6.2. Расчет рециркуляционного воздухонагревателя для лестничной клетки

С целью экономии металла отопление лестничных клеток жилых и общественных зданий следует предусматривать с помощью рециркуляционных воздухонагревателей, располагая их в нижней части помещения около наружной входной двери. В этом случае в лестничной клетке обеспечивается более ровная температура воздуха, чем при водяном отоплении несколькими отопительными приборами.

Рециркуляционный воздухонагреватель состоит из двух элементов – нагревателя и канала (рис. 6.1). Нагреватели выполняют из стандартных отопительных приборов, например ребристых труб, радиаторов или калориферов. Ребристые трубы и радиаторы используют для нагревателей меньшей тепловой мощности (до 8 кВт), калориферы – для получения более мощных нагревателей.

Канал высотой 1,5 - 3 м делают встроенным во внутреннюю стену (рис. 6.1,а) или приставным из строительных материалов (рис. 6.1, б) и металлическим (рис. 6.1, в). При изменении температуры греющей воды изменяются температура и количество циркулирующего воздуха, причем по мере похолодания усиливается теплопередача и возрастает кратность циркуляции воздуха в помещении.

Нагреватели присоединяют к трубопроводам систем отопления по двум различным схемам (рис. 6.2). Первая из схем (рис. 6.2, а) представляет собой

а)

Рис. 6.2. Последовательная (а) и параллельная (б) схемы присоединения воздухонагревателя к трубам: 1 – 4 – воздухонагреватели; 5 – задвижка на подающей трубе;

6 – подающая магистраль основной системы отопления; 7 – регулятор расхода

б)

последовательное соединение (предвключение) воздухонагревателя с основной системой отопления. Все количество высокотемпературной воды, необходимое для основной системы отопления, предварительно пропускают через воздухонагреватель (задвижка 5 закрыта). Такое включение воздухонагревателя позволяет при максимальном увеличении температурного напора и скорости движения воды сокращать его поверхность. Схему используют при присоединении постоянно действующего нерегулируемого воздухонагревателя в том случае, когда разность давлений на вводе обеспечивает работу элеватора. По второй схеме автоматически управляемый воздухонагреватель соединяют с основной системой отопления параллельно (рис. 6.2, б). Регулирование и полное выключение воздухонагревателя при этом не отражаются на действии основной системы отопления, но поверхность нагревателя возрастает из-за уменьшения температурного напора и скорости движения воды.

Расчет воздухонагревателя заключается в выборе размеров канала и площади нагревателя, достаточных для передачи необходимого количества теплоты и создания циркуляции воздуха в помещении не менее однократной. Расчет проводят по методике [5, с. 279-285; 4, с.157; 10, с.279; 10, с.271]. Если в здании имеется насколько лестничных клеток, воздухонагреватель следует рассчитать для одной из них. Остальные воздухонагреватели можно принять по аналогии с рассчитанными.

6.3. Располагаемое насосное давление в системе отопления

По условиям, заданным на выполнение курсового проекта, система отопления проектируемого здания присоединяется к городским тепловым сетям по зависимой схеме. Наиболее экономичные схемы ИТП приведены в [3, 12].

Для схемы, содержащей водоструйный элеватор, давление в кПа, создаваемое циркуляционным насосом на ТЭЦ или в котельной и передаваемое элеватором для циркуляции воды в системе отопления, определяется по формуле

, (6.2)

где - разность давления в наружных тепловых сетях в месте ввода в здание, кПа;

- потери давления на участках от места ввода до элеватора, кПа (длина ввода при выполнении курсового проекта может быть принята от 10 до 20 м, а потери давления на каждый метр длины 100-200 Па/м);

- коэффициент смешения, вычисляется по формуле

, (6.3)

где - расчетная температура воды, подводимой к водоструйному элеватору, ;

и - расчетная температура подающей и обратной воды в системе отопления, .

Если до основной системы отопления предусмотрена предвключенная тепловая нагрузка _,например, для отопления одной или нескольких лестничных клеток (по схеме, см. рис. 6.2, а), то вместо в формулу (6.3) подставляется _, которая определяется по формуле

(6.4)

где - расход высокотемпературной воды, кг/ч, из тепловой сети на вводе в здание, т.е расход на отопление всего здания (включая и расход в предвключенном воздухонагревателе), определяется по формуле

(6.5)

где - тепловая мощность систем отопления, Вт;

и - расчетная температура подающей и обратной воды в тепловой сети, .

Для схемы с применением смесительного насоса на перемычке располагаемое насосное давление принимают равным разности давлений в наружных тепловых сетях, уменьшенной на величину потерь давления в регуляторе расхода и элементах ИТП, расположенных до смесительной установки. Величину принимают и при непосредственной подаче в систему отопления высокотемпературной воды без смешения с обратной водой с учетом потерь давления в ИТП.

Для схемы с применением циркуляционного насоса, установленного на обратной или подающей магистрали ИТП, необходимое давление циркуляционного насоса определяется по заводским характеристикам, т.е. по требуемой производительности насоса определяют развиваемое им давление, которое должно быть полностью использовано на преодоление сопротивлений системы отопления и оборудования теплового пункта.

Для полного использования давления, развиваемого насосом, его подбирают по расходу воды в системе до расчета системы отопления, а располагаемую разность давлений для расчета системы отопления определяют по [5].