Виды, конструкции и характеристики нагревательных приборов систем отопления. Выбор и размещение отопительных приборов.

Основная функция отопительных приборов — пере­дача теплоты от теплоносителя в обогреваемое помещение и поддержание в нем заданной температуры. Отопи­тельные приборы должны соответствовать экономичес­ким, архитектурно-строительным, санитарно-гигие­ническим и производственно-монтажным, теплотехниче­ским требованиям. Хороший отопительный прибор должен передавать от теплоносителя через единицу пло­щади в помещение наибольшее количество теплоты. Он имеет повышенное значение коэффициента теплоотда­чи по сравнению со значением одного из типов секцион­ных радиаторов, который принят за эталон — радиатор чугунный типа Н-136.

Классификация отопительных приборов

Все отопительные приборы по преобладающему способу теплоотдачи делятся на три группы.

1 — радиационные приборы, передающие излучением не менее 50 % общего теплового потока; к первой группе отно­сятся потолочные отопительные панели и излучатели;

2 — конвективно-радиационные приборы, передающие конвекцией от 50 до 75% общего теплового потока; вторая группа включает радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы, напольные отопительные панели;

3 — конвективные приборы, передающие конвекцией не менее 75 % общего теплового потока; к третьей группе принадлежат конвекторы и ребристые трубы.

В эти три группы входят отопительные приборы пяти основных видов (рис. 4.2): радиаторы секционные и панель­ные, гладкотрубные приборы (эти три вида приборов имеют гладкую внешнюю поверхность), конвекторы, ребристые трубы (имеют ребристую поверхность). К приборам с реб­ристой внешней поверхностью относятся также калорифе­ры, применяемые для нагревания воздуха в системах воз­душного отопления и вентиляции.

По используемому материалу различают:

       - металлические;

       - комбинированные;

       - неметаллические отопительные прибо­ры.

Металлические приборы выполняют в основном из серого чугуна и стали (листовой стали и стальных труб). Применяют также медные трубы, листовой и литой алюми­ний и другой металл.

В комбинированных приборах используют теплопро­водный материал (бетон, керамику), в который заделывают стальные или чугунные греющие элементы (панельные ра­диаторы); оребренные металлические трубы помещают в неметаллический (например, асбестоцементный) кожух (конвекторы).

К неметаллическим приборам относят бетонные панель­ные радиаторы, потолочные и напольные панели с заделан­ными пластмассовыми греющими трубами или с пустотами вообще без труб, а также керамические, пластмассовые и тому подобные радиаторы.

По высоте вертикальные отопительные приборы подраз­деляют на:

- высокие (высотой более 650 мм);

- средние (более 400 до 650 мм);

- низкие (более 200 до 400 мм).

Приборы вы­сотой 200 мм и менее называют плинтусными.

По глубине в установке (с учетом расстояния от прибора до стены) имеются приборы:

- малой глубины (до 120 мм);

- средней глубины (более 120 до 200 мм);

- большой глубины (более 200 мм).

По величине тепловой инерции можно выделить приборы:

- малой;

- большой инерции.

К приборам малой тепловой инер­ции относят приборы, имеющие небольшую массу материала и вмещаемой воды. Такие приборы с греющими трубами малого диаметра (например, конвекторы) быстро изменяют теплоотдачу при регулировании количества подаваемого теплоносителя. Приборами, обладающими большой тепло­вой инерцией, считают массивные приборы, вмещающие значительное количество воды (например, бетонные или чу­гунные радиаторы). Такие приборы теплоотдачу изменяют сравнительно медленно.

 

 

 

Описание отопительных приборов

Радиатором принято называть конвективно-радиацион­ный отопительный прибор, состоящий либо из отдельных колончатых элементов — секций с каналами круглой или эллипсообразной формы (рис. 4.3), либо из плоских блоков с каналами колончатой или змеевиковой формы (рис. 4.4).

Секции радиаторов отливаются из серого чугуна (тол­щина стенки около 4 мм) и могут компоноваться в приборы различной площади путем соединения на резьбовых нип­пелях с прокладками из термостойкой резины или паронита. Несколько секций в сборе называют чугунным сек­ционным радиатором. Наиболее распространены двухколончатые (см. рис. 4.3) радиаторы средней высоты (монтажная высота h_м=500 мм), хотя имеются радиаторы одно- и много­колончатые, высокие (h_м=1000 мм) и низкие (h_м=300 мм). Секции изготовляют различной строительной глубины (размер bна рис. 4.3); в настоящее время приняты b =90 и 140 мм, и марка радиатора обозначается М-90 или М-140.

