Выбор отопительных приборов
Анализ конструктивных, строительных, эксплуатационных, эстетических требований, предъявляемых к системам отопления в целом и к отопительным приборам, которые размещаются в отапливаемых помещениях любого назначения. Методика расчета отопительных приборов.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 03.05.2019 |
Размер файла | 591,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Выбор отопительных приборов
Именно отопительным (нагревательным) прибором определяются возможности любой системы водяного отопления, так как в конечном итоге через отопительные приборы идет возмещение теплопотерь помещения. В настоящее время на практике используется не только достаточно много типов приборов, но и различные марки приборов каждого типа. Это объясняется обилием конструктивных, строительных, эксплуатационных, эстетических и тому подобных требований, предъявляемых как к системам отопления в целом, так и к отопительным приборам, которые размещаются непосредственно в отапливаемых помещениях любого назначения.
О сложившейся ситуации
В рамках водяной системы отопления нагревательные приборы по преобладающему способу теплоотдачи подразделяются на радиационные (потолочные излучатели), конвективно-радиационные (приборы с гладкой внешней поверхностью) и конвективные (конвекторы с ребристой поверхностью) [1,2].
Что касается радиационных потолочных излучателей (теплоноситель - вода), они не выдержали конкуренции с излучателями, в которых сжигается высококалорийное топливо.
Радиационно-конвективные и конвективные приборы, используемые в настоящее время, можно свести к 5 основным типам (рис. 1).
Некоторые из отопительных приборов могут конструктивно отличаться от приведенных на рис. 1. Но считаем, что эти отличия не принципиальные по теплотехническим требованиям и обычно вызваны желанием изготовителей привлечь внимание покупателей современным дизайном, используемым коррозионностойким материалом или покрытием основного металла [3].
Если же ориентироваться на системы отопления производственных, вспомогательных, общественных зданий, то данные отличия можно в большинстве случаев не учитывать.
По мере развития конструкций металлических отопительных приборов, изменялись требования к ним. Основным из них было теплотехническое - условие передачи в помещение от теплоносителя через единицу площади прибора наибольшего теплового потока. В табл. 1 приведены основные показатели отопительных приборов, представленных на рис. 1.
Из табл. 1 видно, что наиболее высокий коэффициент теплопередачи kпр (плотность теплового потока на внешней поверхности стенки при температурном напоре равном единице), Вт/(м2 * К) [ккал/(ч*м2*ОС)], может быть у гладко-трубных приборов. Но в целом у радиационно-конвективных приборов kпр близки по своим значениям и примерно в 1,5 раза выше, чем у приборов конвективного типа. В табл. 1 также условными знаками отмечены другие показатели приборов. Знаком «+» отмечены положительные показатели приборов, знаком «-» - отрицательные, «++» указывает на показатели, определяющие основное преимущество какого-либо вида приборов.
Согласно приведенным данным гладкотрубный прибор (рис. 1в), кроме удобства при удалении пыли, никаких других преимуществ не имеет.
С учетом данных табл. 1, сформулированных в период низких цен на тепловую энергию и металл, при выборе отопительных приборов учитывались в основном следующие показатели.
1. При повышенных санитарно-гигиенических, а также противопожарных, противовзрывных требованиях предлагалось использовать приборы с гладкой поверхностью - стальные панельные радиаторы (рис. 1б) или секционные чугунные радиаторы типа МС (без оребрения) (рис. 1а). Применение гладкотрубных приборов (рис. 1 в) должно было быть специально обоснованным.
2. При нормальных санитарно-гигиенических требованиях рекомендовались к использованию приборы с гладкой и ребристой поверхностью:
* в общественных зданиях предлагались к использованию радиаторы (рис. 1а, 1б), конвекторы с кожухом (рис. 1 г);
* в производственных - секционные радиаторы (рис. 1а), ребристые трубы (рис. 1д);
* в административно-бытовых зданиях и вспомогательных помещениях производственных предприятий - конвекторы без кожуха.
3. При пониженных санитарно-гигиенических требованиях в помещениях можно было использовать приборы любого типа.
Фактически в настоящее время в существующих зданиях используются в подавляющем большинстве случаев следующие отопительные приборы:
* в производственных, вспомогательных и т.п.
- гладкотрубные;
* в административно-бытовых, жилых зданиях
- радиаторы секционные, конвекторы с кожухом или без кожуха.
Несмотря на всю привлекательность стальных панельных радиаторов (рис. 1б), практика показала невозможность их использования в паровых системах отопления, а также при использовании для подпитки теплосети недеаэрированной воды без замены материала радиаторов на специальные стали.
Приборы из ребристых чугунных труб (рис. 1д) на сегодняшний день практически не производятся, а существующие в большинстве случаев заменены, в виду их недостатков (см. табл. 1).
