Определение поверхности нагревательных приборов

Необходимо определить поверхность нагрева и количество секций в каждом из приборов, присоединенных к первому и последнему стоякам расчетного циркуляционного кольца.

В качестве нагревательных приборов принять чугунные радиаторы типа МС 140-98 (площадь одной секции f_с=0,24 м², номинальный тепловой поток q_ном=725 Вт/м²).

Тепловая нагрузка рассчитываемого прибора Q_пр, Вт, определяется с точностью 10 Вт путем распределения теплопотерь помещения на установленные в нем радиаторы. Требуемая площадь радиатора, м², определяется из выражения

F_пр= Q_пр/q _пр,

где q_пр – расчетная плотность теплового потока в конкретных условиях эксплуатации прибора, Вт/м2

q _пр= q _ном(Δt_ср/70)^m*( G_пр /360)^p

где m – показатель, принимаемый при движении воды в радиаторе «сверху-вниз», равным 1,3;

P – показатель, принимаемый при расходе теплоносителя через прибор G_пр до 60 кг/ч и схеме движения «сверху-вниз», равным 0,02

Δt_ср – средний температурный напор (t_ср.пр.-t_int), ºС,

где t_ср.пр.- средняя температура воды в приборе, ºС;

t_int – температура внутреннего воздуха в рассматриваемом помещении, ºС.

Средняя температура воды в рассчитываемом приборе t_ср.пр. с учетом остывания воды в магистральных трубопроводах до расчетного стояка, принимаемого для проектируемых в работе зданий, равным 2 ºС.

Для однотрубной системы отопления:

t_{ср.пр i}= t_г -2 –

где: - суммарная тепловая нагрузка радиаторов, присоединенных к рассматриваемому стояку по ходу движения воды до рассчитываемого этажеузла, Вт;

β₁ –коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых приборов за счет округления сверх расчетной величины для радиатора МС140; β₁ =1,05

β₂ –коэффициент учитывающий дополнительные теплопотери вследствие размещения приборов у наружных ограждений; для радиаторов β₂ =1,02

G_сm – количество воды, поступающее в однотрубный стояк, кг/ч, определяемое по выражению:

G_cm =

G_cm =(3,6*2030*1,05*1,02)/[4,19*(105-2-70)]=56,6 кг/ч

t ^1пр_1-2 =105-2-(3,6*560*1,05*1,02)/(56,6*4,19) = 93,9 ºС

t ^2пр_1-2 =105-2-(3,6*420*1,05*1,02)/(56,6*4,19) = 96,17 ºС

t ^ср _1-2 =(93,9+96,17)/2 = 95,035 ºС

t ^ср _пр1 =(103+93,9)/2 = 98,45 ºС

t ^ср _пр2 =(103+96,17)/2 = 99,585 ºС

t ^ср _пр3 =(95,035+70)/2 = 82,52 ºС

t ^ср _пр4 =(95,035+70)/2 = 82,52 ºС

Δt_ср=t_{ср. пр.} - t_int , ºС

Находим количество воды, кг/ч, затекающей приборы. Для однотрубных стояков:

G_пр =G _cm * α =56,6*0,5= 28,3 кг/ч

Расчетная плотность теплового потока:

q _пр1= 725*[(98,45-20)/70]^1,3*(28,3/360)^0,02=799,08 Вт/м²

q _пр2= 725*[(99,585-20)/70]^1,3*(28,3/360)^0,02=814,14 Вт/м²

q _пр3= 725*[(82,52-20)/70]^1,3*(28,3/360)^0,02=594,9 Вт/м²

q _пр4= 725*[(82,52-20)/70]^1,3*(28,3/360)^0,02=594,9 Вт/м²

Тогда требуемая площадь радиатора:

F_пр1= Q_пр/q _пр= 560/799,08 = 0,70 м²

F_пр2= Q_пр/q _пр= 420/814,14= 0,52 м²

F_пр3= Q_пр/q _пр= 630/594,9 = 1,06 м²

F_пр4= Q_пр/q _пр= 420/594,9 = 0,71 м²

Определяем число секций в нагревательном приборе, шт, из выражения:

n= (F_пр * β₄ )/(f_c* β₃)

где β₄ - коэффициент, учитывающий способ установки радиатора: у стены без ниши под подоконной доской β₄ =1,05

β₃ – коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе:

β₃=0,97+0,06/ F_пр

β_3.1=0,97+0,06/ 0,70=1,06

β_3.2=0,97+0,06/ 0,52=1,09

β_3.3=0,97+0,06/ 1,06=1,03

β_3.4=0,97+0,06/ 0,71=1,05

тогда число секций в радиаторе:

n₁= F_пр1* β₄/(f_с*β_3.1)= 0,7*1,05/(0,24*1,06) =2,89 = 3;

n₂= F_пр2* β₄/(f_с*β_3.2) = 0,52*1,05/(0,24*1,09) =2,09 =2 ;

n₃= F_пр1* β₄/(f_с*β_3.3)= 1,06*1,05/(0,24*1,03) =4,5 =5;

n₄= F_пр2* β₄/(f_с*β_3.4) = 0,71*1,05/(0,24*1,05) =2,96 = 3;

Подбор элеватора

Основной характеристикой для подбора элеватора является коэффициент смешения:

U= (t_с - t_г)/ (t_г – t_о)*1,15 = (150 - 105)/(105 - 70)*1,15 = 1,48 ,

где t_с – температура сетевой воды в тепловой сети, ºС .

Массовый расход воды, циркулирующей в системе отопления, т/ч,

G _сист=3,6 Q_сист/(С*( t_г – t_о)*1000) =

3,6*24520/(4,19*(105-70)*10³) = 0,602 т/ч;

где Q_сист = 24520 – тепловая мощность системы отопления, Вт.

Диаметр горловины элеватора, мм:

d_г = 15.5* (G _сист²/ ΔH_сист)^1/4 = 15,5*(0,602²/6,19)^1/4 =7,62 мм

где ΔH_сист=Σ(R*l+Z ) =6,19– потери давления в расчетном циркуляционном кольце системы отопления, кПа.

По найденному диаметру горловины подбирается номер стандартного элеватора: т.к. d_г <18 мм –принят элеватор № 1;

Диаметр сопла, мм, для подобранного элеватора можно определить по приближенной зависимости:

d_с = d_г/(1+ U) = 7,62/(1+ 1,48)= 3,07 мм

Требуемая разность давлений перед элеватором, кПа:

ΔР_эл=6,28*G_с²/ d_с⁴ = 6,28*0,26²/ 0,307⁴ = 47,79 кПа.

где G_с – расход сетевой воды, т/ч;

d_с = 0,32 – диаметр сопла, см.

G_с= 3,6* Q_сист/(С*( t_с – t_о)*1000) = 3,6*24520/(4,19*(150-70)*10³)=0,26 т/ч