Нагревательные приборы систем водяного и парового отопления, их расчет и выбор.
Нагревательные приборы должны иметь высокий коэффициент теплоотдачи, быть компактными и отвечать необходимым санитарно-гигиеническим требованиям.
За единицу площади нагрева принимают эквивалентный квадратный метр (экм) - условная площадь поверхности, отдающая 506,4 Вт теплоты при средней температуре теплоносителя в приборе 82,5 оС и температуре воздуха в помещении 18 оС, при подаче теплоносителя в прибор в количестве 17,4 кг/(м2ч).
Для отопления в зависимости от их назначения и конструкции наружных стен применяют следующие типы нагревательных приборов: радиаторы. Ребристые трубы, приборы из гладких труб (змеевики и регистры), конвекторы, отопительные панели.
На практике в системе отопления широко применяются радиаторы. Промышленность выпускает различные чугунные и стальные штампованные радиаторы.
Наиболее простыми отопительными приборами являются чугунные ребристые трубы. Наличие ребер на поверхности труб увеличивает теплоотдачу, но снижает санитарно-гигиенические качества прибора, так как между ребрами скапливается пыль, которую трудно удалить. Чугунные ребристые трубы имеют диаметр 175 мм. Длина труб 0,5; 0,75; 1,0; 1,5 и 2 м.
Нагревательные приборы из гладких труб – змеевики и регистры (рис. 2) – применяют в помещениях, в воздухе которых имеется значительное количество пыли.
Рисунок 2. Нагреватели из гладких труб:
а – змеевик; б – регистр; 1 – трубы змеевика; 2 – перегородка.
В системе отопления в последнее время применяют конвекторы, которые состоят из стальной или чугунной трубы диаметром 15…20 мм с оребрением из стальной ленты толщиной 0,5 мм. Широко распространены конвекторы плинтусного типа (рис. 3).
Рисунок 3. Конвекторы плинтусного типа:
1 – ребристый элемент, 2 - труба
Расчет элементов отопления:
Требуемая площадь поверхности нагрева (м2) приборов ориентировочно определяют по формуле:
где (ФОГР – ФТР) ~ теплоотдача нагревательных приборов, Вт; ФТР – теплоотдача открытых трубопроводов, находящихся в одном помещении с нагревательными приборами, Вт; КПР – коэффициент теплопередачи прибора, Вт/(м2 оС); tПР – средняя температура теплоносителя в приборе, оС; tВ – расчетная температура воздуха внутри помещения, оС; β1 – поправочный коэффициент, учитывающий способ установки нагревательного прибора. При свободной установке у стены или в нише глубиной до 130 мм β1 = 1; в остальных случаях значения β1 принимают исходя из следующих данных: а – прибор установлен у стены без ниши и перекрыт доской в виде полки: при В = 40…100 мм коэффициент β1 = 1,05…1,02; б – прибор установлен в стенной нише глубиной более 130 мм: при В = 40…100 мм коэффициент β1 = 1,11…1,06; в – прибор установлен у стены без ниши и закрыт деревянным шкафом со щелями в верхней доске и в передней стенке у пола: при В, равном 150, 180, 220 и 260 мм коэффициент β1 соответственно равен 1,25; 1,19; 1,13 и 1,12; β2 – поправочный коэффициент, учитывающий остывание воды в трубопроводах. При открытой прокладке трубопроводов водяного отопления и паровом отоплении β2 = 1. Для трубопровода скрытой прокладки при насосной циркуляции β2 = 1,04 (однотрубные системы), 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.
Тепловой поток, отдаваемый помещению, открыто проложенными неизолированными трубопроводами:
где АТР = π∙d∙l – площадь наружной поверхности трубы, м2; d и l – наружный диаметр и длина трубопровода, м (диаметры условного прохода магистральных трубопроводов, обычно стояков 20…32 мм, подводок к нагревательным приборам 15…20 мм); КТР – коэффициент теплопередачи трубы, Вт/(м2 оС); определяют по таблице в зависимости от наружного диаметра, температурного напора и вида теплоносителя; tСР – средняя температура теплоносителя в трубопроводе, оС; tВ – расчетная температура воздуха в помещении, оС; η – коэффициент, равный для: подающей линии, расположенной под потолком, 0,25; вертикальных стояков 0,5; обратной линии, расположенной над полом, 0,75; для подводок к нагревательным приборам 1,0.
Необходимое число секций чугунных радиаторов для рассчитываемого помещения:
где АС – площадь поверхности нагрева одной секции, м2.
Полученное значение n ориентировочное. Его разбивают (при необходимости) на несколько приборов и, вводя поправочный коэффициент, учитывающий изменение среднего коэффициента теплопередачи прибора в зависимости от числа секций в нем, находят число прибора, принимаемое к установке в каждом нагревательном приборе.