3.3. Расход тепла на отопление по укрупненным показателям.

Ориентировочные значения теплопотерь здания определяют по формуле:

Q=aхV(t_в.-t_н), (10)

где а - поправочный коэффициент для жилых и общественных зданий: а≈0,54+22/(t_в-t_н); х – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³·°С), может быть определена по формуле, предложенной Н.С.Ермолаевым:

, (11)

где1,2 – коэффициент, учитывающий добавочные потери; Р - периметр здания, м; S – площадь здания, м²; h – высота здания, м; ρ₀-коэффициент остекления, т.е. отношение площади остекления к площади вертикальных наружных ограждений; К_ст, К_ок, К_пот, К_пола - коэффициенты теплопередачи соответственно стен, окон, потолка и пола; V – наружный объем здания (или его отапливаемой части), м³; t_в – средняя температура внутреннего воздуха внутри помещения, °С; t_н –наружная температура воздуха, равная температуре пятидневки, °С.

Расхождение в значениях теплопотерь не должно превышать 5%, в противном случае требуется найти ошибки в расчетах.

3.4. Выбор и расчет отопительных приборов

При выборе отопительного прибора необходимо учитывать назначение помещения, его ар­хитектурно-планировочное решение, вид и параметры теплоносителя, а также теплотехниче­ские, санитарно-гигиенические и технико-экономические требования, предъявляемые к ним.

При выполнения курсовой работы можно принять в качестве отопительных приборов: чу­гунные радиаторы - для жилых комнат, кухни и лестничной клетки, гладкотрубные - для ванной комнаты.

Необходимая площадь поверхности нагрева приборов с достаточной степенью точности определяется по следующей зависимости:

(12)

где Q_расч. - расчетная тепловая нагрузка прибора, Вт, (табл. 3);

q_экм - теплоотдача одного эквивалентного метра, Вт/экм, (табл. 6);

β₁ - коэффициент, учитывающий охлаждение воды в трубах [см. прил. 2];

β₂ - коэффициент, учитывающий способ установки прибора [см. прил. 3 и Л.1, с. 117-118];

β₃ – коэффициент, учитывающий способ подводки теплоносителя к нагревательному прибору и относительный расход воды через прибор табл. [см. прил. 4].

Для удобства планирования и контроля за выпуском нагревательных приборов промышленностью и в целях повышения ТЭП нагревательных приборов с 1957 года исчисляются поверхности всех нагревательных приборов в эквивалентных квадратных метрах (экм). За эталон, с которым сравниваются все выпускаемые промышленностью нагревательные приборы, условно принят такой нагревательный прибор, теплоотдача которого равна 540,8 Вт/м² при разности средней температуры теплоносителя и температуры воздуха t_ср-t_в=64,5°С, где t_ср средняя температура воды в отопительном приборе, например (95+70)/2=82,5°С.

Величину q_экм можно определить по таблице 6:

Таблица 6.

Эквивалентный квадратный метр. q_экм

∆tт= tср-tв	50	60	70	80	90	100	110	120
qэкм, Вт/экм	371	462,9	557,1	650,1	742	835	928,1	1018,8

Примечание: При других значений ∆t_т требуется интерполяция.

Или вычислить по формуле (13):

q_экм=9,28(∆t_т-10) β₃z, (13)

где z – поправочный коэффициент, зависящий от схемы подачи воды в прибор (для схемы «сверху - вниз» z=1; «снизу – вниз» z=0,9 и при схеме «снизу – вверх» z=0,78); ∆t_т – температурный напор, определяется как разность средних температур теплоносителя в нагревательном приборе и внутренней температуры помещения, °С; β₃ –см. выше.

Для определения коэффициента β₃, требуется найти относительный расход воды g_отн – это отношение фактического расхода воды на 1 экм нагревательного прибора к условному расходу 17,4 кг/ч.

(14)

где ∆t_пр =t_г-t_о - перепад температур теплоносителя в отопительном приборе, ⁰C; ∆t_т – см. выше.

Для определения абсолютного расхода воды на участке используйте формулу 15:

G_уч=Q/с·∆t_уч, кг/с (15)

где Q – общая теплоотдача (теплопотери) на рассматриваемом участке, Вт; с – удельная массовая теплоемкость воды, равная 1 ккал/(кг·°С) или 4186,8 Дж/(кг·°С); ·∆t_уч – расчетный перепад температур воды на участке, °С.

В любой точке участка температура греющей воды может быть найдена из выражения 16

, ⁰C, (16)

где – тепловая нагрузка отопительного прибора отдельного участка, Вт; =Q - тепловая нагрузка всех отопительных приборов, присоединенных к данному участку, Вт; - см. выше.

