книги / Отопление и вентиляция Ч. 1 Отопление
.pdfраска свинцовыми белилами — на 1,3%; окраска цинковыми бе лилами и белой эмалевой краской увеличивает теплоотдачу при бора на 1%, а терракотовой эмалевой краской — на 3,8%. Ввиду незначительных изменений теплоотдачи влияние окраски при боров не учитывают.
§13. Крепление нагревательных приборов и присоединение их к трубопроводам
Нагревательные приборы устанавливают на кронштейнах или на подставках. Число кронштейнов для установки радиаторов принимают из расчета один кронштейн на 1 м2 поверхности на
грева прибора, но не менее трех кронштейнов на радиатор (кроме радиаторов из двух секций). Каждую ребристую трубу устанав ливают на двух кронштейнах. Кронштейны должны располагать ся под шейками радиаторов, а при ребристых трубах у фланцев.
Вместо верхних кронштейнов у радиаторов иногда устанав ливают «радиаторные» планки, которые располагают на 2/з высо ты радиатора.
При установке радиаторов на подставках для радиатора с количеством секций 1 0 и менее принимают две подставки; радиа тор с количеством секций более 1 0 устанавливают на трех под
ставках; верх радиатора должен быть закреплен.
Кронштейны и подставка для радиаторов показаны на рис. IV. 16.
Заделку кронштейнов в каменные стены производят цемент ным раствором на глубину не менее 1 1 0 мм (без учета толщины
слоя штукатурки). Кронштейны должны быть установлены пер пендикулярно стене. При заделке кронштейнов применение дере вянных клиньев не допускается.
Приборы должны опираться на все кронштейны. Нагревательные приборы, располагаемые у деревянных стен,
у многослойных панелей наружных стен, а также у внутренних стен или перегородок облегченных конструкций, должны уста навливаться на подставках или специальных кронштейнах. Та кие кронштейны укрепляют к деревянным стенам при помощи шурупов или глухарей, к внутренним стенам и перегородкам облегченных конструкций — при помощи сквозных болтов со стальными планками.
Кронштейны для радиаторов укрепляют к бетонным стенам дюбелями, которые пристреливают строительно-монтажным пи столетом или заделывают в просверленные отверстия.
У прокатных панелей и стен из керамзитобетона, многопус тотного кирпича и других облегченных конструкций радиаторы устанавливают на напольных металлических подставках или спе циальных кронштейнах в соответствии с указаниями проекта.
Подводки к радиаторам бывают односторонние и разносто ронние (рис. IV. 17). Односторонние подводки имеют лучший вид
105
Рис. IV. 16. Кронштейны и подставка для радиаторов
а — обычный кронштейн; б — кронштейн для крепления на сквозных болтах; в — регулируемая подставка
и проще для монтажа. Разносторонние подводки применяют для радиаторов с числом секций более 25. Если к такому радиатору выполнить односторонние подводки, то наиболее удаленные от стояка секции прибора будут нагреваться недостаточно.
На рис. IV. 18 показано соединение радиаторов «на сцепке». Такое последовательное соединение приборов применяют обыч но в целях уменьшения числа стояков. Если «на сцепке» соеди-
* ) |
! |
|
д ) |
|
|
|
|
||
|
V M |
i |
n * - |
г |
|
|
V-------------- |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
Рис. IV. 17. Подводки к радиаторам
а — односторонние; б — разносторонние
*чДI
Рис. IV.18. Соединение радиаторов «на сцепке»
нено более двух радиаторов, то для них предусматривают раз носторонние подводки.
В водяных системах отопления радиаторы присоединяют к трубопроводам по одной из трех схем. Схема «сверху вниз» пре дусматривает поступление горячей воды в верхнюю часть радиа тора и отвод охлажденной воды снизу. При схеме «снизу вниз» вода поступает и отводится в нижней части радиатора. По схеме «снизу вверх» горячая вода подается в нижнюю часть радиато ра, а охлажденная вода отводится из верхней части. Наиболее часто применяют схему «сверху вниз». При паровом отоплении радиаторы присоединяют по схемам «сверху вниз» или «снизу вниз».
