определение площади нагревательных приборов

Видео:Расчет радиаторов отопления Часть 1Скачать

Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов

Для расчета F_p определяют плотность теплового потока отопительного прибора. Для этого используют номинальную плотность теплового потока.

Номинальную плотность теплового потока q_ном, Вт/м 2 , получают испытаниями прибора для стандартных условий работы (средний температурный напор Δt_ср ст = 70 °C, расход воды в приборе G_пр ст = 0,1 кг/с, атмосферное давление р_б == 1013,3 гПа.).

Стандартный температурный напор для воды, при котором проводятся испытания приборов

где температура входящей сверху в прибор воды t_вх = l05 °C; выходящей снизу t_вых = 70 °С; температура воздуха в помещении t_в = 18 °C.

Номинальная плотность теплового потока, Вт/м 2 , приведена в табл. 6.1. Из таблицы видно, что q_ном панельных радиаторов в 1,5 — 2 раза выше, чем q_ном конвекторов.

Располагая q_ном, определимрасчетную плотность теплового потока прибора q_пр, Вт/м 2 , для условий работы, отличных от стандартных:

где q_ном — номинальная плотность теплового потока прибора при стандартных условиях, Вт/м 2 (табл. 6.1); Δt_ср — температурный напор, Δt_ср = [0,5 (t_вх – t_вых) – t_в], °C; G_пр — действительный расход воды прибора, кг/с, G_пр = Q_т/[с (t_вх – t_вых)]; n, p —экспериментальные значения, (табл. 6.1); с_пр — коэффициент схемы присоединения отопительного прибора и изменения показателя степени p в различных диапазонах расхода теплоносителя (табл. 6.1).

(6.3)

где Δt_н — температурный напор, равный разности температуры насыщенного пара и температуры воздуха помещения (t_п – t_в), °С.

Определим тепловой поток прибора Q_np, Вт:

Расчетная площадь F_p, м 2 , отопительного прибора независимо от вида теплоносителя

С учетом дополнительных факторов, влияющих на теплоотдачу

где Q_np — теплоотдача отопительного прибора в отапливаемое помещение

где Q_потр — теплопотребность помещения (теплопотери минус теплопоступления), Вт; Q_тр — суммарная теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения стояков, подводок, к которым непосредственно присоединен прибор (0,9 учитывает долю теплового потока от теплопроводов, полезную для поддержания температуры воздуха в помещении).

С учетом выражения (6.7) формула (6.6) приобретает вид

где Q_пот, Q_тр — см. (6.7); q_np — см. (6.2) и (6.3); β₁ — коэффициент учета дополнительного теплового потока отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины (табл. 6.2); β₂ — коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений (табл. 6.3).

Таблица 6.2. Значения коэффициента β₁

Примечание. Для отопительных приборов с номинальным тепловым потоком более 2,3 кВт принимают вместо β₁ коэффициент β₁ 1 =0,5(l+ β₁).

Таблица 6.3. Значения коэффициента β₂

Суммарная теплоотдача теплопроводов Q_тр, Вт

где k_тр, d_н и l —коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 ·К), наружный диаметр, м, длина, м, отдельных теплопроводов; t_т и t_в — температура теплоносителя и воздуха в помещении, о С.

На практике Q_тр определяют по упрощенной формуле

где q_в и q_г — теплоотдачи (справочные) 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, исходя из их диаметра и разности температур (t_т — t_в), l_в и l_г — длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.

Расчетное число секций чугунных радиаторов

где f₁ — площадь поверхности нагрева одной секции,м 2 , (табл. 6.1); β₄ — коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении (рис. 6.13), при открытой установкеβ₄ = 1,0; β₃ — коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе.

β₃ для радиаторов МС-140: число секций от 3 до 15 — 1, от 16 до 20 — 0,98, от 21 до 25 — 0,96, а для остальных чугунных радиаторов

Рис. 6.13. Способы установки отопительных приборов

N_р округляют до N_уст – числа секций принимаемых к установке. При этом допускают уменьшение теплового потока Q_np не более чем на 5 % (но не более чем на 60 Вт).