Обогрев помещений, установка нагревательных приборов в которых не проектируется (кори­дор, туалет и т. п.), осуществляется за счет сообщающихся с ними смежных помещений, обо­рудованных нагревательными приборами.

Зная необходимую площадь поверхности нагрева прибора, определяем расчетное число секций в радиаторе:

шт, (17)

где f_c - площадь поверхности нагрева одной секции радиатора, принятого к установке, экм/секция [(1) табл. 11. Ст. 113] или одного погонного метра гладкотрубного прибора, экм/м.

Установочное число секций в радиаторе определяем по формуле:

п=п_расч β₄, (18)

где β₄ - коэффициент, учитывающий число секций в приборе и принимаемый равным: при расчетном числе секций до 5 - 0,95; от 5 до 10 - 1,00; от 11 до 20 - 1,05; более 20 - 1,10.

Площадь радиатора, принимаемая к установке, должна быть не менее 95% поверхности требуемой по расчету, однако не должна быть сокращена более чем на 0,1 экм от расчетной. Результат расчета заносится в таблицу 5.

Расчет гладкотрубного нагревательного прибора, устанавливаемого в ванной комнате, заключается в определении длины "змеевика" при заданном диаметре, исходя из теплопотерь помещения.

Длина "змеевика" с достаточной точностью определяется по следующей зависимости:

(19)

где, g_тр - потеря тепла поверхностью неизолированной трубой длиной 1м при t_ср-t_в=1 °С, Вт/(м°С),(таблица 8).

Таблица 8.

Потеря тепла поверхностью неизолированной трубой длиной l=1м

при t_ср-t_в=1 °С, Вт/(м°С).

Внутренний диаметр	½*	¾*	1*	1¼*	1½*	2*	2½*
gтр, Вт/(м°С)	0,91	1,13	1,42	1,79	2,04	2,43	2,92

Таблица 4 Расчет теплопотерь здания.

№ помеще- ния	Темпера-тура помеще-ния, tв, °С	Характеристика ограждающих конструкций							Основные теплопотери, Qосн., Вт.	Добавочные теплопотери				Расчетная теплопотеря, Qрасч., Вт
		Наимено-вание огражде-ния	Ориента-ция	Размер огражде-ния, (a·b)	Площадь ограж-дения, S, м2	К, Вт/м2·°С	tв-tн, °С	п		На ориентацию, %	На ветер, %	Прочие, %	Суммарная Qдоб., Вт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
														∑ на комнату

Таблица 5 Результат расчета отопительных приборов.

№ поме-ще- ния	Темпера-тура помещения, tв, °С	Тепловая нагрузка на прибор, Qрасч., Вт	Средняя темпера-тура воды в приборе, tср °С	Расчетная разность температур, ∆t=tср-tв, °С	Способ подачи теплоно-сителя	Поправочный коэффициент			Теплопере-дача с 1 экм прибора, g , Вт/экм	Площадь секции, fc экм	Площадь поверхности прибора, Fпр., экм	Расчетное число секций, прасч	Поправочный коэффициент, ß4	Устано-вочное число секций, п
						ß1	ß2	ß3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15

Таблица 7

Результаты расчета трубопроводов систем водяного отопления.

По схеме трубопроводов					По предварительному расчету					По окончательному расчету
№ уча-стка	Тепло-вая нагрузка, Qрасч., Вт	Расход теплоно-сителя, G, кг/ч	Длина участка, l, м	Диаметр, d, мм	Скорость движения теплонос-ителя, v, м/с	Удельная потеря давления, R, Па/м	Потеря давления на трение, Rl, Па	Сумма коэффи-циентов местных сопро-тивлений, ∑ξ	Потеря давления в местных сопро-тивлениях, Z, Па	d	v	R	Rl	∑ξ	Z
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
							∑		∑

* Суммарная потеря должна находиться в интервале от 2500 до 5000 Па.

Таблица 9

Результаты расчета воздуховодов системы естественной вытяжной вентиляции.

№ уча-стка	Требуе-мый воздухо-обмен, L, м3/ч	Расчет-ная длина участка, l, м	Размеры воздухо-вода, a·b, м	Площадь воздухо-вода, f, м2	Экви-валент-ный диаметр, d, м	Ско-рость возду-ха, w, м/с	Удель-ные потери давле-ния на трение, R, Па/м	Потеря давле-ния на трение R·l·ß, Па/м	Дина-мичес-кий напор, hw, Па	Сумма коэффи-циентов местных сопро-тивлений∑ξ	Потеря давления в местных сопро-тивлениях, Z, Па	Суммарные потери R·l·ß+Z	Располагаемое давление, Рl, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
												∑