Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция учеб. для вузов

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.96 Mб
Скачать

Рис. 7-14. Конвектор

«Комфорт»

Рис. 7-15. Чугунный конвек-

в кожухе

 

тор «Укранпа-2» с эллип­

 

 

тическими ребрами

Рис. 7-16.

Бетонная подоконная панель Ленпроекта

/ — воздухозабориый

клапан; 2 — приточный

щит; 3 бетонная панель; 4 — регу­

 

лировочный

кран

Своеобразен конвектор «Украина-2» (рис. 7-15). Он может быть установлен в кожухе и без него. В последнем случае теплоотдача регулируется (в пределах 30%) поворотом клапана — козырька. Длина стандартного элемента конвектора 0,4 м, поверхность его нагрева 0,21 экм.

Для отопления крупнопанельных зданий применяют бетонные строительные панели со встроенными в них нагревательными эле­ ментами из чугуна, алюминия и стальных труб. Такие панели об­ ладают значительным лучеиспусканием. Общая теплоотдача труб, замоноличениых в бетонный массив, повышается за счет увеличе­ ния его внешней теплоотдающей поверхности. Бетонные панели обычно хорошо вписываются в интерьер помещения, обусловли­ вают снижение расхода металла при устройстве системы отопле­ ния по сравнению с чугунными радиаторами. К недостаткам отно­ сятся: сложность ремонта, значительная масса и тепловая инерция, замедляющие остывание и прогревание панели.

В жилищном и коммунальном строительстве подоконные бетон­ ные панели используются как для отопления, так и одновременно для местного нагревания наружного воздуха, вентилирующего по­ мещения (рис. 7-16). Панели предусматриваются с односторонней теплоотдачей (прислоненные наглухо к ограждению) и с более вы­ годной двусторонней (в перегородках). Интересны расположенные по периметру наружных стен невысокие бетонные панели (плин­ тусы) для детских учреждений, а в лестничных клетках — горизон­ тальные, встроенные в площадки между маршами.

При Д £ т =64,5°С теплоотдача бетонных панелей характери­ зуется следующими коэффициентами пересчета: для подоконной панели (с вентиляцией) — 1,15 экм/м2, перегородочной— 1,0 и плин­ тусной— 0,95. Для снижения теплопотерь через наружную стену за панелью необходима изоляция с /?0 = 2ч-2,5 м2-ч-град/ккал.

Рекомендуемые типы приборов для различных помещений, отап­ ливаемых водяной или паровой системой, приведены в табл. 7-5.

àtm,

Теплоотдача прибора

ощутимо

зависит от его типа,

разности

расхода теплоносителя, схемы

его подачи в прибор, способа

установки последнего и т. д. Поправочный коэффициент

ß b учиты­

вающий

зависимость теплоотдачи

приборов от Atm,

находят из

уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7-2)

где

àtmi

г — фактическая

разность

температур воды

в

приборе и

окружающего воздуха, °С.

 

 

 

 

Для

радиаторов /г = 3, для гладких и ребристых труб п = 4.

 

Теплоотдача радиаторов значительно растет с увеличением рас­

хода греющей воды. Поправочный коэффициент ß2 : при параллель­

ном соединении

приборов (расход воды на 1 м2 поверхности радиа­

тора менее 35

кг/ч) Рг=1; при последовательном — ß 2 = 1,1-4-1,2

(высшее значение для больших групп последовательно соединенных

71

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 7-5

Данные

к выбору нагревательных приборов

и предельные средние

 

 

 

 

температуры

теплоносителя

 

 

 

Н аи ме но ва н ие помещении, зданніі

 

 

Тип

приборов

 

Жилые,

общественно-административные,

Радиаторы,

конвекторы

95

лечебные, учебные,

общественного пита­

и

панели

 

 

ния,

спортивные,

бассейны,

 

вокзалы,

 

 

 

 

 

аэропорты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Детские

ясли

и сады

 

 

 

 

 

Радиаторы

и

панели

85

Больницы и

родильные дома

 