Подводки к ребристым трубам присоединяют при помощи фланцев с эксцентрично расположенными отверстиями, что обес печивает свободное удаление воздуха и сток воды или конден сата из труб. Подводки к регистрам из гладких труб присоеди няют аналогично при помощи приваренных эксцентрично муфт или патрубков. Для паровых подводок допускается концентрич ное присоединение.
§14. Определение необходимой поверхности
иподбор нагревательных приборов
Теплоноситель (вода или пар) передает тепло помещению че рез стенки нагревательного прибора; внутренняя поверхность прибора, омываемая теплоносителем, воспринимает тепло, а наружная поверхность, омываемая воздухом, отдает тепло. По этому наружную поверхность прибора называют поверхностью нагрева.
Передача тепла прибором характеризуется его коэффициен том теплопередачи k. Этот коэффициент показывает, сколько тепла отдает 1 м2 поверхности нагрева прибора в течение часа
при разности средней температуры теплоносителя и температу ры воздуха помещения 1°
Величина коэффициента теплопередачи зависит от вида и температуры теплоносителя, конструкции прибора и способа его установки.
При обогревании паром у всех нагревательных приборов ко эффициент теплопередачи больше, чем при обогревании водой. Это объясняется тем, что пар отдает тепло стенке прибора бо лее интенсивно, чем вода. Чем выше температура теплоносите ля, тем больше разность температур прибора и окружающего его воздуха; при увеличении этой разности возрастает теплоот дача конвекцией и лучеиспусканием, а следовательно, и коэф фициент теплопередачи.
Уприборов с гладкой поверхностью коэффициенты теплопе редачи больше, чем у ребристых, что объясняется уменьшением температуры ребра по направлению к его концу. Наряду с этим поверхности смежных ребер, обращенные одна к другой, взаим но поглощают лучистое тепло.
Уприборов одинакового типа коэффициент теплопередачи будет меньше при большей высоте прибора. Объясняется это тем, что верхняя часть высокого прибора омывается теплым: воздухом, нагретым у нижней части, поэтому теплоотдача верх ней части прибора снижена. По этой же причине коэффициент теплопередачи у гладких и ребристых труб, установленных в не
сколько рядов по вертикали, всегда будет меньше, чем у тех же труб, расположенных в один ряд.
Меньшая теплопередача труб, установленных в несколько ря дов, объясняется также тем, что расположенные близко поверх-
ности труб взаимно поглощают лучистое тепло. Такое же явле ние происходит и у боковых поверхностей смежных секций ра диаторов. Лучистое тепло полностью передают помещению толь ко наружные боковые поверхности крайних секций, поэтому чем больший процент от поверхности нагрева радиатора составляет наружная поверхность крайних секций, тем больший коэффици ент теплопередачи будет у радиатора.
