Файл: Электрические сети жилых зданий..pdf

годаря применению кондиционеров в южных районах США летний максимум нагрузки почти в 1,5 раза выше зимнего. Кроме того, включение в сеть местных кондицио­ неров приводит к относительно низким значениям коэф­

фициента мощности.

В СССР освоена модель автономного кондиционера «Азербайджан-4» и ведутся разработки более совершенных автономных кондиционеров, которые в будущем смогут получить достаточно широкое распространение, особенно в южных районах страны.

Тепловые насосы. Принцип теплового насоса может быть использован не только в конструкциях кондиционе­ ров и холодильников, но также и для отопления помеще­ ний. Для этих целей могут найти применение компрессион­ ные и полупроводниковые тепловые насосы.

К о м п р е с с и о н н ы й тепловой насос имеет два сосуда, заполненных фреоном или другой* жидкостью, кипящей при низких температурах, перекачиваемой ком­ прессором из одного сосуда в другой. В первом сосуде поддерживается более низкое давление, в другом — более высокое. Фреон закипает в сосуде, называемом испарите­ лем, отбирая тепло у воздуха охлаждаемой комнаты. Во втором сосуде пары фреона конденсируются и отдают скрытую теплоту парообразования наружному воздуху.

При отоплении тепловыми насосами электрическая энергия затрачивается на отбор тепла от среды с более низкой температурой и передачу ее в среду с более высокой температурой. При благоприятных климатических усло­ виях можно передать 2 000 ккал тепла и более при затрате 1 кВт-ч электроэнергии. Схема работы теплового насоса в режиме охлаждения показана на рис. 1-1, а, а в режиме отопления — на рис. 1-1, б.

П о л у п р о в о д н и к о в ы е теплЮвые насосы ра­ ботают, как обратимые тепловые генераторы, принцип работы которых сводится к следующему. Если через ба­ тарею термоэлементов пропустить постоянный ток, то в результате контактной разности потенциалов одна группа термоэлементов поглощает энергию из окружаю­ щей среды, охлаждая ее, другая — выделяет энергию и на­ гревает окружающую среду. При достаточно высокой электропроводности и низкой теплопроводности приме­

10

ненных материалов количество энергии, перекачиваемой насосом, может в несколько раз превышать количество энергии, затрачиваемой внешним источником.

Рис. 1-1. Схема работы теплового насоса «воздух — воздух»

врежимах охлаждения (а) и отопления (6).

А— наружный змеевик (конденсатор); В — внутренний змеевик (испари­

тель); 1 — наружный воздух; 2 — комнатный воздух; з — компрессор; 4 —четырехходовой вентиль; 5 — регулирующий вентиль; 6 — вентилятор.

Внастоящее время изготовляются компрессионные тепловые насосы. Весьма перспективны полупроводнико­ вые насосы.

Вжилищном хозяйстве, по-видимому, найдут некоторое применение индивидуальные квартирные тепловые на­

11

сосы производительностью примерно 3 000 ккал/ч, снаб­ женные пиковыми нагревательными элементами для до­ полнительного подогрева. Для исключения пользования пиковыми нагревателями в часы максимума нагрузки энергосистемы последняя осуществляет блокировку с по­ мощью циркулярного телеуправления. Необходимо под­ черкнуть, что применение телеуправления требует выде­ ления никовых нагревателей в отдельную группу, питаю­ щуюся через контактор. Подчеркнем, что практическое применение таких систем в перспективе следует считать целесообразным лишь в тех районах, где это может быть технически и экономически обосновано.

Электрическое отопление. Применение электрического отопления жилых помещений для большинства районов нашей страны, особенно при теплоснабжении от тепло­ электроцентралей, в настоящее время экономически не оправдывается. Однако уже сейчас электрическое отопле­ ние находит ограниченное применение в районах с избыт­ ком гидроэлектроэнергии, дорогим привозным топливом, а также в некоторых южных районах страны, имеющих плюсовые температуры в зимнее время.

Кроме того, электроотопление находит применение в курортных зонах, где требуется особая чистота воздуха.

