Выбор и размещение отопительных приборов
При выборе вида и типа отопительного прибора учитывают ряд факторов: назначение, архитектурно-технологическую планировку и особенности теплового режима помещения, место и продолжительность пребывания людей, вид системы отопления, технико-экономические и санитарно - гигиенические показатели прибора. Прежде всего исходят из основной области применения (см. табл. 4.2), а также из соответствия санитарно-гигиенических показателей предъявляемым требованиям.
В отдельных случаях отопительный прибор выбирается на основании специального технико-экономического сопоставления нескольких видов; иногда выбор обусловлен наличием прибора определенного типа.
При повышенных санитарно-гигиенических, а также противопожарных и противовзрывных требованиях, предъявляемых к помещению, выбирают приборы с гладкой поверхностью. Как уже известно, это радиаторы и гладко - трубные приборы. Бетонные панельные радиаторы в этом случае, особенно совмещенные со строительными конструкциями, наилучшим образом способствуют содержанию помещения в чистоте. Стальные панельные радиаторы и гладкотрубные приборы могут быть рекомендованы при менее строгом отношении к гигиене и внешнему виду помещения. Чугунные радиаторы допускаются лишь с секциями простой формы (например, типа МС — с гладкими колонками).
При обычных санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых к помещению, можно использовать приборы с гладкой и ребристой поверхностью. В гражданских зданиях чаще применяют радиаторы и конвекторы, в производственных — радиаторы и ребристые трубы (несколько труб друг над другом) как более компактные приборы, обеспечивающие повышенную теплоотдачу на единицу их длины (табл. 4.3).
Таблица 4.3. Относительная теплоотдача отопительных приборов длиной 1 м
|
Примечание. Теплоотдача рассчитана при одинаковых расходе и средней разности температуры теплоносителя воды и окружающего прибор воздуха. |
В помещениях, предназначенных для кратковременного пребывания людей (менее 2 ч), можно использовать приборы любого типа, отдавая предпочтение приборам с высокими технико-экономическими показателями.
Благоприятным с точки зрения создания теплового комфорта для людей является обогревание помещения через пол. Теплый пол, равномерно нагретый до температуры, допустимой по санитарно-гигиеническим требованиям (например, в жилой комнате до 26 °С), обеспечивает ровную температуру и слабую циркуляцию воздуха, устраняет перегревание верхней зоны в помещении. Сравнительно высокая стоимость и трудоемкость устройства теплого пола для отопления помещения в большинстве случаев предопределяют замену его вертикальными отопительными приборами как более компактными и дешевыми.
НАРУЖНЫЕ СТЕНЫ
|
Ц |
ВНУТРЕННИЕ СТЕНЫ |
0 |
© |
Е |
Рис. 4.S. Размещение отопительных приборов (пр) в помещениях (планы) под ок« нами (а), у внутренних стен (б)
© © |
9 |
© © |
НАПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА |
Рис. 4.9. Схемы циркуляции воздуха в помещениях (разрезы) при размещении отопительных приборов (пр) под окнами без подоконника (а), под окнами с подоконником (б), у внутренней стены (6) |
SJ |
НАГРЕТЫЙ ВОЗДУХ |
ХОЛОДНЫЙ ВОЗДУХ |
ПР Холодный ВОЗДУХ |
Рис. 4.10. Размещение подокном помещения отопительного прибора (пр) низкого и длинного (желательно) (а), высокого и короткого (нежелательно) (б)
Размещение вертикального отопительного прибора в помещении возможно как у наружной, так и у внутренней стены (рис. 4.8). На первый взгляд целесообразна установка прибора у внутренней стены помещения (рис. 4.8, б)— сокращается длина труб, подающих и отводящих теплоноситель от прибора (требуется один стояк на два прибора).
Кроме того, увеличивается теплопередача такого прибора - радиатора в помещение (примерно на 7% в равных температурных условиях) вследствие интенсификации внешнего теплообмена и устранения дополнительной теплопотери через наружную стену. Все же подобное размещение прибора допустимо лишь в южных районах с короткой и теплой зимой, так как оно сопровождается неблагоприятным для здоровья людей движением воздуха с пониженной температурой у пола помещений.
