1.3 Расчет площади поверхности нагрева и подбор

нагревательных приборов систем центрального отопления

Наиболее распространенными и универсальными в применении нагревательными приборами являются чугунные радиаторы . Их устанавливают в жилых, общественных и различных производственных зданиях. Стальные трубы используем в качестве нагревательных приборов в производственных помещениях.

Определим вначале тепловой поток от трубопроводов системы отопления. Тепловой поток, отдаваемый помещению открыто проложенными неизолированными трубопроводами, определяют по формуле 3:

Фтр = Fтр ∙kтр · (tтр –tв ) ∙ η, (3)

где Fтр = π ∙ d · l – площадь наружной поверхности трубы, м²;dиl– наружный диаметр и длина трубопровода, м (диаметры магистральных трубопроводов обычно 25…50 мм, стояков 20…32 мм, подводок к нагревательным приборам 15…20 мм);kтр – коэффициент теплопередачи трубы Вт/(м²∙⁰С) определяют по таблице 4 [1] в зависимости от температурного напора и вида теплоносителя в трубопроводе, ºС; η – коэффициент, равный для подающей линии, расположенной под потолком, 0,25, для вертикальных стояков – 0,5, для обратной линии, расположенной над полом, - 0,75, для подводок к нагревательному прибору – 1,0

Подающий трубопровод находится под окнами, т.е. в рабочей зоне помещения, там же, где и нагревательные приборы, поэтому для него, так же как и для подводок к приборам, коэффициент η = 1. Площадь поверхности участка подающего магистрального трубопровода диаметром 40 мм и длиной 131 м

Fп.м = 3,14 · 0,0425 · 131 = 17,5 м².

Площадь поверхности участка подающего магистрального трубопровода диаметром 76 мм и длиной 14 м

Fп.м = 3,14 · 0,0788 · 14 = 3,5 м².

Для обратной линии, расположенной над полом, η = 0,75. Площадь поверхности обратного магистрального трубопровода диаметром 76 мм и длиной 42 м

Fо.м = 3,14 · 0,0788 · 42 = 10,4 м².

Площадь поверхности 38 подводок (η = 1) диаметром 32 мм и длиной 0,8 каждая:

Fпод = 38 · 3,14 · 0,032 · 0,8 = 3 м².

Для вертикальных стояков, η = 0,5. Площадь поверхности стояков диаметром 32 мм и длиной 18,4 м

Fв = 3,14 · 0,032 · 18,4 = 1,9 м².

Коэффициент теплопередачи труб для средней разности температуры воды в приборе и температуры воздуха в помещении (95+70) / 2 – 20 = 62,5 ºС принимаем равным 12,2 Вт/(м²∙ºС). в соответствии с данными таблицы 4 [1]. Тогда по формуле 7 для подающей магистрали диаметром 40 мм и длиной 131 м:

Фп.м₁= 17,5 ∙ 12,2 · ( 95 – 20 ) ∙ 1 = 16013 Вт

Для подающего магистрального трубопровода диаметром 76 мм и длиной 12 м

Фп.м₂= 3,5 ∙ 12,2 · ( 95 – 20 ) ∙ 1 = 3203 Вт

Для обратного магистрального трубопровода диаметром 76 мм и длиной 42 м

Фо.м = 10,4 ∙ 12,2 · ( 70 – 20 ) ∙ 0,75 = 4758 Вт

Для подводок к приборам

Фпод = 3 ∙ 12,2 · 62,5 ∙ 1 = 2288 Вт

Для вертикальных стояков

Фверт = 1,9 ∙ 12,2 · 75 ∙ 0,5 = 870 Вт

Суммарный поток теплоты от всех трубопроводов:

Фтр = 16013 + 3203 + 4758 + 2288 + 870 = 24844 Вт

Тепловой поток, отдаваемый нагревательными приборами и трубопроводами, находящимися в ремонтной мастерской, должен равняться расчетным теплопотерям Фогр этого помещения.

