Изложены устройство и принцип действия различных систем отопления зданий. Приведены методы расчета тепловой мощности системы отопления. Рассмотрены приемы конструирования, методы расчета и способы регулирования современных систем центрального и местного отопления. Проанализированы пути совершенствования систем и экономии тепловой энергии при отоплении зданий. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Строительство», для специальности 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Предисловие
Введение

Раздел 1. Общие сведения об отоплении

Глава 1. Характеристика систем отопления
§ 1.1. Система отопления
§ 1.2. Классификация систем отопления
§ 1.3. Теплоносители в системах отопления
§ 1.4. Основные виды систем отопления
Контрольные задания и упражнения

Глава 2. Тепловая мощность системы отопления
§ 2.1. Тепловой баланс помещения
§ 2.2. Потери теплоты через ограждения помещения
§ 2.3. Потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха
§ 2.4. Учет прочих источников поступления и затрат теплоты
§ 2.5. Определение расчетной тепловой мощности системы отопления
§ 2.6. Удельная тепловая характеристика здания и расчет теплопотребности на отопление по укрупненным показателям
§ 2.7. Годовые затраты теплоты на отопление зданий
Контрольные задания и упражнения

Раздел 2. Элементы систем отопления

Глава 3. Тепловые пункты и их оборудование
§ 3.1. Теплоснабжение системы водяного отопления
§ 3.2. Тепловой пункт системы водяного отопления
§ 3.3. Теплогенераторы для местной системы водяного отопления
§ 3.4. Циркуляционный насос системы водяного отопления
§ 3.5. Смесительная установка системы водяного отопления
§ 3.6. Расширительный бак системы водяного отопления
Контрольные задания и упражнения

Глава 4. Отопительные приборы
§ 4.1. Требования, предъявляемые к отопительным приборам
§ 4.2. Классификация отопительных приборов
§ 4.3. Описание отопительных приборов
§ 4.4. Выбор и размещение отопительных приборов
§ 4.5. Коэффициент теплопередачи отопительного прибора
§ 4.6. Плотность теплового потока отопительного прибора
§ 4.7. Тепловой расчет отопительных приборов
§ 4.8. Тепловой расчет отопительных приборов с помощью ЭВМ
§ 4.9. Регулирование теплопередачи отопительных приборов
Контрольные задания и упражнения

Глава 5. Теплопроводы систем отопления
§ 5.1. Классификация и материал теплопроводов
§ 5.2. Размещение теплопроводов в здании
§ 5.3. Присоединение теплопроводов к отопительным приборам
§ 5.4. Размещение запорно-регулирующей арматуры
§ 5.5. Удаление воздуха из системы отопления
§ 5.6. Изоляция теплопроводов
Контрольные задания и упражнения

Раздел 3. Системы водяного отопления

Глава 6. Конструирование систем водяного отопления
§ 6.1. Схемы системы насосного водяного отопления
§ 6.2. Система отопления с естественной циркуляцией воды
§ 6.3. Система водяного отопления высотных зданий
§ 6.4. Децентрализованная система водо-водяного отопления
Контрольные задания и упражнения

Глава 7. Расчет давления в системе водяного отопления
§ 7.1. Изменение давления при движении воды в трубах
§ 7.2. Динамика давления в системе водяного отопления
§ 7.3. Естественное циркуляционное давление
§ 7.4. Расчет естественного циркуляционного давления в системе водяного отопления
§ 7.5. Расчетное циркуляционное давление в насосной системе водяного отопления
Контрольные задания и упражнения

Глава 8. Гидравлический расчет систем водяного отопления
§ 8.1. Основные положения гидравлического расчета системы водяного отопления
§ 8.2. Способы гидравлического расчета системы водяного отопления
§ 8.3. Гидравлический расчет системы водяного отопления по удельной линейной потере давления
§ 8.4. Гидравлический расчет системы водяного отопления по характеристикам сопротивления и проводимостям
§ 8.5. Особенности гидравлического расчета системы отопления с приборами из труб
§ 8.6. Особенности гидравлического расчета системы отопления со стояками унифицированной конструкции
§ 8.7. Особенности гидравлического расчета системы отопления с естественной циркуляцией воды
Контрольные задания и упражнения

Раздел 4. Системы парового, воздушного и панельно-лучистого отопления

Глава 9. Паровое отопление
§ 9.1. Система парового отопления
§ 9.2. Схемы и устройство системы парового отопления
§ 9.3. Оборудование системы парового отопления
§ 9.4. Системы вакуум-парового и субатмосферного отопления
§ 9.5. Выбор начального давления пара в системе
§ 9.6. Гидравлический расчет паропроводов низкого давления
§ 9.7. Гидравлический расчет паропроводов высокого давления
§ 9.8. Гидравлический расчет конденсатопроводов
§ 9.9. Последовательность расчета системы парового отопления
§ 9.10. Использование пара вторичного вскипания
§ 9.11. Система пароводяного отопления
Контрольные задания и упражнения

