Погода и климат
Содержание:
- Температура воздуха зависит от солнечной радиации
- Как нагревается воздух тропосферы?
- Радиационный баланс Земли и температура воздуха
- Ветры и ураганы: всё это когда-то было
- Нормативы для квартир в МКД в отопительный сезон
- Как рассчитывается?
- А был ли снег?
- Роза ветров в Москве
- Регулировка
- Тепловые потери здания
- Виды графиков
- Норма нагрева воды в радиаторах
- Расчёт температурного графика качественного регулирования
- Нормы температуры
- Согласование температуры теплоносителя и котла
Температура воздуха зависит от солнечной радиации
Солнечная радиация – это излучение ближайшей к нам звезды, которое является главным источником энергии для всех химических и физических процессов, происходящих на Земле. Солнце испускает широкий спектр волн, но до атмосферы нашей планеты доходит 99% только его коротковолнового потока (в интервале между 0,1 и 4 мкм):
- 46% из них составляют видимые лучи;
- 47% – инфракрасные;
- 7% – ультрафиолетовые.
Поэтому солнечную радиацию называют коротковолновой, в отличие от длинноволновой инфракрасной радиации (интервал длин волн от 3 – 4 до 80 – 120 мкм), которую излучают Земля и её атмосфера после поглощения коротковолновой солнечной.
В атмосфере радиация Солнца ослабляется
Солнце ежесекундно посылает на Землю гигантский заряд энергии (1,76 • 1017 Дж/с). Однако температура воздуха в приповерхностном слое чрезмерно не повышается. Треть этой энергии отражается от атмосферы и подстилающей поверхности Земли, а оставшиеся две трети ими же и поглощаются.
<!— Реклама —>
На Землю поступает лишь одна двухмиллиардная доля солнечное радиации. Газы атмосферы и её примеси поглощают и рассеивают часть солнечной радиации. Воздушная оболочка «амортизирует» смертельный для жизни заряд энергии.
Рис. 1
Как атмосфера поглощает солнечную энергию?
Встречаясь с молекулами газов, с пылью и диоксидом водорода, часть солнечной радиации преобразуется в другой вид энергии. Большая часть – в тепловую, но в верхних слоях атмосферы в результате фотоионизации – в электрическую.
Газы, которые поглощают основную часть коротковолнового солнечного излучения – это кислород, озон, углекислый газ, водяной пар и некоторые газовые примеси с малым процентным содержанием. Ультрафиолет в основном улавливает озон, инфракрасное излучение – молекулярный кислород. Углекислый газ и водяной пар абсорбируют широкий спектр излучения.
Бесполезным в этом смысле оказывается азот. Он свободно пропускает как коротковолновую солнечную, так и длинноволновую земную радиацию. Но это же и к лучшему, прямые солнечные лучи из-за этого достигают Земли, а для парникового эффекта достаточно и парниковых газов.
Абсорбируют солнечную энергию и примеси. Очень сильно это заметно над пустынями во время бурь и в городах с замутнённой атмосферой. Самое сильное замутнение атмосферы связано с торфяными и лесными пожарами.
Поглощая излучение, тела нагреваются, а остывая, испускают собственное излучение, т. е. сами становятся его источниками.
Рассеяние солнечной радиации в атмосфере
При рассеянии электромагнитное солнечное излучение не только преобразуется в новый вид энергии, но и изменяет направление распространения. Солнечные лучи, обычно прямые и параллельные друг другу, достигают скрытых от них мест Земли. При этом молекулы воздуха, жидкие и твёрдые примеси сами становятся источниками излучения. Они рассеивают лучи, этот процесс называется дифракцией. Особенно сильно распределяют в атмосфере и земной поверхности солнечную радиацию нижние, самые плотные слои тропосферы.
Как нагревается воздух тропосферы?
При безоблачной погоде большая доля прямых лучей Солнца беспрепятственно достигает поверхности Земли, проходя через атмосферу, как сквозь стекло. При этом они почти не нагревают воздух. Он получает тепло за счёт нагретой земной поверхности. Это происходит путём диффузии и конвекции.
Температура воздуха повышается и за счёт парникового эффекта. Проходя через атмосферу, отражённое от Земли инфракрасное излучение в значительной степени поглощается молекулами парниковых газов:
- водяного пара Н2О,
- углекислого газа СО2,
- метана СН4,
- озона О3 и некоторых других.
