книги / Отопление и вентиляция. Ч1 Отопление

другом виде, приведенном к температуре воды tBX, входящей в прибор, и к перепаду температуры воды Д£пр в приборе. В таком виде формулой (III.38) удобно пользоваться при расчете отопительных приборов одно­ трубных систем водяного отопления.

Теплотехнические испытания чугунных радиаторов при относитель­

ном расходе воды G > 7 не выявили дальнейшей зависимости коэффи­ циента теплопередачи и плотности теплового потока от количества

воды, протекающей через них. Поэтому при G > 7 формула (III.38) за-

Рис. III9, Схемы подачи и отвода воды из колончатых радиаторов

вается увеличением постоянного множителя т! до 2,2 (1,89).

Формулы, приведенные в табл. Ш.4, действительны в пределах из­ менения температурного напора от 30 до 140°.

Подобную же структуру имеют формулы для определения плотно­ сти теплового потока колончатых радиаторов и панелей при других схемах движения воды, а также остальных отопительных приборов.

Рассмотрим влияние схемы движения и расхода воды на плотность теплового потока отопительных приборов на примере колончатых ра­ диаторов и панелей. Перепишем уравнение (Ш.31) в виде:

a=Gp— поправочный коэффициент, зависящий от рас­ хода воды в приборе.

Влияние схемы движения воды, обусловленной схемой присоеди­ нения колончатых радиаторов и панелей к трубам, установим при действительном расходе воды, равном 17,4 кг/(ч*м2 энп), когда поправочный коэффициент а по выражению (Ш.37) равен единице. Вычислим и запишем в табл. III.5 плотность теплового потока Ц\ при Д*ср=0,5 (95+70) —18=64,5°.

Таблица Ш.5

Поверхностная плотность теплового потока q\ колончатого радиатора или колончатой панели при G = 1 и Д£ср=64,5°

Сопоставление полученных значений плотности теплового потока позволяет оценить тепловую эффективность различных схем подачи и отвода воды при ее относительном расходе, равном единице, для стандартно установленных колончатых радиаторов и панелей: наибо­ лее эффективна схема движения воды сверху — вниз, теплопередача при схеме снизу — вниз сокращается на 10%, а при схеме снизу — вверх — на 22% по сравнению со схемой сверху — вниз.

Подобная же закономерность отмечается и для отопительных при­ боров с трубчатыми греющими элементами, однако она проявляется

Рис ШЛО Зависимость поверх­ ностной плотности теплового по­ тока колончатых радиаторов и па­ нелей qa при Д/Ср— 64.5° соотн о ­ сительного расхода воды G для

схем движения воды

менее заметно. Так, например, исследованиями в МИСИ установлено, что теплопередача двухрядного гладкотрубного прибора, состоящего из труб <2=76X3 мм, последовательно соединенных по воде, уменьша­ ется при переходе от схемы движения воды сверху — вниз к схеме сни­ зу — вверх на 9%. При этом увеличивается степень неравномерности

теплопередачи каждой из труб.

Выявленная зависимость теплопередачи отопительных приборов от схемы движения воды показывает, что для передачи в помещение рав­ ного теплового потока площадь нагревательной поверхности прибо­ ров в рассмотренных условиях должна отличаться: площадь получится наименьшей при движении воды в приборе сверху — вниз и наиболь­ шей при подаче воды снизу с односторонним отводом ее вверху.

Уменьшение плотности теплового потока при подаче воды в прибор снизу объясняется усилением неравномерности температурного поля его внешней поверхности, связанной с понижением температуры во вто­ ричных контурах циркуляции воды внутри прибора (см. пунктирные линии на рис. 1II.9), При односторонней подаче снизу и отводе воды сверху создается наиболее неровное поверхностное температурное по­ ле («отстает», как говорят, часть площади прибора, удаленная от ме­ ста ввода горячей воды) и в результате значительно сокращается об­ щий тепловой поток от теплоносителя через внешнюю поверхность

прибора в помещение.