Методика расчета отопительных приборов
В настоящее время большое внимание уделяется выбору отопительных приборов в жилых, офисных помещениях и практически нет обоснованных рекомендаций по их выбору в производственных и тому подобных зданиях. Рассмотрим данную задачу. Для этого следует определиться с показателем для сравнения. Именно такой характеристикой, наряду с теплотехнической, был определен показатель теплового напряжения металла прибора M [4], равный отношению количества теплоты Qпр, отдаваемого прибором в течение 1 ч, при разности средних температур At теплоносителя и окружающего воздуха к весу нагревательного прибора Gм:
, ккал/(ч*кг*ОС) [Вт/(кг*К)]
отопление прибор помещение
Чем больше показатель M, тем более экономичным будет прибор по расходу металла. Для облегченных приборов показатель M близок к единице и даже превышает ее, тогда как для радиаторов M = 0,29-0,36, а для ребристых труб М = 0,25Вт/(кг*К)].
Позднее, например в [5], был введен другой (обратный) показатель - удельная масса отопительного прибора (Mуд), равный отношению его фактической массы к реализуемому тепловому потоку в нормированных условиях, кг/кВт.
Чтобы этот показатель использовать для сравнения различных приборов необходимо вести их сопоставление при одинаковой площади нагревательной поверхности.
В качестве измерителя поверхности нагрева отопительных приборов используется эквивалентный квадратный метр (экм). За эквивалентный квадратный метр принимается условная поверхность отопительного прибора, отдающая в час 435 ккал при разности средних температур теплоносителя и воздуха 64,5 ОС и при пропуске через эту поверхность 17,4 кг воды.
Госстроем СССР (ныне Росстрой РФ - прим. ред.) 19 августа 1957 г. были утверждены указания СН9-57 по вычислению поверхности нагрева отопительных приборов, откуда:
[(95+70)/2-18]=64,5 (ОС);
435/[(95-70)103]=0,0174 (т)=17,4 (кг/(ч*м2)).
Позднее в [2], в схемы расчетов были внесены изменения, которые в основном можно свести к следующим: tcp~70 °C; Gпр=360 кг/ч (0,1 кг/с). То есть последний показатель перестал зависеть от величины нагревательной поверхности прибора.
В нашем случае был принят следующий порядок определения величин теплонапряжения отопительных приборов.
Величина теплового потока во всех случаях принималась равной Qпр=100000 ккал/ч (116,3 кВт). Температурный напор отопительных приборов равен:
где tп, tо, tв - соответственно, температура воды на входе и выходе из прибора и температура окружающего воздуха, ОС.
Плотность теплового потока на 1 экм площади поверхности нагрева отопительного прибора равна:
, ккал/(ч.экм)
где m, n - коэффициенты, зависящие от типа приборов, схемы движения теплоносителя [6]. В расчетах принята схема присоединения приборов к теплопроводам: сверху - вниз.
Величины экм конкретных приборов принимались по данным [4, 6]. Масса экм приборов, их секций, гладкой трубы (погонный метр) приняты поданным [4, 7].
Теплонапряжение металла отопительного прибора определялось по формуле (1), а удельная масса отопительного прибора с учетом рекомендаций [5].
Результаты расчетов
Результаты расчетов сведены в табл. 2. У конвекторов с кожухом (рис. 1д) теплонапряжение металла оказалось самым высоким, 2,4 Вт/кг t=64,5°C.
Для секционных чугунных радиаторов данный показатель М равен 0,34. Эти расчетные значения соответствуют ранее приведенным фактическим данным, полученным по результатам испытаний приборов [2].
Удельная масса отопительных приборов (табл. 2) так же отвечает рекомендуемым значениям, например, для радиаторов отопительных чугунных [5] в пределах 40-50 кг/кВт. В нашем случае 45,6 кг/кВт при t =64,5 ОС.
Если исходить из удельной массы отопительных приборов, то их можно распределить следующим образом (t =64,5 ОС) (табл. 3).
Следовательно, по металлоемкости приборы можно расположить следующим образом:
* конвектор с кожухом (рис. 1г);
* радиаторы стальные (рис. 1б);
* прибор гладкотрубный 100 мм (рис. 1в) и радиатор секционный (рис. 1а);
* прибор из ребристых труб чугунных (рис. 1 д). По результатам данного исследования можно отметить, что для производственных зданий с повышенными и нормальными санитарно-гигиеническими требованиями следует использовать:
* при качественном водно-химическом режиме радиаторы панельные и т.п. из углеродистой стали;
* при неудовлетворительном водно-химическом режиме радиаторы чугунные секционные (без оребрения) и приборы гладкотрубные.
