Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теплогазоснабжение и вентиляция. Учебное пособие для студентов направления «Строительство» профиля «Экспертиза и управление недвижимостью»
.pdf
ления и охлаждения (система кондиционирования). Все
теплообменные аппараты рекуперативные (передача теплоты происходит как непрерывно, так и периодически через разделяющие теплоносители стенку).
Схемы тока теплоносителей. Прямоток – схема тока,
при которой теплоносители движутся параллельно в одном
направлении.
Противоток – схема тока, при которой теплоносители движутся параллельно в противоположных направлениях. С
точки зрения передачи теплоты прямоток наиболее эффективная схема движения.
131
При перекрёстной схеме тока теплоносители, омывая раз-
деляющую их стенку, движутся во взаимно перпендикулярных направлениях.
132
В регенеративных теплообменниках процесс тепло-
обмена происходит в условиях нестационарного режима. В
этих теплообменниках поверхность нагрева представляет
собой специальную насадку из кирпича, металла или другого материала, которая сначала аккумулирует тепло, а затем отдает его нагреваемому теплоносителю. По такому
принципу работают, например, регенераторы стеклоплавильных печей. Отопительные печи также относятся к
группе регенеративных теплообменников.
К недостаткам регенеративных теплообменников
можно отнести более сложную конструкцию и возможность перетечки теплоносителей. К преимуществам – то,
что здесь работают две теплообменные поверхности, а в
133
рекуперативных – одна. Значит регенераторы компактнее
рекуператоров.
В смесительных теплообменниках процесс теплообмена осуществляется при непосредственном соприкосновении и перемешивании теплоносителей. Примером такого
теплообменника является башенный охладитель (градирня), предназначенный для охлаждения воды воздухом.
Рекуперативные и регенеративные теплообменники
называют поверхностными, поскольку теплопередача в
них связана с поверхностью нагрева или охлаждения, а
смесительные – контактными.
Тепловые расчеты теплообменников разделяются на
проектные и поверочные. Проектные тепловые расчеты
выполняются при проектировании новых аппаратов для
определения необходимой поверхности нагрева. Поверочные тепловые расчеты выполняют в том случае, если известна поверхность нагрева теплообменника и требуется
определить количество переданной теплоты и конечные
температуры теплоносителей.
Нагревательные приборы являются основным эле-
ментом системы отопления и должны отвечать определенным теплотехническим, санитарно-гигиеническим и технико-экономическим требованиям.
134
Теплотехнические требования сводятся к тому, чтобы
нагревательные приборы хорошо передавали тепло от теплоносителя (воды или пара) отапливаемым помещениям,
т.е. чтобы коэффициент теплопередачи их был как можно
выше. Современные отопительные приборы имеют коэффициент теплопередачи 7-16 Вт/(м2.К). Величина коэффициента теплопередачи зависит от ряда факторов: размеров
и формы поверхности нагрева, способа подачи и отвода
воды из прибора, количества секций в приборе и места его
установки, количества воды, проходящей через прибор и
др.
При проектировании системы отопления зданий и сооружений вид и параметры теплоносителя и температуру
поверхности нагревательных приборов следует принимать
по СНиП П-33-75.
Нагревательные приборы должны быть компактны, с
легко доступной для осмотра и очистки от пыли поверхностью, форма и отделка приборов должны соответствовать
назначению помещения. С санитарно-гигиенической точки
зрения желательно устанавливать приборы, у которых преобладает передача тепла излучением, так как они создают
лучшие микроклиматические условия в помещении.
Технико-экономические требования, предъявляемые к
135
нагревательным приборам следующие.
1. Необходимо, чтобы форма и конструкция прибора соот-
ветствовали технологии их массового производства.
2. Конструкция приборов должна быть такая, чтобы из от-
дельных элементов можно было собрать прибор с любой
поверхностью нагрева.
3. Стенки прибора должна быть температуроустойчивые,
паро- и водонепроницаемые.
4. Приборы должны быть прочными, удобными для транспортировки и монтажа.
5. Затрата металла и стоимость отопительных приборов,
отнесенная к единице полезно передаваемого тепла, должны быть наименьшими.
