120

6.Зная значения ∑ξ(табл. 3.9, гр. 8) и скорости движения воды v (табл. 3.9, гр. 7), по формуле (3.2) или по прил. 3 определяем потеридавлениянаместныесопротивления(табл. 3.9, гр. 10).

7.Складывая потери давления на трение (табл. 3.9, гр. 9) и потери давления на местные сопротивления (табл. 3.9, гр. 10), получаем полные потери давления на каждом участке циркуляционного кольца (табл. 3.9, гр. 11).

8.Выбираем сначала второстепенное циркуляционное кольцо через ближний к тепловому пункту стояк 1 (см. рис. 3.1)

иотопительный прибор на первом этаже.

9.Расчет малого кольца сведен в табл. 3.9.

10.Складываем полные потери на участках 3–11:

∑(Rl+Z)3–11= 3661 Па.

61

11. Выполняем проверку гидравлической увязки между главным и второстепенным циркуляционным кольцом, используя формулу (3.3).

(Rl +Z )(3−11 −(RL) +Z )18−25 100% =А ≤ 15 %;

Rl +Z 3−11

А = 3661−3396100% = 7,2 <15 %. 3661

1. Выбираем далее второстепенное циркуляционное кольцо через дальний от теплового пункта стояк 11 (см. рис. 3.1) и отопительный прибор на первом этаже.

13.Расчет малого кольца сведен в табл. 3.9.

14.Складываем полные потери на участках 26–31:

∑(Rl+Z)9–15= 3319 Па.

15. Выполняем проверку гидравлической увязки между главным и второстепенным циркуляционным кольцом, используя формулу (3.3).

(Rl +Z )(9−15 −(RL) +Z )26−31 100% = А ≤ 15 %;

Rl + Z 9−15

62

Окончание табл. 3.9

При гидравлическом расчете вертикальной двухтрубной системы отопления после расчета основного и второстепенных циркуляционных колец через отопительные приборы на нижнем этаже дополнительно рассчитывают стояки. Расчет стояков двухтрубной системы сводится к выбору диаметра труб с увязкой потерь давления на параллельно соединенных участках, так как общие участки циркуляционных колец уже рассчитаны.

64

4. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Тепловой расчет системы отопления заключается в определении площади поверхности отопительных приборов. К расчету приступают после выбора типа отопительных приборов, места установки, способа присоединения к трубам системы отопления, вида и параметров теплоносителя.

4.1.Расчет площади отопительных приборов

воднотрубных системах отопления

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор tвх, ºС, количества теплоносителя, проходящего через прибор Gпр, кг/ч, и величины тепловой нагрузки прибора Qпр, Вт [6, 11].

Расчет площади каждого отопительного прибора осуществляется в определенной последовательности и сводится втабл. 4.1:

Таблица 4.1

Ведомость расчета отопительных приборов

Графа 1. На стояке нумеруются отопительные приборы, первый прибор – прибор на последнем этаже, последний прибор

– прибор на первом этаже здания.

Графа 2. Каждому отопительному прибору соответствует величина теплопотерь рассматриваемого помещения.

65

Графа 3. Определяется суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали ∆tп.м, ºС:

где q1 – теплопередача 1 м открыто проложенных труб в помещении с температурой tв, принимается по прил. 4, в зависимости от разности температур (tг – tв);

Gуч – расход воды на участке, принимается согласно гидравлическому расчету, кг/ч;

lуч – длина расчетного участка, м;

с – удельная теплоемкость воды, с=4,187 кДж/(кг·ºС). Графа 4. Рассчитывается общее количество воды, кг/ч,

где β1 – коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины, принимается по табл. 3.1, 3.2;

β2 – коэффициент учета дополнительных тепловых потерь теплоты отопительных приборов у наружных ограждений, принимается по табл. 3.3;

n

Qст = ∑Qо – суммарные теплопотери в помещениях, обслу-

1

живаемых стояком, Вт;

tг – температура воды на входе в систему отопления, принимается равной 95 ºС;

tо – температура воды на выходе из системы отопления, принимается равной 70 ºС.

Рассчитывается расход воды, Gпр, кг/ч, проходящей через каждый отопительный прибор с учетом коэффициента затекания α по формуле

66

где α – коэффициент затекания воды в отопительный прибор, для осевого замыкающего участка α=0,33, для смещенного − α=0,5, для проточного приборного узла α=1.