 

 

Панели

 

 

85

Музеи,

картинные

галереи,

читальные

Радиаторы

и

панели

95

залы,

книгохранилища

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бани, прачечные,

душевые

павильоны

 

»

 

 

150

Производственные

помещения,

в

которых

Радиаторы,

ребристые

130

нет выделения

пыли

 

 

 

 

 

трубы,

конвекторы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и панели

 

 

 

Производственные

помещения

с

выделе­

Радиаторы

и "панели

ПО

нием

невзрывоопасной,

негорючей

или

 

 

 

 

 

неорганической пыли, негорючих и не

 

 

 

 

 

поддерживающих горение газов и паров

 

 

 

 

 

Вспомогательные и административно-кон­

Радиаторы

и

копвек-

95

торские помещения

 

 

 

 

 

торы

 

 

 

Бытовые

помещения

 

 

 

 

 

Радиаторы

II

ребристые

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трубы

 

 

 

приборов: расход

более 35 кг/ч) ; при теплоносителе — паре ß 2 =

1,04

(большие скорости теплоносителя).

 

В радиаторах

и регистрах теплоотдача больше с открытой

по­

верхности крайних секций. Поэтому к табличным значениям при­ меняется поправочный коэффициент ß3:

 

 

 

 

Число

секции

в радиаторе

 

ß 3

 

 

 

 

 

 

ДО 5

 

 

 

 

1,05

 

 

 

 

 

 

10—20

 

 

 

0,95

 

 

 

 

 

 

более

20

 

 

 

0,90

 

 

При

расположении

гладких

или

различных

ребристых

труб

в несколько горизонтальных рядов по

вертикали

Atm для верхних

снижается

(смывающий их воздух уже нагрет при

соприкосновении

с нижними). При двухрядной установке

ß3 = 0,95;

при трех рядах и

более

ß3

= 0,85.

Теплоотдача

стальных

 

панелей

уменьшается

при

сдвоенной

(взаимное

облучение)

или

 

строенной

установке

(про-

зоры

3—4

см)

с относом от

стены; поправочный

коэффициент со­

ответственно ß3

= 0,9 и

0,75.

 

 

 

ощутимо зависит от схемы

Теплоотдача

радиаторов и регистров

циркуляции в них воды, от способа подачи и отвода воды от этих приборов и учитывается коэффициентом ß4 . Допустимо ß4 приблп-

72

женно принимать (по отношению к табличным данным) в зави­ симости от подачи греющей воды:

Подача поды

р\

сверху — вниз

1,0

снизу — вниз

0,9

снизу — вверх

0,8

По сравнению с неокрашенными светлая окраска приборов уменьшает теплоотдачу лишь на 1—2%, но алюминиевое или медное покрытие — на 25%; увеличение теплоотдачи (на 3—5%) обеспе­ чивается при окраске в темные тона. Тыльную поверхность прибора следует окрашивать краской малой лучеиспускательной способ­ ности, предусматривать на стене лист альфоля или теплоизоляцию.

Нагревательные приборы нередко устанавливаются в. нишах,

которые шире прибора на 300 мм,

выше на 100—150 мм, глубже

на 130 или 250 мм соответственно

при открытой или скрытой про­

кладке труб.

 

В помещениях с высококачественной отделкой приборы уста­ навливают в укрытиях. Однако уже наличие свеса подоконной доски ухудшает теплоотдачу прибора на 2—5%. Укрытие жела­ тельно предусматривать с нижними й верхними отверстиями для

циркуляции воздуха

у

прибора

(поправочный

коэффициент

ß5 = 0,90).

 

 

 

 

 

 

 

Теплоноситель, перемещаясь по трубопроводам даже при открытой

и неизо­

лированной прокладке, теряет не более 5—8%

тепла,

отдаваемого системе в це­

лом. В приближенных расчетах

теплоотдачей

труб

можно пренебречь,

так как

при этом не учитывается

и соответствующее снижение температуры

приборов.