Для остальных отопительных приборов β₃ = 1. Если устанавливают панельный радиатор типа РСВ1 и РСГ2 или конвектор с кожухом площадью f₁, м 2 , тоих число в помещении составит

Число конвекторов без кожуха или ребристых труб по вертикали и в ряду по горизонтали определяют по формуле

где n — число ярусов и рядов элементов прибора; f₁ — площадь одного элемента конвектора или одной ребристой трубы, м 2 .

Результаты вписывают в бланк (табл. 6.4).

Таблица 6.4. Расчет отопительных приборов.

Теплоотдачу приборов изменяют количество воды, проходящей через прибор и ее температурой. Центральное регулирование температуры воды осуществляют в котельной (ТЭЦ). Местное регулирование — изменением количества воды, поступающей в прибор. В двухтрубных системах применяют краны двойной регулировки (рис. 5.12, г). В однотрубных системах — на подводках к приборам трехходовые краны (КРТП и КРПШ рис. 5.12, е).

Регулировочными кранами выполняют: монтажное (при наладке и пуске системы) и эксплуатационное регулирование (при эксплуатации). Регулировочные краны не устанавливают у приборов, размещаемых в лестничных клетках и в местах, где вода может замерзнуть. Не допускается установка запорно-регулировочной арматуры на «сцепках» приборов.

Применяют и автоматические регулирующие устройства.

Контрольные вопросы. 1. Какие основные требования предъявляются к отопительным приборам? 2. Какие виды отопительных приборов применяют для жилых, общественных и производственных зданий? 3. Где размещают и как устанавливают отопительные приборы? 4. В каких единицах измеряют площадь поверхности отопительных приборов? 5. Для каких условий работы получены значения номинальной плотности теплового потока отопительных приборов? 6. Каким образом учитывают дополнительные факторы, влияющие на теплопередачу отопительных приборов? 7. В каких случаях и в каком размере необходимо учитывать теплоотдачу теплопроводов системы отопления? Какова методика проведения этого расчета? 8. Почему необходимо регулировать теплоотдачу отопительных приборов? Какие существуют методы регулирования теплоотдачи? 9. Каким образом регулируется теплоотдача конвекторов «Универсал»?

Таблица 6.1. Основные технические данные некоторых отопительных приборов

Примечание. Отопительные приборы могут быть присоединены по любой из указанных схем: «сверху вниз», «снизу вверх», «снизу вниз».

Видео:Как рассчитать радиаторы для домаСкачать

Определение площади нагревательных приборов

Требования к отопительным приборам

Классификация отопительных приборов

Описание отопительных приборов

Подбор отопительных устройств

Коэффициент теплопередачи прибора отопления

Тепловой расчёт отопительного прибора

Регулирование теплопередачи приборов

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Тепловой расчет приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого отопительного прибора, обеспечивающей необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение. Расчет проводится при температуре теплоносителя, устанавливаемой для условий выбора тепловой мощности приборов. Для теплоносителя пара это температура насыщенного пара при заданном его давлении в приборе. Для теплоносителя воды — максимальная средняя температура воды в приборе, связанная с ее расходом.

Тепловая мощность прибора, т. е. его расчетная теплоотдача Qnp, определяется, как известно, теилопотребностью помещения за вычетом теплоотдачи теплопроводов, проложенных в этом помещении.
Площадь теплоотдающей поверхности зависит от принятого вида прибора, его расположения в помещении и схемы присоединения к трубам. Эти факторы отражаются на значении поверхностной плотности теплового потока прибора.

Если поверхностная плотность теплового потока прибора q _np , Вт/м 2 известна, то теплоотдача отопительного прибора Q , Вт, должна быть пропорциональна площади его нагревательной поверхности

Отсюда расчетная площадь А_р, м 2 , отопительного прибора независимо от вида теплоносителя

где Q_np — требуемая теплоотдача прибора в рассматриваемое помещение.

