2.6. Тепловой расчет отопительных приборов системы отопления

Отопительные приборы - один из основных элементов систем отоп­ления, предназначенный для теплопередачи от теплоносителя в обогревае­мые помещения.

Расход теплоты на отопление каждого помещения определяется по тепловому балансу для поддержания в нем не­обходимой температуры при расчетных зимних условиях. В этих условиях, т. е. при температуре наружного воздуха, расчетной для системы отопления здания, расход теплоты на отопление или, короче, теплопотребность поме­щения Q_п должна компенсироваться теплоотдачей отопительного прибора Q_пр и нагретых труб Q_тр (рис. 4.1.[9]).

Нагревательный прибор и теплоноситель в нем имеют обычно малую тепловую инерцию, а поэтому тепловой поток Q_тн, отданный в приборе теплоносителем, в каждый момент равен тепловому потоку Q_нп, передаваемому прибором помещению:

Q_тн = Q_нп (2.60)

Рис. 4.1. Схема теплоотдачи отопительного прибора Q_пр и труб Q_тр для возмещения теплопотерь помещения Q_п и дополнительных теплопотерь Q_доп при теплоотдаче со стороны теплоносителя Q_т.

Тепловой расчет приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого прибора обеспечивающий необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение. Расчет проводится при температуре теплоносителя устанавливаемый для условия выбора тепловой мощности прибора. Тепловая площадь прибора, т.е. его расчетная теплоотдача определяется теплопотребностью помещения за вычетом теплоотдачи теплопроводов проложенных в этом помещении.

Площадь теплоотдающей поверхности отопительного прибора определяют в зависимости от принятого вида прибора, его расположения в помещении и схемы присоединения к трубам. В рядовых помещениях число приборов, а следовательно, и необходимую теплоотдачу каждого прибора устанавливают, как правило, по числу оконных проемов. В угловых помещениях добавляют еще один прибор, помещаемый у глухой торцевой стены.

В двухтрубных системах отопления каждый радиатор самостоятельно присоединяется к подающему и обратному трубопроводу. Перепад температур воды в каждом радиаторе примерно равен перепаду температур теплоносителя во всей системе отопления. Поэтому радиаторы всей системы должны иметь одинаковую поверхность при условии, что их тепловые нагрузки равны.

Все отопительные приборы по преобладающему способу теплоотдачи делятся на три группы.

1. Радиационные приборы, передающие излучением не менее 50 % общего теплового потока. К первой группе относятся потолочные отопительные панели и излучатели.

2. Конвективно-радиационные приборы, передающие конвекци­ей от 50 до 75 % общего теплового потока. Вторая группа включает радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы, напольные отопи­тельные панели.

3. Конвективные приборы, передающие конвекцией не менее 75 % общего теплового потока. К третьей группе принадлежат конвекторы и реб­ристые трубы.

В эти три группы входят отопительные приборы пяти основных видов (рис. 4.2.[9]): радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные при­боры (эти три вида приборов имеют гладкую внешнюю поверхность), кон­векторы, ребристые трубы (имеют ребристую поверхность). К приборам с ребристой внешней поверхностью относятся также калориферы, применяе­мые для нагревания воздуха в системах воздушного отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Рис.4.2. Конструкции отопительных приборов различных видов (поперечные разрезы):

а) радиатор секционный;

б) радиатор стальной панельный;

в) гладкотрубный прибор (из трех горизонтальных стальных труб);

г) конвектор с кожухом;

д) ребристая труба (из двух горизонтальных чугунных труб);

1 – канал для теплоносителя;

2- оребрение из стальных пластин;

3- чугунный фланец.

Размеры радиаторов определяются следующим образом:

1. Определяется требуемая производительность радиатора по перепаду температур теплоносителя в системе.

q_р = q_номхk (2.61)

где q_ном – номинальная плотность теплового потока, полученная при стандартных условиях, Вт/м², принимается по табл. 1 [приложения 3].

k – поправочный коэффициент, зависящий от средней температуры воды и воздуха в отапливаемом помещении, принимается по табл. 2 [приложения 3].

Δt = (2.62)

где t₁ – температура в подающем трубопроводе, ⁰С, равная 95;

t₂ - температура в обратном трубопроводе, ⁰С, равная 70.

2. Подбирается тип и размер радиатора по данным фирмы-изготовителя (Global, Италия)с учетом рассчитанной поправки.

Рассчитывается число секций радиаторов MIX 500 по формуле

N_p = (2.63)

где Q_со – тепловая нагрузка в помещении, Вт (принимаемая по таблице № 3. Необходимая мощность системы отопления);

q_р - требуемая производительность радиатора, Вт/м².

Полученные данные заносим в таблицу № 6.

Таблицу № 6. Расчет отопительных приборов однотрубной

системы отопления.

№ пом	Qпом	qном	t	∆t	k	qp	Np	N
1	2	3	4	5	6	7	8	9