Нагревательные приборы, применяемые в системах
центрального отопления, подразделяются: по материалу –
на приборы металлические (чугунные и стальные), малометаллические (комбинированные) и неметаллические (керамические, бетонные и др.); по внешней поверхности на
гладкие (радиаторы и панели), ребристые (конвекторы,
ребристые трубы).
Нагревательные приборы системы центрального отопления размещают у наружных стен, преимущественно под
окнами, так как это уменьшает холодные токи воздуха
136
вблизи окна. Чтобы приборы меньше выступали в поме-
в
t
cp
tk
пр
F
расч
Q
щение, в стене часто делают ниши глубиной 130 мм. При
такой глубине коэффициент теплопередачи прибора принимают такой же, как и для прибора, установленного без
ниши. Рекомендации по выбору нагревательных приборов
и предельная температура на их поверхности приведены в
СниП.
Определение необходимой поверхности
нагревательных приборов
Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо, чтобы количество тепла, отдаваемого
нагревательными приборами, установленными в помещении, соответствовало расчетным теплопотерям помещения.
Количество тепла Q, Вт, отдаваемого прибором, пропорционально площади поверхности его нагрева Fпр, м2,
коэффициенту теплопередачи прибора k и разности температур теплоносителя tср в приборе и омывающего его воздуха помещения tв.
откуда
Исходя из этого, можно написать
137
,
в
t
cp
tk
расч
Q
пр
F
.
2
ОГ
tt
cp
t
4321
в
t
cp
tk
расч
Q
пр
F
Средняя температура теплоносителя в приборе при во-
дяном отоплении равна
,
где tГ – температура теплоносителя при входе в при-
бор, оС;
tо – температура теплоносителя при выходе из прибо-
ра, оС.
В системах парового отопления tср принимают в зави-
симости от давления пара. При давлении р
= 100оС, при р
≥ 0,07 МПа tср = t
изб
пара
< 0,07 МПа tср
изб
при соответствую-
щем давлении.
При учете дополнительных факторов, влияющих на
теплопередачу приборов:
,
где β1 – коэффициент, учитывающий охлаждение воды
в трубах;
β2 – коэффициент, учитывающий способ установки
прибора;
138
β3 – коэффициент, учитывающий способ подводки
теплоносителя к нагревательному прибору и относительный расход воды через прибор;
β4 – коэффициент учитывающий число секций в
приборе и принимаемый равным: при числе секций до пяти – 0,95; от 5 до 10 – 1; от 11 до 20 – 1,05; более 20 – 1,1.
4.1. Тепловой баланс помещения
При проектировании системы отопления необходимо
определить её тепловую мощность с учётом особенности
теплового режима помещений. В помещениях с постоянным тепловым режимом мощность определяется по их
тепловому балансу. В помещениях с переменным тепловым режимом при определении тепловой мощности выделяют два периода – рабочий и нерабочий. Отопление, рассчитанное только на период нерабочего времени, называется дежурным отоплением. В соответствии с нормативными требованиями, в этом случае в помещении предусматривается поддержание температуры не ниже +5˚С с
обеспечением восстановления нормируемой температуры
к началу работы в нём.
В тепловом балансе учитывают потери теплоты через
ограждающие конструкции помещений при расчётной
139
температуре наружного воздуха, потери теплоты на нагревание наружного инфильтрационного и вентиляционного
воздуха, а также находящихся в помещении единиц подвижного состава, материалов, оборудования, регулярно
поступающие в помещения тепловые потоки от технологического оборудования, электрических приборов, освещения, людей и др.
Тепловая мощность отопительного элемента отдельно-
го помещения
где Q
Q
– суммарные тепловые потоки, поступающие в по-
iпост
– суммарные потери теплоты в помещении;
iпот
мещение.
Тепловая мощность всей системы отопления
Qс = ∑Qсi= ∑Qj = Q1+ Q2+ Q3+ Q4 – Q5– Q6– Q7
где Qj – основные отдельные составляющие теплового
баланса.
В системе отопления неизбежны дополнительные теп-
ловые потери, повышающие её установочную мощность
относительно расчётной
140
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]