3. Методика расчета

Тепловой расчет системы отопления, заключатся 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, температуры воздуха в отапливаемом поме­щении, диаметра труб по результатам гидравлического расчета. Поверхность отопительного прибора должна обеспечить необходимый тепловой поток от теплоносителя к воздуху помещения, равный теплопотерям помещения за вычетом теплоотдачи проложенных в нем теплопроводов[7].

Методы расчета и подбора отопительных приборов приведены в[1],[3].с целью уменьшения количества однотипных вычислений при выполнении курсового проекта рекомендуется проводить расчет отопительных приборов не более двух стояков главного циркуляционного кольца системы отопления, остальные приборы рассчитывать на ЭВМ)[7] .

Важнейшим теплотехническим показателем отопительной системы является коэффициент теплоотдачи прибора и площади внешней поверхности.

С целью обеспечения единого теплотехнического показателя с 1967 года была введена условная единица измерения площади -эквивалентный квадратный метр (ЭКМ).

ЭКМ - это условная поверхность эталонного прибора На­пример, ЭКМ секционного радиатора Н-136 с теплоотдачей 506 Вт при разности средней температуры теплоносителя и воздуха 64,5 ⁰С относительном расходе теплоносителя воды в приборе составля­ет С = 1,0.

Однако площадь в ЭКМ не соответствует физической площади в м². Например, у отопительных приборов типа гладкотрубного регистра, панельного радиатора, имеющих коэффициент теплоотдачи больше, чем у эталонного прибора, площадь в ЭКМ превышает их физическую площадь в м² и наоборот, у малоэффективных при­боров типа конвектора, ребристой трубы площадь в ЭКМ меньше площади в м².

В связи с этим с 1984 года в инженерных расчетах отказались от измерения площади поверхности отопительного прибора в ЭКМ и перешли на м² [7].

3.1. Расчет площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления.

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор , количество теплоносителя, проходящего через прибор ,и величины тепловой нагрузки прибора .

Расчет площади каждого отопительного прибора осуществляется в определенной последовательности[7]:

1. Вычерчивается расчетная схема стояка, принимается тип отопительного прибора и место установки, схема подачи теплоносителя в прибор, конструкция узла прибора На расчетной схеме проставляются диаметры труб, тепловая нагрузка прибора, равная теплопотерям Q_тп , Вт.

2.Определяем суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка по формуле (1):

, (1)

где q_l - теплопередача одного метра трубы в помещение температурой t_в, Вт/м, принимаемая по таблице 13.

Таблица 13 - Понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали ∆t_п.м.

,мм	25-32	40	50	65-100	125-150
,°С	0,40	0,40	0,30	0,20	0,10

- длинна участка магистрали, м;

- расход воды на участке, определяемый по предварительному расчету, кг/ч.

3.Расчитываем общее количество воды, циркулирующей по стояку по формуле (2):

, (2)

где Q_пр - суммарные теплопотери в помещениях, обслуживаемых стояком, Вт;

- коэффициент принимаемый по приложению 1

-коэффициент принимаемый по приложению 1

4.Рассчитывается расход воды, проходящей через каждый прибор с учетом коэффициента затекания α [приложение 2] находят по формуле (3):

(3)

5.Определяется температура воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом находится по уравнениям (4-5):

, (4)

, (5)

6.Определяется средняя температура воды в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя рассчитывается по формуле (6):

, (6)

7.Рассчитывается средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя определяется по формуле (7):

, (7)

8.Определяется плотность теплового потока для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя определяется по формуле (8):

, (8)

где - номинальная плотность теплового потока, полученная при стандартных условиях, принимаемая по приложению 4;

- показатели для определения теплового потока отопительного прибора, принимаемые по приложению 3.

- поправочный коэффициент, учитывающий движение теплоносителя в приборе «снизу-вверх», рассчитываемый по формуле (8а):

, (8а)

где а = 0,006-для чугунных секционных и стальных панельных радиаторов типа РСВ1;

а = 0,002 – для конвекторов настенных типа «Универсал», «Аккорд» и прибора «Коралл» в двухрядном исполнении по высоте; для остальных приборов =1;

- коэффициент учета расчетного атмосферного давления для отопительных приборов, принимаемый по приложению 5.

9.Рассчитывается полезная теплоотдача труб стояка, подводок к отопительным приборам, проложенным в помещении рассчитывается по формуле (9):

при

, (9)

где - теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб в I помещении, Вт/м, принимаемая по приложению 7 в зависимости от диаметра и разности температуры теплоносителя на входе его в рассматриваемое помещение и температуры воздуха в помещении;

- длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах i-ro помещения, м.

10.Далее определяем требуемую теплоотдачу отопительного прибора в рассматриваемом помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб по формуле (10):

(10)

где - теплопотери в i-м помещении;

- поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, принимаемый - при открытой прокладке; - при скрытой прокладке; - при прокладке в тяжелом бетоне.

