Методика расчета нагревательных приборов экспериментальным методом

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

«Камская государственная инженерно-экономическая академия»

 

 

 

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ГРАЖДАНСКОГО ЗДАНИЯ

 

 

Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу: «Теплотехника, Теплогазоснабжение и вентиляция»

 

 

Набережные Челны

2012 г.

УДК

 

Исрафилов И.Х., Апаликов И.И., Галиакбаров А.Т., Лобачева Е.Ф. Отопление и вентиляция гражданского здания: Методические указания к курсовой работе по курсу «Теплотехника, Теплогазоснабжение и вентиляция». – Набережные Челны: ИНЭКА, 2012. - 77 с.

 

 

Методические указания предназначены в помощь студентам при подготовке и выполнении курсовых проектов и работ по курсу «Теплотехника, Теплогазоснабжение и вентиляция».

 

 

Ил.:2. Библиогр.: 13 назв.

 

Рецензент к.т.н. доцент Харчук С.И.

 

Печатается в соответствии с решением научно-методического совета ИНЭКА

ВВЕДЕНИЕ

Цель методических указаний – пояснить основные положения курсовой работы, определить её объем и содержание.

Темой курсовой работы принято проектирование системы отопления и вентиляции жилого здания. Работа позволит углубить и закрепить знания, полученные при изучении теоретического материала и применить их на практике.

Исходным материалом для выполнения курсовой работы служит архитектурно-строительный проект здания и задание, выданное кафедрой, в котором указываются:

1) Наименование объекта

2) Район строительства

3) Система отопления

4) Источник теплоснабжения

5) Система вентиляции

Последовательное и комплексное курсовое проектирование позволяет студентам научиться своевременно увязывать архитектурно-планировочное решение с системами отопления и вентиляции зданий.

Работа состоит из расчетно-пояснительной записки формата А4, объемом в 20-25 листов, и графической части 1 листа А1 формата.

1. Содержание расчетной части работы

1) Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

1.1 Установление расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха

1.2 Теплотехнический расчёт наружных ограждений

1.3 Расчёт ограждающих конструкций с пустотами

1.4 Теплотехнический расчёт пола

1.5 Расчёт плиты перекрытия последнего этажа

2) Определение потерь тепла помещениями здания.

3) Краткое описание проектируемой системы отопления.

4) Выбор и расчет нагревательных приборов.

5) Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления.

6) Определение ёмкости и размеров расширительного сосуда.

7) Расчет и подбор элеватора или водоподогревателя

8) Расчёт циркуляционного насоса

9) Описание способа организации вентиляции отдельных помещений здания

10) Определение воздухообменов отдельных помещений

11) Конструирование и аэродинамический расчет воздуховодов одной вытяжной системы.

2. Графическая часть работы

1) Планы этажей (типового и первого) и чердака с нанесением нагревательных приборов, подводок, магистральных трубопроводов, расширительных сосудов, воздухосборников, жалюзийных решеток, вентиляционных каналов и вытяжных шахт. Масштаб 1:100.

2) План подвала (с нанесение схемы теплового пункта).

3) Аксонометрическая схема трубопроводов системы отопления с нанесением расположения нагревательных приборов и числа секций в них арматуры, диаметров труб расчетных циркуляционных колец с указанием тепловой нагрузки на каждый отопительный прибор и суммарной тепловой нагрузки на стояк.

3) Аксонометрическая схема вытяжной системы вентиляции.

