Теплотехнические требования к нагревательным приборам в основном сводятся к тому, чтобы приборы наилучшим образом передавали тепло от теплоносителя к воздуху отапливаемого помещения, т.е. чтобы коэффициент теплопередачи прибора был как можно больше при минимальной затрате металла.

Нагревательные приборы должны удовлетворять требованиям эстетики и следующим технико-производственным условиям: форма и конструкция приборов должна допускать массовое производство, а технология производства должна быть проста; приборы должны выдерживать давление и удобны в монтаже; требуемая поверхность нагревательных приборов должна легко получаться путем сборки приборов из отдельных элементов.

В системах центрального отопления применяют следующие виды нагревательных приборов: радиаторы (преимущественно чугунные), ребристые трубы, регистры из гладких труб, конвекторы, отопительные панели.

Теплоотдача нагревательными приборами осуществляется конвекцией и лучеиспусканием.

Приборы, у которых теплоотдача за счет конвекции составляет более 75%, относятся к группе конвекторов, а приборы, передающие более 25% общего количества тепла лучеиспусканием, относятся к группе радиаторов.

Экономические требования, которые предъявляются к нагревательным приборам, сводятся к тому, чтобы стоимость нагревательных приборов и затрата металла, отнесенная к единице полезно отдаваемого тепла, были наименьшими; металл, применяемый для их изготовления, был недефицитный; площадь и объем, занимаемые приборами в помещениях, - минимальными.

Радиаторы. Чугунные радиаторы изготовляют секционные или блочные. Секционные радиаторы собирают из отдельных секций, блочные - из блоков.

В зависимости от расстояния между центрами ниппельных отверстий радиаторы подразделяются на высокие с расстоянием между центрами 1000 мм, средние с расстоянием 500 мм и низкие с расстоянием между центрами 300 мм.

Секции радиаторов в зависимости от числа вертикальных каналов, расположенных в плоскости, перпендикулярной осям ниппельных отверстий, подразделяются на одноканальные, двухканальные и многоканальные.

На рис. 1 показаны радиаторы М-140, "Минск-110" и М-140-АО.

Рис. 1. Радиаторы: а - М-140, б - "Минск-110", в - М-140-АО

Отопительные приборы - один из основных элементов систем водяного и парового отопления - предназначены для передачи тепла от теплоносителя в помещения зданий, в которых необходимо обеспечить требуемый температурный режим. Расчетный тепловой поток от теплоносителя QT определяется путем составления теплового баланса для каждого отапливаемого помещения в зависимости от его назначения и режима эксплуатации с выявлением общей потребности помещения в тепле Qn. Этот тепловой поток определяет мощность отопительного прибора Qnp и называется тепловой нагрузкой прибора.

Таким образом, в каждый момент времени для обеспечения заданной температуры помещения должно существовать равенство (предполагается, что прибор и теплоноситель в нем имеют малую тепловую инерцию) каждая составляющая которого достигает расчетных (предельных) значений при определенных метеорологических условиях

При теплоносителе воде или другой среде, аккумулирующей тепло за счет теплоемкости, передача тепла в помещение сопровождается понижением ее температуры, при водяном паре - фазовым превращением (конденсацией) пара в воду без изменения температуры.

Массовый расход теплоносителя, определяемый по формулам, в практических расчетах обычно приводится к часу времени (кг/ч).

К отопительным приборам, устанавливаемым непосредственно в обогреваемых помещениях, предъявляются разнообразные конструктивные и эксплуатационные требования. Эти требования могут быть сведены в следующие пять групп.

1. Теплотехнические требования передачи от теплоносителя в помещение наибольшего теплового потока через определенную площадь внешней поверхности прибора при прочих равных условиях (вид теплоносителя, температура теплоносителя и воздуха, место установки и т.д.). При этом для комфортности температурных условий одновременно должно обеспечиваться надлежащее обогревание рабочей зоны помещения.

