Зайцев О.Н. Пособие - Проектирование систем водяного отопления

Подождите немного. Документ загружается.

140

Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

141

2,5

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

100

120

140

1 – радиаторы секционные и

стальные панельные при схеме

движения воды “сверху-вниз”;

2 – то же, при схеме “снизу-вниз”;

3 – то же, при схеме “снизу-вверх”,

регистры из гладких труб;

4 – конвектор “Комфорт”;

5 – конвектор “Акорд”;

6 – аллюминиевый секционный

радиатор при схеме движения

воды “сверху-вниз”.

∆t

, °C

Рис. 12.1. График для определения поправочного коэффициента ϕ

140

Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

141

100

200

300

400

500

600

700

800

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

  

    

1 – радиаторы секционные и стальные панельные

при схеме движения воды “сверху-вниз”;

2 – то же, при схеме “снизу-вниз”;

3 – то же, при схеме “снизу-вверх”, регистры из

гладких труб;

4 – конвектор “Комфорт”;

Примечание: для регистров из гладких труб φ

= 1

O.П

, кг/ч

Рис. 12.2. График для определения поправочного коэффициента φ

0,995

0,990

0,985

0,980

0,975

0,970

0,965

960

970

980

990

10000

1 – радиатор чугунный секционный и

двухрядный стальной панельный при схеме

движения воды «снизу-вниз»;

2 – то же при схеме «снизу-вверх»;

3 – то же при схеме «снизу-вниз»;

4 – радиатор стальной панельный при схеме

движения воды «сверху-вниз»;

5 – то же при схеме «снизу-вверх»;

6 – то же при схеме «снизу-вниз»;

7 – конвектор “Комфорт”;

8 – конвектор “Аккорд” однорядный;

9 – регистры из гладких труб одно- и

двухрядные.

, гПа

Рис. 12.3. График для определения поправочного коэффициента b.

МЕТОДИКА РАСЧЁТА НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

142

Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

143

Расчетную тепловую мощность Q

О.П

, Вт, нагревательного прибора согласно [16] необходимо

определять по формуле:

О.П

= (Q

+ Q

вн

- 0,9 Q

тр

- Q

3.п

) b

, (12.4)

где:

ог

вн

- теплопотери помещения, Вт;

вн

- теплопотери, Вт, через внутренние стены (перегородки), помещения, для кото-

рого рассчитывают тепловую мощность отопительного прибора, от смежного

помещения, в котором возможно эксплуатационное снижение температуры.

Величину Q

вн

следует учитывать только при расчете отопительных приборов,

оборудованных автоматическими терморегуляторами;

Qтр - тепловой поток, Вт, от неизолированных трубопроводов системы отопления, про-

ложенных в помещении. При прокладке стояков и горизонтальных приборных

веток в конструкции пола, в штрабе или конструкции плинтуса, при применении

пластмассовых и медных труб с тепловой изоляцией величиной 0,9 Q

тр

можно

пренебрегать;

3.п

- тепловой поток, Вт, который поступает в помещение от электрических приборов,

освещения, людей, технологического оборудования, коммуникаций, материалов

и других источников. При расчете тепловой мощности отопительных приборов

жилых, общественных и административно-бытовых помещений величину Q

3.п

учитывать не следует;

- коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами,

расположенными у внешних ограждений, значение коэффициента b

приведены

в табл. 12.2;

- коэффициент, учитывающий способ установки отопительных приборов, опреде-

ляется по данным табл.12.3. При установке в отапливаемом помещении несколь-

ких отопительных приборов величину Q

О.П

, вычисленную по формуле (12.4), сле-

дует разделить, как правило, на количество приборов.

Таблица 12.2.

Коэффициент

Тип нагревательного

прибора

Коэффициент b

при установке прибора

Возле наружной стены

Возле

застекленного

светового проема

Жилых и

общественных

Производственных

Радиатор чугунный 1,01 1,02 1,07

Конвектор с кожухом 1,01 1,02 1,05

Конвектор без кожуха 1,015 1,03 1,07

Примечание: При размещении нагревательного прибора у внутренней стены b

= 1.

