2.13. Тепловой расчет отопительных приборов

Цель теплового расчета отопительных приборов - это определение площади их наружной поверхности, обеспечивающей передачу необходимого количества теплоты от теплоносителя в помещения.

Тепловой расчет приборов проводят после того как определены теплопотери помещений, выбрана система отопления и тип отопительных приборов, проведено их размещение в помещениях.

Результаты расчета заносятся в таблицу, форма которой приведена в приложении 9.

Тепловой расчет отопительных приборов выполняют в следующей последовательности:

1) рассчитывается теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка и подводок, к которым непосредственно присоединен прибор:

(2.69)

где q_в и q_г - теплоотдача 1м, соответственно вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м; принимается по таблице 11.22 приложения II [5];

l_в и l_г - длина, соответственно, вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м;

2) определяется требуемая теплоотдача прибора в рассматриваемое помещение:

(2.70)

где Q_п -теплопотребность помещения, Вт; определяется по формуле (2.13*), а принимается по графе 17 таблицы «Расчет теплопотерь помещений» (см. приложение 4):

Q_тр - то же, что в формуле (2.34);

3) подсчитывается тепловая нагрузка всего стояка:

(2.71)

где Q_п - то же, что в формуле (2.35);

Q_нг - тепловая нагрузка отопительного прибора, Вт, определяемая по формуле (2.15);

N - количество помещений, обслуживаемых стояком;

4) находится расход теплоносителя через стояк:

(2.72)

где Q_ст - то же, что в формуле (2.36);

с -удельная массовая теплоемкость воды; с=4,187 кДж/(кг∙˚С);

t_г - расчетная температура горячей воды, поступающей в систему отопления; ˚С; принимается по заданию;

t_о - расчетная температура охлажденной (обратной) воды, уходящей из системы отопления; ˚С; принимается по заданию;

β₁ и β₂ - поправочные коэффициенты, принимаемые, соответственно, по табл. 9.4 и 9.5 [5] или по табл. 1 и 2 приложения 11 [4];

5) определяется средняя температура воды в отопительном приборе:

а) однотрубная система отопления

(2.73)

б) двухтрубная система отопления

(2.74)

где t_г и t_о - то же, что в формуле (2.37);

ΣΔt_м - суммарное понижение температуры воды на участках подающей магистрали от теплового пункта до рассматриваемого стояка; ˚С; определяется с помощью формулы (2.40);

ΣΔt_п.ст - суммарное понижение температуры воды на участках подающего стояка от магистрали до рассматриваемого прибора, ˚С; определяется с помощью формулы (2.40);

ΣQ_п - суммарная теплопотребность той части помещений, обслуживаемых стояком, которая расположена до помещения с рассматриваемым прибором (по ходу движения воды), Вт;

α - коэффициент затекания воды в отопительный прибор, принимаемый по табл. 9.3 [5]; в процессе выполнения гидравлического расчета системы отопления значение α уточняется; при несовпадении принятого и расчетного значений α расчет необходимо повторить;

Q_п - теплопотребность помещения, в котором расположен рассматриваемый прибор, Вт;

β₁, β₂, с, G_ст - то же, что в формуле (2.37).

Для отопительных приборов помещений с номинальным тепловым потоком более 2,3 кВт следует принимать вместо β₁ коэффициент [5].

Понижение температуры на том или ином участке системы отопления определяется по формуле:

(2.75)

где q₁ - теплоотдача 1м трубы рассматриваемого участка, Вт/м; принимается по табл. 11.22 приложения II [5].

l_уч - длина участка, м;

G_уч - расход воды на участке, кг/ч;

с - то же, что в формуле (2.37)

Расход воды на рассматриваемом участке магистрали определяется по формуле:

(2.76)

где ΣQ_ст - тепловая нагрузка стояков, подсоединенных к магистрали после рассматриваемого участка (по ходу движения воды), Вт;

Σq₁∙l_уч - теплоотдача участков магистрали между стояками после рассматриваемого участка, Вт;

q₁, l_уч - то же, что в формуле (2.40);

с, t_г, t_о - то же, что в формуле (2.37).