Q_п — теплопотребность помещения, Вт; Q_тр — суммарная теплоотдача проложенных в пределах помещения нагретых труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединен отопительный прибор, а также транзитного теплопровода, если он имеется в помещении, Вт; ?_тр — поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, полезную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении ( ?_тр составляет при прокладке труб: открытой — 0,9, скрытой в глухой борозде стены — 0,5, замоноличенной в тяжелый бетон — 1,8 (возрастание теплоотдачи обгоняется увеличением площади теплоотдающей поверхности)).
Суммарную теплоотдачу теплопроводов Q_тр, Вт, находят по формуле

где k _тр , d _н , l — соответственно коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 *°С), наружный диаметр, м, и длина, м, отдельных теплопроводов; t _г и t _в — соответственно температура теплоносителя и воздуха в помещении, °С.

Теплоотдачу теплопроводов можно определить приближенно по формуле

с использованием таблиц в справочной литературе, где даны значения q_в и q_г — теплоотдачи 1 м соответственно вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, определяемые исходя из их диаметра и разности температуры (t_г — t_в); l _в и l _г — длина соответственно вертикальных и горизонтальных теплопроводов в пределах помещения, м.

Ранее в СССР вычисления по формуле A _p = Q_np/q_np и измерение теплоотдающей поверхности всех отопительных приборов проводились в условных единицах площади — эквивалентных квадратных метрах (экм). Эквивалентным квадратным метром считали площадь нагревательной поверхности прибора с теплоотдачей 506 Вт (435 ккал/ч) при разности средней температуры теплоносителя и воздуха (t_г — t_в) = 64,5 °С и относительном расходе теплоносителя воды в приборе G_отн = l,0. Отопительным приборам, имеющим коэффициент теплопередачи выше, чем коэффициент теплопередачи эталонного радиатора (ранее выпускавшегося секционного радиатора типа Н-136), т. е. гладкотрубным приборам и панельным радиаторам, присваивалось измерение площади в экм, превышающих по величине их физическую площадь в м 2 . Напротив, площадь теплотехнически малоэффективных приборов (конвекторов, ребристых труб) измерялась в экм, меньших по величине, чем их площадь в м 2 . Двойное измерение площади отопительных приборов — в условных экм и физических м 2 — заменено в 1984 г. измерением площади нагревательной поверхности только в квадратных метрах.

После определения расчетной площади нагревательной поверхности прибора по каталогу приборов подбирается ближайший торговый его размер (число секций или марка панельного радиатора, длина конвектора, ребристой или гладкой трубы). При этом фактическая площадь принятого к установке прибора получается, как правило, больше расчетной (это заранее учитывается в теплоотдаче прибора и расходе теплоносителя введением среднестатистического повышающего коэффициента ?₁ .

Длина секционных радиаторов зависит от числа секций, составляющих приборы.

Число секций радиаторов определяют по формуле

где а₁ — площадь одной секции, м 2 , типа радиатора, принятого к установке в помещении;
? ₄ — поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении;
? ₃ — поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе ( ? ₃ — 1,0 при А_р = 2,0 м 2 ), который для радиаторов типа М-140 вычисляется по формуле

Секционные радиаторы проходят тепловые испытания при площади отопительного прибора около 2,0 м 2 , т. е. в составе семи — восьми секций, поэтому полученное значение коэффициента теплопередачи справедливо только для радиаторов именно таких размеров. При меньшем числе секций коэффициент теплопередачи относительно повышается благодаря влиянию усиленного теплового потока крайних секций, торцы которых свободны для теплообмена излучением с помещением, поэтому размеры радиатора могут быть несколько сокращены. При большем числе секций влияние крайних секций на коэффициент теплопередачи уменьшается, и размеры радиатора должны быть несколько увеличены.