Работа выполняется в течение 4-х недель и оценивается в соответствии со следующей таблицей:

 

№	Краткое содержание выполняемых видов работ	Трудоемкость
1.	Установление расчетных параметров воздуха
2.	Теплотехнический расчет наружных ограждений
3.	Расчет потерь тепла помещениям
4.	Описание системы отопления и расчет нагревательных приборов
5.	Вычерчивание планов этажей и чердака с нанесением элементов систем отопления, вентиляции и их схем. Планы и разрезы бойлерной (или теплового пункта)
6.	Расчет трубопроводов системы отопления, гидравлический расчет.
7.	Расчет и подбор расширительных сосудов, элеваторов, водоподогревателей и циркуляционных насосов
8.	Выбор способа вентиляции и отопления воздухообменов
9.	Аэродинамический расчет вентиляционных каналов
10.	Окончательное оформление чертежей и пояснительной записки

ОТОПЛЕНИЕ

§ 1.1. Порядок проведения теплотехнического расчета ограждающих конструкций.

1. По величине выбранной характеристики тепловой инерции Д определяется степень инерционности ограждающей конструкции.

2. С учетом выбранной степени инерционности определяются расчетные параметры наружного воздуха – t_H, ºC

3. Вычисляется требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции

4. Принимая фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции равным требуемому, находится значение термического сопротивления только основного слоя материала (кирпичной кладки, слоя бетона и т.д.):

; отсюда

;

5. По уравнению ; определяется величина характеристики тепловой инерции ограждающей конструкции. Если она соответствует предварительной заданной, то из уравнения находится толщина ограждающей конструкции .

6. Уточняется значение толщины ограждающей конструкции и определяется действительное значение сопротивления теплопередаче наружного ограждения

.

Если величина характеристики тепловой инерции Д отличается от заданной значительно, то задаются новым значением инерционности и расчет повторяется до совпадения.

 

§ 1.2 Расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха

При определении теплозащитных качеств и выбора конструкции наружных ограждений, проектировании систем отопления принимают следующие параметры воздуха:

1. Расчетные параметры внутреннего воздуха t_e выбираются в зависимости от типа и назначения помещения.

- Для жилых комнат +18 ºС

- Для спалн (и угловых комнат) +20 ºС

- Для кухни +15 ºС

- Для класса школы +16 ºС

- Для групповой комнаты детского сада +20 ºС

- Для цехов и отделов производственных зданий

при тяжелых работах +12 ºС

при легких работах + 16 ºС

(см. прил.2, табл.II.2.2 – стр. 61).

 

2. Расчетную зимнюю температуру наружного воздуха t_н для заданного населенного пункта принимают при расчете теплопотерь в зависимости от величины характеристики тепловой инерции.

Табл. II.1.2 стр. 34.

а) Д<1,5 (безинерционное ограждение)

t_н – абсолютная минимальная температура;

б) 1,5<Д<4 (малоинерционные)

t_н – средняя температура наиболее холодных суток;

в) 4<Д<7 (средней инерционности)

t_н – средняя температура наиболее холодных 3-х суток;

г) Д>7 (большой инерционности)

t_н – средняя температура наиболее холодной пятидневки

С редняя температура наиболее холодных 3-х суток определяется как среднее арифметическое из температур наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки.

§ 1.3 Теплотехнический расчет наружных ограждений

Перенос теплоты осуществляется тремя основными спо­собами: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением.

Теплопроводность представляет собой молекулярный перенос теплоты в телах (или между ними), обусловленный переменностью температуры в рассматриваемом пространстве.

Теплообмен теплопроводностью определяется по формуле Фурье: Вт.

Конвекция возможна только в текучей среде. Под конвекцией теплоты понимают процесс ее переноса при перемещении объемов жидкости или газа (текучей среды) в пространстве из области с одной температурой в область с другой. При этом перенос теплоты неразрыв­но связан с переносом самой среды.

Теплообмен конвекцией определяется по формуле: Вт,

Где α – коэффициент конвекции, Вт/ (м² К).

Тепловое излучение — процесс распространения теплоты с помощью электромагнитных волн, обусловленный только температу­рой и оптическими свойствами излучающего тела; при этом внутренняя энергия тела (среды) переходит в энергию излучения. Процесс превра­щения внутренней энергии вещества в энергию излучения, переноса из­лучения и его поглощения веществом называется теплообменом излу­чением. В природе и технике элементарные процессы распространения теплоты — теплопроводность, конвекция и тепловое излучение — очень часто происходят совместно.