1 1.Определяем расчетную наружную площадь отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формуле (11):

(11)

Расчетное число секций чугунных радиаторов находят по формуле:

, (12)

где f_сек - поверхность одной секции радиатора, принимаемая по справочнику проектировщика, м²;

b₃ - коэффициент, учитывающий количество секций в приборе;

b₄ - коэффициент, учитывающий способ установки отопительного прибора, принимаемый по приложению 6.

Коэффициент учета числа секций в приборе определяется по формуле:

, (13)

Результаты расчетов отопительных приборов каждого стояка системы водяного отопления рекомендуется сводить в таблицу 14.

Таблица 14 – Ведомость отопительных приборов.

№ прибора	Теплопотери помещения Qпом., Вт	Температура внутреннего воздуха tвн., оС	Температура воды на входе в прибор tвх., оС	Температура воды на выходе из прибора tвых., оС	Температурный напор dtcр., оС	Коэффициент n	Коэффициент p	Коэффициент c	Средняя температура воды в отопительном приборе, tср,., оС	Теплоотдача вертикальных труб qв, Вт	Длина вертикальных труб Lв, м	Теплоотдача горизонтальных труб q г, Вт	Длина горизонтальных труб Lг, м	Общая теплоотдача трубопровода Qтр., Вт	Тепловая нагрузка приборов Qпр., Вт	Поверхность нагрева прибора Fпр., м2	Коэффициент β3	Коэффициент β4	Расчетное число секций n расч., шт.	Установленное число секций n уст., шт.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21

3.2. Пример расчета площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления.

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор ,количество теплоносителя, проходящего через прибор ,и величины тепловой нагрузки прибора .

Рассмотрим расчет поверхности нагревательных приборов Ст1. Принимаем тип отопительного прибора М-90.

Определяем суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка:

_{Gст = 161 кг/ч,}

Рассчитываем расход воды, проходящей через каждый прибор с учетом коэффициента затекания α [приложение 2] по формуле (3):

Определяем температуру воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом по уравнениям (4-5):

; ; ;

Определяем среднюю температуру воды в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя по формуле (6):

;

; ; ; ;

Далее рассчитываем средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя по формуле (7):

; ;

_; ; ;

Определяем поправочный коэффициент, учитывающий движение теплоносителя в приборе «снизу-вверх» по формуле (8а):

; ;

Рассчитываем плотность теплового потока для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формуле (8):

;

; ; ;

;

Рассчитываем полезную теплоотдачу труб стояка, подводок к отопительным приборам , проложенным в помещении по формуле (9):

Для первого прибора при

Аналогично рассчитываем для всех остальных приборов.

Рассчитываем требуемую теплоотдачу отопительного прибора в рассматриваемом помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб по формуле (10):

; ; ;

; ;

Определяем расчетную наружную площадь отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формуле (11):

; ; ;

; ;

Коэффициент учета числа секций в приборе определяется по формуле (13):

Расчетное число секций чугунных радиаторов находят по формуле (12):

Далее расчет ведется аналогично.

Рисунок 2

Таблица 15 – Ведомость отопительных приборов.

№ прибора	Теплопотери помещения Qпом., Вт		Температура внутреннего воздуха tвн., оС		Температура воды на входе в прибор tвх., оС	Температура воды на выходе из прибора tвых., оС	Температурный напор dtcр., оС	Коэффициент n	Коэффициент p	Коэффициент c	Коэффициент α	Коэффициент 𝜓	Средняя температура воды в отопительном приборе, tср,., оС	Теплоотдача вертикальных труб qв, Вт	Длина вертикальных труб Lв, м	Теплоотдача горизонтальных труб q г, Вт	Длина горизонтальных труб Lг, м	Общая теплоотдача трубопровода Qтр., Вт	Тепловая нагрузка приборов Qпр., Вт	Поверхность нагрева прибора Fпр., м2	Коэффициент β3	Коэффициент β4	Расчетное число секций n расч., шт.	Установленное число секций n уст., шт.
1	2		3		4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
				Расчет стояка 1. Q = 4692Вт, G = 161 кг/ч
1	819		22		94,4	89,8	70,1	0,15	0	1	1	0,972	92,1	78	2,27	97	0,8	255	567	0,83	1,11	1	3,7	4
2	723				89,8	85,6	65,7	0,15				0,975	87,7	67	2,27	86	0,8	221	536	0,84	1,11		3,8	4
3	792				85,7	81,3	61,7	0,15				0,974	83,5	63	0,15	81	2,16	184	626	1,1	1,07		5,1	6
4	792				81,3	76,9	57,1	0,15				1	79,1	56	0,15	71	2,16	162	646	1,2	1,05		5,7	6
5	793				76,9	72,7	52,8	0,15					74,8	51	2,27	65	0,8	168	584	1,2	1,05		5,7	6
6	819				72,9	68,3	48,6	0,15					70,6	70	2,27	89	0,8	230	612	1,3	1,04		6,3	7