Тепловой расчет приборов заключается в определении площади внешней нагревательной поверхности каждого прибора, обеспечивающей необходимый тепловой поток от теплоносителя в помещение. Расчет проводится при тем­пературе теплоносителя, устанавливаемой для условий выбора тепловой мощности приборов. Для теплоносителя пара это — температура насыщенного пара при заданном его давлении в приборе. Для теплоносителя воды это — максимальная средняя температура воды в приборе, свя­занная с ее расходом.

Тепловая мощность прибора, т. е. его расчетная тепло­отдача Qnp, определяется, как известно, теплопотребностью помещения за вычетом теплоотдачи теплопроводов, проло­женных в этом помещении. Площадь теплоотдающей по­верхности зависит от принятого вида прибора, его распо­ложения в помещении и схемы присоединения к трубам. Эти факторы отражаются на значении поверхностной плот­ности теплового потока прибора.

Если поверхностная плогность теплового потока при­бора <7пР, Вт/м2 (см. § 4.6), известна, то теплоотдача отопи­тельного прибора Qnp, Вт, должна быть пропорциональна площади его нагревательной поверхности

Qnp = 9np^p - (4.25)

Отсюда расчетная площадь ЛР, м2, отопительного при­бора независимо от вида теплоносителя

^p=Q„p/<?np, (4.26)

Где Qnp—требуемая теплоотдача прибора в рассматриваемое помещение, определяемая в соответствии с формулой (4.1):

Qnp = Qn —РтрФгр! (4-27)

Qn — теплопотребность помещения, Вт; QTp — суммарная тепло­отдача проложенных в пределах помещения нагрешх труб стояка (ветви) и подводок, к которым непосредственно присоединен при­бор, а также транзитного теплопровода, если он имеется в поме­щении; Ргр — поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, полезную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении; Ртр составляет при прокладке труб: открытой—0,9, скрытой в глухой борозде стены—0,5, замоноличенной в тяжелый бетон — 1,8 (возрастание теплоотдачи объясняется увеличением площади теплоотдающей поверхности).

Суммарную теплоотдачу теплопроводов Qrp, Вт, находят по формуле

QTV=2k[pKdJ(tT — tB), (4.28)

Где £тр, d„, I — коэффициент теплопередачи, Вт/ (мЗ "С), наруж­ный диаметр, м, и длина, м, отдельных теплопроводов; и tB — тем­пература теплоносителя (индекс т) и воздуха («в») в помещении,

Теплоотдачу теплопроводов можно определить прибли­женно по формуле

Qtp=<7b'b+<7iv (4.29)

С использованием таблиц в справочной литературе (см. сноску на стр. 154), где даны значения QB и Qr— теплоот­дачи 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб, Вт/м, исходя из их диаметра и разности температуры (/т—/в); /в и /г — длина вертикальных и горизонтальных теплопроводов в пределах помещения, м.

Ранее в СССР вычисления по формуле (4.26) и измерение теплоотдающей поверхности всех отопительных приборов проводились в условных единицах площади — эквивалент­ных квадратных метрах (экм). Эквивалентным квадратным метром считали площадь нагревательной поверхности при­бора с теплоотдачей 506 Вт (435 ккал/ч) при разности сред­ней температуры теплоносителя и воздуха (TT—£а)=64,5°С и относительном расходе теплоносителя воды в приборе <3=1,0. Отопительным приборам, имеющим коэффициент теплопередачи выше, чем коэффициент теплопередачи эта­лонного радиатора (ранее выпускавшегося секционного радиатора типа Н-136), т. е. гладкотрубным приборам и панельным радиаторам, присваивалось измерение площади в экм, превышающих по величине их физическую площадь в м2. Напротив, площадь теплотехнически малоэффективных приборов (конвекторов, ребристых труб) измерялась в экм, меньших по величине, чем их площадь в м2. Двойное изме­рение площади отопительных приборов — в условных экм и физических м2 — заменено в 1984 г. измерением площади нагревательной поверхности только в квадратных метрах.

После определения расчетной площади нагревательной поверхности прибора по каталогу приборов подбирается ближайший торговый размер прибора (число секций или марка панельного радиатора, длина конвектора, ребристой или гладкой трубы). При этом фактическая площадь при­нятого к установке прибора получается, как правило, больше расчетной [это заранее учитывается в теплоотдаче прибора и расходе теплоносителя введением среднестатисти­ческого повышающего коэффициента — см. формулу (4.21)1.

Длина чугунных секционных радиаторов зависит от числа секций, составляющих приборы.