 

 

Длина одной секции бывает 98 и 108 мм, что указывается в обозначении марки (например, МС-90-108 и МС-140-108).

Чугунные секционные радиаторы отличаются значитель­ной тепловой мощностью на единицу длины прибора (ком­пактностью) и стойкостью против коррозии (долговечно­стью). Однако серьезные недостатки вызывают замену этих приборов другими. Чугунные радиаторы металлоемки [по­казатель М=0,29—0,36 Вт/(кг*°С)1, производство их тру­доемко, монтаж затруднителен, очистка от пыли неудобна, внешний вид непривлекателен.

Плоские блоки радиаторов свариваются из двух штампо­ванных стальных листов (толщина листа 1,4—1,5 мм), образуя приборы малой глубины (18—21 мм) и различной длины, называемые стальными панельными радиаторами. Панельные радиаторы с плоскими вертикальными каналами колончатой формы (см. рис. 4.4, а] сокращенно именуются РСВ (радиаторы стальные вертикальные), с горизонталь­ными последовательно соединенными каналами (змеевиковой формы) — РСГ-1 (см. рис. 4.4, в) и РСГ-2 (см. рис. 4.4, б). Радиаторы РСГ-2 бывают двухходовыми и четырехходовыми.

возможен значительно больший выпуск стальных радиато­ров вместо чугунных.

Распространение стальных радиаторов ограничивается необходимостью применения коррозионностойкой холод­нокатаной листовой стали. При изготовлении из обычной листовой стали срок службы радиаторов сильно сокраща­ется из-за интенсивной внутренней коррозии. Область их применения ограничена системами со специально обрабо­танной (деаэрированной) водой. Их не разрешается также применять в помещениях с агрессивной воздушной сре­дой.

Стальные панельные радиаторы имеют относительно небольшую площадь нагревательной поверхности, из-за чего часто приходится прибегать к установке их в два ряда (на расстоянии 40 мм от одной панели до другой). При этом снижается теплоотдача (примерно на 15%) и затрудняется очистка межпанельного пространства от пыли.

Плоские блоки радиаторов делают также из тяжелого бетона (бетонные отопительные панели), применяя нагре­вательные элементы змеевиковой (см. рис. 4.4, в] или реги­стровой (см. рис. 4.4. б) формы из металлических и неметал­лических труб. Бетонные панели располагают в наружных ограждающих конструкциях помещений (совмещенные па­нели).

 

 

Гладкотрубными называют конвективно-радиационный отопительный прибор, состоящий из нескольких соединен­ных вместе стальных труб, образующих каналы для теп­лоносителя змеевиковой (рис. 4.5 а) или регистровой (рис. 4.5, б) формы. В регистре при параллельном соеди­нении горизонтальных труб поток теплоносителя делится с уменьшением скорости его движения. В змеевике трубы соединены последовательно, и скорость движения теплоно­сителя не изменяется по всей длине прибора.

 

 

 

Отопительные приборы сваривают из труб D _У= 32— 100 мм, располагаемых одна от другой на расстоянии, на 50 мм превышающем их наружный диаметр, для увеличе­ния теплоотдачи излучением.

Гладкотрубные приборы характеризуются высокими значениями коэффициента теплопередачи, их пылесобирающая поверхность невелика и легко очищается от пыли, вместе с тем эти толстостенные стальные приборы тя­желы и громоздки, занимают много места, их внешний вид не соответствует современным требованиям, предъявляемым к интерьеру помещений. Их применяют в редких случаях, когда не могут быть использованы отопительные приборы других видов (например, для обогревания световых фонарей, при значительном выделении пыли в помещении).         Конвектор состоит из двух элементов — трубчато-ребристого нагревателя и кожуха (рис. 4.6). Кожух декорирует нагреватель и способствует повышению теплопередачи благодаря увеличению подвижности воздуха у поверхности нагревателя. Конвектор с кожухом (рис. 4.6, а) передает в

помещение конвекцией 90—95 % общего теплового потока. Прибор, в котором функции кожуха выполняет оребрение нагревателя, называют конвектором без кожуха (рис. 4.6, б). Нагреватель выполняют из стали, чугуна, алюминия и других металлов, кожух — из листовых материалов (стали, асбестоцемента и др.). На рисунке показаны нагреватели со стальными трубами (обычно D _у 20 мм).

