Нагревательные приборы систем центрального отопления

6. Нагревательные приборы систем центрального отопления.

6.1. Основные теплотехнические характеристики, конструкция, область использования.

Отопительные приборы систем центрального отопления делятся на радиационные (потолочные отопительные панели), конвективно—радиационные с гладкой поверхностью (радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы) и конвективные с ребристой нагревательной поверхностью (конвекторы с кожухом и без кожуха, ребристые трубы).

По высоте отопительные приборы подразделяют на высокие (высотой более 650 мм), средние (400—650 мм), низкие (200—400 мм) и плинтусные (до 200 мм вкл.).

По глубине приборы бывают малой (до 120 мм вкл.), средней (более 120 до 200 мм) и большой глубины (более 200 мм). Конвекторы и другие подобные приборы обладают малой тепловой инерцией, радиаторы и однотипные приборы — большой тепловой инерцией.

Теплопередача отопительного прибора (Q_пр.д, Вт (ккал/ч), пропорциональна тепловому потоку, приведенному к расчетным условиям по его действительной площади нагревательной поверхности

(6.1.1)

где 70 — номинальный температурный напор, °С; К_н.у — номинальный условный коэффициент теплопередачи отопительного прибора, Вт/(м² • К) [ккал/ч • м² • °С)]; А —площадь наружной нагревательной поверхности прибора, м² (см. прил. X). Q_н.у. —номинальный условный тепловой поток прибора, Вт (ккал/ч), предназначенный для выбора типоразмера прибора; значения Q_н.у приведены в прил. X; _к— комплексный коэффициент приведения Q_н.у к расчетным условиям, определяемый по формулам: при теплоносителе паре

Рекомендуемые материалы

Временно до уточнения коэффициент _к, полученный по формуле, следует принимать с поправочным коэффициентом 1,03 для чугунных секционных радиаторов и 1,06 для ребристых труб; при теплоносителе воде

t_н — разность температуры насыщенного пара t_нас и температуры окружающего воздуха t_в, °С:

t_ср — разность средней температуры воды t_ср в приборе и температуры окружающего воздуха t_в, °С:

t_вх и t_вых — температура воды, входящей в прибор и выходящей из него, °С; G_пр— расход воды в приборе, кг/ч (для конвекторов— расход воды в одной трубе конвектора); b — коэффициент учета атмосферного давления в данной местности (табл. 6.1.1); —коэффициент учета направления движения теплоносителя воды в приборе снизу—вверх (штуцеры прибора расположены в вертикальной плоскости) (см. табл. 6.1.11):

ТАБЛИЦА 6.1.1

НАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА b УЧЕТА РАСЧЕТНОГО АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ТАБЛИЦА 6.1.2.

ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ n, р, с ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

6.2. Определение поверхности нагревательных приборов.

Требуемую площадь наружной нагревательной поверхности прибора А_пр, м², независимо от вида теплоносителя находят из формулы (6.1.1), исходя из номинального условного коэффициента теплопередачи прибора (для наиболее употребительных отопительных приборов К_{н у} приведен в табл. 6.2.1).

Для однотрубных систем водяного отопления требуемая площадь нагревательной поверхности А_пр, м², приборов в помещениях при t_в = 5 — 25°С определяется по табл. 9.8 по значению Q_пр предварительно уменьшенному на 5% при Q_пр < 1200 Вт (1032 ккал/ч) или на 60 Вт (52 ккал/ч) при Q_пр > 1200 Вт (1032 ккал/ч).

ТАБЛИЦА 6.2.1

ЗНАЧЕНИЯ НОМИНАЛЬНОГО УСЛОВНОГО

КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ОТОПИТЕЛЬНЫХ

ПРИБОРОВ

При пользовании табл. 6.2.2 следует иметь в виду, что при расходе воды в приборе менее 160 кг/ч (при тепловой нагрузке в ккал/ч менее 186 кг/ч) нужно принимать увеличенные в 10 раз значения G_ст и Q_пр; при тепловой нагрузке более 1550 Вт (более 1330 ккал/ч) определять А_пр половины прибора по уменьшенной в 2 раза тепловой нагрузке или, определив А_пр по величине Q_пр, полученную площадь А_пр разделить на .