Число секций чугунных радиаторов определяют по формуле

Где ai — площадь одной секции, ма, типа радиатора, принятого к установке в помещении; £4 — поправочный коэффициент, учиты­вающий способ установки радиатора в помещении (см. § 4.4 и рис. 4.12); при открытой установке f?4=l,0; при установке с декоратив­ной решеткой следует обеспечивать Pj<1,10; f?3 — поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе (f53= = 1,0 при Лр=2,0 м2); для радиаторов типа М-140 вычисляется по формуле

(4.31)

Чугунные радиаторы проходят тепловые испытания при площади прибора около 2,0 м2, т. е. в составе семи — восьми секций, поэтому полученное значение коэффициента тепло­передачи справедливо только для радиаторов именно таких размеров. При меньшем числе секций коэффициент тепло­передачи относительно повышается благодаря влиянию усиленного теплового потока крайних секций, торцы ко­торых свободны для теплообмена излучением с помещением, поэтому размеры радиатора могут быть несколько сокра­щены. При большем числе секций влияние крайних секций на коэффициент теплопередачи уменьшается, и размеры радиатора должны быть несколько увеличены.

Для типов радиаторов с площадью одной секции 0,25 ма (в том числе для эталонного радиатора) коэффициент [За определяют по формуле

(4.32)

Расчетное число секций по формуле (4.30) редко полу­чается целым. При выборе целого числа секций радиатора допускают уменьшение расчетной площади Лр не более чем на 5% (но не более чем на 0,1 м2). Так поступают с

11 —765 целью ограничения отклонения от расчетной температуры В помещении (обычно приемлемо понижение на 1 °С в граж­данских и на 2 °С в производственных зданиях). Поэтому, как правило, к установке принимают ближайшее большее число секций.

Если в наружной стене имеется подоконная ниша, то длина радиатора должна быть меньше длины ниши по крайней мере на 400 мм при прямой подводке труб (600 мм— при подводке с уткой); лишние секции выделяют в само­стоятельный радиатор.

Длина стальных панельных радиаторов определяется размерами выпускаемых марок, а не получается в резуль­тате набора стандартных элементов как при расчете сек­ционных радиаторов. Для увеличения площади прибора, если это необходимо, отдельные марки панельных радиа­торов могут объединяться в блоки, включающие две парал­лельно расположенные панели.

Если к установке предназначен панельный радиатор типа РСВ или РСГ определенной площади alt м2, то число таких радиаторов, размещаемых в помещении открыто,

N = Av/at. (4.33)

При применении двухрядных блоков их расчетную площадь Ар увеличивают, принимая соответственно пони­женный коэффициент теплопередачи по сравнению с коэф­фициентом для однорядной установки радиатора.

Длина конвекторов с кожухом также определяется разме­рами выпускаемых полностью готовых приборов. Напри­мер, напольные конвекторы типа «Ритм» выпускаются с длиной кожуха 1000 и 1500 мм. Настенные конвекторы типов «Комфорт-20» и «Универсал-20» различных марок отличаются по длине одна от другой на 100 мм (типа «Уни - версал-С» — на 50 мм).

Число элементов конвекторов без кожуха или ребристых труб в ярусе по вертикали и в ряду по горизонтали опреде­ляют по формуле

N=Av/nai, (4.34)

Где п—число ярусов и рядов элементов, составляющих прибор; ai — площадь одного элемента конвектора или одной ребристой трубы принятой длины, ма.

Предполагаемое число ярусов и рядов элементов, а также схему соединения их между собой следует заранее учитывать при определении расчетной площади прибора (о последующей проверкой).

Длина греющей трубы в ярусе или в ряду гладкотрубного прибора составит

/ = (4.35)

Nai

Где Р| — поправочный коэффициент, учитывающий наличие де­коративного укрытия труб [см. пояснение к формуле (4,30)]; п — Число ярусов илн рядов греющих труб, составляющих прибор; aj — площадь 1 м открытой горизонтальной трубы принятого диаметра, ма/м.

При округлении дробного расчетного числа элементов или при­боров до целого числа допустимо, как и для радиаторов, уменьшать

Не более чем на 5% (но не более чем на 0,1 м?).

Пример 4.1. Определим число секций чугунного радиатора тнпа М-140А, устанавливаемого иа верхнем этаже у наружной стены без нишн под подоконником (на расстоянии от него 40 мм) в помещении высотой 2,7 м прн Qn=1410 Вт и fB=18°C, если радиатор присоединяется к однотрубному проточно-регулируемому стояку Dу 20 (с краном КРТ на подводке длиной 0,4 м) системы водяного отопления с верхней разводкой при ^=105°С, 0СТ= =300 кг/ч, Вода в подающей магистрали охлаждается до рассмат­риваемого стояка на 2 "С.