Теплообмен излучением определяется по формуле: Вт,

Где С_пр – привод. Коэффициент лучеиспускания, Ккал/(м²ч К).

 

Теплотехнические свойства ограждающих конструкций характеризуются сопротивлением теплопередаче, теплоустойчивостью, воздухо– и паропроницаемостью.

Основные физические свойства строительных материалов в ограждающих конструкциях (плотность – ρ, удельная теплоемкость – С, λ – коэффициент теплопроводности, S – коэффициент теплоусвоения) принимаются по прил. 1 стр. 36-37 табл.II.1.1.

Расчетные величины коэффициентов теплопроводности материалов λ и расчетный коэффициент теплоусвоения S определяются с учетом условий эксплуатации СНиП 61-3-79.

1) Термическое сопротивление отдельных слоев ограждающих конструкций определяется по формул: (1)

где δ – толщина отдельного слоя многослойного ограждения, м;

λ – коэффициент теплопроводности отдельных слоев материала, ; (табл. II.1.1 стр. 36-37).

2) Вычисляется величина характеристики тепловой инерции ограждающих конструкций:

, (2)

где S₁, S₂, S₃,..., S_n – коэффициенты теплоусвоения материала слоев ограждения при периоде колебание теплового потока Z=24, значения S приведены в прил.1 табл. II.1.1 стр. 36-37.

R₁, R₂, R₃,…, R_n – термические сопротивления отдельных слоев огра­ждающих конструкций.

Коэффициент теплоусвоения материала S вычисляется по формуле: (3)

где λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/м·k;

С – коэффициент удельной теплоемкости, кДж/кг·k;

ρ –плотность материала, кг/м³;

Z – период колебаний теплового потока,

3) По величине характеристики тепловой инерции определяется степень инерционности ограждающих конструкций;

а) при Д <1,5 – ограждение считается безинерционным,

б) 1,5< Д <4 – малой инерционности;

в) 4< Д <7 – средней инерционности;

г) Д >7 – большой инерционности;

д) Д =0 – для воздушных прослоек.

4) Определяется требуемое сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций

(4)где t_в – расчетная температура воздуха в помещении, принимается в зависимости от назначения помещения (см. прил.2, табл.II.2.2 – стр. 61);

n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздух (табл.II.1.3, стр. 39);

t_H – расчетная зимняя температура наружного воздуха в райо­не строительства, °С, принимается в соответствии с главой СНиП по строительной климатологии с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций;

α_в – коэффициент тепловосприятия ограждающих конструкций, Вт/(м²·k) (табл.II.1.4, стр. 40);

Δt^H – нормируемый температурный перепад между температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций, τ_в и температурой воздуха внутри помещения, t_в; (табл.II.1.5, стр. 41).

5) Сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции R₀ ,(м²·k)/Вт определяется по формуле:

(5)

где α_в – коэффициент тепловосприятия ограждающих конструкций к воздуху внутри помещений, (табл.II.1.4, стр. 36), Вт/(м²·k);

α_Н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций к наружному воздуху для зимних условий (табл.II.1.4, стр. 36), Вт/(м²·k);

Σ R_К – суммарное термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями, (м²·k)/Вт, вычисляется по формуле (1).

6)Термическое сопротивление Σ R_К (м²·k)/Вт ограждающей кон­струкции с последовательно расположенными однородными слоями сле­дует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

Σ R_к= R₁ +R₂ +…+R_n (6)

где R₁,R₂,…,R_n – Термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции, (м²·k)/Вт;

R_{В.П .}– термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м²·k)/Вт, если таковая имеется, то определяется из табл.II.1.6 стр. 42.

 

§ 1.4. Расчет термического сопротивления ограждающей конструкции с пустотами

Расчет I

Условно разрезаем плиту плоскостями, параллельными направлению теплового потока, на различные в теплотехническом отношении участки I и II.