 

 

 

 

 

I

 

 

Поверхность нагрева нагревательных приборов определяется по

выражению

F

= Qnp/Q Ькм].

 

 

 

(7-3)

 

 

 

 

где Qnp расчетная тепловая нагрузка на прибор, ккал/ч;

Q — теп­

лоотдача 1 экм прибора при конкретных условиях,

ккал/ч.

 

Если учитывать различные поправки, то

 

 

 

 

Q = 4 3 5 % i - ß 1 , ß 2 , р„ ß4 , ß6 . . .,

 

 

(7-4)

 

64,5

 

 

 

 

 

где 435 — теплоотдача 1 экм при A / m = 64,5°C, ккал/ч; Atm,i— фак­ тическая средняя разность температур воды в приборе и окружаю­

щего воздуха,

°С; ß b

ß2 , ß3, ß4, ßs — поправочные

коэффициенты,

рассмотренные

выше.

 

 

Количество секций устанавливаемого типа в приборе

 

 

п = Flfc,

(7-5)

где /с поверхность

одной секции, экм (см. табл.

7-1—7-4).

В системах водяного отопления за расчетную среднюю темпера­

туру поверхности нагревательного

прибора

принимается

*ср.пр = 1 /

2 ( * г + а

(7-6)

73

где tr

и t0

— расчетная температура

горячей

и охлажденной воды

в приборе, °С.

 

 

 

 

tcp. п р выбирают в

 

 

В системах

парового

отопления

зависимости

от давления пара. При давлении пара Р<0,7

ати tcp, п р = 100° С;

при Р>0,7

ати tcv, П р = ^пара при конкретном давлении.

 

 

П р и м е р 13. Определить число элементов радиатора

М-140.

 

 

Расчетная теплопотеря помещения дежурного насосной станции

(/П = 18°С)

1000 ккал/ч.

Температура воды / Г = 9 5 ° С

и ^ о = 7 0 ° С ,

а ее количество,

протекаю­

щее через

радиатор,— до 35 кг/ч-м2

(коэффициент ß 2

= l ) . Схема

присоединения

радиатора

к

трубопроводам

«сверху — вниз»

(R4 = 1). Радиатор

установлен от-

 

 

 

 

 

 

 

95

70

 

 

 

 

крыто

5

= 1 ) - В

нашем случае

Д / т і - =

-

— 18 =

64,5° С. Следовательно,

ß i = l

[см. формулу

(7-3)].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Еще не имея точных данных, задаемся приближенным числом секций в ра­

диаторе порядка 5—10 (теплоотдача секции

125—150 ккал/ч)- Тогда по формуле

(7-4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q = 435 — .

1-1-1-1-1

=

435

ккал/ч

с

1 экм.

 

 

 

 

 

 

64,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимая поверхность

радиатора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

1 0 0 0

о -э

 

 

 

 

 

F = = 2,3 экм.

435 Число секций в радиаторе типа М-140 (табл. 7-1)

23

п= —— = 7,4 (округленно 7). 0,31

Принятое

значение Рз=1 правильно, так как оно отвечает рассчитанному

числу секций

(в пределах 5—10).

Следует

подчеркнуть целесообразность размещения нагрева-

. тельных приборов под окнами, у наружных дверей (внутри за там­ буром). В южных районах (малое падение tD у окон) допустима установка приборов у внутренних стен. Во избежание конденса­ ции влаги на верхнем остеклении под ним также желательна уста­ новка части нагревательных приборов (до 30%). Для большего постоянства tB по высоте лестничной клетки в ее нижней зоне по­

верхность

приборов

увеличивают

за

счет

верхних

этажей

(табл. 7-6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 7-6

Распределение

тепловой

нагрузки

в лестничных

клетках,

%

О бщ ее

 

 

 

Рассматриваемый

э т а ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число

 

 

 

 

 

 

 

 

этажеіі

1

 

2

3

4

5

6

7

3

100

 

 

 

 

 

 

 

3; 4

100

 

