов, расширительных баков, регуляторов и предохранительных мембран.

Контроль состояния отопительной системы осуществляется манометрами, установленными на трубах с определенным интервалом.

Как правило, контрольные приборы монтируются на входе в здание и в его самой высокой точке.

На что влияет давление в трубах?

Далеко не все осознают, насколько важно поддержание нужного напора в трубопроводе, по которому движется теплоноситель.

Создаваемое в системе давление определяет такие показатели:

Температуру в помещении. Если жидкость движется по магистрали медленно, то она не попадает в теплообменники. Кроме этого, до достижения поворотного участка контура она успевает сильно остыть.
Наличие воздушных пробок. При недостаточном напоре образуются воздушные пузыри, препятствующие циркуляции. В результате прекращается ток воды по всему стояку.
Целостность трубопровода. При чрезмерном напоре происходит разрыв прокладок, срыв резьбы на фитингах и разрушение батарей. Просмотр видео поможет наглядно представить последствия нарушения технологии отопления зданий и сооружений.

При снижении скорости тока теплоносителя увеличиваются расход энергии на нагрев, что приводит к росту материальных расходов.

Виды давления в системе отопления

Различают несколько типов давления, которое поддерживается в отопительной системе. Все они берутся в расчет при планировании строительства, эксплуатации и обслуживании магистрали.

Остановимся конкретно на видах:

Статическое. Оно не зависит от того, с какой силой работает насос и температуры жидкости. Показатель определяется объемом воды находящимся в системе, то есть гравитационным воздействием на стенки магистрали столба жидкости.
Динамическое. Оно создается напорными нагнетателями, подающими теплоноситель в трубопровод. Кроме этого, напор создается за счет такого явления как конвекция. Регулировка динамического давления осуществляется шаровыми кранами и другими приспособлениями.
Максимальное. Указывает на предельную прочность системы. Его превышение недопустимо, так как приводит к возникновению аварийной ситуации. Учитывая то, что температура теплоносителя близка к точке кипения, прорыв трубопровода представляет угрозу не только для интерьера, но для жизни и здоровья людей.

Как правило, в летний период вода из системы отопления многоквартирного дома сливается для проведения регламентных работ, установки котлов, замены батарей и стояков.

Какое должно быть нормальное давление

Под понятием «нормальное» подразумевается показатель, при котором образуется оптимальная циркуляция теплоносителя и не возникает угроза возникновения аварийной ситуации. Каждый элемент системы отопления имеет расчетную прочность и устойчивость к определенной температуре.

Существуют такие критерии нормального давления (в атмосферах):

стальные трубы без шва —20;
стальные трубы со швом —16;
полипропиленовые армированные изделия — 5;
алюминиевые радиаторы — 6;
панельные батареи — 9;
чугунные секции — 15.

Во всех случаях перед принятием решения о замене радиаторов, обвязки и стояков в квартире необходимо проконсультироваться со специалистами.

Целесообразно приобретать изделия, рассчитанные на двойное динамическое давление. Это нужно потому, что гидродинамические удары в системе не являются редкостью при неисправностях насосного оборудования.

Нормы и требования ГОСТ и СНИП

Требования к системам отопления изложены в СНиП 2.04.05-91 с изменениями от 21 января 1994 г. N 18-3, 15 мая 1997 г. N 18-11 и 22 октября 2002 г. N 137.

ГОСТ и СНиП регламентируют такие положения относительно системы отопления:

климатические и метеорологические условия;
уровень шума и вибрации оборудования;
ремонтопригодность магистрали;
безопасность конструкции;
площадь и объем помещений;
экономическое обоснование;
устойчивость материала к коррозии;
использование изделий разрешенных для строительства;
количества тепла на единицу площади.

СНиП рекомендует использовать в качестве теплоносителя воду с присадками или без. Применение других материалов допускается в случае наличия расчетов экономического обоснования.

Заполнение магистрали токсичными жидкостями запрещается.

Минимальное давление

Под этим понятием подразумевается такой напор, при котором поддерживается продвижение теплоносителя по магистрали. При этом должно обеспечиваться его поступление в каждый радиатор, независимо от этажа. Данное значение необходимо знать для проверки системы на герметичность после ее сборки, обслуживания или замены отдельных деталей.

Причины перепадов давления

Предпосылок к возникновению этого явления несколько. Перепады возникают в магистралях, установленных в частных домах и многоэтажных строениях.

