Отопление гражданского здания (стр. 6 из 7)

На каждом подающем и обратном стояке установлены запорный шаровой кран и спускной кран со штуцером для присоединения гибкого шланга для слива воды.

Отопительные приборы присоединены к теплопроводам односторонне, с использованием стальных подводок диаметром Dн = 15 мм и длиной подающих – 500 мм, а отводящих 580 мм. Расстояние между подводками 500 мм (подающая подводка сверху). Уклоны подающей и обратной подводок предусмотрены в сторону движения теплоносителя и равны 5 мм на всю длину подводки. На подающих подводках установлены краны двойной регулировки типа КРДШ (Dн = 15 мм). Эти краны обладают повышенным гидравлическим сопротивлением, которое делается для равномерности распределения теплоносителя по отопительному прибору, а также допускают проведение монтажно-наладочного и эксплуатационного количественного регулирования теплоотдачи прибора. На подводке к отопительному прибору лестничной клетки регулирующей арматуры нет.

В качестве отопительных приборов использованы чугунные секционные радиаторы МС – 140А. Применение радиаторов экономично и при двухтрубной системе целесообразно, они обладают большой тепловой инерцией и теплоотдачей, большей, чем у конвекторов. Модель МС – 140А выбрана, потому что у нее наибольшая площадь нагревательной поверхности. Радиаторы установлены у наружных стен под окнами без ниш и экранов. При таком размещении прибора возрастает температура внутренней поверхности в нижней части наружной стены и окна, что повышает тепловой комфорт помещения, уменьшая радиационное охлаждение людей.

Движение теплоносителя в приборе происходит по схеме сверху – вниз (так как температура поверхности приборов получается наиболее равномерной и высокой). Расстояние от нижней грани радиатора до пола 60 мм (для удобства очистки подприборного пространства от пыли). Расстояние до подоконника 100 мм. Расстояние от радиатора до стены 25 мм.

В лестничной клетке отопительный прибор установлен только на первом этаже рядом с входной дверью в нише при входе. Это сделано, чтобы избежать перегрева верхних частей лестничной клетки. Отопительный прибор лестничной клетки такой же как и в остальных помещениях. Стояк лестничной клетки обособлен.

Удаление воздуха из системы отопления обеспечивается устройством уклонов магистральных теплопроводов и подводок; газы, концентрирующиеся в колончатых радиаторах, установленных на верхнем этаже, удаляют в атмосферу периодически при помощи ручных воздушных кранов Маевского; газы, собирающиеся в магистралях, удаляют с помощью воздушных кранов, установленных в повышенных местах.

5. Отопительные приборы

Отопительные приборы – один из основных элементов систем отопления, предназначенный для теплопередачи от теплоносителя в обогреваемые помещения.

К отопительным приборам как к оборудованию, устанавливаемому непосредственно в обогреваемых помещениях, предъявляются следующие требования, дополняющие и уточняющие требования к системе отопления.

Санитарно-гигиенические. Относительно пониженная температура поверхности, ограничение площади горизонтальной поверхности приборов для уменьшения отложения пыли, доступность и удобство очистки от пыли поверхности приборов и пространства вокруг них.

Экономические. Относительно пониженная стоимость прибора, экономный расход металла на прибор, обеспечивающий повышение теплового напряжения металла.

Архитектурно-строительные. Соответствие внешнего вида отопительных приборов интерьеру помещений, сокращение площади помещений, занимаемой приборами.

Производственно-монтажные. Механизация изготовления и монтажа приборов для повышения производительности труда. Достаточная механическая прочность приборов.

Эксплуатационные. Управляемость теплоотдачи приборов, зависящая от их тепловой инерции. Температурная устойчивоять и водонепроницаемость стенок при предельно допустимом в рабочих условиях гидростатическом давлении внутри приборов.

В данном разделе курсовой работы приведен общий порядок расчета количества секций секционного радиатора, для которого определена из теплоэнергетического баланса теплоотдача в помещение, необходимая для поддержания заданной температуры. А также произведен расчет приборов наиболее нагруженного стояка.

Результаты этого расчета сведены в таблицу.

5.1 Расчет отопительных приборов

Требуемый номинальный тепловой поток Qн.т, Вт, для выбора типоразмера отопительного прибора находится по формуле:

, (17)

где Qпр – необходимая теплопередача прибора в рассматриваемом помещении, Вт:

, (18)

где Qтр – теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка и подводок, Вт:

, (19)

где qв, qг – теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м, [6, табл. II.22];

lв, lг – длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.

