Особенности расчета нагревательных приборов однотрубных систем водяного отопления

В однотрубных системах водяного отопления при определении поверхности нагревательных приборов по формуле

приходится предварительно находить для каждого прибора по этажам среднюю температуру воды t_пр в зависимости от температуры перепада ∆t_пр в приборе и температуры воды при входе в прибор t_вх.

Расчет осложняется тем, что температуру t_вх для каждого прибора вычисляют как температуру смеси в зависимости от тепловой нагрузки приборов вышерасположенных этажей Q и количества воды, циркулирующей по стояку, Q_ст:

где t_г и t_о – температура горячей и охлажденной воды в системе отопления, ^оС

∑Q – суммарная тепловая нагрузка всех приборов, присоединенных к стояку, ккал/ч.

Расход воды по стояку в кг/ч

Среднюю температуру воды в приборе определяют по формуле

Перепад температуры воды в природе

где Q_пр – тепловая нагрузка прибора, ккал/ч;

G_пр – количество воды, протекающей через прибор, кг/ч;

α – коэффициент затекания воды в прибор.

Средняя температура воды в приборе t_пр зависит от отношения количества воды, протекающей через прибор, G_пр к общему количеству воды, циркулирующей через стояк, G_ст или от коэффициента затекания α=G_пр/G_ст. Чем выше коэффициент затекания α, тем больше воды пройдет через нагревательный прибор. Исследования показали, что коэффициент α зависит от величины сопротивлений малого циркуляционного кольца с учетом влияния естественного теплового давления в приборах.

Зная коэффициент затекания α, можно установить распределение воды в приборах с учетом следующих рекомендаций (для проточных стояков).

Пи двустороннем присоединении приборов к однотрубному стояку влиянием различных тепловых нагрузок приборов справа и слева стояка практически можно пренебречь. Если длина подводок к приборам и их диаметры одинаковы, то их коэффициент затекания α=0,5 (т.е. количество воды, протекающей через оба прибора, G_пр будут равны).

При различной конструкции подводок к приборам через ближайший стояку прибор будет проходить количество воды в кг/ч

а через другой, удаленный от стояка прибор, -

Коэффициент затекания через второй прибор α₂=1-α₁.

При одностороннем присоединении приборов в проточных и проточно-регулируемых стояках с трехходовыми кранами вся вода проходит через приборы (α=1).

В вертикальных однотрубных проточно-регулируемых системах водяного отопления с нижней разводкой, как правило, предусматривается односторонняя установка нагревательных приборов с трехходовыми кранами в узле замыкающего участка и подводки к прибору. При отсутствии трехходовых кранов такие системы выполняют с прямыми или смещенными замыкающими участками с установкой кранов двойной регулировки на подводках к приборам.

Однотрубный стояк без сжимов замыкающих участков упрощает заготовку и монтаж, однако такая схема его вследствие увеличенного диаметра замыкающих участков уменьшает коэффициент затекания воды в приборы. Вместе с тем остывание воды в приборах возрастает, следовательно, средняя температура воды в них падает, что приводит к необходимости установки приборов, простая конструкция стояка без сжимов замыкающих участков применяется частично.

При изложенном методе расчета нагревательных приборов однотрубных систем необходимы предварительное конструирование и гидравлический расчет схемы трубопроводов системы отопления, а также определение всех диаметров стояков, замыкающих участков и подводок к приборам с увязкой потерь давления в больших и малых кольцах циркуляции.

По принятой конструкции стояка и известных диаметрах труб малых циркуляционных колец определяют среднюю температуру воды в приборах t_пр и рассчитывают поверхность нагрева приборов.

Температурный перепад теплоносителя ∆t_пр в нагревательных приборах проточно-регулируемых однотрубных систем вычисляют по формуле

при α=1. В однотрубных системах со смещенными замыкающими участками и кранами двойной регулировки величину ∆t_пр определяют при значениях α, найденных по таблице и в зависимости от скорости воды в стояках и принятых диаметров труб малого циркуляционного кольца. Для этих систем удобно пользоваться готовыми значениями ∆t_пр по таблице III.34.

Теплоотдача чугунных радиаторов однотрубных систем водяного отопления q_э в ккал/ч*экм при различных значениях ∆t_пр и разности температур t_вх-t_в, в зависимости от схемы подачи воды в приборы.