Влияние расхода воды на плотность теплового потока колончатых радиаторов и панелей проследим по графикам на рис. ШЛО, относя­

нйе плотности теплового потока в схеме сверху — вниз. Это свидетельст­ вует об экономической целесообразности применения колончатых ра­ диаторов и панелей в горизонтальных однотрубных системах водяного

торов и панелей в вертикально однотрубных системах с «опрокинутым» и иногда с «П-образным» движением воды в стояках. Действительно, расчеты показывают, что площадь нагревательной поверхности радиа­ торов в однотрубных проточных стояках систем отопления зданий по­ вышенной этажности (12—16 этажей) при схеме снизу — вверх увели­ чивается не менее чем на 1 2 % по сравнению со схемой сверху — вниз. Введение в однотрубные стояки со схемой снизу — вверх замыкающих участков с постоянным протоком воды сокращает относительный рас­ ход воды в радиаторах и приводит к еще большему увеличению пло­ щади их нагревательной поверхности.

Численные множители к величине qi, приведенные выше, выражают

поправочный коэффициент а также меньше единицы, т. е. в общем ви­ де 1 > а > 1 .

Для других отопительных приборов плотность теплового потока также зависит от расхода воды в них: для водоемких приборов, подоб­ ных радиатору, эта зависимость проявляется в большей степени, для трубчатых приборов — в мецыпей.

§25. ВЫБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ВПОМЕЩЕНИИ

При выборе отопительного прибора учитывают назначение помеще­ ния и его архитектурно-планировочное решение, длительность пребы­ вания людей в помещении и особенности теплового режима (см. § 20), тип системы отопления, санитарно-гигиенические требования и техни­ ко-экономические показатели прибора.

В отдельных случаях отопительный прибор выбирается на основа­ нии специального технико-экономического сопоставления нескольких видов; иногда выбор обусловлен наличием прибора определенного типа.

При выборе вида отопительного прибора руководствуются следую­ щими общими соображениями: при повышенных санитарно-гигиени­ ческих требованиях, предъявляемых к помещению, приборы должны иметь гладкую поверхность. Как уже" известно, это — панели, радиато­ ры и гладкотрубные приборы. Бетонные панели в этом случае, особенно

116 Г л а в а III. Элементы систем центрального отопления

совмещенные со строительными конструкциями, наилучшим образом способствуют содержанию помещения в чистоте. Стальные панели- и гладкотрубные приборы могут быть рекомендованы при менее строгом отношении к гигиене и внешнему виду помещения. Радиаторы допуска­ ются лишь с секциями простой формы (например, одноколончатыми).

При нормальных санитарно-гигиенических требованиях, предъяв­ ляемых к помещению, можно использовать приборы с гладкой и реб­ ристой поверхностью. В гражданских зданиях чаще применяются ра­

как более компактные приборы, хотя в общем при выборе вида прибо­ ра необходимо учитывать все факторы, перечисленные выше.

Благоприятным с точки зрения создания теплового комфорта для людей является обогревание помещения через пол. Теплый пол, рав­ номерно нагретый до температуры, допустимой по санитарно-гигиени­ ческим требованиям (например, в жилой комнате до 24° С), обеспечи­ вает ровную температуру и слабую циркуляцию воздуха, устраняет перегревание верхней зоны в помещении. Сравнительно высокая стои­ мость и трудоемкость устройства теплого пола для отопления помеще­ ния в большинстве случаев предопределяют замену его вертикальны­ ми отопительными приборами, как более компактными и дешевыми.

Вертикальный отопительный прибор можно устанавливать в поме­ щении как у наружной, так и внутренней стены (рис. 111.11). При размещении прибора у внутренней стены помещения (рис. III. 11, б) не только значительно сокращается протяженность труб, подающих и от­ водящих теплоноситель от прибора, но и повышается теплопередача последнего в помещение (примерно на 7% в равных температурных условиях) из-за интенсификации теплообмена и устранения дополни­ тельной теплопотери через наружную стену. При всей экономической рациональности такой установки отопительного прибора она допусти­ ма лишь в южных районах с короткой и теплой зимой.

