Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги / Отопление и вентиляция. Отопление-1

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

20.11.2023

Размер:

13.56 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2526 / 2826 27 28 > Следующая >>>

t'o — количество циркулирующей воды G' при других температу рах: наружного воздуха, горячей воды tr' и обратной t0'.

Теплоотдача нагревательными приборами при различных на ружных температурах выражается формулой

к '

	01	(XI 1.4)
	Q
		к

где к и к' — коэффициенты теплопередачи нагревательных прибо ров при различных температурных напорах приборов при наруж ной расчетной температуре и при любой другой наружной темпе ратуре.

Из уравнений (XII.2) и (ХП.З) получим равенства для систем с естественной циркуляцией

=	° ,(^Г~ /о) ;	(XII.5)
t , - t n	G (tr ~ t0)

для систем с насосной циркуляцией, если G'—G, формула (XII.&) примет вид

•» — и _	t y - t o’ '
tu	tr
откуда
tr to—(tr	t0)■t .- t n
	tв

Для систем с естественной циркуляцией на основе уравнений (XII.2) и (XII.4) получим

t - t' \ 0’8

(XII.6)

Используя эти равенства, для регулирования температуры воды в насосных системах получим:

( - ^		f	)U+± ( W				J			(И .7)
/ ~	t	Гн	\ 0’8			1	, ч	t	~ t '
Гп			)	1	' - ±	1 //		^	*Н	■ (ХИЛ,
( - ^ L						f c - y

Значения температур теплоносителя-воды при качественном ре гулировании, рассчитанные на постоянную температуру в помеще нии tB= + 18° С, приведены в табл. XIIЛ.

Температурный режим при качественном регулировании насосной системы

	при расчетных /н = — 30° С, /В= 18°С,					?Г= 95°С и /о = 70°С
				------ч—■
	- 3 0	- 2 5	- 2 0	- 1 5		- 1 0	- 5	0	+ 5	+ 10
t T	95	88,3	81,5	74,5	■67,2		60,0	52,2	44,1	35,5
to	70	66,0	61,7	59,3		52,6	47,9	42,8	37,3	31,3

По данным этой таблицы можно построить график, по которому определяют промежуточные значения температур теплоносителя.

§ 48. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ЗДАНИЯ НА ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Учет тепловой инерции здания позволяет периодически выклю чать систему отопления.

Амплитуду колебания температуры помещения при применении нетеплоемких систем можно представить в следующем виде:

^ _ аМнрО 'в~ ZBF

Заменив Q на q(tB—fH), получим

„ _ а м п9д (<в — <н)

в 'ZBF

Обозначив (по Л. А. Семенову)

2 B F /q = ï,

получим

®^пР (^в ^н)

Приняв (В=180С, А(в= 2,5, получим

аМпР(18 <н)

Введя обозначение

'(а)

( б)

(в)

(г)

2- ^ ( 1 8 - /н)= Г,	(д)
получим
4>=/Ж р.	(е)

Значения величин коэффициентов Г и Afnp указаны в табл. XII.2 и ХИ.З.

Значение величины Г

		Наружная	температура, °С
Система отопления	- 4 0	- 3 0	- 2 0	- 1 0
Система отопления

Значения Г

Водяная	17,4	14,4	11,4	8,4
Паровая	19,8	16,4	13,0	9,6
Воздушная	23,2	19,2	15,2	11.2

	Т а б л и ц а ХИ.З
Значение величины Мпр
Перерыв в иолаче тепла Z, ч	^пр
3	0 , 8
6	1 . 4
9	2 . 2

Пользуясь формулой (е) и данными табл. XII.2 и ХП.З, можно найти величину тепловой инерции помещения и определить продол жительность перерыва в подаче тепла.

Более точной является изложенная ниже методика определения амплитуды колебания температуры помещения при перерывах в подаче тепла, разработанная В. Н. Богословским.

Теплопоглощение помещением РПом принимается равным сумме

теплопоглощений ограждениями Ротр и вентиляционным						воздухом
Р вент'
		■^пощ - ^огр	^вент*
Поглощение тепла		поверхностями	ограждений в этом				случае
равно
		---- 1------— =		—	------—	,	(XII.9)
		ЪГ,Р, + S a,F,		Гпом	+ Авом
где	и Fi — коэффициенты теплопоглощения и площади отдель
ных поверхностей; Yи		ai — коэффициенты теплоусвоения и тепло
обмена на отдельных поверхностях в помещении
		л = 3 > f i	или Л—2®^,»

где а — осредненное по всем поверхностям в помещении значение коэффициента теплообмена.

