Файл: Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 168
Скачиваний: 0
В Ы С Ш А Я Ш К О Л А М В Д С С С Р
Доктор технических наук, профессор П. H. РОМАНЕНКО, кандидаты технических наук, доценты
М. П. БАШКИРЦЕВ и И. Т. СВЕТАШОВ
ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА СИСТЕМ
ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ
Под редакцией П. Н. РОМАНЕНКО |
|
|||
Допущено |
Министерством внутренних |
дел |
||
в качестве учебника |
для |
слушателей |
|
|
факультета инженеров |
противопожарной |
техники |
и безопасности |
|
Высшей школы |
МВД |
СССР |
|
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИИ ОТДЕЛ
М о с к в а , — 1973
Р е ц е н з е н т ы Кафедра теплосиловых установок Московского института
инженеров железнодорожного транспорта; доктор технических наук, профессор
М. П. К а л и н у ш к и н
Книга является учебником по курсу «Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции» для слушателей факультета инже неров противопожарной техники н безопасности Высшей школы МВД СССР. В соответствии с программой курса в учебнике осве щены устройства, методы тепловых и гидравлических расчетов и условия эксплуатации отопительно-вентнляционного оборудования. Особое внимание уделяется пожарной профилактике соответствую щего оборудования.
Книга может быть |
полезна адъюнктам, научным работникам |
и инженерам проектных |
организаций, ВНИИПО, пожарно-техничес- |
кнх станций, преподавателям пожарно-техшіческнх училищ, а также практическим работникам пожарной охраны.
П Р Е Д И С Л О В И Е
Отопительные и вентиляционные системы являются неотъемлемым инженерным оборудованием большинства промышленных, общественных и жилых зданий.
При правильном проектировании, устройстве и экс плуатации отопление и вентиляция обеспечивают под д е р ж а н и е микроклимата, необходимого для нормальной жизнедеятельности людей и ведения технологических процессов производств. В помещениях взрывоопасных производств вентиляция предназначена т а к ж е для пред отвращения образования взрывоопасных концентраций газов, паров, пылей.
Нарушение установленных правил проектирования, строительства и эксплуатации отопления и вентиляции может быть причиной пожаров и взрывов, а т а к ж е спо собствовать быстрому распространению пожаров .
Поэтому п о ж а р н а я профилактика |
в отоплении и вен |
тиляции имеет в а ж н о е значение в |
системе инженерно- |
технических решений противопожарной защиты зданий
различного |
назначения. |
|
|
|
|
|
|
|||
Учебник |
написан |
в соответствии с программой |
курса |
|||||||
« П о ж а р н а я |
профилактика систем |
отопления |
и вентиля |
|||||||
ции» для |
слушателей |
факультета |
инженеров |
противопо |
||||||
ж а р н о й |
техники |
и |
безопасности |
Высшей школы |
М В Д |
|||||
С С С Р . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В учебнике использованы работы В Н И И П О , п о ж а р - |
||||||||||
но-технических |
станций У П О |
Москвы, |
Ленинграда |
и |
||||||
Б а к у по |
изучению пожарной |
опасности |
отопительных |
и |
||||||
вентиляционных |
систем, а т а к ж е |
работы |
некоторых |
про |
||||||
ектных |
институтов. |
|
|
|
|
|
|
|
Г л а вы 1, 2, 3, 7 (кроме § 4), 8, 10, 11, 12 (кроме § 4) написал доктор технических наук, профессор П. Н. Романенко; главы 4, 5, 6 — кандидат технических наук,
доцент |
М. П. Б а ш к и р ц е в ; |
главу 15 и § 4 |
главы 7 — кан |
|
дидат |
технических наук, |
доцент Н. Ф. Бубырь; главы — |
||
9, 13, |
14 и § 4 главы 12 |
— кандидат технических наук, |
||
доцент И. Т. |
Светашов . |
|
||
Авторы в |
ы р а ж а ю т |
благодарность |
преподавателям |
специальных кафедр инженерного факультета Высшей
школы |
М В Д С С С Р , |
а т а к ж е рецензентам: доктору тех |
|
нических наук, профессору |
М. П. Калинушкину, канди |
||
д а т а м |
технических |
наук, |
доцентам В. Т. Кумскову, |
Г. Е. Веревочкину и инженеру Г. К. Яковлеву за полез ные советы.