Конвекторы обладают сравнительно низкими тепло­техническими показателями, особенно при использовании в двухтрубных системах отопления. Это объясняется простотой изготовления конвекторов, возможностью механизировать и автоматизировать их производство, сокращением трудовых затрат при монтаже. Малая металлоемкость способствует повышению теплового напряжения металла конвекторов: показатель М = 0,8—1.3 Вт/(кг°С). Конвекторы— приборы малой тепловой инерции.

 

Ребристой трубой называют конвективный прибор, представляющий собой фланцевую чугунную трубу, наружная поверхность которой покрыта совместно отлитыми тонкими ребрами (рис. 4.7).

 

 

 

Площадь внешней поверхности ребристой трубы во много раз больше, чем площадь поверхности гладкой трубы такого же диаметра и длины. Это придает отопительному прибору компактность. Кроме того, пониженная темпера­тура поверхности ребер при использовании высокотемпера­турного теплоносителя, сравнительная простота изготов­ления и невысокая стоимость способствуют применению этого малоэффективного в теплотехническом отношении и многометалльного прибора [показатель теплового напря­жения металла М составляет всего 0,25 Вт/(кг*°С)]. К не­достаткам ребристых труб относятся также неэстетичный внешний вид, малая механическая прочность ребер и труд­ность очистки от пыли.

Выбор и размещение отопительных приборов

При выборе вида и типа отопительного прибора учитывают ряд факторов: назначение, архитектурно-технологи­ческую планировку и особенности теплового режима поме­щения, место и продолжительность пребывания людей, вид системы отопления, технико-экономические и санитарно-гигиенические показатели прибора. Прежде всего, исходят из основной области применения (см. табл. 4.2 в след вопросе), а также из соответствия санитарно- гигиенических показателей предъявляемым требованиям.

Таблица Техническая характеристика отопительных приборов

Вид и тип приборов	Марка	Рабочее давление, МПа	Средний КМС прибора	Основная область применения
Радиатор чугунный секционный     Радиатор стальной панельный: Колончатый змеевиковый     Гладкотрубный прибор     Конвектор высокий   Конвектор «Комфорт-20» концевой   Конвектор «Ритм» Проходной Конвектор «Аккорд»	М, РД, МС   РСВ РСГ -1     DY=32-100 мм   КВ20     КН20-к   КО20-п, l=1500мм КА-к КА-п	0,6 0,9     0,6   1,0   1,0     1,0   1,0	1,4 1,6     2,0 7,4 3,0   1,5   45,0     5,4   5,7 4,9 3,9	М,РД – общего назначения, МС- при повышенных гигиенических требованиях   При повыш. Гигиенич. треб., но при деаэрирован. воде и неагрессивной воздушн. среде   При значительных выделениях пыли     Лестничные клетки зданий   Жилые, общественные и вспомогательные здания     Крупные помещения общественных зданий   Бытовые и вспомогательные помещения произв. зданий

                                                        

При повышенных санитарно-гигиенических, а также противопожарных и противовзрывных требованиях, предъявляемых к помещению, выбирают приборы с гладкой поверхностью (радиаторы и гладкотрубные приборы). Стальные панельные радиаторы и

приборы  могут быть рекомендованы при менее строгом отношении к гигиене и внешнему виду помещения.

При обычных санитарно-гигиенических требованиях, предъявляемых к помещению, можно использовать при­боры с гладкой и ребристой поверхностью. В гражданских зданиях чаще применяют радиаторы и конвекторы, в про­изводственных — радиаторы и ребристые трубы (несколько труб друг над другом) как более компактные приборы, обеспечивающие повышенную теплоотдачу на единицу их длины (табл.).

Таблица Относительная теплоотдача отопительных приборов длиной 1 м

                                                  Глубина при- Теплоотдача прибора бора, мм          

                                                       бора                   длиной 1.0 м, %

Радиатор секционный (дли-          140                     100

на секции 98 мм)                            90                      72

Конвектор с кожухом                    160                      65

Радиатор панельный                  18—21                       50

Ребристая труба                              175                      45

Конвектор без кожуха              60—70                      30

Гладкая труба                                 108                       13

Примечание. Теплоотдача рассчитана при одинаковых расходе и средней разности температуры теплоносителя воды и окружаю­щего прибор воздуха.

