Расчет отопительных приборов

В жилых зданиях устанавливаются нагревательные приборы с высоким коэффициентом теплоотдачи. В качестве нагревательных приборов используются стальные радиаторы панельного типа РСВI-1.

Температурный напор ∆t при эксплуатации прибора:

∆t _c_р = 0,5·(t_г + t_о) – t_в, (10)

где t_г – температура горячего теплоносителя, ⁰С

t_г = 90 ⁰С;

t_о – температура охлажденного теплоносителя, ⁰С

t_о = 55 ⁰С;

t_г – температура окружающей среды, определяется по таблице 2, ⁰С

Значение удельного теплового потока q_пр:

q_пр = q_н·(∆t _c_р/70)¹⁺ⁿ· (G_пр/360)^p, (11)

где q_н – нормальная плотность теплового потока отопительного прибора, полученная экспериментальным путем при стандартных условиях (t_г = 105 ⁰С, t_о = 70 ⁰С,
t_в = 18 ⁰С, расход теплоносителя воды в приборе 360 кг/ч),

q_н = 710 Вт/м²;

∆t _c_р – то же температурный напор при условиях, отличных от стандартных;

70 – температурный напор при стандартных условиях, равный разности полусуммы температур воды на входе и выходе отопительного прибора и температуры воздуха в помещениях

(t_вх + t_вых)·0,5 – t_в = (105+70)·0,5 – 18 ≈ 70 ⁰С

G_пр – то же, фактический,

G_пр = 0,86Q_пр/(t_г – t_о), кг/ч;

n, p – экспериментальные показатели, согласно таблице 9 [5],

n = 0,3;

p = 0,08;

360 – расход воды в приборе (стандартный), кг/ч.

Для однотрубной системы средняя температура в нагревательном приборе t_ср рассчитывается следующим образом:

t_n = t_г – q_пр/q_ст·(t_г – t_o), (12)

t_ср = (t_n₊₁ + t_n)/2, (13)

где t_n – температура воды на n-ом участке, ⁰С;

q_пр – тепловая нагрузка прибора, Вт;

q_ст – тепловая нагрузка стояка, Вт,

q_ст = ∑q_пр

Расчетную площадь отопительного прибора А_р определяем по формуле:

А_р = Q_пр/q_пр, (14)

Число секций:

N = А_р/f_р, (15)

где f_р – площадь одной секции типа радиатора, принятого к установке в помещении, м², определяется по таблице 9 [5],

f_р = 0,71 м²

Расчеты проводятся для каждого помещения. Результаты сводятся в Таблицу 3.

Таблица 3 – Расчет нагревательных приборов

Номер помещения	Наименование помещения	Теплопотери	Средняя температура теплоносителя	Температура помещения	Тип нагревательного прибора	Коэффициент теплопередачи	Поверхность нагрева	Количество секций	Группировка секций в ОП

101 (+115)	ж.к.				РСВ1-1	11,5	4,3		1х6
	кухня				1,7		1х2
103 (+104) (+105)	кухня				1,7		1х2
	ж.к.				3,9		1х6
108 (+107)	ж.к.				4,2		1х6
	ж.к.				1,6		1х2
	ж.к.				1,4		1х2
111 (+112)	ж.к.				2,2		1х3
113 (+114)	ж.к.				3,3		1х5
201 (+215)	ж.к.				3,6		1х5
	кухня				1,3		1х2
	кухня				1,3		1х2
	ж.к.				3,3		1х5
208 (+207)	ж.к.				3,2		1х5
	ж.к.				1,2		1х2
	ж.к.				1,1		1х2
	ж.к.				1,4		1х2
213 (+214)	ж.к.				3,0		1х4

Продолжение таблицы


301 (+315)	ж.к.		РСВ1-1	11,5	3,6	1х5
	кухня		1,3		1х2
	кухня		1,3		1х2
	ж.к.		3,3		1х5
308 (+307)	ж.к.		3,2		1х5
	ж.к.		1,2		1х2
	ж.к.		1,1		1х2
	ж.к.		1,4		1х2
313 (+314)	ж.к.		3,0		1х4
401 (+415)	ж.к.		3,6		1х5
	кухня		1,3		1х2
	кухня		1,3		1х2
	ж.к.		3,3		1х5
408 (+407)	ж.к.		3,2		1х5
	ж.к.		1,2		1х2
	ж.к.		1,1		1х2
	ж.к.		1,4		1х2
413 (+414)	ж.к.		3,0		1х4
501 (+515)	ж.к.		4,6		1х6
	кухня		1,8		1х3
503 (+504) (+505)	кухня		1,9		1х3
	ж.к.		4,2		1х6
508 (+507)	ж.к.		4,6		1х7
	ж.к.		1,7		1х2
	ж.к.		1,6		1х2
511 (+512)	ж.к.		2,6		1х4
513 (+514)	ж.к.		3,6		1х5
1 этаж 2 этаж 3 этаж	ЛК	2235,5 1341,3 894,2	4,8 2,1		1х7 1х4 1х3

