4 Расчет и выбор отопительных приборов

Вид отопительных приборов принимают в зависимости от назначения здания по таблице 1 /2/, или по приложению 10 /5/.

Нормами проектирования рекомендуется рассчитывать и измерять нагревательную поверхность отопительных приборов в эквивалентных квадратных метрах (экм). Расчетная поверхность прибора, экм

Аэ=,

(4.1)

где ₁ – поправочный коэффициент на установку нагревательных приборов, /3/ (приложение 15);

₂ - поправочный коэффициент, учитывающий остывание воды в трубопроводах (при открытой прокладке трубопроводов₂ =1, при скрытой-1,03…1,09);

₄ - поправочный коэффициент, учитывающий относительный расход воды через радиатор, /3/ (приложение 17);

t_с = 0,5 (t_г+t₀) –средняя температура теплоносителя в приборе, ⁰С;

t_в - температура воздуха в помещении, ⁰С;

К_эп - коэффициент теплопередачи при относительном расходе воды через нагревательный прибор, /3/ (приложение 18);

- эквивалентная площадь поверхности теплопередачи открытых трубопроводов, м².

Атр=1,78.втр. .dн.,

(4.2)

а для труб с d_н38 мм

Атр=1,56.втр. .dн.,

(4.3)

где в_тр – коэффициент, учитывающий расположение труб: в_тр=1,0 для подводок к приборам и сцепок; в_mp=0,75 для трубопроводов, расположенных у пола; в_mp=0,5 для стояков; в_mp=0,25 для трубопроводов, проложенных у потолка.

l- длина трубы, м.

Число секций в радиаторе

n=,

(4.4)

где f_э - поверхность нагрева одной секции радиатора, экм;

Z - допустимое уменьшение поверхности нагрева против расчетной, Z0,05 Аэ;

- коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе.

(4.5)

Для других нагревательных приборов

(4.6)

Если в качестве отопительных приборов применяются гладкие стальные трубы, то площадь наружной поверхности трубы, необходимой для компенсации тепловых потерь ограждением помещения определяют по формуле:

Атр=,

(4.7)

где К_mp - коэффициент теплопередачи трубы, Вт/(м².К), принимается по таблице 5.3 /3/ или 1.4 /4/.

5. Гидравлический расчет системы отопления

Гидравлический расчет системы отопления заключается в определении диаметров трубопроводов, обеспечивающих подачу в нагревательные приборы требуемого количества теплоносителя при располагаемом циркуляционном давлении.

Для выполнения гидравлического расчета необходимо:

1. вычертить план первого этажа жилого здания в масштабе (выбранного по заданию) или план цеха (отделения) ремонтного предприятия;

2. на плане определить места размещения отопительных приборов, стояков ветвей и магистралей;

3. начертить аксонометрическую схему системы отопления в масштабе;

4. определить расчетное циркуляционное кольцо, в качестве которого принимается главное циркуляционное кольцо, находящееся в наиболее неблагоприятных условиях; для тупиковых отопительных систем- наибольшая протяженность их, обладающая наибольшим сопротивлением, а для систем отопления с попутным движением- наибольшая тепловая загруженность;

5. расчетно-циркуляционное кольцо разделить на отдельные участки с постоянным расходом теплоносителя и диаметром труб, начиная от теплового пункта через главный стояк и последующую магистраль и наиболее удаленный или наиболее загруженный стояки, отопительный прибор, обратную магистраль к тепловому пункту, и определить количество этих участков;

6. определить тепловую нагрузку каждого участка и пронумеровать следующим образом: N = Ф/, где в кружочке номер участка, в числителе его тепловая нагрузка, Вт, а в знаменателе - его длина, м;

7. определить расход теплоносителя m_t (кг/ч) на расчетном участке циркуляционного кольца.

mt=,

(5.1)

где Ф – тепловая нагрузка участка, Вт;

t = t_г-t_о - расчетный температурный перепад теплоносителя в системе отопления, ⁰С, для жилых домов принимается 95-70=25⁰С;

8) определить среднюю величину удельной потери давления на трение по длине расчетного циркуляционного кольца по формуле

,

(5.2)

где 0,65 - коэффициент, учитывающий долю потери давления на трение от общих потерь в трубопроводах;

 - общая длина всех участков кольца, м;

р - расчетное циркуляционное давление, Па.

р = ре+рн ,

(5.3)

где р_е - естественное давление от охлаждения воды в нагревательных приборах, трубопроводах, Па;

р_н - давление, создаваемое насосом, Па.

В малоэтажных жилых и общественных зданиях и производственных помещениях значением р_е можно пренебречь.

По рекомендации профессора В.М.Чаплина можно принимать р=р_н, исходя из средней потери давления, равной 100 Па/м наиболее протяженного участка. Практически р=10…12 кПа;

9) по найденным значениям m_t и R_ср участка, пользуясь номограммой (рисунок 5.1), определить ориентировочный диаметр трубопровода d_у и поэтому значению принять ближайший d_у по стандарту. Для этого из точки, соответствующей расходу теплоносителя на данном участке m_t, восстанавливают перпендикуляр к оси R_ср до пересечения с линией того диаметра трубопровода, при котором значение удельной потери R будет ближе к расчетному. При этом определяют фактическое значение R и скорость теплоносителя U.

При выборе диаметра трубопровода необходимо учесть максимально допустимые скорости движения воды в трубопроводах; для основных помещений жилых и общественных зданий при d_у=15 мм U=1,2 м/с, при d_у20мм U=1м/с, для вспомогательных помещений жилых и общественных зданий U=1,5м/с, для предприятий U=2,0 м/с, для производственных зданий U=3,0 м/с;

10. в расчетный бланк (табл.3) вносят результаты расчета по каждому участку.

Используя данные приложения 5/4/, подчитываю сумму коэффициентов местных сопротивлений  на участках, и заполняют графу 9 расчетного бланка.

Потери давления р_мна преодоление местных сопротивлений (Па) определяют по формуле

Pм=  Рд,

(5.4)

где  - сумма коэффициента местных сопротивлений на участке;

Р_д = u²/2 – динамическое давление потока жидкости, Па;

 - плотность воды, кг/м³.

Значение динамического давления можно выбрать по приложению 6 /4/ в зависимости от скорости движения воды.

После по полученным результатам определяют общие потери давления p=p_Мна участках и суммарную потерю давления на рассчитываемом участке.

Диаметры трубопровода считаются подобранными правильно, если выполняется соотношение

(5.5)

При несоответствии указанных условий на отдельных участках необходимо изменить диаметры труб и повторить расчеты.

Рисунок 5.1 Номограмма для выбора диаметров трубопроводов систем водяного

отопления

Потери давления в разных циркуляционных кольцах не должны различаться более чем на 15%.

Таблица 3 Бланк расчета трубопроводов системы отопления

№ участка	Тепловая нагрузка Qуч, Вт	Расход теплоносителя mt, кг/ч	Длина участка , м	Диаметр d у, м	Скорость теплоносителя ω, м/с	Динамический напор, рд	Удельная потеря давления R, Па/м	Потеря давления на трение, R·l, Па	Сумма коэф. местных сопротивлений Σζ	Потеря давления в местных сопротивлениях, Δрм, Па	Общие потери давления на участке, R·l + Δрм, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12