Расчет водяного (парового) отопления

8.1.1. Теплопотери, кВт, через наружные ограждения зданий можно определить с использованием укрупненного показателя —удельной характеристики:

где q₀ — удельная отопительная характеристика здания, Вт/(м^3.К) (табл. 30 приложения 1); V _н— наружный объем здания или его отапливаемой части, м³; t _в — расчетная температура воздуха в помещении (табл. 31 приложения 1); t_н — рас­четная температура наружного воздуха (табл. 32 приложения 1); а — поправочный коэффициент, учитывающий влияние на удельную тепловую характеристику местных климатических условий;

8.1.2. Добавочные теплопотери на инфильтрацию воздуха через притворы фрамуг окон, дверей и ворот в производствен­ных сельскохозяйственных помещениях, кВт,

8.1.3. Количество теплоты, кВт, теряемое на нагрев наружного воздуха, подаваемого системами вентиляции,

где — удельный расход теплоты на нагрев 1 м³ воздуха (вентиляционная харак­теристика), Вт/(м³К) (см. табл. 30 приложения 1); t_н — расчетное значение температуры наружного воздуха для проектирования вентиляции (см. табл. 32 прило­жения 1).

8.1.4. Потери теплоты от поглощения вводимыми в помещение материалами и оборудованием, кВт,

где К_м — массовая теплоемкость материалов и оборудования, кДж/(м³ К) (для железа К_м = 0,48; соломы — 2,3; дерева — 2,52...2,80; воды — 4,19); G— масса вво­зимых в помещения материалов или оборудования, кг; t _нм - температура ввози­мых в помещение материалов или оборудования, °С (для металлов t _нм =t_H; для несыпучих материалов t _нм= t_H + 10; для сыпучих материалов t _нм= t _н + 20); τ— время нагрева материалов или оборудования до температуры помещения, ч.

8.1.5. Количество теплоты на технологические нужды определяется через расход горячей воды или пара, кВт:

где Q — расход воды или пара, кг/ч (табл. 33 приложения 1); i — теплосодержа­ние воды или пара, кДж/кг (табл. 34 приложения 1); i_в - теплосодержание воз­вращаемого в котел конденсата, кДж/кг (см. табл. 34 приложения 1); Р— количе­ство возвращаемого конденсата, % (при полном возврате конденсата Р=70 %, при отсутствии конденсата в системе отопления Р=0 %).

В ремонтных предприятиях количество теплоты для техноло­гических и коммунально-бытовых нужд согласно скорректиро­ванным данным типовых проектов можно принять равным 168...182 Вт на одного работающего.

8.1.6. В помещениях имеют место и выделения теплоты, источником которой чаще всего является технологическое оборудование.

Тепловыделения от механического оборудования, приводимо­го в действие электродвигателями, кВт,

где N— номинальная мощность электродвигателя, кВт; К₃ = 0,5...0,9 — коэффи­циент загрузки электродвигателя; К₀ = 0,5...1 — коэффициент одновременности работы оборудования; К_Т = 0,1..1 —коэффициент, учитывающий долю энергии, переходящую в теплоту (для насосов и вентиляторов К_Т = 0,1...0,3; для металлоре­жущих станков К_Т = 1).

Для приближенного определения теплопоступлений в механи­ческих и механосборочных цехах можно принять произведение К_зК_оК_Т = 0,25.

8.1.7. Теплопоступления от электродвигателей, кВт,

где — КПД электродвигателя, определяется по каталогу (η = 0,75...0,92).

8.1.8. Количество теплоты от источников искусственного освещения определяют по суммарной мощности светильников, кВт:

где N _ос — суммарная мощность установленных в помещении светильников, кВт; η₀ = 0,92...0,97 — коэффициент перехода электрической энергии в тепловую; в случае нахождения осветительной арматуры ламп вне помещений (за остеклени­ем и т.п.) принимается для люминесцентных ламп η₀=0,45, для ламп накалива­ния η₀ = 0,15.

8.1.9. Теплопоступления от нагретых поверхностей оборудования, трубопроводов, кВт,

где - суммарная площадь нагретых поверхностей, м; а; — коэффициент теп­лопередачи 1-й поверхности, Вт/(м²К); для вертикальных поверхностей при (t_ИП – t_В ) < 5 °С а = 3,8…4,1 Вт/(м^2.К), при (t_ИП – t_В ) > 5 °С а = 5,2...7,5 Вт/(м^2.К); t_ИПi — температура нагрева i-й поверхности.

8.1.10. Количество теплоты, выделяемой людьми, зависит от
тяжести выполняемой ими работы и температуры в помещении,
кВт:

где п — численность работающих в помещении; g_Я — явное количество теплоты, выделяемой одним человеком (табл. 35 приложения 1).

8.1.11. Аналогично подсчитывается количество теплоты, по­ступающей в помещение от находящихся в нем животных, кВт:

где п_ж — количество животных в помещении; g _ж— количество теплоты, выделяе­мой одним животным, Вт (коровы — 547...958 Вт в зависимости от массы и удоя, телята — от 92 до 600 Вт при возрастании живой массы с 30 до 350 кг, свиньи взрослые — 265...461 Вт при возрастании массы с 100 до 300 кг, поросята — 72...228 Вт при возрастании массы с 10 до 90 кг); К _Ж. — коэффициент, учитываю­щий изменение тепловыделений животными в зависимости от температуры поме­щения (табл. 36 приложения 1).