Для типов радиаторов с площадью одной секции 0,25 м 2 (в том числе для эталонного радиатора) коэффициент ? ₃ определяют по формуле

Расчетное число секций по формуле (? ₃ = 0,97 + 0,06 / А_р) редко получается целым. При выборе целого числа секций радиатора допускают уменьшение расчетной площади А_р не более чем на 5 % (но не более чем на 0,1 м 2 ). Так поступают с целью ограничения отклонения от расчетной температуры в помещении (обычно приемлемо понижение на 1 °С в гражданских и на 2 °С в производственных зданиях). Поэтому, как правило, к установке принимают большее ближайшее число секций.

Если в наружной стене имеется подоконная ниша, то длина радиатора должна быть меньше ее длины, по крайней мере, на 400 мм при прямой подводке труб (600 мм — при подводке с уткой). Лишние секции выделяют в самостоятельный радиатор.

Длина стальных панельных радиаторов определяется размерами выпускаемых марок, а не получается в результате набора стандартных элементов, как при расчете секционных радиаторов. Для увеличения площади отопительного прибора, если это необходимо, отдельные марки одноблочных панельных радиаторов (например, типа РСВ или РСГ) могут объединяться в блоки, включающие две параллельно расположенные панели.

Если к установке предназначен панельный радиатор определенной площади а,, м2, то число таких радиаторов, размещаемых в помещении открыто,

При применении двухрядных блоков их расчетную площадь А_р увеличивают, принимая соответственно пониженный коэффициент теплопередачи по сравнению с коэффициентом для однорядной установки радиатора.
Длина конвекторов с кожухом также определяется размерами выпускаемых полностью готовых приборов. Например, напольные конвекторы типа «Ритм» выпускаются с длиной кожуха 1000 и 1500 мм. Настенные конвекторы типов «Комфорт-20» и «Унивсрсал-20» различных марок отличаются по длине одна от другой на 100 мм (типа «Универсал-С» — на 50 мм).

Число элементов конвекторов без кожуха или ребристых труб в ярусе по вертикали и в ряду по горизонтали определяют по формуле

где n — число ярусов и рядов элементов, составляющих прибор; a₁ — площадь одного элемента конвектора или одной ребристой трубы принятой длины, м 2 .

Предполагаемое число ярусов и рядов элементов, а также схему соединения их между собой следует заранее учитывать при определении расчетной площади отопительного прибора (с последующей проверкой).

Длина греющей трубы 1, м, в ярусе или в ряду гладкотрубного прибора составит

где ?₄ — поправочный коэффициент, учитывающий наличие декоративного укрытия труб;
n — число ярусов или рядов греющих труб, составляющих прибор; а ₁ — площадь 1 м открытой горизонтальной трубы принятого диаметра, м 2 /м.

При округлении дробного расчетного числа элементов или приборов до целого числа допустимо, как и для радиаторов, уменьшать А не более чем на 5 % (но не более чем на 0,1 м 2 ).

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 2,7 м при Q_n=1410 Вт и t_в=18 °С, если радиатор присоединяется к однотрубному проточно-регулируемому стояку D_y20 (с краном типа КРТ на подводке длиной 0,4 м) системы водяного отопления с верхней разводкой при t_г = 105 °С и расходе воды в стояке G_ст = 300 кг/ч. Вода в подающей магистрали охлаждается до рассматриваемого стояка на 2 °С.

Средняя температура воды в приборе :

t_ср = (105 — 2) — 0,5 * 1410 * 1,06 * 1,02 * 3,6 / (4,187 * 300) = 100,8 °С.

Плотность теплового потока радиатора при ? t_ср = 100,8 — 18 = 82,8 °С (изменение расхода воды в радиаторе от 360 до 300 кг/ч практически ни влияет на q _np )

Q _пр = 650(82,8 / 70)1+0,3 = 809 Вт/м2.

