Оборудование систем отопления.
Основными элементами систем водяного отопления являются трубопроводы и элементы их соединения: отопительные приборы, запорно-регулирующая арматура, расширительный бак, устройство для удаления воздуха.
Фасонные части труб и способы соединения труб
Отопительные приборы
Отопительный прибор – это элемент системы отопления, служащий для передачи тепла от теплоносителя к воздуху отапливаемого помещения.
По способу передачи тепла отопительные приборы подразделяются:
· Радиационные – подвесные панели
· Конвективно-радиационные- приборы с гладкой внешней поверхностью
· Конвективные- конвекторы с ребристой поверхностью и ребристые
трубы.
Запорно-регулирующая арматура.
Расширительный бак
Воздухосборники, воздухоотводчики
| Рис. – Различные способы установки отопительных приборов |
| β4 = 1,12 |
| β4 = 1,05 |
| β4 = 1 |
| β4 = 0,9 |
| β4 = 1,05 |
| а) б) в) г) д) |
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
На тему: Оборудование систем отопления.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
Цель: Определение поверхности нагрева отопительных приборов.
Порядок работы:
Нагревательные приборы системы отопления
В соответствии с заданием и СНиП 2.04.05-86 следует обосновать установку нагревательных приборов. Необходимо исходить из назначения помещения и учитывать теплотехнические, эстетические, санитарно-гигиенические, производственно-монтажные и эксплуатационные требования, предъявляемые к приборам.
Во всех отапливаемых помещениях одного здания рекомендуется применять нагревательные приборы одного типа.
Способ установки нагревательных приборов зависит от назначения помещения и конструкции ограждения. Целесообразно применять открытую установку нагревательных приборов.
Расчет нагревательных приборов.
Средняя температура воды в приборе определяется по формуле, °С,
,
где Qпр – требуемая теплоотдача прибора в рассматриваемом помещении, Вт.
Расчетная плотность теплового потока определяется по формуле, Вт/м2.
,
где qном – номинальная плотность теплового потока, Вт/м2, для стандартных условий работы (см. табл. 1);
Gпр – действительный расход воды в отопительном приборе, кг/с.
,
п, р, спр - экспериментальные значения (см. табл.1);
Δtср – разность температуры (температурный напор) принимается исходя из температуры воды, входящей tвх и выходящей tвых из прибора
.
Таблица 1 - Основные технические данные некоторых отопительных приборов
| Наименование прибора, его тип, марка | Площадь поверхности нагрева секции, f 1, м2 | Номинальная плотность теплового потока qном, Вт/м2 | Схема присоединения прибора | Расход теплоносителя через прибор Gпр, кг/с | Показатели степени и коэффициент | ||
| п | р | спр | |||||
| Радиаторы чугунные секционные: | Сверху вниз | ||||||
| МС-140-108 | 0,244 | 0,005-0,014 | 0,3 | 0,02 | 1,039 | ||
| МС-140-98 | 0,240 | ||||||
| МС-90-108 | 0,187 | 0,005-0,149 | 0,3 | ||||
| МС-90 | 0,2 | 0,15-0,25 | 0,3 | 0,01 | 0,996 | ||
| Радиаторы стальные панельные типа РСВ1 однорядные: | |||||||
| РСВ1-1 | 0,71 | Снизу вверх | 0,005-0,017 | 0,25 | 0,12 | 1,113 | |
| РСВ1-2 | 0,95 | ||||||
| РСВ1-3 | 1,19 | 0,018-0,25 | 0,25 | 0,04 | 0,97 | ||
| РСВ1-4 | 1,44 | ||||||
| РСВ1-5 | 1,68 | ||||||
| То же, двухрядные | Снизу вверх | ||||||
| 2РСВ1-1 | 1,42 | 0,005-0,032 | 0,15 | 0,08 | 1,092 | ||
| 2РСВ1-2 | 1,9 | ||||||