Азот N2 и кислород О2 и О для этого излучения прозрачны.
Подогретая поглощённой энергией, атмосфера сама становится источником излучения (противоизлучения атмосферы), вновь отправляя тепло к поверхности планеты. Атмосфера как одеяло препятствует охлаждению Земли. Из-за схожести этого явления с парником его назвали «парниковым эффектом». А газы, отправляющие назад противоизлучение атмосферы, назвали парниковыми.
Верхние слои тропосферы менее плотные, к тому же они просто не прогреваются за день, там меньше и парниковых газов, тепло из них уходит в стратосферу. Часть тепловой энергии тратится в виде теплового излучения.
Кроме закономерного понижения температуры воздуха с высотой нередко встречается и обратный процесс. Инверсии, или перестановки температур (повышение с подъёмом вверх) возникают:
- при лавинообразном остывании поверхности Земли и прилегающего к ней воздуха;
- в долинах, когда тяжёлый холодный воздух быстро стекает со склонов гор. Более тёплый воздух выталкивается вверх, а холодный застаивается в долине. Именно по этой причине в Оймяконе так низко опускаются температуры, там был зафиксирован рекордный для Северного полушария показатель (-71°С).
По-разному нагревается воздух над сушей и водой, так как суша быстрее нагревается и быстрее остывает. Над океанами всегда теплее. Но температура воздуха зависит и от состояния самой атмосферы. Облачное небо теплее ясного.
Радиационный баланс Земли и температура воздуха
Суммарная радиация, остающаяся после частичного её отражения от подстилающей поверхности Земли, называется остаточной радиацией, или радиационным балансом. Сумма радиационного баланса положительна на всей территории планеты, за исключением ледников Антарктиды и Гренландии. Она уменьшается от экватора к полюсам, где приближается к нулю. Но не везде она формируется одинаково в разные времена года.
От экватора до сороковых широт (субтропиков) радиационный баланс положителен круглый год. Выше он положителен только летом, а зимой – отрицателен.
<!— Реклама —>
Зональность температуры воздуха можно наблюдать на климатических картах мира. Они показаны при помощи изотерм (годовых или максимальных – летних и минимальных – зимних). Изотермы зимних месяцев обозначаются синим цветом, летних – красным.
Проанализировав по карте закономерности изменения температур при помощи годовых изотерм, можно сделать следующие выводы:
- в тропическом и холодных поясах понижение температур происходит медленно, а в умеренных – быстро. Это связано с изменением синуса угла падения солнечных лучей, которое особенно заметно в умеренных широтах, от 40 до 50°;
- самые высокие температуры характерны не для экватора, а для 10° с. ш. (термический экватор Земли). Это связано с тем, что Северное полушарие теплее Южного. Большую часть Южного полушария занимает океан, поэтому больше энергии там тратится на испарение, а не нагрев. Сильно охлаждают Южное полушарие и ледники Антарктиды;
- изотермы не совпадают с параллелями. Они зависят не только от зонально поступающей солнечной радиации, но и от местных признаков: рельефа, господствующих ветров, характера подстилающей поверхности, близости океанов, тёплых и холодных течений. Особенно это заметно в Северном полушарии, где материки и океаны чередуются чаще. Например, январская изотерма 0°С над сушей достигает широты 40°, образуя «волны холода», а над океанами заходит за полярный круг, образуя «волны тепла».
Ветры и ураганы: всё это когда-то было
…На прошедшей неделе в Московской столице и губернии состояло благополучно, кроме следующих приключений», — писал в 1788 году в донесении императрице Екатерине II главнокомандующий П.Д. Еропкин. Приключения были такими: «…С 3-го на 4-е число в ночи был здесь столь жестокой ветер с сильным вихрем, что от оного в некоторых церквах, также в казённых и обывательских домах и лавках кровли и заборы повреждены и расставленные по улицам многие фонари разбиты, а притом на Спасской башне шпиц погнуло, а на Троицкой верхний конец шпица чрезвычайным упором ветра и совсем переломило, которые от действительного тайного советника Михайла Михайловича Измайлова и приказано исправить починкою». В донесении также говорилось, что из-за ветра и прибывающей воды были повреждены несколько мостов, а вот «никому из людей никакого вреда не приключилось».