Теплоотдача вертикальных (1в = 2,7 — 0,5 = 2,2 м) и горизонтальных (1г = 0,8 м) труб Dy20 по формуле Q_тр = q _в* l _в + q _г* l _г

Q_тр = 93 * 2,2 + 115 * 0,8 = 296 Вт.

А_р = (1410 — 0,9 * 296) / 809 = 1,41 м 2 .

Расчетное число секций радиатора М-140А по формуле при площади одной секции 0,254 м 2 ( ? 4=1,05, ? 3 = 0,97 + 0,06 / 1,41= 1,01 по формуле ? ₃ = 0,97 + 0,06 / А_р )

N = (1,41 / 0,254) * (1,05 / 1,01) = 5,8 секции.

Принимаем к установке 6 секций.

Определим марку открыто устанавливаемого настенного конвектора с кожухом типа КН-20к «Универсал-20» малой глубины по условиям примера 4.1 (однотрубный стояк — проточный, т. е. без крана у прибора).

Средняя температура воды в приборе :

tcp = (105 — 2) — 0,5 * 1410 * 1,04 * 1,02 * 3,6 / (4,187 * 300) = 100,9 °С.

Номинальная плотность теплового потока для конвектора «Универсал-20» составляет 357 Вт/м 2 . В нашем случае ? t_cp= 100,9 -18 = 82,9 °С (больше 70 °С) и Gnp=300 кг/ч (меньше 360 кг/ч). Поэтому пересчитываем значение плотности теплового потока конвектора по формуле q_пр = q_ном( ?t_ср / 70) 1+n (G_пр / 360) p

q_np = 357(82,9 / 70)1+0,3(300 / 360)0,07 = 439 Вт/м 2 .

Теплоотдача вертикальных (l_в=2,7 м) и горизонтальных (1_г-=0,8 м) труб D_y20 по формуле Q_тр = q _в* l _в + q _г* l _г

Q_тр = 93*2,7 + 115*0,8 = 343 Вт.

Расчетная площадь конвектора по формулам A _p = Q_np/q_np и Q_пp = Q_п — ?_тр *Q_тр
А_р =(1410 — 0,9*343) / 439 = 2,51 м 2 .

Принимаем к установке один концевой конвектор «Универсал-20» с кожухом малой глубины марки КН 230-0,918к площадью 2,57 м 2 (длина кожуха 845 мм, монтажный номер У5).

Определим длину и число ребристых чугунных труб, устанавливаемых открыто в два яруса, в системе парового отопления, если избыточное давление пара в приборе 0,02 МПа
(t_нac= 104,25 °С), t_в=15 °С, Q_п = 6500 Вт, Q _тр = 350 Вт.

Разность температуры по формуле ? t_н = t _нас — t _в ;

? t_н = 104,25- 15 = 89,25 °С.

Плотность теплового потока отопительного прибора получим при коэффициенте теплопередачи ребристых чугунных труб, установленных одна над другой, к=5,8 Вт/(м2-°С):

Расчетная площадь прибора из ребристых труб по формуле A _p = Q_np/q_np

А_р = (6500 — 0,9 * 350) / 518 = 11,9 м 2 .

Число ребристых труб в одном ярусе, задаваясь длиной выпускаемых труб 1,5 м, имеющих площадь нагревательной поверхности 3,0 м 2 , получим по формуле N = A_p / (n*a₁)

N= 11,9/(2 * 3,0) = 2 шт.

Принимаем к установке в каждом ярусе по две последовательно соединенных чугунных ребристых трубы длиной 1,5 м. Общая площадь нагревательной поверхности отопительного прибора из четырех ребристых труб

Видео:Сколько секций радиаторов на квадратный метр ставить в комнате (квартире)Скачать

Основные расчеты систем водяного отопления

Основными расчетами систем водяного отопления, кроме подсчета теплопотерь, определяются площади нагревательных приборов и диаметров труб, питающих эти приборы.

