Теплотехнический расчет наружных ограждений

     Расход  теплоты Q_i на нагревание инфильтрующегося в помещение воздуха принимается равным

Q_i = 0,5×SQ, Вт

      Тепловой  поток Q_r = 21A_п, Вт.

      Результаты  расчёта сведены в таблицу  в п. 2.2. 

7. Тепловой расчет отопительных приборов.

     

    Принимаем к установке в помещениях в  качестве отопительных приборов радиаторы  чугунные типа МС-140-108. Радиаторы устанавливают  под окнами на открытой стене и  присоединяют к стоякам, как показано на плане квартиры. В заданной квартире каждого уровня требуется установка  четырех радиаторов. Подачу теплоносителя  в приборы можно обеспечить по двум П-образным  однотрубным стоякам (Ст.3 и Ст.4). Bыполним расчет приборов, присоединенных к одному из стояков, например, приборов обслуживающих кухни (помещения № 105, 205, 305 и 405) и жилые  комнаты (помещения №  106, 206, 306, 406), подключенные к стояку 3. Поскольку гидравлический расчет системы не производится, задаемся диаметрами теплопроводов: принимаем диаметры стояка и подводок 20 мм, диаметр замыкающих участков 15 мм. Схема стояка показана на рисунке. У каждого прибора проставляем тепловую нагрузку, в верхней части указываем тепловую нагрузку стояка Q_п = 2565 Вт. К подающей ветви стояка подключаем приборы с большей тепловой нагрузкой. Стрелками на схеме показано направление движение теплоносителя.

    Расчет  выполняем по методике, описанной  в п. 2.4. методических указаний, и  представляем в форме таблицы.

Рассмотрим расчет на примере помещения № 106. Тепловая нагрузка каждого прибора принимается  равной теплопотерям помещения, в котором  устанавливается прибор. Для прибора, обслуживающего помещение №106, нагрузка  Q_п = 560 Вт. Температура теплоносителя на входе в первый по ходу движения воды прибор t_вх1=t_r=105°С. Температура воды на выходе из первого прибора определяется по формуле

t_{вых i} = t_{вх (i+1)}= t_{вх i}- Q_n / Q_{т ×}(t_r-t_о), °С           

где t_{вых i}, t_вх – температура воды соответственно на входе в i-й по ходу движения воды прибор и на выходе из него, °С;

   t_{вх (i+1)} — температура воды на входе в i+1-й по ходу движения воды прибор, °С;

   Q_{n i} – тепловая нагрузка i-го прибора, Вт;

   Q_{т  -  —} суммарная теплоотдача проложенных в пределах помещения стояков, подводок

t_{r —} температура воды на входе в первый прибор стояка, t_r= 105 ^°С;

   t_{0 —} температура воды на выходе из последнего по ходу движения воды прибора стояка, t₀ = 70°С;

   

     Эта же температура будет температурой на входе в следующий прибор, т.е. t_вх2= 98,76°С.

     Последовательно определяя температуру воды на входе  и выходе каждого прибора, получаем температуру на выходе из последнего прибора

что соответствует  заданному перепаду температур теплоносителя, следовательно, промежуточные значения температур вычислены верно. 
 
 
 

    Температурный напор для прибора, устанавливаемого в помещении № 106, определяем по формуле 

                           Dt_ср= (t_вх+t_вых/2)- t_р ,°С      

где t_{вх —} температура воды на входе в прибор, °С;

  t_{вых —} температура воды на выходе из прибора, °С;

  t_{р —} температура воздуха помещения, °С;

  G_{пр —} действительный расход воды в отопительном приборе,кг/с; 