Теплоотдачу открыто проложенных стальных труб в отапливаемом помещении определяют

по формуле:

тр

= q

тр

(ℓ

+ 1,28 ℓ

), (12.5)

где:

тр

- тепловой поток 1 м открыто проложенных в помещении вертикальных стальных

труб в зависимости от их диаметра и температурного напора ∆t

тр

, определяется

по данным графика рис. 12.4.;

ℓ

- длина (высота) вертикальных труб, м;

ℓ

- длина горизонтально проложенных труб, м.

С целью упрощения расчета теплового потока от открыто проложенных трубопроводов в от-

апливаемом помещении рекомендуется принимать температурный напор t

ттр

для них следую-

щим образом:

- в однотрубных вертикальных системах отопления t

ттр

= t

, т.е. такой же величиной, как и

142

Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

143

температурный напор для расчетного отопительного прибора;

- в однотрубных горизонтальных системах отопления: для распределительных и сборных стоя-

ков (стояков горячей и охлажденной воды) соответственно t

ттр.г

= t

- t

вн

и t

ттр.в

= t

- t

вн

; для

горизонтальных приборных веток и подводок к отопительным приборам t

ттр

= t

, т.е. такой

же величиной, как и температурный напор для расчетного отопительного прибора;

- в двухтрубных системах отопления с горизонтальными ветками: для распределительных

и сборных стояков, которые прокладываются в отопительном помещении и для которого

рассчитывается отопительный прибор, а также для горизонтальных веток и подводок к

отопительному прибору t

ттр.г

= t

; для распределительных и сборных трубопроводов, кото-

рые прокладываются в разных отапливаемых помещениях, соответственно t

ттр.г

= t

- t

вн

ттр.в

= t

- t

вн

;

- в двухтрубных вертикальных системах отопления для всех трубопроводов:

+ t

∆t

тр.o.

——— - t

вн.

Температурный напор t

, °С, в отопительном приборе определяют по формуле:

∆t

О.П

∆t

= t

вх

- ——— - t

вн

(12.6)

где:

вх

- температура воды, входящей в отопительный прибор, °С;

О.П

- перепад температуры воды в отопительном приборе, °С;

вн

- расчетная температура воздуха в помещении, °С.

В двухтрубных системах водяного отопления температура воды t

вх

на входе в каждый отопи-

тельный прибор равняется расчетной температуре горячей воды t

, т.е. t

вх

= t

В однотрубных системах водяного отопления температуру воды на входе в каждый отопитель-

ный прибор определяют по следующим формулам:

для вертикальных систем

0,86 ΣQ

вх

= t

- ———————

(12.7)

для горизонтальных систем

0,86 ΣQ

вх

= t

- ———————

П.В

, (12.8)

где:

ΣQ

- вычисленные по формуле (6.2) [16] суммарные теплопотери помещений, которые

обслуживают отопительные приборы, расположенные за движением воды к рас-

четному отопительному прибору, Вт;

СТ

и G

П.В

- соответственно затраты воды в стояке и горизонтальной приборной ветке, которые

определяются по результатам гидравлического расчета трубопроводов системы

отопления, кг/ч.

Перепад температур воды, °С, в каждом отопительном приборе в однотрубных системах ото-

пления определяют по формулам:

0,86 Q

О.П

0,86 Q

∆t

О.П

= ————— = ———————

О.П

СТ

(12.9)

0,86 Q

О.П

0,86 Q

∆t

О.П

= ————— = ——————— ,

О.П

П.В

(12.10)

где:

О.П

- расход воды в отопительном приборе, кг/ч;

α - коэффициент затекания воды в отопительный прибор, величину которого можно

принять по данным, приведенным в табл.12.4.

Таблица составлена для чугунных и стальных радиаторов, а также для регистров из гладких

труб. Для настенных конвекторов, установленных открыто у стены (без ниш), b

= 1.

МЕТОДИКА РАСЧЁТА НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

144

Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

145

Перепад температур воды, °С, в каждом отопительном приборе горизонтальной приборной

ветки двухтрубной системы отопления определяют по формуле:

0,86 Q

П.В

∆t

О.П

= ——————— ,

П.В

(12.11)

где:

П.В

- сумма теплопотерь Q

помещений, которые обслуживаются приборной веткой, Вт.