Для выполнения этих требований приборы должны иметь коэффициент теплопередачи не менее 9-10 Вг/ (м2-К) или 8-9 ккал/ (ч-м2-°С), учитывая, что для современных конструкций приборов он находится в пределах 4,5-17 Вт/ (м2-К).

Совершенными в теплотехническом отношении считаются отопительные приборы, обладающие повышенным коэффициентом теплопередачи, для которых отношение так называемой эквивалентной площади нагревательной поверхности fa, м2 энп, к физической площади внешней поверхности одного и того же элемента /ф, м2, больше единицы.

2. Экономические требования, обусловливающие применение отопительных приборов, характеризующихся следующими показателями:

минимальной заводской стоимостью (во всяком случае не превышающей стоимости наиболее распространенных приборов - в настоящее время чугунных радиаторов);

минимальным расходом металла (в радиаторных системах центрального отопления расход металла на приборы достигает 60-80% общей затраты металла на монтаж систем и 20% всего металла, расходуемого на сооружение зданий).

Расход металла на отопительные приборы оценивается показателем теплового напряжения металла прибора - отношением величины теплового потока при температурном напоре в Г к массе металла прибора.

Обозначим массу металла прибора, передающего от теплоносителя в помещение тепловой поток Qnp, через Gu и выразим показатель теплового напряжения металла прибора

Очевидно, что чем больше показатель М, тем более экономичным будет прибор по расходу металла. Увеличение этого показателя связано с уменьшением массы металла, израсходованного на прибор, без уменьшения его теплового потока.

Величина показателя М колеблется в настоящее время от 0,19 (0,16) для чугунных отопительных приборов до 1,6 Вт/ (кг-К), или 1,4 ккал/ (ч-кг-°С) для одиночной обетонированной стальной трубы. В табл. III.1 приведены средние значения теплового напряжения (массовой плотности теплового потока) металла для некоторых отопительных приборов.

3. Архитектурно-строительные требования - сокращение площади, занимаемой отопительными приборами, и обеспечение эстетически благоприятного их внешнего вида. Для выполнения этих требований приборы должны быть достаточно компактными, т.е. их строительные глубина и ширина, приходящиеся на единицу теплового потока, должны быть наименьшими. Эти условия в ряде случаев противоречат санитарно-гигиеническим требованиям.

4. Санитарно-гигиенические требования, предопределяющие создание приборов, обладающих следующими показателями:

наинизшей температурой внешней поверхности (при одной и той же температуре теплоносителя) во избежание разложения органической пыли;

гладкой поверхностью для уменьшения отложения пыли и облегчения ее очистки. Кроме того, должны обеспечиваться доступность и удобство очистки пространства внутри, за и под приборами.

5. Производственно-монтажные требования, отражающие необходимость повышения производительности труда при изготовлении и монтаже отопительных приборов. Конструкция их должна благоприятствовать массовому производству, допускать применение автоматизации производства и быть удобной в монтаже, т.е. должна иметь минимальное число мест соединений, приходящихся на единицу площади поверхности, и обеспечивать простое присоединение к трубам и крепление к ограждениям.

Приборы должны быть механически прочными, удобными для транспортирования, их стенки - температуроустойчивыми, паро- и водонепроницаемыми.

Всем перечисленным требованиям одновременно удовлетворить весьма трудно, и этим объясняется разнообразие видов и типов отопительных приборов. При этом каждый их тип в наибольшей степени отвечает какой-либо группе требований, уступая другому в отношении прочих требований. Например, отопительные приборы для лечебных учреждений отвечают повышенным санитарно-гигиеническим требованиям за счет ухудшения других показателей.

отопительный прибор нагревательный радиатор

При дальнейшем рассмотрении отдельных видов отопительных приборов будем исходить из соответствия их перечисленным выше требованиям, а сравнивая их с приборами других видов, отмечать их основные преимущества и недостатки.

Размещено на Allbest.ru