Площадь нагревательных приборов находится из выражения, общего для водяного и парового отопления:

F_пр k_пр (t_пр-t_в) = Q_пр,

где F_пр — площадь прибора или группы приборов (устанавливаемых в одном помещении) в м 2 ;

k_пр — коэффициент теплопередачи прибора в ккал/м 2 *ч*°С, находящийся в прямой зависимости от величины t_пр-t_в и определяемый опытным путем. Значения этого коэффициента для радиаторов находятся в диапазоне 6 — 8 ккал/м 2 *ч*°С;

t_пр — средняя температура прибора, равная полусумме температур горячей и охлажденной воды, если прибор (радиатор) получает горячую воду через отверстие в верхней пробке, в °С; t_в — температура воздуха в помещении в °С;

Q_пр — теплоотдача прибора или группы приборов, которая должна быть равна расчетной потере тепла помещением, в ккал/ч.

Найдя площадь нагревательных приборов, необходимо ввести к ней ряд поправочных коэффициентов, учитывающих:

число секций в радиаторе; если оно меньше пяти, то коэффициент β₁ = 0,95, при пяти-десяти — β₁ = 1,0, одиннадцати-двадцати — β₁ = 1,05 и более двадцати — β₁ = 1,10;

характер установки прибора и тип его укрытия (декорировки); при установке прибора у стены или в неглубокой нише (не более 130 мм) β₂=1, при установке в более глубокой нише или же при наличии декоративной решетки β₂ = 1,05/1,15;

охлаждение воды в трубопроводе на пути к рассчитываемому прибору β₃= 1,04/1,10.

Кроме этого, следует учитывать количество воды, проходящей через прибор, цвет его окраски и схему присоединения к питающим трубам.

Формула для определения площади (в м 2 ) нагревательных приборов радиаторного типа с учетом перечисленных основных поправочных коэффициентов приобретает следующий вид:

F_пр= Q_прβ₁β₂β₃/k_пр (t_пр-t_в)

Поскольку значения коэффициентов теплопередачи нагревательных приборов находятся в зависимости от типа прибора и его геометрических размеров, то для упрощения расчета существует унифицированная единица измерения — эквивалентный квадратный метр (экм). В этих единицах с 1957 г. обычно и исчисляется поверхность всех нагревательных приборов.

Эталоном 1 экм служит такой прибор, часовая теплоотдача Q_пр которого составляет 435 ккал при t_пр — t_в = 64,5°. Коэффициент теплопередачи эталонного нагревательного прибора составляет

«Санитарно-технические устройства зданий»,
В.В.Конокотин

💡 Видео

Подбор радиаторов отопления по мощности и площади. Основная ошибка в рассчетах. Правильная формула.Скачать

Простой РАСЧЕТ МОЩНОСТИ РАДИАТОРА отопленияСкачать

Как рассчитать мощность радиаторов отопления и теплопотери дома. Как подобрать радиатор отопления.Скачать

Расчёт секций радиатора. Как рассчитать секции в радиаторе отопления. Батарея.Скачать

Как выбрать радиаторы отопления? Подбор, расчеты, полезные советы по монтажу // FORUMHOUSEСкачать

Расчет мощности котла / Зависимость от объема помещенияСкачать

Сколько секций радиатора надо на квадратный метр?Скачать

Система отопления Производственных Помещений [Тепловентиляторы, регистры, воздушное или теплый пол?]Скачать

Как проверить мощность ТЭНаСкачать

1 Расчет мощности радиатораСкачать

Отопление без труб, как расчитать мощность тэна для батареиСкачать

Схемы подключения радиаторов отопления.Скачать

Мощность нагревательного прибора как высчитать и от чего зависитСкачать

Правильный подбор радиаторов по мощностиСкачать

НЕ Покупай Радиаторы Пока Не Посмотришь ЭТО!!!Скачать

Как рассчитать количество секций радиаторов для отопления на примере дома в 80 кв.м.Скачать

Классификация отопительных приборовСкачать