  В помещениях, предназначенных для кратковременного пребывания людей (менее 2 ч), можно использовать приборы любого типа, отдавая предпочтение приборам с высокими технико-экономическими показателями.

Благоприятным с точки зрения создания теплового комфорта для людей является обогревание помещения через пол. Теплый пол, равномерно нагретый до темпера­туры, допустимой по санитарно-гигиеническим требованиям (например, в жилой комнате до 26 ^СС), обеспечивает ровную температуру и слабую циркуляцию воздуха, устраняет перегревание верхней зоны в помещении. Сравнительно вы­сокая стоимость и трудоемкость устройства теплого пола для отопления помещения в большинстве случаев предопре­деляют замену его вертикальными отопительными прибо­рами как более компактными и дешевыми.

 

 

Размещение вертикального отопительного прибора в помещении возможно как у наружной, так и у внутренней стены (рис. 4.8). На первый взгляд целесообразна установ­ка прибора у внутренней стены помещения (рис. 4.8, б) — сокращается длина труб, подающих и отводящих теплоноситель от прибора (требуется один стояк на два прибора).

 

Кроме того, увеличивается теплопередача такого прибора-радиатора в помещение (примерно на 7% в равных темпе­ратурных условиях) вследствие интенсификации внешнего теплообмена и устранения дополнительной теплопотери через наружную стену. Все же подобное размещение при­бора допустимо лишь в южных районах с короткой и теп­лой зимой, так как оно сопровождается неблагоприятным для здоровья людей движением воздуха с пониженной тем­пературой у пола помещений.

В средней полосе и северных районах целесообразно устанавливать отопительный прибор вдоль наружной стены помещения и особенно под окном (рис. 4.8, а). При таком размещении прибора возрастает температура внутренней поверхности в нижней части наружной стены и окна, что повышает тепловой комфорт помещения, уменьшая радиа­ционное охлаждение людей. Поток теплого воздуха при расположении прибора под окном препятствует образова­нию ниспадающего потока холодного воздуха, если нет подоконника, перекрывающего прибор (рис. 4.9, я), и дви­жению воздуха с пониженной температурой у пола помеще­ния (рис. 4.9, в). Длина прибора для этого должна быть не менее трех четвертей ширины оконного проема.

Вертикальный отопительный прибор следует размещать возможно ближе к полу помещения (но не ближе 60 мм от пола для удобства очистки подприборного пространства от пыли).

При значительном подъеме прибора над полом в поме­щении создается охлажденная зона, так как циркуляцион­ные потоки нагреваемого воздуха, замыкаясь на уровне установки прибора, не захватывают и не прогревают в этом случае нижнюю часть помещения.

Чем ниже и длиннее сам по себе отопительный прибор, тем ровнее температура помещения и лучше прогревается его рабочая зона. Примером такого отопительного прибора, улучшающего тепловой режим рабочей зоны помещения, может служить низкий конвектор без кожуха, который из-за малой теплоотдачи на единицу длины (см. табл. 4.3) размещается фактически по всей длине наружной стены (рис. 4.10, а).

Высокий и относительно короткий отопительный при­бор вызывает активный подъем струи теплого воздуха, что приводит к перегреванию верхней зоны помещения и опусканию охлажденного воздуха по обеим сторонам такого прибора в рабочую зону (рис. 4.10, б).

Правило установки отопительного прибора под окном может не соблюдаться в помещении, периодически посе­щаемом людьми на короткое время, или если рабочие места людей в нем удалены от наружного ограждения. Это откло­нение от правила может допускаться, например, в произ­водственном помещении с широким (более 2 м) проходом у окон, в вестибюле и лестничной клетке гражданского зда­ния, складе и тому подобных помещениях. Указанное правило вообще теряет смысл при дежурном отоплении поме­щения в отсутствии людей.

