Выбор типа и расчет поверхности нагревательных приборов
Расчет нагревательных приборов выполнить в виде таблицы 2.1. Вспомогательные данные расчета нагревательных приборов определить по таблице 2.3.
Таблица 2.1
№ п/п | Номер стояка | Номер этажа | Номер комнаты подключенной к стояку | Теплопотери комнаты, Q | Сумма тепловых нагрузок комнат, подключенных к стояку | Суммарная тепловая нагрузка комнат выше или ниже рассчитываемой, | |||||||
В графу 2 вносится номер стояка согласно общей нумерации стояков зданий.
В графу3 - номер этажа, для которого ставится нагревательный прибор. В графу 4 - номер комнаты на этаже, для которой считается прибор.
В графу 5 - теплопотерикомнаты из расчета теплопотерь.
В графу 6 - сумма теплопотерь комнат, подключенных к рассматриваемому стояку, QCT, Вт.
В графу 7 - для системы с верхней разводкой сумма тепловых нагрузок комнат, включенных выше рассчитываемой, а при нижней разводной -ниже, .
В графу 8 - .
В графу 9 - , где
В графу 10 - температура теплоносителя на входе в нагревательный прибор определяемая по уравнению 2.1.
где - температура горячего теплоносителя ;
- суммарная тепловая нагрузка нагревательных приборов при системе с нижней разводкой расположенных ниже рассчитываемого, а при системе с верхней разводкой - выше рассчитываемого;
- суммарная тепловая нагрузка нагревательных приборов, подключенных к стояку, Вт;
- перепад температур в стояке .
В графу 11 - масса теплоносителя, проходящего по стояку , , определяемая по уравнению 2.2.
(2.2.)
В графу 12 - коэффициент затекания а, принимаемый из таблицы 2.2. в зависимости от схемы подключения и соотношения диаметров трубопроводов.
Эскиз узла | Условные труб, , мм | Значение при скорости воды в стояке | |||||
. стояка | перем. | , подвод | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | |
0,32 | 0,32 | 0,27 | 0,27 | ||||
0,36 | 0,38 | 0,28 | 0,24 | ||||
0,52 | 0,45 | 0,44 | 0,42 |
В графу 13 - перепад температур теплоносителя в нагревательном
Приборе , °C, определяемый по уравнению 2.3.
, (2.3.)
где - тепловая нагрузка рассчитываемого прибора, Вт;
- коэффициент затекания теплоносителя.
В графу 14 - средняя температура теплоносителя в нагревательном приборе , определяемая по уравнению 2.4.
(2.4.)
Таблица 2.3 - Основные технико-экономические показатели нагревательных приборов (теплоноситель - вода)
Нагревательные приборы | единица физическая | Поверхность нагрева | Размеры, мм | Коэффициент теплопередачи , при | Масса, кг | |||||
секц. | 1 ЭКМ2 | Высота | ширина | глубина | ||||||
полная | монтажная | |||||||||
радиаторы чугунные | ||||||||||
М-140 | секц. | 0,244 | 0,31 | 9,5 | 7,44 | |||||
М-140-АО | то же | 0,287 | 0,35 | 9,6 | 8,23 | |||||
М-140-АО-300 | тоже | 0,17 | 0,217 | 10,0 | 5,29 | |||||
РД-90с | тоже | 0,203 | 0,275 | 10,1 | 6,95 | |||||
М-90 | тоже | 0,205 | 0,261 | 9,8 | 6,58 | |||||
Радиаторы стальные штампованные | ||||||||||
МЗ-500-1 | прибор | 0,64 | 0,83 | 10,2 | 7,5 | |||||
МЗ-500-4 | то же | 1,6 | 2,08 | 10,2 | 18,8 | |||||
МЗ-350-1 | тоже | 0,425 | 0,6 | 10,7 | 5,77 | |||||
Мз-350-4 | то же | 1,062 | 1,49 | 10,7 | 14,4 | |||||
Расчет нагревательных приборов выполнить в виде таблицы 2.4
Таблица 2.4 - Растет нагревательных приборов
Номер помещения | Наименование внутренняя температура помещения | Температура теплоносителя, | Расчетный перепад температур, | Теплопотери помещения, Q расч, Вт | Коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, | Поверхность нагрева прибора, | Поправочные коэффициенты | Суммарный поправочный коэффициент | Поверхность работы прибора с учетом поправок , | Количество секций в приборах, шт. | Поправочный коэффициент на количество секций, | Принимаемое количество приборов и секций «n» | ||
Остывание воды в трубах, | Способ установки прибора, | Способ подводки прибора, | ||||||||||||
Поверхность нагревательного прибора рассчитать по формуле
,
Где - теплопотери помещения, Вт.