8.1.12. Тепловая мощность отопительной системы, кВт,

8.1.13. Тепловая мощность, кВт, котельной установки Р_к принимается на 10... 15 % больше EQ с учетом расхода теплоты на собственные нужды котельной и теплопотерь в сетях:

По полученному значению Р_к подбирают тип и марку котла (табл. 37, 38 приложения 1). Рекомендуется устанавливать одно­типные котельные агрегаты с одинаковой тепловой мощностью. Число стальных агрегатов должно быть не менее двух и не более четырех, чугунных — шести. Следует учитывать, что при выходе из строя одного из агрегатов оставшиеся должны обеспечить 75...80 % расчетной тепловой мощности котельной установки.

8.1.14. Затем находят общую площадь поверхности нагрева­тельных приборов, м,

где К— коэффициент теплопередачи стенками нагревательных приборов в возду­хе, Вт/(м-К) (табл. 39 приложения I); t_Г — температура воды или пара на входе в нагревательный прибор (для водяных радиаторов низкого давления t_Г = 85...95 °С, высокого давления t_Г = 120...125 ⁰С, для паровых радиаторов t_Г = 110...115 °С); t _к — температура воды или пара на выходе из нагревательного прибора (для водяных радиаторов низкого давления t _к= 65...75 °С, для водяных и паровых радиаторов высокого давления t _к= 95 °С).

8.1.15. По известной площади IF определяют требуемое количество нагревательных приборов

где f - площадь поверхности одного нагревательного прибора, м² (табл. 40 при­ложения 1).

8.1.16. Потребность в топливе, кг, на отопительный период года ориентировочно подсчитывают по формуле

где g_y — годовой расход условного топлива, затрачиваемого на повышение темпе­ратуры на 1 ⁰С 1 м воздуха отапливаемого помещения, кг/(м °С); см. далее.

Объем здания, м^3	Годовой расход условного топлива, кг/(м °С)
До 1000 1000...5000 5000... 10000 10000...20000	0,32 0,24 0,21 0,200

 

К _П — объем помещения, м³; К_ЗН = 1,1... 1,2 — коэффициент запаса на неучтенные расходы теплоты.

Для перевода условного топлива в натуральное следует поль­зоваться коэффициентами, приведенными в таблице 41 приложе­ния 1.

РАСЧЕТ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ

8.2.1. Определяют расход топлива на нагрев воздуха внутри помещения, Вт,

где Q _В — часовой объем нагреваемого воздуха, м³/ч; ρ_к — плотность воздуха при температуре воздуха после прохождения калорифера, кг/м; с = 1 — удельная теплоемкость воздуха, кДж/(м³К); t_K — температура выходящего из калорифера воздуха, °С; для помещений без теплоизбытков t_K принимают равной расчетной температуре внутреннего воздуха 4, для помещений с наличием избытков тепло­ты t _к = t _в - (5...8) ⁰С; t_Н — температура наружного воздуха на входе в калорифер, ⁰С; для районов с температурой наиболее холодной пятидневки —10 °С и ниже t_Н принимают равной расчетной отопительной температуре, для остальных районов t_Н принимают равной расчетной зимней вентиляционной температуре.

8.2.2. Задаваясь массовой скоростью воздуха в пределах экономически выгодной, предварительно определяют живое сечение калориферной установки, М²,

где ν_M — массовая скорость воздуха, кг/(м^2. с); для паровых калориферов 3......7 кг/(м²-с), для водяных —7.: >10 кг/(м^2.с).

8.2.3.По расчетной площади живого сечения и техническим данным подбирают модель и номер калорифера (табл. 42 прило­жения 1). Калориферы КВП, К4ПП — одноходовые, пластинча­тые; КФСО, КФБО — спирально-навивные, оребренные. Кало­риферы КФСО, КФБО имеют зигзагообразное расположение трубок, что увеличивает коэффициент теплопередачи По сравне­нию с калориферами КФС с коридорным расположением тру­бок. Цифра в марке означает число рядов трубок по ходу движе­ния воздуха.

8.2.4.Рассчитывают массовую скорость воздуха, кг/(м²-с), для; выбранного калорифера

где F_K1j) — фактическое живое сечение выбранных калориферов, м².

8.2.5. Находят скорость движения воды в трубках калорифера,

м/с,, _;

где ρ_в — плотность воды, кг/м³; можно принять ρ_в = 1000 кг/м; с_в — теплоем­кость воды; с_в = 4,19 кДжДм -К); f_T — площадь живого сечения трубок калорифе­ра по теплоносителю, м; t_Г, t₀ — температура воды соответственно на входе и выходе из калорифера, °С.

Средняя скорость воды в трубках калорифера должна нахо­диться в пределах 0,2...0,5 м/с.

8.2.6. Определяют расчетную поверхность нагрева калориферов, м²,

где К_Т — коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К); значения К_Т находят по форму­лам, приведенным в таблице 43 приложения 1; Т_СР.Т = (Т _г + Т₀)/2 — средняя тем­пература теплоносителя, К; Т_к и Т_о — температура воды на входе и выходе из калорифера, если теплоноситель — пар, то среднюю температуру теплоносителя принимают равной температуре насыщения при соответствующем давлении пара, при давлении пара до 0,13 МПа допускается принимать Т_СР.Т = 373 К; Тср.в = (t_к + t_н)/2 — средняя температура воздуха, К; Т_к и Тй — соответственно температура воздуха на выходе из калорифера и входе в него, К.

8.2.7. Определяют количество устанавливаемых калориферов

где F_kt — табличное значение площади поверхности нагрева одного калорифера выбранной модели, м (табл. 42 приложения 1).

8.2.8. Сопротивление калориферов проходу воздуха Н _К находят по формулам, приведенным в таблице 43 приложения 1 и принимают с запасом в 10 %.