Расход воды, кг/ч, в отопительных приборах двухтрубных систем водяного отопления с гори-

зонтальными приборными ветками следует определять по формуле:

О.П

= G

П.B

—— ,

ΣQ

(12.12)

где:

- теплопотери помещения, для которого рассчитывается отопительный прибор, Вт;

ΣQ

- суммарные теплопотери помещений, которые обслуживаются горизонтальной прибор-

ной веткой, Вт.

Фактический тепловой поток принятого к установке нагревательного прибора Q

, приведен-

ный к нормированным условиям, не должен быть меньше чем на 5% или на 60 Вт требуемого

теплового потока Q

потр

. Расхождение М, %, между величинами Q

и Q

потр

для каждого ото-

пительного прибора следует определять по формуле:

- Q

потр

M = —————— 100%.

потр

(12.13)

Последовательность расчета отопительных приборов в различных системах водяного отопле-

ния приведена в нижеследующих примерах.

144

Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

145

Таблица 12.3.

Коэффициент

Эскиз установки

прибора

Способ установки прибора

А, мм b

Открыто у стены или с заглублением до 130 мм

≥ 75 1

Возле стены без ниши, перекрытой доской в виде

полки

100

1,05

1,03

1,02

В нише с заглублением более 130 мм

100

1,11

1,07

1,06

Возле стены без ниши и перекрытием верхней и

лицевой стороны глухими досками со щелями.

150

180

220

260

1,25

1,19

1,13

1,12

То же, с щелями в лицевой панели или закрытыми

сеткой

130

1,2

1,4

Возле стены без ниши, закрытые сверху доской

со щелью, а с лицевой стороны – решеткой, не

доходящей не менее чем на 100 мм до пола.

≥ 100 1,15

0,8 A

Возле стены без ниши, закрытый глухим экраном,

который не доходит до пола 0,8 А

0,9

Двухярусная установка у стены

1,05

МЕТОДИКА РАСЧЁТА НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

146

Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

147

ТР

, Вт/м

∆t

ТР

, °С

Рис. 12.4 График для определения теплового потока 1 м открыто проложенных в помещении

вертикальных стальных труб

146

Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

147

Таблица 12.4.

Коэффициент затекания воды

в узлах обвязки чугунных секционных и стальных

панельных радиаторов в однотрубных вертикальных и горизонтальных системах

отопления

Эскиз узла

Диаметры труб d

, мм

Регулирующая арматура

Термостатический клапан “Герц-TS-E”

с термоголовкойw

0,41

0,47

0,33

20/25*

Кран регулирующий проходной типа

КРП

0,45

0,56

0,44

Кран регулирующий трехходовой типа

“Calis-TS” с термоголовкой фирмы

“Герц”

0,8

Кран регулирующий трехходовой типа

КРТ

15 15 15

Система присоединения

“Герц-2000” с термоголовкой фирмы

“Герц”

0,5

* В числителе – диаметр верхней подводки, в знаменателе – нижней подводки.

МЕТОДИКА РАСЧЁТА НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

148

Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

149

12.2.

Примеры расчета нагревательных приборов

Пример 1.

Расчет отопительных приборов однотрубной горизонтальной поквартирной системы

водяного отопления жилого здания [28].

Исходные данные

Рассчитать чугунные радиаторы типа МС-140-98, приведенной на рис. 12.5, однотрубной

горизонтальной системы водяного отопления, отапливающей помещения 201, 202, 203 двух-

комнатной квартиры жилого дома в г. Киеве. Расчетный перепад температур воды в системе

отопления t

- t

= 95 - 70 °С. Установка отопительных приборов принята под окнами у стены без

ниш. Радиаторы оборудуются системой присоединения “Герц-2000” для однотрубных систем (с

короткозамкнутым байпасом) с термостатическими клапанами “Герц-ТS-90” и вмонтированными

воздушными кранами.

Рис. 12.5. Комплект подключения Герц 2000

Трубопроводы системы отопления, проложенные открыто, запроектированы из стальных во-

догазопроводных труб /ГОСТ 3262-89*/. Согласно результатам гидравлического расчета системы

отопления расход воды в горизонтальной приборной ветке равен G

П.В

= 101,8 кг/ч. Исходные

данные, необходимые для расчета радиаторов, приведены на рис. 12.6.

