§ 61 Расчет калориферов

Расход тепла для нагревания воздуха определяется по формулам:

(XII.1)

где Q' — расход тепла для нагревания воздуха, кДж/ч (ккал/ч); Q — то же, Вт; 0,278 — коэффициент перевода кДж/ч в Вт; G — массовое количество нагревае­мого воздуха, кг/ч, равное Lp [здесь L — объемное количество нагреваемого воздуха, м³/ч; р — плотность воздуха (при температуре /_к), кг/м³]; с — удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг-К) [0,24 ккал/(кг-°С)]; t_K — температура воздуха после калорифера, °С; /_ц — температура воздуха до калорифера, °С.

Для калориферов первой ступени подогрева температура /_п равна температуре наружного воздуха.

Температура наружного воздуха принимается равной расчетной вентиляционной (параметры климата категории А) при проектирова­нии общеобменной вентиляции, предназначенной для борьбы с избыт­ками влаги, тепла и газами, ПДК которых больше 100 мг/м³. При про­ектировании общеобменной вентиляции, предназначенной для борьбы с газами, ПДК которых меньше 100 мг/м³, а также при проектировании приточной вентиляции для компенсации воздуха, удаляемого через местные отсосы, технологические вытяжки или системы пневматического транспорта, температура наружного воздуха принимается равной рас­четной наружной температуре /_п для проектирования отопления (пара­метры климата категории Б).

В помещение без теплоизбытков следует подавать приточный воз­дух с температурой, равной температуре внутреннего воздуха t_B для данного помещения. При наличии теплоизбытков приточный воздух по­дают с пониженной температурой (на 5—8° С). Приточный воздух с температурой ниже 10° С не рекомендуется подавать в помещение даже при наличии значительных тепловыделений из-за возможности возник­новения простудных заболеваний. Исключение составляют случаи при­менения специальных анемостатов.

Необходимая площадь поверхности нагрева калориферов F_K, м², определяется по формуле

где Q — расход тепла для нагревания воздуха, Вт (ккал/ч); К — коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м²-К) [ккал/(ч-м²-°С)]; t_cрт — средняя температура теплоносителя, ^СС; t_cр._в— средняя температура нагреваемого воздуха, проходящего через калорифер, °С, равная (tn+t_к)/2.

Если теплоносителем служит пар, то средняя температура тепло­носителя /_Ср.т равна температуре насыщения при соответствующем дав­лении пара.

Для воды температура /_ср.т определяется как среднее арифмети­ческое температуры горячей и обратной воды:

t_r + t о

/_Ср._т - ₂

Коэффициент запаса 1,1—1,2 учитывает потери тепла на охлажде ние воздуха в воздуховодах.Коэффициент теплопередачи калориферов К зависит от вида теплоносителя, массовой скорости движения воздуха up через калори­фер, геометрических размеров и конструктивных особенностей калори­феров, скорости движения воды по трубкам калорифера.

Под массовой скоростью понимают массу воздуха, кг, проходяще­го за 1с через 1 м² живого сечения калорифера. Массовая скорость up, кг/(с-м²), определяется по формуле

^<хп-³⁾

Введение массовой скорости упрощает расчет, так как в отличие от линейной массовая скорость в процессе нагревания воздуха остается постоянной вследствие неизменности его массы при нагреве.

Требуемую площадь живого сечения калорифера определяют, цред- варительно задавшись массовой скоростью up:

⁼ ЗбООир * (XII.4)

По площади живого сечения /» и поверхности нагрева F_K подбира­ют модель, марку и число калориферов. После выбора калориферов уточняют по действительной площади живого сечения калорифера /_д данной модели массовую скорость движения воздуха:

."--Шй- ^(Х"'⁵⁾

Коэффициент теплопередачи калориферов, определяемый опытным путем, приводится в таблицах или на графиках.

При теплоносителе паре коэффициент К выражается формулой

K = A(vp)ⁿ, (XII. 6)

а при теплоносителе воде—формулой

К = At (vp)ⁿ, w^m , (XII.7)

где А, А\, п, П\ и m — коэффициенты и показатели степеней, зависящие от конст­рукции калорифера; числовые значения их даны в табл. XII 1.