Г л а в а 1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ
§ |
1.1. Назначение и классификация систем |
отопления |
Д л я |
нормальной жизнедеятельности человека, |
находящегося в |
закрытом помещении, температура и влажность о к р у ж а ю щ е г о воз духа д о л ж н ы иметь благоприятные значения.
Определенную температуру и влажность воздуха необходимо поддерживать в производственных помещениях и для обеспечения
нормального |
протекания технологических |
процессов. П о д д е р ж а н и е |
||
определенной |
температуры |
и влажности |
имеет в а ж н о е |
значение |
т а к ж е для предотвращения |
отсыревания, |
промерзания и |
коробле |
|
ния строительных конструкций, создания |
благоприятных |
условий |
хранения различных продуктов, материалов и предметов в поме щениях.
Комплекс |
технических |
устройств, |
обеспечивающий |
помещения |
|||||||
необходимым |
количеством |
тепла, называется системой |
отопления. |
||||||||
К а ж д а я |
система |
отопления состоит из трех основных |
элементов: |
||||||||
генератора |
тепла, |
теплопроводов |
и |
нагревательных |
приборов. |
||||||
В г е н е р а т о р е |
сжигают топливо, в результате чего |
выделяется |
|||||||||
тепло, которое передается |
теплоносителю |
(жидкому |
или |
газооб |
|||||||
разному веществу, |
перемещающемуся |
по |
теплопроводам |
и пере |
|||||||
д а ю щ е м у нагревательным |
приборам |
полученное |
в генераторе |
теп |
|||||||
л о ) . Теплоноситель должен удовлетворять определенным |
требова |
||||||||||
ниям: быть теплоемким, подвижным, дешевым и не ухудшать |
са |
||||||||||
нитарных |
условий |
в отапливаемых |
помещениях. |
В отопительной |
технике в качестве теплоносителей используют воду, пар, воздух и
дымовые газы, |
которые передают |
тепло через стенки нагреватель |
ных приборов. |
Т е п л о п р о в о д ы |
представляют собой сеть тру |
бопроводов или каналов, соединяющих генератор тепла с отапли
ваемым помещением. |
Н а г р е в а т е л ь н ы е |
п р и б о р ы |
пред |
ставляют собой технические устройства для |
передачи тепла |
воз |
|
духу отапливаемых |
помещений. |
|
|
Если генератор тепла, теплопроводы и нагревательные приборы объединены в одно целое, то такие системы отопления называются местными (тепло выделяется и используется в одном и том ж е месте —• в отапливаемом помещении) .
5
К |
местным системам |
относят |
печное, газовое |
(при |
сжигании |
||||
газа |
в |
приборах, находящихся в |
отапливаемых |
помещениях) |
и |
||||
электрическое |
(если электрическая |
энергия переходит в |
тепловую |
||||||
непосредственно в нагревательных |
приборах) отопления. |
|
|
||||||
Газовое и |
электрическое отопления |
относят к местным систе |
|||||||
мам условно, т а к как газоснабжение и электроснабжение |
нагрева |
||||||||
тельных |
приборов зданий |
производится |
по трубам |
или |
проводам |
||||
от станций, расположенных на больших расстояниях. |
|
|
|||||||
Радиус действия местного отопления ограничивается одним или |
|||||||||
несколькими |
смежными |
помещениями |
небольших |
размеров . |
В |
более крупных помещениях часто устанавливают несколько мест
ных систем |
отопления. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Системы |
отопления, в |
которых |
помещения |
отапливаются от |
|||||
центрального |
генератора |
тепла, |
удаленного |
от |
этих |
помещений, |
|||
называются |
центральными. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Системы |
центрального |
отопления |
классифицируются |
по виду |
|||||
и п а р а м е т р а м теплоносителя, |
по |
способу его |
нагревания, |
способу |
|||||
перемещения |
теплоносителя и |
по |
виду передачи |
тепла |
от наруж |
ной поверхности нагревательных приборов в отапливаемые поме щения.