| 2РСВ1-3 | 2,38 | 0,033-0,25 | 0,15 | ||||
| 2РСВ1-4 | 2,88 | ||||||
| 2РСВ1-5 | 3,36 | ||||||
| Радиаторы стальные панельные типа РСГ2 однорядные | |||||||
| РСГ2-1-2 | 0,54 | Сверху вниз | 0,006-0,08 | 0,3 | 0,025 | ||
| РСГ2-1-3 | 0,74 | ||||||
| РСГ2-1-4 | 0,95 | 0,09-0,25 | 0,3 | ||||
| РСГ2-1-5 | 1,19 | Снизу вверх | 0,006-0,08 | 0,25 | 0,08 | ||
| РСГ2-1-6 | 1,44 | ||||||
| РСГ2-1-7 | 1,68 | ||||||
| РСГ2-1-8 | 1,93 | 0,09-0,25 | 0,25 | ||||
| РСГ2-1-9 | 2,17 | ||||||
| То же, двухрядные: | |||||||
| РСГ2-2-4 | 1,08 | Сверху вниз | 0,006-0,08 | 0,3 | 0,01 | ||
| РСГ2-2-5 | 1,48 | ||||||
| РСГ2-2-6 | 1,90 | 0,09-0,25 | 0,3 | ||||
| РСГ2-2-7 | 2,38 |
Продолжение табл.1
| РСГ2-2-8 | 3,36 | Снизу вверх | 0,006-0,08 | 0,25 | 0,08 | ||
| РСГ2-2-9 | 4,31 | ||||||
| Трубы чугунные ребристые: | |||||||
| ТР-1 | - | 0,01-0,25 | 0,25 | 0,07 | |||
| ТР-1,5 | |||||||
| ТР-2 | |||||||
| Конвекторы настенные с кожухом малой глубины «Универсал»: | |||||||
| КН20-0,400 | 0,952 | Любая | |||||
| КН20-0,479 | 1,140 | ||||||
| КН20-0,655 | 1,830 | ||||||
| КН20-0,787 | 2,200 | ||||||
| КН20-0,918 | 2,570 | 0,01-0,024 | 0,3 | 0,18 | |||
| КН20-1,049 | 2,940 | ||||||
| КН20-1,180 | 3,300 | 0,025-0,25 | 0,3 | 0,07 | |||
| КН20-1,311 | 3,370 | ||||||
| КН20-1,442 | 4,039 | ||||||
| КН20-1,573 | 4,410 | ||||||
| КН20-1,704 | 4,773 | ||||||
| КН20-1,835 | 5,140 | ||||||
| КН-20-1,966 | 5,508 | ||||||
| Конвекторы без кожуха типа «Аккорд»: | |||||||
| КА-0,336 | 0,98 | Любая | 0,01-0,25 | 0,2 | 0,03 | ||
| КА-0,448 | 1,3 | ||||||
| КА-0,560 | 1,63 | ||||||
| КА-0,672 | 1,96 | ||||||
| КА-0,784 | 2,28 | ||||||
| КА-0,896 | 2,61 | ||||||
| КА-1,008 | 2,94 | ||||||
| КА-1,120 | 3,26 | ||||||
| К2А-0,621 | 1,95 | ||||||
| К2А-0,823 | 2,60 | ||||||
| К2А-1,030 | 3,25 | ||||||
| К2А-1,237 | 3,90 | ||||||
| К2А-1,445 | 5,56 | ||||||
| К2А-1,646 | 5,19 | ||||||
| К2А-1,854 | 5,85 | ||||||
| К2А-2,061 | 6,50 | ||||||
| Конвекторы основные напольные типа «Ритм»: | |||||||
| КО20-0,915 | 2,130 | - | 0,01-0,024 | 0,35 | 0,18 | ||
| КО20-1,370 | 3,195 | 0,025-0,25 | 0,35 | 0,07 | |||
| КО20-2,140 | 4,970 | ||||||
| Конвекторы островные напольные высокие типа «КВ»: | |||||||
| КВ20-5,665-600 | 12,78 | - | 0,01-0,25 | 0,25 | 0,1 | ||
| КВ20-6,80-900 | 12,78 | ||||||
| КВ20-7,37-1200 | 12,78 |
Примечание: Отопительные приборы могут быть присоединены по любой из указанных схем: «сверху вниз», «снизу вверх», «снизу вниз». Показатели степени и коэффициентов в формуле выбирают с учетом конкретной схемы присоединения прибора и расхода теплоносителя через него.
Теплоотдача отопительного прибора в отапливаемом помещении определяется:
,
где Qпотр – теплопотребность помещения, определенная на основании теплотехнического расчета, Вт;
Qтр – суммарная теплотдача трубопроводов в помещении: подводок, стояков.
βтр – поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, полезную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении; βтр составляет при прокладке труб: открытой – 0,9, скрытой в глухой борозде стены – 0,5, замоноличенной в тяжелый бетон – 1,8.
Теплоотдача вертикальных и горизонтальных труб определяется по формуле, Вт,
.
где qв и q г – теплоотдача 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м (см. табл. 2);
lв и l г – длина вертикальных и горизонтальных теплопроводов в пределах помещения, м.