У радиаторов с малым количеством секций внешняя поверх ность крайних секций составляет значительный процент от об-
Т а б л и ц а IV.3
Коэффициенты теплопередачи k нагревательных приборов в ккал/м2 • ч • град при открытой их установке
Тип нагревательного прибора
Значения k для воды при разности средней температуры воды в| приборе и температуры
воздуха помещения в грао
in |
О |
й |
о |
й |
|
Щ |
со |
О |
■ч* |
иэ |
со |
|
г» |
оо |
|||
о |
о |
о |
о |
о |
О |
о |
о |
CJ |
ч |
ч |
ч |
ч |
ч |
ч |
ч |
et |
з |
§ |
ю |
ю |
ю |
со |
tn |
S |
ю |
3 |
|
ю |
со |
|
а |
Значения k
для пара при давлении ваши
до 0,7 1 >1
Чугунные двухко- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
лонные радиаторы: |
_ |
7,3 |
7,9 |
7,9 |
8,2 |
8.2 |
8,5 |
8,5 |
8,6 |
8^9 |
_ |
_ |
|||||
|
М-140 |
|
|
|
|||||||||||||
|
НМ-150 |
|
|
— |
7,3 |
7,9 |
7,9 |
8,2 |
8,2 |
8,5 |
8,5 |
8,6 |
8,9 |
— |
— |
||
|
М-132 и М-150 |
6,3 |
6,6 |
6,8 |
7 |
7,2 |
7,4 |
7,5 |
7.7 |
7.9 |
8,2 |
8,5 |
9,1 |
||||
|
H-13G и Н-150 |
5,8 |
6 |
6,2 |
6,4 |
6.7 |
6,8 |
7 |
7 |
7,3 |
7,9 |
|
— |
||||
|
БОР-2 |
|
тепло |
— |
6,2 |
6,5 |
6,5 |
8,3 |
8,5 |
8,7 |
8,9 |
9,1 |
9,3 |
— |
— |
||
Чугунная |
6,2 |
6,7 |
6,7 |
7 |
7 |
7,1 |
— |
— |
— |
||||||||
вая |
панель |
|
6 |
6 |
6 |
6,2 |
6,2 |
6,4 |
6,4 |
6,6 |
6.6 |
6,7 |
7,7 |
— |
— |
||
«Польза» № |
|||||||||||||||||
«Нерис» |
|
|
|
6,4 |
6,4 |
7 |
7 |
7,2 |
7,2 |
7,5 |
7.5 |
7,6 |
7,7 |
|
|
||
Чугунные трубы с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
круглыми |
ребрами: |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
6 |
6,4 |
6.7 |
||||
|
1 труба |
|
(одна |
||||||||||||||
|
2 |
трубы |
|
4 |
4 |
4,25 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
4.5 |
4,5 |
5 |
5,4 |
5,6 |
||
|
над другой) |
3,5 |
3,5 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4,5 |
4,8 |
5 |
||||
|
3 |
трубы |
|
(одна |
|||||||||||||
|
над другой) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Одна горизонталь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ная |
или вертикаль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ная |
стальная |
|
труба |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
диаметром: |
|
|
11 |
11 |
11,5 11,5 12 |
12 |
12,5 12,5 12,5 13 |
13,9 14,6 |
|||||||||
|
до |
32 м м |
108 м м |
||||||||||||||
|
от |
38 |
до |
9,5 |
9,5 10 |
10 |
10,5 10,5 И |
11 |
11,5 12 |
12,8 13,4 |
|||||||
|
от |
133 до |
159 м м |
9,5 |
9,5 10 |
10 |
10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 11,5 12,3 12,9 |
||||||||||
Несколько |
|
гори |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
зонтальных |
сталь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ных труб, |
располо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
женных |
одна |
над |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
другой; расстояние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
между трубами при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
мерно |
равно |
диа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
метру трубы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
трубы диаметром |
10 |
10 |
10 |
10 |
11 |
11 |
11 |
11 |
11,5112,5113,4114 |
||||||||
|
до |
32 м м |
|
|
|||||||||||||
|
более |
32 м м |
8 |
8 |
|
8.5 |
9 |
9 |
9 |
9 |
9 |
11 |
11,€112,4 |
1 8
щей поверхности нагрева, поэтому коэффициент теплопередачи у них выше, чем у радиаторов с большим числом секций.
Коэффициент теплопередачи приборов зависит от многих различных условий, что затрудняет определение его расчетом. Поэтому в практических условиях коэффициенты теплопередачи определяют в лабораториях на основе испытаний.
Величины коэффициентов теплопередачи приборов при от крытой установке их у стен приведены в табл. IV.3.