Р а д и у с действия центральных систем отопления значительно больше, чем местных. В центральных системах одним тепловым
генератором (котлом или группой котлов) могут |
отапливаться |
от |
|||
дельное |
здание, группа зданий, |
район |
города пли |
весь город. |
|
В зависимости от вида теплоносителя различают системы водя |
|||||
ного, парового, воздушного п комбинированного |
отоплении. |
|
|||
При |
центральном в о д я н о м |
о т о п л е н и и |
в тепловом гене |
||
раторе |
(котле или водонагревателе) |
нагревается |
вода, которая |
по |
трубам поступает в нагревательные приборы отапливаемых поме щений. Проходя через приборы, вода отдает свое тепло воздуху
помещении. |
О х л а ж д е н н а я вода |
возвращается |
в котел (или |
водо |
||||
нагреватель) |
для |
последующего |
нагревания . |
|
|
|
||
Д в и ж е н и е |
воды |
по трубопроводам |
может |
происходить |
только |
|||
под влиянием разности плотностей охлажденной и нагретой |
воды |
|||||||
или под влиянием |
механической |
энергии, сообщаемой |
воде на |
|||||
сосом (эжектором) . |
В первом |
случае |
система |
водяного |
отопления |
называется гравитационной, или системой с естественной циркуля
цией; во втором случае — системой |
с искусственным побуждением, |
|||||||||||
или |
насосной. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кроме того, системы водяного отопления подразделяются на си |
||||||||||||
стемы |
низкого давления с нагреванием |
воды |
до 100° С |
(сообщаю |
||||||||
щиеся |
с |
атмосферой) и системы высокого давления |
с нагреванием |
|||||||||
воды |
свыше 100° С |
(не сообщающиеся |
с атмосферой) . |
|
|
|||||||
П р и |
п а р о в о м |
о т о п л е н и и |
из |
генератора |
тепла в нагре |
|||||||
вательные приборы |
подается пар, |
который |
в них |
конденсируется. |
||||||||
О б р а з о в а в ш и й с я |
конденсат |
возвращается |
в |
котлы, |
где |
снова |
пре |
|||||
в р а щ а е т с я в пар, |
который |
опять подается |
в |
нагревательные |
при |
|||||||
боры. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G
В |
зависимости |
от |
давления пара |
системы парового |
отопления |
|
д е л я т на вакуумные (давление пара |
до 1 бар), низкого |
давления |
||||
(давление пара от |
1,05 до 1,7 бар) и |
высокого давления |
(давление |
|||
пара |
выше |
1,7 |
бар). |
|
|
|
Системы водяного и парового отоплений различаются |
т а к ж е по |
|||||
следующим |
признакам: |
|
|
|||
по способу разводки магистральных трубопроводов (с верхней, |
||||||
нижней и |
средней |
р а з в о д к о й ) ; |
|
|
по способу присоединения нагревательных приборов к стоякам
(однотрубные |
и двухтрубные); |
|
|
по |
виду теплоотдачи нагревательных приборов |
(конвекцион |
|
ные, |
лучистые и конвекционно-лучистые) ; |
|
|
по типу применяемых нагревательных приборов (с металличес |
|||
кими |
нагревательными приборами, с отопительными |
панелями и |
|
др-)- |
|
|
|
С |
системами |
в о з д у ш н о г о о т о п л е н и я помещения обог |
реваются путем непосредственного впуска в помещение нагретого воздуха, где он отдает свое тепло. Охладившийся воздух целиком или частично возвращается в генератор д л я последующего нагрева ния в специальных приборах (калориферах) теплом пара, горячей воды, дымовых газов или электрическим током. Перемещение воз
духа по к а н а л а м , соединяющим калориферы с |
отапливаемым |
по |
||||||
мещением, так ж е как и в системах водяного |
отопления, |
может |
||||||
быть гравитационным |
или с механическим |
побуждением (вентиля |
||||||
тором) . Поскольку при |
воздушном отоплении |
нагретый |
воздух |
|||||
вводится |
в помещение |
непосредственно, |
то в |
установке |
нагре |
|||
вательных |
приборов |
нет |
необходимости. |
|
|
|
|
|
К о м б и н и р о в а н |
н ы м |
называют отопление, в котором |
ис |
пользуются два различных теплоносителя или один теплоноситель,
но с различными параметрами |
(пароводяное, водоводяное, воздуш |
ное отопления) . |
|
§ 1.2. Сравнительная оценка теплоносителей центральных |
|
систем |
отопления |
Вода, пар и воздух, применяемые в качестве теплоносителей в системах центрального отопления, обладают различными физиче скими свойствами. От вида теплоносителя зависят первоначальная стоимость и эксплуатационные расходы на отопительное оборудо вание, степень пожарной опасности, простота и удобство эксплуа тации системы отопления.