Графа 5. Определяется температура воды, ºС, на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом ∆tп.м :

ждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя:

Графа 8. Рассчитывается средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теп-

Графа 9. Определяется плотность теплового потока, Вт/м2, для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоно-

где qном – номинальная плотность теплового потока, Вт/м2, принимается по прил. 5;

n, p – показатели степени для определения теплового потока отопительного прибора, принимаемые по табл. 4.2.

67

Таблица 4.2

Значения показателей n, р для определения теплового потока отопительных приборов

Графа 10. Рассчитывается полезная теплоотдача, Вт, труб стояка, подводок к отопительным приборам, проложенным в помещении:

где lг, lв – длины горизонтальных и вертикальных труб стояка и подводок в пределах помещения (пример определения длин труб стояка см. рис. 4.2), м;

qг, qв – удельные величины теплоотдачи горизонтальных и вертикальных труб, Вт/м, принимаются по прил. 4 [6].

68

При определении теплоотдачи 1 м неизолированных труб разность температуры теплоносителя и воздуха в помещении принимают с учетом температуры теплоносителя на входе в отопительный прибор (tвх – tв).

Данные расчетов полезной теплоотдачи труб заносятся в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Графа 11. Определяется требуемая теплоотдача отопительного прибора, Вт, в помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб:

где βтр – поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, полученную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении; для открыто проложенных труб βтр принимают равным 0,9.

Графа 12. Вычисляется расчетная наружная площадь, м2, отопительного прибора по ходу движения теплоносителя:

Q

Апр = qпр . (4.10)

пр

Графа 13. При установке конвекторов (см. прил. 6) наружная площадь отопительного прибора принимается более близкой к получившейся по формуле 4.10 и по стандарту определяется марка конвектора. При установке чугунных радиаторов число секций определяется по формуле

где fс – площадь нагревательной поверхности одной секции радиатора, м2.

69

4.2.Расчет площади отопительных приборов

вдвухтрубных системах отопления

Вдвухтрубных системах отопления расчет поверхности нагрева отопительных приборов производится при постоянном температурном перепаде в каждом приборе, равном перепаду

температуры теплоносителя на стояке, т. е. tг – tо, ºС.

Расчет площади каждого отопительного прибора на стояке осуществляется отдельно в определенной последовательности:

1. Вычерчивается расчетная схема стояка (рис. 4.1), проставляются на ней диаметры труб и величина теплового потока прибора (равная теплопотерям помещения).

Рис. 4.1. Расчетная схема стояка двухтрубной системы водяного отопления

2. Находим суммарное понижение расчетной разности температур воды ∆tп.м., ºС, на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка.

Далее определяется (допускается ориентировочно) пони-

70

жение температуры воды по изолированной подающей магистрали насосной системы отопления (табл. 4.4).

Таблица 4.4

Величина понижения температуры воды

на 10 м изолированной подающей магистрали диаметром d

3. Определяется суммарное понижение расчетной температуры воды ∆tп.ст., ºС, на участках подающего стояка от маги-

где qв – теплопередача 1 м вертикальной трубы подающего стояка в зависимости от диаметра участка подающего стояка и разности температуры теплоносителя tвх на входе в помещение и температуры окружающего воздуха tв, принимается по прил. 4; Gуч – расход воды на участке подающего стояка с учетом

предыдущей отопительной нагрузки, кг/ч;

lуч – длина расчетного участка подающего стояка, принимаемая равной высоте этажа, м.

Температура теплоносителя tвх (на участке) на входе в рассматриваемое помещение определяется по ходу движения теп-

Значения ∆tп.ст определяются последовательно и непосредственно после расчета tвх на предыдущем участке подающего стояка. При двухстороннем присоединении отопительных приборов в двухтрубных системах отопления значения tвх на одном этаже принимаются одинаковыми.

Расход воды на каждом участке подающего стояка на входе

врассматриваемое помещение определяется по формуле, кг/ч:

−для первого прибора

и т. д.,

где ΣQуч(1−3) – суммарные теплопотери на участке подающего

стояка на входе в рассматриваемое помещение, с учетом Qпр вышележащего отопительного прибора, Вт;

tвх(1…3) – температура теплоносителя на участке подающего стояка на входе в рассматриваемое помещение, ºС.

4. Рассчитывается средний температурный напор в отопительном приборе с учетом температуры воды в подающей маги-

5.Определяется общее количество воды, циркулирующей

вотопительном приборе, с учетом понижения температуры воды в подающей магистрали и стояке, кг/ч:

72

где qном – номинальная плотность теплового потока, Вт/м2, принимается по прил. 5;

n, p – показатели степени для определения теплового потока отопительного прибора, принимаемые по табл. 4.2.