В средней полосе и северных районах целесообразно устанавливать отопительный прибор вдоль наружной стены помещения и особенно под окном (рис. 4.8, а). При таком размещении прибора возрастает температура внутренней поверхности в нижней части наружной стены и окна, что повышает тепловой комфорт помещения, уменьшая радиационное охлаждение людей. Поток теплого воздуха при расположении прибора под окном препятствует образованию ниспадающего потока холодного воздуха, если нет подоконника, перекрывающего прибор (рис. 4.9, а), и движению воздуха с пониженной температурой у пола помещения (рис. 4.9, в). Длина прибора для этого должна быть не менее трех четвертей ширины оконного проема.
Вертикальный отопительный прибор следует размещать возможно ближе к полу помещения (но не ближе 60 мм от пола для удобства очистки подприборного пространства от пыли).
При значительном подъеме прибора над полом в помещении создается охлажденная зона, так как циркуляционные потоки нагреваемого воздуха, замыкаясь на уровне установки прибора, не захватывают и не прогревают в этом случае нижнюю часть помещения.
Чем ниже и длиннее сам по себе отопительный прибор, тем ровнее температура помещения и лучше прогревается его рабочая зона. Примером такого отопительного прибора, улучшающего тепловой режим рабочей зоны помещения, может служить низкий конвектор без кожуха, который из-за малой теплоотдачи на единицу длины (см. табл. 4.3) размещается фактически по всей длине наружной стены (рис. 4.10, а).
Высокий и относительно короткий отопительный прибор вызывает активный подъем струи теплого воздуха, что приводит к перегреванию верхней зоны помещения и Опусканию охлажденного воздуха по обеим сторонам такого прибора в рабочую зону (рис. 4.10, б).
Натурные исследования в общественном здании с двойным ленточным остеклением окон в металлических переплетах (здание Гидропроекта в Москве), под которыми в два яруса установлены плинтусные конвекторы, показали, что при T н=—Ю °С и TB=22 °С температура внутренней поверхности стекла над конвекторами равнялась 19,9 °С, посредине высоты окна 16,5 °С и наверху окна 15,9 °С (температура поверхности конвекторов 54 °С). Прибор обеспечивал тепловой комфорт в рабочей зоне помещения.
В другом общественном здании с тройным ленточным остеклением окон в деревянных переплетах (гостиница «Националы) в Москве), под которыми в отдельных местах расположены конвекторы с кожухом типа «Комфорт», в тот же период было установлено, что при Ta——8 °С и TB= 14 °С температура внутренней поверхности стены над конвектором равнялась 28 °С, стекла над конвектором 12—13 °С и стекла без конвектора под ним 8—9 °С (температура поверхности конвектора 55° С).
В первом здании поток теплого воздуха поднимался от конвектора, над которым нет подоконника, вертикально вдоль стекла (см. рис. 4.9, а). Во втором — подоконник над конвектором отклонял поток теплого воздуха в глубь помещения и возникала циркуляция воздуха, изображенная на рис. 4.9, б. Хотя температура внутренней поверхности стекла в этом случае и возрастала, в помещении наблюдался неприятный воздушный поток, направленный под некоторым углом вверх через рабочую зону. Еще более неприятный для людей поток воздуха, аналогичный показанному на рис. 4.9, в, создавался в той половине помещения второго здания, где под окном нет прибора, и температура поверхности стекла поэтому была сравнительно низкой.
Способность вертикального отопительного прибора вызывать активный восходящий поток теплого воздуха можно использовать для отопления помещений увеличенной высоты. Обычно в помещении высотой более 6 м, особенно со световыми проемами наверху, часть отопительных приборов (от 1/4 до 1/3 общей площади) размещают в верхней зоне. Однако при использовании высоких отопительных приборов, например, конвекторов типа КВ-20 или рециркуля-
НАГРЕТЫЙ ВОЗДУХ |
ПОМЕЩЕНИЕ |
Рис. 4.11. Схема рециркуляционного воздухонагревателя 1 — пластинчатый калорифер, 2 — декоративная решетка, 3 — канал для нагретого воздуха
V77777777777777777777777,
S) |
Рис. 4.12. Размещение отопительных приборов в декоративном шкафу (а), глубокой нише (б), специальном укрытии (в), за щитом (г), в два яруса (5) |
К-1'05 |
250 |
% I |
40 |
-У//////Л |
9) |
I 77777777.7 |
Я
I
%
Г)
J.г W
^77777777>
Ционных воздухонагревателей (рис. 4.11), иногда достаточна установка их только в рабочей зоне помещения.