Требуемую площадь А_пр, м², приборов двухтрубных систем отопления можно определять также по табл. 6.2.2 по значениям t_в и t_ср, вычисляя t_ср. После определения А_пр отопительных приборов находят их расчетную площадь А_р, м²,

где b принимают по табл. 6.1.1.

Табл. 6.2.2.

Сопоставляя площадь А_р со значениями площади нагревательной поверхности приборов (А, м²), приведенными в прил. X, выбирают необходимый типоразмер и номинальный тепловой поток прибора, учитывая, что площадь выбираемого прибора не должна быть меньше А_р. Некоторые приборы (имеющие отличный от основного ряда коэффициент теплопередачи) следует подбирать по условному значению А, которое дано в графе А прил. X. в знаменателе дроби со звездочкой.

По значению А_р для чугунных секционных радиаторов вычисляют минимальное число секций по формуле

где а_с—площадь нагревательной поверхности одной секции, м²; ₃’ —коэффициент учета числа секций в приборе (для радиаторов МС—140 коэффициент ₃’ заменяется на ₃)

По результатам расчета по формулам и при ₄ = 1 составлена табл.6.2.3. Расчетное число секций принимают по большему ближайшему значению.

ТАБЛИЦА 6.2.3

РАСЧЕТНАЯ ПЛОЩАДЬ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ

ПОВЕРХНОСТИ ЧУГУННЫХ СЕКЦИОННЫХ

РАДИАТОРОВ Ар

Пример 1. Определить число секций чугунного секционного радиатора М—90, устанавливаемого у наружной стены без ниши под подоконником (на расстоянии от него 40 мм) на пятом этаже пятиэтажного здания, в двухтрубной насосной системе водяного отопления с нижним расположением магистралей (принята схема 2 присоединения прибора), если t_г =95°С, (t₀ = 70°С, t_в = 20°С, понижение температуры воды в подающей магистрали до стояка Барометрическое давление в месте строительства 1013,3 гПа (760 мм рт.ст.).

Принимаем высоту этажа здания 2,5 м в чистоте, средний расход воды в стояке 250 кг/ч, диаметр труб D_у = 20 мм. Тогда суммарное понижение температуры воды в подающем стояке, проложенном через первый – четвертый этажи здания, найдем по формуле

где 78 Вт/м — теплоотдача 1 м вертикальной трубы.

Расход воды в радиаторе по формуле

Средняя температура воды в радиаторе по формуле с учетом понижения температуры воды в подающих магистрали и стояке

t_ср=0,5*(95-2-2,8+70)=80,1 °С

Тогда разность температуры

Теплоотдачу подводок вертикальных (0,3 м) и горизонтальных (2,0 м) труб D_у = 15 мм вычисляем при и t_вых = 70°С по формуле

По формуле (9.12) Q_пр = 1148 — 0,9•124 = 1036 Вт.

Пользуясь табл. 9.1 и 9.2, по формуле (9.8) определим значение комплексного коэффициента

тогда требуемый номинальный тепловой поток составит

Используя значение Q_н.у у одной секции радиатора М—90 (см. прил. X), определим ориентировочное число секций прибора N = 1262/140 = 9,01.

Вычислим затем по формуле

находим минимальное число секций прибора при ₄ = 1,05

Принимаем к установке десять секций.

6.3. Особенности расчета поверхности нагрева приборов в однотрубных системах.

Требуемый номинальный тепловой поток Q_н.т, Вт (ккал/ч), для выбора типоразмера отопительного прибора по прил. X определяют по формуле

где Q_пр — необходимая теплопередача прибора в рассматриваемое помещение

Q_тр — теплоотдача открыто проложенных в пределах помещения труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединен прибор,

где q_в и q_г —теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м [ккал/(ч•м)]; для неизолированных труб принимается по табл. II.22, исходя из диаметра и положения труб, а также разности температуры теплоносителя при входе его в рассматриваемое помещение t_т и температуры воздуха в помещении t_в; для изолированных труб— по табл. II.24; l_в и l_г——длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.

Тепловой поток выбранного прибора не должен уменьшаться более чем на 5% или на 60 Вт (52 ккал/ч) по сравнению с Q_пр, поэтому прибор выбирают по прил. X по величине Q_н.т, полученной исходя из значения Q_пр, уменьшенного на 5% при Q_пр < 1200 Вт (1032 ккал/ч) или на 60 Вт (52 ккал/ч) при Q_пр > 1200 Вт (1032 ккал/ч).

Приведенные формулы действительны при открытой установке неокрашенных приборов у наружных ограждений помещений.

На теплоотдачу отопительного прибора влияют конструкция декоративного ограждения, состав и цвет красителя. Окраска заметно изменяет теплоотдачу приборов с гладкой поверхностью (табл. 6.3.1) и практически не влияет на теплоотдачу приборов с ребристой поверхностью.

₃ - коэффициент учета числа секций в приборе для радиатора типа МС—140, принимаемый равным:

ТАБЛИЦА 6.3.1.

ВЛИЯНИЕ ОКРАСКИ ПОВЕРХНОСТИ НА ТЕПЛООТДАЧУ ОТОПИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА

Для радиаторов остальных типов по формуле

где N —число секций радиатора.

Пример1. Определить значения Q_р для приборов, присоединенных по проточной схеме к однотрубному стояку системы отопления четырехэтажного здания с верхним расположением подающей магистрали при параметрах теплоносителя t = 95 — 70°С. Тепловые нагрузки приборов на каждом этаже: Q_п4 = 1200; Q_п3 = 1100; Q_п2 = 1000; Q_п1= 1300 Вт. Падение температуры воды в подающей магистрали до стояка°С. Расход воды в стояке G_ст = 200 кг/ч.

Так как в системе t_г < 150°С, по формуле (9.18) находим общую для приборов стояка фиктивную тепловую нагрузку Q_ф = 200 * 4187 [150 — (95 — 2)]/ 3600 = 13259 и, пользуясь формулой (9.17), определим значение Q_р перед каждым прибором стояка, считая, что коэффициент затекания  = 1:

прибор на 4 этаже

прибор на 3 этаже

прибор на 2 этаже

прибор на 1 этаже

Пример 2. При барометрическом давлении в месте строительства 1013,3 гПа (760 мм рт. ст.) по значениям Q_р, подсчитанным в примере 1, определить требуемую площадь отопительных приборов, в качестве которых приняты конвекторы «Универсал», а их тепловые нагрузки Q_пр подсчитанные по формуле (9.12), уменьшены на 5% или 60 Вт и составляют: Q_пр4 = 100° Вт при t_в = 18°С; Q_пр3= 950 Вт при t_в = 18°С; Q_пр2 = 800 Вт при t_в= 18°С; Q_пр4=1160 Вт при t_в = 20°С.

Пользуясь ключом, по табл. 6.2.2 находим:

прибор на 4 этаже

прибор на 3 этаже

прибор на 2 этаже

прибор на 1 этаже

Регулирование теплопередачи отопительных приборов

В системах водяного отопления применяется качественное и количественное регулирование: качественное — центральное (на тепловой станции), групповое (в центральном тепловом пункте) и местное (в тепловом пункте здания); количественное (кроме указанных мест) индивидуальное у каждого отопительного прибора.

При местном регулировании повышению тепловой устойчивости системы способствует сокращение количества циркулирующей воды по мере понижения температуры воды, подаваемой в систему. Тепловая устойчивость системы водяного отопления здания обеспечивается при проведении автоматического пофасадного качественно—количественного регулирования: качественного — по изменению температуры наружного воздуха и скорости ветра, качественного и количественного — по отклонению температуры в воздухе в характерных помещениях.

