11 Нагревательные приборы систем центрального отопления

6. Нагревательные приборы систем центрального отопления.

6.1. Основные теплотехнические характеристики, конструкция, область использования.

Отопительные приборы систем центрального отопления делятся на радиационные (потолочные отопительные панели), конвективно—радиационные с гладкой поверхностью (радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы) и конвективные с ребристой нагревательной поверхностью (конвекторы с кожухом и без кожуха, ребристые трубы).

По высоте отопительные приборы подразделяют на высокие (высотой более 650 мм), средние (400—650 мм), низкие (200—400 мм) и плинтусные (до 200 мм вкл.).

По глубине приборы бывают малой (до 120 мм вкл.), средней (более 120 до 200 мм) и большой глубины (более 200 мм). Конвекторы и другие подобные приборы обладают малой тепловой инерцией, радиаторы и однотипные приборы — большой тепловой инерцией.

Теплопередача отопительного прибора (Q_пр.д, Вт (ккал/ч), пропорциональна тепловому потоку, приведенному к расчетным условиям по его действительной площади нагревательной поверхности

(6.1.1)

где 70 — номинальный температурный напор, °С; К_н.у — номинальный условный коэффициент теплопередачи отопительного прибора, Вт/(м 2 • К) [ккал/ч • м 2 • °С)]; А —площадь наружной нагревательной поверхности прибора, м 2 (см. прил. X). Q_н.у. —номинальный условный тепловой поток прибора, Вт (ккал/ч), предназначенный для выбора типоразмера прибора; значения Q_н.у приведены в прил. X; _к— комплексный коэффициент приведения Q_н.у к расчетным условиям, определяемый по формулам: при теплоносителе паре

Временно до уточнения коэффициент _к, полученный по формуле, следует принимать с поправочным коэффициентом 1,03 для чугунных секционных радиаторов и 1,06 для ребристых труб; при теплоносителе воде

t_н — разность температуры насыщенного пара t_нас и температуры окружающего воздуха t_в, °С:

t_ср — разность средней температуры воды t_ср в приборе и температуры окружающего воздуха t_в, °С:

t_вх и t_вых — температура воды, входящей в прибор и выходящей из него, °С; G_пр— расход воды в приборе, кг/ч (для конвекторов— расход воды в одной трубе конвектора); b — коэффициент учета атмосферного давления в данной местности (табл. 6.1.1); —коэффициент учета направления движения теплоносителя воды в приборе снизу—вверх (штуцеры прибора расположены в вертикальной плоскости) (см. табл. 6.1.11):

НАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА b УЧЕТА РАСЧЕТНОГО АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ n, р, с ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

6.2. Определение поверхности нагревательных приборов.

Требуемую площадь наружной нагревательной поверхности прибора А_пр, м 2 , независимо от вида теплоносителя находят из формулы (6.1.1), исходя из номинального условного коэффициента теплопередачи прибора (для наиболее употребительных отопительных приборов К_{н у} приведен в табл. 6.2.1).

Для однотрубных систем водяного отопления требуемая площадь нагревательной поверхности А_пр, м 2 , приборов в помещениях при t_в = 5 — 25°С определяется по табл. 9.8 по значению Q_пр предварительно уменьшенному на 5% при Q_пр 1200 Вт (1032 ккал/ч).

ЗНАЧЕНИЯ НОМИНАЛЬНОГО УСЛОВНОГО

КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ОТОПИТЕЛЬНЫХ

При пользовании табл. 6.2.2 следует иметь в виду, что при расходе воды в приборе менее 160 кг/ч (при тепловой нагрузке в ккал/ч менее 186 кг/ч) нужно принимать увеличенные в 10 раз значения G_ст и Q_пр; при тепловой нагрузке более 1550 Вт (более 1330 ккал/ч) определять А_пр половины прибора по уменьшенной в 2 раза тепловой нагрузке или, определив А_пр по величине Q_пр, полученную площадь А_пр разделить на .

Требуемую площадь А_пр, м 2 , приборов двухтрубных систем отопления можно определять также по табл. 6.2.2 по значениям t_в и t_ср, вычисляя t_ср. После определения А_пр отопительных приборов находят их расчетную площадь А_р, м 2 ,

где b принимают по табл. 6.1.1.

Сопоставляя площадь А_р со значениями площади нагревательной поверхности приборов (А, м 2 ), приведенными в прил. X, выбирают необходимый типоразмер и номинальный тепловой поток прибора, учитывая, что площадь выбираемого прибора не должна быть меньше А_р. Некоторые приборы (имеющие отличный от основного ряда коэффициент теплопередачи) следует подбирать по условному значению А, которое дано в графе А прил. X. в знаменателе дроби со звездочкой.