Участок I

1) Заменим круглые отверстия диаметром d эквивалентными им по площади квадратными отверстиями. Сторона эквивалентного квадрата равна , (м)

2) Определяется число отверстий n, приходящихся на 1 м ширины плиты.

3) Тогда общая длинна участков I (без пустот) на 1 м ширины составит L= 1 –n·a, (м)

4) Общая площадь F₁ и соответственно термическое сопротивление участков I при расчетной длине 1 м будут равны:

F₁=L· 1, (м)

, (м·k/Вт)

Участок II

1) Эквивалентная толщина воздушных прослоек a.

Термическое сопротивление воздушных прослоек этой толщины R_В.П, (табл.II.1.6, стр. 38).

2) Термическое сопротивление стенок плиты на участке II

, (м·k/Вт)

3) Общее термическое сопротивление стенок и пустот составит R_II=R_В.П.+R_СТ, (м·k/Вт)

4) Общая площадь участков II при расчетной длине 1м

F₂=a ·n· 1; (м),

5) Тогда среднее термическое сопротивление ограждения определим согласно СНиП II -А.7-71 по формуле:

, (м²·k/Вт)

Расчет II

Условно разрезаем плиту плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, на три слоя, из которых слой 1 и слой 3 одинаковы по толщине и материалу, а слой 2 представляет собой воздушные прослойки (пустоту) с бетонными перемычками.

1) Общая условная толщина слоя 1 и слоя 3

δ_1,3=δ-a, (м)

2) Термическое сопротивление этих слоев будет равно:

R₁+R₃=δ_1,3/λ_δ

3) Для слоя 2, в котором нарушена однородность материала, определяем средние коэффициент теплопроводности

, (Вт/м²·k)

где λ_I, λ_II – коэффициенты, теплопроводности отдельных материалов слоя:

4) Для пустот λ считаем равным эквивалентному коэффициенту теплопроводности воздуха λ_Э

λ_Э= δ_В.П./R_В.П., (Вт/м²·k)

δ_{В.П .}– толщина воздушной прослойки, (м)

R_В.П.– термическое сопротивление воздушной прослойки, (м²·k/Вт), (табл.II.1.6, стр. 38).

5)Средний коэффициент теплопроводности слоя 2

, (Вт/м²·k)

6) Термическое сопротивление слоя 2

R₂=a / λ_СР2, (м²·k/Вт)

7) Термическое сопротивление всех трех слоев:

R_┴=R₁+R₂+R₃, (м²·k/Вт)

8) Действительное термическое сопротивление железобетонной плиты определяется по формуле:

R=(R_II+ 2 R_┴)/ 3, (м²·k/Вт)

§1.5. Особенности теплотехнического расчета полов

Величине термического сопротивления для пола определяется следующим образом:

1) Площадь пола разбивается на условные зоны, то есть на полосы шириной 2м, параллельные наружным стенам:

Чем ближе расположена полоса к наружной стене, тем она имеет меньшее термическое со­противление теплопередаче.

Условная величина терми­ческого сопротивления теплопередаче отдельных зон неутепленного пола на грунте прини­мается независимо от толщины конструкции при λ≥1,16 Вт/(м²·k);

а) Для I зоны- R_{НП I} = 2,15 (м²·k)/Вт;

б) Для II зоны- R_{НП II} = 4,3 (м²·k)/Вт;

в) Для III зоны- R_{НП III} =8,6 (м²·k)/Вт;

г) Для IV зоны- R_{НП IV} =14,2 (м²·k)/Вт;

2) Сопротивление теплопередаче утепленных полов, располо­женных непосредственно на грунте, определяется по формуле:

; (м²·k)/Вт; (1)

где R _НП. – сопротивление теплопередаче отдельных зон неутепленного пола, (м²·k)/Вт;