В системах парового отопления применяется количественное регулирование.

Индивидуальное количественное регулирование может быть ручным и автоматическим. Автоматическое регулирование предусматривается в соответствии с требованиями главы СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Для ручного регулирования при паровом отоплении применяют вентили с золотником без прокладки; при водяном отоплении — регулирующие краны. Вентили и краны КРП и КРТ с пониженным гидравлическим сопротивлением используют в однотрубных системах, краны с повышенным гидравлическим сопротивлением (двойного регулирования КРД, проходные КРП с дросселирующим устройством, «Термис» и пр.) — в двухтрубных. Конвекторы типа КН («Комфорт—20», «Универсал») имеют регулирующие воздушные клапаны; в однотрубных системах такие конвекторы устанавливают без регулирующих кранов, в двухтрубных с кранами КРД.

При прерывистом отоплении обеспечивается общее отключение отопительных приборов помещений с переменным тепловым режимом.

Для автоматического регулирования служат регуляторы прямого и косвенного действия. Их гидравлическое сопротивление должно быть пониженным в однотрубных и повышенным в двухтрубных системах.

6.4. Размещение приборов в помещении.

При выборе вида отопительных приборов следует прежде всего учитывать давление в системе, качество теплоносителя (например, стальные панельные радиаторы могут применяться только в системах водяного отопления с химически подготовленной деаэрированной водой), а также состав воздушной среды помещений (стальные приборы без защитного покрытия нельзя применять при наличии в воздухе помещений веществ, агрессивных по отношению к металлу).

Принимают также во внимание назначение и архитектурно—технологическую планировку здания, особенности теплового режима помещений, места и длительность пребывания на них людей.

При повышенных санитарно—гигиенических, а также противопожарных и противовзрывных требованиях выбирают приборы с гладкой поверхностью — радиаторы панельные бетонные или стальные и гладкотрубные приборы (при обосновании).

При длительном пребывании людей в обычных условиях применяют приборы конвективно—радиационного и конвективного вида (не более двух видов приборов для всего здания или сооружения). В производственных зданиях чаще используют приборы, обеспечивающие повышенную тепловую плотность по длине (радиаторы секционные, несколько ребристых труб друг над другом); в административно—бытовых зданиях — конвекторы без кожуха; в гражданских — радиаторы и конвекторы с кожухом. В помещениях, предназначенных для кратковременного пребывания людей, предпочтение отдается приборам с высокими технико—экономическими показателями.

Отопительные приборы должны обеспечивать равномерное обогревание помещений. Наиболее равномерно помещения нагревают напольные и потолочные отопительные панели. Вертикальные приборы размещают прежде всего под световыми проемами, причем желательно чтобы под окнами длина приборов составляла не менее 50% длины проемов (как правило, не меньше 75% в больницах, детских дошкольных учреждениях, школах.

При размещении приборов под окнами: вертикальные оси оконного проема и прибор, совмещают (допустимо отклонение не боле 50 мм). В жилых зданиях, гостиницах, общежитиях, административно—бытовых зданиях приборы могут быть смещены от оси проемов.

Отопительные приборы (при невозможности размещения их под окнами или у наружных стен) могут быть установлены у внутренних стен. Для ориентировки при размещении при­боров используются данные о номинальном тепловом потоке и длине приборов. Вертикальные отопительные приборы сле­дует размещать по возможности ближе к полу помещений (минимальное расстояние от низа прибора до поверхности пола 60 мм) (рис. 6.4.1). В помещениях высотой более 6 м со свето­выми проемами наверху часть приборов (от 114 до 113 общей площади) располагают в верхней зоне (при использовании высоких конвекторов с кожухом достаточна установка их только в рабочей или обслуживаемой зоне помещения). В лестничных клетках многоэтажных зданий (до 12 этажей) с наружными входами отопительные приборы располагают в нижней их части рядом со входными дверями, применяя высокие конвекторы. В малоэтажных зданиях используют отопительные приборы того же типа, который принят для отопления основных помещений. Эти приборы размещают на первом этаже при входе (а также э подвальной части лестничной клетки, если она имеется); отдельные приборы могут быть перенесены на промежуточную лестничную площадку между первым и вторым этажами.