Требуемую площадь поверхности нагрева (м²) приборов ориентировочно определяют по формуле 4:

, (4)

где Фогр-Фтр – теплоотдача нагревательных приборов, Вт; Фтр – теплоотдача открытых трубопроводов, находящихся в одном помещении с нагревательными приборами, Вт;

kпр - коэффициент теплопередачи прибора, Вт/(м²∙⁰С). для водяного отопленияtпр = (tг+tо)/2;tг иtо – расчетная температура горячей и охлажденной воды в приборе; для парового отопления низкого давления принимаютtпр=100 ºС, в системах высокого давленияtпр равна температуре пара перед прибором при соответствующем его давлении;tв – расчетная температура воздуха в помещении, ºС;

β₁– поправочный коэффициент, учитывающий способ установки нагревательного прибора. При свободной установке у стены или в нише глубиной 130 мм β₁= 1; в остальных случаях значения β₁принимают исходя из следующих данных: а) прибор установлен у стены без ниши и перекрыт доской в виде полки при расстоянии между доской и отопительным прибором 40…100 мм коэффициент β₁= 1,05…1,02; б) прибор установлен в стенной нише глубиной более 130 мм при расстоянии между доской и отопительным прибором 40…100 мм коэффициент β₁= 1,11…1,06; в) прибор установлен в стене без ниши и закрыт деревянным шкафом с щелями в верхней доске и в передней стенке у пола при расстоянии между доской и отопительным прибором равном 150, 180, 220 и 260 мм коэффициент β₁соответственно равен 1,25; 1,19; 1,13 и 1,12; β₁– поправочный коэффициент

β₂– поправочный коэффициент, учитывающий остывание воды в трубопроводах. При открытой прокладке трубопроводов водяного отопления и при паровом отоплении β₂=1. для трубопровода скрытой прокладки, при насосной циркуляции β₂=1,04 (однотрубные системы) и β₂=1,05 (двухтрубные системы с верхней разводкой); при естественной циркуляции в связи с увеличением остывания воды в трубопроводах значения β₂ должны умножаться на коэффициент 1,04.

м²

Необходимое число секций чугунных радиаторов для рассчитываемого помещения оп-ределяют по формуле 5:

n=Fпр /fсекц, (5)

где fсекц – площадь поверхности нагрева одной секции, м² (табл. 2 [1] ).

n= 90 / 0,254 = 355

Полученное значение nориентировочное. Его при необходимости разбивают на несколько приборов и, введя поправочный коэффициент β₃, учитывающий изменение среднего коэффициента теплопередачи прибора в зависимости от числа секций в нем, находят число секций, принимаемое к установке в каждом нагревательном приборе:

n_уст=n·β₃ (6)

n_уст= 355 · 1,05 = 374

Итак, принимаем к установке в участке кузнечно-сварочном – 4 отопительных прибора состоящих из 8 секций чугунных радиаторов М-140, в участке слесарно-механическом, в инструментально-роздаточной кладовой, в венткамере и помещении для компрессора – 1 отопительный прибор состоящая из 9 секций чугунных радиаторов М-140, в участке проверки и регулировки ЭО ремонта и зарядки аккумуляторов, в участке наружной мойки и участке проверки и регулировки топливной аппаратуры и гидросистем принимаем по 2 отопительных прибора, состоящие из 9 секций чугунных радиаторов М-140, в участке диагностики и технического обслуживания 3 отопительных прибора состоящих из 9 секций чугунных радиаторов М-140. В остальной части мастерской размещаем 225 секции чугунных радиаторов модели М-140 (т.е. 25 отопительных приборов состоящих из 9 радиаторов). Трубопроводы – стальные трубы.