Во всех нынешних природных катаклизмах мы привыкли винить техногенный фактор: выбросы углекислого газа в атмосферу вызвали глобальное потепление и нередко приводят к ураганам. Но вряд ли в XVIII веке техногенный фактор был причиной сильного ветра. Вспомним школьный курс: воздушные массы перемещаются из области повышенного давления в область пониженного. Возникает ветер, и даже может начаться ураган — если тёплый влажный воздух соприкасается с холодным воздухом большого объёма и при этом область соприкосновения имеет большую протяжённость. Другой вопрос, что раньше мы не могли предсказывать подобные явления, зато сейчас, наблюдая за перемещением воздушных масс по планете, можем многое объяснить. В том числе и аномально тёплую погоду этой зимой.
Нормативы для квартир в МКД в отопительный сезон
- Санитарными нормам предусматривается нормальная температура воздуха в жилом помещении 20°С, для угловых комнат показатель чуть выше – 22°С.
- Для северных регионов показатель чуть выше: 21-23°С .
- На кухне, где расположены плиты, а воздух дополнительно подогревается в процессе готовки, расчетная температура 19-21°С, аналогичный показатель и для туалетов.
- Для ванных комнат и совмещенных санузлов показатель устанавливается в интервале 24-26 °С.
- В детских комнатах – 23-24°С.
- Для нежилых помещений он снижен и зависит от интенсивности их использования: для коридора – 18°С, для кладовой 16-18°С, хотя допускается снижение температуры до 12°С.
Система отопление многоэтажного дома – результат множества инженерных расчетов. Самое главное в этой системе — распределить тепло по квартирам так, чтобы не нарушить нормативы температуры и влажности. Читайте наши статьи о правилах теплоснабжения и требованиях к системам отопления, разновидностях и стоимости ремонта систем отопления, приборах учета тепла, причинах отключения теплоснабжения в квартире и шума в батареях, а также узнаете, что делать, если потекла батарея и кто должен производить ремонт и замену стояков и радиаторов отопления в квартире и как сделать это бесплатно.
Как видите, существуют определенные нормы, регулирующие качество предоставляемых услуг по отоплению помещений. В случае их несоблюдения, потребитель имеет полное право требовать перерасчета за коммунальные услуги. При этом законодательно защищены и поставщики этих услуг от необоснованных требований со стороны людей, чье субъективное восприятие комфортных температур отличается от регламентированного нормативными актами.
Для решения вашего вопроса – обратитесь за помощью к юристу. Мы подберем для вас специалиста. Звоните 8 (800) 350-14-90
Плохо
Полезно!
Как рассчитывается?
Выбирается метод регулирования, затем делается расчёт
Во внимание берётся расчётно-зимний и обратный порядок поступления воды, величина наружного воздуха, порядок в точке излома диаграммы. Существуют две диаграммы, когда в одной из них рассматривается только отопление, во второй отопление с потреблением горячей воды
Для примера расчёта, воспользуемся методической разработкой «Роскоммунэнерго».
Исходными данными на теплогенерирующую станцию будут:
- Тнв – величина наружного воздуха.
- Твн – воздух в помещении.
- Т1 – теплоноситель от источника.
- Т2 – обратное поступление воды.
- Т3 – вход в здание.
Мы рассмотрим несколько вариантов подачи тепла с величиной 150, 130 и 115 градусов.
При этом, на выходе они будут иметь 70°C.
Полученные результаты сносятся в единую таблицу, для последующего построения кривой:
Итак, мы получили три различные схемы, которые можно взять за основу. Диаграмму правильней будет рассчитывать индивидуально на каждую систему. Здесь мы рассмотрели рекомендованные значения, без учёта климатических особенностей региона и характеристик здания.
Если в доме автономное отопление, то здесь расчёт диаграммы не требуется. Наличие уличных и комнатных датчиков, дают возможность передавать информацию на программное управление котла.
Чтобы уменьшить расход электроэнергии, достаточно выбрать низкотемпературный порядок в 70 градусов и будет обеспечиваться равномерное распределение тепла по отопительному контуру. Котёл следует брать с запасом мощности, чтобы нагрузка системы не влияла на качественную работу агрегата.
А был ли снег?
