Тепловой расчет отопительных приборов с помощью ЭВМ
Применение электронных вычислительных машин (ЭВМ)' наряду с возможностью точного решения сложных задач обеспечивает снижение трудоемкости и сокращение сроков проектирования.
В примерах теплового расчета отопительных приборов (см. § 4.7) полученное расчетное значение площади изменялось при выборе устанавливаемого прибора в соответствии с номенклатурой выпускаемых промышленностью приборов. Изменение (как правило, увеличение) площади приводит при работе системы отопления к изменению теплоотдачи прибора. При этом изменяется и температура теплоносителя — воды, выходящего из прибора. При расчете вручную изменение температуры учитывается обобщенно путем введения поправочного коэффициента fi, [см. формулу (4.21)] к расходу воды. При расчете с помощью ЭВМ можно более точно учитывать изменение температуры теплоносителя.
Уточненные расчеты необходимо проделывать для приборов, соединенных по однотрубной схеме, особенно если они составляются из элементов приборов, имеющих большой шаг номенклатурного ряда. Если, например, конвектор с кожухом типа «Универсал-20» имеет шаг всего 0,37 м2, то ребристые трубы могут образовывать приборы с шагом 1,0 ма. В ходе более точного теплового расчета в цепочке приборов, последних по ходу движения воды, может возникнуть необходимость увеличения предварительно принятой площади.
При уточнении температуры воды /ВЬ1Х, °С, выходящей из прибора уже выбранной площади Лпр, м2, используют формулу ^
+ 1 LhnMN (б'пр/0,1)'" /1,|Р |1 /п* (4'36)
Ltt»-*»)""1" 70L+ NGnpc J
Где TBX — температура теплоносителя, входящего в отопительный прибор, °С; TB — расчетная температура воздуха в обогреваемом помещении, °С; QBОм — номинальная плотность теплового потока для рассматриваемого прибора, Вт/м?; п, р — показатели, входящие в формулу (4.15); Опр —действительный расход воды в приборе, кг/с; с — удельная массовая теплоемкость воды, Дж/(кг«С).
Отметим, что при тепловом расчете приборов с повышенным гидравлическим сопротивлением (например, конвекторов) уточнение их площади связано с изменением их длины. Это может повлечь за собой повторение гидравлического расчета системы отопления в целом для уточнения действительного расхода воды в элементах системы.
Общими исходными данными для выполнения тепловых расчетов с помощью ЭВМ отопительных приборов являются:
1) вид системы отопления (вертикальная или горизонтальная, однотрубная, двухтрубная и т. д.);
2) тип отопительного прибора;
3) наличие в однотрубной системе отопления замыкающего участка и его положение (осевой или смещенный);
4) расчетные параметры температуры теплоносителя (для однотрубной системы отопления только в том случае, если гидравлический расчет проводился при постоянном перепаде температуры воды в стояках);
5) расчетное атмосферное давление в районе строительства здания;
6) число рассчитываемых стояков или ветвей.
Тепловой расчет отопительных приборов проводят по
Отдельным стоякам (ветвям в горизонтальной системе), для каждого из которых подготавливают следующие показатели:
А) номер стояка (ветви) по схеме;
Б) расчетные параметры температуры теплоносителя (для однотрубной системы, если гидравлический расчет проводился с переменным перепадом температуры воды в стояках);
В) понижение расчетной температуры подаваемой воды от начала системы до первого прибора;
Г) расчетный расход воды (для однотрубной системы по результатам гидравлического расчета);
Д) число последовательно соединенных этажестояков (в однотрубной системе) или число приборов на стояке (в Двухтрубной системе);
Е) диаметр и длина стояка, подводок к отопительному прибору и замыкающего участка (если он есть) на каждом этажестояке (отрезке ветви);
Ж) для каждого этажестояка: тепловая нагрузка, расчетная температура воздуха в обогреваемом помещении; схема присоединения прибора (сверху вниз, снизу вверх или снизу вниз); место установки прибора (у наружной стены или светового проема).
В программу расчета отопительных приборов с помощью ЭВМ, помимо расчетных формул, вносят следующие данные.
1. Теплотехническую характеристику приборов, а именно:
А) номинальную плотность теплового потока;
Б) площадь нагревательной поверхности марок выбранного типа прибора в соответствии с его номенклатурным рядом (для радиаторов — площадь одной секции);
В) числовые значения показателей пир.
2. Значения поправочных коэффициентов Р [формулы (4.21) и (4.30)] для выбранного типа прибора.
3. Теплоотдачу 1 м вертикально и горизонтально проложенных труб [формула (4.29)] в виде ряда для различных диаметров и температурных перепадов или упрощенной аппроксимирующей зависимости.
4. Необходимую точность расчетов (обычно допустимое отклонение действительной площади прибора от расчетной).
Общая программа теплового расчета отопительных приборов системы водяного отопления с помощью ЭВМ предусматривает последовательное выполнение расчетов после ввода исходных данных по следующим основным этапам:
1. Определение расчетной температуры воды, выходящей из отопительного прибора (для однотрубной системы) по формуле (7.24).
2. Вычисление расхода воды в приборе (для двухтрубной системы) применительно к формуле (8.2)'.
3. Расчет действительной плотности теплового потока отопительного прибора по формуле (4.24).
4. Расчет теплоотдачи греющих труб в помещении по формуле (4.29).
5. Определение требуемой теплоотдачи отопительного прибора по формуле (4.27).
6. Определение расчетной площади нагревательной поверхности отопительного прибора по формуле (4.26).
7. Выбор марки принятого типа отопительного прибора путем сравнения расчетной площади с площадью в номенклатурном ряде марок приборов, выпускаемых промышленностью, с учетом допустимой погрешности [в радиаторной системе расчет числа секций по формуле (4.30)].
8. Уточнение температуры воды, выходящей из отопительного прибора однотрубного стояка (ветви), в зависимости от значения принятой площади по формуле (4.36).
9. Повторение расчетов по пп. 3—7.
10. Переход к расчету следующего этажестояка или отрезка ветви (по ходу движения теплоносителя для однотрубной системы), начиная с п. 1 в однотрубной и с п. 2 в двухтрубной системе отопления.
11. Вывод на печать результатов расчета.
Расчет отопительных приборов в системе парового отопления проводят по пп. 3—7, 10, 11. При этом вычисление действительной плотности теплового потока прибора ведут по формуле (4.23). В исходные данные включают в качестве параметра теплоносителя расчетное начальное давление или соответствующую ему температуру пара в системе.
При выводе на печать итогов расчета помимо выбранной марки отопительного прибора (числа секций радиатора) для каждого этажестояка могут дополнительно приводиться данные, необходимые для составления проектно-сметной документации (например, масса приборов и труб, суммарное количество приборов по отдельным маркам и т. д.). Для этого в программе должны быть предусмотрены соответствующие формулы и циклы.