Причины снижения и критического повышения напора в трубопроводе могут быть следующими:

Засорение магистрали. Со временем на ее внутренних стенках образуется известковый налет. Стальные конструкции меняют свои параметры из-за коррозии. Нередко в трубопровод попадают куски прокладок, мусор и пакля.
Сбой в работе насосного оборудования. Речь идет об отказе автоматики или резком изменении напряжения в сети. Нагнетательная система может выйти из строя полностью, что приводит к полному отсутствию напора и прекращению циркуляции теплоносителя.
Протечки и прорывы. Происходит утечка воды, снижается динамическое и статическое давление, система, если не оснащена обратным клапаном, теряет теплоноситель и заполняется воздухом.

Как показывает практика, ухудшение циркуляции воды по трубопроводу возникает по причине субъективного фактора.

В многоэтажных домах некоторые совладельцы прикручивают краны подачи с целью сэкономить на оплате коммунальных услуг.

Как бороться с перепадами давления

Падение или рост давления приводит к снижению или повышению температуры в помещении, что вызывает ухудшение самочувствия у людей, изменения влажности воздуха, появление грибка и плесени.

Существуют такие методы поддержания оптимальных параметров работы отопительной системы:

Обнаружение и ликвидация протечек. Найти их можно путем визуального осмотра всей обвязки и батарей. Ликвидация осуществляется самостоятельно наложением хомутов или специалистами. Если прорыв произошел внутри стены, то целесообразно сделать обводной канал, чтобы не портить отделку.
Засоры, накипь и налет устраняются механическим способом. Трубы прочищаются ершиком или в них заливается специальная жидкость. В квартирах с автономным отоплением целесообразно использовать присадки для смягчения воды.
Отрегулировать напор в каждом радиаторе. Для этого на них устанавливаются манометры и регуляторы. Таким образом выравнивается давление на каждой батарее, независимо от уровня, на котором она установлена.

Как поднять давление

Сделать это можно несколькими способами. В некоторых случаях может потребоваться помощь профессионалов.

Достижение данной цели осуществляется следующими путями:

Установкой вспомогательного насоса. Такой подход выбирается для многоэтажного частного дома. Выбирается агрегат с минимальным уровнем шума, чтобы не нарушать комфортность жителей.
Отключением невостребованных теплообменников. В домах есть комнаты, которые пустуют и не нуждаются в прогреве. Если их перекрыть, то насосная система обеспечит нужный напор для остальных комнат.
Настройкой давления отдельно для каждого радиатора. Так производится распределение горячей воды в зависимости от потребностей владельцев недвижимости.

Во всех случаях целесообразно установить на каждом стояке краны для стравливания воздуха.

Проверка герметичности

Данное мероприятие проводится после монтажа трубопровода, его ремонта, модернизации и перед началом каждого отопительного сезона. Во время пробного запуска в системе создается давление, минимум в 1,5 раза превышающее расчетное динамическое.

Проверка герметичности магистрали проводится в такой последовательности:

Внешний осмотр. Обследуются обвязка, батареи, фитинги и котел. Признаками протечки являются следы потеков и ржавчина.
Холодный этап. Подается вода, стравливается воздух, давление повышается до минимального рабочего значения. Система выдерживается в таком состоянии не менее 30 минут.
Горячий этап. Проводится после соединение трубопровода с котлом. В магистрали создается максимальный напор, теплоноситель нагревается до максимального значения.

Проверка герметичности должна выполняться под постоянным контролем. Если мероприятие прошло успешно, то систему можно вводить в эксплуатацию.

Заключение

Создание и поддержание нужного давления в системе отопления необходимо для продления срока ее службы, создания в доме комфортного микроклимата и снижения расходов на оплату счетов. Достичь нужных показателей можно с помощью периодического тестирования магистрали, установки современных приборов регулировки и контроля.

Как отапливаются многоэтажки?

Высотные дома подобны маленьким городам, упакованным в одну вертикальную структуру. Поскольку эти здания настолько велики, может быть сложно поддерживать адекватную среду для жителей. Вам может быть интересно, как контролируется температура в высотных зданиях, особенно с точки зрения тепла.