δ_у.с. – толщина утепленных слоев, м;

λ_у.с. – теплопроводность материала утепленных слоев, Вт/(м²·k), утепляющими слоями считают слои из материалов, имеющих теплопроводность λ≤ 1,16 Вт/(м²·k);

3) Сопротивление теплопередаче конструкции полов на лагах R_A определяется по формуле: R_П.Л=1,18· R_У.П; (м²·k)/Вт

где R_У.П – сопротивление теплопередаче конструкции утепленного пола, определяемого по формуле (1);

в качестве утепляющих слоев учитывают воздушную прослойку R_В.П≈ 0,2 (м²·k)/Вт и дощатый пол, уложенный на лагах.

§ 1.6. Расчёт плиты перекрытия последнего этажа

Теплотехнический расчёт плиты перекрытия последнего этажа такой же, как и для пола. Сопротивление теплопередаче плиты перекрытия определяется по формуле:

; (м²·k)/Вт;

где R _ж/п – сопротивление теплопередаче железобетонной плиты перекрытия, (м²·k)/Вт;

δ_у.с. – толщина утепленных слоев, м;

λ_у.с. – теплопроводность материала утепленных слоев, Вт/(м²·k),

α_в – коэффициент тепловосприятия ограждающих конструкций, Вт/(м²·k)

α_Н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций к наружному воздуху для зимних условий, Вт/(м²·k);

§ 1.7. Определение потерь тепла

Для определения потерь тепла отдельными помещениями и здани­ем в целом необходимо иметь следующие исходные данные:

- планы этажей и характерные разрезы по зданию со всеми строительными параметрами;

- выкопировка из генерального плана с обозначением стран света и розы ветров;

- назначение каждого помещения;

- конструкции всех наружных ограждений обоснованные теп­лотехническим расчетом.

Все помещения здания нумеруются порядковыми номерами (с № 101 и далее - помещения 1-го этажа, с № 201- II этажа и т.д.) слева направо, начиная от лестничной клетки. Лестничная клетка обозначаются отдельно буквами (ЛК).

Потери тепла помещениями через ограждающие конструкции разделяются на основные и добавочные:

1. Основные теплопотери помещений слагаются из теплопотерь отдельных ограждающих конструкций, и определяются по формуле:

Q_T=F·К·(t_В–t_Н)·n; (Вт)

где F – площадь ограждающей конструкции, через которую проходит потеря тепла, м²;

К=1/R₀ – коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций Вт/(м²·k);

t_В – расчетная температура внутреннего воздуха; ºС

t_Н – расчетная температура наружного воздуха; ºС

n – поправочный коэффициент к расчетной разности температур, (стр. 39, табл.II.1.3)

Коэффициент на разность температур n для пола варьируется в зависимости от вентиляционных окон в подвале, и принимается равным от 0,4 до 0,6 (но если задана положительная температура в подвале, то n=1); коэффициент на разность температур n для потолка находится в пределах от 0,6 до 0,9; n =1 - для всех вертикальных наружных ограждений (стены, окна).

1) Теплообмен между смежными отапливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учитывается, если разность температур воздуха в этих помещениях составляет более 5º С.

2) Теплопотери санитарных узлов прихожих и коридоров относятся к теплопотерям помещений, которые с ними граничат.

3) Подсчет теплопотерь лестничной клетки ведется как для одного помещения без разбивки ее на поэтажные объёмы.

2. Основная формула для расчета потерь тепла помещением через ограждающие конструкции не учитывает ряд факторов, влияющих на величину потерь. К ним относятся ориентация помещения по отношению к сторонам света; наличие двух и более наружных стен, поступление наружного воздуха через наружные двери и ворота; высота помещений; инфильтрация в помещениях наружного воздуха через не плотности строительных конструкций (щели в притворах окон, дверей и т.д.).