2.4 Гидравлический расчет теплопроводов

Целью гидравлического расчета трубопровода систем отопления является выбор таких сечений (диаметров) теплопроводов для наиболее протяжного и нагруженного циркуляционного кольца или ветви системы, по которым при располагаемой разности давлений в системе обеспечивается пропуск заданного расхода теплоносителеля.

Общее естественное циркуляционное давление определяется:

∆p_e=h·g·(ρ_о– ρ_г), (16)

где h – полная высота от элеватора (теплогенератора) до верха прибора последнего этажа, м;

h = 16,9 м

g – коэффициент свободного падения

g=9,8 м/с

ρ_о,ρ_г – плотность воды соответственно охлажденной и горячей,, определяется по таблице 10 [5]

ρ_о= 965,3 кг/м³

ρ_г= 985,7 кг/м³

∆p_e=16,9·9,8·(985,7 – 965,3)=5797 Па

Расчетное циркуляционное давление:

∆p_p=∆p_н+Б·∆p_e (17)

где ∆p_н – искусственное давление, создаваемое насосом или элеватором, Па

∆p_н=100∑l (18)

Б – поправочный коэффициент, учитывающий значение естественного циркуляционного давления в период поддерживания расчетного гидравлического режима в системе
для однотрубной системы Б = 1

∑l – сумма длин участков расчетного кольца, м

∑l = 93,4 м

∆p_p=100·93,4+1·5797=15137 Па

Расход воды на участке:

G_с=0,86·Q_с/(t_г – t_о) (19)

где 0,86 – коэффициент, учитывающий теплоемкость воды;

Q_с – тепловая нагрузка участка, Вт

Для первого участка:

G_с=0,86·48568/(90-55)=1193,4 кг/ч

Потери давления в местных сопротивлениях определяем:

Z=∑ζ·ν²/2·ρ (20)

где ∑ζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, определяется по таблице 12 [5];

ν – скорость воды на участке, м/с, принимается по таблице;

ρ – плотность воды, кг/м³

Расчеты проводятся для каждого участка системы. Результаты сводятся в
Таблицу 4.

Таблица 4 – Гидравлический расчет теплопроводов

Данные по схеме	Принято
Номер участка	Тепловая нагрузка участка Q_i_,Вт	Расход воды на участке G_i, кг/ч	Длина участка l, м	Диаметр трубопровода d, мм	Скорость движения воды ν, м/с	Потери давления от трения на 1 м длины R, Па/м	Потери давления от трения на участке Rl, м	Сумма коэффициентов местных сопротивлений, ∑Z, Па	Потери давления в местных сопротивлениях, Z, Па	Сумма потерь давления на участке Rl_i+ Z_i
		1193,4	30,3		0,59		7241,7	3,8
		516,2	0,7		0,25		33,6
		442,9	6,5		0,215		240,5
		199,3	19,7		0,154		453,1	21,5
		199,3	1,2		0,154		27,6
			15,7		0,21		659,4	1,5
		428,2	3,6		0,331		356,4	1,5
		516,2	4,4		0,399			3,5
		1193,4	11,3		0,59		2700,7
Сумма потерь давления в кольце с

Запас давления в основном циркуляционном кольце проверяем по формуле:

(21)

2.5 Расчет элеватора

Работа элеватора основана на использовании энергии струи воды падающей магистрали тепловой сети, выходящей из сопла со значительной скоростью. Вокруг струи создаётся зона пониженного давления, благодаря чему охлаждённая вода перемещается из обратной магистрали системы в камеру всасывания.

Основной характеристикой для элеватора служит коэффициент смещения u, представляющей собой отношение массы подмешиваемой охлаждённой воды G_o к массе воды G₁, поступающей из тепловой сети в элеватор:

, (22)