Высотные здания отапливаются с регулированием температуры, которое включает в себя системы вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) в дополнение к фактическому акту отопления. Наиболее распространенными системами отопления высотных зданий являются:

Системы водяного теплового насоса (WSHP)
Системы горячей/холодной воды
Тепловые насосы с воздушным охлаждением системы отопления, чтобы вы могли лучше понять регулирование температуры в высотных зданиях в целом. Читайте дальше для получения дополнительной информации.
1. Система водяного теплового насоса (WSHP)
Система WSHP наиболее часто используется в современных высотных зданиях. Это связано с тем, что система водяного теплового насоса является наиболее энергоэффективной среди всех существующих в настоящее время систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Это система отопления и охлаждения, работающая на хладагенте и обслуживаемая водяным контуром. The other components of the system are:
Pipe system/building water loop
Boilers
Metering device/thermal expansion device
Heat exchanger
Compressor
4-way reversing valve
Coil system
Each единица или зона имеет систему отопления на основе хладагента, обслуживаемую водяным контуром, который циркулирует по зданию. Для отопления водяной контур имеет свою систему подвода тепла. Подвод тепла осуществляется через бойлеры. Бойлеры используются для поддержания оптимальной для отопления температуры воды в водяном контуре здания.
Хладагент, в настоящее время смесь жидкости и газа при низкой температуре и низком давлении, направляется в теплообменник. Хладагент забирает тепло из водяного контура здания, который проходит через теплообменник, превращаясь в теплый газ с низким давлением.
Затем этот газ направляется в компрессор. Сжатие увеличивает температуру газа, превращая его в перегретый газ высокого давления.
Далее он проходит через 4-ходовой реверсивный клапан. Клапан направляет этот перегретый газ в змеевиковую систему, которая обеспечивает нагрев помещения за счет конвекции или излучения.
Теряя свое тепло в системе змеевиков, он выходит в виде низкотемпературной жидкости высокого давления, которая затем направляется в дозирующее устройство (устройство теплового расширения).
Он снова выходит из дозатора в виде низкотемпературной смеси газа и жидкости при низком давлении, готовой пройти через теплообменник и повторить процесс.
Еще одним преимуществом этой системы является то, что она намного проще, чем системы горячей/холодной воды. В WSHP используется меньше трубных систем, чем в системах горячего/охлажденного водоснабжения, он имеет менее дорогую градирню и его легче обслуживать.
2. Система горячей воды/холодной воды
Система охлажденной воды – это традиционно используемая система ОВК, используемая в высотных зданиях. В ней используются следующие компоненты:
Чиллер
Градирня
Бойлер
Изолированная 4-трубная система
Система вентиляторов и змеевиков
здание для охлаждения воздуха. В качестве альтернативы, чтобы отапливать помещение, котельная система нагревает воду, чтобы обеспечить дополнительный обогрев площади здания.
Централизованные котельные или коммунальное отопление подходят для высотных зданий высотой от 20 до 60 этажей или от 80 до 200 м (от 262 до 656 футов).
Насосы подают воду по ряду труб к месту, которое необходимо нагреть или охладить. Для охлаждения используется охлажденная вода для снижения температуры теплообменных змеевиков, расположенных в отдельных зонах. Затем вентилятор обдувает эти охлажденные змеевики воздухом, создавая прохладный воздух.
С другой стороны, горячая вода подается в змеевики, расположенные в отдельных помещениях для обогрева. Поверхностные обогреватели, такие как радиаторы, выделяют тепло посредством излучения или конвекции. Теперь уже холодная вода возвращается в котел для повторного нагрева.
Хотя эта система может быстро реагировать на температурные и климатические потребности жителей и пользователей здания, у нее есть и несколько недостатков.
Недостатком этой системы является то, что она намного сложнее, чем система WSHP, учитывая, что она требует большего количества систем трубопроводов и насосов. Они нуждаются в более квалифицированном специалисте, когда дело доходит до обслуживания и ремонта.
Поскольку это централизованная форма отопления, она может повлиять на все здание, когда необходимо выполнить техническое обслуживание. Это приводит к необходимости некоторого резервирования систем, что может привести к резкому увеличению затрат на систему горячей/холодной воды.
По сравнению с 500% КПД систем WSHP, системы горячей/холодной воды имеют КПД только 80%-90%.
3. Тепловые насосы с воздушным охлаждением