Особое размещение отопительных приборов требуется в лестничных клетках — вертикальных шахтах снизу до­верху здания. Естественное движение воздуха в лестничных клетках в зимний период, усиливающееся с увеличением высоты, способствует теплопереносу в верхнюю их часть и вместе с тем вызывает переохлаждение нижней части, приле­гающей к открывающимся наружным дверям. Частота от­крывания наружных дверей и, следовательно, охлаждение прилегающей части лестницы косвенно связаны с размера­ми здания, и в многоэтажном здании в большинстве случаев выше, чем в малоэтажном. Очевидно, при равномерном раз­мещении отопительных приборов по высоте будет происходить перегревание средней и верхней частей лестничной и переохлаждение нижней части.

Таким образом, в лестничных клетках целесообразно располагать отопительные приборы в нижней их  части, рядом с входными дверями. В многоэтажных зданиях в на­стоящее время для отопления лестничных клеток применя­ют  высокие конвекторы типа КВ-20 и рециркуляционные воздухонагреватели рис. 4.11). В малоэтажных зда­ниях обычно используют приборы, выбранные для отопления основных помещении. Их размешают на первом этаже при входе и в крайнем случае переносят часть приборов (до 20% в двухэтажных, до 30% в трехэтажных зданиях) на промежуточную лестничную площадку между первым и вторым этажами этажами.

Все отопительные приборы располагают так, чтобы были обеспечены их осмотр, очистка и темонт. Вместе с тем вертикальные металлические приборы редко устанавливают открыто у глухой стены. Их размещают под подоконниками, в стенных нишах, специаль­но ограждают или декорируют. Если по технологическим, противопожарным или эстетическим требованиям огражде­ние или декорирование прибора необходимо, то теплоотдача укрытых приборов по возможности не должна уменьшаться (или уменьшаться не более чем на 10%). Поэтому конст­рукция укрытия прибора, вызывающая сокращение теплоот­дачи излучением, должна способствовать увеличению кон­вективной теплоотдачи. Например, вертикальный щит, помещенный у поверхности радиатора, превращающий радиатор в конвектор, будет отвечать такому условию.

На рис. 4.12 показано несколько приемов установки отопительных приборов в помещениях. Распространенное укрытие прибора декоративным шкафом, имеющим две щели высотой по 100 мм (рис. 4.12, а) теплотехнически нецеле­сообразно: теплоотдача прибора уменьшается на 12% по сравнению с открытой его установкой у глухой стены. В та­ком случае для передачи в помещение заданного теплового потока площадь нагревательной поверхности прибора дол­жна быть увеличена на 12% (при расчете это должно быть учтено введением поправочного коэффициента Р₄^=1,12). Размещение приборов в глубокой открытой нише (рис. 4.12, б) или одного над другим в два яруса (рис. 4.12, д) уменьшает теплоотдачу на 5% (|3₄=1,05).

Возможна, однако, скрытая установка приборов, при которой теплоотдача не изменяется (рис. 4.12, в) или даже увеличивается (рис. 4.12, г). В этих случаях не требуется увеличивать площадь прибора (04=1,0) или можно даже ее уменьшить (р₄=0,9).

 

15. Теплотехнические характеристики (коэффициент теплопередачи, плотность теплового потока), тепловой расчет и регулировка теплопередачи отопительных приборов.

 

Технические данные отопительных приборов

 

 

Коэффициент теплопередачи отопительного прибора

Тепловой поток от теплоносителя — воды или пара — передается в помещение через стенку отопительного при­бора. Интенсивность теплопередачи характеризуют коэф­фициентом теплопередачи k_пр, который выражает плот­ность теплового потока на внешней поверхности стенки, отнесенного к разности температуры теплоносителя и воз­духа, разделенных стенкой. Термин «плотность» в данном случае применяется к тепловому потоку, передаваемому через единицу площади внешней поверхности отопительного прибора.

Коэффициент теплопередачи прибора k_пр, Вт/(м^а-°С), численно равен величине, обратной сопротивлению R_пр теплопередаче от теплоносителя через стенку прибора в по­мещение:

k_пр=1/ R_пр                              (4.6)

Величина R_пр слагается из сопротивления теплообмену R_в на внутренней поверхности стенки прибора, термиче­ского сопротивления стенки R_ст и сопротивления теплооб­мену R _н на внешней поверхности прибора A_пр:

R_пр= R_в+ R_ст+ R _н                       (4.7)

Процесс теплопереноса от теплоносителя в помещение осуществляется: от теплоносителя к стенке прибора — конвекцией и теплопроводностью, через стенку — только теплопроводностью, а от стенки в помещение — конвек­цией, радиацией и теплопроводностью. В сложном случае теплопередачи основным явлением в большинстве случаев является конвекция.