«Год начался пасмурным и тёплым январем. Довольно большое количество снега, выпавшее в декабре 1900 года и в январе 1901 года, дало довольно большой снежный покров, который ещё более увеличился во время холодного, с частыми метелями февраля» — так описывается зима начала прошлого века в наблюдениях метеорологической обсерватории Московского сельскохозяйственного института. Глубина снежного покрова в зимние месяцы 1900–1901 годов была выше средней:
Отклонения |
В поле |
В саду |
Декабрь |
+6 |
+6 |
Январь |
+3 |
+2 |
Февраль |
+5 |
+9 |
Нынешней зимой, увы, снежный покров мог порадовать только в январе, зато уж в полной мере. Ну а в феврале совсем не зимний дождь лишил столицу снега. И хотя оттепели характерны для этого месяца, всё же именно конец февраля и начало января в нашем регионе всегда считались самым холодным периодом года. Не укладывается в норму и прошедший декабрь: было побито несколько температурных рекордов предыдущих десятилетий.
Это явление в конце прошлого года глава Гидрометцентра России Роман Вильфанд объяснил тем, что воздушные тёплые массы, которые сформировались над Атлантикой, с огромной скоростью переносились через Западную Европу. Но если обычно они передвигались над южной частью материка, то на этот раз изменили маршрут и пошли севернее, проникнув на огромные расстояния вглубь материка. Температура над северным регионом Европы и Атлантикой практически сравнялась. Это довольно редкое природное явление.
Тем не менее даже в холодную климатическую эпоху XIX–XX веков в последнем месяце зимы в европейской части России фиксировались плюсовые температуры в течение пяти-шести дней.
Роза ветров в Москве
Роза ветров в Москве (её также называют рисунок направления ветров или карта ветров) показывает, какие ветры преобладают в рассматриваемом городе. В данном случае карта ветров показывает преобладающие направления ветров в Москве.
Как видно из розы ветров, основным направлением ветра в Москве является юго-западный (17%). Кроме того, преобладающими направлениями ветра можно назвать западный (16%) и южный (15%). Самый редкий ветер в Москве — северо-восточный (6%).
Дайте нам знать, полезен ли Вам этот график?Полезный график (2406)Нет (375)
Роза ветров в Москве | ||
---|---|---|
Направление | Частота | |
Северный | 10.8% | |
Северо-восточный | 6.3% | |
Восточный | 10.2% | |
Юго-восточный | 12.2% | |
Южный | 14.6% | |
Юго-западный | 16.6% | |
Западный | 16.3% | |
Северо-западный | 12.9% |
Погода в различных городах в России на weatherarchive.ru:
Погода в России в декабре | Погода в России в декабре 2020 года |
---|---|
АбаканАрхангельскАстраханьБарнаулБелгородБлаговещен..БрянскВеликий Но..ВладивостокВладикавказВладимирВолгоградВологдаВоронежГрозныйДонецкЕкатеринбу..ИвановоИжевскЙошкар-ОлаИркутскКазаньКалининградКалугаКемеровоКировКировКостромаКраснодарКрасноярскКурганКурскЛипецкМагнитогор..МайкопМахачкалаМоскваМурманскНабережные..НальчикНижневарто..Нижний Нов..Нижний Таг..НовокузнецкНовороссий..НовосибирскОмскОренбургПензаПермьПетрозавод..Петропавло..ПсковРостов-на-..РязаньСамараСанкт-Пете..СаранскСаратовСмоленскСочиСтавропольСургутСыктывкарТамбовТверьТольяттиТомскТулаТюменьУлан-УдэУльяновскУфаХабаровскЧебоксарыЧелябинскЧеркесскЧитаЭлистаЮжно-Сахал..ЯкутскЯрославль | АбаканАрхангельскАстраханьБарнаулБелгородБлаговещен..БрянскВеликий Но..ВладивостокВладикавказВладимирВолгоградВологдаВоронежГрозныйДонецкЕкатеринбу..ИвановоИжевскЙошкар-ОлаИркутскКазаньКалининградКалугаКемеровоКировКировКостромаКраснодарКрасноярскКурганКурскЛипецкМагнитогор..МайкопМахачкалаМоскваМурманскНабережные..НальчикНижневарто..Нижний Нов..Нижний Таг..НовокузнецкНовороссий..НовосибирскОмскОренбургПензаПермьПетрозавод..Петропавло..ПсковРостов-на-..РязаньСамараСанкт-Пете..СаранскСаратовСмоленскСочиСтавропольСургутСыктывкарТамбовТверьТольяттиТомскТулаТюменьУлан-УдэУльяновскУфаХабаровскЧебоксарыЧелябинскЧеркесскЧитаЭлистаЮжно-Сахал..ЯкутскЯрославль |
Регулировка
Регулятор отопления
Автоматический контроль обеспечивается регулятором отопления.