Это распространенные решения, которые можно увидеть в семейных резиденциях, небольших отелях и мотелях. Тем не менее, довольно много высотных зданий, особенно кондоминиумов, все еще используют тепловые насосы с воздушным охлаждением для обогрева своих помещений.
Тепловые насосы с воздушным охлаждением имеют блоки нагрева/охлаждения, установленные на единицу площади. Эти блоки могут охлаждать и обогревать только небольшое пространство по сравнению с WSHP или системами горячей/охлажденной воды. Поэтому необходимо установить несколько модулей.
Тепловые насосы с воздушным охлаждением имеют внутреннее и внешнее оборудование. В наружном блоке хладагент проходит через компрессор, превращая его в перегретый газ.
Для обогрева перегретый газ направляется во внутренний блок, который проходит через систему внутреннего змеевика. Затем тепло рассеивается в пространстве посредством конвекции или излучения.
Поскольку температура хладагента снова низкая или теплая, он готов вернуться к наружному блоку и компрессору для повторения процесса.
Одним из преимуществ этой системы отопления является то, что потребление энергии можно легко точно контролировать, установив единицу на единицу площади, например, на квартиру в многоквартирном доме. Только одно жилое помещение будет затронуто, когда необходимо выполнить техническое обслуживание единицы. В то же время операции могут продолжаться в обычном режиме в остальной части здания.
Основным недостатком использования индивидуальных тепловых насосов с воздушным охлаждением является их влияние на эстетику здания. Поскольку у каждой единицы есть собственное внешнее оборудование, оно может легко нарушить внешний вид здания.
Кроме того, компрессор, расположенный рядом с каждым помещением, может быть немного шумным для конечных пользователей.
Как выбрать лучшую систему отопления для вашего высотного здания
Существует ряд систем отопления и охлаждения, которые вы можете выбрать для высотного здания. Этот выбор будет зависеть от нескольких различных факторов:
Назначение самого высотного здания
Высота здания
Сложность системы отопления
Рассмотрим каждый из этих факторов более подробно:
Функция Здания
При определении функции высотного здания следует рассмотреть следующие вопросы:
Для чего используется здание?
Кто будет регулярно посещать это здание?
Существуют ли какие-либо уникальные факторы, присущие вашему конкретному зданию, например, неисправная изоляция?
Здание жилое или коммерческое?
Будет ли он использоваться под офисы?
Это будет многофункциональное здание?
Как можно поддерживать температуру в этом конкретном здании (кто будет отвечать за обслуживание)?
Функция здания будет влиять на то, какую систему лучше всего установить, будь то центральная система или сплит-системы.
Центральная система больше подходит для коммерческих помещений, так как есть большие общие площади. Сплит-блоки больше подходят для жилых помещений, поскольку элементы управления будут более специфичными для каждого блока и их будет легче контролировать.
Функциональность высотного здания часто напрямую связана с тем, какая система отопления лучше всего подходит для индивидуальных потребностей самого здания, а также для жильцов, которые будут часто находиться внутри здания.
Высота здания
Одной из самых отличительных особенностей высотного здания, как вы уже догадались, является высота.
Высотные здания обычно находятся в коммерческих районах крупных городов. Они часто используются как в жилых, так и в коммерческих целях, и в зависимости от предполагаемой функциональности могут иметь широкий диапазон разной высоты.
Britannica определяет высотные здания как здания, высота которых позволяет людям ходить пешком. Большинство этих уникальных зданий оборудованы некоторыми типами вертикального механического транспорта, такими как лифты и эскалаторы. Эти методы транспортировки чаще используются в больших зданиях и могут помочь вам точно определить, насколько велико ваше здание на самом деле.
Некоторые небоскребы могут достигать высоты более 328 футов (100 метров). Хотя высота варьируется от здания к зданию, вы должны ожидать, что любое высотное здание будет значительно выше, чем большинство строений.
Поскольку высота высотных зданий может сильно различаться, важно знать точную высоту вашего здания, чтобы определить, сколько или как мало отопления требуется для помещения. Это связано с тем, что разные системы отопления подходят для разных площадей.
Например, температура ближе к земле может сильно отличаться от температуры верхних этажей здания. Это вызвано эффектом дыма, который включает в себя подъем и опускание горячего и холодного воздуха внутри конструкции. Это может привести к большому разрыву между потребностями в отоплении разных этажей.