7. Определяется полезная теплоотдача труб стояка и под-

где lг, lв – длины горизонтальных и вертикальных труб стояка и подводок в пределах помещения, м;

qг, qв – удельные величины теплоотдачи горизонтальных и вертикальных труб в помещении, Вт/м, принимаются по прил. 4 [6] в зависимости от диаметра и разности температуры теплоносителя на входе в рассматриваемое помещение и температуры воздуха в помещении tт = tг −(∆tп.м −Σ∆tп.ст )−tв .

8. Рассчитывается требуемая теплоотдача отопительного прибора в рассматриваемом помещении, Вт:

где βтр – поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов (при открытой прокладке βтр = 0,9; при скрытойпрокладкеβтр = 0,5; припрокладкевтяжеломбетонеβтр = 1,8).

9. Вычисляется расчетная наружная площадь отопительного прибора, м2:

Пример 8 Расчет площади и количества отопительных приборов

в однотрубной системе отопления жилого дома

Исходные данные

1. Район застройки – г. Томск.

2. Вид теплоносителя – вода tг = 95 ºС, tо = 70 ºС.

3. Тип отопительного прибора – радиатор МС-140-108. 4. Диаметры стояков – 15 мм.

5. Значения отопительных характеристик и коэффициен-

тов: с =4,19 кДж/(кг·°С); β1 = 1,02; β2 = 1,04; n = 0,3; p =0; qном = 758 Вт/м2; fc=0,244 м2; βтр =0,9.

Порядок расчета

1.Схематично показываем на плане размещение отопительных приборов (1 секция=1мм) и стояков (рис. 4.2) с их нумерацией по часовой стрелке, начиная с левого верхнего угла (ст. 1, ст. 2 и т. д.). На стояках проставляем величины тепловых нагрузок приборов (рис. 4.3).

2.Расчет выполняем согласно п. 4.1. Результаты расчета заносим в табл. 4.5 и 4.6.

Рис. 4.2. Размещение отопительных приборов на плане здания

Рис. 4.3. Расчетные схемы стояков 1 и 2

74

75

76

Таблица 4.6

Первоначально определяем температуру теплоносителя tвх, ºС, (на участке) на входе в помещение по ходу движения теплоносителя. Затем находятся по уравнениям (4.16) – (4.18) значения Gуч и qв, Вт/м, определяется ∆tп.ст в определенной последовательности:

−для первого прибора

4. Определяем средний температурный напор в отопительном приборе с учетом понижения температуры воды в подающей магистрали и стояке по формуле (4.19):

−для первого прибора

∆tср(1) = 0,5[95 −(0,4 +0,77)+70]−18 = 63,92 ºС;

−для второго прибора

∆tср(2) = 0,5[95 −(0,4 +0,77 +0,97)+70]−18 = 63,43 ºС;

−для третьего прибора

∆tср(3) = 0,5[95 −(0,4 +0,77 +0,97 +1,3)+70]−18 = 62,78 ºС;

−для четвертого прибора

∆tср(4) = 0,5[95 −(0,4 +0,77 +0,97 +1,3 + 2,1)+70]−18 = 61,73 ºС. 5. Определяем общее количество воды, циркулирующей в

отопительном приборе, с учетом понижения температуры воды

вподающих магистралях и стояке по формуле (4.20):

−для первого прибора

−для второго прибора

−для третьего прибора

−для четвертого прибора

6. Определяем расчетную плотность теплового потока

79

отопительного прибора по формуле (4.21): −для первого прибора

−для второго прибора

−для третьего прибора

−для четвертого прибора

7. Определяем полную теплоотдачу труб стояка и подводок, проложенных в помещении, по формуле (4.22) с учетом tг – tв для каждого участка:

−для первого прибора

Qтр(1) =107 2,8 +128 0,5 = 364 Вт;

−для второго прибора

Qтр(2) =103 2,8 +125 0,5 = 351 Вт;

−для третьего прибора

Qтр(3) =101 2,8 +123 0,5 = 344 Вт;

−для четвертого прибора

Qтр(4) =100 2,8 +121 0,5 = 341 Вт.

8. Определяем требуемую теплоотдачу кожуха отопительного прибора в рассматриваемом помещении по формуле (4.23):

−для первого прибора

Qпр(1) = 2533 −0,9 364 = 2205 Вт;

−для второго прибора

Qпр(2) = 2114 −0,9 351 =1798 Вт;

80