Методика расчета

Тепловой расчет системы отопления, заключатся в определении площади поверхности отопительных приборов. К расчету приступают после выбора типа отопительных приборов, места установки, способа присоединения к трубам системы отопления, вида и параметров теплоносителя, температуры воздуха в отапливаемом поме­щении, диаметра труб по результатам гидравлического расчета. Поверхность отопительного прибора должна обеспечить необходимый тепловой поток от теплоносителя к воздуху помещения, равный теплопотерям помещения за вычетом теплоотдачи проложенных в нем теплопроводов[7].

Методы расчета и подбора отопительных приборов приведены в[1],[3].с целью уменьшения количества однотипных вычислений при выполнении курсового проекта рекомендуется проводить расчет отопительных приборов не более двух стояков главного циркуляционного кольца системы отопления, остальные приборы рассчитывать на ЭВМ)[7].

Важнейшим теплотехническим показателем отопительной системы является коэффициент теплоотдачи прибора и площади внешней поверхности.

С целью обеспечения единого теплотехнического показателя с 1967 года была введена условная единица измерения площади -эквивалентный квадратный метр (ЭКМ).

ЭКМ - это условная поверхность эталонного прибора На­пример, ЭКМ секционного радиатора Н-136 с теплоотдачей 506 Вт при разности средней температуры теплоносителя и воздуха 64,5 ⁰С относительном расходе теплоносителя воды в приборе составля­ет С = 1,0.

Однако площадь в ЭКМ не соответствует физической площади в м². Например, у отопительных приборов типа гладкотрубного регистра, панельного радиатора, имеющих коэффициент теплоотдачи больше, чем у эталонного прибора, площадь в ЭКМ превышает их физическую площадь в м² и наоборот, у малоэффективных при­боров типа конвектора, ребристой трубы площадь в ЭКМ меньше площади в м².

В связи с этим с 1984 года в инженерных расчетах отказались от измерения площади поверхности отопительного прибора в ЭКМ и перешли на м² [7].

3.1. Расчет площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления.

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор , количество теплоносителя, проходящего через прибор ,и величины тепловой нагрузки прибора .

Расчет площади каждого отопительного прибора осуществляется в определенной последовательности[7]:

1. Вычерчивается расчетная схема стояка, принимается тип отопительного прибора и место установки, схема подачи теплоносителя в прибор, конструкция узла прибора На расчетной схеме проставляются диаметры труб, тепловая нагрузка прибора, равная теплопотерям Q_тп, Вт.

2.Определяем суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающей м агистрали от начала системыдорассматриваемого стояка по формуле (1):

, (1)

где q_l - теплопередача одного метра трубы в помещение температурой t_в, Вт/м, принимаемая по таблице 13.

Таблица 13 - Понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали ∆t_п.м.

,мм	25-32			65-100	125-150
,°С	0,40	0,40	0,30	0,20	0,10

- длинна участка магистрали, м;

- расход воды на участке, определяемый по предварительному расчету, кг/ч.

3.Расчитываем общее количество воды, циркулирующей по стояку по формуле (2):

, (2)

где Q_пр - суммарные теплопотери в помещениях, обслуживаемых стояком, Вт;

- коэффициент принимаемый по приложению 1

-коэффициент принимаемый по приложению 1

4.Рассчитывается расход воды, проходящей через каждый прибор с учетом коэффициента затекания α [приложение 2] находят по формуле (3):

(3)

5.Определяется температура воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом находится по уравнениям (4-5):

, (4)

, (5)

6.Определяется средняя температура воды в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя рассчитывается по формуле (6):

, (6)

7.Рассчитывается средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя определяется по формуле (7):

, (7)

8.Определяется плотность теплового потока для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя определяется по формуле (8):

, (8)

где - номинальная плотность теплового потока, полученная при стандартных условиях, принимаемая по приложению 4;

- показатели для определения теплового потока отопительного прибора, принимаемые по приложению 3.

- поправочный коэффициент, учитывающий движение теплоносителя в приборе «снизу-вверх», рассчитываемый по формуле (8а):

, (8а)

где а = 0,006-для чугунных секционных и стальных панельных радиаторов типа РСВ1;

а = 0,002 – для конвекторов настенных типа «Универсал», «Аккорд» и прибора «Коралл» в двухрядном исполнении по высоте; для остальных приборов =1;

- коэффициент учета расчетного атмосферного давления для отопительных приборов, принимаемый по приложению 5.

9.Рассчитывается полезная теплоотдача труб стояка, подводок к отопительным приборам, проложенным в помещении рассчитывается по формуле (9):

при

, (9)

где - теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб в I помещении, Вт/м, принимаемая по приложению 7 в зависимости от диаметра и разности температуры теплоносителя на входе его в рассматриваемое помещение и температуры воздуха в помещении;

- длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах i-ro помещения, м.