При перерывах в подаче тепла суммарный коэффициент тепло поглощения ограждений равен

______ 1______		(ХИЛО)
Р огр		(ХИЛО)
W n o u +	1/-А-ПОМ

где Q — коэффициент прерывистости, зависящий от отношения вре мени нагревания ZH к общему периоду изменения подачи тепла

Т = ZH+ Zn.

Z J T	0		1	3	1	J>	3	7	1
		8	4	8	2	8	4	8

Q	0	0,73	0,84	0,84	0,76	0,63	0,45	0,24	0
Поглощение тепла в помещении в результате							вентиляционного
воздухообмена Рвент		будет равно
			P Bear= Lcy,					(XII.11)
где L — воздухообмен, м3/ч; с и у — теплоемкость и объемная мас
са воздуха.			теплоустойчивости			помещения		состоит	в
Особенность,расчета

определении наибольших отклонений температуры помещения от

ее средних значений — А /				. При гармонических колебаниях (печ
ное отопление) А <п		равно
	л	0.9Л?			0,9/W Q cp					(XII. 12)
	л	0.9Л?			1					(XII. 12)
		Puпом			1		+	Ley
				УУи	УК		+	Ley
				УУи	УК
При прерывистых поступлениях тепла							(в	перерывах — полное
выключение подачи тепла)
	A t	0»^0макс			1,8М(?ср					(ХНЛЗ)
	A t	Р			1					(ХНЛЗ)
	П	Р					+ Ley
		*	пом				+ Ley
					пом +	^Мпом
где	QMai<c = 2MQcP; М — коэффициент неравномерности теплоотда
чи отопительного прибора.
Пример. Определить		амплитуду колебания				температуры			Ащ в помещении,
если	система отопления	работает		пропусками		при	наружной		температуре ?н =
= 0° С.						перерыв		между натопами ZH=
Дано: продолжительность нагрева Zn:= 2 ч;						перерыв		между натопами ZH=
= 2 ч; период 7'= ZIl+ Z n = 4 ч, 2 F ,= 180 м2. Теплопотери								при^н= —25°С равны
2000	ккал/ч. Воздухообмен		при	работе	приточно-вытяжной				вентиляции L=
= 300	м3/ч.									помеще
Р е ш е н и е . 1. Суммарное теплоусвоение внутренних поверхностей										помеще
ния равно Г=2Ю0 ккал/ч (определение Y для						краткости изложения				здесь не
приводится).

2. Теплопоглощение вентиляционным воздухом конвективного тепла составит

Явент = Ley = 300-0,24* 1,2 = 86 ккал/(ч-град).

3. Теплообмен на поверхностях ограждения помещения будет равен

Л = а 2 ^ / = 6,2-180 = 1120 ккал/ч.

4. Коэффициент неравномерности теплоотдачи отопительного прибора равен

	ал		ZH+ Zn		2 + 2
		~	2Z„		2-2 — ’
5. Теплопотери при /П^=0°С будут равны
	Qcp =	2000		°5	= 840 ккал/ч.
6. Коэффициент прерывистости й при					2	1
6. Коэффициент прерывистости й при					ZH/T = - j - = —		равен 0,76.
7. Амплитуда колебания температуры помещения равна
л . = -	l,8AfQcp				1,8-1-840		: 2,21°.
л . = -	1				1		: 2,21°.
	1	+	Ley		1	+ 86
	ПОМ + 1/-А-			0,76/2100 + 1/1120
Значение Ат, как видно, больше допустимой величины колебания темпера
туры помещения при центральном отоплении (±1,5 ч).						заданной наружной
Следовательно, прерывистый		режим 7,= Z Ii+ Z n= 2 + 3 при				заданной наружной
температуре в данном помещении допускать нельзя.							коэффициенте	пре
Найдем	режим работы системы отопления при другом						коэффициенте	пре
рывистости.	Предположим следующий режим подачи тепла*						нагрев ZH= 3	ч; пе

рерыв Zn = l ч. Тогда r=«ZH+Zn=3+l = 4 или ZBIT =ZU.