Перечисленные факторы, кроме инфильтрации, учитывающиеся добавками, исчисляются в процентах к основным потерям тепла:

1) На ориентацию по отношению к сторонам света (для вертикальных и наклонных наружных ограждений). Величина этой добавки принимается в соответствии со схемой (табл.II.1.9, стр. 41).

2) На продуваемость помещений с двумя наружными стенами и более. В общественных зданиях и вспомогательных помещениях производственных зданиях добавка принимается в размере 5% от основных теплопотерь. В угловых помещениях, жилых и подобных зданиях повышают расчетную температуру внутреннего воздуха на 2ºС и добавку не вводят.

3) На подогрев врывающегося холодного воздуха через наружные кратковременно-открывающиеся двери, на оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами. Добавка принимается в % от основных потерь через двери и зависит от этажности здания n и типа входных наружных дверей:

При тройных дверях с двумя тамбурами между ними – 60%n,

При двойных дверях тамбуром между ними - 80%n,

При одинарных дверях - 65%n.

4) На высоту помещений. При высоте помещений больше 4 м расчетная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2% на каждый метр высоты сверх 4 м, но не более 15%. В лестничных клетках здания добавочная потеря на высоту не учитывается.

5) На инфильтрацию наружного воздуха. Количество тепла, Вт, q_B, необходимое для нагревания наружного воздуха, поступающего в жилые комнаты жилых зданий, не компенсируемой нагретым приточным воздухом в размере портативного воздуха, следует определять по формуле:

q_B =(t_В-t_Н)·Fn, Вт;

где t_В - расчетная температура воздуха помещения, Сº;

t_Н - расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года, ºС;

Fп – площадь пола жилой комнаты, м²;

6) Для производственных зданий и сооружений с выделением теплоизбытков при определении потерь тепла помещениями зданий из суммы основных и дополнительных потерь этими помещениями следует вычитать бытовые тепловыделения q_БЫТ, Вт, вычисляется по формуле:

где F_от.к. – площадь пола отапливаемой комнаты, м²;

ΣF_кв – суммарная площадь пола квартиры, м²;

F_{эт .}– суммарная площадь пола этажа (всей секции), м²;

Полученные результаты расчета теплопотерь записываются в бланк по форме, приведенный в табл.II.1.7 стр.43.

Для подсчета потерь тепла через стены поверхности охлаждения измеряют без вычета площади окон, таким образом, фактически площадь окон учитывается дважды, поэтому в графе 10 коэффициент К принимают как разность значений для окон и стен:

К=К_ОК-К_СТ; (Вт/м²·k);

Коэффициенты теплопередачи К и сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) и наружных дверей приведены в (стр. 40, табл.II.I.8).

Ограждающие конструкции обозначаются сокращенно начальными буквами:

НС—наружная стена;

ВС—внутренние стены;

ДО—окно с двойным остеклением;

ОО— окно с одинарным остеклением;

ПЛ—пол;

ПТ—потолок;

ДД—двойная дверь.

В бланке должны быть подведены итоги потерь тепла по отдельным помещениям, по этажам и в целом по зданию.

3. Полученные теплопотери мы можем сравнить с теплопотерями, определенными по укрупненным показателям. Для этого определяют расход тепла на отопление по формуле:

Q=q₀·V_H·(t'_В -t_H)·α (Вт);

где q₀ – удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³·k), показывающая расход тепла на отопление 1 м³ здания при 1 °С расчетной разности температур (стр. 46, табл.II.1.11);

α – коэффициент учитывающий влияние на удельную тепловую характеристику местных климатических условий;

(стр. 46, табл.II.1.12).

V_H – строительная кубатура отапливаемого здания, м³;

t'_В – средняя температура воздуха в помещениях, °С;

Где Σt_Н – сумма температур отдельных помещений здания; °С;

N – число помещений в здании;

Если фактические теплопотери отличаются от расхода тепла на отопление по укрупненным показателям не более, чем на 5 10%, значит, подсчет тепла выполнен правильно.