  Коэффициент конвективного теплообмена в слое воздуха (снаружи) значительно меньше, чем в слое воды или пара (внутри прибора), поэтому сопротивление внешнему тепло­обмену R_н для отопительного прибора сравнительно вели­ко. Следовательно, для увеличения теплового потока не­обходимо развивать внешнюю поверхность отопительного прибора. В приборах это выполняют созданием специаль­ных выступов, приливов и оребрения. Однако при этом уменьшается коэффициент теплопередачи.

Рассмотрим слагаемые выражения (4.7) применительно к отопительному прибору с несколько развитой площадью внешней поверхности A _пр по сравнению с площадью внут­ренней поверхности A_в.

Сопротивление теплообмену на внутренней поверхности, отнесенное к площади внешней поверхности прибора, т. е. к расчетному измерителю (отношение площадей равно A _пр/ A_в)» составляет

R_в=                           (4.8)

 

Коэффициент теплообмена на внутренней поверхности прибора α_в изменяется в широких пределах в зависимости

от вида теплоносителя: наибольших значений он достигает при паре, при воде его значение зависит в основном от скорости движения воды и ее температуры.

 

 

 

  Термическое сопротивление стенки чугунного и сталь­ного отопительного прибора без учета загрязнения, ок­раски и специального оребрения его внешней поверхности составляет

R_ст=                    ^(4.9)

 

  Термическое сопротивление стенки вместе с сопротив­лением теплообмену на внутренней поверхности стенки обусловливают снижение температуры наружной поверх­ности приборов по сравнению с температурсй теплоноси­теля. Из рис. 4.14 видно, что в средней по высоте части чугунного секционного радиатора температура поверх­ности отличается от температуры теплоносителя не менее чем на 7—8 °С.

Сопротивление теплообмену на внешней поверхности прибора определяют по формуле

                                  (4.11)

R_H=1/α_H,

Где α_H –коэффициент теплообмена на наружной поверхности, α_H= α_К+ α_Л (конвективный и лучистый теплообмен)

Плотность теплового потока отопительного прибора

   В зависимости от значения коэффициента теплопередачи и размеров отопительного прибора изменяется его общий тепловой поток. Величина общего теплового потока обус­ловлена его поверхностной плотностью, т. е. значением удельного теплового потока, передаваемого от теплоноси­теля через 1 м² площади прибора в окружающую среду.

Номинальную плотность теплового потока q_ном, Вт/м², получают для стандартных условий работы прибора в системе водяного отопления, когда средняя разность тем­пературы, как уже известно, ∆t_СР=70°С и расход тепло­носителя воды в приборе составляет 360 кг/ч (0,1 кг/с).

  В этих стандартных условиях относительный расход воды в приборе G=1,0. Стандартная разность температуры при теплоносителе воде, выбранная за расчетную для сравнения теплотехнических показателей отопительных приборов: ∆t_СР = 0,5 (105-1-70)- 18 = 70 ⁰С,

когда температура входящей в прибор воды t_ВХ=105°С, выходящей t_вЫХ=70 ⁰С и температура воздуха в помещении t_в=18^эС.

Приведем значения номинальной плотности теплового потока q_ном Вт/м², некоторых типов отопительных при­боров (по данным НИИ санитарной техники):

для радиаторов чугунных секционных типа МС-90-108 790

»                              » стальных панельных типа РСВ... 730

«                               » чугунных секционных типа М-140АО 595  

 «            » конвекторов с кожухом типа «Универсал-20».. 357

«                                      » чугунных ребристых труб............388

Видно значительное теплотехническое преимущество радиаторов по сравнению с конвекторами.

Если известен номинальный тепловой поток прибора (с учетом схемы его присоединения к трубам), то расчетная плотность теплового потока q_пр, Вт/м², в конкретных ус­ловиях работы его в системе отопления составит:

для теплоносителя пара при заданной разности тем­пературы ∆t _н:

 

q_п= q_ном

дл-я теплоносителя воды при заданных разности тем­пературы А/_ср и расходе воды О_пр

 

q_п= q_ном

Значения экспериментальных числовых показателей n и p приведены в справочной литературе.