Последовательность расчета

По формуле (12.8) определяется температура воды, входящей в каждый отопительный при-

бор:

0,86 ΣQ

вх

= t

- ———————

П.В

;

вх

= 95 °С;

0,86



1620



1,01

вх

= 95 - ————————— = 81,13 °C

101,8

;

0,86 (1620 + 880) 1,01

вх

III

= 95 - ——————————— = 73,67 °C

101,8

где:

= 1,01 (табл. 12.2);

= 1 (табл. 12.3).

148

Зайцев О. Н., Любарец А. П. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

149

Перепад температур воды в радиаторах определен по формуле (12.10):

0,86 Q

∆t

О.П

= ——————— ;

П.В

0,86



1620



1,01

∆t

О.П

= ———————— =27,65

0,5



101,8 ;

0,86



880



1,01

∆t

О.П

= ———————— = 15,02

0,5



101,8 ;

0,86 . 790 .

1,01

∆t

О.П

III

= ———————— = 13,48

0,5 . 101,8

где:

α = 0,5 – коэффициент затекания воды в радиаторы для системы присоединения “Герц-2000”

(табл.12. 4).

Температурный напор в каждом радиаторе определен по формуле (12.6):

∆t

О.П.

∆t

= t

вх

- ——— - t

вн

;

27,65

∆t

= 95 - ——— - 20 = 61,17 °С

;

15,02

∆t

= 81,18 - ——— - 18 = 55,67 °С

;

13,48

∆t

III

= 73,67 - ——— - 18 = 48,93 °С

Температурный напор для подающего и обратного трубопровода соответственно равны:

для помещения 203 ∆t

тр.г

= t

– t

вн

= 95 – 20 = 75 °С;

для помещения 201 ∆t

тр.о

= t

– t

вн

= 70 – 18 = 52 °С.

Теплоотдачу открыто проложенных стальных труб в отапливаемом помещении определяем

по формуле (12.5). Для этого по рис. 12.6 и данным графика на рис.12.4 для каждого помещения

определена длина вертикальных и горизонтальных участков трубопроводов ℓ

и ℓ

м, и соответ-

ствующие им температурные напоры, ∆t

Тi

тр

°С, и тепловые потоки 1 м вертикальных труб q

тр

Вт/м. Результаты расчетов приведены в табл. 12.5.

Расчетная тепловая мощность каждого радиатора горизонтальной ветки вычислена по фор-

муле (12.4):

O.П.

= (Q

+ Q

вн

- 0,9 Q

тр

) b

;

O.П.

= (1620 + 260 – 0,9 · 484) 1,01 = 1459 Вт; Q

O.П.

= (880 + 210 – 0,9 · 230) 1,01 = 892 Вт;

O.П.

III

= (790 + 170 – 0,9 · 284) 1,01 = 711 Вт.

Поправочный коэффициент ϕ

определяется по формуле (12.1) или по графику, приведенному

на рис. 12.2:

∆t

—

1+n

;

61,17

——

1,3

= 0,839

;

55,56

——

1,3

= 0,742

;

48,93

III

——

1,3

= 0,628

Поправочный коэффициент ϕ

определяется по формуле (12.1) или по графику (рис. 12.2) для всех

радиаторов горизонтальной ветки при G

О.П

= G

П.В

α = 101,8 · 0,5 = 50,9 кг/час

= 0,962

Поправочный коэффициент b

определяется по графику (рис.12.3) для барометрического дав-

ления, для Киева Р

= 990 гПа:

b = 0,99

При расходе воды в нагревательных приборах G

О.П

= 50,9 кг/час поправочный коэффициент

с по данным табл. 12.1:

с = 1,039

Согласно пояснений к формуле (12.1) для всех радиаторов горизонтальной ветки коэффици-

енты ψ

= 1 (схема движения воды в радиаторах “сверху-вниз”); ψ

= 1 (однорядная установка

радиаторов по вертикали); ψ

= 1 (однорядная установка радиаторов в глубину).

МЕТОДИКА РАСЧЁТА НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