В а ж н ы м и технико-экономическими показателями системы явля ются стоимость трубопроводов и нагревательных приборов, расход металла на устройство системы и расход энергии на циркуляцию теплоносителя. Стоимость трубопроводов и расход металла на тру бопроводы возрастают с увеличением их поперечных сечений. По этому о технико-экономических особенностях теплоносителей можно судить лишь после определения соотношения между сечениями
7
трубопроводов, по которым транспортируются вода, пар и воздух в объемах, необходимых для передачи помещениям заданного ко личества тепла.
Расчеты показывают, что при нормальных значениях темпера туры воды, воздуха и насыщенного пара в системах водяного, воз душного и парового отоплений, а т а к ж е применяемых скоростях движения этих теплоносителей в трубопроводах сечения паропрово
дов |
h |
трубопроводов |
водяного отопления мало |
отличаются |
друг |
||
от друга. Если учесть, что конденсатопровод, составляющий |
почти |
||||||
50% |
длины трубопроводов систем |
парового отопления, имеет мень |
|||||
шее сечение, чем паропроводы, и |
при паровом |
отоплении |
полу |
||||
чается |
дополнительная |
экономия |
на |
поверхности |
нагревательных |
||
приборов (из-за больших значений |
коэффициентов теплопередачи |
||||||
приборов), то по первоначальной |
стоимости системы отопления |
наиболее экономичным теплоносителем является пар, а наиболее дорогим — воздух. Однако пар обладает существенным недостат ком — высокая (около 100° С) температура поверхности нагрева тельных приборов, питающихся паром д а ж е низкого давления . При такой температуре органическая пыль, оседающая на горячих по
верхностях |
нагревательных приборов, |
разлагается |
и воздух |
поме |
||
щений |
загрязняется |
продуктами разложения (в |
числе которых |
|||
имеется |
и |
окись у г л е р о д а ) . |
|
|
|
|
При паровом отоплении высокая температура |
нагревательных |
|||||
приборов сохраняется |
в течение всего |
отопительного |
периода |
неза |
висимо от температуры наружного воздуха. Это объясняется тем, что при данном давлении насыщенного пара его температура не изменяется, а изменение давления пара в пределах значений, ко
торые имеют место в системах |
отопления, не дает ощутимого из |
менения температуры. Поэтому |
изменить теплоотдачу нагреватель |
ных приборов при изменении |
теплопотерь помещениями можно |
только периодическим выключением отдельных приборов, измене нием количества пара, подаваемого в систему, перерывами в топке или выключениями всей системы парового отопления. Такое регу лирование сопровождается перерасходом топлива, периодическим недогревом или перегревом помещений и затрудняет эксплуатацию системы.
Указанные недостатки пара как теплоносителя значительно ограничивают его применение. П а р о в о е отопление нельзя приме нять в тех помещениях, в которых необходимо поддерживать сани тарно-гигиенические условия на высоком уровне (жилые дома, детские учреждения, школы, санатории, больницы и т. п.). Его не следует применять в производственных помещениях с выделением
больших количеств органической пыли. Ограниченно |
применяют |
||||
паровое отопление в производственных помещениях, |
предназна |
||||
ченных |
для |
непродолжительного |
пребывания |
люден, |
а т а к ж е в |
зданиях |
с |
периодическим отоплением. |
|
|
|
Теплоемкость и плотность воздуха невелики, |
а температура его |
||||
в системах |
воздушного отопления |
составляет |
обычно |
45—70° С. |