Таблица 2 - Теплоотдача открыто проложенных трубопроводов
(вертикальных - верхняя, горизонтальных – нижняя строка) систем водяного отопления
| l г – lв, °С | Условный диаметр, мм | Теплоотдача 1 м трубы, Вт/м2, при l г – lв, °С, через 1 °С | |||||||||
Продолжение табл.2
| l г – lв, °С | Условный диаметр, мм | Теплоотдача 1 м трубы, Вт/м2, при l г – lв, °С, через 1 °С | |||||||||
Продолжение табл. 2
| l г – lв, °С | Условный диаметр, мм | Теплоотдача 1 м трубы, Вт/м2, при l г – lв, °С, через 1 °С | |||||||||
Продолжение табл. 2
| l г – lв, °С | Условный диаметр, мм | Теплоотдача 1 м трубы, Вт/м2, при l г – lв, °С, через 1 °С | |||||||||
Расчетная площадь отопительного прибора определяется по формуле:
.
Число секций чугунных радиаторов определяется по формуле:
,
где а 1 – площадь одной секции, м2, типа радиатора, принятого у установке в помещении (см. табл. 1).
β 4 – поправочный коэффициент, учитывающий способ установке радиатора в помещении; при открытой установке β 4=1,0; при установке с декоративной решеткой следует обеспечивать β 4<1,10 (см. рис. установки отопительных приборов);
β 3 – поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе, для радиаторов типа М-140 вычисляется по формуле
,
для типов радиаторов с площадью одной секции 0,25 м2 коэффициент β 3 определяют по формуле
,
Расчетное число секций редко получается целым. При выборе целого числа секций радиатора допускают уменьшение расчетной площади Ар не более чем на 5 % (но не более чем на 0,1 м 2). Поэтому, как правило, к установке принимают ближайшее большее число секций.
Число элементов конвекторов без кожуха или ребристых труб в ярусе по вертикале и в ряду по горизонтали определяют по формуле
,
где п – число ярусов и рядов, составляющих прибор.
β 1 – коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины (см. табл.3);
β 2 – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений (см. табл. 4).
Таблица 3 - Значение коэффициентов β 1
| Шаг номенклатурного ряда отопительных приборов, кВт | β 1 |
| 0,12 | 1,02 |
| 0,15 | 10,3 |
| 0,18 | 1,04 |
| 0,21 | 1,06 |
| 0,24 | 1,08 |
| 0,3 | 1,13 |
Примечание: Для отопительных приборов помещения с номинальным тепловым потоком более 2,3 кВт следует принимать вместо β 1 коэффициент 
.
Таблица 4 - Значение коэффициентов β 2
| Отопительный прибор | Значение β 2 при установке прибора | |
| У наружной стены, в том числе под световым проемом | У остекления светового проема | |
| Радиатор: | ||
| чугунный секционный | 1,02 | 1,07 |
| стальной панельный | 1,04 | 1,10 |
| Конвектор: | ||
| с кожухом | 1,02 | 1,05 |
| без кожуха | 1,03 | 1,07 |
Длина конвекторов с кожухом определяется размерами выпускаемых приборов, для увеличения площади, если этого необходимо, отдельные марки могут объединяться 10 в блоки, включающие два параллельно расположенных прибора.
.
Результаты сводятся в таблицу 5.
Таблица 5
| № п/п | Тепловая мощность Qпотр, Вт | Температура воздуха в помещении, tв | Температура теплоносителя на входе, tвх ºС | Температура теплоносителя на выходе, tвых ºС | Температурный напор Δtср, ºС | Расход теплоносителя G кг/с | Расчетная плотность теплового потока прибора qпр , Вт/м2 | β1 | β 2 | Теплоотдача теплопровода Qтр, Вт | Qпр = Qпотр -0,9 Qтр | Расчетная площадь Ар, м2 | β3 | β 4 | Расчетное число секций N | Установленное число секций |
Исходные данные для расчета: Определим число секций чугунного радиатора типа М-140А, устанавливаемого на верхнем этаже у наружной стены без ниши под подоконником (на расстоянии от него 40 мм) в помещении высотой 2,7м при Qп Вт и tв ºС, если радиатор присоединяется к однотрубному проточно-регулируемому стояку D у 20 (с краном КРТ на подводке длиной 0,4м) системы водяного отопления с верхней разводкой при t г = 105 ºС, Gс т кг/ч. вода в падающей магистрали охлаждается до рассматриваемого стояка на 2 ºС.
Таблица 6- Исходные данные по вариантам
| Qп Вт | ||||||||||||
| tв ºС | ||||||||||||
| Gс т,кг/ч |
Продолжение таб. 6
| Qп Вт | ||||||||||||
| tв ºС | ||||||||||||
| Gс т,кг/ч |
Тема: Циркуляционное давление в системах водяного отопления.
| Рис. Двухтрубная система водяного отопления. |
| Рис. Вертикальное циркуляционное кольцо трубопровода с произвольно расположенными центрами нагрева (ЦН) и охлаждения (ЦО) воды. |
| Рис. Проточная однотрубная система водяного отопления. |