φк – комплексный коэффициент приведения номинального условного теплового потока прибора Qн.у. к расчетным условиям, определяемый по формуле:

, (20)

где n, p, c – экспериментальные числовые показатели [6, табл. 9.2];

b – коэффициент учета атмосферного давления в данной местности [6, табл. 9.1];

ψ – коэффициент учета направления движения теплоносителя воды в приборе снизу – вверх:

, (21)

где a = 0,006 – для чугунных секционных и стальных панельных радиаторов типа РСВ1;

tвх, tвых – температуры воды, входящей в прибор и выходящей из него, °С.

Расход воды в приборе Gпр, кг/ч, определяется по формуле:

Gпр = [Qп×b1×b2] / [c×(tвх – tвых)], (22)

где Qп – тепловая нагрузка, Вт;

tвх, tвых – температуры теплоносителя соответственно на входе в прибор и выходе из прибора, °С.

Расчетная разность температур Δtср, °С, находится по формуле:

, (23)

где tп – температура в помещении, °С.

Средняя температура воды в отопительном приборе tср, °С, определяется по формуле:

, (24)

где tг и tо – расчетная температура горячей и обратной воды в системе, °С;

Δtм – суммарное понижение температуры воды, °С, на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка;

Примечание: ориентировочно принимаем понижение температуры воды в подающей магистрали до стояка Δtм = 0,8°С.

Δtп.ст – суммарное понижение температуры воды на участках подающего стояка от магистрали до рассчитываемого прибора, °С, рассчитываемого по формуле:

, (25)

где qв,i – теплоотдача 1 м вертикальной трубы, Вт/м, на i–том участке подающего стояка, принимаемая по [6, табл. II.22] в зависимости от диаметра участка подающего стояка, разности температуры теплоносителя tп и окружающего воздуха tв;

lуч,i – длина i–го участка подающего стояка, м;

Gуч,i – расход воды, кг/ч, на i–том участке подающего стояка;

с – удельная массовая теплоемкость воды, равная 4187 Дж/(кг∙К);

β1, β2 – коэффициенты учитывающие тип отопительных приборов [6, табл. 9.4, 9.5].

Ориентировочное число секций прибора:

N = Qн.т. / Qн.у.(26)

где Qн.у – номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора, Вт.

Минимально допустимое число секций чугунного радиатора определяют по формуле:

Nmin = Qн.т. ×b4 / Qн.у. ×b3 (27)

β4 – коэффициент учета способа установки радиатора [6, табл. 9.12];

β3 – коэффициент учета числа секций в приборе, вычисляемый по формуле:

, (28)

Расчет отопительного прибора в помещении 107, расположенного на стояке 7:

Так как гидравлический расчет в курсовой работе не выполняется, то рассчитать точно температуру воды в магистрали не удастся. Поэтому для курсовой работы принимаем, что в каждый прибор вода поступает с температурой tвх = 95°С, а температура охлажденной воды tвых = 70°С. Следовательно средняя температура воды в приборе:

tср = 0,5×[95 + 70] = 82,5°С.

Тогда расчетная разность температур:

Dtср = 82,5 – 22 = 60,5°С.

Расход воды в радиаторе:

Gпр = 3600×1600×1,03×1,02 / 4187×(95 – 70) = 57,8 кг/ч

Теплоотдача подводок вертикальных и горизонтальных труб:

Qтр = 78×2,7 + 45×2,7 + 81×0,5 + 47×0,58 = 400 Вт,

где длина вертикальных теплопроводов:

lв=2,7 м;

для горизонтальных теплопроводов:

lг=0,5 м (подающая подводка);

lг=0,58 м (обратная подводка).

Необходимая теплопередача прибора в рассматриваемое помещение:

Qпр = 1600 – 0,9×400 = 1240 Вт

Комплексный коэффициент φк :

φк = (60,5 / 70)1 + 0,3 × (57,8 / 360)0 × 1 × 1 × 1 = 0,83

где n=0,3 [6, табл. 9.2];

р=0 [6, табл. 9.2];

с=1 [6, табл. 9.2];

b=1 [6, табл. 9.1 (атмосферное давление 760 мм. рт. ст.)];

ψ=1, т. к. теплоноситель движется по схеме сверху – вниз.

Т. к. тепловой поток выбранного прибора не должен уменьшаться более чем на 5% или на 60 Вт по сравнению с Qпр, поэтому прибор выбирают по величине Qн.т, полученной исходя из значения Qпр, уменьшенного на 5% при

Qпр ≤ 1200 Вт или на 60 Вт при Qпр > 1200 Вт. И следовательно, требуемый номинальный тепловой поток:

Qн.т. = (1240 – 60) / 0,83 = 1422 Вт

Используя значение Qн.у одной секции радиатора МС – 140А [6, прил. X], определим ориентировочное число секций прибора: