5.2 Расчет площади поверхности нагрева и подбор нагревательных приборов системы центрального отопления

В качестве нагревательных приборов в производственных помещениях с незначительным выделением пыли (ремонтные мастерские) используют чугунные ребристые трубы.

Определим тепловой поток от трубопроводов системы отопления. Подающий трубопровод находится под окнами, т.е. в рабочей зоне помещения, там же, где и нагревательные приборы, поэтому для него, так же как и для подводок к приборам, коэффициент =1. Для обратной линии, расположенной над полом=0,75. Площадь поверхности подающего и обратного магистральных трубопроводов диаметром d=32 мм и длиной l=102,5 м равна:

, м² (5.20)

м² .

Площадь поверхности сорока подводок (по две на прибор) диаметром d=20 мм и длиной l=0,8 м каждая равна:

, м²(5.21)

м².

Коэффициент теплопередачи труб для средней разности температуры воды в приборе и температуры воздуха в помещении равной (95+70)/2-18=64,5⁰С принимаем по таблице 4 [11] равным 14 Вт/м²·⁰С.

Тогда для подающей, обратной магистрали и подводок к приборам тепловой поток, отдаваемый помещению определится:

, Вт (5.22)

Вт.

Вт.

Вт.

Суммарный тепловой поток от всех трубопроводов.

=++, Вт (5.23)

Вт.

Определим требуемую площадь поверхности нагревательных приборов.

, м²(5.24)

где- теплоотдача нагревательных приборов, Вт;- теплоотдача открытых трубопроводов, находящихся в одном помещении с нагревательными приборами, Вт;- коэффициент теплопередачи прибора, Вт/м²⁰С;- средняя температура теплоносителя в приборе,⁰С;- расчетная температура воздуха в помещении,⁰С;и- поправочные коэффициенты (== 1), [11].

м².

Принимаем для установки чугунные ребристые трубы длиной 2000 мм, площадь поверхности нагрева которых равна 4 м²[10].

Число таких труб n=241,2/4=60,3 60 шт.

Под каждым окном помещения устанавливаем три ребристые трубы.

Проведем расчет главного (самого протяженного) циркуляционного кольца, проходящего через нагревательный прибор 12.

При расчете будем исходить из средней потери давления 100 Па на 1 м трубопроводов. Общая длина трубопроводов рассчитываемого кольца м. Тогда располагаемое циркуляционное давление в системе:

Па.

Средняя потеря давления на трение:

, Па/м (5.25)

где 0,65 - коэффициент, учитывающий долю потери давления на трение от общих потерь давления в трубопроводах; - общая длина всех участков кольца, м.

Расход теплоносителя - воды через отдельные участки циркуляционного кольца вычисляем по формуле:

, кг/ч (5.26)

где - тепловая нагрузка участка, Вт;- расчетный температурный перепад теплоносителя в системе отопления , ^оС.

По найденным значениям и, пользуясь [11] подбираем диаметры трубопроводов. Пользуясь приложением 4 [11] подсчитываем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участках.

Потери давления в местных сопротивлениях участков трубопроводов определяем по формуле:

, Па (5.27)

где - динамическое давление потока жидкости, Па.

Все полученные значения заносим в соответствующие графы бланка расчета трубопроводов.

Диаметры трубопроводов считаются подобранными правильно, если имеется некоторый (не более 10%) запас давления в кольце на неучтенные местные сопротивления и возможные неточности в монтаже системы отопления, т.е.

, (5.28)

Определив общие потери давления на участках, находим суммарную потерю давления в рассчитываемом кольце:

, Па

Запас давления:

,

Полученное значение удовлетворяет условию (5.28).

Малое циркуляционное кольцо, проходящее через прибор 1 рассчитываем аналогично.

Па.

Это значительно меньше располагаемого циркуляционного давления в системе (9770 Па).

Так как диаметры трубопроводов участков 21,22 и 23 уменьшить нельзя, то избыток располагаемого давления следует погасить краном двойной регулировки, установленным на подводке к нагревательному прибору 1.

Подводки к остальным приборам системы отопления также принимаем диаметром 15 мм.

Рисунок 5.3 – Система водяного отопления

Таблица 5.1 – Бланк расчёта системы отопления. Главное циркуляционное кольцо

№ участка	Ф , Вт	Qт , кг/ч	l, м	d , мм	 , м/c	R , Па/м	Rl, Па	,	Z , Па	Rl+Z, Па
1	49536	1702	11	32	0,51	120	1320	4,5	562	1882
2	41280	1418	6,0	32	0,38	58	348	1,0	71	419
3	37152	1276	6,5	32	0,37	50	325	1,0	67,35	392,4
4	28896	993	6,0	32	0,35	40	240	1,0	60,3	300,3
5	20640	709	4,0	25	0,38	88	352	1,0	71	423

Продолжение таблицы 5.1.

№ участка	Ф , Вт	Qт , кг/ч	l, м	d , мм	 , м/c	R , Па/м	Rl, Па	,	Z , Па	Rl+Z, Па
6	16512	567	4,0	25	0,3	50	200	1,0	44,2	244,2
7	12384	452	6,0	25	0,29	35	210	1,0	41,4	251,4
8	4128	142	5,0	15	0,22	60	300	7,5	178,5	478,5
9	4128	142	4,0	15	0,22	60	240	4,0	95,2	335,2
10	8256	284	4,8	20	0,26	40	192	1,0	33,2	225,2
11	12384	452	2,0	25	0,29	35	70	1,0	41,4	111,4
12	16512	567	4,0	25	0,3	50	200	1,0	44,2	244,2
13	20640	709	4,0	25	0,38	88	352	1,0	71	423
14	24768	851	4,8	25	0,42	110	528	1,0	83	611
15	28896	993	2,0	32	0,35	40	80	1,0	60,3	140,3
16	33024	1135	4,8	32	0,36	44	211	1,0	63,7	274,7
17	37152	1276	2,0	32	0,37	50	100	1,0	67,35	167,4
18	41280	1418	4,0	32	0,38	58	232	1,0	71	303
19	45408	1560	4,8	32	0,42	71	340	1,0	83	423,8
20	49536	1702	8,0	32	0,51	120	960	2,5	312	1272,5
										8922,5

Таблица 5.2 - Бланк расчёта системы отопления. Малое циркуляционное кольцо

№ участка	Ф , Вт	Qт , кг/ч	l, м	d , мм	 , м/c	R , Па/м	Rl, Па	,	Z , Па	Rl+Z, Па
21	8256	284	0,8	15	0,39	180	144	1,5	108	162
22	4128	142	0,8	15	0,22	60	48	6,5	154,7	172,7
23	4128	142	0,8	15	0,22	60	48	2,5	59,5	77,5
										412,2