Установка отопительных приборов во входных тамбурах с наружными дверями недопустима; приборы могут — быть помещены во внутренних тамбурах (при тройных входных дверях с двумя тамбурами между ними).

Отопительные приборы размещают так, чтобы были обеспечены их осмотр, очистка и ремонт. Если применяется ограждение (экран) или декорирование приборов, кроме конвекторов с кожухом (по технологическим, противопожарным, противовзрывным или архитектурным требованиям), то уменьшение номинального теплового потока укрытых приборов допустимо не более чем на 10% (в жилых зданиях приборы не укрывают.

Рис. 6.4.1. Схемы установки отопительных приборов у поля по­мещений

а — радиаторов во всех помещениях (кроме перечисленных в п.«б»); б — радиаторов в помещениях лечебно—профилактических, санаторно—курортных и детских учреждений; в — конвекторов с кожухом (Н_к— высота кожуха) настенного типа; г—конвекторов без кожуха плинтусных

Тепловой поток вертикальных приборов зависит от расположения мест подачи и отвода из них теплоносителя воды. Теплопередача возрастает при подаче теплоносителя воды в верхнюю часть и отводе воды из нижней части прибора (направление движения сверху—вниз) и понижается при направлении движения снизу—вверх. При установке отопительных приборов в несколько ярусов по высоте (радиаторов, конвекторов, гладких труб или ребристых труб) рекомендуется обеспечивать последовательное движение теплоносителя сверху—вниз (из верхнего яруса в нижний).

Расстояния от строительных конструкций зданий до отопительных приборов и между приборами следует принимать в соответствии с нормативными указаниями.

Приборы с теплоносителем при температуре выше 105°С необходимо размещать на расстоянии не менее 100 мм от сгораемых элементов зданий. При размещении приборов следует учитывать возможность прокладки подводок к ним по прямой линии.

В помещениях категорий А, Б и В не допускается размещать отопительные приборы в нишах, за исключением лестничных клеток, где выступы приборов не должны сокращать необходимую ширину проходов.

Бесплатная лекция: "Речь и язык" также доступна.

При смещенной установке отопительного прибора от оси светового проема стояк располагают на расстоянии 150 ± 50 мм от откоса проема, а длину подводки принимают 360—400 мм при трубах D_у = 15—20 мм и 500 мм при трубах D_у 25 мм.

Устанавливают отопительные приборы на кронштейнах, болтах или металлических подставках.

Отопительные приборы без воздушного клапана для возможности регулирования теплопередачи соединяют «на сцепке» в пределах одного помещения, за исключением вспомогательных помещений (коридоров, кладовых и т.п., а также кухонь жилых зданий), где допускается приборы присоединять на сцепке к приборам соседних помещений. Диаметр соединительных труб сцепки принимают по диаметру отверстий в приборах, длина сцепки не должна превышать 1,5 м. Число приборов, соединяемых на сцепке, при односторонней подводке к приборам от однотрубных и двухтрубных стояков должно быть не более двух. Разносторонняя подводка труб к радиаторам от двухтрубных стояков рекомендуется при числе секций более 25 или при установке более двух приборов, соединенных на сцепке. Размеры отверстий при открытой прокладке и борозд при скрытой прокладке в строительных конструкциях принимаются в зависимости от вида прокладываемого теплопровода (табл. 6.4.2).

ТАБЛИЦА 6.4.2

РАЗМЕРЫ ОТВЕРСТИЙ И БОРОЗД В СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