В него входят следующие детали:
- Вычислительная и согласующая панель.
- Исполнительное устройство на отрезке подачи воды.
- Исполнительное устройство, выполняющее функцию подмеса жидкости из возвращённой жидкости (обратки).
- Повышающий насос и датчик на линии подачи воды.
- Три датчика (на обратке, на улице, внутри здания). В помещении их может быть несколько.
Регулятором прикрывается подача жидкости, тем самым, увеличивается значение между обраткой и подачей до величины, предусмотренной датчиками.
Для увеличения подачи присутствует повышающий насос, и соответствующая команда от регулятора. Входящий поток регулируется «холодным перепуском». То есть происходит понижение температуры. На подачу отправляется некоторая часть жидкости, поциркулировавшая по контуру.
Датчиками снимается информация и передаётся на управляющие блоки, в результате чего, происходит перераспределение потоков, которые обеспечивают жёсткую температурную схему системы отопления.
Иногда, применяют вычислительное устройство, где совмещены регуляторы ГВС и отопления.
Регулятор на горячую воду имеет более простую схему управления. Датчик на горячем водоснабжении производит регулировку прохождения воды со стабильной величиной 50°C.
Плюсы регулятора:
- Жёстко выдерживается температурная схема.
- Исключение перегрева жидкости.
- Экономичность топлива и энергии.
- Потребитель, независимо от расстояния, равноценно получает тепло.
Тепловые потери здания
Исходными данными в этом случае станут:
- толщина наружных стен;
- теплопроводность материала, из которого изготовлены ограждающие конструкции (в большинстве случаев указывается производителем, обозначается буквой λ);
- площадь поверхности наружной стены;
- климатический район строительства.
В первую очередь находят фактическое сопротивление стены теплопередаче. В упрощенном варианте можно его найти как частное толщины стены и ее теплопроводности. Если наружная конструкция состоит из нескольких слоев, по отдельности находят сопротивление каждого из них и складывают полученные значения.
Тепловые потери стен рассчитываются по формуле:
Q = F*(1/R0)*(tвнутр. воздуха-tнаружн. воздуха)
Здесь Q – это тепловые потери в килокалориях, а F – площадь поверхности наружных стен. Для более точного значения необходимо учесть площадь остекления и его коэффициент теплопередачи.
Способы снижения теплопотерь
Но важно помнить, что на температуру в помещении влияет не только температура теплоносителя, уличного воздуха и сила ветра. Также должна учитываться степень утепления фасада, дверей и окон в доме
Чтобы снизить теплопотери жилья, нужно побеспокоиться о его максимальной термоизоляции. Утепленные стены, уплотненные двери, металлопластиковые окна помогут сократить утечку тепла. Также при этом снизятся затраты на отопление.
Виды графиков
В зависимости от назначения тепловой сети способы выполнения отличаются. Первый вариант — нормальный график отопления. Он представляет собой построения для сетей, работающих только на отопление помещений и регулируемых централизованно.
Повышенный график рассчитывается для тепловых сетей, обеспечивающих отопление и снабжение горячей водой. Он строится для закрытых систем и показывает суммарную нагрузку на систему подачи горячей воды.
Скорректированный график также предназначен для сетей, работающих и на отопление, и на нагрев. Здесь учитываются тепловые потери при прохождении теплоносителя по трубам до потребителя.
Норма нагрева воды в радиаторах
В отопительный сезон
Согласно СП 60.13330.2012, температуру теплоносителя следует принимать не менее чем на 20% ниже температуры самовоспламенения веществ, находящихся в том или ином помещении.
При этом СП 124.13330.2012 декларирует потребность исключения контакта людей непосредственно с горячей водой или с горячими поверхностями трубопроводов и радиаторов, температура которых превышает 75°С. Если же расчетом доказано, что показатель должен быть выше, батарея должна быть огорожена защитной конструкцией, исключающей травмирование людей и случайное возгорание оказавшихся рядом предметов.
Поступающая на теплопункт вода частично разбавляется обраткой в элеваторном узле и уходит в стояки и радиаторы. Это необходимо, чтобы температура батарей отопления в квартирах не становилась опасной. Так для детских садов, например, норма температуры воды в радиаторе составляет 37°С, а поддержание комфортных условий в помещении достигается увеличением площади поверхности отопительных приборов.