При этом равенстве коэффициент й = 0,45. Коэффициент М будет иметь значение

ZH+ Zn	4____ 2_
2Z	6	3 '

С новыми значениями М и й амплитуда колебаний температуры помеще ния будет равна:

1,8- — -840

_________________________ I ос

0,45/2100 + 1/1120

Таким образом, для данных условий выявленный режим прерывистости удовлетворяет требованию А*п<1,5°, т. е. допустимой величины колебания тем пературы при центральном отоплении.

§ 49. МЕСТНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Ниже рассматривается так называемое потребительское регули рование теплоотдачи нагревательных приборов с помощью кранов, установленных на подводках к приборам. Приступая к регулирова нию температуры помещения, как правило, по ощущению, потреби-

тель стремится возможно быстрее восстановить нарушенные ком фортные условия и нередко выключает краном прибор полностью.

Для выяснения, насколько состоятельно так называемое мест ное регулирование, рассмотрим случай, когда краном полностью перекрыт доступ теплоносителя в нагревательный прибор.

Составим уравнение теплового баланса для элемента време ни dx:

Q dx^aF T dx+ .cM dT ,		(XII. 14)
где Q — количество тепла, полученное нагревательным		прибором,
ккал/ч; а — коэффициент теплопередачи,	ккал/ч • м2-град; F — по
верхность прибора, м2; 7. — избыточная	температура;	т — время"

охлаждения; с — удельная теплоемкость прибора; М — масса при бора, кг.

Разделив в уравнении переменные, после преобразования по лучим

дг _ сШ Т	__ CM		cLT
Q — a /Т	a F	Q	^
		a F

Интегрируя уравнение в пределах от -0 до т и соответственно от

То до Тх, получаем:
X		тх	dT
dx.— сМ		Г*	dT
	aF	J	Q
		Т 0	а F - T
			а F - T
Отсюда
_ сМ	t	O la F - T ^
т = —	in ~ —-— —
a F		Q,'aF — T0

или

QluF — Тх

QldF-To 6

После преобразований для случая охлаждения, когда темпера тура Тх падает до 0°, последнее уравнение получит вид

aF
Тх= Т се * с М	(XIIЛ5)
Иначе
7 \= 7 > - * \
или

Тх=Т.се

(XIIЛ6)

Здесь aF/cM = K — коэффициент пропорциональности, характе ризующий скорость повышения или понижения температуры во времени. Величина, обратная коэффициенту к, имеет размерность времени ч:

__с М ___ккалкг-м2-ч-град___ч

сa F кг-град-ккал•м2

Величины Го и тс характеризуют стационарное состояние темпе ратуры во времени.

Решение задачи по выявлению нестационарного температурно го поля какого-либо тела можно упростить с достаточной для прак тики точностью введением понятия об эквивалентном радиусе (цил'индре) по теплообмену, а также путем приведения темпера турных функций к более простому виду. Так, для цилиндра

T0= T cf ( Bi;	Fo),
где Bi — критерий Био; Bi = a/?9KBM;	Fo — критерий Фурье; Fo =

—а т Д 2пкв-

Вэтих формулах а — коэффициент теплоотдачи; А, — коэффи

циент тёплопроводности; а — коэффициент температуропроводно сти; т — постоянная времени охлаждения.

Критерий Био Bi — приведенный коэффициент теплоотдачи определяет условия внешнего теплообмена; критерий Фурье Fo — критерий гомохронности характеризует в данном случае изменение температуры во времени.

Эквивалентный радиус по теплообмену

	2M/ F	(XII. 17)
	Yep	(XII. 17)
	Yep

Пример. Определить время охлаждения выключенного радиатора типа М-140 водяного отопления при начальных температурах 95° С и 70° С. Расчетная тепло отдача — 800 ккал/ч.

Поверхность нагрева радиатора, состоящая из 7 секций, равна 1,78 м2. Масса радиатора — 7,6-7=53,2 кг. Емкость 1 секции — 4,6 л; емкость радиатора 4,6-7=11,2 л. Объемная масса воды у —1000 кг/м3; коэффициент теплоотдачи а =7,5 ккал/м2-ч-град; для металла у =7700 кг/м3.