В северных районах целесообразно устанавливать отопительный прибор вдоль наружной стены помещения и особенно под окном (рис. Ш .П .а). При таком размещении прибора увеличивается темпе­ ратура внутренней поверхности в нижней части наружной стены и ок­ на, что повышает тепловой комфорт помещения, уменьшая радиаци­

пола помещения (см. рис. 111.12, в),.

Вертикальный отопительный прибор целесообразно размещать воз­ можно ближе к полу помещения (минимальное расстояние от пола 60 мм). При значительном подъеме прибора над полом в помещении создается зона переохлаждения воздуха и поверхности пола, так как циркуляционные потоки нагреваемого воздуха, замыкаясь на уровне установки прибора,, не захватывают и не прогревают в этом случае нижнюю часть помещения.

Чем ниже и длиннее сам по себе отопительный прибор, тем ровнее температура помещения и лучше прогревается его рабочая зона. При­ мером такого отопительного прибора, улучшающего тепловой режим

рабочей зоны помещения, может служить плинтусный конвектор без кожуха, который из-за малой теплопередачи на 1 м длины (см. табл. III.2) устанавливается по всей длине наружной стены.

Высокий и короткий отопительный прибор создает активный вос­ ходящий поток-фонтан теплого воздуха над собой. Не говоря уже о

ственном здании с двойным ленточным остеклением окон в металличе­

внутренней поверхности стекла над конвекторами равнялась 19,9°, по­

форт в рабочей зоне помещения.

В другом общественном здании с тройным ленточным остеклением окон в деревянных переплетах, под которыми в отдельных местах рас­ положены конвекторы типа «Комфорт», в тот же период было зафиксиро­

конвектором 12—13° и стекла без конвектора под ним 8 —9° С (темпера­ тура поверхности конвектора 55° С)

В первом здании поток теплого воздуха поднимался от конвектора,

поток теплого воздуха в глубь помещения и возникала циркуляция воз­ духа, изображенная на рис. Ш.12,6. Хотя температура внутренней по­

118 Г л а в а III. Элементы систем центрального отопления

верхности стекла в этом случае и возрастала, в помещении наблюдался неприятный воздушный поток, направленный под некоторым углом вверх

через рабочую зону.

Еще более неприятный для людей поток воздуха, аналогичный по­ казанному на рис. III.12, в, создавался во второй половине помещения, где под окном нет прибора, и температура поверхности стекла поэто­ му была сравнительно низкой.

Способность вертикального отопительного прибора вызывать ак­ тивный восходящий поток теплого воздуха используется для отопле­ ния высокого помещения с тем, чтобы не устанавливать второй ярус приборов. Обычно в помещении высотой более 6 м, особенно если име­ ются вторые световые проемы в верхней его части, рекомендуется часть отопительных приборов (от У4 до Уз общей площади нагрева­ тельной поверхности) размещать в верхней зоне или под фонарями верхнего света. При использовании в качестве отопительных приборов отдельных радиаторов такая рекомендация, несомненно, должна учи­ тываться. Но при цепочечном размещении радиаторов и конвекторов (особенно типа «Комфорт») мощностью до 1,5—2 кВт на 1 м длины

лаждающейся поверхности при наличии инфильтрации холодного возду­ ха, еще не имеет надежного теоретического обоснования.

Правило установки отопительного прибора под окном в северных районах может не соблюдаться в помещении, периодически посещае­ мом людьми на короткое время, или если рабочие места людей в нем удалены от наружного ограждения. Это отклонение от правил может допускаться, например, в производственных помещениях с двухметро­ вым проходом у окон, вестибюлях и лестничных клетках граждан­ ских зданий, складах и тому подобных помещениях. Указанное правило вообще теряет смысл при дежурном отоплении помещения в отсутствии людей.