Температура воды в системе отопления определяется довольно просто: аккуратно сливаете небольшое количество жидкости из радиаторов в емкость, производите замеры инфракрасным либо погружным термометром. Процесс контроля станет удобнее при встраивании датчиков непосредственно в систему. Такие приборы учета должны проходить ежегодную проверку.
В другое время
Рассмотрим, какими должны быть температурные показатели для батарей не во время отопительного сезона. Вне отопительного периода температура радиаторов должна обеспечивать поддержание температуры воздуха в помещении не выше 25°С. При этом в жарких климатических зонах, где обусловлено не только центральное отопление зимой, но и охлаждение летом, допускается использовать домовые отопительные системы для этого.
Помимо опасного перегрева не рекомендуется допускать замерзания воды в системе отопления, так как это чревато выведением ее из строя.
Расчёт температурного графика качественного регулирования
Формулы расчёта температурного графика выводятся из совместного решения трёх уравнений теплопередачи.
Первое уравнение. Тепловой поток на компенсацию тепловых потерь зданием (теплопотери через ограждающие конструкции здания)
Q = (tвн – tн) ∙ ∑(ki ∙ Fi)зд, (1)
где tвн – температура воздуха в отапливаемом здании, °С; tн – температура наружного воздуха, °С; ∑(ki ∙ Fi)зд – сумма произведений коэффициентов теплопередачи отдельных ограждающих конструкций здания на их поверхности.
В безразмерном виде первое уравнение можно представить, как:
(2)
или
, (3)
где – относительная разность температур внутреннего и наружного воздуха.
Надстрочные индексы «р» здесь и далее обозначают значение при расчётной температуре наружного воздуха.
Второе уравнение. Тепловой поток, выделяемый нагревательными приборами
, (4)
где t3 – температура теплоносителя на входе в отопительный прибор, °С; t2 – то же на выходе, °С; ∑(ki ∙ Fi)пр – сумма произведений коэффициентов теплопередачи отдельных нагревательных приборов на их поверхности.
Коэффициент теплопередачи нагревательного прибора не является постоянной величиной и зависит от температурного напора отопительного прибора ∆t:
, (5)
, (6)
где А – постоянная, зависящая от типа прибора, места, способа установки и ряда других факторов; n – постоянная, также зависящая от типа нагревательного прибора. Для систем отопления, оборудованных наиболее распространёнными типами конвективно-излучающих нагревательных приборов, n = 0,25;
Комплекс ∑(ki ∙ Fi)пр также можно выразить через расчётные значения тепловой нагрузки и температурного напора:
, (7)
где ∆tр температурный напор отопительного прибора при расчётном режиме (при расчётной температуре наружного воздуха):
. (8)
В безразмерном виде второе уравнение теплового потока будет выглядеть следующим образом:
(9)
или
. (10)
Третье уравнение. Тепловой поток, сообщаемый теплоносителем нагревательным приборам:
Q = c ∙ G ∙ (t1 – t2) (11)
или
Q = c ∙ G ∙ (1 – u) ∙ (t3 – t2), (12)
где с – теплоёмкость теплоносителя, Вт/(м3·°С); G – расход теплоносителя, м3;u – коэффициент смешения на тепловом узле; t1– температура теплоносителя до узла смешения, °С.
Коэффициент смешения рассчитывается по формуле:
. (13)
Расход теплоносителя G можно также выразить через расчетные значения тепловой нагрузки и разности температур теплоносителя:
(14)
или
, (15)
где g – относительный расход – параметр, характеризующий соответствие расхода теплоносителя при фактической температуре наружного воздуха расчётному значению. Для систем отопления с качественным регулированием значение параметра g = 1; – расчётный перепад температур тепловой сети: ; – расчётный перепад температур теплоносителя в нагревательных приборах: .
В безразмерном виде третье уравнение теплового потока будет выглядеть следующим образом:
(16)
или
. (17)
Таким образом три уравнения теплового потока образуют систему уравнений:
. (18)
При решении системы уравнений относительно температур теплоносителя t1, t2 и t3 получаются уравнения отопительного температурного графика качественного регулирования:
, (19)
, (20)
. (21)
Значения температур сетевой воды после смешения, t3ф, °С и обратной от систем отопления, t2ф, °С в диапазоне температур наружного воздуха, соответствующих спрямлению температурного графика на ГВС, а также «срезке» температурного графика:
, (22)
. (23)
Нормы температуры
- ДБН (В. 2.5-39 Тепловые сети);
- СНиП 2.04.05 «Отопление вентиляция и кондиционирование».