Р е ш е н и е . Определим эквивалентный радиус по формуле (XII.17). Для этого вычислим среднюю объемную массу уСр:

_	М1+ М2	5 3 ,2 + 1 1 ,2	3200	кг/м3.
Y cp_	V1 + V2	=	3200	кг/м3.
Y cp_	V1 + V2	0,008 + 0,011
где V\ и V2— объемы металла и воды в приборе, равные
	53,2	м3;		м3.
	0,008	м3;		м3.
	7700
Подставив полученные данные, вычислим Raкв
		53,2 -f- 11,2
/?Э1СВ-- 2M\F		1,78	0,02	м.
	Yep	3200

Bi — ct/X'/^экв —	7,5-0,02
Bi — ct/X'/^экв —	0,003,
	50

где Я=50 ккал/м-ч-град.

Коэффициент температуропроводности металла при с=0,13

_Х_	50
а	= 0,05.

п0,13-7700

Критерий Fo для т=1 ч будет равен

FÔ =	0,05-1
FÔ =	125.
	0,022

Постоянную времени охлаждения тс можно найти из отношения общей‘поте ри тепла к потере тепла через внешнюю поверхность на 1°:

аДt F

Полное теплосодержание прибора Qc, входящее в эту формулу, равно:

/95 + 70 \

Qc = cMAt = (0,13-53,2 + 1-11,2) f— —■— — 1811=: 1180 ккал. 2

После подстановки получим
Тр=	1180	•== 1,37 ч.
	7,5-64,5-1,78

В результате расчетов получаем данные об изменении темпера туры поверхности нагревательного прибора на стадии охлаждения (табл. XII.4)..

								Т а б л и ц а		XII.4
		Стадии охлаждения нагревательного прибора
Критерий		Ро	1	5	10	25	50	100	150	200
Время	охлаждения		0,008	0,04	0,08	0,2	0,4	0 ,8	1,2	1 .6
125
Т		X	0,006	0,02	0,06	0,15	0,3	0,6	0,9	1 ,2
			0,006	0,02	0,06	0,15	0,3	0,6	0,9	1 ,2
2л _ в-*			0,99	0,95	0,91	0,81	0,64	0,42	0,27	0 ,1 8
тс			0,99	0,95	0,91	0,81	0,64	0,42	0,27	0 ,1 8
тс
г
Температура		по	64	61	58	52	41	27	17	16
верхности	прибора

Т = 64,5-е"*

Из этой таблицы видно, что охлаждение радиатора водяного отопления практически заканчивается через 1,5—2 ч (когда темпе ратура поверхности радиатора снижается до температуры помеще ния + 18° С).

Экспериментальные исследования охлаждения нагревательных приборов водяного отопления, приведенные автором настоящей книги при участии В. И. Гордеева, в основном согласуются с тео ретическими расчетами.

Рассмотрение вопроса ручного регулирования водяных систем отопления позволяет сделать выводы, изложенные ниже.

1.Чугунные радиаторы систем водяного отопления обладают высокой тепловой инерцией.

2.Вследствие большой инерции нагревательных приборов вы

ключением их невозможно добиться резкого и быстрого снижения температуры в помещениях. Таким образом, выключение нагрева тельных приборов кранами не является радикальным средством регулирования температуры в помещениях.

3. Большую тепловую инерцию водяных систем отопления сов местно с тепловой инерцией ограждения следует рассматривать и как положительные факторы для центрального регулирования тем ператур, которое разрешается вести без учета кратковременных колебаний наружной температуры.

4. Расчеты по определению темпа охлаждения радиаторами па ровой системы отопления показали, что время их охлаждения практически находится в пределах 0,5—0,6 ч.

§50. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГУЛИРОВОЧНОГО КРАНА, УСТАНОВЛЕННОГО НА ПОДВОДКЕ К НАГРЕВАТЕЛЬНОМУ ПРИБОРУ

Вводяных системах отопления для регулирования теплоотдачи возникает необходимость изменять количество поступающей воды

внагревательный прибор (количественная местная регулировка). Этот способ регулирования основан на изменении гидравлического сопротивления проходу воды в прибор с помощью крана, установ ленного на подающей подводке.