Есть еще проблема статического давления. Насосы и бойлеры имеют максимальное давление в системе. Поскольку площадь, которую система должна обслуживать, увеличивается по высоте, давление также увеличивается.
В связи с этим важно отметить, что большинство конструкций небоскребов не всегда могут рассчитывать на единую систему отопления. Для этих массивных зданий характерно деление полезной площади системы на зоны или секции, каждая из которых имеет систему поддержания температуры, соответствующую потребностям этой конкретной области.
Преимущество использования секций для систем отопления заключается в том, что это не повлияет на все здание, а только на его части, когда требуется техническое обслуживание и ремонт.
Проще говоря, высота высотного здания имеет важное значение для определения того, какая система (или системы) отопления необходима для данного помещения.
Сложность системы отопления
Некоторые системы контроля температуры более сложны в установке, и их часто необходимо интегрировать в чертежи здания до его возведения. Другие системы HVAC могут быть добавлены поверх существующей конструкции.
Когда дело доходит до сложности системы, вам нужно помнить:
Дизайнер и планировщик: Они отвечают за планы здания и видят, как система встроена в структуру здания. . Сложность повлияет на простоту процесса проектирования.
Управляющий зданием : Сложность системы повлияет на простоту технического обслуживания и ремонта системы HVAC в здании.
Конечный пользователь: Это относится к тем, кто будет пользоваться зданием. К ним относятся владельцы отдельных единиц (для квартир), сотрудники офисов или клиенты для коммерческих площадей. Сложность систем может повлиять на простоту использования и доступность для конечных пользователей, а также на их уровень комфорта.
Владелец : Это может относиться к владельцу здания и конечным пользователям, сдающим в аренду или владеющим частями здания. Сложность системы может повлиять на стоимость установки и обслуживания системы HVAC, которую берет на себя владелец/владельцы.
Системы отопления для высотных зданий и жилых домов
В отличие от отопления жилых помещений, системы, необходимые для управления отоплением, вентиляцией и кондиционированием воздуха (ОВКВ) в высотном здании, намного сложнее. Это связано с огромной высотой здания в дополнение к потребностям каждой отдельной секции конструкции.
Основное различие между поддержанием температуры в высотных зданиях и домах заключается в количестве задействованных систем. В высотных зданиях часто требуется комбинация нескольких систем, в то время как дома намного меньше и, следовательно, требуют меньшей сложности.
Заключительные мысли
В высотных зданиях для обеспечения отопления используются системы, охватывающие все здание. Стандартные системы отопления высотных зданий основаны на среде, такой как вода или хладагент, которая нагревается и циркулирует по различным зонам здания.
Используемая система зависит от нескольких факторов, включая назначение и высоту здания, а также сложность задействованных систем.
Вот наиболее распространенные системы отопления, используемые в высотных зданиях:
Системы водяного теплового насоса (WSHP)
Системы горячей/охлажденной воды
Тепловые насосы с воздушным охлаждением
Надеюсь, эта статья помог вам лучше понять системы отопления в высотных зданиях.
Источники
Современные строительные услуги: обслуживание высотных жилых домов
Nailor Industries Inc.: лучшая система вентиляции и кондиционирования для высотных жилых домов
Ken Philp ClimateCare: КАКАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ПОДХОДИТ ДЛЯ ВЫСОКОГО ДОМА? ВОПРОС ПО ОТОПЛЕНИЮ В ТОРОНТО
Архитектор: Как обогреть и охладить сверхвысокое здание
Академия PDH: Отопление и охлаждение самого высокого здания
Nailor Industries Inc.: Как работают водяные тепловые насосы
Science Direct: Система отопления зданий
YouTube: Инженерное мышление: Объяснение тепловых насосов – Как работают тепловые насосы AND MEGATALL BUILDING SYSTEMS
Инженерное мышление: объяснение тепловых насосов
Путеводитель по энергоэффективным многоэтажным зданиям
Многое требуется для обеспечения того, чтобы многоэтажное жилое здание было энергоэффективным, как показывает этот пример.
Когда люди недовольны температурным режимом, это может отрицательно сказаться на их продуктивности, способности к концентрации, самочувствии и здоровье. Таким образом, обеспечение теплового комфорта для любого проекта проектирования нового здания с помощью системы ОВКВ, а также расположение окон, дверей, лестниц и других компонентов имеет первостепенное значение.
Когда речь идет об экологически чистых зданиях, задача становится еще более серьезной, поскольку другие факторы, такие как потребление энергии, шум и загрязнение воздуха, должны быть сведены к минимуму одновременно. Несколько факторов определяют, является ли здание «зеленым», в том числе:
Наличие систем HVAC с низким энергопотреблением.
Использование возобновляемых источников энергии.
Эффективное использование ресурсов.
Надлежащее качество воздуха в помещении.
Меры против загрязнения.
Переработка.
Энергоэффективность важна как для зеленых, так и для стандартных зданий, и найти золотую середину между этим и тепловым комфортом — одна из самых распространенных задач для инженеров и архитекторов.
Основным инструментом для точного тестирования этих двух элементов конструкции здания является численное моделирование с использованием вычислительной гидродинамики (CFD). Этот метод позволяет пользователям быстрее и эффективнее исследовать такие элементы, как воздушный поток, распределение температуры, поле давления, скорость ветра и скорость воздухообмена.
Первые шаги
В рамках этого проекта проект жилого дома был подвергнут виртуальному испытанию с целью подбора правильных параметров производительности системы ОВКВ для обеспечения теплового комфорта зимой. С этой целью было выполнено онлайн-моделирование вычислительной гидродинамики (CFD), чтобы определить подходящую теплопроизводительность трехэтажного здания, чтобы гарантировать тепловой комфорт жителей при сохранении рекомендуемого качества воздуха в помещении.
Для количественной оценки теплового комфорта пассажиров по результатам моделирования CFD можно рассчитать две величины. Эти значения являются прогнозируемым средним числом голосов (PMV) и прогнозируемым процентом неудовлетворенных (PPD), и они определяют вероятность того, что жильцу будет холодно или тепло.
Стандарт ASHRAE 55 определяет PMV как «показатель, определяющий среднее значение голосов группы пассажиров по семибалльной шкале температурных ощущений».
PMV учитывает различные факторы — прогнозируемую скорость метаболизма пассажиров, изоляцию одежды, температуру, скорость воздуха, среднюю температуру излучения и относительную влажность.
После определения PMV можно определить PPD — «индекс, который устанавливает количественный прогноз процентной доли неудовлетворенных температурой пассажиров, определенных на основе PMV» (т. е. людей, которым может быть слишком жарко или слишком холодно).
PPD указывает процент людей, которые могут испытывать состояние, называемое локальным дискомфортом. Есть несколько факторов, вызывающих локальный дискомфорт, в том числе сквозняк или отсутствие воздушного потока, но в результате возникает нежелательное охлаждение или нагрев тела человека. В представленном случае эти факторы будут учитываться для оценки уровня теплового комфорта, но в качестве меры будет использоваться только значение PMV.
Что показывает модель САПР?
Представленная модель включает в себя три квартиры площадью около 190 квадратных футов друг над другом, разделенные 4-дюймовыми плитами. На уровне первого этажа также есть офисное помещение площадью 136 квадратных футов с отдельным входом. В каждой квартире по два человека, а в офисе один.
Мебель — кровати, шкафы, кухонные столы, столы и стулья — представлены в простейшей форме, чтобы уменьшить сложность симуляции, сохраняя при этом уровень, не влияющий на точность результатов.
Воздушный поток будет симулирован в трех квартирах и офисе через четыре отдельных воздушных потока. Тепло может передаваться от одного объема воздуха к другому за счет теплопроводности через полы и потолок. Предполагается, что перекрытия между квартирами представляют собой простые блоки из бетона.
Пример показывает жилой дом в зимних условиях, при температуре наружного воздуха минус 20°C и влажности 50 процентов.
Здание относительно новое и имеет хорошую изоляцию основных компонентов. Величина изоляции, используемая для этого проекта, представляет собой коэффициент теплопередачи (или коэффициент теплопередачи) и описывается в соответствии со стандартом EN ISO 6946 как скорость передачи тепла через материал. Это может быть один материал или композит. В таблице ниже приведены U-значения, использованные в этом проекте.
Стратегия отопления
Основной целью этого проекта является обеспечение теплового комфорта жильцов; этот выбор мощности нагрева имеет важное значение в процессе проектирования. Архитектору и инженеру по ОВКВ доступно множество стратегий отопления, позволяющих достичь приемлемой и равномерной температуры в квартирах.
Стратегия, принятая в этом проекте, заключается в размещении радиаторов в разных местах по комнатам, обычно под окнами. Горячий воздух, генерируемый радиаторами, поднимается вверх и действует как воздушная защита от холодного воздуха на поверхности окон и поступает через небольшие щели в центральную часть комнат, где обитатели, скорее всего, находятся.
