30 Системы отопления жилых помещений. Расчет и подбор приборов отопления.

Отопле́ние — обогрев помещений с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры, отвечающей условиям теплового комфорта и/или требованиям заказчика.

Система отопления — комплекс устройств, выполняющих функцию отопления — котлы отопительные, сетевые насосы, устройства автоматического поддержания температуры в помещениях, радиаторы отопления и другие.

Отопительный прибор — устройство, предназначенное для передачи тепла от теплоносителя к воздуху и ограждающим конструкциям отапливаемого помещения;

Современные системы отопления имеют принципиально иной подход к регулированию в сравнении с «классическими» — это не процесс наладки перед пуском, с последующей работой в постоянном гидравлическом режиме — это системы с постоянно изменяющимся тепловым и гидравлическим режимами в процессе эксплуатации, что соответственно требует автоматизации систем для отслеживания этих изменений и реагирования на них.

К примеру, изменение теплового режима зависит от способности терморегулятора изменять расход тепловой энергии на нагревательные приборы в системе отопления путем изменения гидравлического режима, что вызывает цепную реакцию других систем (либо терморегуляторов, что может вызвать как разрегулировку системы, так и выход из строя циркуляционного насоса, либо перегрузку системы электроснабжения).

Также, изменилась классификация систем отопления. Во всяком случае, представляется логичным введение новых признаков систем, отличающих системы с терморегулирующим оборудованием от классических.

Тепловой расчет системы отопления заключается в определении площади поверхности отопительных приборов. К расчету приступают после выбора типа отопительных приборов, места установки, способа присоединения к трубам системы отопления, вида и параметров теплоносителя, температуры воздуха в отапливаемом помещении.

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор tBX,°C, количества теплоносителя, проходящего через прибор Gnp, кг/ч, и величины тепловой нагрузки прибора Qnp, Вт.

Расчет площади каждого отопительного прибора осуществляется в определенной последовательности:

Вычерчивается расчетная схема стояка, принимается тип отопительного прибора и место установки, схема подачи теплоносителя в прибор, конструкция узла прибора. На расчетной схеме проставляются диаметры труб, тепловая нагрузка прибора, равная теплопотерям Qт.п., Вт.

2. Определяется суммарное понижение расчетной температуры воды ?tп. м.,°C, на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка

3. Рассчитывается общее количество воды, кг/ч, циркулирующей по стояку, по формуле

Gст=УQт. п·в1·в2·3,6/с· (tг-?tп. м-tо),

где в1 - коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины, принимается для радиаторов и конвекторов 1,05; в2 - коэффициент учета дополнительных тепловых потерь теплоты отопительных приборов у наружных ограждений, принимается равной 1,04; УQт. п - суммарные теплопотери в помещениях, обслуживаемых стояком, Вт; с - удельная теплоемкость воды, с=4,187 кДж/ (кг°С); tг - температура воды на входе в систему отопления, принимается равной 105°С; to - температура воды на выходе из системы отопления, принимается равной 70°С.

4. Определяется температура воды,°С, на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом ?tп. м:

tвх=tг-?tп. м- (УQт. п·в1· в2·3,6) / (с·Gст)

где УQт. п - тепловая нагрузка приборов выше расположенных этажей, Вт.

5. Рассчитывается расход воды, Gnp, кг/ч, проходящей через каждый отопительный прибор, с учетом коэффициента затекания б по формуле

Gnp= GCT· б,

где б - коэффициент затекания воды в отопительный прибор, для осевого замыкающего участка б =0,33, для смещенного б =0,5.

6. Определяется средняя температура воды,°С, в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя:

tср = tвх- (0,5·Qт. п· в1· в2·3,6) /с·Gпр,

7. Рассчитывается средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя,є С:

?tср=tср-tв.

8. Определяется плотность теплового потока, Вт/мІ, для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя:

qпр=qном· (?tср/70) · (Gпр/360) ·спр,

где qном - номинальная плотность теплового потока, Вт/м2,принимается по прил. З; n, р, спр - показатели степени и коэффициент, принимаемые поприл. З.

9. Рассчитывается полезная теплоотдача, Вт, труб стояка, подводок к отопительным приборам, проложенным в помещении:

Qтр=qв·lв+qг·lг,

где lг, lв - длины горизонтальных и вертикальных труб стояка и подводок в пределах помещения, м;

qг, qB - удельные величины теплоотдачи горизонтальных и вертикальных труб, Вт/м, принимаются по прил.4.

При определении теплоотдачи 1 м неизолированных труб разность температуры теплоносителя и воздуха в помещении принимают с учетом температуры теплоносителя на входе в отопительный прибор.

Данные расчетов полезной теплоотдачи труб заносятся в таблицу №3.

10. Определяется требуемая теплоотдача отопительного прибора, Вт, в помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб:

Qпр= Qт. п-втр·Qтр,

где втр - поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, полученную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении, для открыто проложенных труб втр принимают равным 0,9;

Qт.п. - теплопотери в помещении, Вт.

11. Вычисляется расчетная наружная площадь, мІ, отопительного прибора по ходу движения теплоносителя:

Апр=Qпр/qпр. (1)

При установке стальных радиаторов панельного типа в прил.3 наружная площадь отопительного прибора принимается более близкой к получившейся по формуле (1) и по стандарту определяется марка радиатора. При установке чугунных радиаторов по расчетной площади в прил.5 уточняется по ближайшему значению величина расчетной площади и определяется число секций.