 

§ 1.8. Выбор и расчет нагревательных приборов

Нагревательные приборы являются основным элементом системы отопления, выбираются в соответствии с характером и назначением отапливаемых зданий, а также при этом учитывают тип системы отопления, вид и параметры теплоносителя.

I. Основные указания к нагревательным приборам:

1) Нагревательные приборы следует располагать у наружных стен под окнами.

2) Нагревательные приборы следует располагать в помещениях так, чтобы в системе было наибольшее число стояков, а подводки к ним имели бы небольшую длину.

3) В двухтрубных системах наиболее целесообразно размещать нагревательные приборы таким образом, чтобы каждый стояк имел двухстороннее присоединение нагревательных приборов.

4) К стоякам лестничных клеток нельзя присоединять нагрева­тельные приборы других помещений.

5) Отопительные стояки следует располагать у наружных стен, а в угловых комнатах следует их располагать в углах, образованных наружными стенами.

6) В зданиях до 4-х этажей нагревательные приборы на лестничных клетках следует устанавливать только на первом этаже у входа. Во избежание замерзания воды в трубопроводах устанавливать нагре­вательные приборы в тамбурах, имеющих наружные двери, а также у входных одинарных дверей, не разрешается.

II. Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо, чтобы количество тепла, отдаваемого нагревательными приборами, установленными в помещении, соответствовало расчетным теплопотерям помещения.

Площадь поверхности нагрева F_расч приборов, экм, определяет­ся по формуле (4.2 Уч. Староверова И.Г.):

1) ,

Где F_расч – расчётная площадь нагревательных приборов, экм,
Q_РАСЧ – расчётная тепловая нагрузка, Вт,

с – коэффициент, учитывающий остывание воды (см. табл. II.1.13, табл. II.1.14 стр. 47-48),

β – коэффициент способа установки приборов (см. табл. II.1.15 стр. 49),

- теплоотдача с 1 квадратного метра (при 95^оС и 7095^оС) 435 кКалл/час или 506 Вт (1 кКалл/час = 1,163 Вт),

F_ТРэкм – расчётная поверхность нагрева трубной разводки, экм.

 

Площадь трубной разводки F_ТРэкм определяется следующим образом. В расчёт берётся диаметр стояка D = 20 мм. Длина окружности трубы l_{окр тр} = π *D, м;

F_ТРэкм = l_{окр тр} *l_тр, экм,

где l_тр – длина трубы, м.

2) Число секций в приборах определяется по формуле:

,

где – площадь поверхности нагрева одной секции радиатора, принятого к установке, экм (см. таблицу в уч. Тихомирова К.В.).

При округлении числа секций в радиаторе до целого числа расчетную площадь поверхности нагрева можно уменьшить не более чем 0,1 экм;

Результаты расчета записываются в бланк (табл. II.1.17, стр. 52).

Методика расчета нагревательных приборов экспериментальным методом

Для расчета нагревательных приборов в 1957 году экспериментально выведена единица измерения экм – эквивалентный квадратный метр. Под этой единицей понимается площадь поверхности любого нагревательного прибора от водяной системы отопления с расчетной температурой теплоносителя (t_под = 95 ° С, t_об = 70 ° С) отдающая в течении часа – 435ккал/ час или 516 Вт при средней температуре:

Зная расчетное количество теплопотерь помещения (Q_П) можно получить требуемое расчетное количество экм помещения:

где Q_П – количество теплопотерь помещения.

По общему количеству экм_П определяем расчетное количество выбранных нагревательных приборов:

где экм_П – количество экм помещения,

экм _ПР – экм _П принимается по справочникам Староверова И.Г., учебника Орлова К.С.

Пример расчета дан в приложении 3 на стр. 70.

§ 1.9. Гидравлический расчет систем водяного отопления

Гидравлический расчет трубопроводов системы отопления проводится с целью определения суммарных потерь давления в циркуля­ционных кольцах и нахождения располагаемого давления в системе.