Особое размещение отопительных приборов требуется в лестнич­ ных клетках — своеобразных вертикальных трубах, пронизывающих здания снизу доверху. Естественное движение воздуха в лестничных клетках в зимний период, усиливающееся с увеличением высоты, спо­ собствует переносу тепла в верхнюю их часть и, вместе с тем, вызыва­ ет переохлаждение нижней частй, прилегающей к открывающимся на­ ружным входным дверям. Частота открывания наружных дверей и, следовательно, охлаждение прилегающей части лестницы косвенно связаны с размерами здания и в многоэтажном здании в большинстве случаев выше, чем в малоэтажном. Очевидно, при равномерном разме­ щении отопительных приборов по высоте будет происходить перегре­ вание средней и верхней частей лестничной клетки и соответствующее переохлаждение нижней части.

Исследованиями в натурных условиях Москвы было установле­ но, что даже при размещении радиаторов на 7 г—2/з высоты лестнич­ ных клеток многоэтажных зданий наблюдается существенное недогревание нижней и перегревание средней и иногда верхней (если нет вы­ хода на крышу здания) их частей.

Таким образом, в лестничных клетках целесообразно концентриро­ вать отопительные приборы в нижней их части, рядом с входными дверями. В малоэтажных зданиях эта рекомендация конструктивно выполнима, в крайнем случае возможен перенос части обычных при­

Между входными дверями в здание, т. е. в первом тамбуре со сто­ роны улицы, установка отопительного прибора нежелательна во из­ бежание замерзания воды в нем или в отводной трубе при случайном

соответствует стандартной. Приборы могут быть размещены в стенной нише, под подоконником, в два-три ряда по высоте, наконец, могут быть специально декорированы. Если по эстетическим или технологи­

ся снижение не более чем на 15%) тепловой поток от теплоносителя в помещение. Поэтому конструкция укрытия прибора должна быть та­ кой, чтобы уменьшение передачи тепла излучением компенсировалось увеличением конвективной теплопередачи. Вертикальный щит у по­ верхности прибора, превращающий «радиатор» в «конвектор», будет отвечать этому условию.

На рис. III.14 показано несколько вариантов установки прибора и конструкций укрытия. По сравнению с расположением прибора откры­ то у глухой стены (стандартное положение, с которым сопоставляют­ ся и теплотехнически оцениваются сравнительным коэффициентом |32

ние расчетной площади нагревательной поверхности на 12% (коэффи­ циент р2 — 1,12); при расположении приборов в глубокой открытой ни­ ше (рис. III.14, б) или один над другим в два ряда (рис. III.14,д) — на 5%. В м есте с тем можно применять укрытия, не влияющие на теп­

Рис. Ш.15. Одностороннее присоединение труб к отопительному прибору при схеме движения теплоносителя сверху-вниз

а — в вертикальном однотрубном стояке; б — в двухтрубном стояке; в — в «сцепке» двух приборов; приборный сгон; 2 — тройник; 3 — трехходовой кран

Присоединение теплопроводов к отопительному прибору может быть одно- и разносторонним. Как известно, теплотехнически преиму­ щество имеет разностороннее присоединение при схеме движения теп­ лоносителя в приборе сверху — вниз. Однако конструктивно более ра­ ционально одностороннее присоединение, и оно преимущественно ис­ пользуется на практике. При вертикальном однотрубном стояке это

способствует заводской заготовке его деталей и предварительной обез­ личенной сборке, что важно для зданий массового строительства.

При двухтрубном стояке (рис. Ш.15, б) рационально применять трубы, подводящие и отводящие теплоноситель от прибора, так назы­ ваемые «подводки» длиной до 1,25 м. При большем расстоянии от стояка до прибора в обычных случаях целесообразно устанавливать дополни­ тельный стояк. Подводки выполняются с уклоном (по стрелкам над трубами на рис. Ш.15,б), что затрудняет унификацию узла «обвязки» прибора при двухтрубном стояке.

При одностороннем присоединении труб к приборам не рекоменду­ ется чрезмерное их укрупнение и, в частности, группировка более чем

ной установке крупного прибора (рис. III.16, б) или нескольких прибо­ ров на «сцепке» (рис. III. 16,г).

Соединение отопительных приборов на «сцепке» допускается в пре­ делах одного помещения или в том случае, когда последующий при­