Скорость движения воды в трубках калорифера ш, м/с, определяет­ся по формуле

Q'

w=— -_г , ‘ (XII.8)

3б00р_в с_в /тр (Ip — to)

где Q'—расход тепла для нагревания воздуха, кДж/ч (ккал/ч); р„ — плотность воды, равная 1000 кг/м³, с„ — удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг-К1 [1 ккал/(кг-°С)]; /_тр — площадь живого сечения для прохода теплоносителя, м², /_г—

температура горячей воды в подающей магистрали, °С; /₀ — температура обратной

воды,^eC. I

На теплоотдачу калориферов влияет схема обвязки их трубопро­водами. При параллельной схеме присоединения трубопроводов через отдельный калорифер проходит только часть теплоносителя, а при по­следовательной схеме через каждый калорифер проходит весь расход теплоносителя.

Сопротивление калориферов проходу воздуха р, Па, выражается следующей формулой:

р — В (цр)^г, (XII.9)

где В и z — коэффициент и показатель степени, которые зависят от конструкции калорифера.

Таблица XII.1 Расчетные формулы для коэффициента теплопередачи и сопротивления калориферов	Коэффициент теплопередачи		К, Вт/(мг • К)	Сопротивление одного ряда калориферов проходу воз­
Марка калори­ фера	при теплоносите­ле паре	при теплоносителе воде, движущейся в трубках калорифера со скоростью w, м/с
		0,02—0,25	0,25-1	духа р, Па
КФС	14,07 (ор)0,566	15,24(ор)0,331 Щ0,166	12,91(ор)°'393ш0,105	1,197(ор)ь76
КФБ	11, 63(ор)0,42	15,24(ор)0,331 ш0,166	П.Об^р)0-446^!0*094	1,715(ор)1,72
КВБ (одно­ходовой)	17,75(ор)0,351	21,22(ор)0,257ш0,192	17,75(ор)°'343ш0’149	1,485(ор)ь®
кфсо	18,55(ор)0,44	22,23(ор)0’384 ш0,201	16,55 (ор)0,501 ф0,122	3,29(ор)2,01
КФБО	1б,5(ор)°’456	20,75(ор)0,381а>0’178	14,75(ор)°’5,7ш°’133	4,23 (ор)1,94
СТД3009В, СТДЗОЮГ	17,18(ор)0,339	18,8(ор)0’302ш0’149	15,35(цр)0,371ш0,081	1,53(ор)1,73
КВС (много­ходовой)	—	19,72 (ор)	0.32 ш0.13	2,72 (ор)1-65
КВБ (много­ходовой)	—	20,81 (ор)	0,32 ф0,132	2,16(ор )'*62

Формулы для определения сопротивления калориферов приведены в табл. XII.1.

Сопротивление последовательно расположенных калориферов равно:

Д p = pm, (XII. 10)

где т — число последовательно расположенных калориферов.

Расчет заканчивается проверкой теплопроизводительности (тепло­отдачи) калориферов по формуле

(XII.II)

Qk — F к/С (I ср.т ^ср в)>

Q_K — 3,6 Q_K,

где Qk — теплоотдача калориферов, Вт (ккал/ч); Q_K — то же, кДж/ч, 3,6 — коэффициент перевода Вт в кДж/ч F,₍ — площадь поверхности нагрева калори­феров, м², принятая в результате расчета калориферов данного типа; К — коэффициент теплопередачи калориферов, Вт/(м²-К) [ккал/(ч-м²-°С)]; /_Ср в — средняя температура нагреваемого воздуха, проходящего через калорифер, °С; tc рт — средняя температура теплоносителя, °С.

При расчете калориферов для нагревания воздуха в приточной си­стеме общеобменной вентиляции, когда температура наружного воз­духа зимой принимается по параметрам климата категории А, темпе­ратура воды в горячей и обратной магистралях берется по графику температуры воды в тепловой сети в зависимости от температуры на­ружного воздуха.

При подборе калориферов запас на расчетную площадь поверхно­сти нагрева принимается в пределах 15—20%, на сопротивление про­ходу воздуха — 10% и на сопротивление движению воды — 20%.