Глава 10. Воздушное отопление
§ 10.1. Система воздушного отопления
§ 10.2. Схемы системы воздушного отопления
§ 10.3. Количество и температура воздуха для отопления
§ 10.4. Местное воздушное отопление
§ 10.5. Отопительные агрегаты
§ 10.6. Расчет подачи воздуха, нагретого в отопительном агрегате
§ 10.7. Квартирная система воздушного отопления
§ 10.8. Рециркуляционные воздухонагреватели
§ 10.9. Центральное воздушное отопление
§ 10.10. Особенности расчета воздуховодов центрального воздушного отопления
§ 10.11. Смесительные воздушно-тепловые завесы
Контрольные задания и упражнения

Глава 11. Панельно-лучистое отопление
§ 11.1. Система панельно-лучистого отопления
§ 11.2. Температурная обстановка в помещении при панельно-лучистом отоплении
§ 11.3. Теплообмен в помещении при панельно-лучистом отоплении
§ 11.4. Конструкция отопительных панелей
§ 11.5. Описание бетонных отопительных панелей
§ 11.6. Теплоносители и схемы системы панельного отопления
§ 11.7. Площадь и температура поверхности отопительных панелей
§ 11.8. Расчет теплопередачи отопительных панелей
§ 11.9. Особенности проектирования системы панельного отопления
Контрольные задания и упражнения

Раздел 5. Системы местного отопления

Глава 12. Печное отопление
§ 12.1. Характеристика печного отопления
§ 12.2. Общее описание отопительных печей
§ 12.3. Классификация отопительных печей
§ 12.4. Конструирование и расчет топливников теплоемких печей
§ 12.5. Конструирование и расчет газоходов теплоемких печей
§ 12.6. Конструирование дымовых труб для печей
§ 12.7. Современные теплоемкие отопительные печи
§ 12.8. Не теплоемкие отопительные печи
§ 12.9. Проектирование печного отопления
Контрольные задания и упражнения

Глава 13. Газовое отопление
§ 13.1. Общие сведения
§ 13.2. Газовые отопительные печи
§ 13.4. Газовоздушные теплообменники
§ 13.5. Газовоздушное лучистое отопление
§ 13.6. Газовое лучистое отопление
Контрольные задания и упражнения

Глава 14. Электрическое отопление
§ 14.1. Общие сведения
§ 14.2. Электрические отопительные приборы
§ 14.3. Электрическое аккумуляционное отопление
§ 14.4. Электрическое отопление с помощью теплового насоса
§ 14.5. Комбинированное отопление с использованием электрической энергии
Контрольные задания и упражнения

Раздел 6. Проектирование систем отопления

Глава 15. Сравнение и выбор систем отопления
§ 15.1. Технические показатели систем отопления
§ 15.2. Экономические показатели систем отопления
§ 15.3. Области применения систем отопления
§ 15.4. Условия выбора системы отопления
Контрольные задания и упражнения

Глава 16. Разработка системы отопления
§ 16.1. Процесс проектирования и состав проекта отопления
§ 16.2. Нормы и правила проектирования отопления
§ 16.3. Последовательность проектирования отопления
§ 16.4. Проектирование отопления с помощью ЭВМ
§ 16.5. Типовые проекты отопления и их применение
Контрольные задания и упражнения

Раздел 7. Повышение эффективности системы отопления

Глава 17. Режим работы и регулирование системы отопления
§ 17.1. Режим работы системы отопления
§ 17.2. Регулирование системы отопления
§ 17.3. Управление работой системы отопления
§ 17.4. Особенности режима работы и регулирования различных систем отопления
Контрольные задания и упражнения

Глава 18. Совершенствование системы отопления
§ 18.1. Реконструкция системы отопления
§ 18.2. Двухтрубная система водяного отопления повышенной тепловой устойчивости
§ 18.3. Однотрубная система водяного отопления с термосифонными отопительными приборами
§ 18.4. Комбинированное отопление
Контрольные задания и упражнения

Раздел 8. Энергосбережение в системах отопления

Глава 19. Экономия теплоты на отопление
§ 19.1. Снижение энергопотребности на отопление здания
§ 19.2. Повышение эффективности отопления здания
§ 19.3. Теплонасосные установки для отопления
§ 19.4. Экономия теплоты при автоматизации работы системы отопления
§ 19.5. Прерывистое отопление зданий
§ 19.6. Нормирование отопления жилых зданий
Контрольные задания и упражнения

Глава 20. Использование природной теплоты в системах отопления
§ 20.1. Системы низкотемпературного отопления
§ 20.2. Системы солнечного отопления
§ 20.3. Системы геотермального отопления
§ 20.4. Системы отопления с использованием сбросной теплоты
Контрольные задания и упражнения

Приложение 1. Показатели для расчета топливников отопительных печей
Приложение 2. Показатели для расчета газоходов отопительных печей
Список литературы

Предисловие

Дисциплина "Отопление" является одной из профилирующих при подготовке специалистов по теплогазоснабжению и вентиляции. Ее изучение предусматривает получение фундаментальных знаний по конструкциям, принципам действия и характерным свойствам различных систем отопления, по методам их расчета и приемам проектирования, способам регулирования и управления, перспективным путям развития данной отрасли строительной индустрии.