Используя коэффициенты теплопередачи, площадь поверхности и коэффициенты теплопередачи (внешней и внутренней) компонентов здания, можно приблизительно определить тепловую мощность, необходимую для достижения температуры 69,8°F, взятой в качестве эталона температуры теплового комфорта. Сводка расчетов показана в таблице ниже для каждого уровня.
Можно заметить, что в этом приближении не учитывался перенос тепла из одной квартиры в другую за счет теплопроводности плит. Затем мощность, генерируемая каждым отдельным радиатором, может быть определена пропорциональным отношением площади поверхности каждой отдельной комнаты к общей площади поверхности уровня.
Второй подход заключается в установке теплых полов, которые обеспечивают равномерное распределение температуры в помещениях. Оба этих метода нагрева будут реализованы и сравнены в этом проекте.
Улучшение внутренней среды
Для поддержания качества воздуха в жилых помещениях и предотвращения застоя вредных соединений, таких как окись углерода, воздух необходимо постоянно обновлять. В последних жилых домах, таких как тот, который представлен в этом тематическом исследовании, это обновление воздуха осуществляется с помощью средств механической вентиляции в виде вытяжных установок, расположенных в разных местах по квартире, как правило, в ванных комнатах и кухнях.
Воздух, подаваемый в помещение, будет поступать через разные воздухозаборники, расположенные как можно дальше от вытяжных установок, чтобы максимизировать объем под потоком и с учетом «эффективности распределения воздуха по зонам» согласно ASHRAE 62.1. Он рекомендует, например, подачу воздуха с потолка для большей эффективности.
Одним из наиболее часто используемых показателей скорости вентиляции является расчет скорости наружного воздуха, представленный в стандарте ASHRAE 62.1 для качества воздуха в помещении. Таким образом, качество воздуха в помещении может быть обеспечено за счет поддержания достаточного воздухообмена.
Минимальный расход наружного воздуха, который представляет собой количество воздуха, которое необходимо подать в квартиры, определяется ASHRAE 62. 1 как:
[Из ASHRAE 62.1 и для жилой единицы Rp составляет 2,5 л/с и Ra составляет 0,3 л/с.м2 для помещения площадью 58 м2, занимаемого двумя людьми. Это дает Vbz 21,5 л/с.
Ориентировочно расход наружного воздуха будет равномерно распределяться между тремя вытяжными установками для каждой квартиры (7,2 л/с или 8,8 г/с воздуха) — одна на кухне, одна в ванной и одна в прихожей. ванная комната. Воздух на входе, с улицы, фильтруется. Он прошел через двухпоточную регулируемую механическую вентиляцию (CMV), чтобы нагреть его температуру за счет теплообмена с отработанным воздухом. Установлена температура 15°C.
Анализ теплового комфорта
Как указано выше, результаты PMV используют значения, взятые непосредственно из результатов CFD (температура поверхности, скорость и температура воздуха), а также входные данные от окружающей среды и людей (коэффициент одежды, скорость метаболизма и влажность). В этом проекте, извлеченном из стандарта
ASHRAE 55, в качестве входных данных для расчета результатов выбраны коэффициент зимней одежды 1, скорость метаболизма «приготовления/уборки» 1,2 и влажность 50 процентов.
Ниже приводится объяснение результатов:
Средняя температура для каждой квартиры и офиса показывает приемлемые результаты с небольшой погрешностью до целевой температуры 69,8°F, демонстрируя большую корреляцию между аналитическим и числовым подходом.
На изображениях ниже распределение температуры в квартирах и офисах помогает определить горячие точки, такие как ванная комната на втором этаже или телевизионная комната на первом этаже. Планировка комнат в каждой квартире, а также расположение входов/выходов и радиатора сильно влияют на распределение тепла. Можно наблюдать горячие точки вокруг радиатора и более холодные зоны у окон без радиатора под ним, т. е. в спальнях.
Для квартиры на первом этаже и офиса температура остается в основном равномерно распределенной, с локальными низкими температурами, ожидаемыми в районе окон
На тепловой карте квартиры на первом этаже видно, что комната с телевизором теплее на на 1-2 градуса, чем в остальной части квартиры, около 68,9 ° F, что указывает на то, что радиатор выдает слишком много энергии. Комната с телевизором – самое теплое место в квартире. Более равномерного распределения температуры можно было бы достичь, перенеся часть тепловой энергии из комнаты с телевизором в спальню.
В квартире на втором этаже лучше распределяется температура, чем на первом этаже. Однако на кухне (левая часть квартиры) есть горячая точка. Это можно соотнести с более теплым ТВ-залом на первом этаже, где тепло передается через плиты на верхний уровень.