За рубежом в последние годы электрическое отопление получает все большее распространение (Швеция, Швейца­ рия, Норвегия, Англия, США и т. д.). Развитию этого вида отопления способствует применение льготных тарифов

вчасы провала суточных графиков нагрузки энергосисте­ мы, освоение промышленностью аккумуляционных ото­ пительных приборов, дороговизна топлива в некоторых странах и другие, чаще всего, коммерческие факторы.

Если учитывать все же благоприятные перспективы развития новых способов получения дешевой электро­ энергии в будущем, а также возможность использования электроотопления для заполнения графиков нагрузки энергосистем, оно может получить распространение и в некоторых районах нашей страны. Поэтому целесообразно

вданной главе дать краткое описание известных в настоя­ щее время устройств электрического отопления [Л.6].

ляется на: а) прямое с применением приборов, выделяю­ щих джоулево тепло (электрообои, электроплинтусы, pa-

12

диаторы, панели, калориферы); б) прямое аккумуляцион­ ное, использующее для накапливания тепла ночной провал графика нагрузки энергосистемы и отдающее тепло круг­ лосуточно (греющие кабели, утопленные в полу, стенах или потолке, а также специальные аккумуляционные электропечи); в) смешанное, в котором сочетаются аккуму-

')

Рис. 1-2. Схема устройства элоктроотоиления с по­ мощью нагревательного кабеля.

а — нагревательный кабель; б — разрез теплого пола; в — принципиальная схема включения нагревательного элемента пола; 1 — обмазка из термопласта; 2 — свинцовый чулок;

12—железобетонное перекрытие; Р — рубильник; К — блокконтакт контактора управления электроотоплением; Л — лампа, сигнализирующая об отключении электроотопления.

ляционное отопление с приборами, непосредственно вы­ деляющими тепло; г) непрямое отопление тепловыми на­ сосами.

2. Ч а с т и ч н о е э л е к т р о о т о п л е н и е слу­ жит для догрева помещений в особенно холодные дни при помощи переносных приборов сравнительно небольшой мощности (отражательные печи, электрокамины, радиато­ ры, тепловентиляторы и т. д.).

На рис. 1-2 схематически показана конструкция нагре­ вательного кабеля и разрез перекрытия с нагревательными

13

кабелями. Такое перекрытие используется для устройства аккумуляционного электроотопления. На рис. 1-3 в ка­ честве примера электроотопления показана схема акку­ муляционной электропечи с регулируемой теплоотдачей. Такие печи требуют значительной площади (примерно до 1 м2 жилой площади при мощности 5 кВт), что является их недостатком. Кроме того, по зарубежным данным стои­

мость печей высока и достигает 25—30 руб. за 1 кВт мощности.

Электрические нагреватели во­ ды. Существующие конструкции можно разделить на две группы: а) проточные нагреватели; б) ем­ костные.

П р о т о ч н ы е н а г р е в а ­

Несмотря на серьезные преимуще­ ства по сравнению с емкостными, проточные нагреватели, включение которых обычно совпадает по вре­ мени с максимумом энергосистемы, не имеют перспектив для приме­ нения в условиях массового ?килищного строительства.

Е м к о с т н ы е н а г р е в а т е л и являются прак­ тически почти единственным рациональным типом электри­ ческих приборов для приготовления горячей воды. Они имеют емкость 100—160 л и потребляют до 3 кВт. Суще­ ствуют и аккумуляционные кухонные водонагреватели меньшей производительности и мощности. В настоящее время промышленностью начат выпуск аккумуляционных нагревателей емкостью 100 л.

Преимущества емкостных нагревателей по сравнению с прямоточными сводятся к следующему. Благодаря акку­ муляции тепла они могут включаться в часы провалов графиков нагрузки, а расходуемая ими энергия оплачи­ ваться по сниженному тарифу. Кроме того, включение нагревателей в часы провалов графика дает возможность не увеличивать расходы на устройство внутридомовой и наружной электросетей, чего нельзя избежать, применяя

14

прямоточные нагреватели. Кроме того, исключается не­ рациональный расход воды.

Недостаток емкостных нагревателей заключается в низ­ кой водопроизводительности, исключающей, например, возможность принять ванну для всех членов семьи в один и тот же день. .