При изменении проходного сечения в кране давление жидкости

втрубопроводе снижается вследствие внезапного расширения по тока.

Потери давления можно определить в кг/м2 по формуле Борда —

Карно, согласно которой потеря при внезапном расширении равна скоростному давлению потерянной скорости

АР	(V I — t>t)2	Y,	(XII. 18)
	2g

где t>i — скорость потока в трубе, м/с; v2— то же, в сечении крана после дросселирования; у — объемная масса жидкости.

Определение величины гидравлического сопротивления, возни кающего в зависимости от степени закрытия крана двойной регу лировки. Для решения этой задачи произведем расчеты для трубы

Рис. XII.4. График зависимости сопротивления, создаваемого краном двойной регулировки в зависимости от изменения ско рости и площади сечения для прохода воды (дроссельная ха

рактеристика)

скраном двойной регулировки d=15 мм. Примем скорость потока

втрубе t>i= 0,3 м/с и п2=?=0,1 м/с (и2 — скорость воды в кране).

Воспользуемся формулой Борда — Карно	(пренебрегая други
ми потерями в кране) для определения Ар.	Результаты расчетов
приведены в табл. XII.5.

t/2 ,	м / с	0 , 3	0,6	0 , 9	1 , 5	3
Щ ,	м / с	0 , 3	0 , 3	0 , 3	0 , 3	0 , 3
1- / 2 / / 1		0	0 , 5	0,66	0,8	0 , 9

		Т а б л и ц а		XII.5
0,1	0,2	0 , 3	0 , 5	1,0
0,1	0,1	0,1	0,1	0.1
0	0 , 5	0,66	0.8	0 . 9

А р % к г / м 2	0	4 , 5 18	7 2	3 6 4 0	0 , 5 2,0	8	4 0 , 5
В табл. XII.5 f2 — площадь отверстия в кране после						дроссели

рования; fi — площадь сечения трубы (или отверстия в полностью


открытом кране); 1—/2//i — относительная величина площади за
йр, кг/нг	крытой части отверстия в кране после
	дросселирования.

	Из	таблицы и рис. XI 1.4 следует,
	что кран		не	является	совершенным
	прибором		для	регулирования: ощути
	мое	гидравлическое			сопротивление

кран создает, будучи закрытым более чем на половину, — при скорости воды в подводящей трубе, равной 0,3 м/с, когда отверстие в ней закрыто на 60%, а также при скорости потока в трубе 0,1 м/с, когда она закрыта на 80%.

О месте установки крана регулиро вания нагревательного прибора. Кран регулирования можно устанавливать в водяных системах на подающей и об ратной подводках к нагревательному прибору.

Где же лучше его устанавливать? Кран действует как запорное и регу лирующее устройство, хотя и не сов сем совершенное, будучи установлен

ным и на подающей, и на обратной подводках. Как показали на блюдения, если кран установлен на -подающей подводке и даже полностью закрыт, возможна циркуляция воды через обратную под водку. В ней устанавливается двухфазное течение потока с взаим но противоположным направлением. Циркуляция эта незначитель

<<< < Предыдущая 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2526 / 2826 27 28 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги

#
19.11.202366.55 Mб0Отопительные системы..pdf
#
12.11.202313.74 Mб4Отопление и вентиляция Ч. 1 Отопление.pdf
#
12.11.20233.39 Mб0Отопление и вентиляция жилого здания..pdf
#
19.11.202332.4 Mб7Отопление и вентиляция. Ч1 Отопление.pdf
#
12.11.202311.21 Mб0Отопление и вентиляция. Вентиляция.pdf
#
20.11.202313.56 Mб4Отопление и вентиляция. Отопление-1.pdf
#
12.11.202316.16 Mб1Отопление и вентиляция. Отопление.pdf
#
12.11.202318.64 Mб0Отопление и вентиляция..pdf
#
12.11.202314.44 Mб0Отчет о деятельности 2009..pdf
#
12.11.20231.21 Mб0Отчёт о деятельности компании ЛУКОЙЛ-1999..pdf
#
12.11.20233.48 Mб0Отчёт о деятельности компании ЛУКОЙЛ-2000..pdf