5(6)

. 50

25 (20)

15

10(15)

7

45

 

20

15

10

10

8; 9

45

 

'25

15

10

5

10

40

 

'25

15

10

10

74

75
Рис. 8-1. Колба — модель гравитационной водяной си­ стемы отопления
957
962
965
969
972
975
978
980
100
95
90
85
80
75
70
65
917
926
935
943
951
150
140
130
120
ПО
Зависимость плотности воды от температуры
Т а б л и ц а 8-1
Системы водяного отопления классифицируются: по способу побуждения циркуляции (гравитационные или насосные); по схеме разводки трубопроводов в помещениях (вертикальные или гори­ зонтальные); по способу транспорта тепло­ носителя (двухтрубные или однотрубные); по схеме присоединения нагревательных
Глава 8
ЦЕНТРАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
§ 20. Водяное отопление
Колба (рис. 8-1) заполнена водой до уровня /—/, открыта сверху и нагревается снизу. Увеличение объема при нагревании повышает уровень воды до отметки //—//. Нагревшиеся частицы поднимаются; место их занимают холодные (тяжелые), притекаю­ щие снизу из правой части колбы. Возникает гравитационная цир­ куляция под действием разности плотностей холодной и горячей воды. Если бы в колбе поместить побудитель — насос, то циркуля­ ция усилилась бы. Нагревание воды сопровождается выделением из нее воздушных пузырьков. Если бы они не удалялись в атмос­ феру через открытую часть колбы, то, всплывая,- создавали бы вверху воздушную пробку, тормозящую циркуляцию. В стальной колбе наличие воздуха повлекло бы и образование водной окиси железа — ржавчины (ржавчина стесняет сечения трубопроводов и снижает их долговечность).
Колба с водой — модель водяной системы отопления: спирто­ вая горелка — котельная, круговая часть колбы — коммуникация труб и нагревательных приборов. Открытая' часть системы отопле­ ния (удаление воздуха и компенсация прироста воды) выполняется в виде сосуда, называемого расширительным.

Рис.

8-2. Схема простейшей

системы отопления

1 — котел;

2 — расширительный сосуд;

3—магистраль

горячей во­

ды; 4 то ж е , охлажденной; 5 — нагревательный прибор

приборов (параллельно или последовательно) ;

по

местонахожде­

нию магистралей

в здании

(с верхней или нижней

разводкой); по

компоновке циркуляционных

колец (тупиковые

или

попутные).

Схема простейшей системыгравитационного водяного отопле­

ния представлена на рис. 8-2. Вода нагревается

в котле от

t0 до tr;

в нагревательном приборе охлаждается от іг

до /0 - Объемная

масса воды изменяется приблизительно на 0,6

кг/м3 при

измене­

нии температуры на Г С .

 

 

Пренебрегая охлаждением в трубах, рассмотрим гравитацион­

ные давления (давления столбов

воды),

действующие

справа и

слева на сечение А—Б.

Давление

справа

больше, чем

слева. Это

определяет

направление

циркуляции

(см.

стрелки на

рисунке).

Разность Р

давлений — располагаемое

гравитационное

давление,

расходуемое на преодоление сопротивлений при движении воды.

Графически

эта

разность — заштрихованные

площади

трапеции

или прямоугольника

(справа на рис.

8-2).

 

 

 

 

 

Р=Л(Ѵо—Yr)

[кгс/м2

(мм вод.

ст.)].

(8-1)

П р и м е р

14.

Рассчитать

гравитационное

давление

в системе по рис. 8-2,

если г г =95°С,

г о = 7 0 ° С ,

а разность отметок

между

серединами нагревательного

прибора

и котла Л=2,5

м. Из табл. 8-1 и формулы

(8-1) имеем: Yr=962 кг/м3;

Yo=978 кг/м3;

Р=2,5(978—962)

=2,5 • 16,0=40,0

кгс/м*.

 

 

На

рис.