Для овладения теоретическими, научно-техническими и практическими знаниями, относящимися к дисциплине "Отопление", необходимы глубокое понимание и усвоение физических процессов и явлений, происходящих как в обогреваемых зданиях, так и непосредственно в системах отопления и их отдельных элементах. К ним относятся процессы, связанные с тепловым режимом здания, движение воды, пара и воздуха по трубам и каналам, явления их нагревания и охлаждения, изменения температуры, плотности, объема, фазовые превращения, а также регулирование тепловых и гидравлических процессов.

Дисциплина "Отопление" основана на положениях ряда теоретических и прикладных дисциплин. К ним относятся: физика, химия, термодинамика и тепломассообмен, гидравлика и аэродинамика, электротехника.

Выбор способа отопления в большой мере зависит от особенностей конструктивного и архитектурно-планировочного решений здания, от теплотехнических свойств его ограждений, т.е. вопросов, которые изучаются в общестроительных дисциплинах и в дисциплине "Строительная теплофизика".

Дисциплина "Отопление" тесно связана со специальными техническими дисциплинами, составляющими специальность "Теплогазоснабжение и вентиляция": "Теоретические основы создания микроклимата в помещении", "Теплогенерирующие установки", "Насосы, вентиляторы и компрессоры", "Теплоснабжение", "Вентиляция", "Кондиционирование воздуха и холодоснабжение", "Газоснабжение", "Автоматизация и управление процессами теплогазоснабжение и вентиляции". В нее входят в сокращенном виде многие смежные элементы перечисленных дисциплин, а также вопросы экономики, использования вычислительной техники, производства монтажных работ, подробно рассматриваемые в соответствующих курсах.

Предыдущий учебник "Отопление", разработанный коллективом авторов Московского инженерно-строительного института им. В.В. Куйбышева (МИСИ), вышел в свет в 1991 г. За последнее десятилетие возрождения в России рыночной экономики произошли глубочайшие изменения, в том числе, в области строительной индустрии. Заметно возросли объемы строительства, изменилось соотношение в использовании отечественной и зарубежной техники. Появились новые виды отопительного оборудования и технологий, зачастую не имеющих ранее аналогов в России. Все это должно было найти свое отражение в новой редакции учебника.

Настоящий учебник разработан на кафедре отопления и вентиляции Московского государственного строительного университета (МГСУ) в соответствии с действующей типовой программой на основе курса лекций, читаемых проф. А.Н. Сканави с 1958 г. Без изменения базовых теоретических и методических основ курса с учетом современных тенденций в отопительной технике и технологии с 1996 г. данный курс на кафедре ведет проф. Л.М. Махов.

Как и в прежних изданиях учебника, авторы не считали необходимым давать подробные описания непрерывно модернизирующегося оборудования, распространенные справочные данные, а также расчетные таблицы, графики, номограммы. Исключение составляют отдельные конкретные сведения, необходимые для примеров и пояснений конструкций и физических явлений.

Отдельные разделы содержат практические примеры расчета систем отопления и их оборудования. После каждой главы даны контрольные задания и упражнения, предназначенные для проверки полученных знаний. Они могут быть использованы в научной и учебно-исследовательской работе студентов, а также при проведении государственного экзамена по специальности.

В основу настоящего учебника положен материал, подготовленный проф. А.Н. Сканави для предыдущего издания. В учебнике также использованы материалы разделов из предыдущего издания, составленные: засл. деятель науки и техники РСФСР, проф., д.т.н. В.Н. Богословским (гл. 2, 19), проф., к.т.н. Е.Г. Малявиной (гл. 14), к.т.н. И.В. Мещаниновым (гл. 13), к.т.н. С.Г. Булкиным (гл. 20).

Авторы приносят благодарность за помощь в составлении учебника проф., д.т.н. Ю.Я. Кувшинову, а также инж. A.A. Серенко за техническую помощь в его оформлении.

Авторы выражают глубокую признательность рецензентам - кафедре Теплогазоснабжения и вентиляции Московского института коммунального хозяйства и строительства (заведующий кафедрой, проф., к.т.н. Е.М. Авдолимов) и инж. Ю.А. Эпштейну (ОАО "МОСПРОЕКТ") - за ценные советы и замечания, сделанные при рецензировании рукописи учебника.