ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

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 tK), кг/м3]; с — удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг-К) [0,24 ккал/(кг-°С)]; — температура воздуха после калорифера, °С; tn — температура воздуха до калорифера, °С.

Для калориферов первой ступени подогрева температура /н 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 tn для проектирования отопления (пара­метры климата категории Б).

В помещение без теплоизбытков следует подавать приточный воз­дух с температурой, равной температуре внутреннего воздуха tB 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 FKf 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)]; tcp т — средняя температура теплоносителя, °С; *Ср. в — средняя температура нагреваемого воздуха, проходящего через калорифер, °С, равная (tn--tv)j2.

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:

, ___________________________ ty ~f~ Ір

Tcp. T — 0

Коэффициент запаса 1,1—1,2 учитывает потери тепла на охлажде­ние воздуха в воздуховодах.

Коэффициент теплопередачи калориферов К зависит от вида теплоносителя, массовой скорости движения воздуха vp через калори­фер, геометрических размеров и конструктивных особенностей калори­феров, скорости движения воды по трубкам калорифера.

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

3600/ж

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 vp:

= »Й5Г • <им>

По площади живого сечения fm и поверхности нагрева FK подбира­ют модель, марку и число калориферов. После выбора калориферов уточняют по действительной площади живого сечения калорифера fR

Данной модели массовую скорость движения воздуха:

, <хп'5)

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

При теплоносителе паре коэффициент К выражается формулой

K = A(vр)п, (XII. 6)

А при теплоносителе воде — формулой

К = Аг (ир)'гг wm, (XII.7)

Где А, Л і, п, tii и m — коэффициенты и показатели степеней, зависящие от конст­рукции калорифера; числовые значения их даны в табл. XII 1.

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

Q'

W=------------------------------------------------------------------------ , ' (XII.8)

3600рв св /тр (/г - /0)

Где Q'—расход тепла для нагревания воздуа, кДж/ч (ккал/ч); рв — плотность воды, равная 1000 кг/м3, св — удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг-К) [1 ккал/(кг-°С)]; fTp — площадь живого сечения для прохода теплоносителя, м2, — температура горячей воды в подающей магистрали, °С; t0 — температура обратной воды, °С. і

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:

P = B(vp)z, (XII.9)

Где В и г — коэффициент и показатель степени, которые зависят от конструкции калорифера.

Таблица ХИЛ

Расчетные формулы для коэффициента теплопередачи и сопротивления калориферов

Коэффициент теплопередачи К, Вт/(мг • К)

При теплоносите­ле паре при теплоносителе воде, движущейся в трубках калорифера со скоростью w, м/с

0,02—0,25

Сопротивление одного ряда калориферов проходу воз­духа р, Па

КФС КФБ

КВБ (одно-

Ходовой)

КФСО

КФБО

СТД3009В,

Стдзоюг

Квс (много­ходовой)

КВБ (много­ходовой)

14,07(ур)°'566 II, 63(ур)0'42 17,75(ур)0,351 18,55(ур)0'44 16,5(ор)0*456 17,18(fp)0,339 15,24 (рр)0,331 w°'m 15,24(ур) 331 си0,166 21,22(ир)0'257 ад0'192

22,23(vp)°>mw0'201 20,75(ор)0'381 а>0,178 18,8(ур)°'302ш0'149 12,91(ур)°'393ш0'105

11,05 (у р)0'446ш°'094 ^^(ур)0'34^0'149

1б,55(ор)°'501ш0,122 14,75(ир)°'517адоД33 Іб. Зб^р)0'37^0'081 1,197(ур)1,76 1,715(ур)1,72 1,485(ор)ь69 3,29(ур)2'01 4,23 (ур)1,94 1,53(ур)1,73

2,72 (ор)1'65

2,16(yp),t62

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

Сопротивление последовательно расположенных калориферов равно:

Ар = pm, (XII. 10)

Где т — число последовательно расположенных калориферов.

Расчет заканчивается проверкой теплопроизводительности (тепло­отдачи) калориферов по формуле

Qk — Рк к (^ср. т — ^ср в);

<?к = 3>6QK,

Где QK—теплоотдача калориферов, Вт (ккал/ч); QK—то же, кДж/ч, 3,6 — коэффициент перевода Вт в кДж/ч f*K — площадь поверхности нагрева калори­феров, м2, принятая в результате расчета калориферов данного типа; К — коэффициент теплопередачи калориферов, Вт/(м2-К) [ккал/(ч-м2-°С)]; ^Срв — средняя температура нагреваемого воздуха, проходящего через калорифер, °С; tap т — 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%.