1.4. Расчет воздухообмена ремонтной Мастерской

В отделениях (цехах) ремонтной мастерской, технологические процессы в которых протекают с образованием вредных выделений, целесообразна местная вентиляция. Часовой объем отсасываемого воздуха определим по формуле 7:

Q=K∙Vп, (7)

где Q– воздухообмен, м³/ч;Vп – объем помещения, м³; К – кратность воздухообмена.

Объем помещения находим по формуле:

,

где а₁,b₁,c₁– соответственно длина, ширина и высота помещения участка;

Вычислим объем помещения кузнечно-сварочного участка:

Vп = 12 ∙ 6 ∙ 5,1 = 367,2 м³

Воздухообмен находим по формуле:

Для кузнечно-сварочного участка К = 5

Q= 5 ∙ 367,2 = 1836 м³/ч

Вычислим объем помещения участка проверки и регулировки топливной аппаратуры и гидросистем:

Vп = 6 ∙ 6 ∙ 5,1 = 183,6 м³

Для участка проверки и регулировки топливной аппаратуры и гидросистем К = 5

Воздухообмен находим по формуле:

Q=K∙Vп = 5 ∙ 183,6 = 918 м³/ч

Вычислим объем помещения участка диагностики и технического обслуживания:

Vп = 9 ∙ 6 ∙ 5,1 = 275,4 м³

Воздухообмен находим по формуле:

Для участка диагностики и технического обслуживания К=4,5

Q=K∙Vп = 5 ∙ 275,4 = 1377 м³/ч

Вычислим объем помещения участка наружной мойки:

Vп = 12 ∙ 6 ∙ 8,4 = 604,8 м³

Для участка наружной мойки К=6

Воздухообмен находим по формуле:

Q=K∙Vп = 6 ∙ 367,2 = 3628,8 м³/ч

Вытяжную местную вентиляцию выполняют в виде вытяжных зонтов прямоугольной или круглой формы, шкафов, бортовых отсосов. Зонты прямоугольного сечения могут быть открытыми со всех четырех сторон или иметь свесы, прикрывающие приемную часть зонта с одной, двух или трех сторон.

Часовой объем вытяжки (м³/ч) загрязненного воздуха через зонт определяют по формуле :

Qв = 3600 ·F·ν_в, (8)

гдеν_в – средняя скорость отсасываемого воздуха в горизонтальном сечении приемной части зонта, м/с. Для зонтов при удалении неядовитых газов и влаги принимают 0,15…0,25 м/с. Для открытых зондов с двух сторон 0,75…0,9 м/с;F– площадь приемной части зонта, м².

Площадь сечения зонтов для участков находим из формулы 8:

F=Qв / ( 3600 ∙ν_в )

Для кузнечно-сварочного участка

F= 1836 / ( 3600 ∙ 0,25 ) = 2 м²

Для участка проверки и регулировки топливной аппаратуры и гидросистем:

F= 918 / ( 3600 ∙ 0,75 ) = 0,34 м²

Для участка проверки диагностики и технического обслуживания:

F= 1377 / ( 3600 ∙ 0,25 ) = 1,5 м²

Для участка наружной мойки

F= 3628 / ( 3600 ∙ 0,25 ) = 4 м²

В остальной части помещения устраиваем общеобменную вентиляцию, совмещенную с отоплением. Естественную вытяжную вентиляцию устраиваем в виде вытяжных шахт, пло-щадь сечения Fвытяжных шахт находим по формуле:F=Q/ (3600 ∙ ν_к.вн)_., предварительно определив скорость воздуха в вытяжной шахте высотойh= 2 м

ν_к.вн.=(9)

ν_к.вн.== 1,15 м/с

F= 5330 ∙ 3 / ( 3600 ∙ 1,15 ) = 3,9 м²

Число вытяжных шахт

n_вш=F/ 0,25 = 3,9 / 0,49 = 7,95 ≈ 8

Принимаем 8 вытяжных шахт высотой 2 м живым сечением 0,49 м² (с размерами 700 х 700 мм).