Тепловой расчёт отопительных приборов

Тепловой расчёт отопительных приборов заключается в определении площади поверхности отопительных приборов с последующим вычислением количества секций радиаторов или подбора типоразмера конвекторов (5,6).

Расчётная площадь поверхности отопительного прибора:

F_р = Q_пр/q_пр, м² (16)

где Q_пр – теплоотдача отопительного прибора в отапливаемое помещение, определяется по формуле:

Q_пр = Q_{n —} 0,9Q_тр, (17)

где Q_{n —} теплопотребность помещения, равная его теплопотерям за вычетом теплопоступлений,Вт;

Q_{тр —} суммарная теплоотдача проложенных в пределах помещения стояков, подводок, к которым непосредственно присоединён прибор (коэффициент 0,9 учитывает долю теплового потока от теплопроводов, полезную для поддержания температуры воздуха в помещении), Вт;

q_{пр —} расчётная плотность теплового потока отопительного прибора, Вт/м², определяется по формуле (18);

Основные технические характеристики некоторых отопительных приборов, выпускаемых промышленностью, приведены в прил. 6 методических указаний.

Расчётная плотность теплового потока q_пр, Вт/м², для условий работы отличных от стандартных:

q_пр= q_ном×(Dt_ср/70)¹⁺ⁿ ×(G_пр/0,1)^РС_пр, (18)

где q_{ном —} номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы, Вт/м², принимается по прил. 6. Стандартными условиями считаются условия работы системы отопления, когда средний температурный напор равен 70 °С, расход воды в приборе составляет 0,1 кг/с, а атмосферное давление 101,3 кПа;

Dt_{ср —} температурный напор равный разности полусуммы температур теплоносителя на входе и выходе отопительного прибора и температуры воздуха помещения:

Dt_ср= (t_вх+t_вых/2)- t_р,°С (19)

где t_{вх —} температура воды на входе в прибор, °С;

t_{вых —} температура воды на выходе из прибора, °С;

t_{р —} температура воздуха помещения, °С;

G_{пр —} действительный расход воды в отопительном приборе,кг/с;

G_пр= Q_т∙b₁∙b₂/(c×(t_r-t₀)), (20)

где Q_{т —} суммарная тепловая нагрузка всех отопительных приборов стояка, Вт;

c — удельная теплоёмкость воды, с = 4200 Дж/(кг×К);

t_{r —} температура воды на входе в первый прибор стояка, t_r= 105 ^°С;

t_{0 —} температура воды на выходе из последнего по ходу движения воды прибора стояка, t₀ = 70°С;

n, p — экспериментальные значения показателей степени, приведены в прил. 6;

b_{1 —} коэффициент учёта дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счёт округления сверх расчётной величины, принимается по табл. 9;

b_{2 —} коэффициент учёта дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, установленными у наружных ограждений: для радиаторов чугунных и конвекторов с кожухом b₂ = 1,02, для конвекторов без кожуха b₂ = 1,03 при установке у наружной стены в том числе под световым проёмом ([5],табл. 8.3).

Таблица 9

Значение коэффициента b₁

Шаг номенклатурного ряда отопительных приборов	b1
0,12	1,02
0,15	1,03
0,18	1,04
0,21	1,06
0,24	1,08
0,3	1,13
Примечание: Шаг номенклатурного ряда прибора следует определять как произведение номинальной плотности теплового потока на площадь поверхности нагрева секции. Например, для радиаторов чугунных секционных qном×f1 = 0,758×0,244 = 0,18, следовательно b1 = 1,04.

С_пр — коэффициент, учитывающий схему присоединения отопительного прибора и изменения показателя степени р в различных диапазонах расхода теплоносителя, принимается по прил.6.

Температуру воды на входе и выходе каждого отопительного прибора можно определить лишь последовательно, начиная с первого походу движения воды прибора:

t_{вых i} = t_{вх (i+1)}= t_{вх i}- Q_n / Q_{т ×}(t_r-t_о), °С (21)

где t_{вых i}, t_вх – температура воды соответственно на входе в i -й по ходу движения воды прибор и на выходе из него, °С;

t_{вх (i+1)} — температура воды на входе в i+1-й по ходу движения воды прибор, °С;

Q_{n i} – тепловая нагрузка i-го прибора, Вт;

Q_т ,t_r, t_о – то же, что и в формулах (17), (20).

Теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка и подводок, к которым непосредственно присоединён прибор;

Q_тр =q_в×l_в+q_rl_r, Вт (22)

где l_в, l_r – длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м;

q_в, q_r – теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м, для неизолированных труб принимается по приложению 7 методических указаний, исходя из диаметра и положения труб, а так же разности температуры теплоносителя при входе его в рассматриваемое помещение t_вх и температуры воздуха в помещении t_{р .}

Расчётное число секций чугунных радиаторов определяют по формуле:

N = F×b₄/(f₁×b₃), (23)

где f₁ – площадь поверхности нагрева одной секции, м², зависящая от типа радиатора, принятого к установке в помещении (принимается по прил.6);

b₄ – коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении ([6], табл. 9,12),

при открытой установке b₄ = 1;

b₃ – коэффициент учёта числа секций в приборе для радиатора типа МС-140, принимаемый равным:

Число секций в приборе до 15 16-20 21-25

b₃ 1 0,98 0,96

Для всех остальных типов приборов b₃ = 1

К установке принимается, как правило, ближайшее большее целое число секций радиатора. Округление числа секций до целого в меньшую сторону допускается, если при этом тепловой поток уменьшается не более чем на 6%.

Число конвекторов без кожуха по вертикали и в ряду по горизонтали определяют по формуле:

N = F_р/f₁×n, (24)

где n – число ярусов и рядов элементов, составляющих прибор;

f₁ - площадь одного элемента конвектора, м².

Тепловой расчёт оформляют в виде таблицы, пример расчёта представлен в п. 4.