Правило установки отопительного прибора под окном может не соблюдаться в помещении, периодически посещаемом людьми на короткое время, или если рабочие места людей в нем удалены от наружного ограждения. Это отклонение от правила может допускаться, например, в производственном помещении с широким (более 2 м) проходом у окон, в вестибюле и лестничной клетке гражданского здания, складе и тому подобных помещениях. Указанное пра-
Вило вообще теряет смысл при дежурном отоплении помещения в отсутствии людей.
Особое размещение отопительных приборов требуется в лестничных клетках — вертикальных шахтах снизу доверху здания. Естественное движение воздуха в лестничных клетках в зимний период, усиливающееся с увеличением высоты, способствует теплопереносу в верхнюю их часть и ьместе с тем вызывает переохлаждение нижней части, прилегающей к открывающимся наружным дверям. Частота открывания наружных дверей и, следовательно, охлаждение прилегающей части лестницы косвенно связаны с размерами здания, и в многоэтажном здании в большинстве случаев выше, чем в малоэтажном. Очевидно, при равномерном размещении отопительных приборов по высоте будет происходить перегревание средней и верхней частей лестннчной клетки и переохлаждение нижней части.
Натурными исследованиями в Москве установлено, что даже при размещении радиаторов на 1/2—2/3 высоты лестничной клетки в многоэтажных зданиях наблюдается существенное недогревание нижней и перегревание средней и иногда верхней (если нет выхода на крышу здания) частей лестниц.
Таким образом, в лестничных клетках целесообразно располагать отопительные приборы в нижней их части, рядом с входными дверями. В многоэтажных зданиях в настоящее время для отопления лестничиых клеток применяют высокие конвекторы типа КВ-20 и рециркуляционные воздухонагреватели (см. рис. 4.11). В малоэтажных зданиях обычно используют приборы, выбранные для отопления основных помещений. Их размещают на первом этаже при входе и в крайнем случае переносят часть приборов (до 20% в двухэтажных, до 30% в трехэтажных зданиях) на промежуточную лестничную площадку между первым и вторым этажами.
Установка отопительного прибора во входном тамбуре с наружной дверью нежелательна во избежание замерзания воды в нем или в отводной трубе в том случае, если наружная дверь длительное время остается открытой.
Все отопительные приборы располагают так, чтобы были обеспечены их осмотр, очистка и ремонт. Вместе с тем вертикальные металлические приборы редко устанавливают открыто у глухой стены (положение, принятое при лабораторных испытаниях образцов новых приборов). Их размещают под подоконниками, в стенных нишах, специально ограждают или декорируют. Если по технологическим, противопожарным или эстетическим требованиям ограждение или декорирование прибора необходимо, то теплоотдача укрытых приборов по возможности не должна уменьшаться (или уменьшаться не более чем на 10%). Поэтому конструкция укрытия прибора, вызывающая сокращение теплоотдачи излучением, должна способствовать увеличению конвективной теплоотдачи. Например, вертикальный щит, помещенный у поверхности радиатора, превращающий радиатор в конвектор, будет отвечать такому условию.
На рис. 4.12 показано несколько приемов установки отопительных приборов в помещениях. Распространенное укрытие прибора декоративным шкафом, имеющим две щели высотой по 100 мм (рис. 4.12, а) теплотехнически нецелесообразно: теплоотдача прибора уменьшается на 12% по сравнению с открытой его установкой у глухой стены. В таком случае для передачи в помещение заданного теплового потока площадь нагревательной поверхности прибора должна быть увеличена на 12% (при расчете это должно быть учтено введением поправочного коэффициента Р4=1,12). Размещение приборов в глубокой открытой нише (рис. 4.12, б) или одного над другим в два яруса (рис. 4.12, д) Уменьшает теплоотдачу на 5% (|34=1,05).
Возможна, однако, скрытая установка приборов, при которой теплоотдача не изменяется (рис. 4.12, в) или даже увеличивается (рис. 4.12, г). В этих случаях не требуется увеличивать площадь прибора ф4=1,0) или можно даже ее уменьшить (Р4=0,9).