8-3 — схема

двухтрубной

системы

здания

неодинако­

вой высоты. Левая часть: вертикальная система с верхней (обычно по чердаку) разводкой горячей магистрали, магистраль охлажден­ ной воды—-над полом или в каналах, или в подвале; правая: го­ ризонтальная с разводкой под окнами. В двухтрубной системе — раздельные трубопроводы горячей (сплошная линия) и охлажден­ ной воды (пунктир).

Тройники . с пробкой служат для опорожнения (при ремонте или промывке) стояков или поэтажных веток, отключаемых кра­ нами или вентилями от системы. Вывинчивая пробки из тройни­ ков, сообщая внутреннюю полость отключенных стояков или веток

76

i=0,005

LJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8-3. Схема

 

гравита­

 

 

 

 

ционной двухтрубной

си­

 

 

 

 

стемы отопления

 

I

J

1

4 2

/ — к р а н

двойной

регулиров­

ки или

вентиль;

2 — п р о б о ч ­

 

 

 

 

ный кран или задвижка для

 

 

 

 

регулирования

или

отключе­

 

 

Л=0,005

 

ния отдельных частей си­

 

 

 

стемы; 3

п 4 — тройники с вы­

Ц 2 • ^ -0,005 \

\ \ ,2

 

 

вертываемой

пробкой;

5 —

 

 

участок

трубопровода

с

вен­

 

 

 

 

тилем или задвижкой для на­

 

 

1*0,005/

 

полнения

системы

из

водо­

 

 

 

 

провода;

6 — то

же,

для

опо­

рожнения системы

с атмосферой, обеспечивают их быстрое опорожнение и лучшее

удаление

загрязнений

(окалины,

литейной

земли и т. п.).

 

На рис. 8-4 — двухтрубная вертикальная система

с нижней про­

кладкой

магистралей.

Правая

часть

с

воздухопроводом

(dv=

= 15 мм)—под

потолком верхнего

этажа. Из

воздухопровода

воздух по мере накопления выдавливается в атмосферу через рас­ ширительный сосуд. Воздушный затвор исключает ненужную цир­ куляцию воды по воздухопроводу. В левой, более простой для монтажа части использованы воздуховыпускные шурупы (рис. 8-5).

Местное обезвоздушивание путем частичного вывинчивания шу­ рупов производится при наполнении системы. В дальнейшем, при охлаждении воды в радиаторах и повышении при этом ее способ­ ности поглощать воздух, к местному обезвоздушиванию практи­ чески не прибегают.

Основное достоинство двухтрубной системы — поступление воды с наивысшей температурой tT к каждому нагревательному прибору (минимальные поверхности нагрева), однако при двухтрубной си­

стеме

значителен

расход

 

 

U

 

 

труб

и

фасонных

частей.

 

 

/

 

На

рис.

8-6 — схема

 

 

 

 

 

 

г — Г<

1

более

 

простой

при

мон­

 

 

 

 

 

л и

I

таже

однотрубной

систе­

3

3

мы с условно введенными

 

 

 

 

 

в нее различными этаже-

 

 

I

 

I

узлами

стояков. Все

три

 

 

LiI

I-•

стояка

левой

части

при­

 

 

соединены

по

попутной

 

 

(предложенной В.М.Чап­

 

 

U 4 !

 

 

линым)

схеме

прокладки

 

 

 

 

магистралей

(см.

стрел­

 

 

H

 

 

ки), создающей примерно

 

 

 

 

Рис. 8-4. Схема двухтрубной системы отопле­

одинаковые

по

протяжен­

ности

 

и сопротивлению

ния

с нижней

прокладкой

магистралей

циркуляционные

кольца

1 — воздухопроводы;

2 в о з д у ш н ы й

затвор;

3 в о з ­

 

духовыпускные шурупы

 

77

 

 

через

любой

стояк,

что

улучшает

регулировку

 

 

расходов

воды

в

них.

