3. Расчет индивидуального теплового пункта

Подробное описание тепловых пунктов, их схемы, а также принцип работы элеватора даны в [6, § 78]. На рис. 4.7 приведен монтажный чертеж индивидуального теплового пункта (ИТП) при зависимом присоединении системы отопления к тепловым сетям.

Расчет ИТП сводится к определению диаметра горловины элеватора, в мм, по выражению (35) для его подбора по серийным данным табл. 9 или [8, табл. VI.12], вычислению диаметра сопла элеватора, в мм, по соотношению (36):

, (35)

где G_С.О. – расход воды в системе отопления, определяемый по формуле (26), кг/ч; Σ(Rl+Z)_ОЦК - общие потери давления в основном циркуляционном кольце, Па;

, (36)

где u – коэффициент смешения, вычисляемый по формуле (29).

Пример 4.2. Требуется подобрать элеватор для следющих условий: расчетная тепловая нагрузка системы отопления Q_ОТ=43158 Вт; температура воды в тепловой сети составляет T_Г=150 ^оС, T_О=70 ^оС; параметры воды в системе отопления - t_Г=95 ^оС, t_О=70 ^оС; разность давления в тепловой сети Р_П – Р_О=52,5 кПа; теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг ^оС)

Решение. По формулам (26) и (29) определяем расход воды в системе отопления и коэффициент смешения:

кг/ч;

.

Вычисляем давление, создаваемое элеватором, по формуле (28)

кПа = 6152 Па.

Определяем расход воды, подаваемой в систему отопления из тепловой сети, по формуле (26)

кг/ч.

Расход воды, подмешиваемой G_ПОД из обратной магистрали системы отопления в элеватор, составляет

кг/ч.

Вычисляем диаметр горловины элеватора по формуле (35)

мм.

По табл.9 или [8, табл. VI.12] принимаем к установке стандартный элеватор № 1, имеющий диаметр горловины 15 мм, т.е. близкий к полученному по формуле (35) [6].

Таблица 9

Параметры элеваторов для их подбора по диаметру горловины

№ элеватора	1	2	3	4	5	6	7
Диаметр горловины, мм	15	20	25	30	35	47	59
Длина элеватора, мм	425	425	625	625	625	720	720

После подбора серийного элеватора вычисляем диаметр сопла элеватора по формуле (36)

мм.

5. Определение площади поверхности и числа

элементов отопительных приборов

Для расчета площади поверхности отопительных приборов прежде всего необходимо определить номинальную плотность теплового потока q_НОМ, Вт/м², которая получена путем тепловых испытаний отопительного прибора при стандартных условиях работы в системе водяного отопления. В стандартные условия входят следующие параметры: температура входящей сверху в прибор воды составляет 105 ^оС; выходящей снизу - 70 ^оС; температура воздуха в помещении - 18 ^оС; расход воды в приборе – 0,1 кг/с; атмосферное давление 1013,3 гПа.

Значение номинальной плотности теплового потока чугунных секционных приводятся в табл. 10. Для других типов отопительных приборов данную величину можно найти в [6, табл. 8.1].

Р ис. 4.7. Монтажный чертеж индивидуального теплового пункта: 1 – задвижка; 2 - грязевик;

3 – регулятор давления; 4 – тепловой счетчик; 5 – элеватор № 2; 6 – термометр; 7 - манометр

Таблица 10

Основные технические данные чугунных и стальных радиаторов

Тип прибора	Площадь поверхности секции, f1, м2	Номинальная плотность теплового потока, qНОМ, Вт/м2	Схема присоединения прибора	Расход теплоносителя через прибор, GПР, кг/с	Показатели степени и коэффициент в формуле (37)
					n	p
Радиаторы чугунные секционные:
МС-140-108	0,244	758	Сверху вниз	0,005-0,014 0,015-0,149 0,15-0,25	0,3	0,02 0 0,01
МС-140-98	0,240	725
МС-90-108	0,187	802
М-90	0,2	700
Радиаторы стальные панельные типа РСВ1 однорядные:
РСВ1-1	0,71	710	Снизу вверх	0,005-0,017 0,018-0,25	0,25 0,25	1,113 0,97
РСВ1-2	0,95	712
РСВ1-3	1,19	714
РСВ1-4	1,44	712
РСВ1-5	1,68	714
То же, двухрядные:
2РСВ1-1	1,42	615	Снизу вниз	0,005-0,032 0,033-0,25	0,15 0,15	0,08 0
2РСВ1-2	1,9	619
2РСВ1-3	2,38	620
2РСВ1-4	2,88	618
2РСВ1-5	3,36	620
Радиаторы стальные панельные типа РСГ2 однорядные:
РСГ2-1-2	0,54	741	Сверху вниз	0,006-0,08 0,09-0,25	0,3 0,3	0,025 0
РСГ2-1-3	0,74	747
РСГ2-1-4	0,95	743
РСГ2-1-5	1,19	740
РСГ2-1-6	1,44	733	Снизу вверх	0,006-0,08 0,09-0,25	0,25 0,25	0,08 0
РСГ2-1-7	1,68	733
РСГ2-1-8	1,93	728
РСГ2-1-9	2,17	729
То же, двухрядные:
РСГ2-2-4	1,08	1074	Сверху вниз	0,006-0,08 0,09-0,25	0,3 0,3	0,01 0
РСГ2-2-5	1,48	977
РСГ2-2-6	1,90	910
РСГ2-2-7	2,38	845	Снизу вверх	0,006-0,08 0,09-0,25	0,25 0,25	0,08 0
РСГ2-2-8	3,36	683
РСГ2-2-9	4,31	597

Располагая величиной q_НОМ, можно определить расчетную плотность теплового потока отопительного прибора q_ПР, Вт/м², для условий работы, отличных от стандартных, при теплоносителе – воде по формуле

, (37)

где q_НОМ – номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы, Вт/м², принимаемый по табл. 10 или [6, табл. 8.1]; G_ПР – действительный расход воды в отопительном приборе, кг/с; n, р – экспериментальные значения показателей степени (табл. 10); Δt_СР – средний температурный напор, равный

, (38)

где t_ВХ, t_ВЫХ, t_В – температуры, соответственно, теплоносителя на входе и выходе из отопительного прибора, а так же воздуха, ^оС.

