Раздел III. Расчет элементов систем отопления

Целью расчета является получение исходных данных для конструктивной компановки и последующего графического изображения систем воздушного и водяного отопления зданий комплекса в соответствии с заданиями на проектирование.

3.1. Выбор системы отопления

В процессе расчета тепловой сети выявлены тепловые нагрузки и режимы работы местных систем отопления , что позволяет с учетом ранее принятого решения (пункт 1.3) конкретизировать задачу по их проектированию.

В системах воздушного отопления производственных зданий нагревательными элементами служат калориферы, для расчета которых исходными данными являются известный уже воздухообмен и тепловая нагрузка на систему отопления помещения. Компановка и методика расчета сети воздуховодов будут приведены несколько позже. Калориферные установки присоединяются к тепловой сети по зависимой схеме, т.е. допускают непосредственную подачу перегретой воды.

Гидравлического расчета системы водяного отопления вспомогательного здания в целях ограничения объема проекта не предусматривается, а производится лишь выбор схемы системы отопления и расчет поверхности нагревательных приборов.

При ценрализованном теплоснабжении применяется насосная циркуляция. Расширительные сосуды в местных системах не устраиваются. Воздухосборники обычно устанавливаются в конце подающих трубопроводов. Уклоны трубопроводов не менее 0,003, причем подающего всегда в сторону от воздухосборника, обратного – к вводу в здание. Разводка магистралей, как правило, тупиковая.

Учитывая одноэтажность застройки сельскохозяйственных комплексов, следует ориентироваться на применение верхней разводки (обязательное требование для систем с естественной циркуляцией). В зданиях до двух этажей возможно устройство двухтрубных вертикальных систем с верхней или нижней разводкой. В жилых зданиях большей этажности применяется только вертикальная однотрубная система с замыкающими участками и кранами у нагревательных приборов. Горизонтальные однотрубные или двухтрубные с нижней разводкой устраиваются в протяженных зданиях с большой тепловой нагрузкой.

Арматура на стояках малоэтажных зданий не устанавливается, кроме кранов у нагревательных приборов. Приборы имеют одно- или двухстороннее присоединение к стоякам, движение воды желательно по схеме «сверху - вниз». В помещениях с постоянным пребыванием людей устанавливаются гладкие нагревательные приборы.

Выбор схемы присоединения систем водяного отопления к тепловой сети при отсутствии пьезометрического графика определяется лишь температурой воды в сети: при расчетной температуре 95/70°C применяется непосредственное (зависимое) присоединение: при перегретой воде – непосредственное с элеватором для подмешивания обратной воды. Схемы узлов присоединения и необходимая арматура представлены на рис.5.

Н а основе приведенных сведений и изучения литературы (2, 3, 4, 5, 8, 12, 16 и др.) студентом дается описание принятых к расчету систем воздушного и водяного отопления.

7

а)

К калориферу

1

2

3

6 5

б)

К калориферу

4

Рис.5. Схемы присоединения систем отопления к тепловой сети:

а) непосредственное; б)непосредственное с элеватором.

Обозначения: 1 – манометр, 2 – вентиль, 3 – термометр, 4 – элеватор,

5 – грязевик, 6 – расходомер, 7 – воздухосборник.

3.2. Расчет и подбор калориферов

В проекте предусматривается использование одноходовых пароводяных калориферов моделей КЗПП и К4ПП и многоходовых водяных моделей КЗВП и К4ВП. Эти калориферы выполняются стальными пластинчатыми. Многоходовые калориферы устанавливаются горизонтально и имеют одностороннее боковое расположение патрубков. При теплоносителе воде следует применять преимущественно многоходовые калориферы и последовательное соединение по теплоносителю как многоходовых, так и одноходовых калориферов (рис.6). Калориферные остановки компануются из нескольких однотипных калориферов в один или два ряда по ходу воздуха. Каждый ряд может содержать от одного до 10-12 калориферов.

Необходимое живое сечение калориферной установки для прохода воздуха

= , , (60)

где L – расчетный воздухообмен на калориферную установку, /ч;

- плотность воздуха при , кг/ (приложение 2);

- расчетная массовая скорость воздуха, кг/( , принимаемая по экономическим соображениям в пределах 7-10 кг/ для пластинчатых и 3-5 кг/ для оребренных калориферов.

По значению из приложения 37 подбирается номер принятой модели калорифера с величинами живого сечения по воздуху и по теплоносителю – и с суммарной поверхностью нагрева F, . Если , то производится параллельная установка по воздуху = штук однотипных калориферов, определяющих действительное живое сечение по воздуху = , , и фактическую массовую скорость воздуха

= , кг/ . (61)

При этом скорость воды в трубках калорифера

ω= , м/с, (62)

где Q – тепловая нагрузка на каждый последовательный поток теплоносителя, кВт. Обычно (см.рис.6) для одноходовых калориферов = и для многоходовых ( - тепловая нагрузка на одну калориферную установку по тепловому балансу помещения);

и - плотность и теплоемкость воды, равные 1000 кг/ и 4,19кДж/(кг );

- расчетные температуры воды на входе и на выходе из калорифера, ° , принимаемые по температурному графику тепловой сети при (калориферы допускают работу на перегретой воде до 150°C).

Теплопроизводительность одного калорифера принятого типоразмера

= , кВт, (63)

где – коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/( ), принимаемый по приложению 38 в зависимости от модели калорифера, массовой скорости воздуха (61) и скорости горячей воды (62);

=0,5 - средняя температура горячей воды, °C;

=0,5( ) – средняя температура воздуха в калорифере, °C;

- расчетная температура наружного воздуха, °C. Принимается ;

- температура воздуха на выходе из калорифера, C, (не должна превышать 45°C в гражданских и 60°C в производственных помещениях). Принимается из расчета теплового баланса по формуле (21) как ;

с – удельная массовая теплоемкость воздуха, с=1кДж/(кг К)

Теплопроизводительность калориферной установки должна на 15-20% превышать расчетный расход теплоты на нагрев воздуха. Поэтому потребное количество калориферов в установке, шт.,

n=(1.15…1,2) . (65)

В проектной практике обычно n . При незначительном расхождении принимается больший номер калорифера с целью увеличения (увеличивается и в сравнении с ), а при значительных – принимается установка второго последовательного по ходу воздуха ряда калориферов. В последнем случае n – четное число.

На рис.5 приведены обобщенные схемы присоединения водяных калориферов к трубопроводам тепловой сети: 1 – параллельно – последовательное по воздуху и последовательное по воде для одноходовых калориферов; параллельно – последовательное по воздуху и последовательное в пределах ряда по воде для многоходовых калориферов.

1)

2 )

Рис.6 Схемы присоединения водяных калориферов к трубопроводам:

1 – одноходовые; 2 – многоходовые.