Практичне заняття № 2. Тема: ″ Розрахунок системи опалення приміщення″

Тема: ″ Розрахунок системи опалення приміщення″.

Мета заняття: навчитись розраховувати та проектувати системи опалення приміщення, використовувати існуюче обладнання та обґрунтувати його раціональне застосування.

Термін викладання – 4 години.

Завдання: Для забезпечення приміщення теплом необхідно розрахувати та спроектувати двохтрубну систему опалення з природною циркуляцією теплоносія, відповідно до розрахованого потоку Q_{сист .} і плану будівлі при використанні одного із видів опалювальних радіаторів.

Хід виконання:

1 Розрахунок теплового потоку опалювальних приладів.

1.1 Розрахунок теплового потоку труб Q_{тр .}, Вт.

Q_тр = _тр. к (t_т-t_р) А (2.1)

де F_тр – площа зовнішньої поверхні труби, м²;

к – коефіцієнт теплопередачі труби, Вт/м²°C; (для труб із чавуну,

сталі к =4,7 Вт/м²°C);

t _т – температура теплоносія (води) в трубах, °С; (для прямої магістралі t_тг=95°С, а для зворотної t_тх=70°С, [5];

t _р – розрахункова температура повітря в приміщенні, °С (по завданню t _р=15°С);

А – коефіцієнт, враховуючий ступінь теплопередачі труби в залежності від розташування її в приміщенні; (підведення до опалювальних приладів А=1; вертикальні труби А=0,5, труби в підлозі А=0,75; біля стелі А=0,25), [3].

Для виконання розрахунку необхідного теплового потоку необхідно спроектувати схему опалювальної мережі для всієї будівлі.

Нагрівний прилад (котел) рекомендують встановлювати таким чином, щоб була можливість опалювати всю площу будівлі рівномірно, використовуючи температуру теплоносія, тому раціонально проектувати двохтрубну, двохсторонню систему.

Найвища точка повинна знаходитись в місці встановлення нагрівача (котла), а по мірі видалення лінії повинний бути нахил 1 см [1]. Над нагрівальним приладом (котлом) необхідно встановити розширювальний бачок, а в нижній точці зворотної лінії вентиль для злиття води, біля кожного радіатору повинен бути вентиль [5].

Розрахункова схема системи опалення будівлі приведена на (Рис. 2.1).

1–розширювальний бачок; 2–нагрівач (котел); 3–опалювальний прилад;

4–вентиль.

Рисунок 2.1 - Розрахункова схема системи опалення будівлі при використанні двохтрубної системи з природною циркуляцією теплоносія.

1.2 Розрахунок площі труб, F_тр, м²:

F_тр.= d_нl (2.2)

де d _н – зовнішній діаметр труби, м;

l – довжина труби, м.

Для монтажу прямої та зворотної ліній використовують труби розміром 1"=0,025 м; 1,25"=0,032; 1,5"=0,04 м; 2"=0,05 м. [3], а для виконання під’єднання нагрівних приладів труби 1/2' =0,015 м; 3/4' =0,020 м [3].

Приймаємо діаметр труб для виконання ліній d_н=1,5"=0,04 м.

Для під’єднання нагрівальних приладів d_п=3/4'=0,02 м.

Тепловий потік Q_тр1 ,Вт, від труб до опалювальних приладів для приміщення 1

Q_тр.1 = 3,14·0,04·28500·10^-3·4,7·(95-15) ·0,25+3,14·0,02·1,2·4,7·(95-15) ·0,25+

+3,14·0,04·28500·10^-3·4,7·(70-15)·0,75+3,14·0,02·1,2·4,7·(70-15) ·0,75=1052,1.

Тепловий потік Q_тр2 ,Вт, від труб до опалювальних приладів для приміщення 2

Q_тр.2 = 3,14·0,04·19·4,7·(95-15)·0,25+3,14·0,02·1,2·4,7·(95-15)·0,25+

+3,14·0,04·19·4,7·(70-15)·0,75+3,14·0,02·1,2·4,7·(70-15)·0,75=708,7.

Тепловий потік Q_тр3 ,Вт, від труб до опалювальних приладів для приміщення 3

Q_тр.3 = 3,14·0,04·49·4,7·(95-15)·0,25+3,14·0,02·1,2·4,7·(95-15)·0,25+

+3,14·0,04·49·4,7·(70-15)·0,75+3,14·0,02·1,2·4,7·(70-15)·0,75=1792,5.

Тепловий потік Q_тр , Вт, від труб до опалювальних приладів для всієї будівлі

Q_тр = 1052,1+708,7+1792,5=3553,3.

2 Розрахунок площі опалювальних приладів F_{пр .},м²:

F_{пр .}= (2.3)

де: Q_оп – тепловий потік системи опалення для всієї будівлі, Вт.

к_{от .}– коефіцієнт теплопередачі, Вт/м^{2 °}С; (для радіаторів чавунних, секційних типу М-140- АО- к_от=9,78 Вт/м^{2 °}С, МС-140-к_от.=9,86 Вт/м^{2 °}С, РД-90, МД-90- к_от.=9,2 Вт/м^{2 °}С), [8];

t_срт – середня температура теплоносія (води) в трубі, ^°С;

t_пв – початкова температура води в трубі (приймаємо t_пв =20 ^°С).

F_{пр .}= .

2.1 Середню температуру теплоносія (води) в трубі t_срт ^°С находимо з виразу:

t_{срт .}= (2.4)

де t _тг- температура гарячого теплоносія (води), ^°С; (приймаємо t _тг = 95^°С);

t _тх- температура холодного теплоносія (води), ^°С;(приймаємо t _тг = 70^°С);.

t_{срт .}= .

2.2 Необхідну кількість секцій радіаторів N, шт, розрахуємо з виразу:

N= (2.5)

де F_{сек .}- площа однієї секції, м² (по завданню F_сек = 0,244 м²).

N = .

2.2.1 Площа опалювальних приладів для приміщення 1:

F_пр1 = (2.6)

де Q_оп1 - необхідний тепловий потік системи опалення для приміщення 1, Вт,

F_пр1 = .

2.2.2 Необхідну кількість секцій радіаторів N, шт, для приміщення 1 відповідно до виразу 2.5

N₁= .

2.2.3 Площа опалювальних приладів для приміщення 2:

F_пр2 = (2.7)

F_пр.2 = .

2.2.4 Необхідну кількість секцій радіаторів N, шт, для приміщення 2 відповідно до виразу 2.5

N₂= .

2.2.5 Площа опалювальних приладів для приміщення 3:

F_пр3 = (2.8)

F_пр.3 = .

2.2.6 Необхідну кількість секцій радіаторів N, шт, для приміщення 3 відповідно до виразу 2.5

N₃= .

2.3 Сумарна кількість радіаторів, N_об, шт.:

N_об. = N₁ + N₂ + N₃ (2.9)

N = 50 + 39 + 109 = 198.

Для опалення приміщення необхідно 198 секцій радіаторів.

Висновок по заняттю.