Для выполнения гидравлического расчета трубопроводов выбирается тип системы отопления и вычерчивается аксонометрическая схема, на которой приводятся все исходные данные. Перед вычерчиванием схемы проводится следующая расчетно–графическая работа:

– подсчитаны теплопотери каждого из помещений здания;

– выбран тип нагревательных приборов и определенное количество секций в каждом нагревательном приборе;

– на поэтажных планах размещены нагревательные приборы, определено месторасположение стояков, на планах чердака или подвала изображаются подающие и обратные магистрали;

– определено месторасположение теплового пункта.

На планах этажей, чердака и подвала стояки должны быть пронумерованы, а на аксонометрической схеме, кроме стояков, должны быть пронумерованы все расчетные участки трубопроводов с указанием тепловых нагрузок и длин каждого расчетного участка большого и малого циркуляционных колец. На этой же схеме показывается вся запорно–регулировочная аппаратура. На чертежах и аксонометрических схе­мах систем отопления и вентиляции обозначения элементов производится в соответствии с требованиями ГОСТа 11628-65 и ГОСТа ЕСКД. (см. табл.II.1.16, стр. 50-51).

Как известно из гидравлики, при движении жидкости по трубам всегда имеют место давления на преодоление сопротивление двух видов: трения и местных сопротивлений.

К местным сопротивлениям относятся тройники, крестовины, отводы, вентили, краны, нагревательные приборы, котлы, теплообменники и т.д.

Потери давления Р_Т, Па, на преодоление трения на участке трубопровода с постоянным расходом движущейся воды и неизменных диаметров определяются по формуле:

Где d – диаметр трубопровода, м;

λ – коэффициент гидравлического трения, величина безразмерная;

ω – скорость движения воды в трубопроводе, м/с;

ρ – плотность движущейся среды, кг/м³;

l – длина участка трубопровода, м;

R – удельная потеря давления, Па/м.

Потерю давления на преодоление местных сопротивлений, Па, определяют по формуле:

где – сумма коэффициентов сопротивлений на данном участке трубопровода, величина безразмерная, (стр. 53, табл.II.1.18),

– динамическое давление воды на данном участке трубопро­вода, Па.

Общее сопротивление, возникающее при движении воды в трубо­проводе циркуляционного кольца, включая отопительный прибор, котел и арматуру может быть определено по уравнению:

∑(R·l+Z)≤∑ ΔP_P

где ∑(R·l·Z) – сумма потерь давления на трение, Па;

∑Z – сумме потерь давления в местных сопротивлениях, Па;

∑ΔP_P – располагаемое давление, Па;

Гидравлический расчет проводится для большого и малого циркуляционных колец.

 

Методика расчета

1. Вычерчивается принципиальная аксонометрическая схема системы отопления. Стояки, затеняющие чертёж, могут быть вынесены, а на схеме показаны только ответвления. На схеме указывают тепловые нагрузки на приборах, стояках, ответвлениях к стоякам.

2. За главное циркуляционное кольцо системы принимают при попутном движении воды в подающей и обратной магистралях кольцо, проходящее либо через нижний прибор наиболее нагруженного стояка, либо нижний прибор наиболее удаленного стояка.

3. Разбивается главное циркуляционное кольцо на участки. Расчетным участком системы называется часть трубопровода, в пределах которого расход теплоносителя и диаметр трубы остается неизменным. Нумеруются участки и указывают на них тепловые нагрузки. Под нагрузкой отдельных участков понимают количество тепла, которое теплоноситель, идущий по участку, должен отдать или уже отдал в нагревательные приборы системы. Нагрузку пишут в числителе дроби – около номера каждого участка, в знаменателе этой дроби проставляют длину участка.

4. Определяется расход воды через расчетные участки по тепловой нагрузке к разности температур теплоносителя в системе

,

где Q – тепловая нагрузка расчетного участка по теплоотда­че приборов, Вт;