При этом металлоемкость приборов повышается не менее чем в 2 раза. Подробные расчеты по гладкотрубным приборам (табл. 2) показали, что наиболее эффективными следует считать устройства из труб с диаметром 100 мм. Но целесообразно использование и приборов с трубами диаметром меньше 100 мм, т.к. в этом случае металлоемкость сохраняется близкой к оптимальной.
Характерным следует считать и то обстоятельство, что при снижении At с 84 до 52 ОС (со 100 до 62%) расчетная удельная масса отопительных приборов возрастает на 85-90%. Но практика показывает, что фактический рост удельной массы может быть заметно ниже. Это вызвано особенностями теплообмена, когда в отопительных приборах по мере снижения температуры греющей воды возрастает относительная температура наружной поверхности прибора (рис. 2) [2].
Из рис. 2 видно, что при снижении температуры воды с 83 до 72 ОС, температурный перепад на поверхности прибора снижается вдвое с 8 до 4 ОС. Сопоставление теплотехнических характеристик нагревательных приборов (табл. 1) и экономических (расход металла) (табл. 2) показывает, что теплотехнические характеристики приборов в виде коэффициента теплоотдачи (kпр) практически не участвуют в формировании их стоимостных показателей. Так, конвекторы с кожухом (рис. 1 г) и ребристая чугунная труба (рис. 1д), имеющие близкие kпр, отличаются на порядок по их удельной массе в пользу конвекторов. При одинаковых kпр у радиаторов стальных панельных (рис. 1б) и гладкотрубных приборов (рис. 1 в) их удельная масса отличается в 2,5 раза в пользу радиаторов.
Но при этом следует подчеркнуть - радиаторы чугунные секционные (рис. 1а) остаются достаточно ликвидным товаром на этом рынке [3], что подтверждается выходом межгосударственного стандарта [5]. Вызвано это в первую очередь сохраняющимся в ряде случаев низким качеством водно-химического режима систем теплоснабжения [8].
Малая металлоемкость стальных конвекторов определяет их низкую инерционную теплоемкость, что приводит к временному снижению качественных отопительных характеристик при резких понижениях температуры наружного воздуха. Выходом из этой ситуации может быть некоторое на 10-15% увеличение их тепловой мощности, но только при условии установки перед каждым отопительным прибором терморегуляторов (радиаторных термостатов).
При этом естественно необходимо обеспечить выполнение правил установки и использования данных приборов.
Литература
отопление прибор помещение
1. Отопление и вентиляция: Учебник для вузов/ В.Н. Богославский, В. П. Щеглов, Н.Н. Разумов и др. - 2-е изд., М.: Стройиздат, 1980. 295 с.
2. Сканави А.Н. Отопление: Учеб. для техникумов. - 2-е изд. М.: Стройиздат, 1988. 416 с.
3. Крупнов Б.А. Отопительные приборы, производимые в России и ближнем зарубежье: Учебное пособие. М.: ИАСВ, 2002. 64 с.
4. Белоусов В.В., Михайлов Ф.С. Основы проектирования системы центрального отопления. М.: Стройиздат, 1962. 402 с.
5. Межгосударственный стандарт ГОСТ 8690-94. Радиаторы отопительные чугунные. М.: ИПК изд. стандартов, 1995. 8 с.
6. Наладка систем централизованного теплоснабжения. Справочное пособие. / И.М. Сорокин и др. М.: Стройиздат, 1979. 223 с.
7. Справочник по специальным работам. Монтаж сантехустройств. М.: Стройиздат, 1964. 765 с.
8. Щелоков Я.М. Вводно-химические режимы системы коммунального теплоснабжения // Новости теплоснабжения, 2004, № 8. С. 27-31.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Гидравлический расчет и конструирование системы отопления жилого здания. Характеристика отопительных приборов. Определение количества типоразмеров конвекторов. Прокладка магистральных труб. Установка отопительных стояков. Расчет отопительных приборов.
курсовая работа [35,2 K], добавлен 11.06.2013Классификация отопительных приборов по преобладающему способу теплоотдачи, по используемому материалу. Металлические отопительные приборы. Различное исполнение конвекторов. Керамические нагреватели, бетонные отопительные панели. Регистры из гладких труб.
презентация [1,8 M], добавлен 08.12.2014Определение диаметров подающих трубопроводов и потерь напора - задача гидравлического расчета. Устройство систем отопления, их инерционность и принципы проектирования. Способы подключения отопительных приборов. Однотрубная система водяного отопления.
реферат [154,9 K], добавлен 22.12.2012Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания. Учет влажности материалов при расчете теплопередачи. Определение площади поверхности и числа элементов отопительных приборов. Гидравлический расчет теплопроводов. Методика расчета вентиляции.
