Выбор системы отопления и определение поверхности нагревательных приборов

Системы отопления следует проектировать, обеспечивая равномерное нагревание воздуха помещений, гидравлическую и тепловую устойчивость, доступность для очистки и ремонта.

Проектируют, как правило, однотрубные из унифицированных узлов и деталей системы водяного отопления, допускается применение и двухтрубных систем; с искусственным побуждением циркуляции, принимая максимально допустимые скорости движения годы не более 1,5 м/с для воздушных систем; в системах парового отопления низкого давления (до 70 КПА на вводе) при попутном движении пара и конденсата - 30 м/с и при встречном – 20 м/с.

В помещениях с повышенными гигиеническими требованиями следует принимать радиаторы секционные или панельные спаренные и одинарные; отопительные приборы из гладких стальных труб. Вид системы отопления и тип отопительных приборов следует принимать по обязательному приложению 10 ГОСТ 21.602-79* СПДС. «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи».

Тепловой поток от отопительного прибора не следует принимать меньше, чем на 5% или на 60 Вт от требуемого по расчету теплового потока.

Отопительные приборы следует размещать под световыми проемами в местах, доступных дач осмотра, ремонта, очистки.

Если принята однотрубная система отопления, то сначала вычеркивается аксонометрическая схема системы и производится гидравлический расчет, а затем расчет приборов.

Встроенные нагревательные элементы и стояки не допускается размещать в наружных и внутренних стенах и перегородках.

Соединение приборов "на сцепке" допускается предусматривать в пределах одного помещения, при этом допускается и присоединение "на сцепке" к приборам соседних помещений для гардеробных, коридоров, санузлов.

Разностороннее присоединение трубопроводов следует предусматривать к радиаторам с числом секций более 20.

Декоративные экраны допускается предусматривать у нагревательных приборов в общественных зданиях. Не следует применять решетки, увеличивающие номинальный тепловой поток отопительного прибора более чем на 10% номинального теплового потока открыто установленного отопительного прибора.

Регулирующую арматуру, при размещении в одном помещении нескольких отопительных приборов, следует устанавливать только для части приборов так, чтобы тепловой поток регулируемой части приборов составлял не менее 50% общего теплового потока приборов, причем на лестничных клетках стояк проточный и арматура не ставится. Запорную арматуру следует предусматривать;

- для отключения и спуска воды от отдельных колец, ветвей и стояков систем отопления;

- для отключения части или всех отопительных приборов в помещениях, в которых отопление используется периодически.

Запорную арматуру допускается не устанавливать на стояках в зданиях с числом этажей три и менее.

Определение расчетной площади нагревательной поверхности отопительных приборов производится в следующем порядке:

Разбиваем систему отопления на расчетные участки, рисунок 9.

Рисунок 9. Схема расчетных участков

• Определяем расход воды в стояке

;

где Q_от – мощность отопительной установки (таблица 2), Вт;

С_вд - удельная теплоемкость воды, С_вд=4,187, кДж/кг⁰С;

t_гор и t_хол – температуры подачи, и обратки, ⁰С, определяются из внутреннего температурного графика, 95/70.

• Определяем суммарную теплоотдачу, открыто положенных теплопроводов (стояков, ветвей, подводок) в пределах помещения:

,

где q_в и q_г – теплоотдача 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, исходя из их диаметра и разности температур (t_г – t_в);

l_в и l_г – длина вертикальных и горизонтальных теплопроводов в пределах помещения, м.

• Определяем расчетную плотность теплового потока:

где q_ном – номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы, Вт/м², (см. прил.);

t_ср – температурный напор, определяется по формуле

где t_вход и t_выход– температуры на входе и выходе из прибора, ⁰С.

t_р^в – температура воздуха внутри помещения, ⁰С.

n, p – экспериментальные значения показателей степени, (см. прил.);

с_пр – коэффициент, учитывающий схему присоединения отопительного прибора и изменения показателя степени р в различных диапазонах расхода теплоносителя, (см. прил.).