Средняя температура воды в приборе по формуле (4,21)

T - (105 2Г 0.5.1410.1,06.1,02.3,6 ^

FCp=(Mto-2)------------------------------------------- 4,187.300 =»lW. o U.

Плотность теплового потока радиатора при Д/Ср= 100,8— —18=82,8°С (изменение расхода воды в радиаторе от 360 до ЗООкг/ч практически не влияет на Qnp) по формуле (4,24)

<7пР=650 ВТ/Л

Теплоотдача вертикальных (/в= 2,7—0,5=2,2 м) и горизонталь­ных (/г=0,8 м) труб Dy 20 по формуле (4,29)

Qxp=93-2,2+115-0,8=296 Вт,

Расчетная площадь радиатора по формулам (4,26) и (4,27) 1410—[0,9-296 809

. itiu------------------------------------------------ . -

Лр=------------------------------------------------------------------------ ОПП------------ =1.41 М».

Расчетное число секций радиатора М-140А по формуле (4,30) при площадн одной секции 0,254 м*

,, 1,411,05 . 0

* Здесь и далее использованы данные Справочника проекти­ровщика (см. сноску на стр. 154).

11* где {34= 1,05 (по Справочнику проектировщика *); {З3=0,97+0,06 : : 1,41= 1,01 по формуле (4.31).

Принимаем к установке 6 секций.

Пример 4.2. Определим марку открыто устанавливаемого настенного конвектора с кожухом типа КН-20к «Уннверсал-20» малой глубины по условиям примера 4.1 (однотрубный стояк — проточный, т. е. без краиа КРТ).

Средняя температура воды в приборе по формуле (4.21)

/ П05 2) 0.5-1410-1,04-1,02-3,6. /Ср-(1"5—4 4,187-300

Номинальная плотность теплового потока для конвектора «Уннверсал-20» составляет 357 Вт/м2 (см. § 4.6). В нашем случае Д/Ср= 100,9—18=82,9 °С (больше 70 °С) и Gnp=300 кг/ч (меньше 360 кг/ч). Поэтому пересчитываем значение плотности теплового потока конвектора по формуле (4.24)

/82 9М /,300°1°7 9пр = 357 (gg) =439 Вт/м2.

Теплоотдача вертикальных (/в= 2,7 м) и горизонтальных (1Г— = 0,8 м) труб Dy 20 по формуле (4.29)

Qxp = 93-2,7+115-0,8 = 343 Вт.

Расчетная площадь конвектора по формулам (4.26) и (4.27)

, 1410-0,9-343 0 _. , ^р=----------- 439------- — 2,51 м2.

Принимаем к установке один концевой конвектор «Универсал - 20» с кожухом малой глубины марки КН 20—0,918 К. площадью 2,57 м? (длина кожуха 845 мм, монтажный номер У5).

Пример 4.3. Определим длину и число чугунных ребристых труб, устанавливаемых открыто в два яруса, в системе парового отопления, если избыточное давление пара в приборе 0,02 МПа, fB=15cC, Qn=6500 Вт, QTP=350 Вт, коэффициент теплопередачи ребристых труб ftnp=5,8 Вт/(м?-°С).

Разность температуры по формуле (4.16)

= 104,25 —15 = 89,25°С,

Где? нас—104,25 °С по табл. в Справочнике проектировщика.

Плотность теплового потока прибора получим при коэффициенте теплопередачи чугунных ребристых труб, установленных одна над другой, /гпр=5,8 Вт/ (м? - С):

<7пр = йПрЛ^н = 5,8 -89,25 = 518 Вт/ма. (4 ggj'3046™51 площадь прибора из ребристых труб по формуле

6500 — 0,9-350 518

Лр=——2—==11,9 м2.

Число ребристых труб в одном ярусе, задаваясь длиной вы­пускаемых труб 1,5 м, имеющих площадь нагревательной поверх-

Ности 3,0 м2, получим по формуле (4.34) ЛГ 11'9 о

^ет-2 шт-

Принимаем к установке в каждом ярусе по две последовательно соединенных чугунных ребристых трубы длиной 1,5 м. Общая площадь нагревательной поверхности прибора из четырех ребристых труб

Лпр=3,0-2-2= 12,0 м2,