Расчетная площадь отопительного прибора, в м², определяется по формуле

, (39)

где Q_ПОТР – теплопотребность помещения, равная его теплопотерям за вычетом теплопоступлений, Вт; Q_ТР – суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения стояков, подводок, к которым непосредственно присоединен прибор (коэффициент 0,9 учитывает долю теплового тока от теплопроводов, полезную для поддержания температуры воздуха в помещении), Вт.

Суммарную теплоотдачу теплопроводов для практических задач можно найти по упрощенной формуле

, (40)

где q_В, q_Г – теплоотдачи 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, определяемые по табл. 11 исходя из разности температур теплоносителя и воздуха помещения (t_Т-t_В) l_В, l_Г – длина вертикальных и горизонтальных открыто проложенных теплопроводов в пределах помещения, м.

Расчетное число секций чугунных радиаторов вычисляют из соотношения

, (41)

где f₁ – площадь поверхности нагрева одной секции, м², зависящая от типа радиатора, принятого к установке в помещении (табл. 10); β₄ – коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении, при открытой установке β₄=1,0; β₃ – коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе и принимаемый для радиаторов типа МС-140 равным: при числе секций от 3 до 15 – 1, от 16 до 20 – 0,98, от 21 до 25 – 0,96, а для остальных чугунных радиаторов вычисляется по формуле

. (42)

Поскольку расчетное число секций по формуле (41) редко получается целым, то его приходится округлять для получения числа секций N_УСТ, принимаемых к установке. При этом допускают уменьшение теплового потока (Q_ПОТР-0,9Q_ТР) не более чем на 5 % (но не более чем на 60 Вт). Как правило к установке принимают ближайшее большее число секций радиатора.

Таблица 11

Теплоотдача открыто проложенных трубопроводов (вертикальных –

верхняя, горизонтальных – нижняя строка) систем водяного

отопления по данным [7] (t_Т – температура теплоносителя, t_В –

температура воздуха в помещении)

tТ-tВ, оС	Условный диаметр, мм	Теплоотдача 1м трубы, Вт/м, при tТ-tВ, оС, через 1оС
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
40	15	28 38	30 39	30 41	31 42	32 43	34 44	34 44	35 46	36 47	37 49
	20	36 46	37 47	38 50	39 52	41 53	42 55	43 57	44 58	45 59	46 60
	25	44 57	46 59	47 63	49 65	51 66	52 68	53 71	55 72	56 74	58 75
50	15	38 50	38 51	39 52	41 53	41 56	43 57	44 58	44 59	45 60	46 61
	20	47 60	49 61	50 64	51 65	52 66	53 68	54 70	56 71	57 72	58 74
	25	59 73	60 74	62 70	64 79	65 80	67 82	68 85	70 6	72 88	73 91
60	15	47 63	49 65	50 66	51 67	52 69	53 70	55 71	55 73	56 74	57 75
	20	59 77	61 79	63 80	64 81	65 83	66 85	67 86	68 88	70 89	72 92
	25	74 92	76 94	78 96	79 98	81 100	83 102	85 104	86 106	88 108	89 110
70	15	59 77	60 79	61 80	63 81	64 82	65 84	66 86	67 87	68 89	70 91
	20	74 93	75 95	77 96	78 97	80 100	81 102	83 103	84 105	86 107	87 108
	25	93 114	94 114	96 116	97 118	100 121	101 123	103 125	107 128	107 128	109 131

Пример 5.1. Определить число секций чугунного радиатора типа МС–140–108, установленного на первом этаже 101 комнаты (см. рис. 3.2 и 4.6) у наружной стены без ниши под подоконником (на расстоянии от него 50 мм, в помещении высотой 2,7 м при Q_ОТ=1067 Вт при t_В=20 ^оС.

Радиаторы присоединены к двухтрубному стояку системы отопления с верхней разводкой при t_Г=95 ^оС и t_О=70 ^оС. В помещении установлены два отопительных прибора с тепловой нагрузкой 534 Вт и 533 Вт, что в сумме составляет Q_ОТ=1067 Вт (см. табл.6).

Охлаждение воды в подающей магистрали не учитываем.

Решение. Температурный напор, т.е. разность средней температуры воды в отопительном приборе и температуры окружающего воздуха, определяемый по формуле (38) составляет

^оС.

Плотность теплового потока радиатора МС-140-108 при G_ПР=19 кг/ч или 0,052 кг/с, вычисленного по формуле (26), находим по выражению (37)

Вт/м².

Теплоотдачу трубопроводов определяют по формуле (40): q_В, q_Г находят по табл. 11; l_В, l_Г измеряют по схеме, которая для условий рассматриваемого примера показана на рис. 5.1.

Р ис. 5.1. Схема для определения l_В и l_Г (к примеру 5.1)

Вт.

По формуле (39) определяем расчетное число секций радиатора с учетом того, что в помещении будут установлены два отопительных прибора:

м².

Расчетное число секций вычисляем по формуле (41)

шт.

К установке принимаем отопительный прибор, состоящий из двух секций.

Результаты расчета оформляем в виде табл. 12. В табл. 12 внесены данные, полученные для примера 5.1.