• Требуемая теплопередача приборов в рассматриваемом помещении:

Q_приб = Q_потр – 0,9 · Q_труб , Вт,

где Q_потр – теплопотребность помещения, равная его теплопотерям за вычетом теплопоступлений, Вт.

0,9 – коэффициент, учитывающий долю теплового потока от теплопроводов, полезную для поддержания температуры воздуха в помещении.

• Расчетная площадь отопительного прибора, м2:

,

где ₁ – коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины, (см. прил.);

₂ – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений, (см. прил.).

• Определяем количество секций:

,

где _1с – площадь поверхности нагрева одной секции, (см. прил.);

₃ – коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе и принимаемый для радиаторов типа МС-140 равным: при числе секций от 3 до 15 – 1, от 16 до 20 – 0,98, установка более 20 секций не целесообразна, а для остальных чугунных радиаторов вычисляется по формуле:

₃ = 0,92 + 0,16/F_р.

Для всех остальных отопительных приборов ₃ = 1.

₄ – коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении (см. рисунок 10.);

Рисунок 10. Различные способы (а-д) установки отопительных приборов

Поскольку расчетное число секций редко получается целым, то его приходится округлять для получения числа секций N_уст, принимаемых к установке. При этом допускается уменьшение теплового потока не более чем на 5%. Как правило, к установке принимают ближайшее число секций радиатора.

• Особенности расчета нагревательных приборов однотрубных систем:

В данных системах при определении поверхности нагревательных приборов по приведенной выше формуле приходится предварительно находить для каждого прибора по этажам среднюю температуру воды в зависимости от температурного перепада в приборе и температуры воды при входе в прибор.

Исходя из разности средней температуры воды в приборе tср и температуры окружающего воздуха, расхода воды в приборе Gпр (кг/ч) и числовых показателей n и Р 7. ( см. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Часть I. Под редакцией Шохина Р.В.- Киев: Будивельник, 1976., табл. 12.8), - номинальная поверхность плотности теплового потока (Вт/м²) имеет различное значение.

В стандартных условиях при движении воды сверху – вниз составляет для приборов:

Радиаторов типа РСВ-1, РСГ-2, МС-140 730 (630)

Радиаторов типа РСГ-1 720 (620)

Радиаторов типа М-90, РД-90 700 (600)

Радиаторов М-140 650 (560)

Радиаторов типа М-140 АО 595 (512)

Конвекторов типа «Комфорт-20» 462 (397)

Конвекторов «Аккорд» 345 (297)

Чугунных ребристых труб 388 (334)

Конвекторов типа «Универсал – 20» 357 (307)

Конвекторов типа «Прогресс – 15» 290 (250)

Конвекторов типа «Прогресс-20» 280 (240)

Плотность теплового потока q_ПР уменьшается при нестандартных условиях работы приборов.

Понижающий коэффициент составляет:

- для радиаторов чугунных из РСВ при движении воды «снизу-вверх» в двухтрубных системах – 0,89 в однотрубных – 0,98; при движении воды «снизу-вверх» в двухтрубных системах – 0,79, в однотрубных - 0,86;

- для двухходовых радиаторов РСГ-2 при движении воды «снизу-вверх» - 0,95;

- для конвекторов, устанавливаемых в два яруса (один над другим), типа «Аккорд» - 0,93, «Прогресс-15» - 0,89, «Прогресс-20» - 0,87;

- для ребристых труб, устанавливаемых в два яруса - 0,90; в три яруса – 0,82.

Все расчетные данные сводятся в таблицу 3 расчета поверхности отопительных приборов.

Таблица 3

№ стояка	Qст	Qпом	Gст	V(м/с)	d ст.	q ном. Вт/м2	№ помещения.	Кол-во рад-ов	Lпод	d	qпод	Тепловыделения под. Стояка	L1	d	q тр.	L2	d	q тр.	L3	d	q тр.	L4	d	q тр.	L5	d	q тр.	t вход	tг-tв	Коэф-т затекан-я	t вых	tг.о.-tв	Q тр	Теплоот-а приб-а	Темп-а приб-а	tпр-tв	ср	Gпр	q пр	Площадь теплооб-а	Количество секций
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36	37		39	40	41	42