10.Далее определяем требуемую теплоотдачу отопительного прибора в рассматриваемом помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб по формуле (10):

(10)

где - теплопотери в i-м помещении;

- поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, принимаемый - при открытой прокладке; - при скрытой прокладке; - при прокладке в тяжелом бетоне.

11.Определяем расчетную наружную площадь отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формуле (11):

(11)

Расчетное число секций чугунных радиаторов находят по формуле:

, (12)

где f_сек - поверхность одной секции радиатора, принимаемая по справочнику проектировщика, м²;

b₃ - коэффициент, учитывающий количество секций в приборе;

b₄ - коэффициент, учитывающий способ установки отопительного прибора, принимаемый по приложению 6.

Коэффициент учета числа секций в приборе определяется по формуле:

, (13)

Результаты расчетов отопительных приборов каждого стояка системы водяного отопления рекомендуется сводить в таблицу 14.

Таблица 14 – Ведомость отопительных приборов.

№ прибора

Теплопотери помещения Qпом., Вт

Температура внутреннего воздуха tвн., оС

Температура воды на входе в прибор tвх., оС

Температура воды на выходе из прибора tвых., оС

Температурный напор dtcр., оС

Коэффициент n

Коэффициент p

Коэффициент c

Средняя температура воды в отопительном приборе, tср,., оС

Теплоотдача вертикальных труб qв, Вт

Длина вертикальных труб Lв, м

Теплоотдача горизонтальных труб q г, Вт

Длина горизонтальных труб Lг, м

Общая теплоотдача трубопровода Qтр., Вт

Тепловая нагрузка приборов Qпр., Вт

Поверхность нагрева прибора Fпр., м2

Коэффициент β3

Коэффициент β4

Расчетное число секций n расч., шт.

Установленное число секций n уст., шт.

3.2. Пример расчета площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления.

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор ,количество теплоносителя, проходящего через прибор ,и величины тепловой нагрузки прибора .

Рассмотрим расчет поверхности нагревательных приборов Ст1. Принимаем тип отопительного прибора М-90.

Определяем суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка:

G_ст= 161 кг/ч,

Рассчитываем расход воды, проходящей через каждый прибор с учетом коэффициента затекания α [приложение 2] по формуле (3):

Определяем температуру воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом по уравнениям (4-5):

; ; ;

Определяем среднюю температуру воды в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя по формуле (6):

;

; ; ; ;

Далее рассчитываем средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя по формуле (7):

; ;

; ; ;

Определяем поправочный коэффициент, учитывающий движение теплоносителя в приборе «снизу-вверх» по формуле (8а):

; ;

Рассчитываем плотность теплового потока для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формуле (8):

;

; ; ;

;

Рассчитываем полезную теплоотдачу труб стояка, подводок к отопительным приборам , проложенным в помещении по формуле (9):

Для первого прибора при

Аналогично рассчитываем для всех остальных приборов.

Рассчитываем требуемую теплоотдачу отопительного прибора в рассматриваемом помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб по формуле (10):

; ; ;

; ;

Определяем расчетную наружную площадь отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формуле (11):

; ; ;

; ;

Коэффициент учета числа секций в приборе определяется по формуле (13):

Расчетное число секций чугунных радиаторов находят по формуле (12):

Далее расчет ведется аналогично.

Рисунок 2

Таблица 15 – Ведомость отопительных приборов.

№ прибора	Теплопотери помещения Qпом., Вт	Температура внутреннего воздуха tвн., оС	Температура воды на входе в прибор tвх., оС	Температура воды на выходе из прибора tвых., оС	Температурный напор dtcр., оС	Коэффициент n	Коэффициент p	Коэффициент c	Коэффициент α	Коэффициент 𝜓	Средняя температура воды в отопительном приборе, tср,., оС	Теплоотдача вертикальных труб qв, Вт	Длина вертикальных труб Lв, м	Теплоотдача горизонтальных труб q г, Вт	Длина горизонтальных труб Lг, м	Общая теплоотдача трубопровода Qтр., Вт	Тепловая нагрузка приборов Qпр., Вт	Поверхность нагрева прибора Fпр., м2	Коэффициент β3	Коэффициент β4	Расчетное число секций n расч., шт.	Установленное число секций n уст., шт.
		Расчет стояка 1. Q = 4692Вт, G = 161 кг/ч
			94,4	89,8	70,1	0,15				0,972	92,1		2,27		0,8			0,83	1,11		3,7
		89,8	85,6	65,7	0,15	0,975	87,7		2,27		0,8			0,84	1,11	3,8
		85,7	81,3	61,7	0,15	0,974	83,5		0,15		2,16			1,1	1,07	5,1
		81,3	76,9	57,1	0,15		79,1		0,15		2,16			1,2	1,05	5,7
		76,9	72,7	52,8	0,15	74,8		2,27		0,8			1,2	1,05	5,7
		72,9	68,3	48,6	0,15	70,6		2,27		0,8			1,3	1,04	6,3