Поверхность нагрева приборов F определяют по формуле
(IV. 1)
Я (*Ср-- *й)
где Qnp— количество тепла, которое должны отдавать прибо ры, в ккал/ч\
iCf — средняя расчетная температура теплоносителя в при
боре в °С; |
|
|
|
|
|
tB— расчетная |
температура |
воздуха в помещении в °С; |
|||
k — коэффициент |
теплопередачи нагревательного прибо |
||||
ра |
в ккал/м2• ч • град, |
принимаемый по табл. IV.3; |
|||
Рх— поправочный |
коэффициент, |
принимаемый в зависи |
|||
мости от числа секций радиатора: |
|||||
при количестве секций до |
5 р1 =0,95; |
||||
|
|
то |
же, 6— 10 |
Pi = 1; |
|
|
|
|
11—20 |
PL= 1,05; |
|
|
|
|
более 20 |
= 1,1 ; |
|
Ра— коэффициент, |
учитывающий остывание воды в тру |
||||
бах |
при |
скрытой прокладке трубопровода, прини |
маемый по приложению 4; Ра— коэффициент, учитывающий характер установки при
бора, принимаемый по приложению 5.
Среднюю расчетную температуру теплоносителя в приборе двухтрубной водяной системы отопления определяют по фор муле
* с р = ^ , (IV. 2)
где tr — температура воды, поступающей в прибор, в °С; t0— температура воды, выходящей из прибора, в °С.
При паровых системах отопления tc? принимают равной тем
пературе насыщенного пара, поступающего в нагревательный
прибор; для систем парового отопления |
с давлением пара до |
0,7 anitcp допускается принимать равной |
100° С. |
Давление пара перед нагревательным прибором после венти ля принимают равным 0,015—0,02 ати.
В двухтрубных системах водяного отопления горячая вода поступает параллельно во все нагревательные приборы; из каж-
дого прибора охлажденная вода возвращается в котел, не за ходя в другие приборы. Если пренебречь охлаждением воды
втрубопроводах, то можно считать, что во все нагревательные приборы двухтрубной системы отопления вода подается с оди наковой температурой. Перепад температур воды в приборах таких систем также принимают одинаковым.
Воднотрубных системах водяного отопления горячая вода распределяется по нагревательным приборам последовательно: частично охладившись в одном нагревательном приборе, вода поступает в другой. Поэтому' в однотрубной системе температу ра воды, поступающей в приборы, и степень охлаждения (пере пад температур) ее в приборах различны; перепад температур воды в приборах может быть равен перепаду температур воды
всистеме, но может быть и больше или меньше его.
Для однотрубной системы отопления температуру воды, по ступающей в прибор, определяют по формуле
tTn — tf — Qnp^r~ - , |
(IV.3) |
VCCT |
|
где tn — температура воды, поступающей в |
рассчитываемый |
прибор, в °С;
tT— температура воды, поступающей в стояк, в °С;
Q„p — количество тепла, расходуемого вышерасположенными нагревательными приборами на стояке, в ккал/ч;
QCT— теплоотдача всех нагревательных приборов, присое диненных к стояку, в ккал/ч;
/„ — температура воды, выходящей из стояка, в °С.
Температуру воды, выходящей из прибора однотрубной си стемы отопления, следует определять по формуле
= |
(IV.4) |
|
^пр |
где ?вых — температура воды, выходящей из прибора, в °С; trn— температура воды, поступающей в прибор, в °С;
Qn„— количество тепла, выделяемого прибором, в ккал/ч; Gnp — количество воды, проходящей через прибор, в кг/ч.
Величина |
в формуле (IV.4) представляет собой перепад |
бпр
температур воды в нагревательном приборе, т: е. Д t. Перепад температур Д t зависит от соотношения между количеством во
ды, проходящей через нагревательный прибор, Gnp, и количест вом воды, проходящей по стояку, GCT. Чем больше будет вели
чина этого отношения -^ПЕ_э т е. чем больше воды будет посту-
G C T
пать в нагревательный прибор, тем меньшая поверхность нагрева потребуется для этого прибора. Однако увеличение количества воды, проходящей через прибор, вызывает уменьшение перепа да температур в приборе, а следовательно, необходимость уве
личивать диаметры трубопроводов, присоединяющих прибор к стояку.