Расход воды на участках подающего стояка двухтрубной системы определяется по формуле:

(2.77)

где G_ст - то же, что в формуле (2.36);

ΣQ_п - то же, что в формуле (2.38);

β₁, β₂, с t_г t_о – то же, что в формуле (2.37);

6) находится расход теплоносителя через отопительный прибор

а) однотрубная система отопления

(2.78)

где G_ст - то же, что в формуле (2.37);

α - то же, что в формуле (2.38);

б) двухтрубная система отопления

(2.79)

где Q_п - то же, что в формуле (2.35);

β₁, β₂, с t_г t_о - то же, что в формуле (2.37).

7) вычисляется поверхностная плотность теплового потока отопительного прибора

(2.80)

где q_ном -номинальная плотность теплового потока отопительного прибора, Вт/м ; определяется по табл.8.1 [7];

Δt_ср - температурный напор для рассматриваемого отопительного прибора, ˚С; определяется по приведенной ниже формуле (2.47):

G_пр - расход теплоносителя через отопительный прибор, кг/ч; определяется по формуле (2.43) или (2.44);

n, р, c_пр - показатели степени и поправочный коэффициент, принимаемые по табл. 9.2 [3] или по табл.8.1 [7].

Номинальную плотность теплового потока в формуле (2.45) можно определить также с помощь табл.X.1 приложения X [5], используя приведенные в ней величины Q_н.у и F₁:

(2.81)

где Q_н.у - номинальный условный тепловой поток (одной секции) отопительного прибора, Вт;

F₁ - площадь наружной поверхности (одной секции) отопительного прибора, м².

Значение величины ΣΔt_ср формуле (2.45) определяется следующим образом:

(2.82)

где t_ср - средняя температура воды в приборе; ˚С; определяется по формуле (2.38) или (2.39);

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха в помещении, ˚С; принимается также как и в формуле (2.3);

8) определяется расчетная площадь F_р наружной поверхности отопительного прибора:

(2.83)

где Q_пр - теплоотдача отопительного прибора, Вт; определяется по формуле (2.35);

q_пр - плотность теплового потока отопительного прибора; Вт/м; определяется по формуле (2.45);

9) определяется число элементов в отопительном приборе:

а) число секций чугунных радиаторов

(2.84)

где F_р - расчетная площадь наружной поверхности чугунного радиатора, м²; определяется по формуле (2.48);

F₁ -площадь наружной поверхности одной секции чугунного радиатора, м²; принимается по табл. X.1 приложения X [5] или по табл. 8. [7]

β₄ - поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении; при открытой установке β₄=1,0; при установке с декоративной решеткой следует принимать β₄≤1,10;

β₃ - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе (β₃=1,0 при F_p=2,0 м² ); для радиаторов типа м-140 вычисляется по формуле:

(2.85)

а для остальных типов радиаторов по формуле:

(2.86)

б) число панельных радиаторов типа РСВ и PCГ или конвекторов с кожухом

(2.87)

где F_р - расчетная площадь поверхности приборов; м²; определяется по формуле (2.48);

F₁ - площадь наружной поверхности одного радиатора или конвектора с кожухом; м²; принимается по табл. Х.1 приложения X;

в) число конвекторов без кожуха или ребристых труб в ярусе по вертикали или в ряду по горизонтали

(2.88)

где F_p - тоже, что в формуле (2.52);

F₁ - площадь наружной поверхности одного конвектора или одной ребристой трубы принятой длины; м²; принимается по табл. X.1 приложения [5];

n -число ярусов и рядов элементов, составляющих прибор.

г) длина греющей трубы в ярусе или в ряду гладкотрубного прибора

(2.89)

где F_p - то же, что в формуле (2.52);

β₄ - поправочный коэффициент, учитывающий наличие декоративного укрытия труб (β₄≤1,10)

n - число ярусов или рядов греющих труб, составляющих прибор;

F₁ -площадь наружной поверхности 1м открытой горизонтальной трубы принятого диаметра, м² /м; определяется расчетом ( , где d_н - наружный диаметр трубы, м).

При округлении дробного расчетного числа секций, элементов или приборов до целого их числа допускается уменьшать расчетную площадь F_р не более чем на 5% (но не более чем на 0,1 м²). Как правило, из двух целых чисел, ближайших к значению величины N_p, выбирают большее.