Расход теплоносителя  вычисляем по формуле 

                                                    G_пр= Q_т∙b₁∙b₂/(c×(t_r-t₀)),                                                

где Q_{т —} суммарная тепловая нагрузка всех отопительных приборов стояка, Вт;

c — удельная теплоёмкость воды, с = 4200 Дж/(кг×К);

t_{r —} температура воды на входе в первый прибор стояка, t_r= 105 ^°С;

t_{0 —} температура воды на выходе из последнего по ходу движения воды прибора стояка, t₀ = 70°С;

n, p — экспериментальные значения показателей степени, приведены в прил. 6;

b_{1 —} коэффициент учёта дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счёт округления сверх расчётной величины, принимается по табл. 9;

     b_{2 —} коэффициент учёта дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, установленными у наружных ограждений: для радиаторов чугунных и конвекторов с кожухом b₂ = 1,02, для конвекторов без кожуха b₂ = 1,03 при установке у наружной стены в том числе под световым проёмом

                                            

     Если  требуется расход теплоносителя  получить в кг/ч, то полученное значение необходимо умножить на 3600, т.е. 0,019×3600=68,4 кг/ч.

Для определения  расчетной плотности теплового  потока прибора по формуле 

                                                  q_пр= q_ном×(Dt_ср/70)¹⁺ⁿ ×(G_пр/0,1)^РС_пр    ,                           

где q_{ном —} номинальная плотность теплового потока отопительного прибора при стандартных условиях работы, Вт/м², принимается по прил.6. Стандартными условиями считаются условия работы системы отопления, когда средний температурный напор равен 70°С, расход воды в приборе составляет 0,1 кг/с, а атмосферное давление 101,3 мПа;

     Dt_{ср —} температурный напор

     необходимо  выписать основные технические данные (по прил.6): номинальная плотность  теплового потока q_ном = 758 Вт/м²; при движении воды снизу-вверх и расходе G_пр = 0,019 кг/с; n = 0,25; p=0,04 и C_пр= 0,97.

при движении сверху вниз: n = 0,3; p=0 и C_пр= 1.

Коэффициент β₁=1,04 (по табл.9), β₂=1,02.

Находим по прил.7 теплоотдачу  открыто проложенных трубопроводов: при 

t_вх– t_р = 105 – 20 = 85 °С для труб диаметром 20 мм q_в = 96 Вт/м, q_г = 119 Вт/м;  для труб диаметром 15 мм q_в = 76,5 Вт/м. 

Рис. ____. 
 
 

 

Расчет отопительных приборов

 

    Длина горизонтальных труб равна суммарной  длине подводок к прибору: l_г = 2×0,35 = 0,7 м; длина вертикальных труб диаметром 20 мм определяется как высота этажа за вычетом толщины перекрытия и  расстояния между пробками радиатора: l_в20 = 2,8 - 0,25 - 0,5 = 2,05 м; длина вертикальных труб диаметром 15 мм равна длине замыкающего участка: l_в15  = 0,5 м.                                

Теплоотдачу открыто  проложенных трубопроводов вычисляем  по формуле

                                          Q_тр =q_в×l_в+q_rl_r, Вт                                       

        где l_в, l_r – длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м;

    q_в, q_r – теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м, для неизолированных труб принимается по приложению 7 методических указаний , исходя из диаметра и положения труб, а так же разности температуры теплоносителя при входе его в рассматриваемое помещение t_вх и температуры воздуха в помещении t_р

Q_тр = 96×2,05+76,5×0,5+119×0,7 = 318 Вт

Определяем теплоотдачу  прибора по формуле 

                                              Q_пр = Q_{n —} 0,9Q_тр ,             

где Q_{n —} теплопотребность помещения, равная его теплопотерям за вычетом теплопоступлений ,Вт;

Q_{тр —} суммарная теплоотдача проложенных в пределах помещения стояков, подводок, к которым непосредственно присоединён прибор (коэффициент 0,9 учитывает долю теплового потока от теплопроводов, полезную для поддержания температуры воздуха в помещении), Вт;

Q_пр = 457 - 0,9×318 = 170 Вт.

Вычисляем расчетную  площадь поверхности прибора  по формуле 

                                                             F_р =  Q_пр/q_пр  , м²