Моделирование передачи тепла через бетонные плиты помогает понять важность строительных материалов и их свойств. Плиты с высокой термостойкостью ограничат этот эффект и, следовательно, будут способствовать сохранению тепла в пределах одной квартиры.
Срезы PMV, расположенные на высоте около четырех футов над каждой квартирой и офисным этажом, показывают, как выглядит удовлетворительная карта теплового комфорта с очень небольшим отклонением значения PMV повсюду. Можно заметить, что пассажиры скорее будут чувствовать себя нейтрально с точки зрения теплового комфорта и находятся в пределах рекомендуемого диапазона PMV в соответствии с ASHRAE 55 (от минус 0,5 до 0,5).
При минимальных значениях изменения скорости наружного воздуха на вытяжных установках результирующие результаты потока показывают низкие значения скорости (ниже 0,65 футов/с) и, следовательно, считается, что они оказывают незначительное неблагоприятное влияние на значения PMV.
Однако картина потока в сочетании с графиками температуры подчеркивает явление тепловой завесы, образованной радиатором под окнами. Это видно на переднем плане фотографии ниже, где горячий воздух поднимается к потолку ванной комнаты на втором этаже, не давая холодному воздуху проникнуть глубже внутрь помещения. На заднем срезе показана ситуация без радиатора под окном в спальне той же квартиры. Холодный воздух может течь прямо к центру комнат, участвуя в общей низкой температуре.
Это явление влияет на среднюю температуру в помещении и, следовательно, на тепловой комфорт человека. В 20-м веке, когда изоляция окон была плохой (высокие коэффициенты теплопередачи), этот эффект был особенно желателен, поэтому радиаторы традиционно устанавливались под окнами.
Инструмент для прогнозирования энергопотребления
Как показано в этом проекте, CFD-моделирование является ценным инструментом для точного прогнозирования энергопотребления, что позволяет создавать более экологически безопасные здания, гарантируя соответствующий уровень теплового комфорта.
Значения ручного расчета для оценки тепловой мощности радиатора для каждого уровня были подтверждены результатами CFD, что привело к среднему значению 69,4°F для трех квартир и офиса. Это значение близко к предсказанному в расчете (отрицательный предел погрешности 1,01 процента).
С помощью температурных графиков и визуализации картины потока были определены некоторые горячие точки и области с низкой температурой, которые были связаны с конкретными явлениями, такими как завесы горячего воздуха, создаваемые радиаторами. Значение PMV теплового комфорта указывает на то, что результаты для обитателей помещений находятся в диапазоне от минус 0,5 до 0,5 (от слегка холодного до слегка теплого).
Этот анализ может быть расширен и применен к различным аспектам. Одним из примеров является изучение различных значений коэффициента теплопередачи для компонентов и их влияния на расход энергии нагревателями. Другими словами, оценка воздействия на энергию и потенциальную экономию, если, например, в здании были установлены новые окна с лучшей изоляцией.
Вторым примером может быть предложение конструкций с различными положениями впуска и выпуска и оценка их влияния на распределение тепла и потока. Третьим было бы исследовать влияние напольного отопления.
Все эти способы улучшения конструкции — будь то существующая или находящаяся на стадии концепции — для достижения приемлемого уровня теплового комфорта и минимизации затрат энергии возможны благодаря итеративному процессу проектирования с моделированием CFD.
Арно Гирин — специалист по техническому маркетингу SimScale. Он имеет опыт проектирования механических систем и в течение шести лет работал над оптимизацией производительности проектирования с помощью инструментов CFD и FEA. В настоящее время он участвует в проектах моделирования для различных отраслей промышленности, уделяя особое внимание архитектуре, проектированию и строительству (AEC).
Часто задаваемые вопросы
Почему температурный комфорт в здании так важен?
Когда люди недовольны температурным режимом, это может отрицательно сказаться на их продуктивности, способности к концентрации, самочувствии и здоровье. Таким образом, обеспечение теплового комфорта для любого проекта проектирования нового здания с помощью системы ОВКВ, а также расположение окон, дверей, лестниц и других компонентов имеет первостепенное значение.

Что такое индекс PMV?
PMV — это индекс, определяющий среднее значение голосов группы жильцов по семибалльной шкале тепловых ощущений.

Почему при проектировании зданий следует использовать моделирование вычислительной гидродинамики (CFD)?
Специалисты по строительству должны использовать CFD в интерактивном процессе проектирования для достижения приемлемого уровня теплового комфорта и минимизации затрат энергии для жителей здания.
No related posts.