курсовая работа [288,6 K], добавлен 22.11.2014Определение сопротивлений теплопередачи наружных ограждающих конструкций. Выбор расчетных параметров теплоносителя. Расчёт циркуляционного напора в системе водяного отопления, площади отопительных приборов. Автоматизация индивидуального теплового пункта.
дипломная работа [264,3 K], добавлен 20.03.2017Теплотехнический расчет наружных стен, пола, расположенного на грунте, световых проёмов, дверей. Определение тепловой мощности системы отопления. Расчет отопительных приборов. Гидравлический расчет системы водяного отопления. Расчет и подбор калорифера.
курсовая работа [422,1 K], добавлен 14.11.2017Традиционные системы отопления, их типы и значение на современном этапе. Преимущества использования инфракрасных отопительных приборов, характер влияния соответствующего излучения на человека. Принцип работы инфракрасной пленки, расчет энергопотребления.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 02.06.2015План цеха малого предприятия с оборудованием системы отопления. Расчет теплопотерь здания через ограждающие конструкции. Тип остекления и пола, материал перекрытия крыши. Общее количество теплоты на цех. Выбор и размещение отопительных приборов.
контрольная работа [150,2 K], добавлен 24.05.2015Монтаж стационарной отопительной установки. Гидравлический расчет системы водяного отопления. Тепловой расчет отопительных приборов системы водяного отопления. Подбор нерегулируемого водоструйного элеватора типа ВТИ. Расчет естественной вентиляции.
курсовая работа [169,7 K], добавлен 19.12.2010Исследование и проектирование геотермальных установок, а также системы отопления, работающих на геотермальных источниках теплоснабжения. Расчет коэффициента эффективности для различных систем геотермального теплоснабжения. Подбор отопительных приборов.
контрольная работа [139,6 K], добавлен 19.02.2011Проектирование насосной системы водяного отопления индивидуального жилого дома. Характеристика наружных ограждений. Составление тепловых балансов помещений. Гидравлический расчет главного циркуляционного кольца. Тепловой расчет отопительных приборов.
курсовая работа [210,5 K], добавлен 22.03.2015Обоснование схем и компоновка систем отопления, гидравлический расчет. Определение основных параметров основного циркуляционного кольца. Тепловой расчет поверхности отопительных приборов. Число элементов в секционном приборе, поправочные коэффициенты.
контрольная работа [134,1 K], добавлен 01.07.2014Гидравлический расчет отопительной системы здания. Устройство двухтрубной гравитационной системы водяного отопления с верхней разводкой, ее схема с указанием длин участков трубопроводов и размещения отопительных приборов. Расчет основных параметров.
контрольная работа [93,8 K], добавлен 20.06.2012Требуемое тепловое сопротивление конструкции для случая стационарного теплообмена. Тепловые потери помещений через стены, крушу и полы. Теплопоступления в помещения. Расчет отопительных приборов. Гидравлический расчет системы. Приточная вентиляция.
курсовая работа [181,9 K], добавлен 14.03.2013Общие сведения по коллективным (общедомовым) приборам учета электроэнергии, их наладка и эксплуатация. Инструкционно-техническая карта на монтаж приборов учета электроэнергии. Охрана труда при работе с счетчиками на электростанциях и подстанциях.
курсовая работа [26,7 K], добавлен 09.12.2014Классификация котельных установок. Виды отопительных приборов для теплоснабжения зданий. Газовые, электрические и твердотопливные котлы. Газотрубные и водотрубные котлы: понятие, принцип действия, главные преимущества и недостатки их использования.
реферат [26,6 K], добавлен 25.11.2014Исследование истории развития электрических измерительных приборов. Анализ принципа действия магнитоэлектрических, индукционных, стрелочных и электродинамических измерительных приборов. Характеристика устройства для создания противодействующего момента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.06.2012Определение тепловых нагрузок помещений на систему отопления. Подбор приборов к системе отопления основной части здания и для четвертой секции, балансировка системы отопления. Гидравлический расчет системы отопления двухтрубной поквартирной системы.
курсовая работа [101,6 K], добавлен 23.07.2011Выбор силовых полупроводниковых приборов проектируемого выпрямителя. Расчет и выбор элементов пассивной защиты силовых приборов от аварийных токов и перенапряжений и сглаживающего дросселя. Расчет генератора развертываемого напряжения и компаратора.
курсовая работа [732,8 K], добавлен 10.01.2017Восприимчивость электровакуумных приборов к загрязнениям. Возможность попадания в активное покрытие веществ, ухудшающих эмиссионные свойства катодов. Загрязнение деталей механическими частицами. Откачка электровакуумных приборов безмасляными насосами.
реферат [24,9 K], добавлен 10.02.2011