Для расчетной температуры воды в подаче принимается та цифра, которая равняется температуре воды на выходе из котла, согласно его паспортным данным.
Для индивидуального отопления решать, какая должна быть температура теплоносителя, следует с учетом таких факторов:
- Начало и завершение отопительного сезона по среднесуточной температуре на улице +8 °C на протяжении 3 суток;
- Средняя температура внутри отапливаемых помещений жилищно-коммунального и общественного значения должна составлять 20 °C, а для промышленных зданий 16 °C ;
- Средняя расчетная температура должна соответствовать требованиям ДБН В.2.2-10, ДБН В.2.2.-4, ДСанПиН 5.5.2.008, СП №3231-85.
Согласно СНиП 2.04.05 «Отопление вентиляция и кондиционирование» (пункт 3.20) предельные показатели теплоносителя такие:
- Для больницы – 85 °С (исключая психиатрические и наркоотделения, а также помещения административного или бытового назначения);
- Для жилых, общественных, а также бытовых сооружений (не считая залы для спорта, торговли, зрителей и пассажиров) – 90 °С;
- Для зрительных залов, ресторанов и помещений для производства категории А и Б – 105 °С;
- Для предприятий общепита (исключая рестораны) – это 115 °С;
- Для помещений производства (категория В, Г и Д), где выделяется горючая пыль и аэрозоли – 130 °С;
- Для лестничных клеток, вестибюлей, переходов для пешеходов, техпомещений, жилых зданий, помещений производства без наличия загорающейся пыли и аэрозолей – 150 °С.
В зависимости от внешних факторов, температура воды в системе отопления может быть от 30 до 90 °С. При нагреве свыше 90 °С начинают разлагаться пыль и лакокрасочное покрытие. По этим причинам санитарные нормы запрещают осуществлять больший нагрев.
Для расчета оптимальных показателей могут быть использованы специальные графики и таблицы, в которых определены нормы в зависимости от сезона:
- При среднем показателе за окном 0 °С подача для радиаторов с различной разводкой устанавливается на уровне от 40 до 45 °С, а температура обратки – от 35 до 38 °С;
- При -20 °С на подачу осуществляется нагрев от 67 до 77 °С, а норма обратки при этом должна быть от 53 до 55 °С;
- При -40 °С за окном для всех приборов отопления ставят максимально допустимые значения. На подаче это – от 95 до 105 °С, а на обратке – 70 °С.
Оптимальные значения в индивидуальной системе отопления
Автономное отопление помогает избегать многих проблем, которые возникают с централизованной сетью, а оптимальная температура теплоносителя может регулироваться в соответствии к сезону. В случае индивидуального отопления под понятие нормы включают теплоотдачу прибора отопления на единицу площади помещения, где стоит этот прибор. Тепловой режим в данной ситуации обеспечивается конструктивными особенностями отопительных приборов.
Важно следить, чтобы носитель тепла в сети не остужался ниже 70 °С. Оптимальным считают показатель 80 °С
С газовым котлом контролировать нагрев легче, потому что производители ограничивают возможность нагрева теплоносителя до 90 °С. Используя датчики для регулировки подачи газа, нагрев теплоносителя можно регулировать.
Немного сложнее с аппаратами на твердом топливе, они не регулируют подогрев жидкости, и запросто могут превратить ее в пар. А уменьшить жар от угля или древесины поворотом ручки в такой ситуации невозможно. Контроль нагрева теплоносителя при этом достаточно условный с высокими погрешностями и выполняется поворотными термостатами и механическими заслонками.
Согласование температуры теплоносителя и котла
Согласовать температуру теплоносителя и котла помогают регуляторы. Это – устройства, которые создают автоматический контроль и корректирование температуры обратки и подачи.
Температура обратки зависима от количества прошедшей по ней жидкости. Регуляторами прикрывают подачу жидкости и увеличивают разницу обратки и подачи до того уровня, который нужен, а необходимые указатели устанавливают на датчике.
Если нужно увеличить поток, то в сеть может быть добавлен насос повышения, который управляется регулятором. Для снижения нагрева подачи применяют «холодный пуск»: ту часть жидкости, какая прошла по сети, из обратки опять переправляют на вход.
Регулятор перераспределяет потоки подачи и обратки соответственно данным, которые снял датчик, и обеспечивает строгие температурные нормы сети отопления.