По значению А_р для чугунных секционных радиаторов вычисляют минимальное число секций по формуле

где а_с—площадь нагревательной поверхности одной секции, м 2 ; ₃’ —коэффициент учета числа секций в приборе (для радиаторов МС—140 коэффициент ₃’ заменяется на ₃)

По результатам расчета по формулам и при ₄ = 1 составлена табл.6.2.3. Расчетное число секций принимают по большему ближайшему значению.

РАСЧЕТНАЯ ПЛОЩАДЬ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ

ПОВЕРХНОСТИ ЧУГУННЫХ СЕКЦИОННЫХ

Пример 1. Определить число секций чугунного секционного радиатора М—90, устанавливаемого у наружной стены без ниши под подоконником (на расстоянии от него 40 мм) на пятом этаже пятиэтажного здания, в двухтрубной насосной системе водяного отопления с нижним расположением магистралей (принята схема 2 присоединения прибора), если t_г =95°С, (t₀ = 70°С, t_в = 20°С, понижение температуры воды в подающей магистрали до стояка Барометрическое давление в месте строительства 1013,3 гПа (760 мм рт.ст.).

Принимаем высоту этажа здания 2,5 м в чистоте, средний расход воды в стояке 250 кг/ч, диаметр труб D_у = 20 мм. Тогда суммарное понижение температуры воды в подающем стояке, проложенном через первый – четвертый этажи здания, найдем по формуле

где 78 Вт/м — теплоотдача 1 м вертикальной трубы.

Расход воды в радиаторе по формуле

Средняя температура воды в радиаторе по формуле с учетом понижения температуры воды в подающих магистрали и стояке

Тогда разность температуры

Теплоотдачу подводок вертикальных (0,3 м) и горизонтальных (2,0 м) труб D_у = 15 мм вычисляем при и t_вых = 70°С по формуле

По формуле (9.12) Q_пр = 1148 — 0,9•124 = 1036 Вт.

Пользуясь табл. 9.1 и 9.2, по формуле (9.8) определим значение комплексного коэффициента

тогда требуемый номинальный тепловой поток составит

Используя значение Q_н.у у одной секции радиатора М—90 (см. прил. X), определим ориентировочное число секций прибора N = 1262/140 = 9,01.

Вычислим затем по формуле

находим минимальное число секций прибора при ₄ = 1,05

Принимаем к установке десять секций.

6.3. Особенности расчета поверхности нагрева приборов в однотрубных системах.

Требуемый номинальный тепловой поток Q_н.т, Вт (ккал/ч), для выбора типоразмера отопительного прибора по прил. X определяют по формуле

где Q_пр — необходимая теплопередача прибора в рассматриваемое помещение

Q_тр — теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединен прибор,

где q_в и q_г —теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м [ккал/(ч•м)]; для неизолированных труб принимается по табл. II.22, исходя из диаметра и положения труб, а также разности температуры теплоносителя при входе его в рассматриваемое помещение t_т и температуры воздуха в помещении t_в; для изолированных труб— по табл. II.24; l_в и l_г——длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.

Тепловой поток выбранного прибора не должен уменьшаться более чем на 5% или на 60 Вт (52 ккал/ч) по сравнению с Q_пр, поэтому прибор выбирают по прил. X по величине Q_н.т, полученной исходя из значения Q_пр, уменьшенного на 5% при Q_пр 1200 Вт (1032 ккал/ч).

Приведенные формулы действительны при открытой установке неокрашенных приборов у наружных ограждений помещений.

На теплоотдачу отопительного прибора влияют конструкция декоративного ограждения, состав и цвет красителя. Окраска заметно изменяет теплоотдачу приборов с гладкой поверхностью (табл. 6.3.1) и практически не влияет на теплоотдачу приборов с ребристой поверхностью.

₃ — коэффициент учета числа секций в приборе для радиатора типа МС—140, принимаемый равным:

ВЛИЯНИЕ ОКРАСКИ ПОВЕРХНОСТИ НА ТЕПЛООТДАЧУ ОТОПИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА

Для радиаторов остальных типов по формуле

где N —число секций радиатора.

Пример1. Определить значения Q_р для приборов, присоединенных по проточной схеме к однотрубному стояку системы отопления четырехэтажного здания с верхним расположением подающей магистрали при параметрах теплоносителя t = 95 — 70°С. Тепловые нагрузки приборов на каждом этаже: Q_п4 = 1200; Q_п3 = 1100; Q_п2 = 1000; Q_п1= 1300 Вт. Падение температуры воды в подающей магистрали до стояка°С. Расход воды в стояке G_ст = 200 кг/ч.