При

тупиковой

схеме

 

 

(рис. 8-3 и 8-4)

менее протяженны

циркуляцион­

 

 

ные кольца через стояки, ближайшие к котель­

 

 

ной. При большом числе стояков с неодинако­

 

 

выми кольцами, присоединенных по тупиковой

 

 

схеме,

регулировка расходов в них усложняется.

 

 

В

однотрубной

системе вода

с

наивысшей

Рис. 8-5. Радиа­

температурой tr

поступает лишь в верхние этаже-

торная

пробка

узлы

левой,

 

вертикальной,

части

системы

с воздуховыпуск-

(рис. 8-6)

или в первые приборы горизонтальных

ным

шурупом

веток

правой

части. Для

стояков: iv>t'>t0\

для

ний этаже-узел

горизонтальных

веток:

tr>ti>t2>t3>t0.

 

Верх­

стояка /

(Ст. 1 иа рис. 8-6)

имеет один,

служащий

продолжением стояка, соосный трубный обходной участок (или замыкающий участок—з. у.). В зависимости от соотношения диа­ метров труб стояка, з. у. и подводки к приборам узла в каждый

прибор

затекает

соответствующая

доля

воды

Gnp

от

расхода

в стояке

GCT, подводимого к этаже-узлу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[кг/ч ],

 

 

 

(8-2)

где а — коэффициент

затекания

воды

в

прибор.

 

 

 

 

 

 

 

 

а

Gn p /GC T .

 

 

 

 

(8-3)

Для верхнего этаже-узла

стояка

1

а = 0,15-г-0,4.

В

нижнем

этаже-узле

стояка

1

(предложение

И.

Н.

Куранова)

движению

воды

через

смещенные з. у.

создается

большее

сопротивление,

 

С/п.1

Cm. 2

Cm.3

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tr

W Y K ,

6

it

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tr

%

t2

t3

t01

 

• 4

Рис. 8-6. Варианты компоновки схемы насосно-водяной однотрубной системы

1 эапорно-регулировочный кран; 2 — к р а н двойной

регулировки; 3— воздуховыпускной

шуруп; 4— трехходовой кран; 5 — мсжсекцнонный

регулятор; 6 — короткозаиыкающий

участок (к. з. у . ) ; 7 — циркуляционный насос

78

меньше воды проходит по з. у. и больше через приборы. В стояке 2 (предложение П. Л. Дэвидсона и Л. Д. Пивника) с помощью трехходовых кранов (рис. 7-3, б) добиваются большего прикры­ тия з. у., направляя основную массу греющей воды в приборы.

Схемы стояков 2 и 3 по сравнению со стояком 1 обусловливают повышение ^ср.пр и, следовательно, снижение массы приборов (до отвечающей двухтрубной схеме). Наиболее экономичны этажеузлы стояка 3. В верхнем этаже-узле (по предложению автора) существенно упрощен монтаж за счет отказа от замыкающих участков. Роль з. у. передана крайним радиаторным секциям (рис. 8-7). Достаточность их обходного сечения делает независи­ мым регулирование соседних радиаторов. Регулятором является межсекционный дроссель-клапан ДГИ.

В однотрубных этаже-узлах с различными обходными труб­ ными участками и с обходными радиаторными секциями наблю­ дается «остаточная» прогрева­ емость приборов даже при за­

крытии

проходного сечения ре­

гулятора. Доля

такой

«оста­

точной»

теплоотдачи

(15—

45%)

снижается

с увеличе­

нием числа секций в радиаторе. Ее существование объясняется теплоотдачей обходного труб­ ного з.' у. или крайней радиа­ торной секции и неперекрывае-

Рис. 8-7. Межсекционный радиатор­ ный дроссель-клапан двойной регу­ лировки

/— клапан с поворачиваемым диском; 2 — радиаторный ниппель с кольцом

 

Ст. 1 ß_

 

Ст. S Я б_

(Г-70

Щ tr.Jr

(7'-Ъ)

tr.Hr

-fr

tr.lr

Ж

ЯБ

Рис. 8-8. Гравитационные давления в стояках однотрубной системы

79

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