В СССР емкостные электронагреватели пока не полу­ чили распространения, однако их применение, по-види­ мому, будет перспективным в районах с избытком электро­ энергии, привозным топливом, а также при введении двухставочного тарифа. При горячем водоснабжении от ТЭЦ применение электроводонагревателей, как правило, экономически нецелесообразно.

1-3. ОБЩЕДОМОВЫЕ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКИ

К общедомовым электроприемникам относятся: а) осве­ тительные установки лестничных клеток, технических подпольев, чердаков, вгестибюлей, холлов, мусорокамер, машинных помещений и шахт лифтов и т. д.; б) силовые установки грузовых и пассажирских лифтов, вентиляцион­ ных систем, устройств дымоудаления и в отдельных слу­ чаях насосов хозяйственного и противопожарного водо­ снабжения; в) усилители для коллективных телевизионных антенн и трансформаторы для радиотрансляции; г) пыле­ сосы и другие машины для уборки лестниц и коридоров.

Электрическое освещение. Для освещения лестниц и коридоров, холлов, вестибюлей, входов в здания до последнего времени почти повсеместно применяются лампы накаливания. В большинстве случаев в этих помещениях применялись одно- и двухламповые плафоны. В последнее время началось внедрение светильников (потолочных и встроенных) с люминесцентными лампами мощностью 20 и 40 Вт. Предпринимаются попытки создать светильники с люминесцентными лампами, встраиваемые в железобе­ тонные конструкции площадок лестничных клеток.

Применение для освещения лестничных клеток светиль­ ников с люминесцентными лампами, вызывая некоторое увеличение первоначальных затрат, удешевляет эксплуа­ тацию осветительной установки, не говоря уже о более высоких уровнях освещенности. Удешевление достига­ ется не благодаря экономии электроэнергии, так как в дан­ ном случае резкое повышение нормируемой освещенности до 50 лк против 10 лк при лампах накаливания не дает

15

экономии, несмотря на высокую светоотдачу люминесцент­ ных ламп. Эксплуатация удешевляется, так как люми­ несцентные лампы менее чувствительны к повышениям напряжения в электросети в ночные часы, вызывающим быстрый выход из строя ламп накаливания и необходи­ мость, их частой смены. Некоторым выходом из положения могло бы быть применение для освещения лестничных клеток ламп накаливания, рассчитанных на повышенное напряжение (237 В). Конечно, это привело бы к известному (20—25%) снижению уровней .освещенности, но удлинило сроки службы ламп. Однако подобные лампы пока выпу­ скаются в недостаточном количестве.

Освещение технических подпольев выполняется лам­ пами накаливания со светильниками в защищенном испол­ нении. Если по подполью прокладываются газопроводы, выключатели должны выноситься за пределы помещения. Нормально освещение в подпольях отключено и включа­ ется только при посещении их.

Освещение чердаков и машинных помещений лифтов выполняется защищенными светильниками с лампами накаливания. Выключатели обычно выносятся на лест­ ничную клетку.

Освещение входов в здания выполняется плафонами или уплотненными светильниками с лампами накаливания. Светильники встроены в конструкцию козырьков входа. В ряде случаев освещение входа в здание совмещают с осве­ щением прилегающего к дому внутриквартального проезда.

Наружное освещение. Существует ряд конструктивных решений устройства наружного освещения проездов с по­ мощью светильников, установленных на стене здания или на специальном кронштейне над козырьком входа. Для установки светильников наружного освещения на стене здания используются проемы лестничной клетки, обычно на высоте четвертого этажа. Для облегчения ре­ монта светильников и смены ламп (лампы ДРЛ 80—125 Вт или лампы накаливания 150—200 Вт) применяются вы­ движные кронштейны, убирающиеся через оконный проем на лестничную клетку. Управление наружным освещением автоматизируется и может осуществляться как центра­ лизованно с диспетчерского пункта городского управле­ ния наружным освещением, так и с помощью местного фо­ торелейного устройства. Оно устанавливается в здании и автоматически включает наружное и лестничное осве­ щение в зависимости от уровня естественной освещенности.

16