K - коэффициент теплопередачи прибора, .
- расчетный перепад температур, °С;
- температура теплоносителя на входе в прибор; =95 °C;
- температура теплоносителя на выходе из прибора; to=7O °C
- температура воздуха внутри помещения, С;;
- коэффициент, учитывающий охлаждение воды в трубах;
- коэффициент, учитывающий способ установки прибора;
- коэффициент, учитывающий способ подводки теплоносителя к нагреваемому прибору;
- коэффициент, учитывающий число секций в приборе.
В графу 1 внести номер помещения, согласно принятой нумерации.
В графу 2 внести наименование помещения и температуру в нем.
В графу 3 внести температуру входящего в нагревательный прибор теплоносителя; для жилых домов, школ, поликлиник принимают tr=95 °C.
В графу 4 записать расчетный температурный перепад, , °C, определяемый по формуле:
= (2.6.)
В графу 5 внести теплопотери помещения, определенные в тепловом расчете.
В графу 6 внести коэффициент теплопередачи нагревательного прибора, принятый из таблицы 2.3 в зависимости от вида принятого к установке прибора.
В графу 7 - поверхность нагревательного прибора F, м2, определенную без учета поправок из уравнения:
(2.7)
В графу 8 - поправочный коэффициент , принимаемый для систем с открытой прокладкой трубопроводов = 1.
В графу 9 - поправочный коэффициент , принимаемый при установке у стены без ниши от 1,05 до 1,02 в зависимости от расстояния до подоконника, при установке в подоконной нише глубиной более 130 мм: от 1,11 до 1,06.
В графу 10 -поправочный коэффициент , принимаемый из табл.2.5.
(2.8)
где - расчетный перепад температур °С, определяемый из уравнения (2.6);
- перепад в нагревательном приборе =95°-70°=25 °C;
В графу 11 вносится суммарный поправочный коэффициент, определяемый как
В графу 12 -поверхность нагрева прибора , с учетом суммарного поправочного коэффициента, определяемая из уравнения:
Таблица 2.5 - Коэффициент , учитывающий способ подводки теплоносителя к нагревательным приборам иизменение теплоотдачи в зависимости
От относительного расхода воды.
Относительный расход воды g | Способ подводки теплоносителя | ||
… | |||
0,5 | 0,91 | 0,93 | 0,95 |
0,7 | 0,96 | 0,97 | 0,98 |
1,02 | 1,07 | 1,06 | |
1,03 | 1,12 | 1,09 | |
1,04 | 1,15 | 1,12 | |
1,05 | 1,17 | 1,14 | |
1,06 | 1,19 | 1,15 | |
1,06 | 1,21 | 1,17 | |
Более 7 | 1,07 | 1,23 | 1,18 |
В графу 13 - количество секций в нагревательных приборах, определяемое из выражения.
(2.10)
где - поверхность нагрева одной секции, принимая из табл. 2.3.
В графу 14 - коэффициент , принимаемый при количестве секций до пяти включительно - 0,95; от пяти до десяти секций - 1; от одиннадцати до двадцати - 1,05.
В графу 15 - принимаемое количество секций, принимаемых к установке:
(2.11.)
Число нагревательных приборов, устанавливаемых в помещении, округляется до большего целого числа.
2.3 Гидравлический расчет системы отопленияОбосновать выбор расчетного циркуляционного контура или контуров. Систему отопления присоединить к наружным тепловым сетям через тепловой пункт. Параметры воды в наружных сетях принимают по заданию 130/70.
На плане здания разместить нагревательные приборы, стояки, подающие и обратные магистральные трубопроводы проектируемой системы отопления, и тепловой пункт.
Выполнить аксонометрическую схему системы отопления в масштабе 1:100 по ГОСТ 2.302. На схеме нанести тепловую нагрузку по приборам, стоякам и отдельным контурам циркуляции. Разбить циркуляционные
контуры по ходу движения теплоносителя на расчетные участки с нанесением на них тепловой нагрузки, длины и порядкового номера. Расчет выполняется для наиболее неблагоприятных циркуляционных колец.
Для системы отопления, присоединенной к тепловой сети через элеватор, расчетное давление , должно быть в пределах 10-12 кПа.