 Тепловой расчет отопительных приборов

Тепловой расчет приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого 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 это -максимальная средняя температура воды в приборе, свя­занная с ее расходом.

Тепловая мощность прибора, т. е. его расчетная тепло­отдача Q_пр, определяется, как известно, теплопотребностью 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_пр, Вт/м², известна, то теплоотдача отопи­тельного прибора Q_пр, Вт, должна быть пропорциональна площади его нагревательной поверхности

. Q_пр= q_пр* A_p                             (⁴-²⁵)

Отсюда расчетная площадь А_Р, м², отопительного при­бора независимо от вида теплоносителя 

A_p= Q_пр/ q_пр                  (4.26)

где Q_пр — требуемая теплоотдача прибора в рассматриваемое помещение:

Q_пр= Q_п- Q_тр                     (4.27)

Q_п — теплопотребность помещения, Вт; Q_тр — суммарная теплоотдача проложенных в пределах помещения нагретых труб стояка

(ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединен прибор, а также

транзитного теплопровода, если он имеется в помещении; β_тр — поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, полезную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении; β_тр составляет при прокладке

отжрьгтой — 0,9, скрытой в глухой борозде стены — 0,5, замоноличенной в тяжелый бетон — 1,8 (возрастание теплоотдачи

объясняется увеличением площади теплоотдающей поверхности).

Теплоотдачу теплопроводов можно определить прибли­женно по формуле

Q_тр=q_В l_В+q_Г l_Г                  (4.29)

с использованием таблиц в справочной литературе, где даны значения q_Ви q_Г— теплоот­дачи 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, исходя из их диаметра и разности температуры (t_Т - t г); l_B, l_Г— длина вертикальных и горизонтальных теплопроводов в пределах помещения, м.

  Длина чугунных секционных радиаторов зависит от числа секций, составляющих приборы.

Число секций чугунных радиаторов определяют по формуле

N=

где а1 — площадь одной секции, м², типа радиатора, принятого к установке в помещении; β₄ — поправочный коэффициент, учиты­вающий способ установки радиатора в помещении; при открытой установке β ₄=1,0; при установке с декоратив­ной решеткой следует обеспечивать β 4<1,10; β ₃ — поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе (β ₃ = 1,0 при Ар=2,0 м²); для радиаторов типа М-140 вычисляется по формуле

β₃=0,97+0,06/А_Р                       (4.31)

Для типов радиаторов с площадью одной секции 0,25 м² (в том числе для эталонного радиатора) коэффициент β з определяют по формуле

β з = 0,92 + 0,16/А_р.                           (4.32)

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

Если к установке предназначен панельный радиатор типа РСВ или РСГ определенной площади Яь м², то число таких радиаторов, размещаемых в помещении открыто,

N=А_р/а₁.                              (4.33)

Длина конвекторов с кожухом также определяется разме­рами выпускаемых полностью готовых приборов. Число элементов конвекторов без кожуха или ребристых труб в ярусе по вертикали и в ряду по горизонтали опреде­ляют по формуле

N=А_р/ nа₁,                                 (4.34)

где п — число ярусов и рядов элементов, составляющих прибор; а1 — площадь одного элемента конвектора или одной ребристой трубы принятой длины, м².

Длина греющей трубы в ярусе или в ряду гладкотрубного прибора составит

L=А_рβ₄/ na₁                            (4.35)

где β₄— поправочный коэффициент, учитывающий наличие де­коративного укрытия труб [см. пояснение к формуле (4.30)]; п — число ярусов или рядов греющих труб, составляющих прибор; а1 — площадь 1 м открытой горизонтальной трубы принятого диаметра,

М²/М.

Регулирование теплоотадчи отопительных приборов

Различают два вида регулирования теплоотдачи отопительных приборов в процессе работы: качественное и количественное.

Качественное регулирование достигается изменением температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления. Качественное регулирование по месту осуществления может быть центральным, проводимым на тепловой станции, и местным, выполняемым в тепловом пункте здания.

В системе парового отопления пределы качественного регулирования ограниченны и такое регулирование, как правило не проводится.

Количественное регулирование теплопередачи приборов осуществляется изменением количества теплоносителя (воды или пара), подаваемого в систему или прибор. По месту проведения оно может быть не только центральным, но и индивидуальным, т.е. выполняемым у каждого отопительного прибора.