Таким образом, при увеличении количества воды, проходя щей через нагревательные приборы, с одной стороны, умень шается их поверхность нагрева, а с другой стороны, увеличива ются диаметры подводок к приборам. Поскольку стоимость на гревательных приборов составляет около 70% стоимости систе мы, то уменьшение их поверхности позволяет значительно снизить стоимость устройства отопительной системы.
Отношение количества воды, проходящей через прибор Gnp,
к количеству воды, циркулирующей по стояку GCT, |
называют |
|
коэффициентом затекания а: |
|
|
а _ |
. |
(IV.5) |
|
(?ст |
|
Чем больше коэффициент затекания, тем больше воды посту пает в прибор.
Количество воды, проходящей через прибор, а следователь но, и коэффициент затекания зависят от способа присоединения приборов (одностороннее или двустороннее), соотношения диа метров узлов стояка, тепловой нагрузки приборов, влияющей на величину естественного давления, и скорости движения воды в стояке.
Значения коэффициентов затекания приведены в графиках, показанных на рис. IV. 19 и IV.20*.
Правила пользования графиками поясним примером.
Пример IV.I. Количество тепла, отдаваемого всеми приборами стояка, 9600 ккал/ч] теплоотдача прибора 2200 ккал/ч; узел стояка 174Х1Х3/4 дюйма;
присоединение приборов одностороннее; высота прибора 500 мм. Определить а.
Решение показано на графике (см. рис. IV. 19), а =0,24. |
|
Определив коэффициент затекания а, находят Gnp |
по фор |
муле |
|
Gnp = aGCT. |
(IV.6 ) |
Подставив значение Gnp в формулу (IV.4), находят tBUX.
Средняя расчетная температура воды в приборе однотрубной системы отопления будет равна:
4 |
^ГП -(■ ^вых ог> |
|
* с р |
----------- 2------ |
U |
Для определения количества воды Gnp, поступающей в при бор однотрубного стояка с замыкающими участками, можно пользоваться номограммой, приведенной на рис. IV.21 (состав лена А. И. Орловым) для различных комбинаций диаметров стояка, замыкающего участка и подводок {а, б, в).
* Л. Ф. О ф и ц е р о в . Однотрубные системы водяного отопления (верти
кальные с прямыми замыкающими участками). Госстройиздат, 1960.
Коэффициенты затекания для вертикальных однотрубных проточных систем отопления можно определять по номограмме (рис. IV.22). Из этой номограммы видно, что при увеличении длины подводки к одному из двух смежных приборов величина
Рис. IV. 19. Коэффициенты затекания воды в приборы однотрубных вертикальных водяных систем отопления с прямыми замыкающими участками и односторонним присоединением приборов
коэффициента затекания изменяется весьма незначительно. На пример, если расстояние от стояка до одного из приборов со ставляет 2 м, а до другого прибора — 0,5 м, то при одинаковых
диаметрах подводок 3/4" через ближайший к стояку прибор прой-
дет 56%, а через отдаленный прибор 44% воды, циркулирующей по стояку. Если у смежных приборов диаметры и длина подво док одинаковы, то через приборы независимо от величины их тепловых нагрузок будет проходить одинаковое количество воды.
Рис. IV.20. Коэффициенты затекания воды в приборы однотрубных вер тикальных водяных систем отопления с прямыми замыкающими участ ками и двусторонним присоединением приборов
При различной длине и разных диаметрах подводок к приборам количество воды, циркулирующей через один из приборов, соста вит Gnf i = a1GCT; количество воды, проходящей через другой
прибор, будет равно:
Gnp%— GCT ^npi•