Для нормальной работы необходимо, чтобы выполнялось условие:
(Rl+Z)<10-12кПа, (2.12.)
где l- длина расчетного циркуляционного кольца, м;
R - удельная потеря давления на трение м;
Z - потеря давления на местные сопротивления, м.
Данные гидравлического расчета заносятся в таблицу 2.6.
Графа 1 - номер расчетного участка по схеме,
Графа 2 - тепловая нагрузка расчетного участка,
Графа 3 - массовая нагрузка в расчете на 1 °С.
(2.13.)
где
- расчетный перепад температур в системе отопления, °С;
с - теплоемкость воды 4,2
Q - тепловая нагрузка участка по теплоотдаче приборов, Вт; 3,6 - коэффициент переводов Вт в .
Номер участка | Тепловая нагрузка, ВТ | Массовая нагрузка, кг/с | Длинна участка, м | Предварительный расчет | Поправка к расчегу | ||||||||||
d, мм | w м/с | к,Па/м | R1, Па | Z | |||||||||||
Графа 4 - длина участка, указывают по схеме.
Графа 5 - диаметр трубы, d, мм.
Графа 6 - скорость движения теплоносителя w, м/с.
Для нахождения диаметра трубы и скорости движения теплоносителя определяют средние удельные потери давления от трения в данном кольце.
, (2.14.)
где - поправочный коэффициент (0,5 для водяной системы отопления)
- суммарная длина расчетного кольца. В зависимости от Rcp определяется диаметр трубы и скорость движения теплоносителя (таблица 2.7.).
Таблица 2.7, - Максимально допустимые скорости движения воды в трубо-проводах системы водяного отопления
Диаметр трубопровода | До | Более 50 | ||||||
Максимально допустимые скорости | 0,25 | 0,3 | 0,65 | 0,8 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
В графу 7 вносят удельную потерю давления на трение на данном участке трубопровода:
(2.15.)
где dy - диаметр трубопровода, м;
w - скорость теплоносителя,
- плотность теплоносителя, .
Значение определяют для стальных труб (таблица 2.8.)
Таблица 2.8.
2,75 | 1,9 | 1,4 | 0,9 | 0,8 | 0,58 | 0,42 | 0,37 | 0,32 | 0,26 |
В графу 8 записывают потери давления на трение на данном участке.
В графу 9 - суммарные коэффициенты местных сопротивлений по расчетному участку.
Значения коэффициентов местных сопротивлений выбирают из [1].
В графу 10 вносят суммарныепотери давления на местные сопротивления по расчетному участку:
, (2.16.)
где w - скорость движения теплоносителя на данном участке, ;
- плотность теплоносителя, .
Затем определяют суммарные потери давления на трение и местные сопротивления для расчетного кольца и добавляют 10%" запас на неучтенные потери давления.
Если потери давления с учетом запаса окажутся значительно больше или меньше , то на отдельных участках кольца меняют диаметр труб, а результаты перерасчета заносят в графы 11-16 таблицы 2.5.
Неувязка в расходуемом давлении между отдельными контурами циркуляции в системах с попутным движением теплоносителя допускается до 15%, в двухтрубных системах с тупиковой разводкой - 25%.
2.4 Описание места установки теплового пункта и его расчет
Тепловой пункт рекомендуется установить на входе в здание тепловой сети от ТЭЦ. В тепловом пункте установить элеватор для обеспечения работы системы отопления помещений.
Определить коэффициент подмешивания элеватора, q:
(2.17)
где - температура теплоносителя на входе тепловой сети, взять из задания;
,- температура теплоносителя на входе в систему отопления бытовок и вспомогательных помещений, принимается 95 °С;
- температура теплоносителя в обратной линии тепловой сети, принимается 70°С;
1,15- запаскоэффициента подмешивания.
Массовый расход теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, :
(2.18)
где- суммарные теплопотери бытовок и вспомогательных помещений, Вт;
= 4.19 теплоемкость теплоносителя;
, - поправочные коэффициенты, принять из расчета нагревательных приборов вспомогательных помещений.
Определить диаметр горловины элеватора, dr, мм:
, (2.19)
Определить диаметр сопла элеватора, , мм:
, (2.20)
Выбрать номер элеватора в зависимости от dr из таблицы 2.9.
Таблица 2.9
Номер элеватора | |||||||
Диаметр горловины | До 15 | До 20 | До 25 | До 30 | До 35 | До 47 | До 59 |
на одном валу сдвигателем, , кВт:
(2.48)